CN107957424B - 一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法。该方法具体为：将显微镜聚焦的位置介于待测超薄透明板的上表面和下表面之间，然后微调显微镜的物镜向上或向下移动，使聚焦位置逐渐靠近待测超薄透明板的上表面或者下表面，如果待测超薄透明板上的瑕疵信息变得更清楚了，即对应图像的瑕疵边缘梯度变大，则说明瑕疵位于待测超薄透明板的上表面或者下表面，如果瑕疵信息变的更模糊了，即对应图像的瑕疵边缘梯度变小，则说明瑕疵信息位于待测超薄透明板的下表面或者上表面。本发明的检测方法简单、有效、检测结果精确，能快速实现对于微米量级的超薄板上下表面微小瑕疵的检测。

Description

一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法

技术领域

本发明涉及自动检测和识别的应用领域，具体涉及一种基于显微镜聚焦和失焦的实时鉴别超薄透明板(1微米-1厘米)上的微小灰尘、划痕等瑕疵，并能区分瑕疵位于板的上表面或下表面的检测方法。

背景技术

透明薄板渗透在人们生活、生产的方方面面。随着科学技术的发展，显示屏、眼镜、透明保护层等平板器件变得越来越轻薄，显示器件已经达到微米量级，这也带来了一些新的难以解决的问题。这些薄的透明板表面如果出现了灰尘、划痕和裂纹等瑕疵，会对器件和产品带来不可估量的影响。

而对于非常薄的透明板，其表面如果出现了瑕疵信息，虽然很容易发现表面是否有瑕疵，但是却很难判断该瑕疵是在薄板的哪一个表面，所以在实际生产过程中，就不得不对两个表面同时进行清洁，这大大增加了工作成本。因此，迫切需要一种简单有效的方法能够检测出瑕疵是位于超薄透明板的上表面还是下表面上。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种基于显微镜聚焦和失焦的方法来区分微小瑕疵具体位于超薄透明板的哪个表面上的检测方法。

本发明采用的技术方案是：

一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法，将显微镜聚焦的位置介于待测超薄透明板的上表面和下表面之间，然后微调显微镜的物镜向上或向下移动，使聚焦位置逐渐靠近待测超薄透明板的上表面或者下表面，如果待测超薄透明板上的瑕疵信息变得更清楚了，即对应图像的瑕疵边缘梯度变大，则说明瑕疵位于待测超薄透明板的上表面或者下表面，如果瑕疵信息变的更模糊了，即对应图像的瑕疵边缘梯度变小，则说明瑕疵信息位于待测超薄透明板的下表面或者上表面。

进一步地，所述显微镜的总放大倍数为10-400。

进一步地，所述显微镜具有微调焦距的旋钮。

进一步地，所述显微镜还与电脑相连接，将显微镜观测到的图片传输到电脑上显示。

进一步地，所述待测超薄透明板的厚度为1微米-1厘米。

进一步地，所述待检测超薄透明板的两个表面相互平行或者不平行。

进一步地，所述待检测超薄透明板的两个表面为平整表面或者为不平整表面。

进一步地，所述待检测超薄透明板上的瑕疵信息的尺寸最小可以到达到0.2微米

利用上述检测方法，通过微调显微镜的物镜向上或者向下移动，观察瑕疵信息的清晰和模糊情况，就可以直接判断瑕疵的位置信息。本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的检测方法能够区分微小瑕疵在超薄透明板的上表面还是下表面上，系统结构简单，在光学检测领域有广泛应用前景。

(2)本发明可以区分不同材料、不同厚度、不同平整程度的透明薄板，适用范围宽。

(3)本发明只需要任意普通光学显微镜即可，容易实现、成本低。

(4)本发明可以检测区分薄板上小至0.2um的瑕疵信息。

(5)本发明的检测方法简单、有效、检测结果精确，能快速实现对于微米量级的超薄板上下表面微小瑕疵的检测。

附图说明

图1是本发明检测之前的装置示意图，1-显微镜，2-被测透明板，4-显微镜聚焦的平面。

图2是本发明检测的瑕疵位于被测透明板上表面的装置示意图，3-瑕疵。

图3是本发明检测的瑕疵位于被测透明板下表面的装置示意图。

图4是本发明检测的瑕疵位于被测透明板的上下表面时，在不同聚焦位置采集到的图像边缘的梯度图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方法，以清楚展现本发明的特点。

本实施例采用实验室的普通光学显微镜1，直接观测被测透明板2。普通光学显微镜1的总放大倍数为10-400均可，显微镜1具有微调焦距的旋钮。显微镜1可以和电脑相连接，将显微镜1观测到的图片传输到电脑上显示。被测透明板2的厚度范围是1微米-1厘米，其上下表面可以不必平行，且上下表面可以有凹凸不平的结构。被测透明板2的材料可以为任意透明材料。可检测的瑕疵3的尺寸最小可以到达到0.2微米。

本实施例的检测方法，具体包括如下步骤：

(1)将被测透明板2放置在显微镜1的观测台上；

(2)调节显微镜的视场，使得被测透明板2落在观测视场内；

(3)调节显微镜的物镜到被测透明板2的距离，使得聚焦的位置介于被测透明板2上下表面之间；

(4)然后微调显微镜1的物镜向上移动，使聚焦位置逐渐靠近被测透明板2的上表面。或者微调显微镜1的物镜向下移动，使聚焦位置逐渐靠近被测透明板2的下表面。

(5)通过检测得到的图像的瑕疵3的边缘梯度的大小，就可以直接判断瑕疵的清晰或者模糊。瑕疵边缘梯度大，则瑕疵更清晰，瑕疵边缘梯度小，则瑕疵更模糊。

图1是检测之前首先把焦距调整之后，使焦点落在被测透明板2的上表面和下表面之间的位置，这时候无论瑕疵3在被测薄板的上表面还是下表面，显示的图像都是模糊的，因为聚焦的位置不在上下表面上。

把显微镜1的物镜向上微微调节，使聚焦位置逐渐靠近被测透明板2的上表面，因显微镜的景深远小于被测透明板2的厚度，如果瑕疵变得越来越清晰了，反映在瑕疵的图像上就是图像的边缘的梯度变大，就说明瑕疵位于被测透明板2的上表面；如果瑕疵变得越来越模糊了，反映在瑕疵的图像上就是图像的边缘的梯度变小，就说明瑕疵位于被测透明板2的下表面。

如果向下调节物镜也一样可以实现，则结果和向上调节的相反。即如果把物镜向下微微调节，如果瑕疵变得越来越清晰了，反映在瑕疵的图像上就是图像的边缘的梯度变大，就说明瑕疵位于被测透明板2的下表面；如果瑕疵在变得越来越模糊了，反映在瑕疵的图像上就是图像的边缘的梯度变小，就说明瑕疵位于被测透明板2的上表面。

如图4展示了当上下表面都有瑕疵的时候，显微镜1的聚焦的位置从上表面开始，然后向下移动，最终聚焦在下表面的多幅图像的边缘的梯度图。图中，纵坐标表示图像的边缘梯度大小，横坐标表示在显微镜1不同聚焦位置采集的不同图像，其中横坐标1是显微镜1聚焦在薄板上表面时候采集到的图像，横坐标4为显微镜1聚焦到薄板正中间的时候采集到的图像，横坐标7为显微镜1聚焦到薄板下表面的时候采集到的图像。图中曲线5表示的是上表面的瑕疵对应的边缘梯度信息，曲线6表示的是下表面的瑕疵对应的边缘梯度信息。

可以看出，当显微镜1聚焦到上表面的时候，上表面的瑕疵会变得清晰，下表面的瑕疵因失焦而很模糊，图像中上表面的瑕疵的对应的边缘梯度很大，而图像中下表面的瑕疵的对应的边缘梯度很小。而随着显微镜1的聚焦位置向下移动，上表面的瑕疵会因为逐渐失焦由清晰逐渐变模糊，下表面的瑕疵因逐渐聚焦而由模糊逐渐变清晰。在图中，上表面的瑕疵的对应的边缘梯度会逐渐变小，而图像中下表面的瑕疵的对应的边缘梯度会逐渐变大。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (8)

1.一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法，其特征在于，将显微镜聚焦的位置介于待测超薄透明板的上表面和下表面之间，然后微调显微镜的物镜向上或向下移动，使聚焦位置逐渐靠近待测超薄透明板的上表面或者下表面，如果待测超薄透明板上的瑕疵信息变得更清楚了，即对应图像的瑕疵边缘梯度变大，则说明瑕疵位于待测超薄透明板的上表面或者下表面，如果瑕疵信息变的更模糊了，即对应图像的瑕疵边缘梯度变小，则说明瑕疵信息位于待测超薄透明板的下表面或者上表面。

2.根据权利要求1所述的一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法，其特征在于，所述显微镜的总放大倍数为10-400。

3.根据权利要求1所述的一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法，其特征在于，所述显微镜具有微调焦距的旋钮。

4.根据权利要求1所述的一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法，其特征在于，所述显微镜还与电脑相连接，将显微镜观测到的图片传输到电脑上显示。

5.根据权利要求1所述的一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法，其特征在于，所述待测超薄透明板的厚度为1微米-1厘米。

6.根据权利要求1所述的一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法，其特征在于，所述待测超薄透明板的两个表面相互平行或者不平行。

7.根据权利要求1所述的一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法，其特征在于，所述待测超薄透明板的两个表面为平整表面或者为不平整表面。

8.根据权利要求1所述的一种利用显微镜鉴别超薄透明板表面瑕疵的检测方法，其特征在于，所述待测超薄透明板上的瑕疵信息的尺寸最小可以到达到0.2微米。

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