CN104134618B - 一种关键图形的尺寸检测装置及尺寸检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及关键图形的尺寸检测装置及尺寸检测方法，该装置包括光源、成像单元、判断单元、灰度检测单元和光调节单元；光源用于照射待检测基板；成像单元用于对待检测基板上的预设区域进行成像；判断单元用于在成像单元所采集的图像中的多个检测位置确定关键图形的尺寸值；灰度检测单元用于检测每个检测位置处的平均灰度是否在预设灰度范围之内；在存在平均灰度处于预设灰度范围之外的检测位置时，光调节单元能够调节光源照射向预设区域上对应于该平均灰度处于预设灰度范围之外的检测位置处的光线的强度，以使成像单元再次采集的预设区域的图像上的该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内。其可准确地反映出关键图形的尺寸值是否符合要求。

Description

一种关键图形的尺寸检测装置及尺寸检测方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，具体地，涉及一种显示基板上的关键图形的尺寸检测装置及对该关键图形的尺寸进行检测的方法。

背景技术

在TFT-LCD的显示基板，特别是阵列基板(Array)的生产过程中，一般在显影和刻蚀后对关键图形的尺寸进行检测，以评估阵列基板上图形的形状，以及薄膜晶体管的性能。

现有的对关键图形的尺寸进行检测的装置一般包括光源1、成像单元2和判断单元3，如图1所示。其中，光源1用于向阵列基板4发出光线。成像单元2在光源1向阵列基板4发出光线时，采集阵列基板4上的预设区域的图像作为检测样本，传输至判断单元3；容易理解，在成像单元2采集的图像中，由于关键图形和其周围区域对光线的反射率不同，关键图形和其周围区域之间会存在亮暗的差异。进而，判断单元3根据成像单元发2送来的图像中的亮暗差异，可以确定关键图形的边缘，从而确定关键图形的尺寸值。

在实际应用中，由于在阵列基板，特别是大尺寸阵列基板的制备过程中，玻璃基板上形成的膜层和光刻胶的厚度的均一性较差，使阵列基板4上不同区域的厚度差异较大，该厚度的差异在光源1照射阵列基板4时会表现为阵列基板4上不同区域之间会存在亮暗的差异，进而反映在成像单元2所采集的图像中，从而上述检测装置检测关键图形的尺寸值时，该亮暗的差异影响判断单元3确定关键图形的边缘的准确性，从而使得对关键图形的尺寸值的测试结果与实际不符合，导致测试结果的可信度较低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种关键图形的尺寸检测装置及尺寸检测方法，该尺寸检测装置和尺寸检测方法检测获得的关键图形的尺寸值具有较高的可信度，其可以准确地反映出关键图形的尺寸是否符合要求。

为实现本发明的目的而提供一种关键图形的尺寸检测装置，包括光源、成像单元和判断单元；所述光源用于照射待检测基板；所述成像单元用于对所述待检测基板上的预设区域进行成像；所述判断单元用于在所述成像单元所采集的图像中的多个检测位置识别关键图形的边缘，并确定所述关键图形的尺寸值；所述检测装置还包括灰度检测单元和光调节单元；所述灰度检测单元用于检测每个所述检测位置处的平均灰度是否在预设灰度范围之内；当所采集的预设区域的图像上存在平均灰度处于所述预设灰度范围之外的检测位置时，所述光调节单元能够调节所述光源照射向预设区域上对应于该平均灰度处于所述预设灰度范围之外的检测位置处的光线的强度，以使所述成像单元再次采集的所述预设区域的图像上的该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内。

其中，以多个所述检测位置处中的一个检测位置处的平均灰度为基准灰度值，所述预设灰度范围为所述基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至所述基准灰度值增加第二预设幅值获得最大灰度值之间的范围。

其中，以多个所述检测位置处的平均灰度的平均值为基准灰度值，所述预设灰度范围为所述基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至所述基准灰度值增加第二预设幅值获得的最大灰度值之间的范围。

其中，所述第一预设幅值和第二预设幅值不大于所述基准灰度值的10％。

其中，所述第一预设幅值和第二预设幅值为所述基准灰度值的5％～10％。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种关键图形的尺寸检测方法，用于检测所述关键图形的尺寸值，所述尺寸检测方法包括下述步骤：

S1、向待检测基板上照射光线；

S2、采集待检测基板上预设区域的图像；

S3、依次检测步骤S2中所采集的图像中的多个检测位置处的平均灰度是否处于预设灰度范围之内；

S4、根据步骤S3中的检测结果，当检测到检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内时，或者，在多个检测位置中平均灰度处于预设灰度范围之内的检测位置处，确定该检测位置处关键图形的边缘，并检测该检测位置处的关键图形的尺寸值；

S5、根据步骤S3中的检测结果，当检测到检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之外时，调节射向所述预设区域上对应于该检测位置处的光线的强度，并重复步骤S2～S5；或者

分别调节射向所述预设区域上对应于每个平均灰度处于预设灰度范围之外的检测位置处的光线的强度，并重复步骤S2～S5。

其中，步骤S3中，以多个所述检测位置处中的一个检测位置处的平均灰度为基准灰度值，所述预设灰度范围为所述基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至所述基准灰度值增加第二预设幅值获得最大灰度值之间的范围。

其中，步骤S3中，以多个所述检测位置处的平均灰度的平均值为基准灰度值，所述预设灰度范围为所述基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至所述基准灰度值增加第二预设幅值获得的最大灰度值之间的范围。

其中，所述第一预设幅值和第二预设幅值不大于所述基准灰度值的10％。

其中，所述第一预设幅值和第二预设幅值为所述基准灰度值的5％～10％。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的关键图形的尺寸检测装置，其灰度检测单元首先检测成像单元所采集的预设区域的图像上的检测位置处的平均灰度是否处于预设灰度范围之内；并在其处于预设灰度范围之外时，调节光源射向预设区域内对应于该检测位置处的光线的强度，使在成像单元再次采集的预设区域的图像上，该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内；从而使判断单元对某一检测位置处关键图形的尺寸值进行检测时，该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内，即，与获得该检测位置处关键图形的尺寸基准值时，该检测位置处的平均灰度相同，因而使通过检测获得的关键图形的尺寸值与该检测位置处关键图形的尺寸基准值之间具有可比性，且其比较结果可以准确地反映出关键图形的尺寸值是否符合要求，使该比较结果具有较高的可信度。

本发明提供的关键图形的尺寸检测方法，其首先检测采集的预设区域的图像上的检测位置处的平均灰度是否处于预设灰度范围之内；并在其处于预设灰度范围之外时，调节射向预设区域内对应于该检测位置处的光线的强度，使在再次采集的预设区域的图像上，该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内；从而使对某一检测位置处关键图形的尺寸值进行检测时，该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内，即，与获得该检测位置处关键图形的尺寸基准值时，该检测位置处的平均灰度相同，因而使通过检测获得的关键图形的尺寸值与该检测位置处关键图形的尺寸基准值之间具有可比性，且其比较结果可以准确地反映出关键图形的尺寸是否符合要求，使该比较结果具有较高的可信度。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有的关键图形的尺寸检测装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的关键图形的尺寸检测装置的示意图；

图3为待检测基板的示意图；

图4为成像单元第一次采集的预设区域的图像的示意图；

图5为成像单元第二次采集的预设区域的图像的示意图；以及

图6为本发明实施例提供的关键图形的尺寸检测方法的流程图。

附图标记说明

1：光源；2：成像单元；3：判断单元；4：阵列基板；

10：光源；20：成像单元；30：判断单元；40：灰度检测单元；50：光调节单元；60：待检测基板；61：预设区域；620：图像；621：图像；A、B、C、D、E：检测位置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2为本发明实施例提供的关键图形的尺寸检测装置的示意图；图3为待检测基板的示意图。如图2和图3所示，关键图形的尺寸检测装置包括光源10、成像单元20、判断单元30、灰度检测单元40和光调节单元50。其中，光源10用于照射待检测基板60；具体地，在本实施例中，待检测基板60可以为阵列基板。成像单元20用于对待检测基板60上的预设区域61进行成像。判断单元30用于在成像单元20所采集的图像中的每个检测位置识别关键图形的边缘，并确定关键图形的尺寸值L。灰度检测单元40用于检测多个检测位置处的平均灰度是否在预设灰度范围之内；所谓“平均灰度”是指检测位置处整体呈现出的灰度。当所采集的预设区域61的图像中存在平均灰度处于预设灰度范围之外的检测位置时，光调节单元50能够调节光源10照射向预设区域上对应于该平均灰度处于预设灰度范围之外的检测位置处的光线的强度，以使成像单元20再次采集的预设区域61的图像上的该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内。

在检测出某一检测位置处关键图形的尺寸值L后，将其与该检测位置处关键图形的尺寸基准值进行比较，若其与尺寸基准值之间的差值处于允许的误差范围之内时，则确定该检测位置处关键图形的尺寸值L符合要求；若其与尺寸基准值之间的差值超出允许的误差范围，则确定该检测位置处关键图形的尺寸值L不符合要求。具体地，关键图形的尺寸基准值为在某一检测位置的平均灰度处于预设灰度范围之内时，该检测位置处关键图形所应具有的尺寸值。

在本实施例中，判断单元30根据检测位置处的灰度差异确定关键图形的边缘，进而检测关键图形的尺寸值L，这使得检测位置处的平均灰度对判断单元30所检测出的关键图形的尺寸值L的大小具有一定的影响。其具体表现为：当某一检测位置处的平均灰度过暗或过亮，处于预设灰度范围之外时，判断单元30在该检测位置处检测出的关键图形的尺寸值L，与该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内时，判断单元30在该检测位置处检测出的关键图形的尺寸值L之间具有一定的差异。由于该差异的存在，使得在判断单元30在检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之外时所检测出的关键图形的尺寸值L与尺寸基准值之间不具有可比性，且其二者之间比较后得出的结果不能准确地反映出该检测位置处关键图形的尺寸值L是否符合要求，使其比较结果的可信度较差。

具体地，在本实施例中，在光源10将待检测基板60照亮时，成像单元20对待检测基板60上的预设区域61进行成像，获得图像620，如图4所示。优选地，该图像620上具有5个检测位置，分别为A、B、C、D和E。在判断单元30对图像620上的检测位置(A、B、C、D和E中的一个)处的关键图形的尺寸值L进行检测前，灰度检测单元40首先检测该检测位置处的平均灰度是否处于预设灰度范围之内。若该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内，如图4中检测位置A所示，则由判断单元30确定该检测位置A处关键图形的边缘，并检测该检测位置A处关键图形的尺寸值L；在此情况下，由于获得的关键图形的尺寸值L与该检测位置A处关键图形的尺寸基准值是在同一预设灰度范围内获得的，可以认为该检测位置A处的平均灰度对其二者的影响相同，因此，将其二者进行比较，其比较的结果可以准确地反映出该检测位置A处关键图形的尺寸L是否符合要求，使其比较结果具有较高的可信度。若检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之外，如图4中检测位置D所示，则由光调节单元50调节光源10射向预设区域61上对应于该检测位置D处的光线的强度，而后，由成像单元20对预设区域61再次成像，获得图像621，如图5所示，并由灰度检测单元40再次对图像621上该检测位置D处的的平均灰度进行检测，若检测位置D处的平均灰度仍处于预设灰度范围之外，则重复上述步骤；若检测位置D处的平均灰度处于预设灰度范围之内，如图5中检测位置D所示，则由判断单元30检测该检测位置D处关键图形的尺寸值L，将其与检测位置D处关键图形的尺寸基准值进行比较，确定检测位置D处关键图形的尺寸值L是否符合要求。

在本实施例中，以多个检测位置处中的一个检测位置处的平均灰度为基准灰度值，并设置预设灰度范围为基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至基准灰度值增加第二预设幅值获得最大灰度值之间的范围。优选地，第一预设幅值和第二预设幅值不大于基准灰度值的10％；进一步优选地，第一预设幅值和第二预设幅值为基准灰度值的5％～10％。

本实施例提供的关键图形的尺寸检测装置，其灰度检测单元40首先检测成像单元20所采集的预设区域61的图像上的检测位置处的平均灰度是否处于预设灰度范围之内；并在其处于预设灰度范围之外时，调节光源10射向预设区域61内对应于该检测位置处的光线的强度，使在成像单元20再次采集的预设区域61的图像上，该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内；从而使判断单元30对某一检测位置处关键图形的尺寸值L进行检测时，该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内，即，与获得该检测位置处关键图形的尺寸基准值时，该检测位置处的平均灰度相同，因而使通过检测获得的关键图形的尺寸值L与该检测位置处关键图形的尺寸基准值之间具有可比性，且其比较结果可以准确地反映出关键图形的尺寸值L是否符合要求，使该比较结果具有较高的可信度。

在本实施例中，对玻璃基板60上的多个预设区域以及对多个玻璃基板60依次进行检测时，通过对光源10射向玻璃基板60的光线的强度进行调整，使每次检测时，同一检测位置处关键图形的尺寸基准值相同，这样在需要检测的玻璃基板60上的预设区域较多，或玻璃基板60的数量较多时，可以提高检测的效率。

需要说明的是，在本实施例中，以多个检测位置处中的一个检测位置处的平均灰度为基准灰度值，但本发明并不限于此，在实际应用中，还可以以多个检测位置处的平均灰度的平均值为基准灰度值，并设置预设灰度范围为基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至基准灰度值增加第二预设幅值获得的最大灰度值之间的范围。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种关键图形的尺寸检测方法，该尺寸检测方法用于检测关键图形的尺寸值。具体地，如图6所示，该尺寸检测方法包括下述步骤：

S1、向待检测基板上照射光线；

S2、采集待检测基板上预设区域的图像；

S3、依次检测步骤S2中所采集的图像中的多个检测位置处的平均灰度是否处于预设灰度范围之内；

S4、根据步骤S3中的检测结果，当检测到检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内时，或者，在多个检测位置中平均灰度处于预设灰度范围之内的检测位置处，确定该检测位置处关键图形的边缘，并检测该检测位置处的关键图形的尺寸值；

S5、根据步骤S3中的检测结果，当检测到检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之外时，调节射向所述预设区域上对应于该检测位置处的光线的强度，并重复步骤S2～S5；或者

分别调节射向所述预设区域上对应于每个平均灰度处于预设灰度范围之外的检测位置处的光线的强度，并重复步骤S2～S5。

在上述步骤S1～S5完成之后，将检测出的每个检测位置处关键图形的尺寸值与该检测位置处关键图形的尺寸基准值进行比较；若二者之间的差值处于允许的误差范围之内，则确定该检测位置处关键图形的尺寸值符合要求；若二者之间的差值超出允许的误差范围，则确定该检测位置处关键图形的尺寸值不符合要求。具体地，关键图形的尺寸基准值为在某一检测位置的平均灰度处于预设灰度范围之内时，该检测位置处关键图形所应具有的尺寸值。

具体地，在上述步骤中，待检测基板可以为阵列基板。

在步骤S4中，检测位置处的平均灰度处于预设的灰度范围之内，在此情况下，由于其平均灰度与获得该检测位置处关键图形的尺寸基准值时，该检测位置处的平均灰度一致，因此，在此与获得该检测位置处关键图形的尺寸基准值相同的条件下，通过检测获得的该检测位置处关键图形的尺寸值与该检测位置关键图形的尺寸基准值之间具有可比性，将其二者比较，其比较结果可以准确地反映出该检测位置处关键图形的尺寸是否符合要求。在步骤S5中，检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之外，在此情况下，由于其平均灰度与获得该检测位置处关键图形的尺寸基准值时，该检测位置处的平均灰度不一致，因此，在此时，该检测位置处关键图形的尺寸值与尺寸基准值之间不具有可比性，且其比较结果不能准确地反映出该检测位置处关键图形的尺寸是否符合要求，因此，需要在步骤S5中对射向预设区域内对应于该检测位置处的光线的强度进行调节，使在再次采集的预设区域的图像中，该检测位置处的平均灰度处于预设的灰度范围之内，进而通过上述过程，可以准确地确定该检测位置处关键图形的尺寸值是否符合要求。

在步骤S3中，依次检测多个检测位置处的平均灰度是否处于预设的灰度范围之内。具体地，在本实施例中，可以在每检测一个检测位置后，根据检测结果，若该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内，则确定该检测位置处关键图形的边缘，并检测该检测位置处的关键图形的尺寸值，即进行步骤S4；若该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之外，调节射向预设区域上对应于该检测位置处的光线的强度，即进行步骤S5。同时，还可以在将多个检测位置处全部检测后，根据检测结果，首先，在多个检测位置中平均灰度处于预设灰度范围之内的检测位置处，确定该平均灰度处于预设范围之内的检测位置处关键图形的边缘，并检测该检测位置处的关键图形的尺寸值，即进行步骤S4；而后，分别调节射向预设区域上对应于每个平均灰度处于预设灰度范围之外的检测位置处的光线的强度，即进行步骤S5。

在步骤S3中，以多个检测位置处中的一个检测位置处的平均灰度为基准灰度值，并设置预设灰度范围为基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至基准灰度值增加第二预设幅值获得最大灰度值之间的范围。优选地，第一预设幅值和第二预设幅值不大于基准灰度值的10％；进一步优选地，第一预设幅值和第二预设幅值为基准灰度值的5％～10％。

本实施例提供的关键图形的尺寸检测方法，其首先检测采集的预设区域的图像上的检测位置处的平均灰度是否处于预设灰度范围之内；并在其处于预设灰度范围之外时，调节射向预设区域内对应于该检测位置处的光线的强度，使在再次采集的预设区域的图像上，该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内；从而使对某一检测位置处关键图形的尺寸值进行检测时，该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内，即，与获得该检测位置处关键图形的尺寸基准值时，该检测位置处的平均灰度相同，因而使通过检测获得的关键图形的尺寸值与该检测位置处关键图形的尺寸基准值之间具有可比性，且其比较结果可以准确地反映出关键图形的尺寸是否符合要求，使该比较结果具有较高的可信度。

在本实施例中，对玻璃基板上的多个预设区域以及对多个玻璃基板依次进行检测时，通过对射向玻璃基板的光线的强度进行调整，使每次检测时，同一检测位置处关键图形的尺寸基准值相同，这样在需要检测的玻璃基板上的预设区域较多，或玻璃基板的数量较多时，可以提高检测的效率。

需要说明的是，在本实施例中，以多个检测位置处中的一个检测位置处的平均灰度为基准灰度值，但本发明并不限于此，在实际应用中，还可以以多个检测位置处的平均灰度的平均值为基准灰度值，并设置预设灰度范围为基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至基准灰度值增加第二预设幅值获得的最大灰度值之间的范围。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种关键图形的尺寸检测装置，包括光源、成像单元和判断单元；所述光源用于照射向待检测基板；所述成像单元用于对所述待检测基板上的预设区域进行成像；所述判断单元用于在所述成像单元所采集的图像中的多个检测位置识别关键图形的边缘，并确定所述关键图形的尺寸值；其特征在于，所述检测装置还包括灰度检测单元和光调节单元；所述灰度检测单元用于检测每个所述检测位置处的平均灰度是否在预设灰度范围之内；

当所采集的预设区域的图像上存在平均灰度处于所述预设灰度范围之外的检测位置时，所述光调节单元能够调节所述光源照射向预设区域上对应于该平均灰度处于所述预设灰度范围之外的检测位置处的光线的强度，以使所述成像单元再次采集的所述预设区域的图像上的该检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内；

以多个所述检测位置处中的一个检测位置处的平均灰度为基准灰度值，所述预设灰度范围为所述基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至所述基准灰度值增加第二预设幅值获得最大灰度值之间的范围；或者

以多个所述检测位置处的平均灰度的平均值为基准灰度值，所述预设灰度范围为所述基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至所述基准灰度值增加第二预设幅值获得的最大灰度值之间的范围；

其中，所述第一预设幅值和第二预设幅值不大于所述基准灰度值的10％。

2.根据权利要求1所述的关键图形的尺寸检测装置，其特征在于，所述第一预设幅值和第二预设幅值为所述基准灰度值的5％～10％。

3.一种关键图形的尺寸检测方法，用于检测所述关键图形的尺寸值，其特征在于，所述尺寸检测方法包括下述步骤：

S1、向待检测基板上照射光线；

S2、采集待检测基板上预设区域的图像；

S3、依次检测步骤S2中所采集的图像中的多个检测位置处的平均灰度是否处于预设灰度范围之内；

S4、根据步骤S3中的检测结果，当检测到检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之内时，或者，在多个检测位置中平均灰度处于预设灰度范围之内的检测位置处，确定该检测位置处关键图形的边缘，并检测该检测位置处的关键图形的尺寸值；

S5、根据步骤S3中的检测结果，当检测到检测位置处的平均灰度处于预设灰度范围之外时，调节射向所述预设区域上对应于该检测位置处的光线的强度，并重复步骤S2～S5；或者

分别调节射向所述预设区域上对应于每个平均灰度处于预设灰度范围之外的检测位置处的光线的强度，并重复步骤S2～S5；

其中，步骤S3中，以多个所述检测位置处中的一个检测位置处的平均灰度为基准灰度值，所述预设灰度范围为所述基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至所述基准灰度值增加第二预设幅值获得最大灰度值之间的范围；或者

步骤S3中，以多个所述检测位置处的平均灰度的平均值为基准灰度值，所述预设灰度范围为所述基准灰度值减去第一预设幅值获得的最小灰度值至所述基准灰度值增加第二预设幅值获得的最大灰度值之间的范围；

其中，所述第一预设幅值和第二预设幅值不大于所述基准灰度值的10％。

4.根据权利要求3所述的关键图形的尺寸检测方法，特征在于，所述第一预设幅值和第二预设幅值为所述基准灰度值的5％～10％。