CN117571744A - 一种用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法，包括开启同轴光源，通过相机对下方的盖板玻璃进行拍照，得到玻璃图像；通过分析玻璃图像得到缺陷平面位置；依次调整玻璃盖板不同方向的分区光源，分析缺陷是否有阴影，得到同一缺陷对应的周边缺陷阴影；基于缺陷阴影与缺陷之间投影形状相似性，利用AI算法分析判断缺陷阴影与缺陷之间的从属关系；通过图像获取缺陷阴影与缺陷之间的相对偏移，根据结构光三角原理，计算缺陷所属的高度，进行缺陷分层；利用多方位角的打光技术，实现盖板玻璃上、下表面缺陷分层检测，对于玻璃上表面轻微划伤、灰尘、脏污等缺陷具有较好的检测效果。
Description
技术领域
本发明涉及光学检测领域，更具体的，涉及一种用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法。
背景技术
目前保护性盖板玻璃Cover Glas s已经广泛应用于Mini LED/Micro LED屏幕封装技术、感光芯片的CIS封装技术等半导体先进封装技术中，封装过程中一般会产生灰尘、划痕、脏污、异物等不同种类的缺陷，这些缺陷可能会出现在盖板玻璃上表面或下表面，而处于上表面的部分缺陷(如灰尘、脏污、异物等)可人为剔除，人为剔除后可大大提升产品良率。
现有技术多采用3D光学传感器，如利用三角原理的线激光传感器、利用光谱共焦技术的线光谱共焦传感器等3D光学传感器，对盖板玻璃上下表面进行线性扫描，获取上下表面3D点云数据，判断缺陷所处高度。现有技术多采用3D光学传感器，对盖板玻璃上下表面进行扫描检测，其缺点列举如下：
对于几乎没有高度信息的缺陷(如盖板玻璃上表面细小的浅划伤、裂纹)，难以检测；需要运动机构进行扫描成像，存在振动干扰，影响检测精度；打光方式单一，检测缺陷种类有限，此时如果还需要检测其他缺陷(如盖板玻璃崩边)，则需要额外增加2D复合光源成像光学，结构变得复杂，成本较高。
发明内容
为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法。
本发明第一方面提供了一种用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法，包括：
开启同轴光源，通过相机对下方的盖板玻璃进行拍照，得到玻璃图像；
通过分析玻璃图像得到缺陷平面位置；
依次调整玻璃盖板不同方向的分区光源，分析缺陷是否有阴影，得到同一缺陷对应的周边缺陷阴影；
基于缺陷阴影与缺陷之间投影形状相似性，利用AI算法分析判断缺陷阴影与缺陷之间的从属关系；
通过图像获取缺陷阴影与缺陷之间的相对偏移，根据结构光三角原理，计算缺陷所属的高度，进行缺陷分层。
本发明一个较佳实施例中，开启同轴光源，通过相机对下方的盖板玻璃进行拍照，得到玻璃图像，具体包括：
获取同轴光源信息，得到光源参数；
将玻璃图像进行清晰度分析，得到图像分辨率；
根据图像分辨率进行动态调整光源参数，光源参数包括同轴光源亮度及同轴光源与盖板玻璃表面之间的角度。
本发明一个较佳实施例中，相机底部设置有远心镜头，远心镜头内置有同轴光源，通过远心镜头控制同轴光源参数。
本发明一个较佳实施例中，所述分区光源为条形光源，分区光源为4个或8个或16个，多个分区光源沿远心镜头的周向均布，多个分区光源设置在盖板玻璃上方，且位于盖板玻璃外侧区域。
本发明一个较佳实施例中，分析缺陷是否有阴影；
若缺陷有阴影，则判定缺陷位于盖板玻璃上表面；
若缺陷无阴影，则判定缺陷位于盖板玻璃下表面；
通过分区光源对盖板玻璃上表面的缺陷进行阴影获取。
本发明一个较佳实施例中，基于缺陷阴影与缺陷之间投影形状相似性，利用AI算法分析判断缺陷阴影与缺陷之间的从属关系，具体如下：
打开同轴光，相机拍到第一缺陷与第二缺陷；
打开单个分区光源，相机拍摄第一缺陷、第一阴影与第二缺陷；
然后依次打开其他3个分区光源,分别拍摄第一缺陷周围的不同方向的第二阴影、第三阴影与第四阴影；
利用AI算法分析，判定第一阴影、第二阴影、第三阴影与第四阴影均是由第一缺陷产生，从而确定阴影与第一缺陷之间的对应关系。
本发明一个较佳实施例中，通过图像获取缺陷阴影与缺陷之间的相对位置偏移，根据结构光三角原理，计算缺陷所属的高度，具体如下：
设定分区光源的打光角度θ，根据第一阴影的图像和镜头放大倍率，计算得出第一阴影与第一缺陷在物方的中心间距L，即为阴影与缺陷之间的相对位置偏移，根据三角关系，得到第一缺陷所属高度H＝L*tan(θ)；
根据所属高度H分析缺陷为上表面缺陷或下表面缺陷。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明利用多方位角的打光技术，实现盖板玻璃上、下表面缺陷分层检测，对于玻璃上表面轻微划伤、灰尘、脏污等缺陷具有较好的检测效果，为后续人为定点剔除上表面缺陷提供精确的缺陷位置。
(2)本发明光路结构具有结构简单可靠、无运动部件、可集成其他不同2D打光形式等特点，可实现高精度(微米级精度)缺陷检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，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是本发明实施例用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测原理图；
图2是本发明实施例缺陷阴影获取效果图；
图3是本发明实施例第一阴影显示图；
图4是本发明实施例第二阴影显示图；
图5是本发明实施例第三阴影显示图；
图6是本发明实施例第四阴影显示图；
图7是本发明实施例缺陷高度示意图。
图中：1、上表面缺陷，2、分区光源，3、下表面缺陷，4、盖板玻璃，5、缺陷阴影。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
参见图1-图2所示，本发明提出一种用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法，包括：
开启同轴光源，通过相机对下方的盖板玻璃4进行拍照，得到玻璃图像；
通过分析玻璃图像得到缺陷平面位置；
依次调整玻璃盖板不同方向的分区光源2，分析缺陷是否有阴影，得到同一缺陷对应的周边缺陷阴影5；
基于缺陷阴影5与缺陷之间投影形状相似性，利用AI算法分析判断缺陷阴影5与缺陷之间的从属关系；
通过图像获取缺陷阴影5与缺陷之间的相对偏移，根据结构光三角原理，计算缺陷所属的高度，进行缺陷分层。
具体的，当盖板玻璃4cover glass上表面和下表面同时存在缺陷时，只打开同轴光源观察，上下表面缺陷3均可在镜头景深范围内清晰成像，成像效果并无高度差异，无法判断缺陷所处高度；
此时，打开多分区(分区数目可选择4/8/16等)条形光源，可分时单独点亮每一个光源分区，在相机拍摄瞬间，提供单一方位角度照明；在单一方位角度照明条件下，处于盖板玻璃4上表面的缺陷在下表面形成缺陷阴影5，而处于盖板玻璃4下表面的缺陷并不会产生缺陷阴影5；照明方位角度不同，则同一个缺陷的阴影形状和位置不同，依次点亮每个光源分区，相机依次拍摄记录同一个缺陷的不同阴影形状和位置。
根据本发明实施例，开启同轴光源，通过相机对下方的盖板玻璃4进行拍照，得到玻璃图像，具体包括：
获取同轴光源信息，得到光源参数；
将玻璃图像进行清晰度分析，得到图像分辨率；
根据图像分辨率进行动态调整光源参数，光源参数包括同轴光源亮度及同轴光源与盖板玻璃4表面之间的角度。
根据本发明实施例，相机底部设置有远心镜头，远心镜头内置有同轴光源，通过远心镜头控制同轴光源参数。
根据本发明实施例，分区光源2为条形光源，分区光源2为4个或8个或16个，多个分区光源2沿远心镜头的周向均布，多个分区光源2设置在盖板玻璃4上方，且位于盖板玻璃4外侧区域。
根据本发明实施例，分析缺陷是否有阴影；
若缺陷有阴影，则判定缺陷位于盖板玻璃4上表面；
若缺陷无阴影，则判定缺陷位于盖板玻璃4下表面；
通过分区光源2对盖板玻璃4上表面的缺陷进行阴影获取。
根据本发明实施例，如图3-图6所示，基于缺陷阴影5与缺陷之间投影形状相似性，利用AI算法分析判断缺陷阴影5与缺陷之间的从属关系，具体如下：
打开同轴光，相机拍到第一缺陷与第二缺陷；
打开单个分区光源2，相机拍摄第一缺陷、第一阴影与第二缺陷；
然后依次打开其他3个分区光源2,分别拍摄第一缺陷周围的不同方向的第二阴影、第三阴影与第四阴影；
利用AI算法分析，判定第一阴影、第二阴影、第三阴影与第四阴影均是由第一缺陷产生，从而确定阴影与第一缺陷之间的对应关系。
根据本发明实施例，如图7所示，通过图像获取缺陷阴影5与缺陷之间的相对位置偏移，根据结构光三角原理，计算缺陷所属的高度，具体如下：
设定分区光源2的打光角度θ，根据第一阴影的图像和镜头放大倍率，计算得出第一阴影与第一缺陷在物方的中心间距L，即为阴影与缺陷之间的相对位置偏移，根据三角关系，得到第一缺陷所属高度H＝L*tan(θ)；
根据所属高度H分析缺陷为上表面缺陷1或下表面缺陷3。
综上所述，本发明利用多方位角的打光技术，实现盖板玻璃4上、下表面缺陷3分层检测，对于玻璃上表面轻微划伤、灰尘、脏污等缺陷具有较好的检测效果，为后续人为定点剔除上表面缺陷1提供精确的缺陷位置；本发明光路结构具有结构简单可靠、无运动部件、可集成其他不同2D打光形式等特点，可实现高精度(微米级精度)缺陷检测。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的上述实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法，其特征在于，包括：
开启同轴光源，通过相机对下方的盖板玻璃进行拍照，得到玻璃图像；
通过分析玻璃图像得到缺陷平面位置；
依次调整玻璃盖板不同方向的分区光源，分析缺陷是否有阴影，得到同一缺陷对应的周边缺陷阴影；
基于缺陷阴影与缺陷之间投影形状相似性，利用AI算法分析判断缺陷阴影与缺陷之间的从属关系；
通过图像获取缺陷阴影与缺陷之间的相对偏移，根据结构光三角原理，计算缺陷所属的高度，进行缺陷分层。
2.根据权利要求1所述的用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法，其特征在于，开启同轴光源，通过相机对下方的盖板玻璃进行拍照，得到玻璃图像，具体包括：
获取同轴光源信息，得到光源参数；
将玻璃图像进行清晰度分析，得到图像分辨率；
根据图像分辨率进行动态调整光源参数，光源参数包括同轴光源亮度及同轴光源与盖板玻璃表面之间的角度。
3.根据权利要求2所述的用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法，其特征在于,相机底部设置有远心镜头，远心镜头内置有同轴光源，通过远心镜头控制同轴光源参数。
4.根据权利要求1所述的用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法，其特征在于，所述分区光源为条形光源，分区光源为4个或8个或16个，多个分区光源沿远心镜头的周向均布，多个分区光源设置在盖板玻璃上方，且位于盖板玻璃外侧区域。
5.根据权利要求1所述的用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法，其特征在于，分析缺陷是否有阴影；
若缺陷有阴影，则判定缺陷位于盖板玻璃上表面；
若缺陷无阴影，则判定缺陷位于盖板玻璃下表面；
通过分区光源对盖板玻璃上表面的缺陷进行阴影获取。
6.根据权利要求1所述的用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法，其特征在于，基于缺陷阴影与缺陷之间投影形状相似性，利用AI算法分析判断缺陷阴影与缺陷之间的从属关系，具体如下：
打开同轴光，相机拍到第一缺陷与第二缺陷；
打开单个分区光源，相机拍摄第一缺陷、第一阴影与第二缺陷；
然后依次打开其他3个分区光源,分别拍摄第一缺陷周围的不同方向的第二阴影、第三阴影与第四阴影；
利用AI算法分析，判定第一阴影、第二阴影、第三阴影与第四阴影均是由第一缺陷产生，从而确定阴影与第一缺陷之间的对应关系。
7.根据权利要求6所述的用于盖板玻璃双表面缺陷光学检测方法，其特征在于，通过图像获取缺陷阴影与缺陷之间的相对位置偏移，根据结构光三角原理，计算缺陷所属的高度，具体如下：
设定分区光源的打光角度θ，根据第一阴影的图像和镜头放大倍率，计算得出第一阴影与第一缺陷在物方的中心间距L，即为阴影与缺陷之间的相对位置偏移，根据三角关系，得到第一缺陷所属高度H＝L*tan(θ)；
根据所属高度H分析缺陷为上表面缺陷或下表面缺陷。
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