CN107450199A - 一种 lcd 屏幕云纹缺陷检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种LCD屏幕云纹缺陷检测系统及方法，该系统包括：平面反射镜，设置于待检测LCD屏幕的侧面；机器视觉系统，包括摄像头，根据不同角度对LCD待检测屏幕以及平面反射镜中的LCD屏幕成像进行拍摄；图像处理模块，对所述机器视觉系统获取的图像进行处理，识别云纹缺陷。本发明提出的LCD屏幕云纹缺陷检测系统及方法，可以实现从不同角度对屏幕进行观察，极大程度地模拟人眼观测，本发明使得图像采集系统的观测方式更加丰富，从而可以更加全面地检测云纹缺陷，可以满足多角度观测的需求，减少图像采集系统或者检测屏幕的移动，极大地降低系统的复杂性、提高系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及LCD屏幕缺陷检测领域，且特别涉及一种LCD屏幕云纹缺陷检测系统及方法。
背景技术
在LCD的整个制作过程中，为了保证良品率，几乎每一个重要流程完成后都要对其完成质量进行检测。例如在Cell制程后，需要用连接器对液晶屏接入驱动信号，检测缺陷、色度、色纹、对比度等。而在液晶显示模组组装完成后，仍要通过点灯检测显示屏的各项图像或影像指标。
TFT LCD的显示缺陷种类繁多。Mura(云纹)缺陷是LCD的一种常见的宏观显示缺陷，是所有显示缺陷中最难检测的种类之一。SEMI标准中关于Mura的描述为：显示器工作时，像素矩阵表面可见的显示不完美。如图1所示，Mura缺陷一般大于一个像素，没有固定的形状，边缘模糊，对比度较低。Mura缺陷种类繁多，表现形式各异，通常具有不规则的几何形状，在不确定的位置上，对比度低，边缘模糊或没有明显的边缘，肉眼不容易辨认。
人工检测方法是目前大多数LCD生产厂仍广泛采用的检测手段，但随着LCD面板尺寸的逐渐增大，分辨率越来越高，人眼检测方法很难满足产品质量和生产效率的要求，特别是对Cell制程和Module制程后的产品质量检测，人眼检测具有受外界环境、检测者经验以及疲劳程度等诸多客观和主观因素的影响，无法保证检测结果的稳定和可靠。
基于机器视觉的光学检测，利用光学成像方法获得产品的表面状态，并以图像处理技术来检测缺陷。机器视觉检侧的结果要符合人眼的生理感受习惯，必须与人工检测的标准一致。目前，基于机器视觉的自动光学检测技术，在阵列制程中TFT玻璃基板和彩色滤光片缺陷检测中，得到了一些成功应用，但对于Cell制程和Module制程后的缺陷检测，仍广泛采用人工检测的方法。
CN1834733B以及CN103558229A等专利给出了类似图2所示的自动缺陷检测系统的结构。这些系统结构很大程度上还是延续目前大多数缺陷检测系统的方式，对检测对象进行依次拍照。虽然一定程度上实现了检测的目的，但是由于云纹缺陷是宏观缺陷，该结构不能很好地模拟人眼的观察效果，其检测结果实际上不够理想。而基于机器视觉的光学检测结果要符合人眼的生理感受习惯，必须与人工检测的标准一致。
为了模拟平常从多角度、不同方位观看LCD屏幕的使用工况，检测云纹缺陷的系统需要让机器视觉系统从尽量多的视角对LCD屏幕拍照取样。图3的CCD布局结构是容易想到的方式，也是当前检测云纹缺陷设备的主要方式。
发明内容
本发明提出一种LCD屏幕云纹缺陷检测系统及方法，可以实现从不同角度对屏幕进行观察，极大程度地模拟人眼观测，本发明使得图像采集系统的观测方式更加丰富，从而可以更加全面地检测云纹缺陷，可以满足多角度观测的需求，减少图像采集系统或者检测屏幕的移动，极大地降低系统的复杂性、提高系统的稳定性。
为了达到上述目的，本发明提出一种LCD屏幕云纹缺陷检测系统，包括：
平面反射镜，设置于待检测LCD屏幕的侧面；
机器视觉系统，包括摄像头，根据不同角度对LCD待检测屏幕以及平面反射镜中的LCD屏幕成像进行拍摄；
图像处理模块，对所述机器视觉系统获取的图像进行处理，识别云纹缺陷。
进一步的，所述平面反射镜可以绕旋转轴旋转，以方便机器视觉系统从多个角度对LCD屏幕进行拍摄。
进一步的，所述平面反射镜的旋转轴距离LCD屏幕边缘0.5cm。
进一步的，所述平面反射镜的数量为1-4个，分别设置于所述待检测LCD屏幕的四周侧面。
进一步的，所述图像处理模块对获取的多个图像进行图像分块、图像滤波、图像缺陷识别处理。
为了达到上述目的，本发明还提出一种LCD屏幕云纹缺陷检测方法，包括下列步骤：
将待检测LCD屏幕放置于检测台上，并接通机器视觉系统的电信号；
设置平面反射镜与待检测LCD屏幕的角度，从而设置待检测LCD屏幕在平面反射镜中的成像；
通过机器视觉系统的摄像头对所述待检测LCD屏幕以及其在平面反射镜中的成像进行拍摄；
对所述机器视觉系统获取的图像进行处理，识别云纹缺陷。
进一步的，所述平面反射镜可以绕旋转轴旋转，通过旋转轴调整平面反射镜与待检测LCD屏幕的角度，以方便机器视觉系统从多个角度对LCD屏幕进行拍摄。
进一步的，所述平面反射镜的旋转轴距离LCD屏幕边缘0.5cm。
进一步的，所述平面反射镜的数量为1-4个，分别设置于所述待检测LCD屏幕的四周侧面。
进一步的，所述图像处理包括对获取的多个图像进行图像分块、图像滤波、图像缺陷识别处理。
本发明提出的LCD屏幕云纹缺陷检测系统及方法，对现有自动缺陷检测系统的光学结构进行较大的改进，调整了图像采集系统、照明系统以及光学系统的布局，本发明在系统中不同位置布局反射镜，并且所述反射镜可以根据需要做适当的角度调整，从而获取不同角度的成像图像，可以实现从不同角度对屏幕进行观察，极大程度地模拟人眼观测，本发明使得图像采集系统的观测方式更加丰富，从而可以更加全面地检测云纹缺陷，可以满足多角度观测的需求，减少图像采集系统或者检测屏幕的移动，极大地降低系统的复杂性、提高系统的稳定性。
附图说明
图1所示为云纹缺陷中的线状和环状缺陷示意图。
图2和图3所示为现有技术中常见模组云纹缺陷检测系统示意图。
图4所示为本发明第一较佳实施例的云纹缺陷检测系统结构示意图。
图5和图6所示为设置图4中平面镜为不同倾斜角度后的检测示意图。
图7所示为本发明又一较佳实施例的云纹缺陷检测系统结构示意图。
图8所示为本发明较佳实施例的云纹缺陷检测方法流程图。
图9所示为本发明较佳实施例的图像处理流程图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图4，图4所示为本发明第一较佳实施例的云纹缺陷检测系统结构示意图。本发明提出一种LCD屏幕云纹缺陷检测系统，包括：平面反射镜200，设置于待检测LCD屏幕100的侧面；机器视觉系统300，包括摄像头310、320，根据不同角度对LCD待检测屏幕100以及平面反射镜200中的LCD屏幕成像400进行拍摄；图像处理模块，对所述机器视觉系统获取的图像进行处理，识别云纹缺陷。
本发明首先在检测系统中增加一个平面反射镜200，使得LCD屏幕100在平面反射镜200的镜面中成像。在这个结构中，调整摄像头310、320的角度和视场。一次拍照就可获得从两个角度观察LCD屏幕100的图像。请参考图5和图6，图5和图6所示为设置图4中平面镜为不同倾斜角度后的检测示意图，调整平面反射镜200的角度，则摄像头320看到的LCD屏幕图像400的角度就要变化，等效地摄像头320观察LCD屏幕100的角度就会变化，从而实现检测云纹缺陷时需要的角度变化。
再请参看图7，图7所示为本发明又一较佳实施例的云纹缺陷检测系统结构示意图。所述平面反射镜可以绕旋转轴旋转，以方便机器视觉系统从多个角度对LCD屏幕进行拍摄。
第一平面反射镜210和第二平面反射镜220分别位于待测LCD屏幕100位置的两侧，两个镜片均能绕旋转轴500旋转，并且通过电脑控制可以实现角度变化。第一摄像头310用于拍摄待测LCD屏幕样品100垂直的正面图像，在第二摄像头320的视野中，样品经过第一平面反射镜210的成像为第一样品像410。待测LCD屏幕样品经过第二平面反射镜220的图像在第一平面反射镜210的镜片中所成的像为第二样品像420。通过调节第一平面反射镜210和第二平面反射镜220的角度，第二摄像头320可以实现该坐标轴上对样品从两个方向、不同角度的观察。
首先设置第一平面反射镜210为90度竖直放置，而第二平面反射镜220往右倾斜15度。则第二摄像头320观察到的第二样品像420的像等效于在LCD屏幕右侧以30度夹角观察屏幕。综合图中所示，第二摄像头320总共可看到LCD屏幕从左方45度、从右方45度以及从右方15度观察的三副图像。如此，旋转第一平面反射镜210的旋转范围只需要小于45度，即可等效地观察从屏幕右方几乎任意角度的图案。同样，旋转第二平面反射镜220的旋转范围也只需要小于45度，即可等效地观察从屏幕左方几乎任意角度的图案。
对于样品为5.5英寸的LCD屏幕，一般地长边为12.18cm，短边为6.85cm，两个反射镜旋转轴500距离屏幕边缘0.5cm。根据云纹缺陷检测的需要，长边和短边两个方向均可布局本实施例的平面反射镜片结构，从而实现对屏幕多个角度多个方位的缺陷进行测量。进一步的，所述平面反射镜的数量为1-4个，分别设置于所述待检测LCD屏幕的四周侧面。
根据本发明较佳实施例，所述图像处理模块对获取的多个图像进行图像分块、图像滤波、图像缺陷识别处理。在图像处理过程时，首先对图像进行分块，以区分开不同角度下观察LCD屏的像。接着对图像进行滤波，去除由于拍照系统额外引入的非相关图案。图像分析步骤根据云纹的特点，识别目标图案中的缺陷。最后系统对云纹缺陷的类型进行判定。
请参考图8，图8所示为本发明较佳实施例的云纹缺陷检测方法流程图。为了达到上述目的，本发明还提出一种LCD屏幕云纹缺陷检测方法，包括下列步骤：
步骤S100：将待检测LCD屏幕放置于检测台上，并接通机器视觉系统的电信号；
步骤S200：设置平面反射镜与待检测LCD屏幕的角度，从而设置待检测LCD屏幕在平面反射镜中的成像；
步骤S300：通过机器视觉系统的摄像头对所述待检测LCD屏幕以及其在平面反射镜中的成像进行拍摄；
步骤S400：对所述机器视觉系统获取的图像进行处理，识别云纹缺陷。
所述平面反射镜可以绕旋转轴旋转，通过旋转轴调整平面反射镜与待检测LCD屏幕的角度，以方便机器视觉系统从多个角度对LCD屏幕进行拍摄。该方法所采用的云纹缺陷检测系统已经在上面做过具体阐述，此处不再重复说明。
再请参看图9，图9所示为本发明较佳实施例的图像处理流程图。所述图像处理包括对获取的多个图像进行图像分块、图像滤波、图像缺陷识别处理。在图像处理过程时，首先对图像进行分块，以区分开不同角度下观察LCD屏的像。接着对图像进行滤波，去除由于拍照系统额外引入的非相关图案。图像分析步骤根据云纹的特点，识别目标图案中的缺陷。最后系统对云纹缺陷的类型进行判定。所述多个图像进行图像分块之后的图像处理是多进程并行计算处理的，以便加快图像处理效率和处理速度。
综上所述，本发明提出的LCD屏幕云纹缺陷检测系统及方法，对现有自动缺陷检测系统的光学结构进行较大的改进，调整了图像采集系统、照明系统以及光学系统的布局，本发明在系统中不同位置布局反射镜，并且所述反射镜可以根据需要做适当的角度调整，从而获取不同角度的成像图像，可以实现从不同角度对屏幕进行观察，极大程度地模拟人眼观测，本发明使得图像采集系统的观测方式更加丰富，从而可以更加全面地检测云纹缺陷，可以满足多角度观测的需求，减少图像采集系统或者检测屏幕的移动，极大地降低系统的复杂性、提高系统的稳定性。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (10)
1.一种LCD屏幕云纹缺陷检测系统，其特征在于，包括：
平面反射镜，设置于待检测LCD屏幕的侧面；
机器视觉系统，包括摄像头，根据不同角度对LCD待检测屏幕以及平面反射镜中的LCD屏幕成像进行拍摄；
图像处理模块，对所述机器视觉系统获取的图像进行处理，识别云纹缺陷。
2.根据权利要求1所述的LCD屏幕云纹缺陷检测系统，其特征在于，所述平面反射镜可以绕旋转轴旋转，以方便机器视觉系统从多个角度对LCD屏幕进行拍摄。
3.根据权利要求2所述的LCD屏幕云纹缺陷检测系统，其特征在于，所述平面反射镜的旋转轴距离LCD屏幕边缘0.5cm。
4.根据权利要求1所述的LCD屏幕云纹缺陷检测系统，其特征在于，所述平面反射镜的数量为1-4个，分别设置于所述待检测LCD屏幕的四周侧面。
5.根据权利要求1所述的LCD屏幕云纹缺陷检测系统，其特征在于，所述图像处理模块对获取的多个图像进行图像分块、图像滤波、图像缺陷识别处理。
6.一种LCD屏幕云纹缺陷检测方法，其特征在于，包括下列步骤：
将待检测LCD屏幕放置于检测台上，并接通机器视觉系统的电信号；
设置平面反射镜与待检测LCD屏幕的角度，从而设置待检测LCD屏幕在平面反射镜中的成像；
通过机器视觉系统的摄像头对所述待检测LCD屏幕以及其在平面反射镜中的成像进行拍摄；
对所述机器视觉系统获取的图像进行处理，识别云纹缺陷。
7.根据权利要求6所述的LCD屏幕云纹缺陷检测方法，其特征在于，所述平面反射镜可以绕旋转轴旋转，通过旋转轴调整平面反射镜与待检测LCD屏幕的角度，以方便机器视觉系统从多个角度对LCD屏幕进行拍摄。
8.根据权利要求7所述的LCD屏幕云纹缺陷检测方法，其特征在于，所述平面反射镜的旋转轴距离LCD屏幕边缘0.5cm。
9.根据权利要求6所述的LCD屏幕云纹缺陷检测方法，其特征在于，所述平面反射镜的数量为1-4个，分别设置于所述待检测LCD屏幕的四周侧面。
10.根据权利要求6所述的LCD屏幕云纹缺陷检测方法，其特征在于，所述图像处理包括对获取的多个图像进行图像分块、图像滤波、图像缺陷识别处理。
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