CN106896113B - 缺陷检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于检测被移送的光学薄膜的缺陷检测系统，包括光源、影像捕获设备及狭缝板。光源配置于光学薄膜的一侧，影像捕获设备配置于光学薄膜的另一侧。狭缝板具有狭缝，狭缝板配置于光源与光学薄膜之间，以使入射光线穿过狭缝。其中，影像捕获设备偏移自光源与狭缝的延伸连线。
Description
技术领域
本发明是有关于一种光学检测系统及方法，且特别是有关于一种光学薄膜的缺陷的检测系统及方法。
背景技术
随着科技的进步，对于液晶显示设备所运用的各种光学组件的要求亦高。然而，于光学元件的生产过程中，却容易因各种因素而产生瑕疵，进而降低显示质量。因此，在光学元件的生产系统中配置有缺陷的检测系统，以及早排除具有缺陷的光学元件。
发明内容
本发明有关于一种缺陷检测系统及方法，影像捕获设备偏移自光源与狭缝的延伸连线，当光线照射到光学薄膜上的凹凸缺陷时会产生散射，故偏移配置的影像捕获设备可接收凹凸缺陷所产生的散射光线，借以提升影像捕获设备所拍摄的缺陷区域的影像对比。
根据本发明的一实施例，提出一种缺陷检测系统，用于检测被移送的一光学薄膜。缺陷检测系统包括一光源、一影像捕获设备以及一狭缝板。光源配置于光学薄膜的一侧。影像捕获设备配置于光学薄膜的另一侧。狭缝板具有一狭缝，狭缝板配置于光源与光学薄膜之间，以使一入射光线穿过狭缝。其中，影像捕获设备偏移自光源与狭缝的延伸连线。
其中，该入射光线垂直地射入该光学薄膜。
其中，该狭缝的宽度为1.5～2.5毫米。
其中，当该影像捕获设备的影像传感器对准于该光源与该狭缝的延伸连线时，所感测出的影像亮度为I0；当该影像捕获设备于平行该光学薄膜的移动方向上偏移自该光源与该狭缝的延伸连线时，所感测出的影像亮度为I1；其中，I1/I0为0.5～0.9能够观测该光学薄膜的一缺陷位置点。
其中，该缺陷检测系统更包括：一移动单元，用以于平行该光学薄膜的移动方向上移动该影像捕获设备。
根据本发明的另一实施例，提出一种用于检测被移送的一光学薄膜的缺陷检测方法。缺陷检测方法包括以下步骤。提供一光源，光源配置于光学薄膜的一侧。提供一影像捕获设备，影像捕获设备配置于光学薄膜的另一侧。提供一狭缝板，狭缝板具有一狭缝，狭缝板配置于光源与光学薄膜之间，以使一入射光线穿过狭缝。接着，使影像捕获设备偏移自光源与狭缝的延伸连线。
其中，于提供该光源及该狭缝板的步骤中，使该入射光线垂直地射入该光学薄膜。
其中，该狭缝的宽度为1.5～2.5毫米。
其中，该缺陷检测方法更包括：
提供一移动单元，该移动单元于该光学薄膜的移动方向上移动该影像捕获设备。
其中，该缺陷检测方法更包括：
提供一图像处理单元，该图像处理单元接收并处理该影像捕获设备所发送的影像信号；
提供一周期信号产生单元，该周期信号产生单元依据该光学薄膜的移送速度发送一周期信号；以及
提供一控制单元，该控制单元耦接于该图像处理单元，并接收来自该周期信号产生单元的该周期信号，以及对该影像捕获设备传输摄像信号。
附图说明
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
图1绘示依照本发明一实施例的缺陷检测系统。
图2绘示图1的缺陷检测系统的俯视图。
其中，附图标记：
10：光学薄膜
11：辊轮
12：图像处理单元
13：控制单元
14：周期信号产生单元
100：缺陷检测系统
110：光源
110a：发光面
120：影像捕获设备
130：狭缝板
130s：狭缝
D1：移动方向
P：区域
LA：光轴
Li：入射光线
Ls：散射光线
具体实施方式
传统的缺陷检测系统利用光穿透的原理来检测异物缺陷。由于光学元件上的异物缺陷会遮蔽光，使拍摄的透射光图像检测出暗点，因此适合检测异物缺陷。然而，此种缺陷检测系统却不易检测出凹凸缺陷，即光学元件的厚度局部变化所造成的缺陷。
本发明有关于一种缺陷检测系统及方法。请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的缺陷检测系统100。缺陷检测系统100可用于检测被移送的光学薄膜10，光学薄膜10在生产在线经由辊轮11沿着一移动方向D1而被搬运，藉由缺陷检测系统100可实时辨别缺陷，以及早排除具有缺陷的部分。在一实施例中，本发明可用于检测光学薄膜卷材或片状光学薄膜。
缺陷检测系统100可适用于各种光学薄膜。举例来说，光学薄膜10可为一单层或多层膜片，例如可为一偏光片、相位差膜、增亮膜或其他对光学的增益、配向、补偿、转向、直交、扩散、保护、防黏、耐刮、抗眩、反射抑制、高折射率等有所帮助的膜片；于前述偏光片的至少一面附着有保护薄膜的偏光板、相位差薄膜等；保护薄膜，材料例如可选自：纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、非结晶性聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂及其组合，但本揭露不限于这些薄膜。
缺陷检测系统100包括一光源110以及一影像捕获设备120。可例如是荧光灯、金属卤素灯或LED灯，光源110具有一发光面110a。在一较佳的实施例中，光源110为LED灯。影像捕获设备120可为线扫描相机，其具有影像传感器IS，影像传感器IS例如是感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或是任何具有光电转换能力的元件。
如图1所示，光源110和影像捕获设备120配置于被移送的光学薄膜10的相对二侧。具体而言，光源110从光学薄膜10的一侧照射光，而影像捕获设备120于光学薄膜10的另一侧接收穿透光学薄膜10的光线的透射光图像。本揭露中，光的照射角度并未特别限定。在一较佳的实施例中，光源110于光学薄膜10的一侧垂直地照射光，亦即，沿着光源110的发光面110a的光轴LA的入射光线Li垂直于光学薄膜10的表面照射。于此，所述的光轴LA为一条假想线，其为发光面110a的法线。在一实施例中，影像捕获设备120是正对着光学薄膜10的表面拍摄影像，也就是说，影像捕获设备120朝着平行于光源110的发光面110a的光轴LA的方向拍摄光学薄膜10，亦即影像捕获设备120并未呈倾斜的角度拍摄光学薄膜10。
在一实施例中，缺陷检测系统100更具有一狭缝板130，狭缝板130可由金属、陶瓷或高分子材料所制成。在一较佳的实施例中，狭缝板130由金属所制成。狭缝板130配置于光源110与光学薄膜10之间，用以局限光线行进的角度。具体来说，狭缝板130具有一狭缝130s，且狭缝130s对准于光源110的发光面110a的光轴LA，以提高射入光学薄膜10的光线的指向性，让入射的光线较为笔直。在一较佳的实施例中，光源110的发光面110a的光轴LA与狭缝130s的中轴线(未标示)的延伸连线垂直于光学薄膜10的表面，以限制穿过狭缝130s的入射光线Li垂直于光学薄膜10的表面照射。
然而，如图1所示，在本发明中，影像捕获设备120偏移自光源110与狭缝130s的延伸连线。也就是说，影像捕获设备120并未对准于光源110的发光面110a的光轴LA与狭缝130s的中轴线的延伸连线。即影像捕获设备120不位于发光面110a的光轴LA与狭缝130s的中轴线的延伸连线之上。具体来说，影像捕获设备120可在平行于光学薄膜10的移动方向D1上移动，例如可由一移动单元来控制影像捕获设备120的移动，以使影像捕获设备120偏移光源110与狭缝130s的延伸连线配置。所述移动单元例如是安装在影像捕获设备120的位置，其可经由手动调整的方式使影像捕获设备120移动；在另一实施例中，也可经由远程遥控的方式使影像捕获设备120进行机械式的移动，在此实施例中，可另外设置滑轨(未标示)等移动单元，在此不再赘述。而在移动影像捕获设备120时，可使影像捕获设备120往光学薄膜10的移动方向D1的上游侧移动，或是往光学薄膜10的移动方向D1的下游侧移动。
上述实施例以移动影像捕获设备120的方式做说明，然在另一实施例中，亦可使影像捕获设备120固定不动，而光源110与狭缝板130同时一体地于平行光学薄膜10的移动方向D1上移动(或相反方向)，以使影像捕获设备120偏移自光源110与狭缝130s的延伸连线。
根据上述实施例，由于仅有穿过狭缝130s的入射光线Li能射入光学薄膜10，故可提高射入光学薄膜10的光线的指向性，同时，由于光穿过狭缝130s时会产生绕射效应，因此在光学薄膜10上会产生亮暗交错的干涉条纹，以更便于检测出光学薄膜10上的凹凸缺陷所造成的亮度变化。此外，当穿过狭缝130s的入射光线Li穿过光学薄膜10上厚度局部变化的区域P(即凹凸缺陷)时，光线会产生散射。由于影像捕获设备120偏移自光源110与狭缝130s的延伸连线，故影像捕获设备120可接收一部分的散射光线Ls，而影响影像捕获设备120所接收的光量。另一方面，当不具有凹凸缺陷的情况中，由于不会产生散射光线，故影像捕获设备120所接收的光量不会变化。借此，只要入射光线Li穿过光学薄膜10上的凹凸缺陷，光线即会产生散射而影响影像捕获设备120所接收的光量，与未具有凹凸缺陷的区域相比之下，影像捕获设备120所接收的影像亮度会有变化，故可提升凹凸缺陷区域的影像对比，而能更容易地检测出是否有缺陷存在。
其中，当影像捕获设备120的影像传感器IS对准于光源110与狭缝130s的延伸连线时，所感测出的影像亮度为I0。接着，若影像捕获设备120于平行光学薄膜10的移动方向D1上移动而偏移自光源110与狭缝130s的延伸连线时，所感测出的影像亮度下降至I1。在本揭露中，可根据I1/I0的比值范围来调整影像捕获设备120或光学薄膜10的偏移量。当I1/I0的范围落在0.5～0.9之间，较佳的范围I1/I0在0.8～0.85之间时，可足以观察出光学薄膜10的凹凸缺陷所造成的亮度变化，而定位出缺陷位置点。在一实施例中，可于此制程中，同时标记此凹凸缺陷位置点于光学薄膜之上。
一实施例中，I1/I0更佳为0.8～0.83，此时所观察到的影像对比最可更佳的检验出光学薄膜的凹凸缺陷位置点。
此外，缺陷检测系统100更包括一图像处理单元12、一周期信号产生单元14及一控制单元13。图像处理单元12可接收并处理影像捕获设备120所发送的影像信号，以对信号进行图像处理，图像处理单元12例如可为影像撷取卡。周期信号产生单元14可依据光学薄膜10的移送速度发送一周期信号，例如可为编码器。控制单元13可耦接于图像处理单元12，并接收来自周期信号产生单元14的周期信号，以及对影像捕获设备120传输摄像信号，控制单元13例如可为计算机。借此，作业人员得以从控制单元13取得影像捕获设备120所拍摄的透射光图像，以检测影像中是否缺陷。
请参照图2，其绘示图1的缺陷检测系统100的俯视图。缺陷检测系统100可包括复数个影像捕获设备120，此些影像捕获设备120垂直于光学薄膜10的移动方向D1排列，因此光学薄膜10可在被搬运的期间由影像捕获设备120拍摄透射光图像，借以检测整张光学薄膜10是否具有缺陷。
如图2所示，光源110的发光面110a的外型可为矩形，狭缝板130的外型亦可为矩形。由图2中可见，狭缝板130由两片遮板所组成，故可藉由调整两片遮板之间的距离来调整狭缝130s的宽度。在此情形下，狭缝130s的宽度可为1.5～2.5毫米。在一较佳的实施例中，狭缝130s的宽度为2毫米。
如图2所示，狭缝130s的长度方向平行于光源110的发光面110a的长度方向，狭缝130s的宽度方向平行于光源110的发光面110a的宽度方向，且狭缝130s的长度方向垂直于光学薄膜10的移动方向D1，狭缝130s的宽度方向平行于光学薄膜10的移动方向D1。另外，狭缝130s的长度长于被移送的光学薄膜10的宽度，狭缝130s的宽度短于发光面110a的宽度，借此，从光源110所射出的光线中，只有穿过狭缝130s的光线(即图1中沿光轴LA穿过狭缝130s的入射光线Li)会射入光学薄膜10，故可防止周遭环境光线的影响而降低影像对比。
上述所提供的缺陷检测系统100及缺陷检测方法，可使作业人员更易于检测出光学薄膜10上是否具有凹凸缺陷。缺陷检测系统100在光源110和被移送的光学薄膜10之间配置狭缝板130，使狭缝130s对准于光源110的发光面110a的光轴LA，以提高射入光学薄膜10的光线的指向性。此外，影像捕获设备120并未对准于光轴LA配置，而是偏离自光源110与狭缝130s的延伸连线。如此一来，当入射光线Li穿过光学薄膜10上的凹凸缺陷时，会使光线产生散射，故影像捕获设备120可接收散射光线Ls。上述缺陷检测系统100可透过接收散射光线Ls的方式，判断光学薄膜10是否具有缺陷，只要影像捕获设备120所接收的光量有明显变化、或是有明显对比的地方，即代表此处具有凹凸缺陷。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种缺陷检测系统，用于检测被移送的一光学薄膜，其特征在于，包括：
一光源，配置于该光学薄膜的一侧；
一影像捕获设备，配置于该光学薄膜的另一侧；以及
一狭缝板，具有一狭缝，该狭缝的宽度为1.5毫米至2.5毫米，该狭缝板配置于该光源与该光学薄膜之间，以使一入射光线穿过该狭缝；
其中，该影像捕获设备偏移自该光源与该狭缝的延伸连线，且当该影像捕获设备的影像传感器对准于该光源与该狭缝的延伸连线时，所感测出的影像亮度为I0；当该影像捕获设备于平行该光学薄膜的移动方向上偏移自该光源与该狭缝的延伸连线时，所感测出的影像亮度为I1；其中，当该光学薄膜不包括一凹凸缺陷位置点时，该入射光线不会产生散射光线，当该光学薄膜包括该凹凸缺陷位置点时，该入射光线会产生散射光线，且I1/I00.8～0.85能够观测该光学薄膜的该凹凸缺陷位置点。
2.根据权利要求1所述的缺陷检测系统，其特征在于，该入射光线垂直地射入该光学薄膜。
3.根据权利要求1所述的缺陷检测系统，其特征在于，该狭缝的宽度为1.5～2.5毫米。
4.根据权利要求1所述的缺陷检测系统，其特征在于，更包括：
一移动单元，用以于平行该光学薄膜的移动方向上移动该影像捕获设备。
5.根据权利要求1所述的缺陷检测系统，其特征在于，更包括：
一图像处理单元，接收并处理该影像捕获设备所发送的影像信号；
一周期信号产生单元，依据该光学薄膜的移送速度发送一周期信号；以及
一控制单元，耦接于该图像处理单元，并接收来自该周期信号产生单元的该周期信号，以及对该影像捕获设备传输摄像信号。
6.一种用于检测被移送的一光学薄膜的缺陷检测方法，其特征在于，包括：
提供一光源，该光源配置于该光学薄膜的一侧；
提供一影像捕获设备，该影像捕获设备配置于该光学薄膜的另一侧；
提供一狭缝板，该狭缝板具有一狭缝，该狭缝的宽度为1.5毫米至2.5毫米，该狭缝板配置于该光源与该光学薄膜之间，以使一入射光线穿过该狭缝；以及
使该影像捕获设备偏移自该光源与该狭缝的延伸连线，当该影像捕获设备的影像传感器对准于该光源与该狭缝的延伸连线时，所感测出的影像亮度为I0，当该影像捕获设备于该光学薄膜的移动方向上偏移自该光源与该狭缝的延伸连线时，所感测出的影像亮度为I1，其中，当该光学薄膜不包括一凹凸缺陷位置点时，该入射光线不会产生散射光线，当该光学薄膜包括该凹凸缺陷位置点时，该入射光线会产生散射光线，且I1/I0为0.8～0.85时，能够观测该光学薄膜的该凹凸缺陷位置点。
7.根据权利要求6所述的缺陷检测方法，其特征在于，于提供该光源及该狭缝板的步骤中，使该入射光线垂直地射入该光学薄膜。
8.根据权利要求6所述的缺陷检测方法，其特征在于，该狭缝的宽度为1.5～2.5毫米。
9.根据权利要求6所述的缺陷检测方法，其特征在于，更包括：
提供一移动单元，该移动单元于该光学薄膜的移动方向上移动该影像捕获设备。
10.根据权利要求6所述的缺陷检测方法，其特征在于，更包括：
提供一图像处理单元，该图像处理单元接收并处理该影像捕获设备所发送的影像信号；
提供一周期信号产生单元，该周期信号产生单元依据该光学薄膜的移送速度发送一周期信号；以及
提供一控制单元，该控制单元耦接于该图像处理单元，并接收来自该周期信号产生单元的该周期信号，以及对该影像捕获设备传输摄像信号。
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