CN111272777A - 缺陷分层检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了缺陷分层检测装置及方法，该方法是采用相机组件在短波紫外线光源下拍摄检测对象的上、下面缺陷图像，并将上、下面缺陷图像分别与相机组件在自然光源下拍摄的检测对象的缺陷图像进行对比，判断检测对象的缺陷所在深度位置。本发明能够自动化区分液晶面板表面的缺陷和液晶面板内部的缺陷，实现表层灰尘过滤，提高检测效率。

Description

缺陷分层检测装置及方法
技术领域
本发明涉及液晶面板缺陷检测设备技术领域，具体而言，涉及一种缺陷分层检测装置及方法。
背景技术
随着国家经济的发展，工业及民众对液晶面板的需求日益增加，对高质量液晶面板的要求也越来越大，液晶面板中带有缺陷会使液晶面板的各项性能降低，造成大量的废品和次品。因此，一套切实可用的液晶面板质量检测设备是非常必要的。
自动光学检测是液晶行业广泛使用的测量手段，而其中自动光学检测设备是液晶行业广泛使用的检测设备。液晶面板一般由盖板玻璃和多层薄膜构成，在加工过程中，液晶面板内部混入异物造成的缺陷，这种缺陷会导致次品产生。而盖板玻璃外部有些缺陷(比如：灰尘、脏污等)可以通过清洁去掉，并不影响品质。所以，缺陷分层检测具有巨大的价值。但是现有的自动光学检测设备通常无法有效区分缺陷位于液晶面板内部还是外部。因此，需要发明一种能够区分液晶面板表面缺陷和内部缺陷的装置和方法来解决上述问题。
发明内容
为解决上述缺陷，本发明提供了一种缺陷分层检测装置及方法，该装置能够自动化区分液晶面板表面的缺陷和液晶面板内部的缺陷，提高检测效率。
第一方面，本发明还提供一种缺陷分层检测的方法，所述缺陷分层检测的方法是采用相机组件在短波紫外线光源下拍摄透明的检测对象的上/下表面缺陷图像，并将上/下表面缺陷图像分别与相机组件在自然光源下拍摄的检测对象的缺陷图像进行对比，判断检测对象的缺陷所在深度位置。
于本发明的一种实施方式中，所述检测对象选自单层玻璃、液晶面板半成品或者液晶面板。
于本发明的一种实施方式中，所述的缺陷分层检测的方法包括以下步骤：
S1：将所述检测对象水平置于台架上，点亮所述自然光源，所述相机组件对所述检测对象进行拍摄，记为第一图像，关闭自然光源；
S2：点亮所述短波紫外线光源，所述相机组件对所述检测对象进行拍摄，记为第二图像；
S3：将所述检测对象水平翻转180°，重复步骤S2，记为第三图像；
S4：找出所述第一图像，所述第二图像与所述第三图像的缺陷位点，将三张图像采用同一套坐标系，记录三张图像的缺陷位点中心坐标x、y，并作结果分析。
于本发明的一种实施方式中，在步骤S1中，所述相机组件与所述自然光源位于检测对象的同侧或异侧。
于本发明的一种实施方式中，在步骤S2中，所述相机组件与所述短波紫外线光源位于检测对象的同侧。
于本发明的一种实施方式中，在步骤S2中，所述短波紫外线光源采用波长为250-280nm紫外线。
于本发明的一种实施方式中，在步骤S4前需将所述第三图像进行镜像翻转操作。
于本发明的一种实施方式中，在步骤S4中，结果分析为：
若所述第一图像与所述第二图像上有缺陷，所述第三图像上相应位置无相应缺陷，则缺陷位于所述检测对象的上表面；
若所述第一图像上有缺陷，所述第二图像与所述第三图像上相应位置无相应缺陷，则缺陷位于所述检测对象内部；
若所述第一图像与所述第三图像上有缺陷，所述第二图像上相应位置无相应缺陷，即缺陷位于所述检测对象下表面。
第二方面，本发明还提供一种缺陷分层检测装置，其包括：相机组件、自然光源、短波紫外线光源和控制器，所述相机组件与所述自然光源位于检测对象的同侧或异侧，所述相机组件与所述短波紫外线光源位于检测对象的同侧，所述相机组件、所述自然光源、所述短波紫外线光源分别与所述控制器相连通，所述控制器用于控制所述自然光源、所述短波紫外线光源的点亮，以及所述相机组件的拍摄，所述自然光源与所述短波紫外线光源被交替开启。
第三方面，本发明还提供一种表面缺陷检测的方法，所述表面缺陷检测的方法是采用相机组件在短波紫外线光源下拍摄透明的检测对象的表面图像，根据表面图像上的缺陷情况判断检测对象的表面是否存在缺陷或者灰尘。
于本发明的一种实施方式中，所述短波紫外线光源的采用波长为220-280nm紫外线。
综上所述，本发明提供一种缺陷分层检测装置及方法，本发明的有益效果是：
本发明可以用于盖板玻璃缺陷的检测，加强盖板玻璃的质量控制，提高产品总体质量；也可用于对液晶面板的不合格产品的缺陷深度位置进行检测，相机组件在短波紫外线光源下拍摄液晶面板的上/下表面缺陷图像，并将上、下表面缺陷图像分别与相机组件在自然光源下拍摄的液晶面板的缺陷图像进行对比，区分异物在液晶面板内部还是上/下表面，实现表层灰尘过滤；并且，液晶面板在加工过程中经过多次贴合，每次贴合工艺后或贴合工艺前的半成品均可采用此方法进行检测。本发明对于液晶面板生产制造过程的优化，或对残次品的工艺流程追溯，减少报废品和增加产品良率均具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明的一实施例提供的缺陷分层检测方法的原理示意图。
图2为本发明的一实施例提供的缺陷分层检测方法的原理示意图。
图3为本发明的一实施例提供的缺陷分层检测方法的原理示意图。
图4为本发明的另一实施例提供的缺陷分层检测方法的原理示意图。
图中，1、CCD相机；2、液晶面板；3、短波紫外线光源；4、自然光源。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
液晶面板由很多层构成，其中包含屏幕加工过程中广泛使用的玻璃盖板与光学胶水这类物质。紫外光对液晶面板的穿透力很弱，使用紫外光作为光源照射时，只有物体表面的缺陷才能在接受短波紫外线的CCD相机上清晰成像。自然光源可以轻松穿透液晶面板/玻璃，在CCD相机上成像，而紫外光只能在液晶面板表面成像，本发明在采集图像过程中使用普通光源与短波紫外线光源交替拍照的方式，确认缺陷位于液晶面板/玻璃的表面还是内部。
本发明提供了一种缺陷分层检测装置，其包括：CCD相机、自然光源、短波紫外线光源和控制器，CCD相机、自然光源、短波紫外线光源分别与控制器相连通，控制器用于控制自然光源、短波紫外线光源的点亮，以及CCD相机的拍摄。自然光源与短波紫外线光源被交替开启。缺陷分层检测装置可用于检测单层玻璃或多层玻璃缺陷的深度位置，还用于检测液晶面板成品的缺陷的深度位置，并且，液晶面板在加工过程中经过多次贴合，每次贴合工艺后或贴合工艺前的半成品均可采用此缺陷分层检测装置进行检测。
进一步，短波紫外线光源采用波长为220-280nm紫外线，优选地，采用波长为254nm紫外线。经测试，0.05mm厚度的玻璃(或者光学胶，OCA)可隔绝90％以上波长为254nm紫外线，因此认为超过此厚度的薄膜/光学胶/玻璃均可应用此缺陷分层装置进行检测。
CCD相机的摄像头垂直于检测对象的正面。CCD相机与自然光源位于检测对象的同侧或异侧，CCD相机与短波紫外线光源位于检测对象的同侧。
如图1至3所示，本发明提供一种缺陷分层检测的方法，CCD相机在短波紫外线光源下拍摄检测对象的上/下表面缺陷图像，然后将上/下表面缺陷图像分别与CCD相机在自然光源下拍摄的检测对象的缺陷图像进行对比，判断检测对象的缺陷所在深度位置。检测对象包括检测对象选自单层玻璃、液晶面板半成品或者液晶面板。
以液晶面板为检测对象，缺陷分层检测的方法包括以下步骤：
S1：将液晶面板水平置于台架上，CCD相机安装于液晶面板的上方且摄像头与液晶面板垂直设置。点亮自然光源，CCD相机对液晶面板进行拍摄，记为第一图像，关闭自然光源。
在本实施例中，CCD相机与自然光源位于液晶面板的异侧。自然光源一般选定为面光源或者条形光源，也可以视应用进行改动。自然光源的波长范围为430-760nm，视不同的检测对象进行优选。例如，较厚的玻璃可能选波长较长的红色光源更好，较高的检测精度则要求较短的蓝色光源，更普遍的情况下，使用白色光源即可。这些设计均属于本发明的保护范围。
在其他实施例中，CCD相机与自然光源位于液晶面板的同侧，也满足本发明设计技术方案的要求。
S2：点亮短波紫外线光源，CCD相机对液晶面板进行拍摄，记为第二图像。
在步骤S2中，CCD相机与短波紫外线光源位于液晶面板的同侧。短波紫外线光源与液晶面板的之间夹角设计呈45-60°。在本实施例中，如图1至3所示，短波紫外线光源采用单侧照射。
在其他实施例中，短波紫外线光源采用双侧照射或者四侧照射。双侧照射是指位于检测对象的上方的两侧的短波紫外线光源对液晶面板同时进行照射，如图4所示。四侧照射是指位于液晶面板的上方的前后侧、左右侧的短波紫外线光源对液晶面板同时进行照射。这些改进均应包含在本发明的保护范围之内。
进一步，短波紫外线光源采用条形光源或者线形光源，也可以根据实际需要进行选择。这些设计均属于本发明的保护范围。
在步骤S2中，短波紫外线光源采用波长为220-280nm紫外线，优选地，采用波长为254nm紫外线。
S3：将液晶面板水平翻转180°，CCD相机对液晶面板再次进行拍摄，记为第三图像；
S4：将第三图像进行镜像翻转操作，然后找出第一图像，第二图像与第三图像的缺陷位点，并将三张照片进行缩放与裁剪，保证视野相同，将三张图像共享同一套坐标系，分别记录三张图像的缺陷位点中心坐标x、y，并作结果分析。
具体的，考虑光照条件的不同，允许第二图像、第三图像上的缺陷位置与第一图像上的缺陷位置有一个合理距离，即第二图像、第三图像的缺陷位置位于第一图像上缺陷位置的半径r内即认为是同一个缺陷在不同图像上的体现。比如，第一图像的缺陷中心坐标为x1、y1，第二图像的缺陷位点中心坐标为x2、y2，两个图像的缺陷距离为
Figure BDA0002394779410000051
如果R<r即可认为是同一缺陷。可根据实际情况设定r数值，r数值一般按照检测标准中最小检出尺寸限度直径的一半进行设定。
结果分析为：
若第一图像与第二图像上有缺陷，第三图像上相应位置(半径r内)无相应缺陷，则缺陷位于液晶面板的上表面；请参考图1所示。
若第一图像上有缺陷，第二图像与第三图像上相应位置(半径r内)均无相应缺陷，则缺陷位于液晶面板内部；请参考图2所示。
若第一图像与第三图像上有缺陷，第二图像上相应位置(半径r内)无相应缺陷，即缺陷位于液晶面板下表面；请参考图3所示。
另外，如以液晶面板的加工过程的贴合前后的半成品为检测对象，表面缺陷检测的方法包括以下步骤：将液晶面板水平置于台架上，CCD相机安装于液晶面板半成品的上方且摄像头与检测对象垂直设置，在液晶面板半成品的上方一侧或者两侧设置波长为254nm的短波紫外线光源，点亮短波紫外线光源，CCD相机对液晶面板半成品进行拍摄，获得表面图像，根据表面图像上缺陷的情况判断液晶面板半成品表面是否有灰尘即可。因为贴合工位仅要求检测贴合面有无灰尘杂物，此时可以只使用紫外光源拍照，只成像表面图像并寻找表面图像上的单张缺陷，即可锁定贴合表面上有灰尘，从而减少下段工艺流程中的残次品。
综上所述，本发明基于紫外线的成像的特性提出了一种缺陷分层检测装置及方法，采用自然光源和短波紫外光源获取缺陷信息，能够分辨出不合格产品的缺陷位置，该方案对颗粒类型的缺陷的检测和分层尤其准确，能高效地为面板行业提供有价值的工艺和品质控制。通过三次拍照即可判断出缺陷位于液晶面板的表面还是位于液晶面板的内部，完成表层灰尘过滤，检测过程更加简洁。
以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.缺陷分层检测的方法，其特征在于，所述缺陷分层检测的方法是采用相机组件在短波紫外线光源下拍摄透明的检测对象的上/下表面缺陷图像，并将上/下表面缺陷图像分别与相机组件在自然光源下拍摄的检测对象的缺陷图像进行对比，判断检测对象的缺陷所在深度位置。
2.根据权利要求1所述的缺陷分层检测的方法，其特征在于，所述检测对象选自单层玻璃、液晶面板半成品或者液晶面板。
3.根据权利要求1所述的缺陷分层检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将所述检测对象水平置于台架上，点亮所述自然光源，所述相机组件对所述检测对象进行拍摄，记为第一图像，关闭自然光源；
S2：点亮所述短波紫外线光源，所述相机组件对所述检测对象进行拍摄，记为第二图像；
S3：将所述检测对象水平翻转180°，重复步骤S2，记为第三图像；
S4：找出所述第一图像，所述第二图像与所述第三图像的缺陷位点，将三张图像采用同一套坐标系，记录三张图像的缺陷位点中心坐标x、y，并作结果分析。
4.根据权利要求3所述的缺陷分层检测的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述相机组件与所述自然光源位于检测对象的同侧或异侧。
5.根据权利要求3所述的缺陷分层检测的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述相机组件与所述短波紫外线光源位于检测对象的同侧。
6.根据权利要求3所述的缺陷分层检测的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述短波紫外线光源采用波长为250-280nm紫外线。
7.根据权利要求3所述的缺陷分层检测的方法，其特征在于，在步骤S4前需将所述第三图像进行镜像翻转操作。
8.根据权利要求3所述的缺陷分层检测的方法，其特征在于，在步骤S4中，结果分析为：
若所述第一图像与所述第二图像上有缺陷，所述第三图像上相应位置无相应缺陷，则缺陷位于所述检测对象的上表面；
若所述第一图像上有缺陷，所述第二图像与所述第三图像上相应位置无相应缺陷，则缺陷位于所述检测对象内部；
若所述第一图像与所述第三图像上有缺陷，所述第二图像上相应位置无相应缺陷，即缺陷位于所述检测对象下表面。
9.一种缺陷分层检测装置，其特征在于，其包括：相机组件、自然光源、短波紫外线光源和控制器，所述相机组件与所述自然光源位于检测对象的同侧或异侧，所述相机组件与所述短波紫外线光源位于检测对象的同侧，所述相机组件、所述自然光源、所述短波紫外线光源分别与所述控制器相连通，所述自然光源与所述短波紫外线光源被交替开启。
10.表面缺陷检测方法，其特征在于，所述缺陷分层检测的方法是采用相机组件在短波紫外线光源下拍摄透明的检测对象的表面图像，根据表面图像上的缺陷情况判断检测对象的表面是否存在缺陷或者灰尘。
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