CN111273466A - 一种显示屏表面缺陷检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种显示屏表面缺陷检测系统，包括：液晶面板，竖直设置，可以显示明暗相间的条纹；背光源，设于所述液晶面板的背侧，用于给所述液晶面板显示条纹提供背光；半透射半反射镜；第一成像部件，设于所述液晶面板的前侧，并位于所述半透射半反射镜的上方；所述液晶面板发射的明暗相间的条纹，经由所述半透射半反射镜反射，射向被检测的显示屏的表面，然后经由所述显示屏的表面反射，透过所述半透射半反射镜，进入所述第一成像部件中；所述显示屏位于所述液晶面板的前侧，并位于倾斜设置的半透射半反射镜的下方。该检测系统设计避免了人工检测的弊端，能够极大提高检测的高效性和准确性。

Description

一种显示屏表面缺陷检测系统

技术领域

本申请涉及显示屏表面缺陷检测技术领域，特别涉及一种显示屏表面缺陷检测系统。

背景技术

随着显示屏行业的飞速发展，生产产品质量等级不断升高，进一步对产品表面检测的要求相对严格，产品表面出现的缺陷足以影响产品的质量和用户的使用印象，尤其是当代流行的全面屏手机，对显示屏表面的缺陷检测的标准为零漏检，目前，显示屏表面缺陷的检测技术对凹凸点、涟漪、应力痕等缺陷难以成像，常规的视觉成像方案对这类缺陷成像对比度较低，缺陷特征不明显，易产生过检现象，而人眼检测受到检测人员经验、疲劳等因素导致漏检率较高；为快速解决这类问题，基于LCD条纹光对显示屏光滑表面检测的成像系统是通过 LCD面板显示黑白条纹并投射在产品上的光学成像设计思路，使上述问题得到解决。

根据生产线人眼检测方法，在照度1000lux日光灯环境下，人眼观察距离300mm，手持产品倾斜±45°，人眼从显示屏顶端至底端进行观察后，再将产品旋转90°用相同的方式进行观察，人眼根据目标物亮度和相对背景的关系及日光灯投射在显示屏上的灯管倒影的变形量，判断是否存在缺陷，本发明在人工检测环境及检测方式的启发下，利用LCD面板显示黑白条纹、背光源及半透射半反射镜对显示屏进行成像，视野范围可覆盖整个显示屏，可大大提高显示屏检测的高效性及准确性。

发明内容

本申请要解决的技术问题为提供一种显示屏表面缺陷检测系统，该检测系统设计避免了人工检测的弊端，能够极大提高检测的高效性和准确性。

为解决上述技术问题，本申请提供一种显示屏表面缺陷检测系统，用于检测显示屏表面的缺陷，包括：

液晶面板，竖直设置，可以显示明暗相间的条纹；

背光源，设于所述液晶面板的背侧，用于给所述液晶面板显示条纹提供背光；

半透射半反射镜，倾斜置于所述液晶面板的前侧，且所述液晶面板的上部与所述半透射半反射镜的倾斜上部的夹角为锐角；

第一成像部件，设于所述液晶面板的前侧，并位于所述半透射半反射镜的上方；

所述液晶面板发射的明暗相间的条纹，经由所述半透射半反射镜反射，射向被检测的显示屏的表面，然后经由所述显示屏的表面反射，透过所述半透射半反射镜，进入所述第一成像部件中；

所述显示屏位于所述液晶面板的前侧，并位于倾斜设置的半透射半反射镜的下方。

可选的，所述显示屏表面缺陷检测系统设有第一检测位置，所述第一检测位置位于所述半透射半反射镜的下方，并与所述第一成像部件的镜头正对；

所述显示屏位于所述第一检测位置时，所述第一成像部件的对焦位置经由所述显示屏反射位于所述液晶面板上。

可选的，所述显示屏表面缺陷检测系统还包括控制部件，所述控制部件用于控制所述液晶面板的明暗条纹的显示方向和显示宽度。

可选的，所述显示屏处于第一检测位置时，所述控制部件驱动所述液晶面板显示的明暗条纹与水平方向平行和竖直各至少一次，以便所述第一成像部件对所述明暗条纹成像各至少一次。

可选的，所述显示屏处于第一检测位置时，所述控制部件还驱动所述液晶面板显示的明暗条纹与水平方向成45°夹角时至少一次，以便所述第一成像部件对相应的明暗条纹成像至少一次。

可选的，所述显示屏在第一检测位置时，所述控制部件驱动所述液晶面板显示的明暗条纹的宽度范围均为3-5mm。

可选的，所述显示屏表面缺陷检测系统还包括：

第二成像部件，设于所述液晶面板的前侧，并位于所述半透射半反射镜的上方；并位于所述第一成像部件远离所述液晶面板的一侧。

可选的，所述显示屏表面缺陷检测系统设有第二检测位置，所述第二检测位置位于所述半透射半反射镜的下方，并与所述第二成像部件的镜头正对；

所述显示屏位于所述第二检测位置时，所述第二成像部件的对焦位置位于处于其正下方的显示屏的表面上。

可选的，所述显示屏表面缺陷检测系统还包括控制部件，所述控制部件用于控制所述液晶面板的明暗条纹的显示方向和显示宽度。

可选的，所述显示屏处于第二检测位置时，所述控制部件驱动所述液晶面板显示的明暗条纹与水平方向垂直，并间隔变化两次。

在本申请中，一种显示屏表面缺陷检测系统，用于检测显示屏表面的缺陷，包括：

液晶面板，竖直设置，可以显示明暗相间的条纹；

背光源，设于所述液晶面板的背侧，用于给所述液晶面板显示条纹提供背光；

半透射半反射镜，倾斜置于所述液晶面板的前侧，且所述液晶面板的上部与所述半透射半反射镜的倾斜上部的夹角为锐角；

第一成像部件，设于所述液晶面板的前侧，并位于所述半透射半反射镜的上方；

所述液晶面板发射的明暗相间的条纹，经由所述半透射半反射镜反射，射向被检测的显示屏的表面，然后经由所述显示屏的表面反射，透过所述半透射半反射镜，进入所述第一成像部件中；

所述显示屏位于所述液晶面板的前侧，并位于倾斜设置的半透射半反射镜的下方。

在工作时，在背光源提供的背光的作用下，控制液晶面板发出明暗相间的条纹，所述液晶面板发射的明暗相间的条纹，经由所述半透射半反射镜反射，射向被检测的显示屏的表面，然后经由所述显示屏的表面反射，透过所述半透射半反射镜，进入所述第一成像部件中。当显示屏上有缺陷时，通过显示屏反射进入第一成像部件的明暗条纹就会不再规则，从而得到具体的缺陷位置。

综上所述，相对现有技术中通过人工检测的方式，该检测系统设计避免了人工检测的弊端，能够极大提高检测的高效性和准确性。

附图说明

图1为本申请一种实施例中一种显示屏表面缺陷检测系统的结构示意图；

图2为图1中的显示屏表面缺陷检测系统的第一成像部件和第二成像部件的对焦示意图；

图3为图1中的显示屏表面缺陷检测系统的液晶面板显示的明暗条纹的结构示意图；

图4为图3中显示屏表面缺陷检测系统中显示屏处于第一检测位置时的缺陷检测原理图；

图5为图3中显示屏表面缺陷检测系统中显示屏处于第一检测位置时涟漪缺陷成像图；

图6为图3中显示屏表面缺陷检测系统中显示屏处于第二检测位置时的缺陷检测原理图；

图7为图3中显示屏表面缺陷检测系统中显示屏处于第二检测位置时凹凸点缺陷成像图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

请参考图1、图2和图3，图1为本申请一种实施例中一种显示屏表面缺陷检测系统的结构示意图；图2为图1中的显示屏表面缺陷检测系统的第一成像部件和第二成像部件的对焦示意图；图3为图1中的显示屏表面缺陷检测系统的液晶面板显示的明暗条纹的结构示意图。

在一种实施例中，如图1所示，一种显示屏107表面缺陷检测系统，用于检测显示屏107 表面的缺陷，包括：

液晶面板101，如图1所示，竖直设置，可以显示明暗相间的条纹；具体的，液晶面板101通过一定的固定支架予以固定，使得其竖直设置。如图3所示，该明暗相间的条纹可以为黑白条纹，当然，也可以为其他颜色的条纹，本申请对此不作限制。

背光源102，设于液晶面板101的背侧，用于给液晶面板101显示条纹提供背光；如图1 所示，背光源102与液晶面板101平行正对设置，并且在长度方向上二者长度一致，从而使得液晶面板101每一部分均能得到较好的背光。

半透射半反射镜103，倾斜置于液晶面板101的前侧，且液晶面板101的上部与半透射半反射镜103的倾斜上部的夹角为锐角；需要说明的是，图3是主视图，作为一种示意，因而只看到半透射半反射镜103是一条线段。在物理现实中，半透射半反射镜103是一个具有一定长度、宽度和厚度的透镜，其倾斜固定。一种可以为采用一个支架使得其上端倾斜固定于液晶面板101的顶部，从而使得二者之间的夹角时锐角。

第一成像部件104，设于液晶面板101的前侧，并位于半透射半反射镜103的上方；如图1所示，通过一定的固定结构，固定于半透射半反射镜103的上方，并位于液晶面板101的前侧。

液晶面板101发射的明暗相间的条纹，经由半透射半反射镜103反射，射向被检测的显示屏107的表面，然后经由显示屏107的表面反射，透过半透射半反射镜103，进入第一成像部件104中；

显示屏107位于液晶面板101的前侧，并位于倾斜设置的半透射半反射镜103的下方。

在工作时，在背光源102提供的背光的作用下，控制液晶面板101发出明暗相间的条纹，液晶面板101发射的明暗相间的条纹，经由半透射半反射镜103反射，射向被检测的显示屏 107的表面，然后经由显示屏107的表面反射，透过半透射半反射镜103，进入第一成像部件 104中。当显示屏107上有缺陷时，通过显示屏107反射进入第一成像部件104的明暗条纹就会不再规则，从而得到具体的缺陷位置。

综上，相对现有技术中通过人工检测的方式，该检测系统设计避免了人工检测的弊端，能够极大提高检测的高效性和准确性。

在上述实施例的基础上，可以做出进一步改进。比如，如图1和图2所示，显示屏107表面缺陷检测系统设有第一检测位置，第一检测位置位于半透射半反射镜103的下方，并与第一成像部件104的镜头正对；

如图2所示，显示屏107位于第一检测位置时，第一成像部件104的对焦位置经由显示屏107反射位于液晶面板101上。具体的，如图2所示，对焦的光线，经由显示屏107反射，在液晶面板101上汇聚为焦点。

在上述技术方案中，第一成像部件104对焦液晶面板101显示的黑白条纹，主要针对涟漪、应力痕缺陷，涟漪、应力痕属于大面积起伏较弱的缺陷种类，缺陷成像原理是通过液晶面板101显示一定周期的黑白条纹，且已知相机、镜头、液晶面板101、半透射半反射镜103、显示屏107之间的位置关系，将黑白条纹图像通过半透射半反射镜103投射在显示屏107(被测物)，镜头对焦显示屏107上条纹倒影，即对焦液晶面板101显示的黑白条纹，受到显示屏 107涟漪类、应力痕类缺陷表面高低起伏的不同，使成像上黑白条纹发生变形，变形的黑白条纹携带物体表面的三维状态信息，通过光学器件之间的位置关系及算法图像处理技术，进行实现缺陷的检测和缺陷的量化。

在上述实施例中，显示屏107表面缺陷检测系统还包括控制部件，控制部件用于控制液晶面板101的明暗条纹的显示方向和显示宽度。本成像系统的关键部件是可控液晶面板101，液晶面板101可显示条纹的周期性变化及条纹方向性变化，针对不同缺陷类型条纹的状态也随之不同。

具体的，显示屏107处于第一检测位置时，控制部件驱动液晶面板101显示的明暗条纹与水平方向平行和竖直各至少一次，以便第一成像部件104对明暗条纹成像各至少一次。

涟漪缺陷黑条纹宽度3mm、白条纹宽度为3mm，镜头光圈F8，液晶面板101显示的黑白条纹与水平方向垂直时拍照一次，液晶面板101显示的黑白条纹与水平方向平时拍照一次，原因是涟漪缺陷面积较大，约占显示屏107的八分之一，形态上类似于水波，又俗称水波纹，原理上液晶面板101显示条纹宽度越小，缺陷成像条纹变化越明显，但由于系统需对焦液晶面板101显示条纹，且成像系统需经过半透射半反射镜103对焦液晶面板101显示的条纹，如果条纹宽度太小，图像上黑白条纹上分辨率不够，不能突出缺陷特征，经过大量实验证明，黑/白条纹宽度3-5mm可使显示屏107高低起伏约0.05mm的水波纹缺陷成像，达到客户检测精度水平；光圈越小，条纹变化的成像对比度越强，但曝光时间增大，影响检测时间，综合考虑，镜头光圈F＝8，为最优状态。

在上述技术方案中，还可以做出进一步改进。比如，显示屏107处于第一检测位置时，控制部件还驱动液晶面板101显示的明暗条纹与水平方向成45°夹角时至少一次，以便第一成像部件104对相应的明暗条纹成像至少一次。

在上述方案中，应力痕缺陷黑条纹宽度3mm、白条纹宽度为3mm，镜头光圈F8，液晶面板101显示的黑白条纹与水平方向垂直拍照一次，液晶面板101显示的黑白条纹与水平方向平时拍照一次，液晶面板101显示的黑白条纹与水平方向成45°拍照一次，原因是应力痕缺陷为细长型，且具有方向性，为了避免应力痕与条纹重合，缺陷特征被条纹覆盖，增加液晶面板101显示的黑白条纹与水平方向成45°拍照一次。

此外，如上文，显示屏107在第一检测位置时，控制部件驱动液晶面板101显示的明暗条纹的宽度范围均为3-5mm，此时具有较好的成像效果。

在上述技术方案中，还可以做出进一步改进。比如，显示屏107表面缺陷检测系统还包括：

第二成像部件105，如图1所示，设于液晶面板101的前侧，并位于半透射半反射镜103 的上方；并位于第一成像部件104远离液晶面板101的一侧。

如图1和图2所示，显示屏107表面缺陷检测系统设有第二检测位置，第二检测位置位于半透射半反射镜103的下方，并与第二成像部件105的镜头正对；

显示屏107位于第二检测位置时，第二成像部件105的对焦位置位于处于其正下方的显示屏107的表面上。

显示屏107处于第二检测位置时，控制部件驱动液晶面板101显示的明暗条纹与水平方向垂直，并间隔变化两次。

在上述技术方案中，凹凸点缺陷条纹成正弦周期性，正弦周期为14mm，镜头光圈F4，镜头略微虚焦，液晶面板101显示的黑白条纹与水平方向垂直，黑白周期条纹间隔性变化拍照两次，原因是成像上正弦周期条纹呈现明暗场过渡的照明范围较大，结合正弦周期14mm，液晶面板101显示的条纹只需间隔性变化两次即可使明暗过渡照明范围覆盖显示屏107，微虚焦可使缺陷成像对比度增强。

本申请利用LCD面板和高亮且均匀背光源102，通过信号控制液晶面板101，使液晶面板101显示黑白条纹呈周期性及方向性的变化，配合背光源102、半透射半反射镜103及两个成像系统对显示屏107进行检测。一个成像系统对焦液晶面板101显示的条纹，另一个成像系统对焦显示屏107表面，如图1所示，分为第一成像部件104和第二成像部件105；第一成像部件104对焦液晶面板101显示的条纹，第二成像部件105对焦显示屏107表面。如图3所示，可控液晶面板101显示黑白条纹可通过信号控制条纹周期、条纹方向及条纹特性。

下边介绍一下显示屏107在第一检测位置时的检测缺陷成像原理。具体的，请参考图4 和图5，图4为图3中显示屏107表面缺陷检测系统中显示屏处于第一检测位置时的缺陷检测原理图；图5为图3中显示屏表面缺陷检测系统中显示屏处于第一检测位置时涟漪缺陷成像图。

如图4所示，液晶面板101发出的条纹光，经由被检测物表面反射后，进入成像接受面 106。图中实线代表被检测物缺陷面-涟漪，相应的反射的条纹光也是实线，相应的法线也是实线。图中的虚线是被检测物标准面，相应的反射的条纹光也是虚线，相应的法线也是虚线。

其涟漪缺陷的实际成像图如图5所示，也就是图5中长方形框中部分，代表显示屏107 对应的位置有涟漪缺陷。

下边介绍一下显示屏107在第二检测位置时的检测缺陷成像原理。具体的，请参考图6 和图7，图6为图3中显示屏表面缺陷检测系统中显示屏处于第二检测位置时的缺陷检测原理图；图7为图3中显示屏表面缺陷检测系统中显示屏处于第二检测位置时凹凸点缺陷成像图。

如图6所示，被检测物的表面，有标准面和缺陷面(凹凸点)，液晶面板101发出的条纹光，经过相应的凹凸点发生反射进入成像接受面106，其成像图如图7中的方框中的图像，从而显示出相应的凹凸点。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示屏表面缺陷检测系统，用于检测显示屏表面的缺陷，其特征在于，包括：

液晶面板，竖直设置，可以显示明暗相间的条纹；

背光源，设于所述液晶面板的背侧，用于给所述液晶面板显示条纹提供背光；

半透射半反射镜，倾斜置于所述液晶面板的前侧，且所述液晶面板的上部与所述半透射半反射镜的倾斜上部的夹角为锐角；

第一成像部件，设于所述液晶面板的前侧，并位于所述半透射半反射镜的上方；

所述液晶面板发射的明暗相间的条纹，经由所述半透射半反射镜反射，射向被检测的显示屏的表面，然后经由所述显示屏的表面反射，透过所述半透射半反射镜，进入所述第一成像部件中；

所述显示屏位于所述液晶面板的前侧，并位于倾斜设置的半透射半反射镜的下方。

2.如权利要求1所述的一种显示屏表面缺陷检测系统，其特征在于，所述显示屏表面缺陷检测系统设有第一检测位置，所述第一检测位置位于所述半透射半反射镜的下方，并与所述第一成像部件的镜头正对；

所述显示屏位于所述第一检测位置时，所述第一成像部件的对焦位置经由所述显示屏反射位于所述液晶面板上。

3.如权利要求2所述的一种显示屏表面缺陷检测系统，其特征在于，所述显示屏表面缺陷检测系统还包括控制部件，所述控制部件用于控制所述液晶面板的明暗条纹的显示方向和显示宽度。

4.如权利要求3所述的一种显示屏表面缺陷检测系统，其特征在于，所述显示屏处于第一检测位置时，所述控制部件驱动所述液晶面板显示的明暗条纹与水平方向平行和竖直各至少一次，以便所述第一成像部件对所述明暗条纹成像各至少一次。

5.如权利要求4所述的一种显示屏表面缺陷检测系统，其特征在于，所述显示屏处于第一检测位置时，所述控制部件还驱动所述液晶面板显示的明暗条纹与水平方向成45°夹角时至少一次，以便所述第一成像部件对相应的明暗条纹成像至少一次。

6.如权利要求3-5任一项所述的一种显示屏表面缺陷检测系统，其特征在于，所述显示屏在第一检测位置时，所述控制部件驱动所述液晶面板显示的明暗条纹的宽度范围均为3-5mm。

7.如权利要求1所述的一种显示屏表面缺陷检测系统，其特征在于，所述显示屏表面缺陷检测系统还包括：

第二成像部件，设于所述液晶面板的前侧，并位于所述半透射半反射镜的上方；并位于所述第一成像部件远离所述液晶面板的一侧。

8.如权利要求7所述的一种显示屏表面缺陷检测系统，其特征在于，所述显示屏表面缺陷检测系统设有第二检测位置，所述第二检测位置位于所述半透射半反射镜的下方，并与所述第二成像部件的镜头正对；

所述显示屏位于所述第二检测位置时，所述第二成像部件的对焦位置位于处于其正下方的显示屏的表面上。

9.如权利要求8所述的一种显示屏表面缺陷检测系统，其特征在于，所述显示屏表面缺陷检测系统还包括控制部件，所述控制部件用于控制所述液晶面板的明暗条纹的显示方向和显示宽度。

10.如权利要求9所述的一种显示屏表面缺陷检测系统，其特征在于，所述显示屏处于第二检测位置时，所述控制部件驱动所述液晶面板显示的明暗条纹与水平方向垂直，并间隔变化两次。

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