TWI502186B - A bright spot detection device for filtering foreign matter noise and its method - Google Patents

Description

濾除異物雜訊的亮點檢測設備及其方法

本發明係有關於一種亮點檢測設備，尤指一種可濾除異物雜訊的亮點檢測設備。

目前於業界中，一個完整的面板(panel)製程，必須至少經過以下幾種檢測：1.玻璃基板及彩色濾光片的檢測。2.面板(panel)、偏光片(polarization sheet)上的亮點、碎亮點檢測。3.不均勻(Mura)的檢測，通常是在液晶胞工程或模組工程中進行。4.陣列電路工程中的瑕疵檢測。

其中，面板及偏光片上的亮點、碎亮點，係為面板製程中常見的瑕疵。於偏光片或面板製作完成時，會先藉由自動光學檢測系統(Automated Optical Inspection,AOI)對偏光片或面板的表面進行非接觸式的檢查。一般代表性的作法，係利用光學儀器取得成品的表面狀態，再以電腦影像處理技術來檢出異物或圖案異常等瑕疵。這類的亮點、碎亮點的瑕疵影像，被檢測出時將會被自動的分類，並被標示為待測點，以供後續的最終品質管制人員(Final Quality Control,FQC)以人工目測的方式進行最後的判定。

習知有關於面板檢測的技術，針對這類的亮點、碎亮點，具有固定的檢測步驟，其檢測步驟如下：將待測面板輸送至檢測平台，並提供上、下光源(即背光源)打光於該面板上藉以顯示出偏光板、或面板上的瑕疵點，顯示出的瑕疵點係藉由檢測鏡頭(CCD camera)拍攝後取得。所取得的瑕疵影像藉由影像處理器經二值化處理後，將可以取得對應的亮點、碎亮點。藉由進一步定義前述亮點、及碎亮點的位置及座標，所述的瑕疵面板(亮點、碎亮點)可藉由雷射熔接法進行瑕疵補修，藉以提升產品的良率。

惟，藉由上、下光源所打出的瑕疵影像，除上述於製程中所產生的亮點、碎亮點外，尚有可能會顯示出附著於面板、偏光片上的異物(如灰塵、毛髮)，這類的異物將會導致於檢測過程中產生誤宰(overkill)的情事。

本發明之目的，在於解決習知的檢測方式中，無法分辨面板瑕疵及異物，因而導致產生誤宰(overkill)的情事。

為達到上述目的，本發明係提供一種濾除異物雜訊的亮點檢測設備，係用於對待測面板的表面進行檢測以取得該待測面板的亮點分布影像，該亮點檢測設備包含有一供該待測面板設置的檢測平台，一設置於該檢測平台一側的取像裝置，一設置於該檢測平台相對該取像裝置的一側的背面光源，一或複數個設置於該待測面板的一正面及/或一背面的周側的側向光源，以及一運算器。該取像裝置依據攝像指令對該待測面板的表面進行取 像。該運算器係包含有一取像指示器，以及一影像處理器。該取像指示器藉由啟動該背面光源並傳送該攝像指令至該取像裝置以取得一混和瑕疵表面影像，藉由啟動該側向光源並傳送該攝像指令至該取像裝置以取得一異物瑕疵表面影像，該影像處理器係依據該異物瑕疵表面影像濾除該混和瑕疵表面影像上的異物雜訊，藉以輸出一亮點分布影像。

進一步地，該側向光源係分別設置於該檢測平台的該正面二側及該檢測平台的該背面二側。

進一步地，該側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾角係介於20度至30度之間。

進一步地，該側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾角大約為25度。

本發明的另一目的，在於提供一種濾除異物雜訊的碎亮點檢測方法，係透過取像裝置對待測面板的表面進行檢測，以取得該待測面板的亮點分布影像，該方法包含有以下步驟：提供背面光源至該待測面板，並由該取像裝置拍攝該待測面板而取得一混和瑕疵表面影像；提供一或複數個側向光源於該待測面板的正面及/或提供一或複數個側向光源於該待測面板的背面，並由該取像裝置拍攝該待測面板而取得一異物瑕疵表面影像；依據該異物瑕疵表面影像而濾除該混和瑕疵表面影像上的異物雜訊，藉以輸出一亮點分布影像。

進一步地，該側向光源係分別設置於該檢測平台的 該正面二側及該檢測平台的該背面二側。

進一步地，該側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾角係介於20度至30度之間。

進一步地，該側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾角大約為25度。

是以，本發明之若干實施例相較於先前技術具有以下之有益技術功效：

1.本發明可有效的濾除面板影像中的異物成分，藉此，可取得相對精確的亮點分布影像。

2.本發明側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾角大約呈25度角時，可減少於異物瑕疵表面影像中誤檢出亮點的情形，藉以提升異物雜訊的濾除率。

100‧‧‧亮點檢測設備

P‧‧‧待測面板

10‧‧‧檢測平台

11A‧‧‧檢測平台正面

11B‧‧‧檢測平台背面

20‧‧‧取像裝置

30‧‧‧背面光源

31‧‧‧燈具

32‧‧‧擴散板

40‧‧‧側向光源

40A‧‧‧上方側向光源

40B‧‧‧下方側向光源

50‧‧‧運算器

51‧‧‧取像指示器

52‧‧‧影像處理器

G1‧‧‧混和瑕疵表面影像

G2‧‧‧異物瑕疵表面影像

G3‧‧‧亮點分布影像

θ ₁ ‧‧‧側向光源角度

θ ₂ ‧‧‧側向光源角度

S201-S203‧‧‧步驟

S301-S305‧‧‧步驟

圖1，係為本發明本發明亮點檢測設備的方塊示意圖。

圖2，係為本發明本發明亮點檢測設備的側面示意圖。

圖3，係顯示瑕疵影像的截圖。

圖4，係為本發明亮點檢測方法的流程示意圖。

圖5，係顯示亮點分布影像的演算流程。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式 說明如下。再者，本發明中之圖式，為說明方便，其比例未必按實際比例繪製，而有誇大之情況，該等圖式及其比例非用以限制本發明之範圍。

本發明係提供一種濾除異物雜訊的亮點檢測設備，所述的亮點檢測設備係用於進行高精密度的光學儀器檢測，運用機器視覺(檢測鏡頭)做為檢測的標準，藉以處理取得面板或偏光片上的異物或圖案瑕疵的位置。

請參閱「圖1」及「圖2」，係為本發明亮點檢測設備的側面示意圖及方塊示意圖，如圖所示：本發明係提供一種濾除異物雜訊的亮點檢測設備100，用於對待測面板P的表面進行檢測以取得該待測面板P的亮點分布影像。所述的亮點檢測設備100包含有一供該待測面板P設置的檢測平台10，一設置於該檢測平台10一側的取像裝置20，一設置於該檢測平台10相對該取像裝置20一側的背面光源30，一或複數個設置於該檢測平台正面11A及/或檢測平台背面11B周側的側向光源40(40A、40B)，以及一連結至上述取像裝置20、背面光源30、側向光源40的運算器50。

所述的檢測平台10係用以供該待測面板P設置，於較佳的實施態樣中，該檢測平台10係可為用於定位面板的面板定位支架，藉由可調式的X軸定位桿、及Y軸定位桿將待測面板P定位於固定的平面上。於另一實施態樣中，該檢測平台10係可為真空式的吸附裝置，藉由真空式的吸附盤吸附所述的待測面板P， 藉以將待測面板P定位於固定的平面上。除此之外，該檢測平台10亦可為乘載該待測面板P的傳輸帶，於待測面板P經過取像裝置20時對待測面板P的表面進行取像。惟，上述僅例示本發明之幾種較佳實施態樣，於本發明中並不欲限制於上述的實施態樣。

所述的取像裝置20係設置於該檢測平台10的一側(於圖示中係設置於該檢測平台10的上方)，用以對應地拍攝該待測面板P，藉以取得該待測面板P的表面影像。所述的取像裝置20係可為CMOS線掃描相機(CMOS line scan camera)、CMOS面掃描相機(CMOS area scan camera)或CCD(Charge Coupled Device)線掃描相機，可對該待測面板P進行取像和自動辨識，藉以得到該待測面板P的瑕疵分布影像。

所述的背面光源30係設置於該檢測平台10相對該取像裝置20的另一側(於圖示中係對應至該檢測平台10的下方)。所述的背面光源30係可藉由燈具31及設置於燈具31一側的擴散板32將光源垂直均勻地散出，藉此可對該面板、偏光片(待測面板P)均勻的照光。藉由背面光源照射，該面板、偏光片(待測面板P)上的亮點、碎亮點及異物將隨背面光源30的照射而被顯示出，此時，取像裝置20將拍攝出混和有亮點瑕疵及異物反光(異物雜訊)的混和瑕疵表面影像G1(如圖3所示)。

所述的側向光源40設置於該檢測平台正面及/或背面的周側。於本實施態樣中，所述的側向光源40可分為上方側向光源40A及下方側向光源40B二部分(於圖示中係對應至該檢測平 台10的上方及下方二側)。藉由上方側向光源40A及下方側向光源40B於待測面板P的正、反面進行打光，照射於該待測面板P上的光線大多因為全反射效應而未能穿透該面板、偏光片，因此該面板、及偏光片上的瑕疵(亮點、碎亮點)將不會顯示於該待測面板P上，相對地該面板、偏光片上的異物將藉由側向光照射而被顯示出，此時，取像裝置20將拍攝出僅包含有異物反光的異物瑕疵表面影像G2。為降低側向光源40的透光率，藉以降低亮點、碎亮點的析出率，於較佳的實施態樣中，該側向光源40的照射方向與該待測面板P的表面間的夾角較佳係介於20度至30度，此部分於後段將有詳細的實驗數據結果予以佐證。

所述的運算器50可與儲存單元共同構成一電腦或處理器，例如是個人電腦、工作站、主機電腦、行動裝置、平板或其他型式之電腦或處理器，在此並不限制其種類。在本實施例中，該運算器例如是中央處理器(Central Processing Unit,CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device,PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。

於本發明中，所述的運算器50主要包含有一取像指示器51，以及一影像處理器52。該取像指示器51係用於對該取像裝置20、背面光源30、及側向光源40下達啟動指令及攝像指 令，藉此，可透過該取像裝置20分別取得一混和瑕疵表面影像G1以及一異物瑕疵表面影像G2。該影像處理器52係可依據該異物瑕疵表面影像G2濾除該混和瑕疵表面影像G1上的異物雜訊成分，藉以輸出一亮點分布影像G3(如圖3所示)。

以下係針對本發明的詳細操作流程及對應的演算流程進行詳細的說明：請一併參閱「圖3」及「圖4」，係顯示瑕疵影像的截圖及本發明亮點檢測方法的流程示意圖，如圖所示：於本發明中，所述的亮點檢測方法係經由以下步驟執行。於檢測程序開始時，首先，該取像指示器51係啟動該背面光源30，並傳送一攝像指令至該取像裝置20藉以拍攝取得所述的混和瑕疵表面影像G1(步驟S201)。接續，該取像指示器51係啟動該側向光源40，並傳送一攝像指令至該取像裝置20藉以拍攝取得所述的異物瑕疵表面影像G2(步驟S202)。最後，該影像處理器52依據該異物瑕疵表面影像G2濾除該混和瑕疵表面影像G1上的異物雜訊成分，藉以輸出一亮點分布影像G3(步驟S203)。

所述的亮點分布影像G3係可藉由以下的演算方式取得，請參閱「圖5」。影像處理器52於取得混合瑕疵表面影像G1及異物瑕疵表面影像G2時，係先對該混和瑕疵表面影像G1及該異物瑕疵表面影像G2分別進行灰階處理、二值化處理，藉以取得影像中的特徵點(步驟S301)，並藉由上色或標記的方式凸顯出上述特徵點，以紀錄該些特徵點的座標及邊緣特徵(步驟 S302)。接續，藉由該些特徵點的座標找出該混和瑕疵表面影像G1及該異物瑕疵表面影像G2中對應的特徵點並針對其邊緣特徵進行比對(步驟S303)，濾除該混和瑕疵表面影像G1中與該異物瑕疵表面影像G2中相符的特徵點(步驟S304)，並標記、或上色其餘的特徵點(步驟S305)，藉此取得該亮點分布影像G3。

經由上述的步驟，本發明經由多次實驗的結果，係得到以下的實驗數據。於實驗條件中所述的側向光源角度θ ₁ ，係為上方側向光源40A的照射方向與該待測面板P的表面間的夾角，所述的側向光源角度θ ₂ ，係為下方側向光源40B的照射方向與該待測面板P的表面間的夾角。背光檢出係指經背面光源30照射時，於該混和瑕疵表面影像G1中所能取得的特徵點的數量A，濾除後檢出係指經濾除處理過後的亮點分布影像G3中，所剩餘的特徵點的數量B。濾除率係指所能濾除的數量的百分比P={(A-B)/A}x100%。

經實驗的結果，可得到以下的結論： 當該上方側向光源、及下方側向光源的照射方向與待測面板表面間的夾角呈水平時(即θ ₁ =θ ₂ =0°時)，異物雜訊的濾除率為82.2%。當該上方側向光源的照射方向與待測面板表面間的角度為25°，下方側向光源的照射方向與待測面板表面間的夾角呈水平時(即θ ₂ =0°時)，異物雜訊的濾除率為85%。當該上方側向光源、及該下方側向光源的照射方向與待測面板表面間的角度為25°時，該異物雜訊的濾除率將可提升至90.5%。

以下的實驗數據係針對不同廠牌面板的市售樣本1、市售樣本2及市售樣本3進行測試。於本次測試中，上方及下方的側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾角均為25度，作為實驗中的控制變因，針對不同廠牌市售樣本1、2、3分別進行測試，係作為實驗中的操作變因。於實驗結果中，背光檢出係指經背面光源照射時，於該混和瑕疵表面影像中所能取得的特徵點的數量A，濾除後檢出係指經濾除處理過後的亮點分布影像中，所剩餘的特徵點的數量B。濾除率係指所能濾除的數量的百分比P={(A-B)/A}x100%。

經實驗的結果，可得到以下的結論：於市售樣本1的測試中，經背光檢出所能取得的特徵點的數量為1484個，濾除處理過後的亮點分布影像中所剩餘的特徵點的數量為234個，濾除率為84.2%。於市售樣本2的測試中，經背光檢出所能取得的特徵點的數量為1718個，濾除處理過後的亮點分布影像中所剩餘的特徵點的數量為190個，濾除率為88.9%。於市售樣本3的測試中，經背光檢出所能取得的特徵點的數量為1500個，濾除處理過後的亮點分布影像中所剩餘的特徵點的數量為168個，濾除率為88.8%。由三份樣本的測試結果可知，上方及下方的側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾角為25度時，異物雜訊的濾除率均可達到80%以上的優異效果。由上述的實驗結果可知，夾角大致呈25°時，係可大幅度地增加異物雜訊的檢出率並減少誤判。

綜上所述，本發明可有效的濾除面板影像中的異物成分，藉此，可取得相對精確的亮點分布影像。此外，本發明側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾角大約呈25度角時，可減少於異物瑕疵表面影像中誤檢出亮點的情形，藉以提升異物雜訊的濾除率。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範 圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

100‧‧‧亮點檢測設備

P‧‧‧待測面板

10‧‧‧檢測平台

11A‧‧‧檢測平台正面

11B‧‧‧檢測平台背面

20‧‧‧取像裝置

30‧‧‧背面光源

31‧‧‧燈具

32‧‧‧擴散板

40A‧‧‧上方側向光源

40B‧‧‧下方側向光源

θ ₁ ‧‧‧側向光源角度

θ ₂ ‧‧‧側向光源角度

Claims (6)

1. 一種濾除異物雜訊的亮點檢測設備，係用於對一待測面板的表面進行檢測以取得該待測面板的亮點分布影像，該亮點檢測設備包含有：一檢測平台，供該待測面板設置；一取像裝置，設置於該檢測平台一側，依據一攝像指令對該待測面板的表面進行取像；一背面光源，設置於該檢測平台相對該取像裝置的一側；一或複數個側向光源，設置於該檢測平台的一正面及/或一背面的周側，該側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾角係介於20度至30度之間；以及一運算器，係包含有一取像指示器，以及一影像處理器，該取像指示器藉由啟動該背面光源並傳送該攝像指令至該取像裝置以取得一混和瑕疵表面影像，藉由啟動該側向光源並傳送該攝像指令至該取像裝置以取得一異物瑕疵表面影像，該影像處理器係依據該異物瑕疵表面影像而濾除該混和瑕疵表面影像上的異物雜訊，藉以輸出一亮點分布影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之亮點檢測設備，其中，該側向光源係分別設置於該檢測平台的該正面二側及該檢測平台的該背面二側。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項其中一項所述之亮點檢測設備，其中，該側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾 角大約為25度。
4. 一種濾除異物雜訊的亮點檢測方法，係透過一取像裝置對一待測面板的表面進行檢測，以取得該待測面板的亮點分布影像，該方法包含有以下步驟：提供一背面光源至該待測面板，並由該取像裝置拍攝該待測面板而取得一混和瑕疵表面影像；提供一或複數個側向光源於該待測面板的正面及/或提供一或複數個側向光源於該待測面板的背面，並由該取像裝置拍攝該待測面板而取得一異物瑕疵表面影像，該側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾角係介於20度至30度之間；以及依據該異物瑕疵表面影像而濾除該混和瑕疵表面影像上的異物雜訊，藉以輸出一亮點分布影像。
5. 如申請專利範圍第4項所述之亮點檢測方法，其中，該側向光源係分別設置於該待測面板的該正面二側及該待測面板的該背面二側。
6. 如申請專利範圍第4項或第5項其中一項所述之亮點檢測方法，其中，該側向光源的照射方向與該待測面板的表面間的夾角大約為25度。