CN107024487A - Ito导电玻璃检测系统及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种ITO导电玻璃检测系统及其检测方法，所述检测系统包括：待检测的ITO导电玻璃、图像摄取装置和辅助光源；待检测的ITO导电玻璃的两个表面均镀有宽度为W的银浆；待检测的ITO导电玻璃的玻璃基板厚度为T；图像摄取装置设置于待检测的ITO导电玻璃的待检测表面的一端，用于采集待检测表面的图像信息；辅助光源设置于待检测的ITO导电玻璃的非待检测表面的一端，与非待检测表面所镀银浆的中心之间的水平距离为L，与非待检测表面的垂直距离为H；辅助光源发出的光从空气中通过非待检测表面入射至玻璃基板，并通过待检测表面全反射到非待检测表面的银浆上形成漫反射的光。本发明能方便、准确地实现对两面镀有银浆的ITO导电玻璃进行机器视觉检测，避免漏检。

Description

ITO导电玻璃检测系统及其检测方法
技术领域
本发明涉及视觉检测技术领域，特别涉及一种ITO导电玻璃检测系统及其检测方法。
背景技术
氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxides)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，Liquid Crystal Display)。因液晶显示器体积小、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。
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。
随着工业生产的迅速发展，如何快速有效进行生产检测越来越受到重视，而以往的人海战术因人工成本的猛增而不再受到青睐，因此新兴检测技术如机器视觉检测技术则得到推广。所谓机器视觉，就是给机器以视觉功能以代替人眼来进行测量、分析和判别，即通过工业相机(包含工业镜头，一般分为CMOS和CCD两种)将被检测物体表面信息转换为图像信号，由图像处理系统(例如为工业PC及其所设置的图像采集卡)进行处理，得到被摄目标(被检测物体)的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，对这些信号进行各种运算来提取所需要的检测特征如面积、位置、长度、角度、数量、颜色等等，再和预设的判别依据比较，从而输出相应判别数据或结果。现有技术中机器视觉检测系统的硬件结构可以参考图1。机器视觉技术自诞生以来，就被应用在工业自动化控制中，以其非接触性、高速高精度和稳定性、高柔性、长效性以及高性价比等特点，成为一种优秀的检测技术。
目前，机器视觉检测技术已经被越来越多地应用于ITO导电玻璃的自动检测。由于LCD基板玻璃为透明物体，其表面的ITO层非常薄，为一层接近透明的薄膜涂层，对于这样的一个被检测物体，要想取得一个清晰高对比度的图像，无疑是非常困难的，这就对系统的光学照明方式提出较大挑战。在机器视觉检测系统中，常见的照明方式有前向照明、背向照明和结构光照明，而前向照明又可分为明场照明、暗场照明、同轴照明和漫射照明。
现有技术中，对于单面镀有银浆(单面布局导电线路)的ITO导电玻璃的机器视觉检测，通常可以采用如图2所示的方式进行检测：图2中的ITO导电玻璃检测系统包括待检测的ITO导电玻璃20、辅助光源204和图像摄取装置205，其中待检测的ITO导电玻璃20的一个表面201上镀有银浆203(导电线路)，另一个表面202则并未镀银浆，在进行机器视觉检测时，表面201自然作为待检测表面，表面202则并非为待检测表面(非待检测表面)，辅助光源204设置于表面202的下方，图像摄取装置205设置于表面201的上方，若银浆203中间存在断裂(如图2所示)，则辅助光源204发出的光能够透过该断裂处被图像摄取装置205所接收，从而使拍摄获得的图像上存在对应该光的明显特征，由此能够检测出该断裂的存在，反之则表明银浆203是完整的。
然而，现有技术却难以实现对两面镀有银浆(双面布局导电线路)的ITO导电玻璃进行机器视觉检测。图3示出了待检测的ITO导电玻璃30、辅助光源304和图像摄取装置305，所述待检测的ITO导电玻璃30的两个表面均镀有银浆，其中一个表面301上镀有银浆303，另一个表面302上镀有银浆306，在进行机器视觉检测时，若将表面301作为待检测表面，则表面302暂时作为非待检测表面，那么设置于表面302的下方的辅助光源304发出的光会被银浆306所阻挡，假设银浆303中间存在断裂(如图3所示)，那么设置于表面301的上方的图像摄取装置305也无法接收到辅助光源304发出的光，从而难以检测出该断裂的存在。无论是将辅助光源304设置于表面302的下方，还是采用现有技术中其他的光学照明方式，均无法准确地检测表面301上所镀银浆303是否存在缺陷。
因此，对于双面布线的LCD显示屏，现有技术中ITO导电玻璃机器视觉检测系统可能会存在漏检的情况。
发明内容
本发明要解决的问题是现有技术无法准确地实现对两面镀有银浆的ITO导电玻璃进行机器视觉检测。
为解决上述问题，本发明技术方案提供一种ITO导电玻璃检测系统，包括：待检测的ITO导电玻璃、图像摄取装置和辅助光源；所述待检测的ITO导电玻璃的两个表面均镀有宽度为W的银浆；所述待检测的ITO导电玻璃的玻璃基板厚度为T；所述图像摄取装置设置于所述待检测的ITO导电玻璃的待检测表面的一端，用于采集所述待检测表面的图像信息；所述辅助光源设置于所述待检测的ITO导电玻璃的非待检测表面的一端，与所述非待检测表面所镀银浆的中心之间的水平距离为L，与所述非待检测表面的垂直距离为H；所述辅助光源发出的光从空气中通过所述非待检测表面入射至所述玻璃基板，并通过所述待检测表面全反射到所述非待检测表面的银浆上形成漫反射的光。
可选的，所述待检测的ITO导电玻璃的折射率为n，玻璃材质的全反射临界角为C；所述辅助光源发出的光从空气中通过所述非待检测表面入射至所述玻璃基板的最小入射角α1通过下面式子求得：
可选的，所述辅助光源与所述非待检测表面所镀银浆的中心之间的水平距离L符合以下条件：
可选的，所述辅助光源包括一个以上点光源，每个点光源与所述非待检测表面所镀银浆的中心之间的水平距离为L，与所述非待检测表面的垂直距离为H。
可选的，所述辅助光源为水平截面呈环形的面光源。
可选的，所述的ITO导电玻璃检测系统还包括与所述图像摄取装置相连的图像处理装置，用于对所述图像摄取装置获取的图像信息进行处理与分析后输出检测结果。
可选的，所述图像摄取装置为CCD和CMOS其中的一种。
为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种上述ITO导电玻璃检测系统的检测方法，包括：
使所述辅助光源发出的光从空气中通过所述非待检测表面入射至所述玻璃基板，并通过所述待检测表面全反射到所述非待检测表面的银浆上以形成漫反射的光；
若所述图像摄取装置接收到由所述非待检测表面的银浆所漫反射的光，则所述待检测表面所镀的银浆存在断裂，否则所述待检测表面所镀的银浆为完整的。
可选的，控制所述辅助光源发出的光从空气中通过所述非待检测表面入射至所述玻璃基板的角度大于或等于最小入射角α1；α1通过下面式子求得：
其中，n为所述待检测的ITO导电玻璃的折射率，C为玻璃材质的全反射临界角。
可选的，所述辅助光源与所述非待检测表面所镀银浆的中心之间的水平距离L符合以下条件：
与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下优点：
为了检测两面镀有银浆的ITO导电玻璃的其中一面银浆是否断裂，通过设计一种特定的光路系统，将检测面一端距离表面一定距离处放置镜头(图像摄取装置)以备接收光信号，并在与另一面垂直距离为H且距离银浆中心L处放置一个光源，当从空气中入射的光通过玻璃的检测面全反射到另一面的银浆上，光在银浆面漫反射的作用下向四处发散，若检测面的银浆出现断裂，漫射光将通过裂口被设置的所述镜头接收到，如果没有裂痕，所述镜头将接收不到信号，如此便可以检测银浆是否完整，由此能够方便、准确地实现对两面镀有银浆的ITO导电玻璃进行机器视觉检测。
附图说明
图1是现有技术中机器视觉检测系统的硬件结构示意图；
图2是现有技术中对单面镀有银浆的ITO导电玻璃进行机器视觉检测的示意图；
图3是现有技术无法实现对两面镀有银浆的ITO导电玻璃进行机器视觉检测的示意图；
图4是本发明一个实施例中对两面镀有银浆的ITO导电玻璃进行机器视觉检测的示意图；
图5是本发明另一个实施例中对两面镀有银浆的ITO导电玻璃进行机器视觉检测的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。
本发明实施例提供一种ITO导电玻璃机器视觉检测系统，针对双面布线的LCD显示屏(两面镀有银浆的ITO导电玻璃)，设计了特定的光路系统，从而能够有效避免漏检的情况，确保检测的准确性。
如图4所示，本发明一个实施例提供的ITO导电玻璃检测系统包括：待检测的ITO导电玻璃40、图像摄取装置405和辅助光源404；所述待检测的ITO导电玻璃40具有两个表面，分别是表面401和表面402，这两个表面均镀有宽度为W的银浆，即表面401上的银浆403以及表面402上的银浆406，本实施例中以表面401作为待检测表面为例进行说明，则表面402作为非待检测表面，在其他实施例中也可以将表面402作为待检测表面，表面401作为非待检测表面。
本领域技术人员能够理解，若将待检测的ITO导电玻璃40置于某一检测机台之上，表面402接触所述检测机台，则此时一般也可以将表面401称为待检测的ITO导电玻璃40的上表面，将表面402称为待检测的ITO导电玻璃40的下表面；当然，上表面、下表面的概念是相对而言的，若将表面401接触所述检测机台，则一般将表面402称为待检测的ITO导电玻璃40的上表面，将表面401称为待检测的ITO导电玻璃40的下表面。
需要说明的是，在本实施例中，表面401及其上所镀的银浆403、表面402及其上所镀的银浆406均为待检测的ITO导电玻璃40的组成部分，此外待检测的ITO导电玻璃40还包括由表面401与表面402共同限定出来的玻璃基板；为了能够清楚地表示出银浆，本实施例还放大了银浆403和银浆406的厚度，本领域技术人员知晓，实际的银浆相对于玻璃基板的厚度而言其实是几乎可以忽略不计的。
继续参阅图4，在本实施例中，所述待检测的ITO导电玻璃40的玻璃基板厚度为T；所述图像摄取装置405设置于所述待检测的ITO导电玻璃40的待检测表面(即表面401)的一端，用于采集表面401的图像信息；所述辅助光源404设置于所述待检测的ITO导电玻璃40的非待检测表面(即表面402)的一端，与表面402所镀银浆402的中心之间的水平距离为L，与表面402之间的垂直距离为H。
在本实施例中，可以通过控制所述辅助光源404的发光方向，使所述辅助光源发出的光(如图4虚线箭头所示)从空气中通过表面402入射至玻璃基板(即图4中由表面401与表面402所限定的部分)，并通过ITO导电玻璃40的表面401全反射到表面402的银浆406上，光在银浆406漫反射的作用下向四处发散，若表面401的银浆403出现断裂(如图4所示的裂口)，漫射光将通过该裂口被设置于ITO导电玻璃40上方的图像摄取装置405接收到，从而使拍摄获得的图像上存在对应该光的明显特征，那么对该图像处理与分析后便能得出相应的检测结果(即：银浆403出现断裂)，如果没有裂痕，则图像摄取装置405将接收不到漫反射的光信号，如此便可以检测银浆是否完整，从而避免漏检的产生。
需要说明的是，本实施例中，为了确保所述辅助光源404发出的光能够按设想的光路行进，需要同时考虑光的反射与折射，因此除了需要考虑光入射至所述玻璃基板的入射角度，还需要考虑玻璃基板的厚度、玻璃基板的材质、玻璃基板上的涂层(银浆)材质。
如果待检测的ITO导电玻璃的折射率为n，玻璃材质的全反射临界角为C：
则所述辅助光源发出的光从空气中通过所述非待检测表面入射至所述玻璃基板的最小入射角α1通过下面式子(1)求得：
此外，所述辅助光源与所述非待检测表面所镀银浆的中心之间的水平距离L必须符合以下条件：
需要说明的是，图4仅示出了辅助光源404的其中一个位置，而在实际实施时，所述辅助光源可以由一个以上点光源组成，每个点光源均与所述非待检测表面(图4的表面402)所镀银浆的中心之间的水平距离为L，与所述非待检测表面(图4的表面402)的垂直距离为H。如此，多个点光源发出的光均有可能穿过检测面(图4的表面401)所镀银浆的裂口(如果银浆断裂的话)，图像摄取装置405能接收到的漫射光会更为充足，由此形成的检测面(图4的表面401)图像也易于识别。
当然，所述辅助光源也可以是水平截面呈环形的面光源。如图5所示，本发明另一个实施例提供的ITO导电玻璃检测系统包括：待检测的ITO导电玻璃50、图像摄取装置505和辅助光源504；所述待检测的ITO导电玻璃40具有两个表面，分别是表面501和表面502，这两个表面均镀有宽度为W的银浆，即表面501上的银浆503以及表面502上的银浆506，本实施例中以表面501作为待检测表面为例进行说明，则表面502作为非待检测表面。
图5所示ITO导电玻璃检测系统与图4所示ITO导电玻璃检测系统之间的区别在于辅助光源，图5中的是水平截面呈环形的面光源(图5示出的是剖面图)，而图4表示的是其中一个点光源，显然图5中的面光源能够提供更充足、更均匀的光线，从而使图像摄取装置505获得更好的成像效果，提高检测的准确性。
图5所示ITO导电玻璃检测系统的其他具体实施也可以参考图4所示ITO导电玻璃检测系统的实施，此处不再赘述。
本发明实施例中，所述ITO导电玻璃检测系统还可以包括与所述图像摄取装置相连的图像处理装置，用于对所述图像摄取装置获取的图像信息进行处理与分析后输出检测结果。所述图像处理装置的具体实现为本领域技术人员所知晓，此处不再详细描述。
在实际实施时，所述图像摄取装置可以采用CCD和CMOS其中的一种。
基于上述ITO导电玻璃检测系统，本发明实施例还提供一种上述ITO导电玻璃检测系统的检测方法，包括：使所述辅助光源发出的光从空气中通过所述非待检测表面入射至所述玻璃基板，并通过所述待检测表面全反射到所述非待检测表面的银浆上以形成漫反射的光；若所述图像摄取装置接收到所述漫反射的光，则所述待检测表面所镀的银浆存在断裂，否则所述待检测表面所镀的银浆为完整的。
具体实施时，可以控制所述辅助光源发出的光从空气中通过所述非待检测表面入射至所述玻璃基板的角度大于或等于最小入射角α1；α1通过下面式子求得：
其中，n为所述待检测的ITO导电玻璃的折射率，C为玻璃材质的全反射临界角。
本实施例中，所述辅助光源与所述非待检测表面所镀银浆的中心之间的水平距离L符合以下条件：
所述ITO导电玻璃检测系统的检测方法的具体实施也可以参考上述ITO导电玻璃检测系统的实施，此处不再赘述。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种ITO导电玻璃检测系统，其特征在于，包括：待检测的ITO导电玻璃、图像摄取装置和辅助光源；
所述待检测的ITO导电玻璃的两个表面均镀有宽度为W的银浆；所述待检测的ITO导电玻璃的玻璃基板厚度为T；
所述图像摄取装置设置于所述待检测的ITO导电玻璃的待检测表面的一端，用于采集所述待检测表面的图像信息；
所述辅助光源设置于所述待检测的ITO导电玻璃的非待检测表面的一端，与所述非待检测表面所镀银浆的中心之间的水平距离为L，与所述非待检测表面的垂直距离为H；
所述辅助光源发出的光从空气中通过所述非待检测表面入射至所述玻璃基板，并通过所述待检测表面全反射到所述非待检测表面的银浆上形成漫反射的光。
2.根据权利要求1所述的ITO导电玻璃检测系统，其特征在于，所述待检测的ITO导电玻璃的折射率为n，玻璃材质的全反射临界角为C；所述辅助光源发出的光从空气中通过所述非待检测表面入射至所述玻璃基板的最小入射角α1通过下面式子求得：
3.根据权利要求2所述的ITO导电玻璃检测系统，其特征在于，所述辅助光源与所述非待检测表面所镀银浆的中心之间的水平距离L符合以下条件：
4.根据权利要求1所述的ITO导电玻璃检测系统，其特征在于，所述辅助光源包括一个以上点光源，每个点光源与所述非待检测表面所镀银浆的中心之间的水平距离为L，与所述非待检测表面的垂直距离为H。
5.根据权利要求1所述的ITO导电玻璃检测系统，其特征在于，所述辅助光源为水平截面呈环形的面光源。
6.根据权利要求1所述的ITO导电玻璃检测系统，其特征在于，还包括与所述图像摄取装置相连的图像处理装置，用于对所述图像摄取装置获取的图像信息进行处理与分析后输出检测结果。
7.根据权利要求1所述的ITO导电玻璃检测系统，其特征在于，所述图像摄取装置为CCD和CMOS其中的一种。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的ITO导电玻璃检测系统的检测方法，其特征在于，包括：
使所述辅助光源发出的光从空气中通过所述非待检测表面入射至所述玻璃基板，并通过所述待检测表面全反射到所述非待检测表面的银浆上以形成漫反射的光；
若所述图像摄取装置接收到由所述非待检测表面的银浆所漫反射的光，则所述待检测表面所镀的银浆存在断裂，否则所述待检测表面所镀的银浆为完整的。
9.根据权利要求8所述的ITO导电玻璃检测系统的检测方法，其特征在于，控制所述辅助光源发出的光从空气中通过所述非待检测表面入射至所述玻璃基板的角度大于或等于最小入射角α1，；α1通过下面式子求得：
其中，n为所述待检测的ITO导电玻璃的折射率，C为玻璃材质的全反射临界角。
10.根据权利要求9所述的ITO导电玻璃检测系统的检测方法，其特征在于，所述辅助光源与所述非待检测表面所镀银浆的中心之间的水平距离L符合以下条件：
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Denomination of invention: ITO conductive glass detection system and its detection method

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Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Shanghai Huangpu Sub branch

Pledgor: SHANGHAI FREESENSE IMAGE TECHNOLOGY CO.,LTD.

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