CN110658206A - 一种面板缺陷分层检测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于面板检测技术领域，公开了一种面板缺陷分层检测装置和方法，装置包括：第一成像单元、第二成像单元、光源；成像单元均包括相机组件、偏光元件；方法包括：打开光源，光源产生的光垂直入射至待测面板的侧面；将第一偏光元件、第二偏光元件的透光轴方向分别调节至与待测面板的内偏光层的透光轴方向平行；通过第一相机组件、第二相机组件分别获得第一图像、第二图像；根据第一图像、第二图像得到第一检测信息。本发明解决了现有技术中无法区分面板表面缺陷和面板内部缺陷的问题，本发明能够判断出缺陷位置，实现表层灰尘过滤。

Description

一种面板缺陷分层检测装置和方法
技术领域
本发明涉及面板检测技术领域，尤其涉及一种面板缺陷分层检测装置和方法。
背景技术
在面板外观缺陷自动化检测领域，通常无法有效区分缺陷位于面板内部还是外部。比如，盖板玻璃(CG玻璃)需要贴合在上偏光片或面板之上，在CG玻璃与偏光片之间容易夹入了灰尘(particle)，当灰尘为微米级别时，造成CG玻璃与上偏光片之间形成贴合异物缺陷，这种贴合异物缺陷会导致次品产生。而外部有些缺陷(比如灰尘、脏污等)可以通过清洁去掉，并不影响品质。因此，有效进行缺陷分层有巨大的价值。鉴于现有技术无法将面板表面的缺陷和面板内部的缺陷区分开来，因此亟需找到一种装置和方法来对面板缺陷进行分层检测。
发明内容
本申请实施例通过提供一种面板缺陷分层检测装置和方法，解决了现有技术中无法区分面板表面缺陷和面板内部缺陷的问题。
本申请实施例提供一种面板缺陷分层检测装置，待测面板具有内偏光层、上表面层、下表面层，所述内偏光层位于所述上表面层和所述下表面层之间，检测装置包括：
第一成像单元，所述第一成像单元设置于所述待测面板的所述上表面层的上方；所述第一成像单元包括第一相机组件、第一偏光元件，所述第一偏光元件位于所述第一相机组件与所述待测面板之间；所述第一偏光元件的透光轴方向可调；
第二成像单元，所述第二成像单元设置于所述待测面板的所述下表面层的下方；所述第二成像单元包括第二相机组件、第二偏光元件，所述第二偏光元件位于所述第二相机组件与所述待测面板之间；所述第二偏光元件的透光轴方向可调；
光源，所述光源设置于所述待测面板的侧面，所述光源产生的光垂直入射至所述待测面板的侧面。
优选的，所述面板缺陷分层检测装置还包括：PC端；所述PC端分别与所述光源、所述第一相机组件、所述第二相机组件、所述第一偏光元件、所述第二偏光元件连通。
优选的，所述第一偏振元件、所述第二偏振元件为线偏振片。
优选的，所述第一偏振元件、所述第二偏振元件为圆偏振片。
优选的，所述光源包括：第一光源、第二光源；所述第一光源、所述第二光源分别设置于所述待测面板的两侧。
优选的，所述第一相机组件包括第一相机、第一测试镜头，所述第一测试镜头安装在所述第一相机上；所述第二相机组件包括第二相机、第二测试镜头，所述第二测试镜头安装在所述第二相机上。
利用上述装置，本申请实施例提供一种面板缺陷分层检测方法，包括以下步骤：
步骤1、打开所述光源，所述光源产生的光垂直入射至所述待测面板的侧面；
步骤2、将所述第一偏光元件、所述第二偏光元件的透光轴方向分别调节至与所述内偏光层的透光轴方向平行；
步骤3、通过所述第一相机组件获得第一图像，通过所述第二相机组件获得第二图像；
步骤4、根据所述第一图像、所述第二图像得到第一检测信息。
优选的，所述步骤3中，所述第一相机组件和所述第二相机组件同步进行图像采集。
优选的，所述内偏光层与所述上表面层之间为第一内层，所述内偏光层与所述下表面层之间为第二内层，所述面板缺陷分层检测方法还包括以下步骤：
步骤5、将所述第一偏光元件、所述第二偏光元件的透光轴方向分别调节至与所述内偏光层的透光轴方向垂直；
步骤6、通过所述第一相机组件获得第三图像，通过所述第二相机组件获得第四图像；
步骤7、根据所述第一图像、所述第二图像、所述第三图像、所述第四图像得到第二检测信息。
优选的，所述步骤6中，所述第一相机组件和所述第二相机组件同步进行图像采集。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在本申请实施例中，提供的装置用于对面板的缺陷进行检测，待测面板具有内偏光层、上表面层、下表面层，内偏光层位于上表面层和下表面层之间，检测装置包括第一成像单元、第二成像单元、光源；第一成像单元设置于待测面板的上表面层的上方，第一成像单元包括第一相机组件、第一偏光元件，第一偏光元件位于第一相机组件与待测面板之间；第二成像单元设置于待测面板的下表面层的下方，第二成像单元包括第二相机组件、第二偏光元件，第二偏光元件位于第二相机组件与待测面板之间；第一偏光元件和第二偏光元件的透光轴方向均可调；光源设置于待测面板的侧面，光源产生的光垂直入射至待测面板的侧面。进行检测时，打开光源，将第一偏光元件、第二偏光元件的透光轴方向分别调节至与内偏光层的透光轴方向平行，然后通过第一相机组件获得第一图像，通过第二相机组件获得第二图像，由于第一图像包含位于待测面板的内部和下表面层的缺陷信息，第二图像包含位于待测面板的内部和上表面层的缺陷信息，因此根据第一图像、第二图像便可得到第一检测信息，判断出缺陷位于面板的表面还是位于面板的内部，实现表层灰尘过滤。
附图说明
为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术对面板进行缺陷检测的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种面板缺陷分层检测装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种面板缺陷分层检测方法的原理示意图。
具体实施方式
现有技术对面板进行缺陷检测的示意图如图1所示，采用的装置主要包括光源03和相机04，通常是通过亮场(α＝β)或暗场(α≠β)对面板进行缺陷检测，在该检测方式下，面板表面01的缺陷和面板内部02的缺陷是无法分开的。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参看图2、图3，待测面板1具有内偏光层、上表面层、下表面层，所述内偏光层位于所述上表面层和所述下表面层之间；所述内偏光层与所述上表面层之间为第一内层，所述内偏光层与所述下表面层之间为第二内层。即所述待测面板1的内部根据偏光膜(PF)的位置可分为两层：第一内层(记为B层)和第二内层(记为C层)；所述待测面板1的表面包括：上表面层(记为A层)和下表面层(记为D层)。待测缺陷(比如颗粒particle：p_A，p_B，p_C，p_D)可能位于上述四层中的任意一层，因此需要进行区分。
本实施例提供了一种面板缺陷分层检测装置，参看图2，主要包括：第一成像单元、第二成像单元、光源。
其中，所述第一成像单元设置于所述待测面板1的所述上表面层的上方；所述第一成像单元包括第一相机组件、第一偏光元件14，所述第一偏光元件14位于所述第一相机组件与所述待测面板1之间；所述第一偏光元件14的透光轴方向可调。所述第一成像单元用于正面成像。
所述第二成像单元设置于所述待测面板1的所述下表面层的下方；所述第二成像单元包括第二相机组件、第二偏光元件24，所述第二偏光元件24位于所述第二相机组件与所述待测面板1之间；所述第二偏光元件24的透光轴方向可调。所述第二成像单元用于背面成像。
所述光源设置于所述待测面板1的侧面，所述光源产生的光垂直入射至所述待测面板1的侧面。
此外，所述面板缺陷分层检测装置还包括PC端2；所述PC端2分别与所述光源、所述第一相机组件、所述第二相机组件、所述第一偏光元件14、所述第二偏光元件24连通。所述PC端2用于控制光源点亮、相机采图、偏光元件旋转(偏光元件透光轴方向的调节)。
所述第一偏振元件14、所述第二偏振元件24为线偏振片。或者，所述第一偏振元件14、所述第二偏振元件24为圆偏振片。
所述光源可以具体为：第一光源31、第二光源32；所述第一光源31、所述第二光源32分别设置于所述待测面板1的两侧。所述第一光源31、所述第二光源32均为以垂直于所述待测面板1侧面入射的平行光源。
所述第一相机组件包括第一相机12、第一测试镜头13，所述第一测试镜头13安装在所述第一相机12上；所述第二相机组件包括第二相机22、第二测试镜头23，所述第二测试镜头23安装在所述第二相机22上。
利用上述装置可实现对面板缺陷的分层检测，主要包括以下步骤：
步骤1、打开所述光源，所述光源产生的光垂直入射至所述待测面板的侧面；
步骤2、将所述第一偏光元件、所述第二偏光元件的透光轴方向分别调节至与所述内偏光层的透光轴方向平行；
步骤3、通过所述第一相机组件获得第一图像，通过所述第二相机组件获得第二图像；
步骤4、根据所述第一图像、所述第二图像得到第一检测信息。
通过上述步骤可以区分缺陷位于面板表面还是面板内部。
由于第一图像包含位于待测面板的内部和下表面层的缺陷信息，第二图像包含位于待测面板的内部和上表面层的缺陷信息，因此根据第一图像、第二图像便可得到第一检测信息，判断出缺陷位于面板的表面还是位于面板的内部，实现表层灰尘过滤。
对上述方法进行优化，可以进一步区分缺陷位于面板内部的分层。对应的方法包括以下步骤：
步骤1、打开所述光源，所述光源产生的光垂直入射至所述待测面板的侧面；
步骤2、将所述第一偏光元件、所述第二偏光元件的透光轴方向分别调节至与所述内偏光层的透光轴方向平行；
步骤3、通过所述第一相机组件获得第一图像，通过所述第二相机组件获得第二图像；
步骤4、根据所述第一图像、所述第二图像得到第一检测信息；
步骤5、将所述第一偏光元件、所述第二偏光元件的透光轴方向分别调节至与所述内偏光层的透光轴方向垂直；
步骤6、通过所述第一相机组件获得第三图像，通过所述第二相机组件获得第四图像；
步骤7、根据所述第一图像、所述第二图像、所述第三图像、所述第四图像得到第二检测信息。
由于第一图像包含位于待测面板的内部和下表面层的缺陷信息，第二图像包含位于待测面板的内部和上表面层的缺陷信息，第三图像包含位于第一内层的缺陷信息，第四图像包含位于第二内层的缺陷信息，因此根据第一图像、第二图像、第三图像、第四图像便可得到第二检测信息，不仅可以判断出缺陷位于面板的表面还是位于面板的内部，还可以进一步区分缺陷位于面板内部的分层，即缺陷位于第一内层还是第二内层。
上述方法中，所述第一相机组件和所述第二相机组件可以同步进行图像采集。
为了更好地理解本发明，下面结合具体的实施例对面板缺陷分层检测的原理进行说明。
实施例1：
实施例1用于区分缺陷位于面板表面还是面板内部，以检测particle为例，参看图2、图3，假设所述被测样品1的内偏光层PF沿着X轴方向偏振(即PF的透光轴沿X方向)，则检测流程如下：
Step1：打开所述第一光源31和所述第二光源32，所述第一光源31和所述第二光源32垂直入射到所述待测面板1的侧面。通过所述PC端2控制旋转所述第一偏光镜片14和所述第二偏光镜片24的透光轴与PF的透光轴平行，根据假设都沿着X轴方向。通过所述第一相机12、所述第二相机22进行同步采图。由于入射光在A层和D层间全反射，理想状态两层外无光溢出。但反射光遇到particle会发生散射，破坏全反射条件，其中p_B、p_C、p_D向上散射，被所述第一测试镜头13成像到所述第一相机12，得到第一图像(记为image_1)。而p_A、p_B、p_C向下散射，被所述第二镜头23成像到所述第二相机22，得到第二图像(记为image_01)。此时，所述第一图像和所述第二图像均为暗背景下亮的particle图像。所述第一图像的particle组合如下：image_1＝p_B+p_C+p_D；所述第二图像的particle组合如下：image_01＝p_B+p_C+p_A。
根据所述第一图像和所述第二图像即可判断缺陷位于面板表面还是面板内部，即处理image_1和image_01即可实现表层灰尘过滤。
实施例2：
实施例2用于进一步区分缺陷位于面板内部的分层，以检测particle为例，参看图2、图3，假设所述被测样品1的内偏光层PF沿着X轴方向偏振(即PF的透光轴沿X方向)，则检测流程如下：
Step1：打开所述第一光源31和所述第二光源32，所述第一光源31和所述第二光源32垂直入射到所述待测面板1的侧面。通过所述PC端2控制旋转所述第一偏光镜片14和所述第二偏光镜片24的透光轴与PF的透光轴平行，根据假设都沿着X轴方向。通过所述第一相机12、所述第二相机22进行同步采图。由于入射光在A层和D层间全反射，理想状态两层外无光溢出。但反射光遇到particle会发生散射，破坏全反射条件，其中p_B、p_C、p_D向上散射，被所述第一测试镜头13成像到所述第一相机12，得到第一图像(记为image_1)。而p_A、p_B、p_C向下散射，被所述第二镜头23成像到所述第二相机22，得到第二图像(记为image_01)。此时，所述第一图像和所述第二图像均为暗背景下亮的particle图像。所述第一图像的particle组合如下：image_1＝p_B+p_C+p_D；所述第二图像的particle组合如下：image_01＝p_B+p_C+p_A。
Step2：保持点亮所述第一光源31和所述第二光源32，同时通过所述PC端2控制旋转所述第一偏光镜片14和所述第二偏光镜片24的透光轴与PF的透光轴垂直，根据假设此时PF的透光轴仍为X方向，而所述第一偏光镜片14和所述第二偏光镜片24的透光轴经过控制旋转后沿Y方向。通过所述第一相机12、所述第二相机22进行同步采图。散射原理同Step1，向上散射的B层的颗粒p_B的为无确定偏振方向的散射光(X和Y向都有)，而B层以下颗粒p_C和p_D的散射光原本和p_B一样没有确定的偏振方向，但在向上传输过程中由于受到内偏光层PF的调制，变成与PF透光轴同向(X方向)的散射偏振光，它们散射偏振光的偏振态(X方向)由于与所述第一偏光镜片14透射轴(Y方向)垂直，无法透过所述第一偏光镜片14进入所述第一测试镜头13成像，此时所述第一相机12得到第三图像(记为image_2)。向下散射的C层颗粒和C层以上的颗粒散射光的偏振特性原理同上，所述第二相机22得到第四图像(记为image_02)。所述第三图像的particle组合如下：image_2＝p_B；所述第四图像的particle组合如下：image_02＝p_C。
通过处理所述第一图像(image_1＝p_B+p_C+p_D)、所述第二图像(image_01＝p_B+p_C+p_A)、所述第三图像(image_2＝p_B)、所述第四图像(image_02＝p_C)即可识别particle的大小，并分出各particle所处位置，实现检测。
上述实施例中，偏光轴的位置关系是相对关系，随着PF膜的透光轴角度的变化而随之变化，但原理一样，不影响分析结果。
有些情况下，面板出射光并非全为线偏光，可能为圆偏光。此时，只需要选取偏光镜片为圆偏光片，让其具有偏光特性的面位于测试镜头一侧即可。原理同上述线偏光一样，同样不影响分析结果。
综上，本发明基于面板本身的特性提出了一种面板缺陷检测与分层的机制，采用偏光元件和侧光光源获取缺陷信息，能够分辨出缺陷位置，该方案对颗粒(particle)类型的缺陷的检测和分层尤其准确，能高效地为面板行业提供有价值的工艺和品质控制。
本发明实施例提供的一种面板缺陷分层检测装置和方法至少包括如下技术效果：
1)通过一次性拍照即可判断出缺陷位于面板的表面还是位于面板的内部，完成表层灰尘过滤。
2)配合偏振方式可以进一步确定面板内部缺陷的分层，为工艺控制提供更有价值的信息。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种面板缺陷分层检测装置，其特征在于，待测面板具有内偏光层、上表面层、下表面层，所述内偏光层位于所述上表面层和所述下表面层之间，检测装置包括：
第一成像单元，所述第一成像单元设置于所述待测面板的所述上表面层的上方；所述第一成像单元包括第一相机组件、第一偏光元件，所述第一偏光元件位于所述第一相机组件与所述待测面板之间；所述第一偏光元件的透光轴方向可调；
第二成像单元，所述第二成像单元设置于所述待测面板的所述下表面层的下方；所述第二成像单元包括第二相机组件、第二偏光元件，所述第二偏光元件位于所述第二相机组件与所述待测面板之间；所述第二偏光元件的透光轴方向可调；
光源，所述光源设置于所述待测面板的侧面，所述光源产生的光垂直入射至所述待测面板的侧面。
2.根据权利要求1所述的面板缺陷分层检测装置，其特征在于，还包括：PC端；所述PC端分别与所述光源、所述第一相机组件、所述第二相机组件、所述第一偏光元件、所述第二偏光元件连通。
3.根据权利要求1所述的面板缺陷分层检测装置，其特征在于，所述第一偏振元件、所述第二偏振元件为线偏振片。
4.根据权利要求1所述的面板缺陷分层检测装置，其特征在于，所述第一偏振元件、所述第二偏振元件为圆偏振片。
5.根据权利要求1所述的面板缺陷分层检测装置，其特征在于，所述光源包括：第一光源、第二光源；所述第一光源、所述第二光源分别设置于所述待测面板的两侧。
6.根据权利要求1所述的面板缺陷分层检测装置，其特征在于，所述第一相机组件包括第一相机、第一测试镜头，所述第一测试镜头安装在所述第一相机上；所述第二相机组件包括第二相机、第二测试镜头，所述第二测试镜头安装在所述第二相机上。
7.一种面板缺陷分层检测方法，其特征在于，应用如权利要求1-6中任一所述的面板缺陷分层检测装置进行面板缺陷分层检测，方法包括以下步骤：
步骤1、打开所述光源，所述光源产生的光垂直入射至所述待测面板的侧面；
步骤2、将所述第一偏光元件、所述第二偏光元件的透光轴方向分别调节至与所述内偏光层的透光轴方向平行；
步骤3、通过所述第一相机组件获得第一图像，通过所述第二相机组件获得第二图像；
步骤4、根据所述第一图像、所述第二图像得到第一检测信息。
8.根据权利要求7所述的面板缺陷分层检测方法，其特征在于，所述步骤3中，所述第一相机组件和所述第二相机组件同步进行图像采集。
9.根据权利要求7所述的面板缺陷分层检测方法，其特征在于，所述内偏光层与所述上表面层之间为第一内层，所述内偏光层与所述下表面层之间为第二内层，所述方法还包括以下步骤：
步骤5、将所述第一偏光元件、所述第二偏光元件的透光轴方向分别调节至与所述内偏光层的透光轴方向垂直；
步骤6、通过所述第一相机组件获得第三图像，通过所述第二相机组件获得第四图像；
步骤7、根据所述第一图像、所述第二图像、所述第三图像、所述第四图像得到第二检测信息。
10.根据权利要求9所述的面板缺陷分层检测方法，其特征在于，所述步骤6中，所述第一相机组件和所述第二相机组件同步进行图像采集。
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