CN108414530A - 自动光学检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动光学检测设备，用于对待测物的缺陷进行检测，包括：光源照明装置，包括亮视场光源、暗视场光源和背光源中的至少两种光源；所述光源照明装置中的至少两种光源相互切换照射于所述待测物上；图像获取装置，用于对所述待测物进行扫描并分别获取所述待测物在各光源下的灰阶图像信息；以及图像处理装置，与所述图像获取装置连接，用于根据各灰阶图像信息判断所述待测物是否存在缺陷并输出缺陷检测结果。上述自动光学检测设备能够有效检出待测物上的缺陷，检出率较高。

Description

自动光学检测设备
技术领域
本发明涉及自动光学检测技术领域，特别是涉及一种自动光学检测设备。
背景技术
在对TFT阵列基板等的微观缺陷进行检测时，都会用到AOI(Automatic OpticInspection，自动光学检测设备)。自动光学检测设备的工作原理是：采用光学原理对基板进行扫描检测，根据CCD相机内的光学元器件接收光产生灰阶图像，再将灰阶图像通过逻辑运算进行对比，从而完成对基板的检测。传统的自动光学检测设备仅能够检出部分缺陷，检出率较低。
发明内容
基于此，有必要提供一种检出率较高的自动光学检测设备。
一种自动光学检测设备，用于对待测物的缺陷进行检测，包括：
光源照明装置，包括亮视场光源、暗视场光源和背光源中的至少两种光源；所述光源照明装置中的至少两种光源相互切换照射于所述待测物上；
图像获取装置，用于对所述待测物进行扫描并分别获取所述待测物在各光源下的灰阶图像信息；以及
图像处理装置，与所述图像获取装置连接，用于根据各灰阶图像信息判断所述待测物是否存在缺陷并输出缺陷检测结果。
上述自动光学检测设备中的光源照明装置包括亮视场光源、暗视场光源和背光源中的至少两种光源，从而使得图像获取装置可以获取到待测物在各光源下的灰阶图像信息，进而使得图像处理装置可以根据各光源下的灰阶图像信息对待测物是否存在缺陷进行判断，并输出缺陷检测结果。由于不同光源条件下得到的灰阶图像信息不同，因此图像处理装置可以根据各灰阶图像信息有效检出待测物上的缺陷，检出率较高。
在其中一个实施例中，还包括存储装置；所述存储装置用于存储待测物在各光源下的灰阶图像信息的参考阈值；所述图像处理装置用于将各灰阶图像信息与对应的参考阈值进行比较判断以确定是否存在缺陷。
在其中一个实施例中，所述图像处理装置还用于在检测出缺陷时提取检测出对应缺陷的灰阶图像信息中的缺陷特征，并根据所述缺陷特征确定对应缺陷的类型。
在其中一个实施例中，还包括存储装置，所述存储装置用于存储待测物中的各缺陷类型对应的各光源下的灰阶图像信息中的缺陷特征以作为参考特征；所述图像处理装置用于将提取出的缺陷特征与所述参考特征进行比较确定对应缺陷的类型。
在其中一个实施例中，所述光源照明装置包括亮视场光源、暗视场光源和背光源；所述亮视场光源用于垂直照射于所述待测物上；所述暗视场光源用于倾斜照射于所述待测物上。
在其中一个实施例中，所述亮视场光源、所述暗视场光源和所述背光源周期性切换照射于所述待测物上。
在其中一个实施例中，所述图像获取装置包括CCD相机和镜头；所述镜头用于对获取的图像精度进行调节；所述CCD相机用于根据各光源在所述待测物上反射或者透射来的光信号得到对应的灰阶图像信息。
在其中一个实施例中，所述图像获取装置还用于在所述图像处理装置确定所述待测物存在缺陷时，获取相应缺陷所在扫描区域的彩色图像并输出。
在其中一个实施例中，所述暗视场光源的照射角度为可调；所述图像获取装置还用于获取所述暗视场光源在不同照射角度下的灰阶图像信息以输出至所述图像处理装置进行缺陷判断。
在其中一个实施例中，还包括服务器，所述服务器用于接收并存储所述图像处理装置输出的缺陷检测结果以供远程终端进行查询。
附图说明
图1为一实施例中的自动光学检测设备的结构框图；
图2为一实施例中的光源照明装置中的光源的设置示意图；
图3为采用图2所示的光源照明装置得到的一缺陷判断结果；
图4为一实施例的图像处理装置中存储有阵列基板上的PI膜的常见缺陷的参考特征。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为一实施例中的自动光学检测设备的结构框图。该自动光学检测设备可以用于对待测物的缺陷进行检测。待测物可以为显示装置上的阵列基板以及采用表面贴装技术的产品(如PCB板)等。参见图1，该自动光学检测设备包括光源照明装置110、图像获取装置120和图像处理装置130。
光源照明装置110包括亮视场光源(Bright Field，BF)、暗视场光源(Dark Field，DF)和背光源(Back Light，BL)中的至少两种光源。其中，亮视场光源和暗视场光源同侧设置，且与图像获取装置120设置于待测物的检测面所在的一侧。背光源与暗视场光源和亮视场光源相对设置。亮视场光源和暗视场光源是根据光源向图像获取装置120提供的视场亮度来确定的。例如，当其中一个光源垂直照射待测物，而另一个光源倾斜照射待测物时，垂直照射的光源的光基本全部可以直接被垂直反射并被图像获取装置120接收，从而形成较亮的视野，而倾斜照射的光源只有部分能够在反射后由图像获取装置120接收，从而形成较暗的视野。光源照明装置110中的各光源以较短的时间间隔切换工作，从而确保图像获取装置120可以周期性的获取到待测物在各光源下的灰阶图像信息。在一实施例中，光源照明装置110中的各光源周期性的进行切换工作。
图像获取装置120用于对待测物进行扫描，并获取待测物在各光源下的灰阶图像信息。在一实施例中，图像获取装置120可以包括镜头和CCD相机。镜头用于对获取图像的精度进行调节，比如放大5X、10X、20X等。CCD相机则用于接收各光源照射在阵列基板上后反射或者透射得到的灰阶图像信息。当图像获取装置120与光源同侧设置时，获取到待测物反射后的光信号，并根据该光信号获取阵列基板的灰阶图像后，将该灰阶图像转换为相应的灰阶数据以作为灰阶图像信息输出给图像处理装置130。
图像处理装置130用于根据各灰阶图像信息判断待测物上是否存在缺陷并输出缺陷检测结果。在一实施例中，上述自动光学检测设备还包括存储装置140。存储装置140用于存储待测物在各光源下的灰阶图像信息的参考阈值。因此，图像处理装置130可以将得到的各灰阶图像信息与参考阈值进行比较，从而在超出参考阈值时判断对应扫描区域存在缺陷。图像处理装置130还用于输出缺陷检测结果。输出的缺陷检测结果包括获取到的缺陷的灰阶图像信息以及缺陷在待测物中的位置等信息。
上述自动光学检测设备中的光源照明装置110包括亮视场光源、暗视场光源和背光源中的至少两种光源，从而使得图像获取装置120可以获取到待测物在各光源下的灰阶图像信息，进而使得图像处理装置130可以根据各光源下的灰阶图像信息对待测物是否存在缺陷进行判断，并输出缺陷检测结果。由于不同光源条件下得到的灰阶图像信息不同，因此图像处理装置130可以根据各灰阶图像信息有效检出待测物上的缺陷，检出率较高，有效节省检测单个产品的时间(tact time)。
在一实施例中，图像处理装置130还用于在检测出缺陷时提取检测出对应缺陷的灰阶图像信息中的缺陷特征，并根据缺陷特征确定对应缺陷的类型。在本实施例中，存储装置140还用于存储待测物中的各缺陷类型对应的各光源下的灰阶图像信息中的缺陷特征作为参考特征。图像处理装置130将提取到的缺陷特征与参考特征进行比较从而确定缺陷类型。由于采用至少两个光源，待测物上的缺陷大部分能够被两种光源同时检测到，从而可以结合同一缺陷在两种不同光源下的缺陷特征确定缺陷类型，避免采用单一光源导致无法确定缺陷类型的问题发生。
在一实施例中，光源照明装置110中的暗视场光源的照射角度为可调。暗视场光源主要针对有一定高度的缺陷的检测，且检测效果较好。通过调整暗视场光源的照射角度，可以实现对不同高度的缺陷的有效检测。因此，图像获取装置120可以获取暗视场光源在不同照射角度下的灰阶图像信息进而输出至图像处理装置130中进行缺陷判断，可以通过一个光源实现多种光源条件，有利于提高检出率并减轻设备的复杂度。
在一实施例中，图像获取装置120还用于在图像处理装置130确定待测物存在缺陷时，获取相应缺陷所在的扫描区域的彩色图像并输出。通过获取相应缺陷的彩色图像可以让用户直观的查看到缺陷并在上述设备无法区分部分特殊的缺陷类型时，进行人工判断，以及时进行产品检修。在一实施例中，图像获取装置120在对待测物进行扫描时，进行分区扫描，并且会相应的获取对应扫描区域的坐标信息。因此，在图像处理装置130确定出待测物上存在缺陷时，即可根据缺陷所在扫描区域获取相应的坐标信息，从而控制图像获取装置获取对应坐标下的彩色图像信息并输出。
在一实施例中，上述自动光学检测设备还包括服务器，其用于接收图像处理装置130输出的缺陷检测结果，包括缺陷类型、缺陷位置以及相应的灰阶图像信息和彩色图像信息，以供远程终端进行查询。
下面以待测物为阵列基板为例，对上述自动光学检测设备做进一步详细介绍。阵列基板通常包括玻璃基板和设置在玻璃基板上的绝缘层也称之为PI(聚酰亚胺薄膜)膜层。绝缘层通常作为配向层，以供给液晶分子的排列媒介，因此需要具有较好的性能。故需要对阵列基板的缺陷进行检测，以确保显示装置具有较好的显示性能以及产品质量。在本实施例中，光源照明装置中的光源结构示意图如图2所示。参见图2，光源照明装置包括亮视场光源210、暗视场光源220和背光源230。亮视场光源210垂直照射于阵列基板20的PI膜所在侧，暗视场光源则倾斜照射在阵列基板20上。倾斜照射角度可以为30度～60度，也即光源的光线与阵列基板20的表面的夹角为30度～60度。故，亮视场光源210也可以称之为亮视场正光源，主要用于平面上的缺陷检测；暗视场光源220也可以为称之暗视场斜光源，主要针对有一定高度的缺陷的检测，且检测效果较好。背光源230设置在亮视场光源210和第二光源220的相对侧，且同样垂直于阵列基板20。图像获取装置中的CCD相机22与亮视场光源210同侧设置，且接收面与阵列基板20平行。
在本实施例中，背光源230只能采用白光，避免采用其他单一颜色时被阵列基板20所吸收，从而导致图像处理装置中的CCD相机22无法接收到该光源的光，也即无法获取到该光源下的灰阶图像信息。亮视场光源210和暗视场光源220可以为任意一种颜色的光源，比如可以是红、绿、蓝、黄、白、橙等光源，只要其能够产生光即可。因此可以根据选择亮视场光源210和暗视场光源源220的色彩，从而产生多种不同形态的组合。
图像处理装置会根据图像获取装置获取到的各灰阶图像信息判断是否存在缺陷。图3为采用图2中的光源照明装置得到的缺陷判断结果。其中，白色圈表示亮视场光源210检测出的缺陷，灰色圈表示暗视场光源220检测出来的缺陷，黑色圈表示背光源230检出的缺陷。重叠的圈代表共同检出的缺陷。因此，对于检测出来的缺陷，图像处理装置可以提取对应缺陷所在扫描区域的灰阶图像信息，并提取该灰阶图像信息的缺陷特征，从而与预先存储的参考特征进行比较进而确定对应的缺陷类型。图4为一实施例的图像处理装置中存储有阵列基板上的PI膜的常见缺陷的参考特征。在一实施例中，图像处理装置中存储有阵列基板上的PI膜的常见缺陷的参考特征，如图4所示。因此根据提取的特征与参考特征进行比较，即可确定出缺陷类型，比如实现PI膜上气泡的检测，并区分气泡属于PI膜表面气泡还是模内气泡。
上述自动光学检测设备可以实现对阵列基板上的缺陷的有效检测并确定缺陷类型，可以减少单个产品的检测时间。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动光学检测设备，用于对待测物的缺陷进行检测，其特征在于，包括：
光源照明装置，包括亮视场光源、暗视场光源和背光源中的至少两种光源；所述光源照明装置中的至少两种光源相互切换照射于所述待测物上；
图像获取装置，用于对所述待测物进行扫描并分别获取所述待测物在各光源下的灰阶图像信息；以及
图像处理装置，与所述图像获取装置连接，用于根据各灰阶图像信息判断所述待测物是否存在缺陷并输出缺陷检测结果。
2.根据权利要求1所述的自动光学检测设备，其特征在于，还包括存储装置；所述存储装置用于存储待测物在各光源下的灰阶图像信息的参考阈值；所述图像处理装置用于将各灰阶图像信息与对应的参考阈值进行比较判断以确定是否存在缺陷。
3.根据权利要求1所述的自动光学检测设备，其特征在于，所述图像处理装置还用于在检测出缺陷时提取检测出对应缺陷的灰阶图像信息中的缺陷特征，并根据所述缺陷特征确定对应缺陷的类型。
4.根据权利要求3所述的自动光学检测设备，其特征在于，还包括存储装置，所述存储装置用于存储待测物中的各缺陷类型对应的各光源下的灰阶图像信息中的缺陷特征以作为参考特征；所述图像处理装置用于将提取出的缺陷特征与所述参考特征进行比较确定对应缺陷的类型。
5.根据权利要求1所述的自动光学检测设备，其特征在于，所述光源照明装置包括亮视场光源、暗视场光源和背光源；所述亮视场光源用于垂直照射于所述待测物上；所述暗视场光源用于倾斜照射于所述待测物上。
6.根据权利要求5所述的自动光学检测设备，其特征在于，所述亮视场光源、所述暗视场光源和所述背光源周期性切换照射于所述待测物上。
7.根据权利要求1所述的自动光学检测设备，其特征在于，所述图像获取装置包括CCD相机和镜头；所述镜头用于对获取的图像精度进行调节；所述CCD相机用于根据各光源在所述待测物上反射或者透射来的光信号得到对应的灰阶图像信息。
8.根据权利要求1所述的自动光学检测设备，其特征在于，所述图像获取装置还用于在所述图像处理装置确定所述待测物存在缺陷时，获取相应缺陷所在扫描区域的彩色图像并输出。
9.根据权利要求1所述的自动光学检测设备，其特征在于，所述暗视场光源的照射角度为可调；所述图像获取装置还用于获取所述暗视场光源在不同照射角度下的灰阶图像信息以输出至所述图像处理装置进行缺陷判断。
10.根据权利要求1所述的自动光学检测设备，其特征在于，还包括服务器，所述服务器用于接收并存储所述图像处理装置输出的缺陷检测结果以供远程终端进行查询。
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