CN117782981A - 异物缺陷诊断装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及缺陷诊断技术领域，提供一种异物缺陷诊断装置及方法，上述异物缺陷诊断装置，包括：输送线、线阵相机以及控制主板；所述输送线用于带动检测对象作直线运动；所述线阵相机位于所述输送线上方，用于获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像；所述控制主板被配置为根据所述明场图像、所述暗场图像以及所述畸变图像确定检测对象的异物缺陷类型。线阵相机获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像，控制主板根据叠加明场图像、暗场图像以及畸变图像以得到评估图像，并根据评估图像以及与异物缺陷相对应的特征变化量确定检测对象的异物缺陷类型，也就是说，异物缺陷诊断装置能够区分灰尘和缺陷。

Description

异物缺陷诊断装置及方法

技术领域

本发明涉及缺陷诊断技术领域，尤其涉及一种异物缺陷诊断装置及方法。

背景技术

玻璃基板是构成显示器件的关键基础材料之一，它的厚度在0.1～1.1mm之间，具有很高的硬度、极佳的透光性能、较好的表面强度和极好的质感，被广泛应用在平板显示屏上，如智能手机、平板电脑、平板电视、PC等。

玻璃基板生产过程中各个环节都有可能产生缺陷，缺陷主要分为两大类，一类是点缺陷、如气泡、颗粒、夹杂物、崩边、针孔、表面凹凸、异色点等；一类是线状缺陷，如玻筋、裂纹、划痕等。这些缺陷不仅影响产品外观，更重要的是影响产品性能，严重时甚至危害生命安全，对用户造成巨大经济损失。

相关技术中，对玻璃基板的表面缺陷检测主要采用目视法。人眼检测存在诸多弊端：1、检测速度慢，时间利用率低。2、不同人视力不同，导致不同的人检测结果相差较大。3、人眼在强光下长时间工作，对眼睛有较大伤害，该工作违背以人为本的准则。4、人力成本高，提高了面板玻璃的生产成本。

发明内容

本发明提供一种异物缺陷诊断装置及方法，用以解决现有技术中人眼检测存在诸多弊端的缺陷。

第一方面，本发明提供一种异物缺陷诊断装置，包括：输送线、线阵相机以及控制主板；

所述输送线用于带动检测对象作直线运动；

所述线阵相机位于所述输送线上方，用于获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像；

所述控制主板被配置为根据所述明场图像、所述暗场图像以及所述畸变图像确定检测对象的异物缺陷类型。

根据本发明实施例的异物缺陷诊断装置，所述异物缺陷诊断装置还包括第一光源和第二光源；

所述第一光源和所述第二光源用于根据预设的闪光频率将不同光路的光交替照射于检测对象表面；

所述线阵相机用于根据所述闪光频率交替获取所述第一光源下获得的所述暗场图像和所述第二光源下的所述明场图像和所述畸变图像。

根据本发明实施例的异物缺陷诊断装置，所述异物缺陷诊断装置还包括闪频控制器，所述第一光源、所述第二光源和所述线阵相机均与所述闪频控制器电性连接。

根据本发明实施例的异物缺陷诊断装置，所述第一光源位于所述输送线上方，所述第一光源垂直照射于检测对象表面。

根据本发明实施例的异物缺陷诊断装置，所述线阵相机与垂直方向之间的夹角为10°～30°。

根据本发明实施例的异物缺陷诊断装置，所述第二光源位于所述输送线下方，所述第二光源与垂直方向之间的夹角为10°～30°。

第二方面，本发明提供一种异物缺陷诊断方法，包括：

获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像；

根据所述明场图像、所述暗场图像以及所述畸变图像确定检测对象的异物缺陷类型。

根据本发明实施例的异物缺陷诊断方法，所述根据所述明场图像、所述暗场图像以及所述畸变图像确定检测对象的异物缺陷类型，包括：

叠加所述明场图像、所述暗场图像以及所述畸变图像以得到评估图像；

根据所述评估图像以及与异物缺陷相对应的特征变化量确定检测对象的异物缺陷类型。

根据本发明实施例的异物缺陷诊断方法，所述特征变化量包括尺寸参数、形状参数以及灰度值中的至少一种。

根据本发明实施例的异物缺陷诊断方法，所述获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像包括：

提取明场线扫图像，对所述明场线扫图像进行拼接，获得明场图像，提取暗场线扫图像，对所述暗场线扫图像进行拼接，获得暗场图像，提取畸变线扫图像，对所述畸变线扫图像进行拼接，获得畸变图像。

本发明提供的异物缺陷诊断装置及方法，线阵相机获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像，控制主板根据叠加明场图像、暗场图像以及畸变图像以得到评估图像，并根据评估图像以及与异物缺陷相对应的特征变化量确定检测对象的异物缺陷类型，也就是说，异物缺陷诊断装置能够区分灰尘和缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明提供的异物缺陷诊断装置的结构示意图；

图2是本发明提供的线阵相机获取的明场图像的示意图；

图3是本发明提供的线阵相机获取的暗场图像的示意图；

图4是本发明提供的线阵相机获取的畸变图像的示意图；

图5是本发明提供的异物缺陷诊断方法的流程图。

附图标记：

1、检测对象；2、检测区域；3、缺陷；4、灰尘；5、线阵相机；6、第一光源；7、第二光源。

具体实施方式

为使本实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实施例中的实施例，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例，都属于本实施例保护的范围。

机器视觉具有无损检测、稳定、高效的特点，较多应用于工业测量、视觉检测等。基于机器视觉的自动检测过程中，相机捕获图像并通过图像处理技术识别待测物表面的缺陷，虽然检测环境为百级洁净，待检测的对象在检测前也经过了清洗机进行清洗，但是检测对象表面仍然有少量的灰尘留下，而且这部分灰尘的尺寸和缺陷的尺寸相近，使得自动检测结果受待测物表面的灰尘影响很大，待测物表面上的灰尘会干扰缺陷检测的结果。如果能将灰尘和缺陷进行区分，将能大幅提高现有自动缺陷检测设备的检出率和漏检率。

为了解决上述问题，如图1所示，本发明实施例提供一种异物缺陷诊断装置，包括：输送线、线阵相机5以及控制主板。

输送线用于带动检测对象1作直线运动，检测对象1设置在输送线上，并且可沿进给方向移动，以允许在连续移动过程中对检测对象1进行异常检测。其中，输送线可以是皮带传动或者辊子传动等传动方式。

线阵相机5位于输送线上方，输送线上方指的是输送线上能够搁置检测对象1的一侧，线阵相机5用于获取检测对象1的明场图像、暗场图像以及畸变图像。

另外，线阵相机5与控制主板电性连接，控制主板被配置为根据明场图像、暗场图像以及畸变图像确定检测对象1的异物缺陷类型。例如，根据明场图像、暗场图像以及畸变图像确定检测对象上存在灰尘3或者缺陷4(如气泡、颗粒、夹杂物、崩边、针孔、表面凹凸、异色点、玻筋、裂纹、划痕等等)。

需要说明的是，检测对象1是厚度在0.3mm至1.2mm范围内的手机盖板玻璃，其用于手机显示屏。然而，原则上，检测对象1不限于手机盖板玻璃，例如，它可以是基板玻璃等其它玻璃制品，也可以是塑料或者膜材等其它材质。

在本发明实施例中，线阵相机5获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像，控制主板根据叠加明场图像、暗场图像以及畸变图像以得到评估图像，并根据评估图像以及与异物缺陷相对应的特征变化量确定检测对象的异物缺陷类型，也就是说，异物缺陷诊断装置能够区分灰尘3和缺陷4。

在实际应用中，如图1所示，异物缺陷诊断装置还包括第一光源6和第二光源7。第一光源6和第二光源7用于根据预设的闪光频率将不同光路的光交替照射于检测对象1表面。

线阵相机5用于根据闪光频率交替获取第一光源6下获得的暗场图像和第二光源7下的明场图像和畸变图像。

需要说明的是，第一光源6包括用于照明检测区域2的暗场照明光源，第二光源7包括用于照明检测区域2的明场照明光源和畸变照明光源，明场照明光源和畸变照明光源是同一个光源的两种发光方式。

具体而言，借助于线阵相机5和明场照明光源记录检测区域2的明场图像，借助于线阵相机5和暗场照明光源记录检测区域2的暗场图像，并且通过线阵相机5和畸变照明光源记录检测区域2的畸变图像。其中，线阵相机5可以选用8192像素的单线线阵摄像机。

在可选的实施例中，异物缺陷诊断装置还包括闪频控制器，第一光源6、第二光源7和线阵相机5均与闪频控制器电性连接。

可以理解的是，以时间延迟的方式，通过频闪控制器控制暗场照明光源、明场照明光源、畸变照明光源以及线阵相机5频闪。

例如，频闪控制器依次控制线阵相机5分别在明场照明、暗场照明和畸变照明的顺序点亮状态下交替采集图像。三类图像通过线阵相机5的采集卡采集，并且传输给控制主板，控制主板可以实现对三种图像的记录和处理。

如图2、图3和图4所示，依次分别为明场图像、暗场图像和畸变图像的示意图，可以看出，灰尘和缺陷在三幅图像中的特征和尺寸变化趋势具有明显的不同。

为此，控制主板能够对线阵相机5采集到的图像进行拆解，分别得到明场图像、暗场图像和畸变图像。然后，控制主板对明场图像、暗场图像和畸变图像分别预处理和异常分割计算。之后，将三幅图像的异常进行叠加，生成评估图像。最后，控制主板根据灰尘3和缺陷4在明场图像、暗场图像和畸变图像中的特征变化差异，如尺寸变化差异、形状变化差异和灰度值变化差异来区分灰尘3和缺陷4。

以下对暗场照明光源、明场照明光源以及畸变照明光源与线阵相机5的相对设置位置进行说明。在一可选的实施例中，如图1所示，第一光源6位于输送线上方，第一光源6垂直照射于检测对象1表面。线阵相机5与垂直方向之间的夹角为10°～30°。第二光源7位于输送线下方，第二光源7与垂直方向之间的夹角为10°～30°。

具体而言，线阵相机5正对明场照明光源和畸变照明光源，线阵相机5与暗场照明光源之间的夹角为10°～30°，暗场照明光源垂直放置。另外，明场照明光源的长度方向、暗场照明的长度方向以及畸变照明光源的长度方向与线阵相机5的检测器阵列方向相同，且与线阵相机5的检测区域2重合。

换言之，线阵相机5包括线阵列检测器，明场照明和/或畸变照明布置在背离线阵相机5的一侧，用来配合线阵相机5产生明场图像和/或畸变图像，暗场照明布置在另外一侧，亦即，暗场照明与线阵相机5同侧设置，用来配合线阵相机5产生暗场图像。其中，明场照明和/或畸变照明具有细长形状，并且是线照明在检测区域2的宽度上延伸，特别是在待检查的物体的整个宽度上延伸。与此同时，暗场照明也具有细长形状，并且是线照明在检测区域2的宽度上的延伸，并且是在待检查物体的整个宽度上延伸。

此外，如图5所示，本发明实施例还提供一种异物缺陷诊断方法，包括：

S100，获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像。

线阵相机5用于获取检测对象1的明场图像、暗场图像以及畸变图像。第一光源6位于输送线上方，第一光源6垂直照射于检测对象1表面。线阵相机5与垂直方向之间的夹角为10°～30°。第二光源7位于输送线下方，第二光源7与垂直方向之间的夹角为10°～30°。

第一光源6包括用于照明检测区域2的暗场照明光源，第二光源7包括用于照明检测区域2的明场照明光源和畸变照明光源。

具体而言，借助于线阵相机5和明场照明光源记录检测区域2的明场图像，借助于线阵相机5和暗场照明光源记录检测区域2的暗场图像，并且通过线阵相机5和畸变照明光源记录检测区域2的畸变图像。

S200，根据明场图像、暗场图像以及畸变图像确定检测对象的异物缺陷类型。

另外，线阵相机5与控制主板电性连接，控制主板被配置为根据明场图像、暗场图像以及畸变图像确定检测对象1的异物缺陷类型。例如，根据明场图像、暗场图像以及畸变图像确定检测对象上存在灰尘3或者缺陷4(如气泡、颗粒、夹杂物、崩边、针孔、表面凹凸、异色点、玻筋、裂纹、划痕等等)。

在可选的实施例中，根据明场图像、暗场图像以及畸变图像确定检测对象的异物缺陷类型，包括：

叠加明场图像、暗场图像以及畸变图像以得到评估图像；也就是说，通过明场图像、暗场图像和畸变图像的计算或者光学叠加可以生成评估图像。

根据评估图像以及与异物缺陷相对应的特征变化量确定检测对象的异物缺陷类型。其中，特征变化量包括尺寸参数、形状参数以及灰度值中的至少一种。

在本发明实施例中，获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像，叠加明场图像、暗场图像以及畸变图像以得到评估图像，并根据评估图像以及与异物缺陷相对应的特征变化量确定检测对象的异物缺陷类型，也就是说，异物缺陷诊断方法能够区分灰尘3和缺陷4。

特别需要指出的是，通过采集到的图像进行拆解，分别得到明场图像、暗场图像和畸变图像。然后，再对明场图像、暗场图像和畸变图像分别预处理和异常分割计算。之后，将三幅图像的异常进行叠加，生成评估图像。最后，根据灰尘3和缺陷4在明场图像、暗场图像和畸变图像中的特征变化差异，如尺寸变化差异、形状变化差异和灰度值变化差异来区分灰尘和缺陷。

在可选的实施例中，获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像包括：

提取明场线扫图像，对明场线扫图像进行拼接，获得明场图像，提取暗场线扫图像，对暗场线扫图像进行拼接，获得暗场图像，提取畸变线扫图像，对畸变线扫图像进行拼接，获得畸变图像。

例如，单件/一件检测对象1测量开始时，输送线开始移动，当检测对象1经过检测区域2，明场照明光源开始闪烁，线阵相机5曝光明场取像，随后暗场照明光源开始闪烁，线阵相机5曝光暗场取像，随后畸变照明光源开始闪烁，线阵相机5曝光畸变取像。其中，明场照明光源、暗场照明光源以及畸变照明光源为交替闪烁，在输送线移动的过程中，线阵相机5分别对三个不同光源的图像进行取图，直至分别取完完整的检测对象1的明场线扫图像、暗场线扫图像以及畸变线扫图像，再将明场线扫图像、暗场线扫图像以及畸变线扫图像进行拼接形成明场图像、暗场图像以及畸变图像，由此整个单件测量的取图完成。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种异物缺陷诊断装置，其特征在于，包括：输送线、线阵相机以及控制主板；

所述输送线用于带动检测对象作直线运动；

所述线阵相机位于所述输送线上方，用于获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像；

所述控制主板被配置为根据所述明场图像、所述暗场图像以及所述畸变图像确定检测对象的异物缺陷类型。

2.根据权利要求1所述的异物缺陷诊断装置，其特征在于，所述异物缺陷诊断装置还包括第一光源和第二光源；

所述第一光源和所述第二光源用于根据预设的闪光频率将不同光路的光交替照射于检测对象表面；

所述线阵相机用于根据所述闪光频率交替获取所述第一光源下获得的所述暗场图像和所述第二光源下的所述明场图像和所述畸变图像。

3.根据权利要求2所述的异物缺陷诊断装置，其特征在于，所述异物缺陷诊断装置还包括闪频控制器，所述第一光源、所述第二光源和所述线阵相机均与所述闪频控制器电性连接。

4.根据权利要求2所述的异物缺陷诊断装置，其特征在于，所述第一光源位于所述输送线上方，所述第一光源垂直照射于检测对象表面。

5.根据权利要求2所述的异物缺陷诊断装置，其特征在于，所述线阵相机与垂直方向之间的夹角为10°～30°。

6.根据权利要求2所述的异物缺陷诊断装置，其特征在于，所述第二光源位于所述输送线下方，所述第二光源与垂直方向之间的夹角为10°～30°。

7.一种异物缺陷诊断方法，其特征在于，包括：

获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像；

根据所述明场图像、所述暗场图像以及所述畸变图像确定检测对象的异物缺陷类型。

8.根据权利要求7所述的异物缺陷诊断方法，其特征在于，所述根据所述明场图像、所述暗场图像以及所述畸变图像确定检测对象的异物缺陷类型，包括：

叠加所述明场图像、所述暗场图像以及所述畸变图像以得到评估图像；

根据所述评估图像以及与异物缺陷相对应的特征变化量确定检测对象的异物缺陷类型。

9.根据权利要求8所述的异物缺陷诊断方法，其特征在于，所述特征变化量包括尺寸参数、形状参数以及灰度值中的至少一种。

10.根据权利要求7所述的异物缺陷诊断方法，其特征在于，所述获取检测对象的明场图像、暗场图像以及畸变图像包括：

提取明场线扫图像，对所述明场线扫图像进行拼接，获得明场图像，提取暗场线扫图像，对所述暗场线扫图像进行拼接，获得暗场图像，提取畸变线扫图像，对所述畸变线扫图像进行拼接，获得畸变图像。