CN106773158A - 一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析装置和方法 - Google Patents

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卢振洋
洪艮超
闫志鸿
白立来
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    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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Abstract

一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析装置和方法，属于液晶屏缺陷检测技术领域。该分析装置包括计算机、面阵相机、镜头、随动式遮光装置、二维移动机构、液晶屏控制器、相机外触发控制器、背光光源。镜头安装在面阵相机上，将遮光装置通过螺钉固定在相机上，使得镜头在遮光装置内部，将相机和遮光装置组成的系统通过螺栓连接固定于二维移动机构上，计算机与相机通过网线连接，计算机与相机外触发控制器通过数据线连接，相机与相机外触发控制器通过数据线连接。本发明可实现相机曝光时间的控制，将曝光时间设置为周期性的多种时长的脉宽，进而实现大动态范围成像，拍摄速度快，合成后精准度高，提高了作业效率。

Description

一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析装置和方法
技术领域
本发明是一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析装置和方法，属于液晶屏缺陷检测技术领域。
背景技术
液晶屏通常是在无尘车间精密加工和制造的，但依然不可避免的会出现各种各样的缺陷，比如坏点、辉点、暗点、异物污渍等等。传统的液晶屏缺陷的检测方法用的是人工视觉，这种方法检测液晶屏缺陷受人的主观判断影响，可能导致误检、漏检，除此之外检测速度较慢。
利用机器视觉检测液晶屏缺陷效果更理想、更精确，所以采用机器视觉检测液晶屏缺陷将成为主流。在用机器视觉检测液晶屏缺陷时，一般是采用正视相机进行图像采集，存在以下困难：一是由于液晶屏的像素比较高且屏的整体尺寸较大，正视相机很难一次性准确的采集到屏幕中的每一个像素。二是在检测时受液晶屏的亮度的影响，采集信息时需要长的曝光时间，检测速度较慢。三是由于视觉系统中一般相机本身的局限性，采集回来的图片边缘部分的信息不够精确。四是采像过程必须是在无环境光的暗室里进行。五是即使可以通过一般相机采集到整个液晶屏画面，其缺陷检测算法也很复杂。
本发明的自寻位液晶屏像素质量分析装置和方法很好地解决了以上在液晶屏检测中出现的问题。
发明内容
本发明是一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析装置和方法，可以精确高效的检测液晶屏的各种缺陷。
一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析装置，该分析装置包括计算机、面阵相机、镜头、随动式遮光装置、二维移动机构、液晶屏控制器、相机外触发控制器、背光光源。其中，镜头安装在面阵相机上，将遮光装置通过螺钉固定在相机上，使得镜头在遮光装置内部，将相机和遮光装置组成的系统通过螺栓连接固定于二维移动机构上，计算机与相机通过网线连接，计算机与相机外触发控制器通过数据线连接，相机与相机外触发控制器通过数据线连接。
利用上述装置进行的一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析方法，本发明的分析方法实现形式是：
S1准备期：将液晶屏置于背光光源上方与背光板重合，镜头安装在面阵相机上，将遮光装置通过螺钉固定在相机上，镜头在遮光装置内部，将相机和遮光装置组成的系统通过螺栓连接固定于二维移动机构上，调整二维机构，一方面使得镜头方向垂直液晶屏所在的平面；另一个方面是将遮光装置贴近液晶屏。点亮背光光源，调整镜头至成像的最佳状态。
S2采像期：液晶屏控制器控制液晶屏显示辅助图案，辅助成像，辅助图像是任何一种样式，其图案的灰度值要求很低但要保证能被相机识别，相机外触发控制器控制相机采像一次，液晶屏控制器控制液晶屏关闭辅助图像，相机外触发控制器控制相机再采像一次，移动二维机构至下一个位置重复以上操作，直到采集到整个屏幕的像，并将采集到的图像保存在计算机里。在采像的过程中要确保每次采的像里都包含有辅助图案的部分特征，这样做的目的是在后期图样复原过程中每一幅图像里都有辅助图像的部分特征作为参照物。
S3处理期：自主研发的算法将采集到的所有图像根据辅助图像的特征进行合并处理，然后再处理合并后的图像，检测出液晶屏各种缺陷种类、评定缺陷等级并将所有数据以表格的形式保存在计算机中。
本发明的积极效果在于：
1、利用此装置中面阵相机近距离小范围的采集液晶屏的像素，然后根据辅助图像将所有图像合并，有效的避免的使用高像素的相机，节约了成本。
2、利用此装置和方法采集到的图像根据辅助图像合并，拍摄速度快，合成后精准度高，提高了作业效率。
3、利用此装置中的面阵相机外触发控制器的外触发功能，可实现相机曝光时间的控制，将曝光时间设置为周期性的多种时长的脉宽，进而实现大动态范围成像。
4、上述装置中采用的面阵相机可以为黑白相机，也可以为彩色相机，方便更换，可以对黑白、彩色液晶屏色彩实现图像采集。
5、自主研发的液晶屏图像检测算法，针对性强，效率高。其中算法的基本思路是根据辅助图案将几何矫正(RGB拆分，边界求取、边界直线拟合，角点求取，仿射变换)、图像合并(辅助图案辅助图像合并，无缝拼接)、像素分割(区域分割)、求取像素信息、与标准液晶屏的信息比对、得出结论。
6、不需要在无环境光暗室环境下操作，节约成本，提高效率。
附图说明
图1为本发明的结构图。
具体实施方式
如图1所示，一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析装置，该装置是一套移动式自寻位液晶屏像素质量分析系统，包括计算机、面阵相机、镜头、二维移动机构、随动式遮光装置、液晶屏控制器、相机外触发控制器、背光光源。
将液晶屏置于背光光源上方与背光板重合，面阵相机、镜头和遮光装置固定于二维移动机构上，调整二维机构，一方面使得镜头方向垂直液晶屏所在的平面；另一个方面是将遮光装置贴近液晶屏。点亮背光光源，调整镜头至成像的最佳状态。
液晶屏控制器控制液晶屏显示辅助图案，辅助成像，相机外触发控制器控制相机采像一次，液晶屏控制器控制液晶屏关闭辅助图像，相机外触发控制器控制相机再采像一次，移动二维机构至下一个位置重复以上操作，直到采集到整个屏幕的像，并将采集到的图像保存在计算机里。
装置中的面阵相机、镜头和遮光装置固定不动，由二维移动机构带着液晶屏和背光光源相对于面阵相机和镜头做移动。
液晶屏可显示带标志图像，用于成像定位，相机根据标志位，可对成像位置进行精确测定，配合相机的移动，可实现液晶屏全幅像素图像的无缝拼接。
装置中的面阵相机外触发控制器，面阵相机带有外触发功能，通过外触发可实现相机曝光时间的控制，将曝光时间设置为周期性的多种时长的脉宽，进而实现大动态范围成像。
面阵相机为黑白相机或彩色相机，面阵相机方便更换并对彩色液晶屏色彩实现图像采集。
一台相机移动成像外，也可以是多台相机同时成像，然后根据辅助图案合成。

Claims (7)

1.一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析装置，其特征在于：该分析装置包括计算机、面阵相机、镜头、随动式遮光装置、二维移动机构、液晶屏控制器、相机外触发控制器、背光光源；其中，镜头安装在面阵相机上，将遮光装置通过螺钉固定在相机上，使得镜头在遮光装置内部，将相机和遮光装置组成的系统通过螺栓连接固定于二维移动机构上，计算机与相机通过网线连接，计算机与相机外触发控制器通过数据线连接，相机与相机外触发控制器通过数据线连接。
2.利用上述装置进行的一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析方法，其特征在于：该方法包括如下步骤，S1准备期：将液晶屏置于背光光源上方与背光板重合，镜头安装在面阵相机上，将遮光装置通过螺钉固定在相机上，镜头在遮光装置内部，将相机和遮光装置组成的系统通过螺栓连接固定于二维移动机构上，调整二维机构，一方面使得镜头方向垂直液晶屏所在的平面；另一个方面是将遮光装置贴近液晶屏；点亮背光光源，调整镜头至成像的最佳状态；
S2采像期：液晶屏控制器控制液晶屏显示辅助图案，辅助成像，辅助图像是任何一种样式，其图案的灰度值要求很低但要保证能被相机识别，相机外触发控制器控制相机采像一次，液晶屏控制器控制液晶屏关闭辅助图像，相机外触发控制器控制相机再采像一次，移动二维机构至下一个位置重复以上操作，直到采集到整个屏幕的像，并将采集到的图像保存在计算机里；在采像的过程中要确保每次采的像里都包含有辅助图案的部分特征，这样做的目的是在后期图样复原过程中每一幅图像里都有辅助图像的部分特征作为参照物；
S3处理期：自主研发的算法将采集到的所有图像根据辅助图像的特征进行合并处理，然后再处理合并后的图像，检测出液晶屏各种缺陷种类、评定缺陷等级并将所有数据以表格的形式保存在计算机中。
3.根据权利要求2所述的一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析方法，其特征在于：装置中的面阵相机、镜头和遮光装置固定不动，由二维移动机构带着液晶屏和背光光源相对于面阵相机和镜头做移动。
4.根据权利要求2所述的一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析方法，其特征在于：液晶屏可显示带标志图像，用于成像定位，相机根据标志位，可对成像位置进行精确测定，配合相机的移动，可实现液晶屏全幅像素图像的无缝拼接。
5.根据权利要求2所述的一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析方法，其特征在于：装置中的面阵相机外触发控制器，面阵相机带有外触发功能，通过外触发可实现相机曝光时间的控制，将曝光时间设置为周期性的多种时长的脉宽，进而实现大动态范围成像。
6.根据权利要求2所述的一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析方法，其特征在于：面阵相机为黑白相机或彩色相机，面阵相机方便更换并对彩色液晶屏色彩实现图像采集。
7.根据权利要求2所述的一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析方法，其特征在于：利用多台相机同时成像，然后根据辅助图案合成。
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