CN111366593A - 一种测量玻璃基板缺陷分层的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种测量玻璃基板缺陷分层的装置，所述装置包括，支撑机构、拍摄机构以及驱动机构，其中，所述支撑机构，用于设置所述拍摄机构；所述拍摄机构，包括第一拍摄机构和第二拍摄机构，所述第一拍摄机构的轴线与所述第二拍摄机构的中轴线重合；所述驱动机构，用于带动所述支撑机构移动。本申请还涉及一种测量玻璃基板缺陷分层的方法。根据本申请测量玻璃基板缺陷分层的装置，通过该装置可提高待测玻璃基板缺陷分层准确率，且抗干扰性强，价格便宜。

Description

一种测量玻璃基板缺陷分层的装置和方法
技术领域
本申请涉及光电显示玻璃基板生产技术领域，具体涉及一种测量玻璃基板缺陷分层的装置和方法。
背景技术
光电显示玻璃基板作为液晶显示器的主要原材，其产品品质直接关系到液晶显示器的成像效果以及显示器厂商的良率，目前光电显示玻璃基板的表面缺陷有：玻璃碎屑、划痕、面部裂纹、脏污等，内部缺陷有：气泡、结石、铂金等。此类缺陷若分布在玻璃使用面(上表面)，会造成客户端镀膜脱落、断线、色差等不良。确认此类缺陷是否在玻璃上表面需要使用一种缺陷分层检测设备，通常的缺陷分层方法为：相机从固定位置开始每隔一层进行一次聚焦、拍摄，其缺陷图像最清晰的位置，即该缺陷的所在层数。这种方法仅适用于水平传送的设备，在垂直传送设备上，玻璃由于翘曲、气浮、板型的问题，玻璃相对应相机的水平度不一，导致缺陷分层不准，而且现有的缺陷分层检测设备不仅价格昂贵，而且准确率低，只能确定缺陷的位置，不能确定缺陷的类型。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种测量玻璃基板缺陷分层的装置，通过该装置可提高待测玻璃基板缺陷分层准确率，且抗干扰性强，价格便宜。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
本申请提供一种测量玻璃基板缺陷分层的装置，所述装置包括，支撑机构、拍摄机构以及驱动机构，其中，
所述支撑机构，用于设置所述拍摄机构；
所述拍摄机构，包括第一拍摄机构和第二拍摄机构，所述第一拍摄机构包括第一光源和第一相机，所述第一光源和第一相机呈八字形设置，所述第一光源和所述第一相机的中线与所述第二拍摄机构的中轴线重合；
所述驱动机构，用于带动所述支撑机构移动。
在具体实施方式中，所述第二拍摄机构包括依次间隔设置的第二相机、第二光源以及透镜组合，所述第二相机、第二光源以及透镜组合位于一条直线上。
在具体实施方式中，所述第一拍摄机构用于确定所述第二拍摄机构的预定位置；所述第二拍摄机构用于逐层拍摄玻璃基板的缺陷图像以确定玻璃基板上缺陷的类型以及位置。
在具体实施方式中，所述透镜组合靠近所述第一拍摄机构设置，所述第二光源以及所述第二相机逐渐远离所述第一拍摄机构设置。
在具体实施方式中，所述第二光源为同轴光源，所述第一光源为点光源。
在具体实施方式中，所述支撑机构包括支撑板，所述第一光源、第一相机、第二光源、第二相机、透镜组合均固设于所述支撑板上。
在具体实施方式中，所述所述驱动机构包括步进电机，所述步进电机与所述支撑板连接，通过所述步进电机驱动所述支撑板移动。
在具体实施方式中，所述装置还包括控制机构，所述控制机构用于控制所述驱动机构的驱动方向，从而使得所述驱动机构带动所述支撑板向特定的方向进行移动。
本申请还提供一种测量玻璃基板缺陷分层的方法，包括如下步骤：
将具有缺陷的待测玻璃基板与玻璃基板缺陷分层的装置垂直设置；
第一拍摄机构拍摄所述待测玻璃基板上缺陷的图像，以确定第二拍摄机构需要达到的预定位置；
驱动机构带动所述支撑板移动，以使所述第二拍摄机构到达预定的位置；
所述第二拍摄机构对所述待测玻璃基板进行多次拍摄，直至所述第二拍摄机构拍摄到清晰的缺陷图像，从图像中确定缺陷的类型及位置。
在具体实施方式中，所述待测玻璃基板与所述支撑板垂直设置，所述第二拍摄机构的拍摄方向与所述待测玻璃基板垂直设置，所述第一拍摄机构靠近所述待测玻璃基板。
在具体实施方式中，所述第一拍摄机构拍摄所述玻璃基板上缺陷的图像后，通过下述计算公式来确定第二拍摄机构需要达到的预定位置；
计算公式为：Z＝a×L+Loffset
Z为第二相机与待测玻璃基板的距离；
L为第一光源在第一相机拍摄的光斑图像中的像素位置；
a为系数；
Loffset为偏差系数。
在具体实施方式中，在确定第二拍摄机构需要达到的预定位置之前，在所述待测玻璃基板上制作至少两个标记，所述第一光源射出的光线打在所述待测玻璃基板的标记上，在所述标记上形成光斑，所述第一相机拍摄所述光斑图像，通过计算公式拟合出系数a以及偏差系数Loffset的数值。
在具体实施方式中，当第二拍摄机构达到预定位置后，将所述待测玻璃基板沿所述玻璃的厚度分为n份，所述第二相机对待测玻璃基板开始拍摄图像，每拍摄一次图像，所述驱动机构带动所述支撑板沿待测玻璃基板的方向移动1/n厚度的距离，所述第二相机继续拍摄图像，直至所述第二拍摄机构拍摄到待测玻璃基板的下表面的图像(n/n厚度处的图像)，然后从拍摄的图像中确定缺陷最清晰的图像，从而从图像中确定缺陷的类型。
根据本申请提供的测量玻璃基板缺陷分层的装置，通过所述第一拍摄机构确定所述第二拍摄机构的预设位置，所述驱动机构带动所述支撑机构移动到所述第二拍摄机构的预设位置，通过所述第二拍摄机构能够准确地测出待测玻璃基板的缺陷位置以及缺陷类型，操作简单、准确率高，而且所述装置的生产成本较低。
附图说明
图1为本申请的测量玻璃基板缺陷分层的装置的结构示意图；
图2为本申请的测量玻璃基板缺陷分层的装置在使用状态时的示意图；
图3为本申请的第一光源在第一相机拍摄的光斑图像的示意图。
附图标记列表
1-待测玻璃基板，2-缺陷，3-第一光源，4-驱动机构，5-第二相机，6-第二光源，7-透镜组合，8-第一相机，9-支撑机构，10-光斑图像。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
如图1所示，本申请提供一种测量玻璃基板缺陷分层的装置，所述装置包括，支撑机构9、拍摄机构以及驱动机构4，其中，
所述支撑机构9，用于设置所述拍摄机构；
所述拍摄机构，包括第一拍摄机构和第二拍摄机构，所述第一拍摄机构包括第一光源3和第一相机8，所述第一光源3和第一相机8呈八字形设置，所述第一光源3和所述第一相机8的中线与所述第二拍摄机构的中轴线重合；
所述驱动机构4，用于带动所述支撑机构9移动。
本申请提供的测量玻璃基板缺陷分层的装置，通过所述第一拍摄机构确定所述第二拍摄机构的预定位置，所述驱动机构4带动所述支撑机构9移动到所述第二拍摄机构的预设位置，通过所述第二拍摄机构能够逐层拍摄出待测玻璃基板的图像，从而确定出待测玻璃板上缺陷的位置以及缺陷的类型，操作简单、准确率高，而且所述装置的生产成本较低。
所述第一光源3为点光源，所述第一相机8为CCD相机，CCD，英文全称:Chargecoupled Device，中文全称:电荷耦合元件，可以称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。作为一种光数转化元件，CCD相机已被广泛应用。
在本申请中，所述第二拍摄机构包括依次间隔设置的第二相机5、第二光源6以及透镜组合7，所述第二相机5、第二光源6以及透镜组合7位于一条直线上。所述第二光源为同轴光源。
当所述装置在使用时，所述第二相机5通过第二光源6以及透镜组合7将待测玻璃基板上的缺陷放大并拍摄层成图像。
所述第二相机5为CCD相机。
所述透镜组合7用于放大待测玻璃基板上的缺陷，以使所述第二相机5拍摄的图像能够清楚的看到缺陷的类型，所述透镜组合7为现有技术，在本申请中不做具体限定，只要能实现在本申请中的功能即可。
在本申请中，所述第一光源3与所述第一相机8沿远离所述第二拍摄机构方向的延长线相交形成一个夹角θ，所述夹角θ的角平分线与所述第二相机5、第二光源6以及透镜组合7的中轴线重合。所述第一拍摄机构与第二拍摄机构形成横向设置的“个”字形结构。
在本申请中，所述透镜组合7靠近所述第一拍摄机构设置，所述第二光源6以及所述第二相机5逐渐远离所述第一拍摄机构设置。
在本申请中，所述支撑机构9包括支撑板，所述第一光源3、第一相机8、第二光源6、第二相机5、透镜组合7均固设于所述支撑板上。
在本申请中，所述驱动机构4包括步进电机，所述步进电机与所述支撑板连接，通过所述步进电机驱动所述所述支撑板移动。从而所述支撑板带动所述第一光源3、第一相机8、第二光源6、第二相机5、透镜组合7移动。
所述步进电机也可以被伺服电机替换。
在本申请中，所述装置还包括控制机构，所述控制机构用于控制所述驱动机构的驱动方向，从而使得所述驱动机构带动所述支撑板向特定的方向进行移动。
如图2和图3所示，本申请还提供一种测量玻璃基板缺陷分层的方法，包括如下步骤：
步骤一：将具有缺陷的待测玻璃基板与玻璃基板缺陷分层的装置垂直设置；
步骤二：第一拍摄机构拍摄所述待测玻璃基板上缺陷的图像，以确定第二拍摄机构需要达到的预定位置；
步骤三：驱动机构4带动所述支撑板移动，以使所述第二拍摄机构到达预定的位置；
步骤四：所述第二拍摄机构对所述待测玻璃基板进行多次拍摄，直至所述第二拍摄机构拍摄到待测玻璃基板的下表面的图像，然后从图像中确定缺陷最清晰的图像，从而从图像中确定缺陷的类型及位置。
在步骤一中，所述待测玻璃基板可以竖向设置，所述支撑板横向设置，所述待测玻璃基板与所述支撑板垂直设置，所述第二拍摄机构的拍摄方向与所述待测玻璃基板垂直设置，所述第一拍摄机构靠近所述待测玻璃基板。
在步骤二中，所述第一拍摄机构拍摄所述玻璃基板上缺陷的图像后，通过下述计算公式来确定第二拍摄机构需要达到的预定位置；
计算公式为：Z＝a×L+Loffset
Z为第二相机与待测玻璃基板的距离；
L为第一光源在第一相机拍摄的光斑图像中的像素位置；
a为系数；
Loffset为偏差系数。
所述第二拍摄机构在预定位置时，所述第二拍摄机构能够清晰地拍摄到待测玻璃表面的图像。
在确定第二拍摄机构需要达到的预定位置之前，在所述待测玻璃基板上制作至少两个标记，所述第一光源射出的光线打在所述待测玻璃基板的标记上，在所述标记上形成光斑，所述第一相机拍摄所述光斑图像，通过计算公式拟合出系数a以及偏差系数Loffset的数值。
在所述待测玻璃基板上制作两个标记分别为A1和A2，所述第一光源3照射所述标记A1，在所述标记A1处形成光斑，所述第一相机8对光斑拍摄光斑图像，在光斑图像上有一个光斑的像素位置L1，所述第一光源3照射所述标记A2，在所述标记A2处形成光斑，所述第一相机8对光斑拍摄光斑图像，在光斑图像上有一个光斑的像素位置L2，通过所述计算公式可以计算出a与Loffset的数值，然后将所述第一光源3发射出来的光线照射在待测玻璃基板的缺陷处，然后从所述第一相机8拍摄的光斑图像上读出光斑像素位置L值，通过所述计算公式可以计算出第二相机5与待测玻璃基板的距离Z，此时的Z值就是第二相机5需要达到的预定位置，因此通过所述驱动机构4带动所述支撑板移动，以使所述第二相机5到达预定的位置(所述第二相机5在预定的位置处时，所述待测玻璃基板在所述第二相机5的焦点处，所述第二相机5能够拍摄到所述待测玻璃表面的图像)。
在步骤四中，当第二拍摄机构达到预定位置后，将所述待测玻璃基板沿所述玻璃的厚度分为n份，所述第二相机5对待测玻璃基板开始拍摄图像，每拍摄一次图像，所述驱动机构4带动所述支撑板沿待测玻璃基板的方向移动1/n厚度的距离，所述第二相机5继续拍摄图像，直至所述第二相机5拍摄到待测玻璃基板的下表面的图像(n/n处厚度的图像)，然后从图像中确定缺陷最清晰的图像(所述第二相机5拍摄的图像依次为待测玻璃基板表面、1/n厚度、2/n厚度、3/n厚度、4/n厚度直至拍摄至n/n处厚度的图像)，从而从图像中确定缺陷的类型，从所述驱动机构4移动的次数确定缺陷在待测玻璃基板的厚度中的位置。
根据待测玻璃基板的厚度不同，n可以为10、15、20、25等等。
当所述驱动机构4带动所述支撑板沿待测玻璃基板的方向移动3/n厚度的距离，所述第二相机5拍摄到清晰的缺陷图像，那么缺陷就在所述玻璃的第三层中。距离玻璃表面的距离为3/n的厚度。
实施例1
将待测玻璃基板1与所述支撑板垂直设置，在待测玻璃基板1上制作两个标记(第一标记和第二标记)通过第一光源3照射第一标记，然后第一相机8将第一标记的光斑拍摄成光斑图像，从所述光斑图像上读出L1为980pix，在测量所述第二相机5与所述待测玻璃基板1的距离Z1为18.5mm，然后通过所述驱动机构4移动所述支撑板，以使所述第一光源3照射第二标记，在第二标记上形成光斑，所述第一相机8将所述第二标记上的光斑拍摄成光斑图像，从所述光斑图像上读出L2为967pix，在测量所述第二相机5与所述待测玻璃基板1的距离Z2为18.2mm，然后通过计算公式Z＝a×L+Loffset，计算出a为0.023mm/pix，Loffset为-4.04mm，之后通过驱动机构4移动所述支撑板，以使所述第一光源3照射到所述待测玻璃基板1上的缺陷2，在缺陷2处形成光斑，所述第一相机8将所述缺陷2处的光斑拍摄成光斑图像10，从所述光斑图像10上读出L0为955pix，然后通过计算公式Z＝a×L+Loffset，计算出Z0为17.9mm，即所述第二相机5距离待测玻璃基板1的距离，通过驱动电机移动所述支撑板，以使所述第二相机5达到距离待测玻璃基板17.9mm的位置，所述待测玻璃基板的厚度为0.5mm，将待测玻璃基板沿厚度方向分为10等份，每份的厚度为0.05mm，然后所述第二相机5开始拍摄图像，每拍摄一次图像，所述驱动机构4带动所述支撑板沿待测玻璃基板的方向移动0.05mm的距离，所述第二相机5继续拍摄图像，直至所述第二相机5拍摄到待测玻璃基板下表面的图像，完成拍摄，从所述拍摄的图像找那个选出最清晰的图像，最终确认出最清晰的缺陷图像为第3张，即该缺陷所在层数为3层。缺陷的类型为圆形气泡。
通过本申请所述方法能够准确地测出待测玻璃基板的缺陷位置以及缺陷类型，不仅操作简单、准确率高，而且所述装置的生产成本较低。
尽管以上结合附图对本申请的实施方案进行了描述，但本申请并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本申请权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本申请保护之列。

Claims (13)

1.一种测量玻璃基板缺陷分层的装置，其特征在于，所述装置包括，支撑机构、拍摄机构以及驱动机构，其中，
所述支撑机构，用于设置所述拍摄机构；
所述拍摄机构，包括第一拍摄机构和第二拍摄机构，所述第一拍摄机构包括第一光源和第一相机，所述第一光源和第一相机呈八字形设置，所述第一光源和所述第一相机的中线与所述第二拍摄机构的中轴线重合；
所述驱动机构，用于带动所述支撑机构移动。
2.根据权利要求1所述的测量玻璃基板缺陷分层的装置，其特征在于，所述第二拍摄机构包括依次间隔设置的第二相机、第二光源以及透镜组合，所述第二相机、第二光源以及透镜组合位于一条直线上。
3.根据权利要求2所述的测量玻璃基板缺陷分层的装置，其特征在于，所述第一拍摄机构用于确定所述第二拍摄机构的预定位置；所述第二拍摄机构用于逐层拍摄玻璃基板的缺陷图像以确定玻璃基板上缺陷的类型以及位置。
4.根据权利要求2所述的测量玻璃基板缺陷分层的装置，其特征在于，所述透镜组合靠近所述第一拍摄机构设置，所述第二光源以及所述第二相机逐渐远离所述第一拍摄机构设置。
5.根据权利要求3所述的测量玻璃基板缺陷分层的装置，其特征在于，所述第二光源为同轴光源，所述第一光源为点光源。
6.根据权利要求4所述的测量玻璃基板缺陷分层的装置，其特征在于，所述支撑机构包括支撑板，所述第一光源、第一相机、第二光源、第二相机、透镜组合均固设于所述支撑板上。
7.根据权利要求6所述的测量玻璃基板缺陷分层的装置，其特征在于，所述驱动机构包括步进电机，所述步进电机与所述支撑板连接，通过所述步进电机驱动所述支撑板移动。
8.根据权利要求7所述的测量玻璃基板缺陷分层的装置，其特征在于，所述装置还包括控制机构，所述控制机构用于控制所述驱动机构的驱动方向，从而使得所述驱动机构带动所述支撑板向特定的方向进行移动。
9.一种测量玻璃基板缺陷分层的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将具有缺陷的待测玻璃基板与玻璃基板缺陷分层的装置垂直设置；
第一拍摄机构拍摄所述待测玻璃基板上缺陷的图像，以确定第二拍摄机构需要达到的预定位置；
驱动机构带动所述支撑板移动，以使所述第二拍摄机构到达预定的位置；
所述第二拍摄机构对所述待测玻璃基板进行多次拍摄，直至所述第二拍摄机构拍摄到清晰的缺陷图像，从图像中确定缺陷的类型及位置。
10.根据权利要求9所述的测量玻璃基板缺陷分层的方法，其特征在于，所述待测玻璃基板与所述支撑板垂直设置，所述第二拍摄机构的拍摄方向与所述待测玻璃基板垂直设置，所述第一拍摄机构靠近所述待测玻璃基板。
11.根据权利要求9所述的测量玻璃基板缺陷分层的方法，其特征在于，所述第一拍摄机构拍摄所述玻璃基板上缺陷的图像后，通过下述计算公式来确定第二拍摄机构需要达到的预定位置；
计算公式为：Z＝a×L+Loffset
Z为第二相机与待测玻璃基板的距离；
L为第一光源在第一相机拍摄的光斑图像中的像素位置；
a为系数；
Loffset为偏差系数。
12.根据权利要求11所述的测量玻璃基板缺陷分层的方法，其特征在于，在确定第二拍摄机构需要达到的预定位置之前，在所述待测玻璃基板上制作至少两个标记，所述第一光源射出的光线打在所述待测玻璃基板的标记上，在所述标记上形成光斑，所述第一相机拍摄所述光斑图像，通过计算公式拟合出系数a以及偏差系数Loffset的数值。
13.根据权利要求9所述的测量玻璃基板缺陷分层的方法，其特征在于，当第二拍摄机构达到预定位置后，将所述待测玻璃基板沿所述玻璃的厚度分为n份，所述第二相机对待测玻璃基板开始拍摄图像，每拍摄一次图像，所述驱动机构带动所述支撑板沿待测玻璃基板的方向移动1/n厚度的距离，所述第二相机继续拍摄图像，直至所述第二拍摄机构拍摄到待测玻璃基板n/n厚度处的图像，然后从拍摄的图像中确定缺陷最清晰的图像，从而从图像中确定缺陷的类型。
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