TWI414768B - 三維微位相差膜的檢測方法及系統 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種光學薄膜檢測方法,特別是指一種三維微位相差膜(micro-retardation film)的檢測方法及系統。
現有的三維微位相差膜之檢測技術,係利用一個光罩(mask)將一個三維微位相差膜的一個單一位相差(retardation)區域之外的區域遮住,再利用位相差儀器量測對應於該三維微位相差膜的位相差值。
請參閱圖1,假設該三維微位相差膜對應一個結構紋理(texture)圖樣1,該結構紋理圖樣1內具有複數個線條圖案11、12,假設該單一位相差區域為該等線條圖案11對應的區域,則該光罩需遮住該等線條圖案12對應的區域。由此可知,當該等線條圖案11的寬度(pitch,標示為P)有所改變時,所需的光罩也隨之不同;換言之,在現有的三維微位相差膜之檢測技術中,對於對應不同寬度P的單一位相差區域,必需利用位相差儀器配合不同的光罩來進行量測。
因此,本發明之目的,即在提供一種不需位相差儀器及光罩之三維微位相差膜的檢測方法。
於是,本發明三維微位相差膜的檢測方法,係利用一個處理單元配合一個影像擷取單元來執行,該影像擷取單元用以擷取對應於一個待檢測的三維微位相差膜的一個待檢測的微結構影像,該方法包含下列步驟:
(A)接收該待檢測的微結構影像,其中,該待檢測的微結構影像包括複數個畫素;
(B)根據該待檢測的微結構影像之該等畫素分別對應的複數個第一色階,求得對應於該待檢測的微結構影像的一個第一色階分佈資訊;
(C)根據步驟(B)所求得之該第一色階分佈資訊,配合一個第一標準色階分佈資訊,求得一個第一色差指標;及
(D)輸出對應於步驟(C)所求得之該第一色差指標的檢測結果。
本發明之另一目的,即在提供一種三維微位相差膜的檢測系統。
於是,本發明三維微位相差膜的檢測系統包含一個影像擷取單元,及一個處理單元。該影像擷取單元用以擷取對應於一個待檢測的三維微位相差膜的一個待檢測的微結構影像。該處理單元用以進行:接收該待檢測的微結構影像,其中,該待檢測的微結構影像包括複數個畫素;根據該待檢測的微結構影像之該等畫素分別對應的複數個第一色階,求得對應於該待檢測的微結構影像的一個第一色階分佈資訊;根據該第一色階分佈資訊配合一個第一標準色階分佈資訊,求得一個第一色差指標;及輸出對應於該第一色差指標的檢測結果。
本發明之功效在於:藉由該第一色差指標,即可進行關於該待檢測的三維微位相差膜之檢測,對於對應不同線條圖案寬度的三維微位相差膜,不須額外地利用位相差儀器配合各種不同的光罩來進行量測。
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之較佳實施例的詳細說明中,將可清楚的呈現。
請參閱圖2及圖3,本發明三維微位相差膜的檢測系統2之一個較佳實施例包含一個光學顯微鏡21、一個第一偏光片22、一個第二偏光片23、一個光源24、一個影像擷取單元25,及一個處理單元26。
該光源24用以提供朝該光學顯微鏡21行進之光線。該第一偏光片22位於該光源24所提供之光線所形成的一光路徑27上,且設置於該光源24與該光學顯微鏡21兩者之間,其中,該第一偏光片22對應一第一偏光軸。該第二偏光片23位於該光路徑27上,且設置於該第一偏光片22與該光學顯微鏡21兩者之間,其中,該第二偏光片23對應一第二偏光軸。
在檢測過程中,三維微位相差膜3係被置於該第一偏光片22及該第二偏光片23之間,且該第一偏光軸與該第二偏光軸呈一特定角度,以使該影像擷取單元25可擷取到對應於三維微位相差膜3的微結構影像。在本較佳實施例中,該第一偏光片22所對應的該第一偏光軸為固定軸向的,該第二偏光片23所對應的該第二偏光軸為可調軸向的。
舉例來說,假設該影像擷取單元25所擷取之對應於一個標準的(standard)三維微位相差膜3的一個標準的微結構影像31如圖3所示,該標準的微結構影像31內的複數個線條圖案311、312平行於一第一方向L1
,且沿著垂直於該第一方向L1
的一第二方向L2
排列;則該第一偏光軸固定為平行於該第一方向L1
,該第二偏光軸調整為垂直於該第一方向L1
的該第二方向L2
;即,在此範例中,該特定角度為90°。
換言之,第二偏光片23所對應的該第二偏光軸之調整,會隨著三維微位相差膜3的結構紋理不同而有所不同,其調整的目的即是為了使該影像擷取單元25可清楚地擷取到對應於三維微位相差膜3的微結構影像。
該處理單元26用以接收對應於三維微位相差膜3的微結構影像,並用以根據其接收到的微結構影像進行檢測。
值得一提的是,由於三維微位相差膜3之液晶塗佈(coating)厚度會影響其對應的微結構影像內顏色分佈特性;若兩個三維微位相差膜3的顏色分佈特性相近,表示此兩個三維微位相差膜3分別對應之兩個位相差值相近。基於此現象,我們可藉由分析微結構影像,以檢測三維微位相差膜3對應之位相差值是否符合預設標準。
請參閱圖2、圖3及圖4,以下配合本發明三維微位相差膜的檢測方法的一個較佳實施例,進一步說明該處理單元26配合該影像擷取單元25所執行的步驟。
在步驟401中,延用以上範例,該影像擷取單元25擷取對應於該標準的三維微位相差膜3的該標準的微結構影像31。其中,所述之標準的三維微位相差膜3所對應之位相差值為符合實際應用需求的一預設標準值;該標準的微結構影像31內的線條圖案311、312可區分為暗態(dark state)的線條圖案311,及亮態(bright state)的線條圖案312,該等線條圖案311、312之分佈與該標準的三維微位相差膜3之液晶塗佈厚度有關;其中,所述之標準的三維微位相差膜3所對應之位相差值尤其與該等暗態的線條圖案311強相關。
在步驟402中,該處理單元26接收該標準的微結構影像31;其中,該標準的微結構影像31包括複數個畫素(pixel)。
在步驟403中,該處理單元26根據該標準的微結構影像31之該等畫素分別對應的複數個第一標準色階(gray level)、複數個第二標準色階,及複數個第三標準色階,求得對應於該標準的微結構影像31之一個第一標準色階分佈資訊、一個第二標準色階分佈資訊,與一個第三標準色階分佈資訊,以及一個第一標準門檻值(threshold)、一個第二標準門檻值,與一個第三標準門檻值。其中,該等第一標準色階、該等第二標準色階,及該等第三標準色階分別屬於色彩空間(color space)中的三種顏色成分(color component);在本較佳實施例中,該等顏色成分分別為紅色(R)成分、綠色(G)成分,及藍色(B)成分。
其中,對於該標準的微結構影像31之每一畫素而言,其對應的該第一標準色階為已知的複數個連續色階的其中一者,其對應的該第二標準色階為該等連續色階的其中一者,其對應的該第三標準色階為該等連續色階的其中一者;在本較佳實施例中,該標準的微結構影像31的每一畫素以24位元(bit)來表現其值,每一顏色成分各以8位元來表現其色階;更進一步來說,該等連續色階的值域為0~255,即,該等連續色階的一下限值為0,該等連續色階的一上限值為255。
其中,步驟403包括下列子步驟:
(403-1)根據該標準的微結構影像31之該等畫素分別對應的該等第一標準色階、該等第二標準色階,與該等第三標準色階,求得一個第一標準色階分佈資訊、一個第二標準色階分佈資訊,與一個第三標準色階分佈資訊;其中,該第一、二、三標準色階分佈資訊即為該標準的微結構影像31分別於該等顏色成分(R、G、B)的影像色階-畫素統計(image histogram)資訊;該第一標準色階分佈資訊包括該等連續色階分別對應的複數個第一標準畫素統計值,該第二標準色階分佈資訊包括該等連續色階分別對應的複數個第二標準畫素統計值,該第三標準色階分佈資訊包括該等連續色階分別對應的複數個第三標準畫素統計值;如圖3所示,該第一、二、三標準色階分佈資訊分別以一個第一標準分佈圖32、一個第二標準分佈圖33,及一個第三標準分佈圖34來示意;該第一、二、三標準分佈圖32、33及34中的橫軸座標代表該等連續色階(值域為0~255),縱軸座標代表各連續色階於該標準的微結構影像31中出現的頻率(即,畫素的統計數量)。
(403-2)求得該等第一標準色階的一個平均值(average)以作該第一標準門檻值、求得該等第二標準色階的一個平均值以作該第二標準門檻值,及求得該等第三標準色階的一個平均值以作該第三標準門檻值。
在步驟404中,該處理單元26根據該第一、二、三標準色階分佈資訊,及該第一、二、三標準門檻值,得到一個第一標準暗態數列、一個第二標準暗態數列,及一個第三標準暗態數列,以及其等分別對應的一個第一標準函式、一個第二標準函式,及一個第三標準函式。
其中,步驟404包括下列子步驟:
(404-1)根據該第一、二、三標準色階分佈資訊,及該第一、二、三標準門檻值,得到該第一、二、三標準暗態數列,其等之條件式整理如式子(1)~(3)。
其中,Thr_stand1
、Thr_stand2
,及Thr_stand3
分別代表該第一、二、三標準門檻值;0 i n
且n
為該等連續色階的該上限值(在本較佳實施例中,n
=255);Dark_stand1
(i
)、Dark_stand2
(i
)、Dark_stand3
(i
)分別代表該第一、二、三標準暗態數列;H_stand1
(i
)、H_stand2
(i
)、H_stand3
(i
)分別代表該第一、二、三標準色階分佈資訊。
(404-2)分別將該第一、二、三標準暗態數列進行正規化(normalization),使得該第一、二、三標準暗態數列(即,Dark_stand1
(i
)、Dark_stand2
(i
)、Dark_stand3
(i
))正規化為0~1之間的值,以得到分別對應的該第一、二、三標準函式。
如圖3所示,正規化後的該第一、二、三標準暗態數列分別以一個第一標準暗態數列分佈圖321、一個第二標準暗態數列分佈圖331,及一個第三標準暗態數列分佈圖341來示意。
值得一提的是,只要三維微位相差膜3的檢測環境參數相同;例如,該光源24所提供之光線的亮度相同;該光源24、該第一、二偏光片22、23、該光學顯微鏡21與三維微位相差膜3之架設條件相同;則步驟401~404在該三維微位相差膜的檢測系統2初始化過程中執行一次即可,而所求得的該第一、二、三標準函式可接著用於後續的複數個三維微位相差膜3之檢測。
由於步驟405~408的運算及處理類似於上述步驟401~404,故以下僅簡要說明,而不再贅述步驟405~408之細節。
在步驟405中,該影像擷取單元25擷取對應於一個待檢測的三維微位相差膜3的一個待檢測的微結構影像。
在步驟406中,該處理單元26接收該待檢測的微結構影像;其中,該待檢測的微結構影像包括複數個畫素。
在步驟407中,該處理單元26根據該待檢測的微結構影像之該等畫素分別對應的複數個第一色階、複數個第二色階,及複數個第三色階,求得對應於該待檢測的微結構影像之一個第一色階分佈資訊、一個第二色階分佈資訊,與一個第三色階分佈資訊,以及一個第一門檻值、一個第二門檻值,與一個第三門檻值。其中,該等第一色階、該等第二色階,及該等第三色階分別屬於上述色彩空間中的該等顏色成分;該處理單元26係分別求得該等第一色階的一個平均值、該等第二色階的一個平均值,及該等第三色階的一個平均值,以作為該第一、二、三門檻值。
在步驟408中,該處理單元26根據該第一、二、三色階分佈資訊,及該第一、二、三門檻值,得到一個第一暗態數列、一個第二暗態數列,及一個第三暗態數列,以及其等分別對應的一個第一函式、一個第二函式,及一個第三函式。類似地,與該第一、二、三暗態數列相關的條件式整理如式子(4)~(6)。
其中,Thr_test1
、Thr_test2
,及Thr_test3
分別代表該第一、二、三門檻值;0 i n
且n
為該等連續色階的該上限值;Dark_test1
(i
)、Dark_test2
(i
)、Dark_test3
(i
)分別代表該第一、二、三暗態數列;H_test1
(i
)、H_test2
(i
)、H_test3
(i
)分別代表該第一、二、三色階分佈資訊。
在步驟409中,該處理單元26根據該第一、二、三標準函式,及該第一、二、三函式,分別求得一個第一色差指標、一個第二色差指標,及一個第三色差指標,其等之計算式整理如式子(7)~(9)。
其中,index 1
、index 2
、index 3
分別代表該第一、二、三色差指標,F_stand1
(i
)、F_stand2
(i
)、F_stand3
(i
)分別代表該第一、二、三標準函式,F_test1
(i
)、F_test2
(i
)、F_test3
(i
)分別代表該第一、二、三函式,n
代表該等連續色階的該上限值。
在步驟410中,該處理單元26輸出對應於該第一、二、三色差指標的檢測結果。
在步驟411中,該處理單元26判斷是否結束檢測;若是,則停止處理;否則,回到步驟405繼續擷取對應於下一個(next)待檢測的三維微位相差膜3的下一個待檢測的微結構影像。
舉例來說,假設經由步驟401~411之處理後,可得到如下(表一)所示的檢測結果,由(表一)所示的檢測結果可得知,在液晶塗佈速率為143rpm(revolutions per minute)時所得到的三維微位相差膜3,其對應的該第一、二、三色差指標為最小(即,其位相差值與該預設標準值最為接近);換言之,在液晶塗佈速率為143rpm時所得到的三維微位相差膜3最符合需求標準。
綜上所述,本發明藉由分析標準的微結構影像31及待檢測的微結構影像於色彩空間上的特性,並求得該第一、二、三色差指標,即可得知待檢測的三維微位相差膜3與標準的三維微位相差膜3分別對應的位相差值之差異程度,對於對應不同線條圖案寬度(pitch)的三維微位相差膜3,不須利用位相差儀器配合各種不同的光罩來進行量測,確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2...三維微位相差膜的檢測系統
21...光學顯微鏡
22...第一偏光片
23...第二偏光片
24...光源
25...影像擷取單元
26...處理單元
27...光路徑
3...三維微位相差膜
31...標準的微結構影像
311...線條圖案
312...線條圖案
L1
...第一方向
L2
...第二方向
32...第一標準分佈圖
321...第一標準暗態數列分佈圖
33...第二標準分佈圖
331...第二標準暗態數列分佈圖
34...第三標準分佈圖
341...第三標準暗態數列分佈圖
401~411...步驟
圖1是一示意圖,說明一個三維微位相差膜所對應的一個結構紋理圖樣;
圖2是一方塊圖,說明本發明三維微位相差膜的檢測系統之一個較佳實施例;
圖3是一示意圖,說明對應於一個標準的三維微位相差膜的一個標準的微結構影像、一個第一標準分佈圖、一個第二標準分佈圖、一個第三標準分佈圖、一個第一標準暗態數列分佈圖、一個第二標準暗態數列分佈圖,及一個第三標準暗態數列分佈圖;及
圖4是一流程圖,說明本發明三維微位相差膜的檢測方法之一個較佳實施例。
401~411...步驟
Claims (10)
- 一種三維微位相差膜的檢測方法,利用一個處理單元配合一個影像擷取單元來執行,該影像擷取單元用以擷取對應於一個待檢測的三維微位相差膜的一個待檢測的微結構影像,該方法包含下列步驟:(A)接收該待檢測的微結構影像,其中,該待檢測的微結構影像包括複數個畫素;(B)根據該待檢測的微結構影像之該等畫素分別對應的複數個第一色階,求得對應於該待檢測的微結構影像的一個第一色階分佈資訊;(C)根據步驟(B)所求得之該第一色階分佈資訊,配合一個第一標準色階分佈資訊,求得一個第一色差指標;及(D)輸出對應於步驟(C)所求得之該第一色差指標的檢測結果。
- 依據申請專利範圍第1項所述之三維微位相差膜的檢測方法,其中,步驟(B)還根據該待檢測的微結構影像之該等畫素分別對應的複數個第二色階及複數個第三色階,分別求得對應於該待檢測的微結構影像的一個第二色階分佈資訊及一個第三色階分佈資訊,其中,該等第一色階、該等第二色階,及該等第三色階分別屬於色彩空間中的三種顏色成分;其中,步驟(C)還根據步驟(B)所求得之該第二色階分佈資訊及該第三色階分佈資訊,配合一個第二標準色階分佈資訊及一個第三標準色階分佈資訊,分別求得一個第二色差指標及一個第三色差指標;其中,步驟(D)輸出對應於步驟(C)所求得之該第一色差指標、該第二色差指標,及該第三色差指標的檢測結果。
- 依據申請專利範圍第2項所述之三維微位相差膜的檢測方法,其中,步驟(B)所述的該等顏色成分分別為紅色成分、綠色成分,及藍色成分。
- 依據申請專利範圍第1項所述之三維微位相差膜的檢測方法,其中,在步驟(B)中,對於該待檢測的微結構影像之每一畫素而言,其對應的該第一色階為已知的複數個連續色階的其中一者,該第一色階分佈資訊包括該等連續色階分別對應的複數個第一畫素統計值。
- 依據申請專利範圍第4項所述之三維微位相差膜的檢測方法,該影像擷取單元還用以擷取對應於一個標準的三維微位相差膜的一個標準的微結構影像,該方法還包括步驟(C)之前的下列步驟:(E)接收該標準的微結構影像,其中,該標準的微結構影像包括複數個畫素;(F)根據該標準的微結構影像之該等畫素分別對應的複數個第一標準色階,求得對應於該標準的微結構影像的該第一標準色階分佈資訊,其中,該第一標準色階分佈資訊包括該等連續色階分別對應的複數個第一標準畫素統計值;(G)求得該標準的微結構影像之該等畫素分別對應的該等第一標準色階的一個平均值,以作一個第一標準門檻值;及(H)根據該第一標準色階分佈資訊,及該第一標準門檻值,得到一個第一標準暗態數列。
- 依據申請專利範圍第5項所述之三維微位相差膜的檢測方法,其中,步驟(C)包括下列子步驟:(c-1)求得該待檢測的微結構影像之該等畫素分別對應的該等第一色階的一個平均值,以作為一個第一門檻值;(c-2)根據該第一色階分佈資訊,及該第一門檻值,得到一個第一暗態數列;及(c-3)根據該第一暗態數列,及該第一標準暗態數列,求得該第一色差指標。
- 依據申請專利範圍6項所述之三維微位相差膜的檢測方法,其中,步驟(H)係利用下列條件式,以得到該第一標準暗態數列:
- 依據申請專利範圍第6項所述之三維微位相差膜的檢測方法,其中,該第一暗態數列對應於一第一函式,該第一標準暗態數列對應於一第一標準函式,子步驟(c-3)係利用下列式子求得該第一色差指標:
- 一種三維微位相差膜的檢測系統,包含:一個影像擷取單元,用以擷取對應於一個待檢測的三維微位相差膜的一個待檢測的微結構影像;及一個處理單元,用以進行:接收該待檢測的微結構影像,其中,該待檢測的微結構影像包括複數個畫素;根據該待檢測的微結構影像之該等畫素分別對應的複數個第一色階,求得對應於該待檢測的微結構影像的一個第一色階分佈資訊;根據該第一色階分佈資訊配合一個第一標準色階分佈資訊,求得一個第一色差指標;及輸出對應於該第一色差指標的檢測結果。
- 依據申請專利範圍第9項所述之三維微位相差膜的檢測系統,還包含:一個光學顯微鏡;一個光源,用以提供朝該光學顯微鏡行進之光線;一個第一偏光片,位於該光源所提供之光線所形成的一光路徑上,且設置於該光源與該光學顯微鏡兩者之間,其中,該第一偏光片對應一第一偏光軸;及一個第二偏光片,位於該光路徑上,且設置於該第一偏光片與該光學顯微鏡兩者之間,其中,該第二偏光片對應一第二偏光軸;其中,該待檢測的三維微位相差膜係被置於該第一偏光片及該第二偏光片之間,且該第一偏光軸與該第二偏光軸呈一特定角度,以使該影像擷取單元可擷取到對應於該待檢測的三維微位相差膜的該待檢測的微結構影像。
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