CN101498674A - 一种快速判别内外层瑕疵的检测方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种快速判别内外层瑕疵的检测方法与系统，其步骤包括提供具有多层结构的一可透光待测物体一背光装置以及一表面照明装置；利用一光源控制单元，选择性地调变背光装置及表面照明装置的照射光线，以提供待测物体一交错的照射光线；继而提供一影像捕获设备，对其进行初始化设定，并与待测物体进行相对位置校正；利用影像捕获设备，对待测物体进行单向一次的扫描行程，取得待测物体于交错照射光线下的一瑕疵影像；然后，通过一影像数据重组单元，将瑕疵影像分离重组为一总瑕疵影像及一外层瑕疵影像；最后，经由一图像处理与分析单元对总瑕疵影像以及外层瑕疵影像进行判别，取得待测物体的内层瑕疵影像。

Description

一种快速判别内外层瑕疵的检测方法与系统

技术领域

本发明是关于一种快速判别内外层瑕疵的检测方法与系统，特别指一种运用至少二个不同光源交错照射具有多层结构之一可透光待测物体后，再经由影像辨识方式快速判别该待测物体的内外层瑕疵的方法与系统。

背景技术

超薄显示器在现今社会中的运用，已十分普遍，大至户外电视墙、液晶电视、等离子电视、计算机的显示屏幕，小至手机屏幕、PDA的显示器以及MP3的显示屏幕等，日常生活中，几乎随处可见此种显示器的踪迹。

超薄显示器的成品，是由显示材料、玻璃基材及背光模块等所多种材料及结构贴合而成，制造超薄液晶显示设备的工艺非常复杂，通常可概分为三个阶段，依序为数组工艺(array process)、面板组装工艺(cell process)以及模块组装工艺(module assembly process)。简单来说，数组工艺会在一玻璃机板上形成一薄膜晶体管数组。面板工艺是将一彩色滤光片基板与数组工艺所完成的薄膜晶体管基板贴合，并于其内灌入液晶材料。而模块组装工艺而是将面板组装工艺所完成的面板模块与其他如背光模块(backlight module)、驱动电路以及外框等多种零件进行组装。由于超薄液晶显示设备是一项极精密的高科技产业，而且制造厂商的资本投资庞大，因此，对于产品的良率非常重视，所以，在目前大部分的工艺中，皆已具有一定的标准工艺及工艺中对半成品的各项检测工作，但是，仍难避免各种瑕疵的发生。

对于超薄显示器而言，视觉瑕疵的种类繁多，一般可依据瑕疵的面积与形状分为三类，包括点缺陷、线缺陷及面缺陷。无论何种瑕疵，就目前生产厂商的检测技术而言，均已可利用各种检测仪器或是检测方法，轻易发现瑕疵所在的位置及其形状。

但是，现行的各种检测技术，难以正确判断瑕疵发生在超薄显示器的内层背光模块、玻璃基材结构上或是外层的显示材料上，因而，厂商往往无法进行适当的处理与修补，使得有瑕疵的超薄显示器沦为次级品销售或予以作废，而现有判别瑕疵发生于内层结构上或是外层结构的方式，是对工艺中的产品，以随机抽样的方法，挑选有限数量的半成品或成品，将其内外层加以分离，逐层进行检测；此种破坏性的检测方式，无法对所有产品进行逐一检测，并不能真正提高生产厂商的产品良率，而且费时费工，也造成生产成本提高。

因此，针对于超薄显示器的视觉瑕疵，有必要提出一种简单又精准的方法与装置，除了可发现瑕疵所在的位置及其形状外，更可适当判别瑕疵发生在内层结构上或是外层结构上，方便制造厂商，对产品进行有效的进行处理与修补，以达成提升良率及降低成本的目的。

目前，就发明人所知，已有运用不同光源照射待测的超薄显示器，利用影像捕获设备的来回移动方式，线性扫描待测的超薄显示器，藉此取得至少两张不同光源照射下的影像信息，据以进行瑕疵分析，来判别瑕疵发生于内层结构上或是外层结构的方法。

然而，上述的检测方式，应用在现今讲求快速，分秒必争的生产在线，对生产效率的提升以及资源的有效使用上，仍然无法真正满足生产厂商的需求，故本发明特别提出一种只需对待测的超薄显示器进行单次行程扫描，可较上述的检测方式节省一半的时间，却仍能取得至少两张不同光源照射下的影像的方法与系统，可真正达成缩短检测时间，提升生产效率的目标。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种快速判别内外层瑕疵的检测方法与系统，特别是指一种运用至少二不同光源交错照射具有多层结构的一可透光待测物体后，再经由影像辨识方式快速判别该待测物体的内外层瑕疵的方法与系统。用简单的检测方法与检测系统，可正确而快速的判断待测物体内外层瑕疵的效果，以有效解决目前现有的检测技术费时费事且效率不佳的问题。

本发明的一种快速判别内外层瑕疵的检测方法，其步骤包括提供具有多层结构的一可透光待测物体至少一背光装置以及至少一表面照明装置；利用一光源控制单元，选择性地调变背光装置及表面照明装置的照射光线，以提供待测物体至少一交错的照射光线；继而，提供至少一影像捕获设备，对该影像捕获设备进行初始化设定，并且与待测物体做相对位置校正；然后，以影像捕获设备对待测物体进行一次单向线性扫描，取得待测物体于交错照射光线下的一瑕疵影像；再经由一影像数据重组单元，将瑕疵影像分离重组为一总瑕疵影像以及一外层瑕疵影像；最后，通过一图像处理与分析单元，对该总瑕疵影像以及该外层瑕疵影像进行分析判别后，进而获得该待测物体的内层瑕疵影像。

本发明的一种快速判别内外层瑕疵的检测系统包括至少一背光装置、至少一表面照明装置、一光源控制单元、至少一影像捕获设备、一影像数据重组单元以及一图像处理与分析单元。

背光装置，用以提供该待测物体一背光源；表面照明装置，为一线性聚光照明装置，可提供待测物体一特定角度的斜向照明光线，以对待测物体进行表面照明；光源控制单元，可选择性地电性连接于该背光装置及该表面照明装置，并对上述二装置所发出的照明光线，具有频率调整及亮度调节的功能，得以使背光装置及表面照明装置对待测物体提供一交错的照射光线；影像捕获设备，还包括至少一线性影像传感器及一大视野光学透镜，用于产生待测物体一瑕疵影像。

影像数据重组单元电性连接于上述的影像捕获设备，可将所撷取的该瑕疵影像，分离重组为一总瑕疵影像以及一外层瑕疵影像；图像处理与分析单元，连接于该影像数据重组单元，并可将瑕疵影像分离重组所得的总瑕疵影像及表面瑕疵影像，加以分析判别，即可获得待测物体的内层瑕疵影像。

此方法与系统，可应用于具有多层结构的背光模块检测、液晶模块检测、液晶面板检测以及等离子电视面板的瑕疵检测等的组合中的任何一种。

关于本发明的优点与精神，可通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解，然而附图仅供参考与说明，非以对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明一种判别内外层瑕疵的检测系统的较佳实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一种判别内外层瑕疵的检测方法与系统的较佳实施例的扫描瑕疵示意图；

图3为本发明一种判别内外层瑕疵的检测方法的较佳实施例的流程图。

11      影像捕获设备

111     线性影像传感器

112     大视野光学透镜

12      承载装置

13      背光装置

14      线性聚光照明装置

15      龙门

16      脉冲宽度调变信号装置

17      影像数据重组单元

18      图像处理与分析单元

20      具多层结构的待测物体

21      瑕疵影像

22      总瑕疵影像

23     外层瑕疵影像

30     交错重迭影像信息

31     背光装置所撷取的影像信息

32     线性聚光照明装置所撷取的影像信息

33     外层瑕疵影像信息

331    外层疵影像信息的瑕疵位置

34     总瑕疵影像信息

341    总瑕疵影像信息的瑕疵位置

具体实施方式

本发明是关于一种快速判别内外层瑕疵的检测方法与系统，特别指一种运用至少二个不同光源交错照射具有多层结构的一待测物体后，再经由影像辨识方式快速判别该待测物体的内外层瑕疵的方法与系统。其中，本系统所选用的两种光源至少有一种光源具有闪频特性。

兹配合图示将本发明的较佳实施例加以详细说明如下。请参阅图1，为本发明一种快速判别内外层瑕疵的检测系统的较佳实施例的整体结构示意图。如图1所示，该检测系统包括一影像捕获设备11、一承载装置12、一背光装置13、一线性聚光照明装置14、一脉冲宽度调变信号(PWM，Pulse WidthModulation)装置15、一龙门16(支撑架)、一影像数据重组单元17以及一图像处理与分析单元18。

该影像捕获设备11，至少由一线性影像传感器111与一大视野光学透镜112结合而成，用以对一具多层结构的可透光待测物体20进行扫描后，以取得其影像。

承载装置12相对应于影像捕获设备11的下方，以供承载具多层结构的可透光待测物体20，于该承载装置12的适当处设有背光装置13，背光装置13可以是冷阴极灯管、发光二极管或其他发光源，也可以为待测物体20本身所具有的背光源装置，以提供背光源于该待测物体20。

该线性聚光照明装置14可为卤素光源、金属卤素光源、发光二极管、激光二极管、非同调激光、偏振光源以及多波长光源中的任一种光源；其是用以提供一特定角度的斜向照明光线，照射于具多层结构的待测物体20的表面。

线性聚光照明装置14以及背光装置13，均是设置在适当的位置，并利用一动力控制装置(图未示)连接于与影像捕获设备11线性聚光照明装置14，并可利用两种不同的方式：第一种方式，令由该动力控制装置驱动影像捕获设备11与线性聚光照明装置14，使二者同时移动对背光装置13上的待测物体20进行线性扫描；或是将影像捕获设备11及线性聚光照明装置14固定不动，而由背光装置13与待测物体20乡对线性移动进行扫描。

脉冲宽度调变信号(PWM，Pulse Width Modulation)装置15电性连接背光装置13以及线性聚光照明装置14，用以调整控制上述二装置其中任一装置的照射光线的频率及亮度，二装置也可同时由其调控，使二光源装置的照射光线交错点亮，形成对可透光待测物体20的一交错的照射光线。使背光装置及表面照明装置对待测物体产生交错的照射光线，除了以脉冲宽度调变信号(PWM，Pulse Width Modulation)方式之外，本领域技艺人士尚可应用如：开关装置、逻辑门组件以及电路设计达成。

影像捕获设备11架设于龙门16上，采线性平移方式作动，而在背光装置13以及线性聚光照明装置14二者所提供的交错的照射光线下，对待测物体20只需进行单次行程线性扫描，即可取待测物体20的一瑕疵影像21；也可令该影像捕获设备11固设于龙门16上，令承载该具多层结构的待测物体20的承载装置12相对于影像捕获设备11线性平移，以取得待测物体20的瑕疵影像21。

影像数据重组单元17，电性链接于影像捕获设备11，利用影像数据重组单元17将影像捕获设备11所撷取的具多层结构的可透光待测物体20的瑕疵影像21加以影像分离重组，取得一总瑕疵影像22以及一外层瑕疵影像23。将总瑕疵影像22以及一外层瑕疵影像23的信息，由影像数据重组单元17传送至与其连接的图像处理与分析单元加以分析分析，即可获得内层瑕疵影像信息。

图2为本发明一种快速判别内外层瑕疵的检测方法与系统的较佳实施例的扫描瑕疵示意图。如图2所示，经由背光装置13以及线性聚光照明装置14，所提供的交错照射光线，通过影像捕获设备11对具多层结构的可透光待测物体20进行单次行程线性扫描后，同时取得背光装置13所撷取的一影像信息31，以及线性聚光照明装置14所撷取的影像信息32，共同构成一交错重迭影像信息30，再利用影像数据重组单元17对交错重迭影像信息30加以分离并重组后，取得一外层瑕疵影像信息33及一总瑕疵影像信息34，然后经由图像处理与分析单元18对上述影像进行判读分析，判别出总瑕疵影像信息34的瑕疵位置341及外层疵影像信息33的瑕疵位置331，将瑕疵位置341与瑕疵位置331比对后，即可得到内层瑕疵位置。

对应上述一种判别内外层瑕疵的检测系统，本发明也揭示一种判别内层瑕疵的检测方法，请参阅图3所示，为本发明一种快速判别内外层瑕疵的检测方法与系统的流程图。

步骤810及步骤820所示，将一具有多层结构的可透光待测物体20稳定置放于一承载装置12的一预先选定的位置上；并提供一影像捕获设备11，其位置相对应于该承载装置12；步骤830及步骤840，将该影像捕获设备11进行初始化的设定；并对该影像捕获设备11及待测物体20的相对位置校正；步骤850所示，开启一背光装置13以及可提供特定角度的斜向光的一线性聚光照明装置14，照射至该待测物体20；步骤860所示，启动电性连接于背光装置13及线性聚光照明装置14的一脉冲宽度调变信号(PWM，Pulse WidthModulation)装置15，设定上述二光源中任一光源的点亮时间频率及亮度，使其对待测物体20形成一交错的照明光线；如步骤870，同时以该影像捕获设备11，对待测物体20以线性移动的方式进行单次行程扫描，取得待测物体20于上述的交错的照明光线下的一交错重迭影像30；然后，如步骤880所示，将交错重迭影像，通过影像数据重组单元17，分离重组为一总瑕疵影像信息34以及一外层瑕疵影像信息33；最后，如步骤890所示，经由图像处理与分析单元分析处理总瑕疵影像信息34及外层瑕疵影像信息33，将总瑕疵影像信息34与外层瑕疵影像信息33比对分析后，判别出待测物体20的内层瑕疵。

综上所述，当知本案的发明已具有产业利用性、新颖性及进步性，符合发明专利要件。惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。及凡本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims (16)

1.一种快速判别内外层瑕疵的检测方法，其特征在于，该方法步骤包括：

(1)提供具有多层结构的一可透光待测物体，至少一背光装置以及至少一表面照明装置；

(2)利用一光源控制单元，可选择性地调变所述的背光装置及所述的表面照明装置的照射光线，用以提供所述的待测物体至少一交错的照射光线；

(3)提供至少一影像捕获设备，对所述的待测物体进行单次行程线性扫描，取得所述的待测物体于所述的交错的照射光线下的一瑕疵影像；

(4)经由一影像数据重组单元，将所述的瑕疵影像分离重组为一总瑕疵影像及一外层瑕疵影像；以及

(5)通过一图像处理与分析单元，对所述的总瑕疵影像以及所述的外层瑕疵影像进行分析判别后，获得所述的待测物体的内层瑕疵影像。

2.如权利要求1所述的快速判别内外层瑕疵的检测方法，其特征在于，该方法可应用于具有多层结构的背光模块检测、液晶模块检测、液晶面板检测及等离子电视面板瑕疵检测之中的任一种。

3.如权利要求1所述的快速判别内外层瑕疵的检测方法，其特征在于，该背光装置可为所述的待测物体所具有的主动光源。

4.如权利要求1所述的快速判别内外层瑕疵的检测方法，其特征在于，所述的表面照明装置提供一特定角度的斜向光，照射至所述的待测物体的表面。

5.如权利要求1所述的快速判别内外层瑕疵的检测方法，其特征在于，所述的光源控制单元具有频率调整及亮度调节的功能。

6.如权利要求1所述的快速判别内外层瑕疵的检测方法，其特征在于，所述的步骤(3)还包括下列步骤：

(3A)对所述的影像捕获设备进行初始化设定；以及

(3B)对所述的影像捕获设备与所述的待测物体进行相对位置的校正。

7.如权利要求1所述的快速判别内外层瑕疵的检测方法，其特征在于，所述的影像捕获设备以线性移动扫描的方式，撷取所述的待测物体的影像。

8.一种快速判别内外层瑕疵的检测系统，可针对具有多层结构的可透光待测物体进行瑕疵检测，其特征在于，该系统包括：

至少一背光装置，用以提供所述的待测物体一背光源；

至少一表面照明装置，用以提供所述的待测物体的表面照明；

一光源控制单元，具有频率调整及亮度调节的功能，且该光源控制单元可选择性的电性连接于所述的背光装置及所述的表面照明装置；

至少一影像捕获设备，用于撷取所述的待测物体的影像；

一影像数据重组单元，电性连接于所述的影像捕获设备，用以将所述的瑕疵影像，分离重组为一总瑕疵影像及一外层瑕疵影像；以及

一图像处理与分析单元，连接于所述的影像数据重组单元，用以分析判别所述的总瑕疵影像及所述的外层瑕疵影像。

9.如权利要求8所述的快速判别内外层瑕疵的检测系统，其特征在于，该背光装置可为下列任一种：冷阴极灯管、发光二极管、荧光灯管以及所述的待测物体所具有的主动光源。

10.如权利要求8所述的快速判别内外层瑕疵的检测系统，其特征在于，所述的表面照明装置为一线性聚光照明装置。

11.如权利要求10所述的快速判别内外层瑕疵的检测系统，其特征在于，所述的线性聚光照明装置提供所述的待测物体表面一特定角度的斜向照明光线。

12.如权利要求11所述的快速判别内外层瑕疵的检测系统，其特征在于，所述的线性聚光照明装置可为下列任一种：卤素光源、金属卤素光源、发光二极管、激光二极管、非同调激光、偏振光源以及多波长光源。

13.如权利要求8所述的快速判别内外层瑕疵的检测系统，其特征在于，所述的光源控制单元使所述的背光装置及所述的表面照明装置提供所述的待测物体一交错的照射光线，所述的光源控制单元可为下列任一种：一脉冲宽度调变信号、开关装置、逻辑门以及电路设计。

14.如权利要求8所述的快速判别内外层瑕疵的检测系统，其特征在于，所述的影像捕获设备还包括至少一线性影像传感器及一大视野光学透镜。

15.如权利要求8所述的快速判别内外层瑕疵的检测系统，其特征在于，该系统还包括一动力装置，链接所述的背光装置及所述的影像捕获设备，使所述的背光装置及所述的影像捕获设备得以同步运动。

16.如权利要求8所述的快速判别内外层瑕疵的检测系统，其特征在于，该系统还包括一动力装置，链接所述的表面照明装置及所述的影像捕获设备，使所述的表面照明装置及所述的影像捕获设备得以同步运动。

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