TWI628429B - 缺陷檢測系統及方法 - Google Patents
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Abstract
一種用於檢測被移送之光學薄膜之缺陷檢測系統,包括光源、影像擷取裝置及狹縫板。光源配置於光學薄膜之一側,影像擷取裝置配置於光學薄膜之另一側。狹縫板具有狹縫,狹縫板配置於光源與光學薄膜之間,以使入射光線穿過狹縫。其中,影像擷取裝置係偏移自光源與狹縫的延伸連線。
Description
本發明是有關於一種光學檢測系統及方法,且特別是有關於一種光學薄膜之缺陷的檢測系統及方法。
隨著科技的進步,對於液晶顯示裝置所運用的各種光學組件的要求亦高。然而,於光學組件的生產過程中,卻容易因各種因素而產生瑕疵,進而降低顯示品質。因此,在光學組件的生產系統中係配置有缺陷之檢測系統,以及早排除具有缺陷的光學組件。
本發明係有關於一種缺陷檢測系統及方法,影像擷取裝置係偏移自光源與狹縫的延伸連線,當光線照射到光學薄膜上的凹凸缺陷時會產生散射,故偏移配置的影像擷取裝置可接收凹凸缺陷所產生的散射光線,藉以提升影像擷取裝置所拍攝之缺陷區域的影像對比。
根據本發明之一實施例,提出一種缺陷檢測系統,用於檢測被移送之一光學薄膜。缺陷檢測系統包括一光源、一影像擷取裝置以及一狹縫板。光源配置於光學薄膜之一側。影像擷取裝置配置於光學薄膜之另一側。狹縫板具有一狹縫,狹縫板配置於光源與光學薄膜之間,以使一入射光線穿過狹縫。其中,影像擷取裝置係偏移自光源與狹縫的延伸連線。
根據本發明之另一實施例,提出一種用於檢測被移送之一光學薄膜的缺陷檢測方法。缺陷檢測方法包括以下步驟。提供一光源,光源配置於光學薄膜之一側。提供一影像擷取裝置,影像擷取裝置配置於光學薄膜之另一側。提供一狹縫板,狹縫板具有一狹縫,狹縫板配置於光源與光學薄膜之間,以使一入射光線穿過狹縫。接著,使影像擷取裝置偏移自光源與狹縫的延伸連線。
傳統的缺陷檢測系統係利用光穿透的原理來檢測異物缺陷。由於光學組件上的異物缺陷會遮蔽光,使拍攝的透射光圖像檢測出暗點,因此適合檢測異物缺陷。然而,此種缺陷檢測系統卻不易檢測出凹凸缺陷,即光學組件之厚度局部變化所造成的缺陷。
本發明係有關於一種缺陷檢測系統及方法。請參照第1圖,其繪示依照本發明一實施例的缺陷檢測系統100。缺陷檢測系統100可用於檢測被移送之光學薄膜10,光學薄膜10在生產線上經由輥輪11沿著一移動方向D1而被搬運,藉由缺陷檢測系統100可即時辨別缺陷,以及早排除具有缺陷的部分。在一實施例中,本發明可用於檢測光學薄膜捲材或片狀光學薄膜。
缺陷檢測系統100可適用於各種光學薄膜。舉例來說,光學薄膜10可為一單層或多層膜片,例如可為一偏光片、相位差膜、增亮膜或其他對光學之增益、配向、補償、轉向、直交、擴散、保護、防黏、耐刮、抗眩、反射抑制、高折射率等有所助益的膜片;於前述偏光片之至少一面附著有保護薄膜之偏光板、相位差薄膜等;保護薄膜,材料例如可選自:纖維素系樹脂、丙烯酸系樹脂、非結晶性聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂及其組合,但本揭露不限於這些薄膜。
缺陷檢測系統100包括一光源110以及一影像擷取裝置120。可例如是螢光燈、金屬鹵素燈或LED燈,光源110具有一發光面110a。在一較佳的實施例中,光源110為LED燈。影像擷取裝置120可為線掃描相機,其具有影像感測器IS,影像感測器IS例如是感光耦合元件(Charge Coupled Device, CCD)或是任何具有光電轉換能力的元件。
如第1圖所示,光源110和影像擷取裝置120係配置於被移送之光學薄膜10的相對二側。具體而言,光源110係從光學薄膜10之一側照射光,而影像擷取裝置120於光學薄膜10的另一側接收穿透光學薄膜10之光線的透射光圖像。本揭露中,光的照射角度並未特別限定。在一較佳的實施例中,光源110係於光學薄膜10之一側垂直地照射光,亦即,沿著光源110之發光面110a之光軸LA的入射光線Li係垂直於光學薄膜10的表面照射。於此,所述之光軸LA係一條假想線,其為發光面110a之法線。在一實施例中,影像擷取裝置120是正對著光學薄膜10的表面拍攝影像,也就是說,影像擷取裝置120係朝著平行於光源110之發光面110a之光軸LA的方向拍攝光學薄膜10,亦即影像擷取裝置120並未呈傾斜的角度拍攝光學薄膜10。
在一實施例中,缺陷檢測系統100更具有一狹縫板130,狹縫板130可由金屬、陶瓷或高分子材料所製成。在一較佳的實施例中,狹縫板130係由金屬所製成。狹縫板130配置於光源110與光學薄膜10之間,用以侷限光線行進的角度。具體來說,狹縫板130具有一狹縫130s,且狹縫130s對準於光源110之發光面110a之光軸LA,以提高射入光學薄膜10之光線的指向性,讓入射的光線較為筆直。在一較佳的實施例中,光源110之發光面110a之光軸LA與狹縫130s之中軸線(未標示)的延伸連線係垂直於光學薄膜10的表面,以限制穿過狹縫130s之入射光線Li垂直於光學薄膜10的表面照射。
然而,如第1圖所示,在本發明中,影像擷取裝置120係偏移自光源110與狹縫130s的延伸連線。也就是說,影像擷取裝置120並未對準於光源110之發光面110a之光軸LA與狹縫130s之中軸線的延伸連線。即影像擷取裝置120不位於發光面110a之光軸LA與狹縫130s之中軸線的延伸連線之上。具體來說,影像擷取裝置120可在平行於光學薄膜10之移動方向D1上移動,例如可由一移動單元來控制影像擷取裝置120的移動,以使影像擷取裝置120偏移光源110與狹縫130s的延伸連線配置。所述移動單元例如是安裝在影像擷取裝置120的位置,其可經由手動調整的方式使影像擷取裝置120移動;在另一實施例中,也可經由遠端遙控的方式使影像擷取裝置120進行機械式的移動,在此實施例中,可另外設置滑軌(未標示)等移動單元,在此不再贅述。而在移動影像擷取裝置120時,可使影像擷取裝置120往光學薄膜10之移動方向D1的上游側移動,或是往光學薄膜10之移動方向D1的下游側移動。
上述實施例係以移動影像擷取裝置120的方式做說明,然在另一實施例中,亦可使影像擷取裝置120固定不動,而光源110與狹縫板130同時一體地於平行光學薄膜10之移動方向D1上移動(或相反方向),以使影像擷取裝置120偏移自光源110與狹縫130s的延伸連線。
根據上述實施例,由於僅有穿過狹縫130s的入射光線Li能射入光學薄膜10,故可提高射入光學薄膜10之光線的指向性,同時,由於光穿過狹縫130s時會產生繞射效應,因此在光學薄膜10上會產生亮暗交錯的干涉條紋,以更便於檢測出光學薄膜10上的凹凸缺陷所造成的亮度變化。此外,當穿過狹縫130s的入射光線Li穿過光學薄膜10上厚度局部變化的區域P(即凹凸缺陷)時,光線會產生散射。由於影像擷取裝置120係偏移自光源110與狹縫130s的延伸連線,故影像擷取裝置120可接收一部分的散射光線Ls,而影響影像擷取裝置120所接收的光量。另一方面,當不具有凹凸缺陷的情況中,由於不會產生散射光線,故影像擷取裝置120所接收的光量不會變化。藉此,只要入射光線Li穿過光學薄膜10上的凹凸缺陷,光線即會產生散射而影響影像擷取裝置120所接收的光量,與未具有凹凸缺陷的區域相比之下,影像擷取裝置120所接收的影像亮度會有變化,故可提升凹凸缺陷區域的影像對比,而能更容易地檢測出是否有缺陷存在。
其中,當影像擷取裝置120的影像感測器IS對準於光源110與狹縫130s的延伸連線時,所感測出的影像亮度為
I
0 。接著,若影像擷取裝置120於平行光學薄膜10之移動方向D1上移動而偏移自光源110與狹縫130s的延伸連線時,所感測出的影像亮度下降至
I
1 。在本揭露中,可根據
I
1/I
0 的比值範圍來調整影像擷取裝置120或光學薄膜10的偏移量。當
I
1/I
0 的範圍落在0.5~0.9之間,較佳的範圍
I
1/I
0 在0.8~0.85之間時,可足以觀察出光學薄膜10之凹凸缺陷所造成的亮度變化,而定位出缺陷位置點。在一實施例中,可於此製程中,同時標記此凹凸缺陷位置點於光學薄膜之上。
一實施例中,
I
1/I
0 更佳為0.8~0.83,此時所觀察到的影像對比最可更佳的檢驗出光學薄膜之凹凸缺陷位置點。
此外,缺陷檢測系統100更包括一影像處理單元12、一週期訊號產生單元14及一控制單元13。影像處理單元12可接收並處理影像擷取裝置120所發送的影像訊號,以對訊號進行影像處理,影像處理單元12例如可為影像擷取卡。週期訊號產生單元14可依據光學薄膜10的移送速度發送一週期訊號,例如可為編碼器。控制單元13可耦接於影像處理單元12,並接收來自週期訊號產生單元14的週期訊號,以及對影像擷取裝置120傳輸攝像訊號,控制單元13例如可為電腦。藉此,作業人員得以從控制單元13取得影像擷取裝置120所拍攝之透射光圖像,以檢測影像中是否缺陷。
請參照第2圖,其繪示第1圖之缺陷檢測系統100的俯視圖。缺陷檢測系統100可包括複數個影像擷取裝置120,此些影像擷取裝置120係垂直於光學薄膜10之移動方向D1排列,因此光學薄膜10可在被搬運的期間由影像擷取裝置120拍攝透射光圖像,藉以檢測整張光學薄膜10是否具有缺陷。
如第2圖所示,光源110之發光面110a的外型可為矩形,狹縫板130的外型亦可為矩形。由第2圖中可見,狹縫板130係由兩片遮板所組成,故可藉由調整兩片遮板之間的距離來調整狹縫130s的寬度。在此情形下,狹縫130s的寬度可為1.5~2.5毫米。在一較佳的實施例中,狹縫130s的寬度為2毫米。
如第2圖所示,狹縫130s的長度方向係平行於光源110之發光面110a的長度方向,狹縫130s的寬度方向係平行於光源110之發光面110a的寬度方向,且狹縫130s的長度方向垂直於光學薄膜10的移動方向D1,狹縫130s的寬度方向平行於光學薄膜10的移動方向D1。另外,狹縫130s的長度係長於被移送之光學薄膜10的寬度,狹縫130s的寬度係短於發光面110a的寬度,藉此,從光源110所射出之光線中,只有穿過狹縫130s的光線(即第1圖中沿光軸LA穿過狹縫130s的入射光線Li)會射入光學薄膜10,故可防止周遭環境光線的影響而降低影像對比。
上述所提供之缺陷檢測系統100及缺陷檢測方法,可使作業人員更易於檢測出光學薄膜10上是否具有凹凸缺陷。缺陷檢測系統100係在光源110和被移送之光學薄膜10之間配置狹縫板130,使狹縫130s對準於光源110之發光面110a之光軸LA,以提高射入光學薄膜10之光線的指向性。此外,影像擷取裝置120並未對準於光軸LA配置,而是偏離自光源110與狹縫130s的延伸連線。如此一來,當入射光線Li穿過光學薄膜10上的凹凸缺陷時,會使光線產生散射,故影像擷取裝置120可接收散射光線Ls。上述缺陷檢測系統100可透過接收散射光線Ls的方式,判斷光學薄膜10是否具有缺陷,只要影像擷取裝置120所接收的光量有明顯變化、或是有明顯對比的地方,即代表此處具有凹凸缺陷。
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。
10:光學薄膜 11:輥輪 12:影像處理單元 13:控制單元 14:週期訊號產生單元 100:缺陷檢測系統 110:光源 110a:發光面 120:影像擷取裝置 130:狹縫板 130s:狹縫 D1:移動方向 P:區域 LA:光軸 Li:入射光線 Ls:散射光線
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下: 第1圖繪示依照本發明一實施例的缺陷檢測系統。 第2圖繪示第1圖之缺陷檢測系統的俯視圖。
Claims (10)
- 一種缺陷檢測系統,用於檢測被移送之一光學薄膜,包括:一光源,配置於該光學薄膜之一側;一影像擷取裝置,配置於該光學薄膜之另一側;以及一狹縫板,具有一狹縫,該狹縫板配置於該光源與該光學薄膜之間,以使一入射光線穿過該狹縫;其中,該影像擷取裝置係偏移自該光源與該狹縫的延伸連線,且當該影像擷取裝置的影像感測器對準於該光源與該狹縫的延伸連線時,所感測出的影像亮度為I 0 ;當該影像擷取裝置於平行該光學薄膜之移動方向上偏移自該光源與該狹縫的延伸連線時,所感測出的影像亮度為I 1 ;其中,I 1 /I 0 係為0.5~0.9可觀測該光學薄膜的一缺陷位置點。
- 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢測系統,其中該入射光線係垂直地射入該光學薄膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢測系統,其中該狹縫的寬度為1.5~2.5毫米。
- 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢測系統,更包括:一移動單元,用以於平行該光學薄膜之移動方向上移動該影像擷取裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢測系統,更包括:一影像處理單元,接收並處理該影像擷取裝置所發送的影像訊號;一週期訊號產生單元,依據該光學薄膜的移送速度發送一週期訊號;以及一控制單元,耦接於該影像處理單元,並接收來自該週期訊號產生單元的該週期訊號,以及對該影像擷取裝置傳輸攝像訊號。
- 一種用於檢測被移送之一光學薄膜的缺陷檢測方法,包括:提供一光源,該光源配置於該光學薄膜之一側;提供一影像擷取裝置,該影像擷取裝置配置於該光學薄膜之另一側;提供一狹縫板,該狹縫板具有一狹縫,該狹縫板配置於該光源與該光學薄膜之間,以使一入射光線穿過該狹縫;以及使該影像擷取裝置偏移自該光源與該狹縫的延伸連線,其中當該影像擷取裝置的影像感測器對準於該光源與該狹縫的延伸連線時,所感測出的影像亮度為I 0 ,當該影像擷取裝置於該光學薄膜之移動方向上偏移自該光源與該狹縫的延伸連線時,所感測出的影像亮度為I 1 ,其中,I 1 /I 0 係為0.5~0.9時,可觀測該光學薄膜的一缺陷位置點。
- 如申請專利範圍第6項所述之缺陷檢測方法,其中於提供該光源及該狹縫板的步驟中,係使該入射光線垂直地射入該光學薄膜。
- 如申請專利範圍第6項所述之缺陷檢測方法,其中該狹縫的寬度為1.5~2.5毫米。
- 如申請專利範圍第6項所述之缺陷檢測方法,更包括:提供一移動單元,該移動單元於該光學薄膜之移動方向上移動該影像擷取裝置。
- 如申請專利範圍第6項所述之缺陷檢測方法,更包括:提供一影像處理單元,該影像處理單元接收並處理該影像擷取裝置所發送的影像訊號;提供一週期訊號產生單元,該週期訊號產生單元依據該光學薄膜的移送速度發送一週期訊號;以及提供一控制單元,該控制單元耦接於該影像處理單元,並接收來自該週期訊號產生單元的該週期訊號,以及對該影像擷取裝置傳輸攝像訊號。
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