TW201333456A - 透明片之檢查方法 - Google Patents

Abstract

本發明專利要旨為實現一種透明片(如玻璃、塑膠或薄膜等平坦透明片體)之檢查方法，可快速準確地檢查透明片之各種缺陷不良。其使用之檢查裝置，包含一饋料機構、一影像擷取機構、一影像辨識及控制裝置以及一收料機構。其特徵在於利用影像辨識判斷透明片體之影像特徵，將透明片體區分為良品、疑似不良品以及絕對不良品，將疑似不良品除塵，除塵後再利用影像辨識分類為良品及不良品，可減少檢測之失誤率並提高檢測產量。

Description

透明片之檢查方法

本創作與一種透明片體(如玻璃、塑膠或薄膜等平坦透明板)之檢查裝置有關。

透明片體在其製造階段，有可能會混入傷痕、污染、灰塵、線頭或氣泡等現象，造成各種缺陷不良的情形，缺陷的樣式、大小、顏色等為多樣化，尤其缺陷刮痕的深度、寬度、長度、方向等現象不一而足，找出此種有缺陷不良的透明片體將之剔除，是維持透明片體出貨品質的重要課題，對於顧客維持信賴度亦是不可或缺的，但要找出此種有缺陷不良的透明片體需耗費很多人力及時間。尤依檢查員之目視檢查，對透明片體或對光源傾斜，檢查員以目視確認光之反射情形，以把握缺陷不良之有無及缺陷不良之內容，即使準備樣本之檢查基準，惟其判斷內容亦依各檢查員而異，在長時間作業中要其經常持續保持謹慎亦有困難。

透明片瑕疵之種類大致上包含氣泡、刮痕、異物等缺陷，自動光學檢測透明片體時，片體上的粉塵影像很容易被誤判為異物影像，一顆粉塵就可能導致良品被誤判為不良品使檢測產量降低，為了避免粉塵附著檢測片造成誤判，必須維持潔淨的環境，因此檢測作業通常都是在無塵室內進行，但是，即使等級相當高的無塵室內仍難以避免檢測片體吸附微量粉塵，尤其帶靜電強的材料更容易附著粉塵。

除了粉塵造成誤判的問題之外，透明片材料本身的光學特性也有誤判的問題，經過自動光學檢測的透明片判為不良品者，必須再經過人工目視判斷挑出良品，以避免材料損耗。

運用自動光學檢測裝置檢驗透明片體，可達到大幅提升檢測效率之目的，但由於粉塵或透明片之光學特徵問題，仍有一定比例之良品被誤判不良品，為解決此一問題，提出改善檢測效率之方法。

本發明之主要目的在於降低被誤判為不良品之再檢測成本，首先將自動光學檢測裝置檢出之結果區分為良品、疑似不良品以及絕對不良品，良品之定義為依據測試標準檢測後未發現瑕疵者，疑似不良品之定義為依據測試標準檢測後發現疑似瑕疵者，絕對不良品之定義為依據測試標準檢測後發現明確瑕疵者。

本發明揭露之透明片檢查裝置，包含一饋料機構、一影像擷取機構、一影像辨識及控制裝置以及一收料機構；其中饋料機構包含一放料匣、一真空吸頭、一旋轉臂、一送料圓形轉盤及一推頂機構，放料匣以傾斜方式配置；該放料匣具有一上方開口供透明片置入，一下方開口供透明片取出，該下方開口長邊短於透明片長邊，下方開口短邊短於透明片短邊。送料圓形轉盤配置在旋轉臂下方，包含複數個貫穿式定位開口，供透明片定位，該送料圓形轉盤上方配置一推頂機構。該貫穿式定位開口包含上開口及下開口，上開口長邊長於透明片長邊，上開口短邊長於透明片短邊，下開口長邊短於透明片長邊，下開口短邊短於透明片短邊。真空吸頭與旋轉臂連接，可在放料匣下方開口取出透明片，並將透明片定位在下方之送料圓形轉盤。

影像擷取機構包含一攝影機、一照明裝置及一背景變換裝置，該照明裝置具有4個燈管配置在四邊形基板的四個側邊，基板中央形成一方形開孔，該背景變換裝置可提供黑色背景或白色背景；送料圓形轉盤位於攝影機之下方，照明裝置位於送料圓形轉盤之下方，背景變換裝置位於照明裝置之下方。擷取之透明片影像包含背景為黑色之影像及背景為白色之影像。

影像辨識及控制裝置包含透明片缺陷圖案辨識模組、透明片缺陷判斷模組及收料分類控制模組。

收料裝置包含一推頂機構、一收料圓形轉盤及複數個收料盒。該收料圓形轉盤，包含複數個貫穿式定位開口，供透明片定位，上方配置一推頂機構，該貫穿式定位開口包含上開口及下開口，上開口長邊長於透明片長邊，上開口短邊長於透明片短邊，下開口長邊短於透明片長邊，下開口短邊短於透明片短邊。將該透明片移出收料圓形轉盤係藉一推頂裝置由收料圓形轉盤上方將該透明片向下推頂移出。

透明片檢查方法包含透過放料匣、真空吸頭、旋轉臂及送料圓形轉盤將透明片置放在攝影機之下方，用以擷取透明片影像，接著辨識該透明片缺陷圖案，判斷該透明片是否存在缺陷；將該透明片移出送料圓形轉盤，並移入收料圓形轉盤；將無缺陷透明片移出收料圓形轉盤，並收納在良品收納盒；將有缺陷透明片移出收料圓形轉盤，並收納在不良品收納盒。將該透明片移出送料圓形轉盤係藉一推頂裝置由送料圓形轉盤上方將該透明片向下推頂移出，且直接置入收料圓形轉盤之貫穿式定位開口。

本發明揭露之透明片檢查裝置，包含一饋料機構、一影像擷取機構、一四邊形支撐座、一影像辨識及控制裝置以及一收料機構。影像擷取機構包含一攝影機、一照明裝置及一背景變換裝置，該照明裝置具有4個燈管配置在攝影機下方四邊形支撐座的四個側邊，四邊形支撐座中央形成一方形開孔用於放置透明片體，該背景變換裝置可提供黑色背景或白色背景，背景變換裝置位於照明裝置之下方。所擷取之透明片影像包含背景為黑色之影像及背景為白色之影像。影像辨識及控制裝置包含透明片缺陷圖案辨識模組、透明片缺陷判斷模組及收料分類控制模組。

圖式第1圖為本案透明片檢查裝置之系統結構圖，包含一饋料機構、一影像擷取機構、一影像辨識及控制裝置以及一收料機構。

圖式第2a圖係饋料機構結構圖，圖式第2b圖係送料圓形轉盤，透明片檢查裝置1先將待測的透明片體由饋料機構2的放料匣21上方開口22置放至放料匣21內，再由饋料機構2的放料匣21下方開口23，利用饋料機構2的真空吸頭24吸取待測的透明片體，並用旋轉臂25及轉軸26將待測的透明片體送至送料圓形轉盤27的貫穿式定位開口28之上開口28a，將待測的透明片體饋入影像擷取機構3下方。

圖式第3a圖係影像擷取機構結構圖，圖式第3b圖係照明裝置之結構圖，圖式第3c圖係背景轉換裝置之結構圖，影像擷取機構3的照明裝置32之四邊形四個側邊上配置燈管33a-33d，將檢查光均勻照射在被檢測的透明片體上，影像擷取機構3的攝影機31透過光學鏡頭，將光學焦距定在被檢測的透明片體上，影像擷取機構3的背景變換裝置35置於照明裝置32後方，透過透明片體前方影像擷取機構3的攝影機31取得被檢測的透明片體成像，因被檢測的透明片體本身透明具有光的穿透性及照明裝置32之開孔34，攝影機31所取得的像包含背景的因素，每一片被檢測的透明片體需經過背景變換裝置35的轉軸36及馬達37，提供的黑色背景和白色背景各一次成像。

圖式第4圖係影像辨識及控制裝置示意圖，影像擷取機構所成的像經由影像辨識及控制裝置4的透明片體缺陷圖案辨識模組41及透明片體缺陷判斷模組42進行良品不良品的判定，判定完成後，由影像辨識及控制裝置4的收料分類控制模組43及收料裝置5的推頂機構52配合圓形轉盤51及貫穿式定位開口51a-51d，將被檢測的透明片體送至複數個收料盒53其中之一，進行良品與不良品的分類收料。圖式第5a圖係收料圓形轉盤結構圖，圖式第5b圖係收料機構結構圖。藉由檢查光均勻照射在被檢測的透明片體上，透明片體在不同顏色(如黑色及白色二種)的背景下，攝影機所成的二種對比差之像，經由電腦影像識別技術，就能很容易及快速準確地檢測識別透明片體上的各種缺陷不良的情形。

惟，透明片上的粉塵影像很容易被誤判為異物影像，一顆粉塵就可能導致良品被誤判為不良品使檢測產量降低，為了避免粉塵附著檢測片造成誤判，必須維持潔淨的環境，因此檢測作業通常都是在無塵室內進行，但是，即使等級相當高的無塵室內仍難以避免檢測片體吸附微量粉塵，尤其帶靜電強的材料更容易附著粉塵。

針對上述問題，本發明採用二階段檢驗方法，來減少檢測之失誤率並提高檢測產量。於第一階段，將開封後的透明片原材料直接送入檢測裝置判讀，此時，粉塵附著透明片之數量係最小值。檢測過程透明片體難免吸附粉塵，造成誤判，因此，利用影像辨識判斷透明片體之影像特徵，將透明片區分為良品、疑似不良品以及絕對不良品，將疑似不良品除塵，除塵後再利用影像辨識分類為良品及不良品，即可減少檢測之失誤率並提高檢測產量。

本發明揭露之透明片檢查方法，包含配置一黑色及白色背景板在透明片下方，配置燈源於透明片之周邊，配置攝影機於透明片上方，選擇黑色背景板，擷取背景為黑色之透明片影像，選擇白色背景板，擷取背景為白色之透明片影像，判斷黑色背景透明片影像灰階超過標準值之像素，判斷白色背景之透明片影像灰階超出標準值之像素，該標準值與影像灰階平均值相關，依據透明片體之光學特徵決定。

利用影像辨識依據一檢驗標準將透明片分類為良品、疑似不良品以及絕對不良品，將疑似不良品除塵，除塵後擷取其黑色背景及白色背景影像，再利用影像辨識分類為良品及不良品。

該良品係白色背景之透明片影像及黑色背景之透明片影像灰階均未偵測出像素灰階超過標準值者。

疑似不良品係透明片除塵前白色背景之透明片影像及黑色背景之透明片影像灰階超過標準值且其形成之影像顆粒面積大於一設定值者，該面積設定值係依據透明片材料之用途決定。

不良品係透明片除塵後白色背景之透明片影像及黑色背景之透明片影像灰階超過標準值且其形成之影像顆粒面積大於一設定值者。

絕對不良品係透明片除塵前白色背景之透明片影像及黑色背景之透明片影像灰階超過標準值一預設值且其形成之影像顆粒面積大於一設定值者，該灰階預設值可依據透明片之材料光學特徵設定，以標準值之1.3倍為較佳值。

1．．．透明片檢查裝置

2．．．饋料機構

21．．．放料匣

22．．．上方開口

23．．．下方開口

24．．．真空吸頭

25．．．旋轉臂

26．．．轉軸

27．．．送料圓形轉盤

28．．．貫穿式定位開口

28a．．．上開口

28b．．．下開口

29．．．推頂機構

3．．．影像擷取機構

31．．．攝影機

32．．．照明裝置

33a-33d．．．燈管

34．．．開孔

35．．．背景變換裝置

36．．．轉軸

37．．．馬達

38．．．推頂機構

4．．．影像辨識及控制裝置

41．．．圖案辨識模組

42．．．缺陷判斷模組

43．．．控制模組

5．．．收料機構

51．．．收料圓形轉盤

51a-51d．．．貫穿式定位開口

52．．．推頂機構

53．．．收料盒

圖1係透明片檢查裝置結構圖

圖2a係饋料機構結構圖

圖2b係送料圓形轉盤結構圖

圖3a係影像擷取機構結構圖

圖3b係照明裝置之結構圖

圖3c係背景轉換裝置之結構圖

圖4係影像辨識及控制裝置示意圖

圖5係收料機構圖

圖6a透明片檢測流程圖一

圖6b透明片檢測流程圖二

Claims (6)

1. 一種透明片檢查方法，包含配置一黑色及白色背景板在透明片下方，配置燈源於透明片之周邊，配置攝影機於透明片上方，選擇黑色背景板，擷取背景為黑色之透明片影像，選擇白色背景板，擷取背景為白色之透明片影像，判斷黑色背景透明片影像灰階超過標準值之像素，判斷白色背景之透明片影像灰階超過標準值之像素，該標準值與影像灰階平均值相關；其特徵在於利用影像辨識依據一檢驗標準將透明片分類為良品、疑似不良品以及絕對不良品，將疑似不良品除塵，除塵後擷取其黑色背景及白色背景影像，再利用影像辨識分類為良品及不良品。
2. 如申請專利範圍第1項之透明片檢查方法，其中該良品係白色背景之透明片影像及黑色背景之透明片影像灰階均未偵測出像素灰階超過標準值且其形成之影像顆粒面積未超出標準值者。
3. 如申請專利範圍第1項之透明片檢查方法，其中該疑似不良品係透明片除塵前白色背景之透明片影像及黑色背景之透明片影像灰階超過標準值且其形成之影像顆粒面積大於一標準值者。
4. 如申請專利範圍第1項之透明片檢查方法，其中該不良品係透明片除塵後白色背景之透明片影像及黑色背景之透明片影像灰階超過標準值且其形成之影像顆粒面積大於一標準值者。
5. 如申請專利範圍第1項之透明片檢查方法，其中該絕對不良品係透明片除塵前白色背景之透明片影像及黑色背景之透明片影像灰階超過標準值一預設值且其形成之影像顆粒面積大於標準值一預設值者。
6. 如申請專利範圍第5項之透明片檢查方法，該預設值以標準值之1.3倍為較佳值。