CN103076345A - 一种ito导电玻璃的检测方法及其全自动光学检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种ITO导电玻璃的全自动光学检测系统，检测系统包括图像管理及采集模块、数据格式转换及管理模块、图像处理模块、主控制模块，所述主控制模块包括运动控制系统及识别控制模块，所述各模块通过数据传输线路互相连接，所述检测系统还包括图像采集机构；所述图像采集机构包括设置于可移动机架上的至少一台摄影机、至少一个点光源、至少一个同轴镜头及安装于镜头正下方的检测底板。对ITO检测中的缺陷均可靠稳定地检测，精度可以达到0.003mm,大于0.008的缺陷检出率为100%;可检测表面缺陷，划伤，划痕，银线是否残缺，断列，凹陷，ITO完整度，漏印刷；本发明精度为0.003mm,速度20秒/PCS。

Description

一种ITO导电玻璃的检测方法及其全自动光学检测系统

技术领域

本发明属于检测技术领域，涉及一种ITO导电玻璃的检测方法及其全自动光学检测系统。

背景技术

氧化铟锡(俗称ITO)膜加工制作成的。ITO 导电玻璃是一种科技含量高的特种镀膜玻璃，也是电子工业的基础材料。主要用于生产液晶显示器件(LCD)。因液晶显示器(LCD)体积小、重量轻、厚度薄、无辐射、电压低、节能环保，所以它是当今国际上最受重视和欢迎的显示器件。它在计算机、通讯、家电、仪器仪表、军工、轻工、医疗等国民经济的各个领域得到了广泛的应用，是目前电子工业中用途最广泛、发展最迅速的一类产品。随着液晶显示器行业的迅速发展和显示器件的最新换代，ITO 导电玻璃的市场需求量将大于液晶显示器行业的增长速度迅速增长。目前国内大批量的ITO 导电玻璃表面质量检测大部分是直接通过人眼进行观察和判断。大批量的ITO 导电玻璃产品检测往往需要大量的员工进行高重复性的工作。这种产品缺陷检测方式有许多不足之处，首先，人眼长时间工作在高光源下工作，极易疲劳，容易误判和漏判；其次，由于每个人对标准的认识程度和理解程度不同，主观判断的标准也不一样，难以量化，因此在检测过程中，没有统一的检测标准；最后，由于检测的工作量大、重复性高，对人眼的伤害严重。而且有些时候，如微小的尺寸要精确快速测量，形状匹配，颜色识别等，人们根本无法用肉眼连续稳定地进行，其他物理传感器也难于有用武之地。不仅效率较低，工作强度大，而且产品的附加值也比较低。

发明内容

本发明的目的是提供了一种ITO导电玻璃的检测方法及其全自动光学检测系统，通过改良，使本发明实现了采用机器视觉技术来检测整个ITO导电玻璃的各项参数，解决了现有技术中存在的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种ITO导电玻璃的全自动光学检测系统，检测系统包括图像管理及采集模块、数据格式转换及管理模块、图像处理模块、主控制模块，所述主控制模块包括运动控制系统及识别控制模块，所述各模块通过数据传输线路互相连接，所述检测系统还包括图像采集机构；所述图像采集机构包括设置于可移动机架上的至少一台摄影机、至少一个点光源、至少一个同轴镜头及安装于镜头正下方的检测底板。

优选地，所述摄影机为CCD和COMS其中的一种。

优选地，所述点光源为同轴式点光源，波长:455~470nm，所述点光源包括外壳，外壳外层下部设有散热片，外壳内底部设有大功率LED，所述外壳中部设有发光镜，所述外壳上部设有发光光纤。

优选地，所述同轴镜头为同轴远光镜头，进入光路与射出光路完全垂直或者平行。

优选地，所述检测底板为聚甲醛底板。

一种ITO导电玻璃的检测方法，

包括以下步骤；

（1）拟检测ITO导电玻璃通过传送控制机械臂，从生产流水线移动到检测区域，并安置于检测台上；

（2）运动控制系统自动调整安装于检测台上方的同轴CCD检测镜头，使镜头,光路, 拟检测ITO导电玻璃保证垂直；

（3）同轴式点光源照射的光线通过棱镜进行分光，光线经过45度角照射，然后漫反射到被测物体表面，使系统可以通过同轴CCD检测镜头分辨出拟检测ITO导电玻璃表面的情况，运动控制系统将拟检测ITO导电玻璃分割成小的区域，通过运动控制系统带动，达到系统解析率为：0.002mm；

（4）同轴CCD检测镜头在同轴式电光源的照明下，进行分割区域扫描，以取得拟检测ITO导电玻璃的图像；

（5）对需检测的灰度图像进行形态学开运算得到拟检测ITO导电玻璃的图像A，对需检测的灰度图像进行形态学闭运算得到拟检测ITO导电玻璃的图像B，两幅图像相减，灰度变化大于阈值的认为是缺陷，系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（6）从整个图像中分割出ITO银浆部分，对分割出的部分进行连通域分解，对每一个连通域再次分出线的相对左右边缘，求出左右边缘的所有距离，距离不满足条件的部分为缺陷部分，系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（7）上一步骤中求出连通域后，记录OK的连通域信息做为模板，然后用此模板与新的ITO银浆连通区域信息进行对比，如有误差则认为ITO银浆短路或断路，系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（8）对形状不规则，或线路交叉部分的检测采用模板对比的方式进行检测，如有误差系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（9）运动控制系统控制传送控制机械臂将合格产品和不合格产品分开运送到指定区域，检测结束。

本发明的有益效果包括：

1、对ITO检测中的各类缺陷均可靠稳定地检测，检测精度可以达到0.003mm,大于0.008的缺陷检出率为100%;

2、可检测表面缺陷，划伤，划痕，可检测银线是否残缺，断列，凹陷，可检测ITO是否完整，漏印刷；

3、本实用新型精度为：0.003mm,速度：20秒/PCS，可以清晰的分辨物体表面细微的变化；

4、聚甲醛底板具有良好的电质性,乳白的背景颜色对接近透明的薄膜涂层 (ITO)来说,具有良好的反射作用,并且聚甲醛底板有良好的硬度和密度,配合垂直平行光路，对CCD成像有良好的辅助效果。

附图说明

图1是本发明一种ITO导电玻璃的全自动光学检测系统的整体结构示意图；

图2是本发明一种ITO导电玻璃的全自动光学检测系统的点光源示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种ITO导电玻璃的全自动光学检测系统，如图1、2所示，检测系统包括图像管理及采集模块、数据格式转换及管理模块、图像处理模块、主控制模块，所述主控制模块包括运动控制系统及识别控制模块，所述各模块通过数据传输线路互相连接，所述检测系统还包括图像采集机构；所述图像采集机构包括设置于可移动机架上的至少一台摄影机1、至少一个点光源2、至少一个同轴镜头3及安装于镜头正下方的检测底板4。

所述摄影机1为CCD和COMS其中的一种。

所述点光源2为同轴式点光源，波长:455~470nm，所述点光源包括外壳5，外壳5外层下部设有散热片6，外壳5内底部设有大功率LED7，所述外壳5中部设有发光镜8，所述外壳5上部设有发光光纤9。

所述同轴镜头3为同轴远光镜头，进入光路与射出光路完全垂直或者平行。

所述检测底板4为聚甲醛底板。

一种ITO导电玻璃的检测方法，

包括以下步骤；

（1）拟检测ITO导电玻璃10通过传送控制机械臂，从生产流水线移动到检测区域，并安置于检测台上；

（2）运动控制系统自动调整安装于检测台上方的同轴CCD检测镜头，使镜头,光路, 拟检测ITO导电玻璃10保证垂直；

（3）同轴式点光源照射的光线通过棱镜进行分光，光线经过45度角照射，然后漫反射到被测物体表面，使系统可以通过同轴CCD检测镜头分辨出拟检测ITO导电玻璃10表面的情况，运动控制系统将拟检测ITO导电玻璃10分割成小的区域，通过运动控制系统带动，达到系统解析率为：0.002mm；

（4）同轴CCD检测镜头在同轴式电光源的照明下，进行分割区域扫描，以取得拟检测ITO导电玻璃10的图像；

（5）对需检测的灰度图像进行形态学开运算得到拟检测ITO导电玻璃10的图像A，对需检测的灰度图像进行形态学闭运算得到拟检测ITO导电玻璃10的图像B，两幅图像相减，灰度变化大于阈值的认为是缺陷，系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（6）从整个图像中分割出ITO银浆部分，对分割出的部分进行连通域分解，对每一个连通域再次分出线的相对左右边缘，求出左右边缘的所有距离，距离不满足条件的部分为缺陷部分，系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（7）上一步骤中求出连通域后，记录OK的连通域信息做为模板，然后用此模板与新的ITO银浆连通区域信息进行对比，如有误差则认为ITO银浆短路或断路，系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（8）对形状不规则，或线路交叉部分的检测采用模板对比的方式进行检测，如有误差系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（9）运动控制系统控制传送控制机械臂将合格产品和不合格产品分开运送到指定区域，检测结束。

具体过程如下：

通过采集系统把图像采集到计算机的内存里，数字图象可以表征于一个二维函数f(x.y), x.y是空间坐标，也是内存的区域地址；而在内存空间中地址（x.y）的函数即为图像中该点的灰度，通过数学算法对此函数进行不同公式的运算，即图星像的前处理，中处理和后处理，这样处理后，能让原本不可见的图像变得比较理想的图像效果；

接下来对图像进行特征提取，因为玻璃上的涂层有细微的异差，深浅不同，反映到图像上也有所不同；首先采取直方图对图像进行阈值分割，对差异大的图像部分进行分割，同时采用方差最大法，类间方差最大时，可以得到类明显区分的图像；

然后进行膨胀，腐蚀算法，对图像其他特征进行提取，接下来采取轮廓搜索法，俗称连通域法，就是把黑白边缘轮廓向火车轨道一般搜索一边，将不能连通的地方进行记录，并说明此地方有问题，然后进行模式匹配算法，最终得出测试结果。

上述实施方式只是本发明的实例，不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本发明申请专利范围内。

Claims (6)

1.一种ITO导电玻璃的全自动光学检测系统，其特征在于：检测系统包括图像管理及采集模块、数据格式转换及管理模块、图像处理模块、主控制模块，所述主控制模块包括运动控制系统及识别控制模块，所述各模块通过数据传输线路互相连接，所述检测系统还包括图像采集机构；所述图像采集机构包括设置于可移动机架上的至少一台摄影机、至少一个点光源、至少一个同轴镜头及安装于镜头正下方的检测底板。

2.根据权利要求1所述的一种ITO导电玻璃的全自动光学检测系统，其特征在于：所述摄影机为CCD和COMS其中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种ITO导电玻璃的全自动光学检测系统，其特征在于：所述点光源为同轴式点光源，波长:455~470nm，所述点光源包括外壳，外壳外层下部设有散热片，外壳内底部设有大功率LED，所述外壳中部设有发光镜，所述外壳上部设有发光光纤。

4.根据权利要求1所述的一种ITO导电玻璃的全自动光学检测系统，其特征在于：所述同轴镜头为同轴远光镜头，进入光路与射出光路完全垂直或者平行。

5.根据权利要求1所述的一种ITO导电玻璃的全自动光学检测系统，其特征在于：所述检测底板为聚甲醛底板。

6.一种ITO导电玻璃的检测方法，其特征在于：

包括以下步骤；

（1）拟检测ITO导电玻璃通过传送控制机械臂，从生产流水线移动到检测区域，并安置于检测台上；

（2）运动控制系统自动调整安装于检测台上方的同轴CCD检测镜头，使镜头,光路, 拟检测ITO导电玻璃保证垂直；

（3）同轴式点光源照射的光线通过棱镜进行分光，光线经过45度角照射，然后漫反射到被测物体表面，使系统可以通过同轴CCD检测镜头分辨出拟检测ITO导电玻璃表面的情况，运动控制系统将拟检测ITO导电玻璃分割成小的区域，通过运动控制系统带动，达到系统解析率为：0.002mm；

（4）同轴CCD检测镜头在同轴式电光源的照明下，进行分割区域扫描，以取得拟检测ITO导电玻璃的图像；

（5）对需检测的灰度图像进行形态学开运算得到拟检测ITO导电玻璃的图像A，对需检测的灰度图像进行形态学闭运算得到拟检测ITO导电玻璃的图像B，两幅图像相减，灰度变化大于阈值的认为是缺陷，系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（6）从整个图像中分割出ITO银浆部分，对分割出的部分进行连通域分解，对每一个连通域再次分出线的相对左右边缘，求出左右边缘的所有距离，距离不满足条件的部分为缺陷部分，系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（7）上一步骤中求出连通域后，记录OK的连通域信息做为模板，然后用此模板与新的ITO银浆连通区域信息进行对比，如有误差则认为ITO银浆短路或断路，系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（8）对形状不规则，或线路交叉部分的检测采用模板对比的方式进行检测，如有误差系统可以选择发出警报，并上报主控制程序；

（9）运动控制系统控制传送控制机械臂将合格产品和不合格产品分开运送到指定区域，检测结束。

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