CN110398849B - 一种液晶显示屏光学检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示屏光学检测系统，包括承载台、侧面检测装置、中间检测装置和相机，侧面检测装置包括两个下部设有第一绿色光源和第二绿色光源的固定架；承载台设在两个固定架之间，其上方设有中间检测装置；中间检测装置包括两个相对设置的弧形固定架和设在弧形固定架之间且沿两个弧形固定架弧形方向依次设置的第三绿色光源、第四绿色光源、红色光源、第五绿色光源、第六绿色光源、第七绿色光源；中间检测装置的上方设有相机，相机的图像采集端朝向待检测液晶显示屏，且红色光源光路与相机成明场像。能够同时实现液晶屏玻璃基板外观成像检测和上下偏光片检测，并且检测效率高，还能够使不良检测参数量化，便于控制产品质量。

Description

一种液晶显示屏光学检测系统
技术领域
本发明涉及机械自动化视觉open-cell屏外观成像检测领域，具体的说，是一种液晶显示屏光学检测系统。
背景技术
目前中国的液晶出货量已经占据了世界液晶出货量的大半以上，这些厂家主要是京东方、天马、华星光电等世界级光电显示巨头。这些生产企业巨头目前生产方式已经进入了自动化时代，但是配套的质量检测仍然采用传统的人工检测方式，所以此产业升级为智能制造的趋势势在必行。针对上述问题，发明人设计开发了open-cell屏外观自动检查机设备，该设备通过工业相机、镜头、光源、图像采集卡、工控机实现对外观缺陷的图像采集、图像处理并最终给出外观检查结果，从而确保产品的外观质量控制。
本发明重点包含光学设计部分，主要是通过光学打光和相机安装角度的方式实现对外观不良的缺陷采集。由于open-cell屏外观检测不良主要是外观成像检测领域，涉及玻璃基板外观检测，上下偏光片(俗称上下pol)检测等，因此相应的外观检查主要包含open-cell屏外观正反两面外观检测。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够同时实现液晶屏玻璃基板外观成像检测和上下偏光片检测，并且检测效率高，还能够使不良检测参数量化，便于控制产品质量的液晶显示屏光学检测系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种液晶显示屏光学检测系统，包括：
承载台，所述承载台用于承载待检测液晶显示屏；
侧面检测装置，所述侧面检测装置包括两个竖直设置的固定架，所述承载台设在两个所述固定架之间，所述固定架朝向所述承载台的侧面下部均设有水平设置的第一绿色光源和竖直设置的第二绿色光源，两个所述第一绿色光源和两个所述第二绿色光源的光源照射方向均相对设置；
中间检测装置，所述中间检测装置设在两个所述固定架之间且位于所述承载台的正上方，所述中间检测装置包括两个相对设置的弧形固定架和设在两个相对设置的所述弧形固定架之间且沿两个所述弧形固定架弧形方向依次设置的第三绿色光源、第四绿色光源、红色光源、第五绿色光源、第六绿色光源、第七绿色光源，且其光源照射方向均朝向所述待检测液晶显示屏；
相机，所述相机设置在所述中间检测装置的上方，所述相机的图像采集端朝向所述待检测液晶显示屏，且其采集角度能够进行调整，所述红色光源光路与所述相机成明场像。
本发明的有益效果是：通过侧面检测装置的两个固定架上的水平设置的第一绿色光源和竖直设置的第二绿色光源的照射，使待检测液晶显示屏上方能够充斥绿光，不仅能够用绿色光过滤掉杂光，还能够去除待检测液晶显示屏四个边在背景的阴影，保证算法在提取边角时，不会被阴影干扰。中间检测装置上的红色光源照射的红光以检测pol(上下偏光片)类缺陷为主，多个角度的绿色光源照射的绿光主要检测保护膜表面的缺陷，以及保证待检测液晶显示屏的轮廓与背景的高对比度。通过调整相机的采集角度，使红色光源照射的红光与相机成明场像，即所采集的图像背景为亮，缺陷为暗，红色光源的波长较长，穿透性更好，能够针对检测保护膜气泡上的pol(上下偏光片)气泡类的缺陷。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述相机的图像采集端透过所述第五绿色光源和所述第六绿色光源之间的空隙朝向待检测液晶显示屏的方向。
采用上述进一步方案的有益效果是：相机设在第五绿色光源和第六绿色光源之间，通过角度的调整，可以使红色光源的光路和所述相机成明场像，相机能够清楚采集到待检测液晶显示屏上的检测信息。
进一步，所述红色光源的光照方向与水平面成67.5±5°，所述第三绿色光源的光照方向与水平面成22.5±5°，所述第四绿色光源的光照方向与水平面成45±5°，所述第五绿色光源的光照方向与水平面成90°，所述第六绿色光源的光照方向与水平面成135±5°，所述第七绿色光源的光照方向与水平面成157.5±5°。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过合理设置多个绿色光源的角度和红色光源的角度，使红光能够清楚的打亮pol(上下偏光片)类缺陷，绿光能够清楚的打亮保护膜表面的缺陷。
进一步，所述相机的采集角度为112.5±5。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过合理设置相机的采集角度，使红光和相机成明场像。
进一步，所述相机采用彩色的线阵扫描相机。
采用上述进一步方案的有益效果是：覆盖范围大，检测精度高。
进一步，所述红色光源为明场高均匀红色线性光源；所述第一绿色光源、所述第二绿色光源、所述第三绿色光源、所述第四绿色光源、所述第五绿色光源、所述第六绿色光源和所述第七绿色光源均为明场高均匀绿色线性光源。
采用上述进一步方案的有益效果是：红色光源为明场高均匀红色线性光源，能够使相机采集的图像背景为亮，缺陷为暗，能够有针对性的检测保护膜气泡上的pol(上下偏光片)气泡类的缺陷；绿色光源为明场高均匀绿色线性光源，目的是使保护膜表面的缺陷的对比度更加明显。
附图说明
图1为本发明轴测图；
图2为本发明俯视图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、承载台，2、侧面检测装置，201、固定架，3、中间检测装置，301、弧形固定架，4、相机，5、红色光源，601、第一绿色光源，602、第二绿色光源，603、第三绿色光源，604、第四绿色光源，605、第五绿色光源，606、第六绿色光源，607、第七绿色光源。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电路连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1，图2所示，一种液晶显示屏光学检测系统，包括：承载台1、侧面检测装置2、中间检测装置3和相机4。
承载台1用于承载待检测液晶显示屏，且承载台1上设有能够调节位置的定位块，通过调整定位块的位置，对不同尺寸的待检测液晶显示屏进行快速精确定位，大大提高检测效率。
侧面检测装置2包括两个竖直设置的固定架201，两个固定架201相对设置，承载台1设在两个固定架201之间，每个固定架201朝向承载台1的侧面下部均设有水平设置的第一绿色光源601和竖直设置的第二绿色光源602，第一绿色光源601位于第二绿色光源602的下方，且第一绿色光源601的底端面与承载台1的顶端面平齐，两个第一绿色光源601和两个第二绿色光源602的光源照射方向均相对设置。通过侧面检测装置2的两个固定架201上的水平设置的第一绿色光源601和竖直设置的第二绿色光源602的照射，使待检测液晶显示屏上方能够充斥绿光，不仅能够用绿色光过滤掉杂光，还能够去除待检测液晶显示屏四个边在背景的阴影，保证算法在提取边角时，不会被阴影干扰。
中间检测装置3设在两个固定架201之间且位于承载台1的正上方，中间检测装置3包括两个相对设置的弧形固定架301和设在两个相对设置的弧形固定架301之间且沿两个弧形固定架301弧形方向依次设置的第三绿色光源603、第四绿色光源604、红色光源5、第五绿色光源605、第六绿色光源606、第七绿色光源607。红色光源5为明场高均匀红色线性光源，第一绿色光源601、第二绿色光源602、第三绿色光源603、第四绿色光源604、第五绿色光源605、第六绿色光源606和第七绿色光源607均为明场高均匀绿色线性光源，红色光源5为明场高均匀红色线性光源，能够使相机4采集的图像背景为亮，缺陷为暗，有针对性的检测保护膜气泡上的pol(上下偏光片)气泡类的缺陷，绿色光源为明场高均匀绿色线性光源，目的是使保护膜表面的缺陷的对比度更加明显。
红色光源5与水平面成67.5±5°，第三绿色光源603与水平面成22.5±5°，第四绿色光源604与水平面成45±5°，第五绿色光源605与水平面成90°，第六绿色光源606与水平面成135±5°，第七绿色光源607与水平面成157.5±5°，且第三绿色光源603、第四绿色光源604、红色光源5、第五绿色光源605、第六绿色光源606和第七绿色光源607的光源照射方向均朝向待检测液晶显示屏的中间位置。中间检测装置3上的红色光源5照射的红光以检测pol(上下偏光片)类缺陷为主，五个不同角度的绿色光源照射的绿光主要检测保护膜表面的缺陷，以及保证待检测液晶显示屏的轮廓与背景的高对比度。
相机4设置在中间检测装置3的上方，固定在相机云台上，其图像采集端透过第五绿色光源605和第六绿色光源606之间的空隙朝向待检测液晶显示屏。本实施例中相机云台采用已授权专利公开的可方便地手动调节角度的相机云台，授权专利号为CN201420586661.2，通过手动调节相机云台的角度，使相机4的采集角度始终保持在与水平面成112.5±5°。
弧形固定架301为半环形结构，第三绿色光源603、第四绿色光源604、红色光源5、第五绿色光源605、相机4、第六绿色光源606和第七绿色光源607均匀分布在半环形结构的弧形固定架301的对应位置。通过合理调整相机4的采集角度，使红色光源5照射的红光与相机4成明场像，即所采集的图像背景为亮，缺陷为暗，红色光源的波长较长，穿透性更好，能够针对性的检测保护膜气泡上的pol(上下偏光片)气泡类的缺陷。
优选的，相机4采用彩色的线阵扫描相机，其覆盖范围大，检测精度高。
工作过程：工作时，根据待检测液晶显示屏的尺寸大小，调整好定位块的位置和相机4的位置，使红色光源5照射的红光与相机4成明场像，同时打开所有光源，将待检测液晶显示屏正面快速准确定位，相机4采集待检测液晶显示屏上的检测信息，由于采用彩色的线阵扫描相机，存图后，可以通过算法分离三个通道的图像，提取出红色图像和绿色图像的信息，通过对图像上信息的分析，判断待检测液晶显示屏是否存在缺陷。待检测液晶显示屏正面检测后将待检测液晶显示屏反面快速准确定位以同样的方式进行检测。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种液晶显示屏光学检测系统，其特征在于，包括：
承载台(1)，所述承载台(1)用于承载待检测液晶显示屏；
侧面检测装置(2)，所述侧面检测装置(2)包括两个竖直设置的固定架(201)，所述承载台(1)设在两个所述固定架(201)之间，所述固定架(201)朝向所述承载台(1)的侧面下部均设有水平设置的第一绿色光源(601)和竖直设置的第二绿色光源(602)，两个所述第一绿色光源(601)和两个所述第二绿色光源(602)的光源照射方向均相对设置；
中间检测装置(3)，所述中间检测装置(3)设在两个所述固定架(201)之间且位于所述承载台(1)的正上方，所述中间检测装置(3)包括两个相对设置的弧形固定架(301)和设在两个相对设置的所述弧形固定架(301)之间且沿两个所述弧形固定架(301)弧形方向依次设置的第三绿色光源(603)、第四绿色光源(604)、红色光源(5)、第五绿色光源(605)、第六绿色光源(606)、第七绿色光源(607)，且其光源照射方向均朝向所述待检测液晶显示屏；
相机(4)，所述相机(4)设置在所述中间检测装置(3)的上方，所述相机(4)的图像采集端朝向所述待检测液晶显示屏，且其采集角度能够进行调整，所述红色光源(5)光路与所述相机(4)成明场像；
所述相机(4)的图像采集端透过所述第五绿色光源(605)和所述第六绿色光源(606)之间的空隙朝向待检测液晶显示屏的方向；
所述红色光源(5)的光照方向与水平面成67.5±5°，所述第三绿色光源(603)的光照方向与水平面成22.5±5°，所述第四绿色光源(604)的光照方向与水平面成45±5°，所述第五绿色光源(605)的光照方向与水平面成90°，所述第六绿色光源(606)的光照方向与水平面成135±5°，所述第七绿色光源(607)的光照方向与水平面成157.5±5°。
2.根据权利要求1所述的液晶显示屏光学检测系统，其特征在于：所述相机(4)的采集角度为112.5±5。
3.根据权利要求1所述的液晶显示屏光学检测系统，其特征在于：所述相机(4)采用彩色的线阵扫描相机。
4.根据权利要求1所述的液晶显示屏光学检测系统，其特征在于：所述红色光源(5)为明场高均匀红色线性光源；所述第一绿色光源(601)、所述第二绿色光源(602)、所述第三绿色光源(603)、所述第四绿色光源(604)、所述第五绿色光源(605)、所述第六绿色光源(606)和所述第七绿色光源(607)均为明场高均匀绿色线性光源。
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