CN103630547B - 具有周期性结构的光学薄膜的瑕疵检测方法及其检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于检测具有周期性结构光学薄膜的瑕疵检测方法及检测装置，瑕疵检测方法包括以下步骤：(A)于具有周期性结构的待检测光学薄膜上撷取的原始影像;(B)从原始影像中撷取子影像；(C)从原始影像中撷取比对影像；(D)将子影像与比对影像进行影像处理；(E)计算该处理影像的平均灰阶值；(F)分析该平均灰阶值以判断该子影像所对应的光学薄膜是否具有瑕疵。本发明的瑕疵检测方法可有效地检测出具有周期性结构的光学薄膜上的瑕疵，并且可以避免环境光源的影响，提高了检测精度。

Description

具有周期性结构的光学薄膜的瑕疵检测方法及其检测装置

技术领域

本发明关于一种自动光学检测(AutomatedOpticalInspection，AOI)方法及检测装置，特别是关于一种用于检测具有周期性结构的光学薄膜的瑕疵检测方法及检测装置，例如检测用于产生立体影像的相位延迟膜(phaseretardationfilm)或导光板等。

背景技术

一般利用自动光学检测方法检测光学薄膜上的瑕疵，先从光学薄膜上撷取具有瑕疵的影像，接着藉由亮态及暗态的门槛值设定来判断该光学薄膜是否具有瑕疵。然而利用上述检测方法却无法用于检测具有周期性纹理结构的光学薄膜，例如相位延迟膜或导光板等等。

请参阅图1A，图1A为无瑕疵的相位延迟膜的灰阶分布图。此相位延迟膜由复数个平行交错排列的第一相位区11与第二相位区22所组成。因此当计算此相位延迟膜上不同位置的灰阶值时，会出现如图1A所示的具有周期性栅形的灰阶分布图，且相位延迟膜结构上不同位置所对应的灰阶值有高低的差异。从图1A可得知，此无瑕疵的相位延迟膜，其所对应的灰阶值皆落于亮态门槛值及暗态门槛值所设定的范围之间，其中亮态门槛值为200，而暗态门槛值为140。

接着，请参阅图1B，图1B为具有瑕疵的相位延迟膜的灰阶分布图。如图1B所示，于横轴标示200左右的灰阶分布值有异常的现象(异常波形D)，表示此相位延迟膜有缺陷的存在。但若使用上述所提到的亮态门槛值及暗态门槛值设定的方法，则此缺陷将无法被检测出来。

再者，上述门槛值的设定通常由标准品上撷取影像，计算其影像灰阶值以作为门槛值，并将该门槛值输入检测装置。而后不论何时检测光学薄膜，皆以先前所设定的门槛值进行比对。然而，在撷取标准品影像的光源强度与每次撷取待检测样品的影像的光源强度并不完全相同，因此使用此种标准品比对的方式，仍会有环境光源所造成的误差情形产生。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提出一种用于检测具有周期性结构的光学薄膜的瑕疵检测方法及其检测装置，以解决现有技术中亮态门槛值及暗态门槛值设定的方法无法检测出部分瑕疵以及环境光影响检测结果等的技术问题。该种瑕疵检测方法除了可有效地检测出具有周期性结构的光学薄膜上的瑕疵，更可避免环境光源的影响。

有鉴于此，本发明提供一种用于检测具有周期性结构的光学薄膜的瑕疵检测方法，该瑕疵检测方法包括以下步骤：(A)于具有周期性结构的待检测光学薄膜上撷取原始影像，该原始影像具有m个周期的周期性结构，其中m为正数；(B)从该原始影像中撷取子影像，该子影像具有n个周期的周期性结构，其中n为正数，且n<m；(C)从该原始影像中撷取比对影像，该比对影像包含n组重复排列的结构，其中n为正数，n<m，该比对影像的撷取位置与该子影像的撷取位置不同，但该比对影像的面积与该子影像的面积相同；(D)将该子影像与该比对影像进行影像处理以得到处理影像；(E)计算该处理影像的平均灰阶值；以及(F)分析该平均灰阶值以判断该子影像所对应的光学薄膜是否具有瑕疵。

作为进一步可选的技术方案，该影像处理包含影像相减及/或影像滤除。

作为进一步可选的技术方案，该子影像与该比对影像相减以得到第一处理影像，若该第一处理影像具有该比对影像所具有的瑕疵，则进行影像滤除，以滤除掉该瑕疵。

作为进一步可选的技术方案，该处理影像的平均灰阶值不为0时，则表示该子影像所对应的光学薄膜具有瑕疵。

作为进一步可选的技术方案，该具有周期性结构的光学薄膜为相位延迟膜或导光板。

作为进一步可选的技术方案，该周期性结构包含至少两种纹理结构，且该至少两种纹理结构相互平行且重复排列。

本发明提供一种用于检测具有周期性结构的光学薄膜的瑕疵检测装置，该瑕疵检测装置包括：光学摄像单元，用以于待检测的光学薄膜上撷取原始影像，并从该原始影像撷取子影像及比对影像；影像处理单元，耦接于该光学摄像单元，该影像处理单元用以将该子影像与该比对影像进行影像处理以得到处理影像；灰阶值计算单元，耦接于该影像处理单元，该灰阶值计算单元用以计算该处理影像的平均灰阶值；以及分析单元，耦接于该灰阶值计算单元，该分析单元分析该平均灰阶值以判断该子影像所对应的该光学薄膜是否具有瑕疵。

作为进一步可选的技术方案，该影像处理单元还包括影像相减单元及/或影像滤除单元。

作为进一步可选的技术方案，该具有周期性结构的光学薄膜为相位延迟膜或导光板。

作为进一步可选的技术方案，该周期性结构包含至少两种纹理结构，且该至少两种纹理结构相互平行且重复排列。

与现有技术相比，本发明的瑕疵检测方法可有效地检测出具有周期性结构的光学薄膜上的瑕疵，并且可以避免环境光源的影响，提高了检测精度。

附图说明

图1A为无瑕疵的相位延迟膜的灰阶分布图；

图1B为具有瑕疵的相位延迟膜的灰阶分布图；

图2为本发明的检测具有周期性结构光学薄膜的瑕疵检测装置的一实施例的示意图；

图3为检测具有周期性结构光学薄膜的流程图；

图4为从具有周期性结构的光学薄膜上所撷取的原始影像的示意图；

图5为本发明的检测具有周期性结构的相位延迟薄膜的另一较佳实施例的示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式及较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

请参考图2，图2为本发明的检测具有周期性结构光学薄膜的瑕疵检测装置的一实施例的示意图。于此实施例中，此周期性结构光学薄膜为相位延迟膜，但不以此为限，所述相位延迟膜具有两种纹理结构且此两种纹理结构相互平行且重复排列。本发明所提出的瑕疵检测装置200，其包括光学摄像单元210、影像处理单元220、灰阶值计算单元230以及分析单元240。

上述光学摄像单元210用以于待检测光学薄膜上撷取原始影像，并从原始影像撷取子影像及比对影像。上述影像处理单元220耦接于光学摄像单元210，影像处理单元220用以将子影像与比对影像进行影像处理以得到处理影像。上述灰阶值计算单元230耦接于影像处理单元220，灰阶值计算单元230用以计算处理影像的平均灰阶值。上述分析单元240耦接于灰阶值计算单元230，分析单元240用以分析平均灰阶值以判断子影像所对应光学薄膜的区域是否具有瑕疵。

接着请参阅图2、图3及图4，图3为检测具有周期性结构光学薄膜的流程图，图4为从具有周期性结构的光学薄膜上所撷取的原始影像的示意图。配合本发明的具有周期性结构光学薄膜的检测方法的一较佳实施例，进一步说明检测装置配合检测方法所执行的各检测步骤。

步骤S31中，于具有周期性结构的待检测光学薄膜上撷取原始影像，原始影像具有具有m个周期的周期性结构，其中m为正数。本发明所指周期性结构意指光学薄膜至少具有两种纹理结构，且此两种纹理结构相互平行且重复排列。

如图4所示，原始影像400是由图2的光学摄像单元210于具有周期性结构的相位延迟膜上所撷取的影像。原始影像400由复数个纹理结构401及402所组成，且这些纹理结构401及402相互平行且重复排列。如图4所示，本实施例的原始影像400具有8个周期性结构(m=8)，符合m为正数。

于步骤S32中，从原始影像中撷取子影像，子影像具有n个周期的周期性结构，其中n为正数，且n<m。

如图4所示，图2的光学摄像单元210所撷取的子影像为41。子影像41由复数个平行且重复排列的纹理结构401及402所组成。此子影像410具有3个周期的周期性结构(n=3)，符合n为正数且n<m。

接着，于步骤S33中，从原始影像中撷取比对影像，比对影像具有n个周期的周期性结构，其中n为正整数，且n<m。其中，比对影像的撷取位置与子影像的撷取位置不同，但比对影像的面积与子影像的面积相同。

如图4所示，图2的光学摄像单元210所撷取的比对影像为42。比对影像42包含3个周期的周期性结构(n=3)，比对影像42与子影像41的撷取位置不同，但两者的影像面积相同。

上述比对影像42与子影像41的撷取位置不同意指撷取两影像的位置仍可有部分重叠，但不包含完全重叠。

于步骤S34中，利用影像处理将子影像与比对影像进行影像处理即可判断子影像所对应的光学薄膜是否具有瑕疵。

上述影像处理可包含影像相减及/或影像滤除。影像处理单元220将子影像41与比对影像42相减以得到第一处理影像。接着进行影像滤除，以确认第一处理影像中是否存在比对影像42所具有的瑕疵。若上述第一处理影像不具有比对影像42所具有的瑕疵，则可继续进行步骤S35。若上述第一处理影像具有比对影像42所具有的瑕疵，则需先将瑕疵滤除以避免影响最后瑕疵的判断。

于步骤S35中，藉由图2的灰阶值计算单元230计算处理影像的平均灰阶值。

于步骤S36中，图2的分析单元240藉由分析该处理影像的平均灰阶值以判断子影像所对应的光学薄膜是否具有瑕疵存在。当第一处理影像的平均灰阶值为0，即表示子影像所对应的光学薄膜并无缺陷存在。反之，当该平均灰阶值大于0，即表示子影像所对应的光学薄膜有缺陷存在。于此实施例中，第一处理影像的平均灰阶值大于0，意即子影像410所对应的相位延迟膜有缺陷D1存在。

但于上述步骤S32中，从原始影像中撷取子影像的方法并不限于图4所示的实施例。请参见图5，图5为本发明的检测具有周期性结构的相位延迟薄膜的另一实施例的示意图。

原始影像500是从具有周期性结构的相位延迟膜上所撷取的影像。原始影像500具有复数个平行且重复排列的纹理结构501及502。本实施例中，原始影像500具有8个周期性结构(m=8)，符合m为正数。

首先，从原始影像500撷取子影像51，子影像51由复数个平行且重复排列的纹理结构501及502所组成。此子影像51具有4个周期的周期性结构(n=4)，符合n为正数且n<m。

接着，从原始影像500撷取比对影像52。比对影像52亦具有4组重复排列的结构(n=4)。

相较于图4的子影像与比对影像的撷取方式，图5所示的子影像与比对影像则有部分重叠，但仍符合两者的撷取位置不同但面积相同的要求。其后续影像处理步骤、计算步骤及分析步骤皆同于图4所示的实施例。

上述从原始影像中撷取子影像及比对影像的方法，并不以任一种方式为限，可依检测需求及检测效率的考虑作适当地调整。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种用于检测具有周期性结构的光学薄膜的瑕疵检测方法，其特征在于该瑕疵检测方法包括以下步骤：

(A)于具有周期性结构的待检测光学薄膜上撷取原始影像，该原始影像具有m个周期的周期性结构，其中m为正数；

(B)从该原始影像中撷取子影像，该子影像具有n个周期的周期性结构，其中n为正数，且n<m；

(C)从该原始影像中撷取比对影像，该比对影像具有n组重复排列的结构，其中n为正数，n<m，该比对影像的撷取位置与该子影像的撷取位置不同，但该比对影像的面积与该子影像的面积相同；

(D)将该子影像与该比对影像进行影像处理以得到处理影像；

(E)计算该处理影像的平均灰阶值；以及

(F)分析该平均灰阶值以判断该子影像所对应的光学薄膜是否具有瑕疵；

其中，该影像处理包含影像相减；且该子影像与该比对影像相减以得到第一处理影像，若该第一处理影像具有该比对影像所具有的瑕疵，则该影像处理还包含影像滤除，对该第一处理影像进行影像滤除，以滤除掉该瑕疵。

2.如权利要求1所述的瑕疵检测方法，其特征在于当该处理影像的平均灰阶值不为0时，则表示该子影像所对应的光学薄膜具有瑕疵。

3.如权利要求1所述的瑕疵检测方法，其特征在于该具有周期性结构的光学薄膜为相位延迟膜或导光板。

4.如权利要求1所述的瑕疵检测方法，其特征在于该周期性结构包含至少两种纹理结构，且该至少两种纹理结构相互平行且重复排列。

5.一种用于检测具有周期性结构的光学薄膜的瑕疵检测装置，其特征在于该瑕疵检测装置包括：

光学摄像单元，用以于待检测的光学薄膜上撷取原始影像，并从该原始影像撷取子影像及比对影像；

影像处理单元，耦接于该光学摄像单元，该影像处理单元用以将该子影像与该比对影像进行影像处理以得到处理影像；

灰阶值计算单元，耦接于该影像处理单元，该灰阶值计算单元用以计算该处理影像的平均灰阶值；以及

分析单元，耦接于该灰阶值计算单元，该分析单元分析该平均灰阶值以判断该子影像所对应的该光学薄膜是否具有瑕疵；

其中，该影像处理单元还包括影像相减单元；且该影像相减单元将该子影像与该比对影像相减以得到第一处理影像，若该第一处理影像具有该比对影像所具有的瑕疵，则该影像处理单元还包括影像滤除单元，该影像滤除单元对该第一处理影像进行影像滤除，以滤除掉该瑕疵。

6.如权利要求5所述的瑕疵检测装置，其特征在于该具有周期性结构的光学薄膜为相位延迟膜或导光板。

7.如权利要求5所述的瑕疵检测装置，其特征在于该周期性结构包含至少两种纹理结构，且该至少两种纹理结构相互平行且重复排列。