TW201514474A - 一種檢測具週期性結構光學薄膜的瑕疵檢測方法及其檢測裝置 - Google Patents

Abstract

一種用於檢測具週期性結構光學薄膜的瑕疵檢測方法，此方法包括以下步驟：(A)於具有週期性結構之待檢測光學薄膜上擷取之原始影像；(B)從原始影像中擷取子影像；(C)從原始影像中擷取比對影像；(D)將子影像與比對影像進行影像處理，即可判斷子影像所對應之光學薄膜是否具有瑕疵。

Description

一種檢測具週期性結構光學薄膜的瑕疵檢測方法及其檢測裝置

本發明是關於一種自動光學檢測(Automated Optical Inspection，AOI)方法及檢測設備，特別是用於檢測具週期性結構之光學薄膜，例如用於產生立體影像的相位延遲膜(phase retardation film)、導光板等。

一般利用自動光學檢測方法檢測光學薄膜上的瑕疵，係先從光學薄膜上擷取一具有瑕疵的影像，接著藉由亮態及暗態的門檻值設定來判斷該光學薄膜是否具有瑕疵。然而利用上述檢測方法卻無法用於檢測具有週期性紋理結構的光學薄膜，例如相位延遲膜或導光板等等。

請參閱第1A圖，係表示一無瑕疵的相位延遲膜上不同位置所對應的灰階分佈圖。此相位延遲膜係由複數個平行交錯排列之第一相位區11與第二相位區22所組成。因此當 計算此膜上不同位置的灰階值時，會出現如第1A圖所示之具週期性柵形的灰階分佈圖，且相位延遲膜結構上不同位置所對應的灰階值有高低的差異。從第1A圖可得知，此無瑕疵的相位延遲膜，其所對應的灰階值皆落於亮態門檻值及暗態門檻值所設定的範圍之間，其中亮態門檻值為200；而暗態門檻值為140。

接著，請參閱第1B圖，係表示一具瑕疵的相位延遲膜，其相位延遲膜上不同位置所對應的灰階分佈圖。如第1B圖所示，於橫軸標示200左右的灰階分佈值有異常的現象(異常波形D)，表示此相位延遲膜有缺陷的存在。但若使用上述所提的亮態門檻值及暗態門檻值的設定，則此缺陷將無法被檢測出來。

再者，上述門檻值的設定通常係由一標準品上擷取影像，計算其影像灰階值以作為門檻值，並將該門檻值輸入檢測裝置。爾後不論何時檢測光學薄膜，皆以先前所設定的門檻值進行比對。然而，在擷取標準品影像的光源強度與每次擷取待檢測樣品之影像的光源強度並不完全相同，因此使用此種標準品比對的方式，仍會有環境光源所造成的誤差情形產生。

因此，本發明提出一種用於檢測具週期性結構之光學薄膜的瑕疵檢測方法，除了可有效地檢測出具週期性結構之光學薄膜上的瑕疵，更可避免環境光源的影響。

有鑒於此，本發明之目的係提供一種用於檢測具週期性結構之光學薄膜的瑕疵檢測方法，此方法包括以下步驟：(A)於一具有週期性結構之待檢測光學薄膜上擷取之一原始影像，原始影像具有m個週期之週期性結構，其中m為正數；(B)從原始影像中擷取一子影像，第一子影像包含n個週期之週期性結構，其中n為正數，n<m；(C)從原始影像中擷取一比對影像，比對影像包含n個週期之週期性結構，其中n為正數，n<m，比對影像的擷取位置與子影像不同，但比對影像的面積與子影像相同；(D)將子影像與比對影像進行影像處理以得到一處理影像；(E)計算處理影像之平均灰階值；以及(F)分析平均灰階值以判斷子影像所對應之光學薄膜是否具有瑕疵。

本發明之另一目的，係提供一種用於檢測具週期性結構之光學薄膜的瑕疵檢測裝置，其包括：一光學攝像單元；一影像處理單元；一灰階值計算單元；以及一分析單元。光學攝像單元係用以於待檢測光學薄膜上擷取一原始影像，並從原始影像擷取一子影像及一比對影像。影像處理單元係耦接於光學攝像單元，用以將子影像與比對影像進行影像處理以得到一處理影像。灰階值計算單元係耦接於影像處理單元，用以計算處理影像的平均灰階值。分析單元係耦接 於灰階值計算單元，用以從處理影像的平均灰階值分析子影像所對應之光學薄膜是否具有瑕疵。

上述具週期性結構之光學薄膜係至少具有兩種紋理結構，且此兩種紋理結構係相互平行且重複排列，例如可為相位延遲膜或導光板。

200‧‧‧檢測裝置

210‧‧‧光學攝像單元

220‧‧‧影像處理單元

230‧‧‧灰階值計算單元

240‧‧‧分析單元

400、500‧‧‧原始影像

401、402、501、502‧‧‧紋理結構

11‧‧‧第一相位區

22‧‧‧第二相位區

41、51‧‧‧子影像

42、52‧‧‧比對影像

D‧‧‧異長波形

D1、D2‧‧‧缺陷

S31、S32、S33、S34、S35、S36‧‧‧步驟

第1A圖係為一無瑕疵的相位延遲膜之灰階分佈圖；第1B圖係為一具有瑕疵的相位延遲膜之灰階分佈圖；第2圖係為本發明之檢測具週期性結構光學薄膜之瑕疵檢測裝置的一實施例；第3圖係為一檢測具週期性結構光學薄膜的流程圖；第4圖係從週期性結構之光學薄膜上所擷取之一原始影像；以及第5圖係為本發明之檢測具週期性結構之相位延遲薄膜的另一較佳實施例。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式知較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參考第2圖，其係為本發明之檢測具週期性結構 光學薄膜之瑕疵檢測裝置200的一實施例。此週期性結構光學薄膜係為一相位延遲膜，其具有兩種紋理結構且此兩種紋理結構相互平行且重複排列。

本發明所提出之瑕疵檢測裝置200，其包括一光學攝像單元210；一影像處理單元220；一灰階值計算單元230以及一分析單元240。

上述光學攝像單元210係用以於待檢測光學薄膜上擷取一原始影像，並從原始影像擷取一子影像及一比對影像。上述影像處理單元220係耦接於光學攝像單元210，用以將子影像與比對影像進行影像處理以得到一處理影像。上述灰階值計算單元230係耦接於影像處理單元220，用以計算處理影像的平均灰階值。上述分析單元240係耦接於灰階值計算單元230，用以分析平均灰階值以判斷子影像所對應光學薄膜之區域是否具有瑕疵。

接著請參閱第2圖、第3圖及第4圖，並配合本發明之具週期性結構光學薄膜之檢測方法的一較佳實施例，進一步說明檢測裝置配合檢測方法所執行的各檢測步驟。

請參考第3圖，其係為檢測具週期性結構光學薄膜的流程圖。第4圖係從本發明之具週期性結構之光學薄膜上所擷取之一原始影像。

步驟S31中，於一具有週期性結構之待檢測光學薄膜上擷取之一原始影像，原始影像具有m個週期之週期性結構，其中m為正數。本發明所指週期性結構意指一光學薄膜至少具有兩種紋理結構，且此兩種紋理結構相互平行且 重複排列。

如第4圖所示，原始影像400係由第2圖的光學攝像單元210於一具週期性結構之相位延遲膜上所擷取之影像。原始影像400係由複數個紋理結構401及402所組成，且諸紋理結構401及402相互平行且重複排列。此原始影像400係具有8個週期性結構(m=8)，符合m為正數。

於步驟S32中，從原始影像中擷取一子影像，子影像包含n個週期之週期性結構，其中n為正數，且n<m。

如第4圖所示，第2圖的光學攝像單元210所擷取之子影像為41。子影像41係由複數個平行且重複排列的紋理結構401及402所組成。此子影像410係具有3個週期之週期性結構(n=3)，符合n為正數且n<m。

接著，於步驟S33中，從原始影像中擷取一比對影像，比對影像包含n個週期之週期性結構，其中n為正數，且n<m。其中，比對影像的擷取位置與子影像不同，但比對影像的面積與子影像相同。

如第4圖所示，第2圖的光學攝像單元210所擷取之比對影像為42。比對影像42包含3個週期之週期性結構(n=3)，比對影像420與子影像410的擷取位置不同，但兩者的影像面積相同。

上述比對影像與子影像的擷取位置不同意指擷取兩影像的位置仍可有部分重疊，但不包含完全重疊。

於步驟S34中，利用影像處理將子影像與比對影像進行影像處理即可判斷子影像所對應之光學薄膜是否具有 瑕疵。

上述影像處理係可包含影像相減及/或一影像濾除。影像處理單元220係將子影像41與比對影像42相減以得到一第一處理影像。接著進行影像濾除，以確認第一處理影像中是否存在比對影像42所具有之瑕疵。若上述第一處理影像不具有比對影像42所具有的瑕疵，則可繼續進行步驟S35。若上述第一處理影像具有比對影像42所具有的瑕疵，則需先將瑕疵濾除以避免影響最後瑕疵的判斷。

於步驟S35中，藉由第2圖的灰階值計算單元230計算處理影像的平均灰階值。

於步驟S36中，第2圖的分析單元240藉由分析該處理影像的平均灰階值以判斷子影像所對應的光學薄膜是否具有瑕疵存在。當第一處理影像之平均灰階值為0，即表示子影像所對應之光學薄膜並無缺陷存在。反之，當該平均灰階值大於0，即表示子影像所對應之光學薄膜有缺陷存在。於此實施例中，第一處理影像的平均灰階值大於0，意即子影像410所對應之相位延遲膜有缺陷D1存在。

但於上述步驟S32中，從原始影像中擷取一子影像的方法並不限於第4圖所示之實施例。第5圖係為本發明之檢測具週期性結構之相位延遲薄膜的另一實施例。

原始影像500係從一具週期性結構之相位延遲膜上所擷取的影像。原始影像500具有複數個平行且重複排列的紋理結構501及502。此原始影像500係具有8個週期性結構(m=8)，符合m為正數。

首先，從原始影像500擷取一子影像51，子影像51係由複數個平行且重複排列的紋理結構501及502所組成。此子影像51係具有4個週期之週期性結構(n=4)，符合n為正數且n<m。

接著，從原始影像500擷取比對影像52。比對影像52亦具有4組重複排列之結構(n=4)。

相較於第4圖的子影像與比對影像的擷取方式，第5圖所示的子影像與比對影像則有部分重疊，但仍符合兩者的擷取位置不同，且面積相同。其後續影像處理步驟、計算步驟及分析步驟皆同於第4圖所示之實施例。

上述從原始影像中擷取子影像及比對影像的方法，並不以任一種方式為限，可依檢測需求及檢測效率的考量作適當地調整。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S31~S36‧‧‧步驟

Claims (6)

1. 一種用於檢測具週期性結構之光學薄膜的瑕疵檢測方法，包括以下步驟：(A)於一具有週期性結構之待檢測光學薄膜上擷取之一原始影像，該原始影像具有m個週期之週期性結構，其中m為正數；(B)從該原始影像中擷取一子影像，該子影像包含n個週期之週期性結構，其中n為正數，且n<m；(C)從該原始影像中擷取一比對影像，該比對影像包含n組重複排列之結構，其中n為正數，n<m，該比對影像的擷取位置與該子影像不同，但該比對影像的面積與該子影像相同；(D)將該子影像與該比對影像進行一影像處理以得到一處理影像；(E)計算該處理影像之一平均灰階值；以及(F)分析該平均灰階值以判斷該子影像所對應之光學薄膜是否具有瑕疵。
2. 如申請專利範圍第1項所述之瑕疵檢測方法，其中該影像處理包含一影像相減及/或一影像濾除。
3. 如申請專利範圍第1項所述之瑕疵檢測方法，其中當該處理影像之平均灰階值不為0時，則表示該子影像所對應之光學薄膜具有瑕疵。
4. 如申請專利範圍第1項所述之瑕疵檢測方法，其中該具週期性結構之光學薄膜可為一相位延遲膜或一導光板。
5. 一種用於檢測具週期性結構之光學薄膜的瑕疵檢測裝置，包括：一光學攝像單元，用以於待檢測的一光學薄膜上擷取一原始影像，並從該原始影像擷取一子影像及一比對影像；一影像處理單元，耦接於該光學攝像單元，用以將該子影像與該比對影像進行一影像處理以得到一處理影像；一灰階值計算單元，耦接於該影像處理單元，用以計算該處理影像的一平均灰階值；以及一分析單元，耦接於該灰階值計算單元，分析該平均灰階值以判斷該子影像所對應之該光學薄膜是否具有瑕疵。
6. 如申請專利範圍第5項所述之瑕疵檢測裝置，其中該影像處理單元還包括一影像相減單元及/或一影像濾除單元。