LCD玻璃基板检查设备中的透镜装置以及光学装置的制作方法

本实用新型属于平板显示玻璃基板宏观检测领域，涉及一种液晶显示器检测设备中的透镜装置，以及包括该透镜装置的光学装置。

背景技术：

当前，随着电视、手机、平板等电子产品的升级换代，液晶显示器或液晶显示屏(以下也称为LCD(Liquid Crystal Display)面板)的使用量逐年增加，国内厂商在大量建厂，新的生产线不断建成。在这种市场环境之下，专为LCD面板使用的专用检查设备也在大量增加，其中对LCD玻璃进行照明的设备一直都是LCD检查设备的重要组成部份。目前常规使用的照明系统体积较大，重量较重，对一些小型精细LCD部件进行检测时不便于操作，使整体LCD检查设备无法达到使用要求。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种包括菲涅尔透镜的透镜装置及应用该透镜装置的光学装置，具有外形轻薄、使用简单的技术特点，旨在对LCD检查设备的技术进行创新，解决其照明系统体积大，重量重的缺点，使之完全符合检查设备的使用要求，改善LCD检查设备的整体技术水平。

具体来说，本实用新型涉及一种LCD玻璃基板检查设备中的透镜装置，其包括：依次设置的第一菲涅尔透镜，第二菲涅尔透镜，以及液晶散射板。

进一步的，所述第一菲涅尔透镜与所述第二菲涅尔透镜之间的距离为6mm～20mm，更进一步的，距离优选为8mm～15mm。

进一步的，所述第二菲涅尔透镜与所述液晶散射板之间的距离为8mm～30mm，更进一步的，距离优选为10mm～20mm。

进一步的，所述液晶散射板的两面分别连接外部电源的正负极从而可以使液晶散射板在通电和断电两种状态中切换。

进一步的，所述第一菲涅尔透镜的厚度是2mm～10mm，更进一步，优选为3mm～6mm；所述第二菲涅尔透镜的厚度是2mm～10mm，更进一步，为3mm～6mm。

进一步的，所述第一菲涅尔透镜的折射率为1.3～1.5，更进一步，优选为1.49；所述第二菲涅尔透镜的折射率为1.3～1.5，更进一步，优选为1.49。

进一步的，液晶散射板的厚度是8mm～20mm，更进一步，优选为8mm～15mm。

进一步的，所述透镜装置还包括：具有若干个卡槽的支撑部件，所述第一菲涅尔透镜、第二菲涅尔透镜和液晶散射板安装在该支撑部件的嵌入卡槽中。

本实用新型还涉及一种光学装置，其包括：点光源，外部电源，以及上述本实用新型所述的透镜装置，其中，所述透镜装置可围绕其安装位点的轴线旋转。

进一步的，所述点光源为白炽灯、金属卤素灯、低压钠灯中的一种或几种。

进一步的，所述点光源与透镜装置的距离为800mm～2000mm，更进一步，优选为1000mm～1700mm。

本实用新型的效果

本实用新型通过采用上述的技术方案，可以实现光线的校直及聚焦均采用厚度极薄的菲涅尔透镜，光线损失较小。而通过采用液晶散射板产生散乱光，使光线可以切换成聚焦光、散乱光，满足LCD检查设备的使用要求。菲涅尔透镜及液晶散射板整合安装在一起，安装后的成品上整体上厚度薄、使用简单、维护方便。

本实用新型的LCD玻璃基板检查设备中的透镜装置及包括其的LCD工艺检查用光学装置具有体积小，厚度薄，重量轻，使用简单、维护方便的特点。

附图说明

图1示出了本实用新型光学装置的光路原理图。

图2示出了本实用新型透镜装置中液晶散射板在通电和断电状态下的状态图。

图3示出了本实用新型的透镜装置的立体图。

图4示出了本实用新型的透镜装置的局部放大图。

符号说明

1第一菲涅尔透镜

2第二菲涅尔透镜

3液晶散射板

4点光源

5嵌入卡槽

6外部电源

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的具体实施例。虽然附图中显示了本实用新型的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

本实用新型涉及一种透镜装置，更具体的涉及一种菲涅尔透镜装置，包括第一菲涅尔透镜1，第二菲涅尔透镜2和液晶散射板3。

在本实用新型中使用的菲涅尔透镜又名螺纹透镜，通常是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆。普通的凸透镜，会出现边角变暗、模糊的现象，这是因为光的折射只发生在介质的交界面，凸透镜片较厚，光在玻璃中直线传播的部分会使得光线衰减。菲涅耳透镜则解决了这样的问题。菲涅尔透镜相当于一片有无数多个同心圆纹路(即菲涅耳带)的玻璃，却能达到凸透镜的效果，如果投射光源是平行光，汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致。在本领域中，菲涅尔透镜通常分为正菲涅尔透镜和负菲涅尔透镜。正菲涅尔透镜光线从一侧进入，经过菲涅尔透镜在另一侧出来聚焦成一点或以平行光射出的透镜。负菲涅尔透镜和正焦菲涅尔透镜刚好相反，焦点和光线在同一侧，通常在其表面进行涂层，作为第一反射面使用。

在本实用新型中优选的实施方式中，第一和第二菲涅尔透镜均是正菲涅尔透镜。对于在本实用新型中使用的第一和第二菲涅尔透镜的规格和尺寸没有限定，本领域技术人员根据所要检测的LCD面板的大小和点光源的类型可以适当地进行选择。

如图1示出了本实用新型光学装置的光路原理图。点光源通过第一菲涅尔透镜1转换成平行光源，这一步聚作用是将光源转换成标准、均匀的平行光源，然后平行光源通过第二菲涅尔透镜2，在另外一侧产生聚焦。液晶散射板3的作用是将第二菲涅尔透镜2产生的聚焦光通过是否通电在聚焦光和散乱光之间切换，满足LCD面板检查的需要。

图3示出了本实用新型的透镜装置的立体图，图4给出了图3示出的本实用新型的一个角的局部放大图，图4显示了透镜装置的详细地结构，即本实用新型的透镜装置的功能由第一菲涅尔透镜1、第二菲涅尔透镜2以及液晶散射板3来实现。

在本实用新型的具体的实施方式中，所述第一菲涅尔透镜1与所述第二菲涅尔透镜2之间的距离为6mm～20mm，例如第一菲涅尔透镜1与第二菲涅尔透镜2之间的距离为6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm。设置这样的间距可以不扩大整个透镜装置的大小和厚度，同时还可以确保在用于检测时，放置的点光源4所射出的光能够通过第一菲涅尔透镜1转换成平行的光路，并且通过第二菲涅尔透镜2转换成标准、均匀的平行光源。

在一个优选的实施方式中，第一菲涅尔透镜1与第二菲涅尔透镜2之间的距离为8mm～15mm，这样的距离可以确保通过第一菲涅尔透镜1与第二菲涅尔透镜2之后，能够将点光源4发出的光转换成标准、均匀的平行光源。

在本实用新型中，第一菲涅尔透镜1的厚度的范围为2mm～10mm，例如，第一菲涅尔透镜1的厚度是2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm以及10mm。更进一步，第一菲涅尔透镜1的厚度优选为3mm～6mm。

所述第二菲涅尔透镜2的厚度的范围为2mm～10mm，例如，第二菲涅尔透镜2的厚度是2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm以及10mm。更进一步，第二菲涅尔透镜1的厚度优选为3mm～6mm。

在本实用新型中，上述菲涅尔透镜的厚度是指透镜中间部分最宽部分的厚度。通过采用如上所述厚度的菲涅尔透镜，可以在有效的实现本实用新型的功能的基础上，不会进一步增大整个透镜装置的体积。

在本实用新型中，第一菲涅尔透镜1的折射率为1.3～1.5，更进一步，优选第一菲涅尔透镜1的折射率为1.49。第二菲涅尔透镜2的折射率为1.3～1.5，更进一步，优选第二菲涅尔透镜2的折射率为1.49。通过使用这样折射率的菲涅尔透镜，可以更准确地确保在用于检测时，放置的点光源4所射出的光能够通过第一菲涅尔透镜1转换成平行的光路，并且通过第二菲涅尔透镜2转换成标准、均匀的平行光源。

在本实用新型的具体的实施方式中，所述第二菲涅尔透镜2与所述液晶散射板3之间的距离为8mm～30mm，例如第二菲涅尔透镜2与所述液晶散射板3之间的距离为8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm以及30mm。设置这样的间距可以不扩大整个透镜装置的大小和厚度，同时还可以确保在用于检测时，将从第二菲涅尔透镜2射出的标准、均匀的平行光路通过是否通电在聚焦光和散乱光之间切换，从而满足LCD面板检查的需求。

本实用新型的透镜装置还包括液晶散射板3，液晶散射板3的两面分别连接外部电源6的正负极从而可以使液晶散射板在通电和断电两种状态中切换。图2示出了液晶散射板3的工作原理，如图2所示，左侧为液晶散射板3通电状态，内部液晶向施加电压方向直立，液晶沿长轴方向排列，光线可平行穿过液晶散射板3，方向不作任何改变。右侧为液晶散射板3断电状态，内部液晶没有沿长轴方向排列，输出光线为散乱状态。如图3所示，本实用新型的透镜装置中的液晶散射板3能够与外部电源6连接。即，本实用新型中的液晶散射板3通过外部电源的控制，可以具有透明状态和半透明状态，透明状态使得由第二菲涅尔透镜2聚集的光束原样通过，半透明状态则可以将聚光散射。这样，操作人员可以通过控制液晶散射板的状态对聚光进行散射或原样通过到待检测的玻璃基板之间进行动作切换，在不同状态下，能够更加可靠的观察待检测玻璃基板的缺陷。

本实用新型的液晶散射板3的厚度范围为8mm～20mm，例如液晶散射板3的厚度是8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm以及20mm，更进一步，厚度范围优选为8mm～15mm。通过采用这样厚度的液晶散射板3，可以在不增加整个装置的整体的厚度的情况下，充分地实现透明状态和半透明状态两种不同的工作状态。

如上所述，为了精准地控制本实用新型的第一菲涅尔透镜1、第二菲涅尔透镜2以及液晶散射板3之间的距离，本实用新型的透镜装置还包括：具有若干个嵌入卡槽5的支撑部件，所述第一菲涅尔透镜1、第二菲涅尔透镜2和液晶散射板3安装在该支撑部件的嵌入卡槽5中，如图4所示。

优选该嵌入卡槽5的每个卡槽之间的宽度是可以调节的，从而可以进一步调节第一菲涅尔透镜1、第二菲涅尔透镜2以及液晶散射板3三者之间彼此的距离，从而根据能够使用的不同的点光源4，以及待检测的LCD玻璃板的情况来调节整个透镜装置的工作状态。

综上，在使用本实用新型的透镜装置时，点光源4通过第一菲涅尔透镜1转换成标准的平行光源，再通过第二菲涅尔透镜2转换成聚焦光源，聚焦光源再通过液晶散射板3照射在待检测LCD玻璃上。通过对液晶散射板3通电的通断来控制射出光线在聚焦光和散乱光之间的切换，以此来满足不同的检查要求。

如上所述，本实用新型的透镜装置可以单独使用，使用时配合外部的点光源和外部电源来使用。

同样，本实用新型还涉及一种光学装置，其包括：点光源、外部电源、以及上述本实用新型所述的透镜装置，其中，所述透镜装置可围绕其安装位点的轴线旋转。

其中所述透镜装置可围绕其安装位点的轴线旋转是指如果固定点光源和待检测的玻璃基板的位置不变时，透镜装置与待检测的玻璃基板可以从相对于彼此平行的位置旋转到彼此之间垂直的位置，同时还可以进一步旋转，使得透镜装置能够从初始与待检测的玻璃基板彼此平行的位置旋转180度，从而使透镜装置的另外一面面向待检测的玻璃基板。通过这样的旋转，可以更为灵活地设置待测玻璃基板与透镜装置之间的相对位置和相对角度，从而实现对于玻璃基板更为精确地观察。

在本实用新型的光学装置中，点光源为白炽灯、金属卤素灯、低压钠灯中的一种或几种。本领域技术人员可以根据实际需要，来选择合适的光源。

根据使用的点光源的种类，可以调节光学装置中点光源与透镜装置之间的距离，例如点光源与所述透镜装置中心位置之间的直线距离为800mm～2000mm。

本实用新型的透镜装置整体由两块菲涅尔透镜和一块液晶散射板组成，整体厚度极薄，满足在小空间内的安装，减小设备的整体尺寸。在维修保养方面非常简单，接近无需保养，只需定期擦拭表面的灰尘即可。

而本实用新型的平板显示玻璃基板宏观检查光学装置，整个光学装置为一体设计，可以对不同的玻璃基板进行检测。

尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。