CN116718618A - 一种玻璃基板表面缺陷检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及面板检测技术领域，具体涉及一种玻璃基板表面缺陷检测方法及装置，包括如下步骤：S1：按要求放置玻璃基板并配置好成像模块；S2：获取玻璃基板整板图像信息；S3：分析玻璃基板整板图像信息并判断缺陷所处位置。步骤S3还包括如下步骤：S3.1：基于所述玻璃基板整板图像信息提取缺陷特征值；S3.2：比较缺陷图像的特征值并基于比较结果判断缺陷所处位置。本申请相对现有技术能够以更低的配置成本产生更高的检测效率。

Description

一种玻璃基板表面缺陷检测方法及装置

技术领域

本发明涉及面板检测技术领域，具体涉及一种玻璃基板表面缺陷检测方法及装置。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

玻璃基板是表面极其平整的薄玻璃片，是平板显示产业的关键基础材料之一，玻璃基板分为上表面和下表面，上表面是下游面板的制程面又称图形面，对玻璃板面质量要求较高，存在缺陷可能导致后续显示效果欠佳，在存在缺陷时需要及时识别并再次加工处理；而下表面是传输和抓取面，一般没有制程，对玻璃板面质量要求低一些，允许存在一些轻微缺陷。玻璃基板表面缺陷主要包括：颗粒、划伤、污渍、印迹等。由于玻璃基板具有高透过率，上下表面缺陷很难区分出是在哪个面，因此难以准确判断哪些基板需要再次加工。

在公开号为CN106292009A的专利文献中公开了区分缺陷在玻璃基板A面还是B面的检查法，通过检验员使用灯光倾斜照射至缺陷处，如果此缺陷在A面，光线经过反射与折射后，在肉眼得到的信息中，会有反射光和折射光同时反馈的相同两种缺陷信息，如果缺陷在B面，则没有折射光形成的倒影。该现有技术采用对缺陷位置打光，检验员通过肉眼观察缺陷的成像信息来判断缺陷的所处位置，但由于肉眼的识别清晰度有限，人眼要准确、清晰地观察到缺陷图像需要打光的角度合适，因此在检查过程中需要检验员不断调整光照的方向和自我所处的位置，才能准确判断该缺陷所处的位置；并且在玻璃基板较薄的情况下，缺陷本身和其折射虚像之间的偏移量较小，人眼难以准确分辨，使用该方法进行检测不仅准确度和效率无法保证，而且长期的观察可能损伤检验员的视力。

现有检查机通用的检测方案是先采用阵列相机对玻璃基板整板进行扫描初步识别出缺陷，然后使用复检相机定位拍照，拍照采用固定焦距递进分层拍摄，最后根据分层数据判断表面缺陷位于上表面还是下表面。但这种方法需要进行面检和复检两个步骤，虽然检验准确率能够保证但一方面设备成本会增加，另一方面影响检查效率和生产节拍。

发明内容

本发明的目的在于针对目前玻璃基板缺陷检测步骤繁琐、检测效率低、成本高的问题，提供一种能够快速而准确地检测出玻璃基板表面缺陷的检测方法及装置。

本发明的技术方案如下：

一种玻璃基板表面缺陷检测方法，包括如下步骤：

S1：按要求放置玻璃基板并配置好成像模块；

S2：获取玻璃基板整板图像信息；

S3：分析玻璃基板整板图像信息并判断缺陷所处位置；

其中，步骤S3还包括如下子步骤：

S3.1：基于所述玻璃基板整板图像信息提取缺陷图像的特征值；

S3.2：比较缺陷图像的特征值并基于比较结果判断缺陷所处位置。

根据一种优选的实施方式，步骤S3.2按照如下条件判断缺陷所处位置：

当比较后存在两个缺陷图像的特征值相同时，判断该缺陷图像对应的缺陷本体位于玻璃基板背离承载模块的表面；

当缺陷图像的特征值唯一时，判断该缺陷图像对应的缺陷本体位于玻璃基板与承载模块接触的表面。

这样的技术方案只需要配置一个图像获取单元、只需要进行一次图像扫描获取和进行一次特征值提取及计算，不仅配置所需的成本降低，并且能够节省扫描和计算的时间，提升玻璃基板的缺陷检测效率。

根据一种优选的实施方式，还包括步骤S4：

S4.1：计算具有相同特征值的缺陷图像之间的相对距离；

S4.2：将计算出的相对距离与预设值进行比对，基于比对结果确认缺陷所处位置。

根据一种优选的实施方式，所述步骤S4.2依据如下条件进行缺陷的所处位置确认：

当计算出的相对距离等于预设值时，确认该缺陷图像对应的缺陷本体处于背离承载模块的表面；

当计算出的相对距离不等于预设值时，判断两个缺陷图像对应的缺陷本体处于与承载模块接触的表面上。

根据一种优选的实施方式，步骤S4.2中的预设值的计算方法为：

其中，a为图像获取单元(3)到玻璃基板背离承载模块的表面的垂直距离，b为玻璃基板厚度的两倍，α为图像获取单元与玻璃基板的夹角。

根据一种优选的实施方式，所述图像获取单元与玻璃基板的夹角α的取值范围为0°<α<90°。

根据一种优选的实施方式，还包括步骤S5：

S5.1：计算具有相同特征值的缺陷图像之间的相对距离预设值；

S5.2：基于计算出的相对距离预设值得出具有相同特征值的缺陷图像之间的相对坐标；

S5.3：获取具有相同特征值的缺陷图像的实际坐标，基于实际坐标和相对坐标比对判断缺陷图像对应的缺陷本体的所处位置。

根据一种优选的实施方式，所述步骤S5.3依据如下条件进行缺陷的所处位置确认：

当具有相同特征值的缺陷图像之间的实际坐标符合相对坐标值时，确认该缺陷图像对应的缺陷本体处于背离承载模块的表面；

当具有相同特征值的缺陷图像之间的实际坐标不符合相对坐标值时，判断两个缺陷图像对应的缺陷本体处于与承载模块接触的表面上。

本申请还提供一种玻璃基板表面缺陷检测装置，适用于如前所述的玻璃基板表面缺陷检测方法，包括用于放置玻璃基板的承载模块和用于采集玻璃基板图像的成像模块，

所述承载模块和所述成像模块相对设置，在使用时，玻璃基板位于所述承载模块和所述成像模块之间，

所述成像模块包括光照单元、图像获取单元和数据处理单元，玻璃基板设置于承载模块上，光照单元和图像获取单元同设置于玻璃基板背离承载模块的一侧。

根据一种优选的实施方式，所述玻璃基板设置于暗房内的承载模块上，且承载模块与具有更低质量要求的下表面接触，具有更高质量要求的表面朝向光照单元和图像获取单元。

暗房内的四周均设置为黑色，在有光照时会吸收大量光线而几乎不反射光线，玻璃基板的与承载模块接触后平铺在承载模块上，光照单元和图像获取单元均设置于玻璃基板的上方(背离承载模块的一侧)，玻璃基板与承载模块接触的表面会形成镜面，位于玻璃基板背离承载模块的表面上的缺陷会由于该镜面的存在产生一个镜像，该镜像能够被位于玻璃基板上方的图像获取单元获取，同时位于玻璃基板背离承载模块的表面上的缺陷本体也能够被图像获取单元获取，从而图像获取单元输出的玻璃基板整板图像信息中会包含两个具有相同特征值的缺陷图像，并且缺陷镜像和缺陷本体图像之间的偏移量足够使得计算机将二者区分为两个缺陷图像。而由于光照单元位于玻璃基板上方，位于玻璃基板与承载模块接触的表面的缺陷则不会出现镜面效应，图像获取单元只能够获取到该缺陷的一个图像。

根据一种优选的实施方式，承载模块能够是传送带，多个玻璃基板能够在传送带的携带下向前行进，依次经过设置有光照单元和图像获取单元的暗房内，图像获取单元能够依次获取多个玻璃基板的整板图像并识别判断玻璃基板两个表面存在的缺陷。

根据一种优选的实施方式，所述光照单元和图像获取单元相对设置，所述光照单元的光照方向可调，所述图像获取单元与所述玻璃基板的夹角α的调整范围为0°<α<90°。

设置于玻璃基板上方的图像获取单元需要获取玻璃基板的图像，因此其需要倾斜朝向玻璃基板，故而图像获取单元与玻璃基板的表面的夹角不能为0°，而当图像获取单元与玻璃基板之间的夹角为90°时，位于玻璃基板背离承载模块的表面的缺陷本体和其镜像重合，难以被图像获取单元区分为两个缺陷，故而根据图像获取单元获取的图像无法区分缺陷的所处位置，因此图像获取单元与玻璃基板之间的夹角不能为90°。

根据一种优选的实施方式，b的取值范围为0.4mm-1.4mm。由于玻璃基板的厚度较薄，所以位于玻璃基板背离承载模块的表面的缺陷由于光线折射产生的折射虚像与玻璃基板上的缺陷本体图像之间的偏移量非常小，不足以被图像获取单元获取，因此其不会对检测过程产生影响。

根据一种优选的实施方式，所述步骤S3.1中的缺陷图像的特征值包括形态、尺寸、灰度等参数。

与现有的技术相比本发明的有益效果是：

1、配置成本低，本申请的方法中只需要一个图像获取单元便能够采集到足够判断缺陷位置的图像信息，并且该图像获取单元只需要有一个能够获取清晰的玻璃基板整板图像信息的焦段即可，对图像获取单元的配置要求较现有技术更低，所需的配置成本更少；同时机器操作相对人工检测能够节省大量的人力成本，并且大幅提升检测准确率；

2、检验效率高，每张玻璃基板单次扫描，所需扫描时间短；计算机只需处理单次扫描的数据，待处理的数据量小，处理速度快，判断速度快，平均每张玻璃基板所需的检验时间大大缩短，提高检验效率；

3、检测准确度高，图像获取模块能够获取缺陷的细节特征，更有利于区分不同缺陷，并且计算数据处理能够通过降噪等操作使得图像的细节更加突出和准确，显著提高检测的准确度。

附图说明

图1为本申请的玻璃基板背离承载模块的表面上的缺陷成像示意图；

图2为本申请的玻璃基板与承载模块接触的表面上的缺陷成像示意图；

图3是本申请的一个优选实施方式的逻辑示意图。

附图标记：

1-玻璃基板，2-光照单元，3-图像获取单元，4-缺陷本体，5-缺陷虚像，6-缺陷虚像图像，7-背离承载模块的表面，8-与承载模块接触的表面，9-缺陷成像镜面。

具体实施方式

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例一

请参阅图1-3，本实施例提供一种玻璃基板表面缺陷检测方法，包括如下步骤：S1按要求放置玻璃基板1并配置好成像模块；

玻璃基板1和成像模块的配置要求为：成像模块包括光照单元2、图像获取单元3和数据处理单元，玻璃基板1设置于暗房内的承载模块上，光照单元2和图像获取单元3同设置于玻璃基板1背离承载模块的一侧。调整光照单元2对玻璃基板1的照射角度和图像获取单元3相对玻璃基板1的倾斜角度时，图像获取单元3获取到的玻璃基板1上的缺陷细节的清晰程度会发生改变，因此基于图像获取单元3采集的图像信息的需要，光照单元2和图像获取单元3的设置角度能够自行调整。图像获取单元3能够是本领域技术人员常用的各类相机。光照单元2能够是本领域技术人员常用的各类光源。

暗房内的四周均设置为黑色，在有光照时会吸收大量光线而几乎不反射光线，玻璃基板1与承载模块接触后平铺在承载模块上，光照单元2和图像获取单元3均设置于玻璃基板1的上方(背离承载模块的一侧)，玻璃基板1与承载模块接触的表面8会形成缺陷成像镜面9，如图1所示，位于玻璃基板1背离承载模块的表面7上的缺陷会由于缺陷成像镜面9的存在而产生一个镜像，该镜像能够被位于玻璃基板1背离承载模块的表面7上方的图像获取单元3获取，同时位于玻璃基板1背离承载模块的表面7上的缺陷本体4也能够被图像获取单元3获取，从而图像获取单元3输出的玻璃基板1整板图像信息中会包含两个具有相同特征值的缺陷图像，并且缺陷镜像和缺陷本体4的图像之间的偏移量足够使得计算机将二者区分为两个缺陷图像。而由于光照单元2位于玻璃基板1上方，如图2所示，位于玻璃基板1与承载模块接触的表面8的缺陷则不会出现镜面效应，图像获取单元3只会获取到该缺陷的一个图像。

根据一种优选的实施方式，所述玻璃基板1设置于暗房内的承载模块上，且承载模块与具有更低质量要求的下表面接触，具有更高质量要求的表面朝向光照单元2和图像获取单元3。

由于玻璃基板1的两侧板面质量要求不同，玻璃基板1的上表面是制程面，质量要求高，要求存在的缺陷少，在检测时需要重点关注，故而，将玻璃基板1的上表面朝向光照单元2和图像获取单元3能够捕获到更多玻璃基板1上表面的缺陷的细节信息，提升检测的准确度。在实际的使用过程中，基于质量要求的不同和对检验结果的准确度要求，能够自由调换玻璃基板1的放置方向，分别对上表面和下表面进行检测。

S2图像获取单元3获取玻璃基板1整板图像信息；

承载模块能够携带玻璃基板1平移，从而玻璃基板1整个板面的图像会被图像获取单元3全部获取。

S3数据处理器分析玻璃基板1整板图像信息并判断缺陷所处位置。

其中，步骤S3还包括如下步骤：

S3.1基于所述玻璃基板1整板图像信息提取缺陷的特征值；

S3.2：比较缺陷图像的特征值并基于比较结果判断缺陷所处位置。

步骤S3.2按照如下条件判断缺陷所处位置：

当比较存在两个缺陷图像特征值相同时，判断缺陷位于玻璃基板1背离承载模块的表面7。由于缺陷虚像5是缺陷本体4的镜面像，而玻璃基板1具有高透过率，故而缺陷虚像图像6与缺陷本体4的图像之间具有类似的特征，例如形态、尺寸、灰度等，从而在对图像上的缺陷进行特征值提取时，基于降噪等常规操作，能够使得缺陷虚像图像6与缺陷本体4的图像之间特征值接近甚至相同，而不同的缺陷本体4的图像之间则形状、尺寸、灰度等很难相同，故而几乎不会出现存在两个不同的缺陷本体图像的特征值接近甚至相同。因此，能够准确基于相同的特征值识别出玻璃基板1背离承载模块的表面7上的缺陷本体4的图像和其对应的缺陷虚像图像6。

根据一种优选的实施方式，本申请的玻璃基板表面缺陷检测方法还包括步骤S4：

S4.1：计算具有相同特征值的缺陷图像之间的相对距离；

S4.2：将计算出的相对距离与预设值进行比对，基于比对结果确认缺陷所处位置。

根据一种优选的实施方式，所述步骤S4.2依据如下条件进行缺陷的所处位置确认：

当计算出的相对距离等于预设值时，确认缺陷处于玻璃基板1背离承载模块的表面7。

根据一种优选的实施方式，步骤S4.2中的预设值的计算方法为：

其中，a为图像获取单元3到玻璃基板1表面的垂直距离，b为玻璃基板1厚度的两倍，α为图像获取单元3与玻璃基板1的夹角。

基于镜面效应产生的缺陷虚像图像6和缺陷本体图像之间的距离是固定的，根据光线的传输规律能够计算得出，就算步骤S3中存在两个缺陷本体4的图像特征值相同，通过计算其相对距离与预设值的比对也能够区别出这两个特征值相同的图像是否是同一个缺陷的一对虚实像，进而进一步对缺陷的所处位置进行确认。

根据一种优选的实施方式，还包括步骤S5：

S5.1：计算具有相同特征值的缺陷图像之间的相对距离预设值；

S5.2：基于计算出的相对距离预设值得出具有相同特征值的缺陷图像之间的相对坐标；

S5.3：获取具有相同特征值的缺陷图像的实际坐标，基于实际坐标和相对坐标比对判断缺陷图像对应的缺陷本体的所处位置。

步骤S4和步骤S5在使用时能够任选其一或都选。

在整板图像中建立坐标，由于缺陷本体图像和缺陷虚像图像之间的相对距离固定，并且相对位置关系也固定，因此二者之间有固定的相对坐标值。例如，当缺陷本体图像和缺陷虚像图像之间的相对距离为3mm，若缺陷本体图像的坐标为(0，1)，则缺陷虚像图像的坐标能够为(0，4)；若缺陷本体图像的坐标为(2，1)，则缺陷虚像图像的坐标能够为(2，4)。当实际缺陷本体图像和缺陷虚像图像的两个坐标值为(3.4)和(3.1)时，则符合该相对坐标值，该两个缺陷图像为一对虚实像，该缺陷图像对应的缺陷本体4位于背离承载模块的表面7上。

本实施例的技术方案只需要配置一个图像获取单元3、只需要进行一次图像扫描获取和进行一次计算，却能够实现在提取特征值时进行第一次判断，在第一次判断的基础上计算具有相同特征值的缺陷图像之间的相对距离并与预设值的进行比对进行第二次判断，不仅配置所需的成本降低，能够节省扫描和计算的时间，两次判断还能够保证缺陷位置判断的准确性。

根据一种优选的实施方式，所述图像获取单元3与玻璃基板1的夹角α的取值范围为0°<α<90°。设置于玻璃基板1上方的图像获取单元3需要获取玻璃基板1的图像，因此其需要倾斜朝向玻璃基板1，故而图像获取单元3与玻璃基板1的表面的夹角不能为0°，而当图像获取单元3与玻璃基板1之间的夹角为90°时，位于玻璃基板1表面的缺陷本体4和其镜像重合，难以被图像获取单元3区分为两个缺陷，故而根据图像获取单元3获取的图像无法区分缺陷的所处位置，因此图像获取单元3与玻璃基板1之间的夹角不能为90°。

根据一种优选的实施方式，b的取值范围为0.4mm-1.4mm。由于玻璃基板1的厚度较薄，所以位于玻璃基板1靠近光照单元2和图像获取单元3的表面上的缺陷由于光线折射产生的折射虚像与玻璃基板1上的缺陷本体4的图像之间的偏移量非常小，不足以被图像获取单元3获取，因此其不会对检测过程产生影响。

在使用气浮等方式承载玻璃基板，承载模块未与玻璃基板直接接触时，本实施例中的与承载模块接触的表面8为靠近承载模块的表面。

实施例二

本实施例是对实施例一的进一步说明，重复的内容不再赘述。

本实施例提供一种玻璃基板表面缺陷检测装置，适用于实施例一所述的玻璃基板表面缺陷检测方法，包括用于放置玻璃基板1的承载模块和用于采集玻璃基板1图像的成像模块。所述承载模块和所述成像模块相对设置，在使用时，玻璃基板1位于所述承载模块和所述成像模块之间。所述成像模块包括光照单元2、图像获取单元3和数据处理单元。玻璃基板1设置于承载模块上，光照单元2和图像获取单元3同设置于玻璃基板1背离承载模块的一侧。

根据一种优选的实施方式，光照单元2和图像获取单元3相对设置，光照单元2的光照方向可调，图像获取单元3与玻璃基板1的夹角α的调整范围为0°<α<90°。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

提供本背景技术部分是为了大体上呈现本发明的上下文，当前所署名的发明人的工作、在本背景技术部分中所描述的程度上的工作以及本部分描述在申请时尚不构成现有技术的方面，既非明示地也非暗示地被承认是本发明的现有技术。

Claims (10)

1.一种玻璃基板表面缺陷检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：按要求放置玻璃基板(1)并配置好成像模块；

S2：获取玻璃基板(1)整板图像信息；

S3：分析玻璃基板(1)整板图像信息并判断缺陷所处位置；

其中，步骤S3还包括如下子步骤：

S3.1：基于所述玻璃基板(1)整板图像信息提取缺陷图像的特征值；

S3.2：比较缺陷图像的特征值并基于比较结果判断缺陷所处位置。

2.根据权利要求1所述的玻璃基板表面缺陷检测方法，其特征在于，步骤S3.2按照如下条件判断缺陷所处位置：

当比较后存在两个缺陷图像的特征值相同时，判断该缺陷图像对应的缺陷本体(4)位于玻璃基板(1)背离承载模块的表面(7)；

当缺陷图像的特征值唯一时，判断该缺陷图像对应的缺陷本体(4)位于玻璃基板(1)与承载模块接触的表面(8)。

3.根据权利要求2所述的玻璃基板表面缺陷检测方法，其特征在于，还包括步骤S4：

S4.1：计算具有相同特征值的缺陷图像之间的相对距离；

S4.2：将计算出的相对距离与预设值进行比对，基于比对结果确认缺陷所处位置。

4.根据权利要求3所述的玻璃基板表面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤S4.2依据如下条件进行缺陷的所处位置确认：

当计算出的相对距离等于预设值时，确认该缺陷图像对应的缺陷本体(4)处于背离承载模块的表面(7)；

当计算出的相对距离不等于预设值时，判断两个缺陷图像对应的缺陷本体(4)处于与承载模块接触的表面(8)上。

5.根据权利要求4所述的玻璃基板表面缺陷检测方法，其特征在于，步骤S4.2中的预设值的计算方法为：

其中，a为图像获取单元(3)到玻璃基板(1)背离承载模块的表面(7)的垂直距离，b为玻璃基板(1)厚度的两倍，α为图像获取单元(3)与玻璃基板(1)的夹角。

6.根据权利要求5所述的一种玻璃基板表面缺陷检测方法，其特征在于，所述图像获取单元(3)与玻璃基板(1)的夹角α的取值范围为0°<α<90°。

7.根据权利要求2所述的一种玻璃基板表面缺陷检测方法，其特征在于，还包括步骤S5：

S5.1：计算具有相同特征值的缺陷图像之间的相对距离预设值；

S5.2：基于计算出的相对距离预设值得出具有相同特征值的缺陷图像之间的相对坐标；

S5.3：获取具有相同特征值的缺陷图像的实际坐标，基于实际坐标和相对坐标比对判断缺陷图像对应的缺陷本体(4)的所处位置。

8.根据权利要求1所述的一种玻璃基板表面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤S5.3依据如下条件进行缺陷的所处位置确认：

当具有相同特征值的缺陷图像之间的实际坐标符合相对坐标值时，确认该缺陷图像对应的缺陷本体(4)处于背离承载模块的表面(7)；

当具有相同特征值的缺陷图像之间的实际坐标不符合相对坐标值时，判断两个缺陷图像对应的缺陷本体(4)处于与承载模块接触的表面(8)上。

9.一种玻璃基板表面缺陷检测装置，适用于如权利要求1-8任一项所述的玻璃基板表面缺陷检测方法，其特征在于，包括用于放置玻璃基板(1)的承载模块和用于采集玻璃基板(1)图像的成像模块，

所述承载模块和所述成像模块相对设置，在使用时，玻璃基板(1)位于所述承载模块和所述成像模块之间，

所述成像模块包括光照单元(2)、图像获取单元(3)和数据处理单元，玻璃基板(1)设置于承载模块上，光照单元(2)和图像获取单元(3)同设置于玻璃基板(1)背离承载模块的一侧。

10.根据权利要求9所述的玻璃基板表面缺陷检测装置，其特征在于，所述光照单元(2)和图像获取单元(3)相对设置，所述光照单元(2)的光照方向可调，所述图像获取单元(3)与所述玻璃基板(1)的夹角α的调整范围为0°<α<90°。