CN111239143A - 液晶面板缺陷复判机构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液晶面板缺陷复判机构及方法，该方法主要包括以下步骤：Z轴直线模组带动复判相机沿着Z方向移动，并采用测距传感器测量复判相机光学镜头与液晶面板上表面的垂直距离，当复判相机沿着Z方向移动到光学镜头与液晶面板上表面的距离等于光学镜头工作距离时，启动复判相机，复判相机根据测距传感器监控的实时距离，以△为步进单位进行拍照并依次计数A，以缺陷最清晰的图像的行进行程△*A为判断依据，与各层级进行对比，判断缺陷的所处的层级。本发明能够准确计算出缺陷所在深度位置，有利于判断缺陷从哪些工序产生的，进一步改进工序，提高良品率。

Description

液晶面板缺陷复判机构及方法
技术领域
本发明涉及AOI复判设备技术领域，具体而言，涉及一种液晶面板缺陷复判机构及方法。
背景技术
AOI(Automatic Optical Inspection，自动光学检测)是液晶行业广泛使用的测量手段，而其中AOI设备是液晶行业广泛使用的检测设备。AOI设备可用于检测液晶面板的表面的图型是否符合规定、是否存在由破坏性物质造成的缺陷以及判定破坏性物质等造成的缺陷的准确位置，如直接采用AOI设备对液晶面板拍照得到较为清晰的图像，并通过对该图像的分析来对基板是否存在缺陷进行检测，检测到液晶面板存在缺陷后需要进行复判，对缺陷类型以及缺陷存在的位置进行区别划分，从而判断出液晶面板在生产过程中，是哪些工序造成缺陷的产生。因此如何确定液晶面板内部缺陷位置是亟待解决的问题，需要发明一种能够区分缺陷所处位置的复判方法。
发明内容
为解决上述缺陷，本发明提供了一种液晶面板缺陷复判机构及方法，该方法能够全自动化且准确计算出缺陷所在深度位置，有利于判断缺陷从哪些工序产生的，进一步改进工序，提高良品率。
第一方面，本发明提供一种液晶面板缺陷复判方法，包括以下步骤：
S1：启动上料机构，将已初次检测到缺陷的液晶面板移动到CCD相机正下方，拍照、定位获取缺陷的坐标原点、偏移量和物理坐标；
S2：根据步骤S1获取的缺陷的坐标原点、偏移量和物理坐标，上料机构带动液晶面板沿着X方向移动，同时Y轴滑台带动复判相机在Y方向移动，保证缺陷处于复判相机的视野范围内；
S3：Z轴直线模组带动复判相机匀速下降，并采用测距传感器测量复判相机光学镜头与液晶面板上表面的垂直距离，当光学镜头与液晶面板上表面的垂直距离等于光学镜头工作距离时，启动复判相机，复判相机根据测距传感器监控的实时距离，以△为步进单位进行拍照并依次计数A，以缺陷最清晰的图像的行进行程△*A为判断依据，与各层级进行对比，判断缺陷的所处的层级。
在本发明的一种实施方式中，在步骤S3中，缺陷最清晰的图像采用自Brenner梯度法、Tenegrad梯度法、laplace梯度法、方差法或能量梯度法对多张图像进行计算、对比获得。
步骤S4：选取缺陷最清晰的图像进行缺陷特征提取，判断缺陷等级。
于本发明的一种实施方式中，步骤S4包括以下过程：1)滤波除去噪声；2)对图像进行傅里叶变换，由图像空间转换到频域空间；3)寻找频域空间高能量区域，并将高能量区域置零；4)进行反傅里叶变换，提取缺陷结构图；5)对缺陷结构图设定高、低阈值进行图像分割得到二值化图像；6)对二值化图像通过形态学变换得到清晰的缺陷图；7)对清晰的缺陷图进行缺陷精确分割计算得到缺陷面积，将缺陷面积与缺陷等级进行对比得到缺陷等级的分类。
第二方面，本发明提供一种液晶面板缺陷复判机构，其包括：上料机构、测试载台、Z轴直线模组、Y轴滑台、复判相机、安装架和测距传感器，所述测试载台用以承载液晶面板，所述测试载台设置于所述上料机构上侧并能够沿着X方向移动，所述Z轴直线模组设置于测试载台的上方，所述安装架一端固定于所述Z轴直线模组上并沿着Z轴方向移动，所述Y轴滑台安装于所述安装架上，所述复判相机安装于所述Y轴滑台上，所述复判相机能够沿着所述Y轴滑台的移动，所述测距传感器安装于所述安装架上用于监控所述复判相机的位移，所述复判相机随着所述Z轴直线模组进行Z方向移动，根据所述测速传感器检测到位移变化对待测液晶面板的缺陷进行定间隔拍照。
于本发明的一种实施方式中，所述的液晶面板缺陷复判机构还包括CCD相机，CCD相机设置于复判相机所处工位之前，CCD相机对液晶面板缺陷进行定位。
于本发明的一种实施方式中，所述Z轴直线模组上安装有两个呈对称设置安装架，所述安装架上分别安装有一Y轴滑台，每个所述Y轴滑台上分别安装有所述复判相机；每个所述复判相机下方分别安装有所述测试载台，每个所述测试载台下侧安装有相应的上料机构。
于本发明的一种实施方式中，所述上料机构包括：JIG板、JIG底板、夹具底板、X轴直线模组和直线导轨；JIG板设置于所述测试载具的下侧，所述JIG板上设置有第一卡槽，所述JIG板通过所述第一卡槽与所述测试载具相连；JIG底板设置于所述JIG板下侧；所述JIG底板中部设置有第二卡槽，所述JIG底板通过第二卡槽与所述JIG板相连；夹具底板，其设置于所述JIG底板下侧；X轴直线模组设置于所述夹具底板下侧，所述X轴直线模组的上侧与所述夹具底板的底部相连；直线导轨与所述直线模组平行设置，所述直线导轨的上侧与夹具底板底部相连。
综上所述，本发明提供一种液晶面板缺陷复判机构及方法，本发明的有益效果是：
本发明采用Z轴直线模组驱动复判相机升降，在复判相机升降的过程中采用测距传感器的方式检测位移，并将位移信号传递给PLC控制器，PLC控制器根据位移信号向复判相机发送拍照的命令。本发明实现了复判相机行程的精密控制，使得相机在预设的高度下准确拍照，保证了拍照数据的可靠性，进而保证了复判数据的准确性。整个复判过程全部通过PLC控制器进行控制，保证了上料精度以及拍照定位精度，复判准确度高，检测效率被大大提升。
附图说明
图1为实施例1提供的液晶面板缺陷复判机构的立体结构示意图。
图2为实施例1提供的液晶面板缺陷复判机构的左视图。
图3为实施例1提供的液晶面板缺陷复判机构的后视图。
图4为测试载台与JIG板连接方式示意图。
图5为实施例2提供的液晶面板缺陷复判方法的原理图。
图6为实施例2提供的液晶面板缺陷复判方法的原理图。
图7为实施例3提供的液晶面板缺陷复判方法的原理图。
图8为实施例3提供的液晶面板缺陷复判方法的原理图。
图中，1、上料机构；11、X轴直线模组；12、直线导轨；13、JIG板；14、JIG底板；15、夹具底板；2、测试载台；3、Z轴直线模组；31、安装架；4、Y轴滑台；5、复判相机；6、测距传感器；7、支撑架；71、扫码器；8、液晶面板；9、光源。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，实施例提供一种液晶面板缺陷复判机构，其包括：上料机构1、测试载台2、Z轴直线模组3、Y轴滑台4、复判相机5、安装架31、测距传感器6、CCD相机和PLC控制器。
其中，测试载台2用于承载液晶面板，测试载台2设置于上料机构1上侧并能够沿着X方向移动。在本实施例中，设置有两个对称的测试载台2，每个测试载台2下侧安装有相应的上料机构1。
如图1、图4所示，上料机构1包括：JIG板(载料板)13、JIG底板(载料底板)14、夹具底板15、X轴直线模组11和直线导轨12。
其中，如图4所示，JIG板13设置于测试载具的下侧，JIG板13上设置有第一卡槽，JIG板13通过第一卡槽与测试载具相连；不同的JIG板13的外形相同，但第一卡槽的大小规格不同，可以根据规格不同的测试载具更换JIG板13，更换JIG板13实现测试载具的快速安装。采用JIG板13实现不同测试载具的快速切换，上料效率高，操作方便。
如图1所示，JIG底板14设置于JIG板13下侧；JIG底板14中部设置有第二卡槽，JIG底板14通过第二卡槽与JIG板13相连；JIG底板14和JIG板13上分别设置有安装孔，通过螺栓穿过安装孔实现JIG板13和JIG底板14的进一步固定，夹具底板15设置于JIG底板14下侧。
X轴直线模组11设置于夹具底板15下侧，X轴直线模组11的上侧设置有第一滑块，X轴直线模组11通过第一滑块与夹具底板15的底部相连；X轴直线模组11的一端与X轴驱动电机相连，驱动电机与PLC控制器相连。进一步，X轴直线模组11为皮带直线模组。
直线导轨12与直线模组平行设置，直线导轨12上侧设置有第二滑块，直线导轨12通过第二滑块与夹具底板15的底部相连。直线导轨12起到承载和导向的作用。
如图2所示，在上料机构1的上方安装有与上料机构1垂直设置的支撑架7，Z轴直线模组3安装于支撑架7上并与上料机构1垂直，Z轴直线模组3上设置有可沿着Z方向滑动的第三滑块，Z轴直线模组3的一端设置有Z轴驱动电机，Z轴驱动电机与PLC控制器相连。进一步，Z轴直线模组3为皮带直线模组。
在本实施例中，在支撑架7上安装有扫码器71，扫码器71设置于上料机构1的上方，在复判检测之前对待复判检测的液晶面板进行一一扫码，并将扫码信息传递给PLC控制器。
如图3所示，安装架31一端固定于Z轴直线模组3的第三滑块上并沿着Z轴方向移动，Y轴滑台4安装于安装架31上，复判相机5安装于Y轴滑台4上使得复判相机5可沿着Y轴方向移动。
进一步，Y轴滑台4为直线滑台，实现复判相机5在Y轴方向的移动，Y轴滑台4为手动滑台或者电动滑台，如果待检测的液晶面板的尺寸较小，选用手动滑台，手动滑台的一端设置有手轮，人工旋转手轮即可实现对复判相机5在Y轴的移动，结构简单、操作方便，手动滑台满足本技术方案的要求；如果液晶面板待检测的液晶面板的尺寸较大，选用电动滑台，电动滑台的一端与Y轴驱动电机相连，Y轴驱动电机与PLC控制器相连。
在本实施例中，Z轴直线模组3上安装有两个呈对称设置安装架31，安装架31上分别安装有一Y轴滑台4，每个Y轴滑台4上分别安装有复判相机5；每个复判相机5下方分别安装有测试载台2，每个测试载台2下侧安装有相应的上料机构1。
测距传感器6安装于安装架31的一端处，测距传感器6用于监控复判相机5的位移，复判相机5随着Z轴直线模组3进行Z方向移动，根据测速传感器检测到位移变化对待测液晶面板的缺陷进行定间隔拍照。
在本实施例中，测距传感器6选用光栅尺位移传感器，光栅尺位移传感器实时监控相机的位移，并发出脉冲信号至计数器，计数器接收光栅尺位移传感器发出的脉冲信号，根据接收的脉冲信号计算出相机的位移，并将相机的位移信号进行传递至PLC控制器；待PLC控制器接收到计数器传递的相机的位移信号，根据相机的位移信号，向相机发送拍照命令。
CCD相机设置于复判相机5所处工位之前，已经检测到缺陷的液晶面板通过上料机构1运至CCD相机下方，CCD相机液晶面板的缺陷进行拍照、定位获取缺陷的坐标原点、偏移量和物理坐标，然后液晶面板被上料机构1运至相应位置进行复判检测。
本发明采用Z轴直线模组驱动复判相机升降，在复判相机升降的过程中采用测距传感器的方式检测位移，并将位移信号传递给PLC控制器，PLC控制器根据位移信号向复判相机发送拍照的命令。本发明实现了复判相机行程的精密控制，使得相机在预设的高度下准确拍照，保证了拍照数据的可靠性，进而保证了复判数据的准确性。
实施例2
液晶面板缺陷复判方法的检测原理为：如图5、图6所示，将光源9和复判相机置5于液晶面板8的异侧，检测单个缺陷时复判相机相对于液晶面板8位置固定，在液晶面板8和复判相机5相对静止的状态下，复判相机5通过不断的调整光学镜头变换镜头工作距离d取像，相当于复判相机5在液晶面板8厚度方向的不同位置照出多张照片，如果缺陷处在某一取向层，那么此层所取得的缺陷图像是最清楚的，其他层的图像模糊，以此判断缺陷所处于液晶面板8厚度方向的位置。该方法尤其适用于缺陷在液晶面板的下表面或者内部，光源从背面垂直透射玻璃进入相机，检测效果优良。该方法既可以通过该检测方法进行液晶面板8的缺陷复判，也可以用于单层玻璃或者多层玻璃的缺陷复判。
液晶面板缺陷复判方法包括以下步骤：
S1：启动上料机构1，将已初次检测到缺陷的液晶面板8移动到CCD相机正下方，拍照、定位获取缺陷的坐标原点、偏移量和物理坐标；
S2：根据步骤S1获取的缺陷的坐标原点、偏移量和物理坐标，上料机构1带动液晶面板8沿着X方向移动，同时Y轴滑台4带动复判相机5在Y方向移动，保证缺陷处于复判相机5的视野范围内；
S3：Z轴直线模组3带动复判相机5沿着Z方向匀速向下移动，并采用测距传感器6测量复判相机5光学镜头与液晶面板8上表面的垂直距离，当光学镜头与液晶面板8上表面的距离等于镜头工作距离时，启动复判相机5和光源，复判相机5根据测距传感器6监控的实时距离，以△为步进单位进行拍照并依次计数A，以缺陷最清晰的图像的行进行程△*A为判断依据，与各层级进行对比，判断缺陷的所处的层级。其中，△＝5～75μm，优选地，△＝10～50μm。
具体的，如图5、图6所示，复判相机5沿着Z方向向下移动，当光学镜头与液晶面板8上表面的距离等于镜头工作距离d时，开启复判相机5，以△＝50μm为步进单位进行拍照并依次计数10张，假如经过计算、对比得出第三张为缺陷最清晰的图像，将△*A＝50μm*3判断缺陷所在的层级。
在步骤S3中，缺陷最清晰的图像采用自Brenner梯度法、Tenegrad梯度法、laplace梯度法、方差法或能量梯度法对多张图像进行计算、对比获得。
步骤S4：选取缺陷最清晰的图像进行缺陷特征提取，判断缺陷等级。
步骤S4包括以下过程：1)滤波除去噪声；2)对图像进行傅里叶变换，由图像空间转换到频域空间；3)寻找频域空间高能量区域，并将高能量区域(在频域，这些区域代表空域中液晶面板的规整晶格结构)置零；4)反傅里叶变换，此时规整的晶格结构已经去除，提取出缺陷的结构图；5)对缺陷的结构图设定高、低阈值进行图像分割得到二值化图像；6)对二值化图像通过形态学变换得到清晰的缺陷图；7)对清晰的缺陷图进行缺陷精确分割计算得到缺陷面积，将缺陷面积与缺陷等级进行对比得到缺陷等级的分类。
实施例3
液晶面板缺陷复判方法与实施例2的原理基本相同，但是不同的是，光源9和复判相机5置于液晶面板的8同侧，如图7、图8所示，这种方法尤其适用于液晶面板上表面且为划痕/凹陷等类别，检测效果优良。
液晶面板缺陷复判方法包括以下步骤：
S1：启动上料机构1，将已初次检测到缺陷的液晶面板8移动到CCD相机正下方，拍照、定位获取缺陷的坐标原点、偏移量和物理坐标；
S2：根据步骤S1获取的缺陷的坐标原点、偏移量和物理坐标，上料机构1带动液晶面板8沿着X方向移动，同时Y轴滑台4带动复判相机5在Y方向移动，保证缺陷处于复判相机5的视野范围内；
S3：Z轴直线模组3带动复判相机5沿着Z方向匀速向下移动，并采用测距传感器6测量复判相机5光学镜头与液晶面板8上表面的垂直距离，当光学镜头与液晶面板8上表面的距离等于镜头工作距离时，启动复判相机5和光源，复判相机5根据测距传感器6监控的实时距离，以△为步进单位进行拍照并依次计数A，以缺陷最清晰的图像的行进行程△*A为判断依据，与各层级进行对比，判断缺陷的所处的层级。
具体的，如图7、图8所示，复判相机5沿着Z方向向下移动，当光学镜头与液晶面板8上表面的距离等于镜头工作距离d时，开启复判相机5，以△＝10μm为步进单位进行拍照并依次计数16张，假如经过计算、对比得出第五张为缺陷最清晰的图像，将△*A＝10μm*5判断缺陷所在的层级。
步骤S4：选取缺陷最清晰的图像进行缺陷特征提取，判断缺陷等级。
以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种液晶面板缺陷复判方法，其特征在于，其至少包括以下步骤：
S3：Z轴直线模组带动复判相机匀速下降，并采用测距传感器测量复判相机光学镜头与液晶面板上表面的垂直距离，当光学镜头与液晶面板上表面的垂直距离等于光学镜头工作距离时，启动复判相机，复判相机根据测距传感器监控的实时距离，以△为步进单位进行拍照并依次计数A，以缺陷最清晰的图像的行进行程△*A为判断依据，与各层级进行对比，判断缺陷的所处的层级。
2.根据权利要求1所述的液晶面板缺陷复判方法，其特征在于，在步骤S3中，缺陷最清晰的图像采用自Brenner梯度法、Tenegrad梯度法、laplace梯度法、方差法或能量梯度法对多张图像进行计算、对比获得。
3.根据权利要求1所述的液晶面板缺陷复判方法，其特征在于，所述液晶面板缺陷复判方法在步骤S3之前包括以下步骤：
S1：启动上料机构，将已初次检测到缺陷的液晶面板移动到CCD相机正下方，拍照、定位获取缺陷的坐标原点、偏移量和物理坐标；
S2：根据步骤S1获取的缺陷的坐标原点、偏移量和物理坐标，上料机构带动液晶面板沿着X方向移动，同时Y轴滑台带动复判相机在Y方向移动，保证缺陷处于复判相机的视野范围内。
4.根据权利要求1所述的液晶面板缺陷复判方法，其特征在于，所述液晶面板缺陷复判方法在步骤S3之后还包括步骤S4：选取缺陷最清晰的图像进行缺陷特征提取，判断缺陷等级。
5.根据权利要求4所述的液晶面板缺陷复判方法，其特征在于，步骤S4包括以下过程：
1)滤波除去噪声；
2)对图像进行傅里叶变换，由图像空间转换到频域空间；
3)寻找频域空间高能量区域，并将高能量区域置零；
4)进行反傅里叶变换，提取缺陷结构图；
5)对缺陷结构图设定高、低阈值进行图像分割得到二值化图像；
6)对二值化图像通过形态学变换得到清晰的缺陷图；
7)对清晰的缺陷图进行缺陷精确分割计算得到缺陷面积，将缺陷面积与缺陷等级进行对比得到缺陷等级的分类。
6.液晶面板缺陷复判机构，其特征在于，其包括：上料机构、测试载台、Z轴直线模组、Y轴滑台、复判相机、安装架和测距传感器，所述测试载台用以承载液晶面板，所述测试载台设置于所述上料机构上侧并能够沿着X方向移动，所述Z轴直线模组设置于测试载台的上方，所述安装架一端固定于所述Z轴直线模组上并沿着Z轴方向移动，所述Y轴滑台安装于所述安装架上，所述复判相机安装于所述Y轴滑台上，所述复判相机能够沿着所述Y轴滑台的移动，所述测距传感器安装于所述安装架上用于监控所述复判相机的位移，所述复判相机随着所述Z轴直线模组进行Z方向移动，根据所述测速传感器检测到位移变化对待测液晶面板的缺陷进行定间隔拍照。
7.根据权利要求6所述的液晶面板缺陷复判机构，其特征在于，还包括CCD相机，CCD相机设置于复判相机所处工位之前，CCD相机对液晶面板缺陷进行定位。
8.根据权利要求6所述的液晶面板缺陷复判机构，其特征在于，所述Z轴直线模组上安装有两个呈对称设置安装架，所述安装架上分别安装有一Y轴滑台，每个所述Y轴滑台上分别安装有所述复判相机；每个所述复判相机下方分别安装有所述测试载台，每个所述测试载台下侧安装有相应的上料机构。
9.根据权利要求6所述的液晶面板缺陷复判机构，其特征在于，所述上料机构包括：JIG板、JIG底板、夹具底板、X轴直线模组和直线导轨；JIG板设置于所述测试载具的下侧，所述JIG板上设置有第一卡槽，所述JIG板通过所述第一卡槽与所述测试载具相连；JIG底板设置于所述JIG板下侧；所述JIG底板中部设置有第二卡槽，所述JIG底板通过第二卡槽与所述JIG板相连；夹具底板，其设置于所述JIG底板下侧；X轴直线模组设置于所述夹具底板下侧，所述X轴直线模组的上侧与所述夹具底板的底部相连；直线导轨与所述直线模组平行设置，所述直线导轨的上侧与夹具底板底部相连。
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