TW201616123A

TW201616123A - 缺陷檢測系統及方法

Info

Publication number: TW201616123A
Application number: TW104128155A
Authority: TW
Inventors: 李銀珪; 嚴東桓; 洪昇均; 朴宰賢
Original assignee: 東友精細化工有限公司
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2016-05-01
Also published as: JP2016085212A; KR20160047360A; CN105548193A

Abstract

本發明揭示一種缺陷檢測系統及方法。本發明之一實施例之缺陷檢測系統係作為用於檢測光透過率低於光反射率之檢查對象體上之缺陷之系統，其包含：光源，將光照射至上述檢查對象體；遮光罩，其配置於上述光源與上述檢查對象體之間；及攝像機器，其接受經上述檢查對象體反射之光而捕捉上述檢查對象體之影像。

Description

缺陷檢測系統及方法

本發明係關於一種用於檢測檢查對象體之缺陷的系統及方法。

近來，隨著影像分析技術之發展，廣泛使用如下光學檢測方式，即，於產品之製造步驟期間或製造結束之後，利用相機等攝像機器捕捉產品外觀之影像對該影像進行分析，從而檢測產品是否有缺陷。一般而言，此種檢查方式中，配置有對產品進行照明之光源以進行攝像。

光學檢查可根據以檢查對象體(例如，偏光膜、光學膜、顯示面板、觸控面板、印刷電路基板等)為基準、光源與攝像機器係如何配置，而區分為透過光學系統檢查與反射光學系統檢查。韓國公開專利公報第2009-0113885號中揭示一種可用於利用相機之檢查中的照明系統，此種照明系統適於透過光學系統檢查。然而，當檢查對象體之光透過率低於光反射率時、或檢查對象體於無狹縫之不透明的輸送帶上移送期間，難應用透過光學系統檢查。另一方面，為了檢測光無法透過之檢查對象體上之缺陷，有時亦使用正反射、邊界反射、同軸反射等光學系統，但此種檢查方式存在無法較佳地檢測若干種缺陷(例如劃痕缺陷)的問題。因此，就反射光學系統檢查而言，需要用於利用所提供之攝像機器更準確地檢測上述缺陷的方法。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻]韓國公開專利公報第2009-0113885號

本發明之目的在於提供一種對於光不易透過之檢查對象體上之缺陷(例如，劃痕缺陷)的檢測力得到提高的缺陷檢測系統。

本發明之目的在於提供一種缺陷檢測方法。

1.一種缺陷檢測系統，其係作為用於檢測光透過率低於光反射率之檢查對象體上之缺陷的系統，其包含：光源，其將光照射至上述檢查對象體；遮光罩，其配置於上述光源與上述檢查對象體之間；及攝像機器，其接受經上述檢查對象體反射之光而捕捉上述檢查對象體之影像。

2.如上述1之缺陷檢測系統，其中，更包含配置於上述光源與上述遮光罩之間的聚光透鏡。

3.如上述1之缺陷檢測系統，其中，上述檢查對象體包含ITO層。

4.如上述3之缺陷檢測系統，其中，上述光源對於上述檢查對象體之表面的光照射角度為30°~60°，上述攝像機器對於上述表面之攝像角度為30°~60°。

5.如上述1之缺陷檢測系統，其中，更包含根據上述影像檢測上述檢查對象體上之缺陷的缺陷檢測部。

6.如上述5之缺陷檢測系統，其中，上述缺陷為劃痕缺陷。

7.如上述1之缺陷檢測系統，其中，上述光源為LED光源。

8.一種缺陷檢測方法，其係作為用於檢測光透過率低於光反射率之檢查對象體上之缺陷的方法，其包含如下階段：提供將光照射至上述檢查對象體之光源的階段；將遮光罩配置於上述光源與上述檢查對象體之間的階段；及使用接受經上述檢查對象體反射之光的攝像機器來獲得上述檢查對象體之影像的階段。

9.如上述8之缺陷檢測方法，其中，更包含將聚光透鏡配置於上述光源與上述遮光罩之間的階段。

10.如上述8之缺陷檢測方法，其中，上述檢查對象體包含ITO層。

11.如上述10之缺陷檢測方法，其中，上述光源對於上述檢測對象體之表面之光照射角度為30°~60°，上述攝像機器對於上述表面之攝像角度為30°~60°。

12.如上述8之缺陷檢測方法，其中，更包含根據上述影像檢測上述檢查對象體上之缺陷的階段。

13.如上述12之缺陷檢測方法，其中，上述缺陷為劃痕缺陷。

14.如上述8之缺陷檢測方法，其中，上述光源為LED光源。

本發明之缺陷檢測系統及方法能令用於檢測光不易透過之檢查對象體上之缺陷(例如劃痕缺陷)的反射光學系統檢查之性能最大化。

100‧‧‧缺陷檢測系統

110‧‧‧光源

120‧‧‧遮光罩

130‧‧‧攝像機器

140‧‧‧聚光透鏡

150‧‧‧檢查對象體

160‧‧‧缺陷檢測部

210‧‧‧直進光

220、230‧‧‧散射光

250‧‧‧暗部

圖1係表示本發明之一實施例之缺陷檢測系統的圖。

圖2係用於對本發明之一實施例之缺陷檢測系統中的、來自光源之光藉由遮光罩而散射的現象進行說明的圖。

圖3係用於對使用本發明之一實施例之缺陷檢測系統檢測檢查對象體之缺陷的結果進行說明的圖。

圖4至圖6係用於對本發明之一實施例之缺陷檢測系統中、一面調節遮光罩之寬度、檢查對象體與光源之間的距離及來自光源之光量一面檢測檢查對象體之缺陷的結果進行說明的圖。

圖7係用於對本發明之一實施例之缺陷檢測系統中、一面調節光照射角度及攝像角度一面檢測檢查對象體之缺陷的結果進行說明的圖。

以下，參照圖式對本發明之具體實施例進行說明。然而，其僅為例示，本發明並不受其限制。

本發明之實施例之說明中，當判斷對於本發明之相關的公知技術的具體說明會不必要地令本發明之宗旨變得模糊時，省略其詳細說明。並且，後述之用語係考慮到本發明中之功能而定義者，其有時會根據使用者、運用者之意圖或慣例等而改變。因此，其定義須以本說明書之全部內容為基礎。

本發明之一實施例之缺陷檢測系統係作為用於檢測光透過率低於光反射率之檢查對象體(例如不透明材料)上之缺陷的系統，其包含：光源，將光照射至上述檢查對象體；遮光罩，其配置於上述光源與上述檢查對象體之間；及攝像機器，其接受經上述檢查對象體反射之光而捕捉上述檢查對象體之影像；且能令用於檢測光不易透過之檢查對象體上之缺陷(例如，劃痕缺陷)的反射光學系統檢查之性能最大化。

圖1係表示本發明之一實施例之缺陷檢測系統的圖。圖1係自檢查對象體150之寬度方向觀察缺陷檢測系統100之側視圖。

圖1之缺陷檢測系統100適於對檢查對象體150進行檢查而檢測出檢查對象體150上之缺陷。例如，圖1中，缺陷檢測系統100可一面使檢查對象體150(例如，利用如不透明的輸送帶般之移送機構向右側)移動一面對檢查對象體150進行檢查。而且，當檢查對象體150之光反射率大於檢查對象體150之光透過率時(例如，檢查對象體150為不透明材料時)，採用缺陷檢測系統100之反射光學系統檢查可較之透過光學系統檢查更準確地進行缺陷檢測。例如，檢查對象體150可為包含ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)層之基板。

如圖1所示，缺陷檢測系統100包含光源110、遮光罩120及攝像機器130。而且，缺陷檢測系統100可更包含聚光透鏡140。

光源110構成為將光照射至檢查對象體150。因此，為了攝像機器130之攝像，缺陷檢測系統100可使用光源110對檢查對象體150進行照明。例如，缺陷檢測系統100可更包含控制部(未圖示)，該控制部係作為光源110而將光提供給檢查對象體150。於若干實施例中，此種控制部可提供適於接收如光源110之光量之調節、光源110之光照射角度之調節等般用於控制光源110的使用者輸入的使用者介面。

於相關領域中，光學檢查中使用之光源並無特別限制，可使用光源110。作為光源110，可使用例如LED燈(Light Emitting Diode Lamp，發光二極體等)、金屬鹵化物燈(Metal Halide Lamp)等鹵素燈、螢光燈、白熾燈等。而且，自光源110照射之光之種類並無特別限定，例如可列舉白色光、綠色光、藍色光、紅色光、紅外線、以其等之適當組合等。進而，光源110可為長邊或短邊具有片(sheet)狀產品之寬度以上的長度、或邊長具有片狀產品之寬度以上的長度的正方形狀。另一方面，可根據檢查對象體150之移送速度而調節光自光源110照射之時間區間。

根據若干實施例，可使用用於使自光源110射出之光彙聚的聚光透鏡140。此種聚光透鏡140係配置於光源110與遮光罩120之間。聚光透鏡140之形態、材質及焦點距離等光學特性可適當選擇，並無特別限制。

如圖1所示，遮光罩120係配置於10與檢查對象體150之間。遮光罩120只要適於遮蔽自光源110射出之一部分光，則其種類與形態無特別限定。例如，遮光罩120可為適當寬度的黑色狹縫。

圖2係用於對本發明之一實施例之缺陷檢測系統中、來自光源之光藉由遮光罩而散射的現象進行說明的圖。

如圖2所示，遮光罩120係遮蔽經由聚光透鏡140入射至遮光罩120的直進光210。於遮光罩120之寬度方向之兩側面發生光散射220。於聚光透鏡140之兩側面散射的光(斜面側光)230朝檢查對象體150行進。藉此，有時，於遮光罩120與檢查對象體150之間產生暗部250。

如上所述，藉由光散射可提高檢查對象體150上之缺陷(例如劃痕缺陷)之視認性。其原因在於，藉由使散射光入射至檢查對象體150，可提高入射至檢查對象體150之光藉由檢查對象體150上之缺陷折射後才到達攝像機器130的可能性。

攝像機器130構成為，接受經檢查對象體150反射之光而捕捉檢查對象體150之影像。因此，缺陷檢測系統100可利用攝像機器130而獲得檢查對象體150的影像。例如，缺陷檢測系統100之控制部使攝像機器130對檢查對象體150進行攝像而獲得檢查對象體150之影像。於若干實施例中，上述控制部可提供適於接收如攝像機器130之攝像時間及/或攝像角度之調節等般、用於控制攝像機器130的使用者輸入的使用者介面。

攝像機器130可接受任意的經檢查對象體150反射之光而捕捉檢測對象體150之影像，其種類並無特別限定。例如，攝像機器130可包含相機(例如，CCD(Charge-Coupled Device，電荷耦合元件)相機)、光感測器等。

繼而，缺陷檢測系統100可更包含缺陷檢測部160。缺陷檢測部160對於攝像機器130經由檢查對象體150之攝像而獲得之影像進行分析從而檢測檢查對象體150之缺陷。例如，缺陷檢測部160可算出所獲得之影像之灰階值，且可將所算出之灰階值與預先設定之臨限值進行比較而檢測檢查對象體150之缺陷。缺陷檢測部160可由包含多種硬體模組及軟體模組之電腦裝置實現。

而且，本發明之另一實施例係作為用於檢測光透過率低於光反射率之檢查對象體上之缺陷的方法，其包含如下階段：提供將光照射至上述檢查對象體之光源的階段；將遮光罩配置於上述光源與上述檢查對象體之間的階段；及使用接受經上述檢查對象體反射之光的攝像機器來獲得上述檢查對象體之影像的階段。

圖3係用於對使用本發明之一實施例之缺陷檢測系統來檢測檢查對象體之缺陷的結果進行說明的圖。

為了比較，於圖3中表示當如圖1所示般於檢查對象體與光源之間配置遮光罩而將聚光透鏡配置於光源與遮光罩之間時攝像機器對檢查對象體進行攝像而獲得的影像320、及除此之外的情況下攝像機器對檢查對象體進行攝像所得的影像310。

作為檢查對象體，使用產生劃痕缺陷之觸控面板(包含ITO層)。而且，使用於距照明表面為70mm之地點測量出之照度為90萬lux的綠色LED作為光源，自與檢查對象體相隔70mm之距離，將光以相對於檢查對象體之表面呈45°之光照射角度照射至檢查對象體。未另外測量檢查對象體之光照射區域內之寬度方向上的照度差。

作為遮光罩，以狹縫狀使用寬度為6mm且塗布成黑色之耐熱材(因照明時會發熱)，作為聚光透鏡，使用玻璃材質之聚光型透鏡。配置成，遮光罩與聚光透鏡相隔1~2mm，聚光透鏡與光源不相隔。

以自與檢查對象體相隔190mm之距離以對於檢查對象體之表面呈45°之攝像角度對檢查對象體進行攝像之方式設置攝像機器之後，進行攝像。

如圖3中所示之影像310、320所示，於由攝像機器接受藉由包含ITO層之檢查對象體反射之光而捕捉檢查對象體之影像的反射光學系統檢查中，若將遮光罩配置於檢查對象體與光源之間，則可更明確地根據檢查對象體之影像檢測到因檢查對象體之劃痕產生的缺陷。

圖4~圖6係用於對本發明之一實施例之缺陷檢測系統中、一面調節遮光罩之寬度、檢查對象體與光源之間的距離及來自光源之光量一面檢測檢查對象體之缺陷的結果進行說明的圖。

圖4表示當於與上述相同之實驗條件下僅使遮光罩之寬度分別變為18mm、15mm、12mm、9mm及6mm時，對檢測對象體進行攝像所得的影像。圖4中，顯示於各影像下端之結果值表示該影像之全部灰階值。如圖4所示，當遮光罩之寬度為6mm~12mm時，尤其是該寬度為9mm時體現出良好的結果。

圖5表示當於與上述相同之實驗條件下僅使檢查對象體與光源之間的距離分別變為30mm、40mm、50mm、60mm、70mm及80mm時，對檢查對象體進行攝像所得的影像。圖5中，顯示於各影像下端之結果值亦表示該影像之全部灰階值。如圖5所示，當檢查對象體與光源之間的距離為40mm~70mm時，尤其是該寬度為50mm~70mm時體現出良好的結果。

圖6表示當於以與上述相同之實驗條件下僅使光源之光量變為最大可能光量(90萬lux)之50%及100%時，對檢查對象體進行攝像所得的影像。圖6中，顯示於各影像下端之結果值亦表示該影像之全部灰階值。如圖6所示，光量越增加，越體現出良好的結果。

參照圖7可確認，當光對於檢查對象體之表面之照射角度為30°~60°、攝像機器對於該表面之攝像角度為30°~60°時，獲得顯現出清晰的劃痕缺陷的影像。

以上，已對本發明之代表性實施例進行了詳細說明，但具備本發明所屬技術領域之普通知識者可理解，能於不脫離本發明之範疇之限度內對上述實施例進行多種變形。因此，本發明之權利範圍並不限於所說明之實施例，不僅藉由後述之專利申請範圍，而且還藉由與該專利申請範圍等價者等決定。