CN111157542A - 一种应用于曲面屏的缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，所述曲面屏包含平面和曲面，其特征在于，所述缺陷检测装置包括：相机、检测模块和光路延伸补偿模块；所述相机用来对曲面屏的平面和曲面进行成像获取图像；所述检测模块用于根据所述图像输出缺陷检测结果；所述光路延伸补偿模块被安装在所述曲面屏曲面或所述曲面屏平面在所述相机上成像的光路上，使得所述曲面屏曲面或所述曲面屏平面经过所述光路延伸补偿模块在所述相机上成像，并且使得所述曲面屏曲面在所述相机上成像的光程和所述曲面屏平面在所述相机上成像的等效成像距离相同或等效成像距离差在预设的阈值范围内。本发明可以实现曲面和平面的单次对焦成像。

Description

一种应用于曲面屏的缺陷检测装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，更具体地，涉及一种应用于曲面屏的缺陷检测装置。

背景技术

在消费面板行业中，目前大量的面板为平面特性。但是随着技术发展，以及个人消费市场的扩展，目前二维平面的面板已经不能满足日益增长的需求。例如，目前在可穿戴业务和手机市场，曲面屏被广泛应用，其主要特点是，表面显示区域不再是一块平面，包括凸面屏和曲面屏。

传统的针对二维平面面板的缺陷检测方法已经不在适用曲面屏。现有技术中提出了分别对曲面屏曲面和平面进行成像，对曲面屏曲面和平面的图像进行图像处理，来获得曲面屏的缺陷检测结果。如图1所示，当前对曲面部分检测，最常见的方式是使用当前的单只正视相机拍摄的方式，对于曲面部分，增加反射镜，将曲面部分反射到上表面，使正式相机能够一次拍摄到曲面和屏幕部分，但是存在问题：由于曲面部分2相对于屏幕平面1的部分，不在同一水平面上。光学系统的景深限制不能满足曲面和平面区域的同时清晰成像。这一点也称之为光学成像的景深限制。因此在现场应用中，需要两次对焦，一次对焦平面区域拍摄，一次对焦曲面部分拍摄，这种方式会导致现场两倍的取像时间，降低了缺陷检测效率。特别是在批量成像时，需要控制镜头在每一片检测样品时来回切换对焦位置，由于对焦精度问题，来回切换对焦位置，不同屏体成像一致性差。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，实现曲面和平面的单次对焦成像。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，所述曲面屏包含平面和曲面， 所述曲面屏为凸面屏，所述缺陷检测装置包括：相机、检测模块、反光镜和光路延伸补偿模块；

所述相机用来对曲面屏的平面和曲面进行成像获取图像；

所述检测模块用于根据所述图像输出缺陷检测结果；

所述反光镜和光路延伸补偿模块被安装在所述曲面屏曲面在所述相机上成像的光路上，使得所述曲面屏曲面经过所述反光镜和光路延伸补偿模块在所述相机上成像，并且使得所述曲面屏曲面在所述相机上成像的等效成像距离和所述曲面屏平面在所述相机上成像的等效成像距离相同或等效成像距离差在预设的阈值范围内。

优选地，所述反光镜安装在所述曲面区域的侧方，所述光路延伸补偿模块安装在所述曲面区域的上方，使得曲面区域的光线依次经过所述反光镜和光路延伸补偿模块，平面区域的光线不经过所述反光镜和光路延伸补偿模块。

优选地，所述反光镜的任意一点与所述曲面屏平面的垂直距离为L2，所述反光镜该点在平行于所述曲面屏平面的方向上距离所述曲面屏曲面的距离为L1，则所述光路延伸补偿模块的厚度d和折射率n满足L1+L2= （1±δ1）*d*(1-1/n)，δ1为预设误差范围。

优选地，所述光路延伸补偿模块为平行平板。

优选地，所述相机对所述曲面屏曲面和平面进行单次调焦。

优选地，有两组反光镜和光路延伸补偿模块，安装在所述曲面屏曲面区域的两侧。

按照本发明的另一个方面，提供了一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，所述曲面屏包含平面和曲面，所述曲面屏为凹面屏，所述缺陷检测装置包括：相机、检测模块和光路延伸补偿模块；

所述相机用来对曲面屏的平面和曲面进行成像获取图像；

所述检测模块用于根据所述图像输出缺陷检测结果；

所述光路延伸补偿模块被安装在所述曲面屏平面在所述相机上成像的光路上，使得所述曲面屏平面经过所述光路延伸补偿模块在所述相机上成像，并且使得所述曲面屏曲面在所述相机上成像的等效成像距离和所述曲面屏平面在所述相机上成像的等效成像距离相同或等效成像距离差在预设的阈值范围内。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有有益效果：通过一个光路延伸补偿模块，将成像在轴向上偏移一个距离。通过特殊涉及的材料折射率和厚度，可以使偏移距离恰好弥补曲面成像相对于平面区域的光程，可以对曲面和平面单次对焦成像，能够简化现场的成像系统方案，提高成像系统的操作流程，缩短设备检测的时间，提高缺陷检测效率。特别适用于批次成像，在批量检测样品时，不需要来回切换对焦位置，成像一致性好。

附图说明

图1是现有技术提供的一种应用于曲面屏的缺陷检测装置示意图；

图2是本发明实施例提供的一种应用于曲面屏的缺陷检测装置图；

图3是本发明实施例提供的另一种应用于曲面屏的缺陷检测装置图。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明实施例提供的一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，可以对曲面屏进行一次成像。曲面屏包含平面和曲面，可以是凸面屏、凹面屏或其他结合凸面和凹面的屏。

缺陷检测装置包括：相机、检测模块和光路延伸补偿模块。相机用来对曲面屏的平面和曲面进行成像获取图像；检测模块用于根据所述图像输出缺陷检测结果。本发明实施例的缺陷检测装置特点在于，光路延伸补偿模块被安装在曲面屏曲面或曲面屏平面在相机上成像的光路上，使得曲面屏曲面或曲面屏平面经过光路延伸补偿模块在相机上成像，并且使得曲面屏曲面在相机上成像的光程和曲面屏平面在相机上成像的等效成像距离相同或等效成像距离差在预设的阈值范围内。等效成像距离即是相机成像的等效物距，当光路上没有光路延伸补偿模块，则等效成像距离就是实际物距。当光路上有光路延伸补偿模块，则等效成像距离就是实际物距减去光路延伸补偿模块导致的对焦平面的延伸长度。可以根据检测对象的不同灵活设置阈值范围。

这样通过曲面屏曲面和平面进行单次调焦，就可以对曲面不同位置进行清晰的成像，缩短设备检测的时间，提高缺陷检测效率。特别适用于批次成像，在批量检测样品时，不需要来回切换对焦位置，成像一致性好。

下面分别以凸面屏为例来说明。

一种适用于曲面屏的缺陷检测装置，该曲面屏为凸面屏，缺陷检测装置如图2所示，包括：相机、检测模块、光路延伸补偿模块和反光镜。反光镜和光路延伸补偿模块被安装在曲面屏曲面在相机上成像的光路上，使得曲面屏曲面经过反光镜和光路延伸补偿模块在相机上成像，而曲面屏平面不需要经过反光镜和光路延伸补偿模块在相机上成像，使得曲面屏曲面在相机上成像的光程和曲面屏平面在相机上成像的等效成像距离相同或等效成像距离差在预设的阈值范围内。

优选地，反光镜安装在曲面区域的侧方，光路延伸补偿模块安装在曲面区域的上方，使得曲面区域的光线依次经过反光镜和光路延伸补偿模块，平面区域的光线不经过反光镜和光路延伸补偿模块。

优选地，有两组反光镜和光路延伸补偿模块，安装在所述曲面屏曲面区域的两侧。每个曲面区域有对应的一组反光镜和光路延伸补偿模块。

特别说明的是，图2中反光镜和光路延伸补偿模块的安装位置是本发明实施例的一种具体实现，但并不仅限于该安装位置。只要将反光镜和光路延伸补偿模块被安装在所述曲面屏曲面在所述相机上成像的光路上，使得曲面屏曲面在相机上成像的光程和曲面屏平面在相机上成像的等效成像距离相同或等效成像距离差在预设的阈值范围内，就可以达到补偿的效果，使得相机可以对曲面和平面一次对焦成像。

具体地，光路延伸补偿模块的厚度d、折射率n满足以下关系，就可以达到补偿的效果。反光镜的任意一点与所述曲面屏平面的垂直距离为L2，反光镜该点在平行于所述曲面屏平面的方向上距离所述曲面屏曲面的距离为L1，则光路延伸补偿模块的厚度d和折射率n满足L1+L2= （1±δ1）*d*(1-1/n)，δ1为预设误差范围。可以根据检测对象的不同灵活设置δ1。理论上，光路延伸补偿模块的厚度d和折射率n需要满足L1+L2=d*(1+1/n)，但在实际应用中，在一定偏差范围内就可以实现同时对曲面和平面清晰成像。并且，实验证明，对于曲面屏曲面的不同点，L1+L2的值差别在一定的范围内，实际应用中，对光路延伸补偿模块的影响可以通过δ1的设定来消除，因此，可以选取任意一点来测量L1和L2。

优选地，光路延伸补偿模块为平行平板。

上述缺陷检测装置的操作步骤为：

（1）计算相机工作距离。确定相机的工作距离WD = （1±δ2）f(1+L3/L4)。f为所选镜头的焦距, L3 为面板的长或宽。L4为相机芯片的长或宽。δ2为预设误差范围。实际的工作距离在此基础上调节，以保证相机能够拍摄整个视野。

（2） 在曲面屏曲面部分附近架设反射镜。反射镜距离面板底边的距离，根据反射光能够反射到上面的目标以调节。

（3）计算/测量曲面部分反射到上表面的额外光程差h。由图中可见，h = L1+L2,即曲面到反射镜距离L1加上反射镜该点位置到上表面区域高度L2。

（4）在曲面区域的上方，增加补偿模块，其折射率为n，厚度为d。由光路延伸补偿模块的成像原理可知，光路延伸补偿模块能够做轴向成像的延伸，其延伸长度为d*(1-1/n)。

（5）因此，光路延伸补偿模块折射率和厚度需要满足h = d*(1-1/n)。

（6）选取好光路延伸补偿模块后安装在曲面上表面位置，以保证曲面区域的光线经过光路延伸补偿模块，屏幕区域的光线不经过光路延伸补偿模块。

（7）对成像模块（相机镜头）进行调焦，以保证平面区域和曲面区域能清晰成像。

下面分别以凹面屏为例来说明，仅对与凸面屏不同的地方进行说明。

一种适用于曲面屏的缺陷检测装置，该曲面屏为凹面屏，缺陷检测装置如图3所示，包括：相机、检测模块、光路延伸补偿模块。光路延伸补偿模块被安装在曲面屏平面在相机上成像的光路上，使得曲面屏平面经过光路延伸补偿模块在相机上成像，而曲面屏曲面不需要经过反光镜和光路延伸补偿模块在相机上成像，使得曲面屏曲面在相机上成像的光程和曲面屏平面在相机上成像的等效成像距离相同或等效成像距离差在预设的阈值范围内。

优选地，光路延伸补偿模块安装在平面区域的上方，使得平面区域的光线经过所述光路延伸补偿模块，曲面区域的光线不经过光路延伸补偿模块。

具体地，光路延伸补偿模块的厚度d、折射率n满足以下关系，就可以达到补偿的效果。所述曲面屏的曲面顶端与所述曲面屏平面的垂直距离为L1，则所述光路延伸补偿模块的厚度d和折射率n满足L1 =（1±δ1）*d*(1-1/n) ，δ1为预设误差范围。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，所述曲面屏包含平面和曲面，其特征在于，所述曲面屏为凸面屏，所述缺陷检测装置包括：相机、检测模块、反光镜和光路延伸补偿模块；

所述相机用来对曲面屏的平面和曲面进行成像获取图像；

所述检测模块用于根据所述图像输出缺陷检测结果；

所述反光镜和光路延伸补偿模块被安装在所述曲面屏曲面在所述相机上成像的光路上，使得所述曲面屏曲面经过所述反光镜和光路延伸补偿模块在所述相机上成像，并且使得所述曲面屏曲面在所述相机上成像的等效成像距离和所述曲面屏平面在所述相机上成像的等效成像距离相同或等效成像距离差在预设的阈值范围内。

2.如权利要求1所述的一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，其特征在于，所述反光镜安装在所述曲面区域的侧方，所述光路延伸补偿模块安装在所述曲面区域的上方，使得曲面区域的光线依次经过所述反光镜和光路延伸补偿模块，平面区域的光线不经过所述反光镜和光路延伸补偿模块。

3.如权利要求2所述的一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，其特征在于，所述反光镜的任意一点与所述曲面屏平面的垂直距离为L2，所述反光镜该点在平行于所述曲面屏平面的方向上距离所述曲面屏曲面的距离为L1，则所述光路延伸补偿模块的厚度d和折射率n满足L1+L2=（1±δ1）*d*(1-1/n)，δ1为预设误差范围。

4.如权利要求1至3任一项所述的一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，其特征在于，所述光路延伸补偿模块为平行平板。

5.如权利要求1至3任一项所述的一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，其特征在于，所述相机对所述曲面屏曲面和平面进行单次调焦。

6.如权利要求2所述的一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，其特征在于，有两组反光镜和光路延伸补偿模块，安装在所述曲面屏曲面区域的两侧。

7.一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，所述曲面屏包含平面和曲面，其特征在于，所述曲面屏为凹面屏，所述缺陷检测装置包括：相机、检测模块和光路延伸补偿模块；

所述相机用来对曲面屏的平面和曲面进行成像获取图像；

所述检测模块用于根据所述图像输出缺陷检测结果；

所述光路延伸补偿模块被安装在所述曲面屏平面在所述相机上成像的光路上，使得所述曲面屏平面经过所述光路延伸补偿模块在所述相机上成像，并且使得所述曲面屏曲面在所述相机上成像的等效成像距离和所述曲面屏平面在所述相机上成像的等效成像距离相同或等效成像距离差在预设的阈值范围内。

8.如权利要求7所述的一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，其特征在于，所述光路延伸补偿模块安装在所述平面区域的上方，使得平面区域的光线经过所述光路延伸补偿模块，曲面区域的光线不经过所述光路延伸补偿模块。

9.如权利要求7所述的一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，其特征在于，所述曲面屏的曲面顶端与所述曲面屏平面的垂直距离为L1，则所述光路延伸补偿模块的厚度d和折射率n满足L1 =（1±δ1）*d*(1-1/n) ，δ1为预设误差范围。

10.如权利要求7至9任一项所述的一种应用于曲面屏的缺陷检测装置，其特征在于，所述光路延伸补偿模块为平行平板。

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