TWI388820B - 玻璃波紋檢測裝置以及其檢測方法 - Google Patents
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Description
本發明是關於玻璃波紋檢測技術,且更明確地說,是關於玻璃波紋檢測裝置以及其檢測方法,其可增強檢測之準確度同時防止歸因於諸如信號、聲雜訊、缺陷光源、玻璃的振動等等之基於檢測玻璃波紋時的外部因素之雜訊的檢測誤差。
薄膜電晶體液晶顯示器包括形成有薄膜電晶體之下部基板、形成有彩色濾光片之上部基板,以及注入於下部基板與上部基板之間的液晶。
在基板即將形成有薄膜電晶體以及彩色濾光片之狀況下,基板的表面上之膨脹、應變、刮痕、外來物質等等已引發缺陷的產品。
因此,通常在處理腔室中使用電漿於基板上執行沈積、蝕刻、濺鍍或此等製程之前,基板必須經檢測。
然而,在基板之表面之習知的檢測的狀況下,藉由相機擷取之關於基板之表面的影像資訊由於歸因於諸如電信號之雜訊、缺陷光源、待檢測之基板移動時產生之振動等等之外部因素的雜訊而受到失真。因此,習知的檢測可產生錯誤以致將缺陷基板判定為正常的以及將正常基板判定為有缺陷的等等。如以上所描述,習知的檢測為並不準確。
設想本發明解決如以上所描述之問題,且本發明之目標為提供一種玻璃波紋檢測裝置以及其檢測方法,其中在
移除影像資訊中所含雜訊(例如,光之亮度變化、由於光或交流電源之不穩定性之功率雜訊、玻璃移動時產生之振動、設備或環境之振動等等)的狀態下檢測玻璃波紋,且因此在無歸因於雜訊之檢測誤差的情況下增強了檢測之準確度。
設想本發明解決如以上所描述之問題,且本發明之態樣提供一種玻璃波紋檢測裝置,其包括用於檢查待經由輸送單元供應至處理設備的玻璃之表面上之波紋的檢測單元,檢測單元包括:照明器,其發射光;第二鏡面,其反射由照明器發射之光;螢幕,在玻璃透射自第二鏡面反射之光時所透射光在其上投影為陰影影像;影像處理器,其擷取對應於玻璃之表面且投影於螢幕上之陰影影像;以及波紋檢測器,其自藉由影像處理器擷取之陰影影像移除歸因於外部因素之雜訊且基於關於雜訊經移除的陰影影像之資訊來檢測玻璃之表面上的波紋。
檢測單元可包括:照明器,其發射光;第一鏡面,其透射自照明器發射之某些光且朝向特定方向反射某些光;第二鏡面,其反射通過第一鏡面之某些光使得經反射的光通過玻璃;第一光量偵測器,其偵測自第二鏡面反射且通過玻璃之光的量;第二光量偵測器,其偵測自第一鏡面朝向特定方向反射之光的量;以及波紋檢測器,其比較由第一光量偵測器以及第二光量偵測器偵測之光量,移除歸因於外部因素之雜訊,且檢測雜訊經移除的玻璃之表面上之波紋。
自照明器發射之光可包括氙氣燈、紅外線光源以及發
光二極體中之一者。
第二鏡面可以10°至90°之角度安裝以控制光之入射角。
玻璃波紋檢測裝置可更包括狹縫,狹縫提供於照明器之前端處且設定光之照射範圍以檢測玻璃之特定區域。
玻璃波紋檢測裝置可更包括濾光片構件,濾光片構件提供於狹縫之前端處且僅允許具有特定頻帶之波長的光通過其。
影像處理器可包括線掃描電荷耦合裝置(CCD)相機。
第一鏡面可包括半鏡面。
本發明之第三態樣為提供一種檢測玻璃波紋之方法,方法包括:自整體擷取之陰影影像選擇對應於特定區域之待檢測的影像之第一步驟;藉由列表顯示關於特定區域之所選影像中水平/垂直線之行的像素值(亮度)以及藉由移動平均法以計算鄰近像素值的平均值來主要地減少來自影像之雜訊之第二步驟;輸出藉由在第二步驟中主要地減少雜訊之狀態下合計或平均來自像素值之所計算平均值的水平線行A1、A2、A3、A4、A5...An而獲得之影像信號的第三步驟;以及判定第三步驟中之影像信號輸出是否超出預設的臨限(threshold)值以檢測玻璃之表面上的波紋之第四步驟。
可藉由以下的等式來獲得基於第三步驟之合計(或平均)結果之影像信號輸出:
其中,△t
為用以藉由影像處理器在掃描一線之後掃描另一線之時間(約1毫秒至2毫秒),且n
為自然數。
在第三步驟中,當影像信號藉由快速傅立葉變換(FFT)演算法變換為頻率信號波形時可檢查影像信號之哪個區域含有雜訊信號。
以下,將參看隨附圖式描述本發明之實施例。
圖1展示根據本發明之實施例之玻璃波紋檢測裝置的組態,圖2為說明狹縫施加至根據本發明之實施例之照明器的正視圖,圖3展示濾光片構件安裝至根據本發明之實施例之照明器,且圖4為說明在狹縫施加至根據本發明之實施例之照明器的前端之狀況下的光徑之示意圖。
參看圖1至圖4,根據本發明之實施例之玻璃波紋檢測裝置包括檢測單元,檢測單元用於檢查即將由輸送單元100供應至處理設備之玻璃200之表面上的波紋。檢測單元包括照明器10、第二鏡面20、螢幕30、影像處理器40以及波紋檢測器50。
照明器10發射光。照明器10可包括氙氣燈、紅外線光源以及發光二極體。
參看圖2,狹縫11提供於照明器10之前端處且將待發射之光僅導引至第二鏡面20。另外,濾光片構件12提供於狹縫之前端處且僅允許具有特定頻帶之波長的光通過其。
濾光片構件12包括紫外線濾光片、紅外線濾光片以及
可見光濾光片。
紫外線濾光片僅允許紫外線區域之波長通過,或僅允許其他可見光以及紅外線區域之波長通過其同時僅濾除紫外線區域的波長,其中其波長頻帶自214 nm至396 nm而變化。
可見光濾光片僅允許可見光區域之特定波長通過,且允許長於特定波長之波長通過其同時僅濾除短於特定波長的波長,或允許短於特定波長之波長通過其同時僅濾除長於特定波長之波長,其中其波長頻帶自462 nm至750 nm而變化。紅外線濾光片僅允許紅外線區域之特定波長通過,且允許長於特定波長之波長通過其同時僅濾除短於特定波長的波長,或允許短於特定波長之波長通過其同時僅濾除長於特定波長之波長,其中其波長頻帶自760 nm至1000 nm而變化。第二鏡面20朝向玻璃200而反射自照明器10發射之光且以10°至90°之角度安裝以控制所反射光的入射角。
當玻璃200透射自第二鏡面20反射之光時,所透射之光在螢幕30上投影為對應於玻璃200的表面之陰影影像。
影像處理器40擷取對應於玻璃200之表面且投影於螢幕30上之陰影影像。影像處理器40包括線掃描電荷耦合裝置(CCD)相機。
波紋檢測器50自陰影影像而移除歸因於外部因素之雜訊且基於雜訊經移除之陰影影像來檢查該玻璃200的表面品質。此處,外部因素包括光之亮度變化、光或特定頻帶(例如,40 Hz至80 Hz)中的電信號之不穩定性、玻璃
200移動以待檢測時產生之振動、設備或環境之振動等等。
在根據本發明之實施例之玻璃波紋檢測裝置以及其檢測方法中,如圖1至圖13中所示,玻璃200經移動至處理設備以藉由使用電漿來用於沈積、蝕刻、濺鍍或此等製程以製造薄膜電晶體液晶顯示器,或由諸如滾筒或具有定速部分之機械臂之類的輸送單元100來停止。
當光以預定的照射角自安裝於輸送單元100下的照明器10發射時,光自該在10°至90°之角度內經安裝以控制入射角之第二鏡面20反射,且通過由輸送單元100輸送的玻璃200。
接著,通過玻璃200之光使得玻璃200的陰影影像投影於螢幕30上。所投影之陰影影像由用作影像處理器40之線掃描CCD相機擷取,且接著發送至波紋檢測器50。
在照明器10發射光之狀況下,如圖2至圖4中所示,光經由安裝於照明器10之前端處的狹縫11自照明器10發射至第二鏡面20,且僅允許特定波長頻帶之光通過濾光片構件12。
換言之,紫外線濾光片、可見光濾光片以及紅外線濾光片經選擇性地組合且用作安裝至照明器10之濾光片構件12。在此狀況下,濾光片構件12僅允許特定波長頻帶之光通過。
舉例而言,若紫外線濾光片用作照明器10之濾光片構件12,則當照明器10發射光至玻璃200時,紫外線濾光片僅允許214 nm與396 nm之間的紫外線區域之波長通過,或允許其他可見光以及紅外線區域之波長通過其同時
僅濾除紫外線區域之波長。
接著,特定波長頻帶之經過濾的光在其入射角由第二鏡面20控制之狀態下自第二鏡面20反射,且通過玻璃200。因此,通過玻璃200之表面之光使得陰影影像更清晰地投影於螢幕30上。清晰陰影影像由用作影像處理器40之線掃描CCD相機清晰地擷取,且接著發送至波紋檢測器50。
另外,若可見光濾光片用作照明器10之濾光片構件12,則當照明器10發射光至玻璃200時,可見光濾光片僅允許426 nm與750 nm之間的可見光區域之特定波長通過,允許長於特定波長之波長通過其同時僅濾除短於特定波長的波長,或允許短於特定波長之波長通過其同時僅濾除長於特定波長之波長。
接著,特定波長頻帶之經過濾的光僅照射玻璃200之表面且通過玻璃200。因此,通過玻璃200之表面之光使得陰影影像更清晰地投影於螢幕30上。清晰的陰影影像由影像處理器40清晰地擷取,且接著發送至波紋檢測器50。
另外,若紅外線濾光片用作照明器10之濾光片構件12,則當照明器10發射光至玻璃200時,可見光濾光片僅允許760 nm與1000 nm之間的可見光區域之特定波長通過,允許長於特定波長之波長通過其同時僅濾除短於特定波長的波長,或允許短於特定波長之波長通過其同時僅濾除長於特定波長之波長。
接著,特定波長頻帶之經過濾的光僅照射玻璃200之表面且通過玻璃200。因此,通過玻璃200之表面之光使
得陰影影像更清晰地投影於螢幕30上。清晰的陰影影像由影像處理器40清晰地擷取,且接著發送至波紋檢測器50。
此時,波紋檢測器50將清晰的陰影影像變換為波形圖案,且自陰影影像之波形圖案移除歸因於外部因素之雜訊。接著,將關於玻璃200之均勻度之參考值的邊界條件應用於雜訊經移除的影像資訊,以便準確地判定玻璃200是否具有波紋。
更詳言之,如圖5中所示,首先,波紋檢測器50自藉由影像處理器40擷取並發送之整個陰影影像來選擇對應於特定區域之影像。
此處,僅選擇對應於特定區域之影像而非整個陰影影像,因為若選擇整個陰影影像,則由於在檢測玻璃200之波紋時,大多數膨脹如圖12中所示水平地發生,但某些可如圖13中所示傾斜地發生,因此在僅合計(或平均)膨脹(亦即,僅信號區域)時會出現問題。
接著,如圖6中所示,列表顯示關於所選特定區域之影像中之水平/垂直線的行之像素值(亮度),藉由移動平均法來計算鄰近像素值的平均值,藉此主要地自陰影影像減少雜訊。
僅作參考,雜訊在儲存資料時已含於陰影影像中。視光之亮度變化、光或預定頻帶之電信號之不穩定性、玻璃移動時產生之振動、設備或環境的振動等等而定,雜訊含於陰影影像中,移除雜訊且接著檢測玻璃之表面上之波紋,藉此來增強檢測的準確度且增加對產品之滿意度。因此,波紋檢測器50主要執行減少雜訊之操作。
在如以上所描述主要地減少雜訊之狀態下,波紋檢測器50輸出藉由如圖7所示合計(或平均)來自像素值的所計算的平均值之水平線行A1、A2、A3、A4、A5...An而獲得之影像信號。藉由以下的等式獲得影像信號。
其中,△t
為用以藉由影像處理器在完成一線之後掃描另一線之時間(約1毫秒至2毫秒),且n
為自然數。
此時,影像信號具有如圖8中所示之波形圖案,且波形圖案中之影像信號中所含雜訊在藉由快速傅立葉變換(FFT)演算法變換為如圖9中所示之頻率信號波形時由檢測器直接可見。
因此,波紋檢測器50判定含有雜訊之影像信號是否超出預設的臨限值。若判定影像信號超出了臨限值,則波紋檢測器50準確地檢查如圖10中所示之玻璃200之表面上的波紋。
舉例而言,待檢測之膨脹之寬度為約3 mm至10 mm,其厚度為若干nm至許多nm,玻璃200以恆定速率(v=常數)移動,且以預定間隔(例如,1毫秒至2毫秒)更新影像資訊。因此,當藉由FFT將圖8之影像信號變換為圖9之影像信號時,可計算哪個部分對應於信號區域。亦即,3 mm之間隔之膨脹對應於t(時間)=3 mm/v且經變換為f=1/t=v/3 mm之頻率,使得信號區域可自f1至f2(f1:f1=1/t=v/3 mm,f2=1/t2=v/10 mm)而變化。
因此,不同於前述範圍之區域視為不必要的雜訊,且波紋檢測器50使用關於玻璃200之均勻度的參考值之邊界條件且更準確地檢查玻璃200之表面上是否存在著膨脹。
此處,藉由FFT將圖10之如以上所描述的雜訊經移除之影像信號的波形變換為如圖11中所示之頻率信號波形,使得檢測器直接可看見已移除雜訊之狀態。
同時,圖14展示根據本發明之另一實施例之檢測裝置。在此實施例中,檢測裝置包括:照明器10,其發射光;第一鏡面60,其用以透射自照明器10發射之某些光且朝向預定的方向反射某些光;第二鏡面20,其用以反射通過第一鏡面60之某些光使得所反射之光通過玻璃200;第一光量偵測器70,其用以偵測自第二鏡面20反射且通過玻璃200之光的量;第二光量偵測器80,其用以偵測自第一鏡面60朝向預定的方向反射之光的量;以及波紋檢測器50,其比較由第一光量偵測器70以及第二光量偵測器80偵測到之光量,移除玻璃之性質中所包括的雜訊或由交流電源產生之功率雜訊,其中雜訊是歸因於外部因素,且在無雜訊之情形下根據光量來檢測該玻璃200之表面上之波紋。
如圖14中所示,當照明器10發射光時,某些光(50%)自該設置為半鏡面之第一鏡面60反射且經導引至第二光量偵測器80,但光之剩餘部分(50%)通過第一鏡面60且經導引至第二鏡面20。
接著,第二光量偵測器80偵測某些光的量且將偵測結果輸出至波紋檢測器50,且第二鏡面20朝向玻璃200反
射某些通過第一鏡面60之光使得所反射的光可通過玻璃200。
此時,當玻璃200透射自第二鏡面20反射之光時,由第一光量偵測器70偵測透射的光量且接著將偵測結果發送至波紋檢測器50。
波紋檢測器50比較由第一光量偵測器70以及第二光量偵測器80偵測之光量,移除由外部因素引起之雜訊(特定言之,功率雜訊),且在無雜訊的情形下根據光量來檢測該玻璃200之表面上的波紋。
因為由第二光量偵測器80偵測到之光量與玻璃200無關,但通過玻璃200且由第一光量偵測器70偵測到的光量受玻璃200影響,所以波紋檢測器50基於由第一光量偵測器70偵測到之光量相對於由第二光量偵測器80偵測到之光量來移除由交流電源產生的功率雜訊。因此,波紋檢測器50在無雜訊之情形下根據光量而應用關於玻璃200之均勻度的參考值之邊界條件,藉此更準確地檢查玻璃200之表面上是否存在著膨脹。
以下將避免反覆的描述。
對於熟習此項技術者將顯而易見,在不脫離本發明之精神或範疇之情形下可在本發明中進行各種修改以及變化。因此,本發明意欲覆蓋本發明之修改以及變化,只要該變化及修改在附加申請專利範圍以及其等效物之範疇內。
根據本發明之實施例,當關於陰影影像之資訊含有歸因於光的亮度變化、由於光或交流電源之不穩定性之功率
雜訊、玻璃移動時產生的振動、設備或環境之振動等等之雜訊時,移除雜訊且檢測玻璃之表面上的波紋,藉此消除歸因於雜訊之檢測誤差,從而增強檢測之準確度且增加對產品的滿意度。
10‧‧‧照明器
11‧‧‧狹縫
12‧‧‧濾光片構件
20‧‧‧第二鏡面
30‧‧‧螢幕
40‧‧‧影像處理器
50‧‧‧波紋檢測器
60‧‧‧第一鏡面
70‧‧‧第一光量偵測器
80‧‧‧第二光量偵測器
100‧‧‧輸送單元
200‧‧‧玻璃
圖1展示根據本發明之實施例之玻璃波紋檢測裝置的
組態。
圖2為說明狹縫施加至根據本發明之實施例之照明器的正視圖。
圖3展示濾光片構件安裝至根據本發明之實施例之照明器。
圖4為說明在狹縫施加至根據本發明之實施例之照明器的前端之狀況下的光徑之示意圖。
圖5至圖11展示根據本發明之實施例檢測玻璃波紋之方法。
圖12以及圖13為根據本發明之實施例之玻璃的表面上的水平膨脹或傾斜膨脹之示意圖。
圖14展示根據本發明之另一實施例之檢測裝置。
10‧‧‧照明器
20‧‧‧第二鏡面
30‧‧‧螢幕
40‧‧‧影像處理器
50‧‧‧波紋檢測器
100‧‧‧輸送單元
200‧‧‧玻璃
Claims (18)
- 一種玻璃波紋檢測裝置,其包括用於檢查即將經由輸送單元供應至處理設備之玻璃之表面上的波紋之檢測單元,所述檢測單元包括:照明器,其發射光;第二鏡面,其反射由所述照明器發射之光;螢幕,當所述玻璃透射自所述第二鏡面反射之光時透射的光在其上投影為陰影影像;影像處理器,其擷取對應於所述玻璃之表面且投影於所述螢幕上之所述陰影影像;以及波紋檢測器,其自藉由所述影像處理器擷取之所述陰影影像移除歸因於外部因素之雜訊且基於關於所述雜訊經移除的所述陰影影像之資訊來檢測所述玻璃之表面上的波紋;其中所述波紋檢測器用以透過在關於所述玻璃之均勻度之參考值的邊界條件內所獲得的資訊來檢查所述波紋,藉以應用於所述陰影影像。
- 如申請專利範圍第1項所述之玻璃波紋檢測裝置,其中所述照明器包括氙氣燈、紅外線光源以及發光二極體中之一者。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之玻璃波紋檢測裝置,其更包括狹縫,其提供於所述照明器之前端處且將來自所述照明器的所述光僅導引至所述第二鏡面。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之玻璃波紋檢測裝置,其中所述第二鏡面是以10°至90°之角度安裝以 控制所述光的入射角。
- 如申請專利範圍第3項所述之玻璃波紋檢測裝置,其更包括濾光片構件,濾光片構件提供於所述狹縫之前端處且僅允許具有特定頻帶的波長之光通過。
- 如申請專利範圍第5項所述之玻璃波紋檢測裝置,其中所述濾光片構件包括紫外線濾光片,紫外線濾光片僅允許紫外線區域之波長通過,或僅允許可見光區域以及紅外線區域的波長通過其同時僅濾除所述紫外線區域之波長。
- 如申請專利範圍第5項之玻璃波紋檢測裝置,其中所述濾光片構件包括可見光濾光片,可見光濾光片僅允許可見光區域之特定波長通過,且允許長於特定波長之波長通過其同時僅濾除短於所述特定波長的波長,或允許短於特定波長之波長通過其同時僅濾除長於所述特定波長之波長。
- 如申請專利範圍第5項所述之玻璃波紋檢測裝置,其中所述濾光片構件包括紅外線濾光片,紅外線濾光片僅允許紅外線區域之特定波長通過,且允許長於特定波長的波長通過其同時僅濾除短於所述特定波長之波長,或允許短於特定波長之波長通過其同時僅濾除長於所述特定波長的波長。
- 如申請專利範圍第1項所述之玻璃波紋檢測裝置,其中所述影像處理器包括線掃描電荷耦合裝置(CCD)相機。
- 一種玻璃波紋檢測裝置,其包括用於檢查待經由輸 送單元供應至處理設備之玻璃之表面上的波紋之檢測單元,所述檢測單元包括:照明器,其發射光;第一鏡面,其透射自所述照明器發射之某些光且朝向特定方向反射某些光;第二鏡面,其反射通過所述第一鏡面之某些光使得所述經反射光通過所述玻璃;第一光量偵測器,其偵測自所述第二鏡面反射且通過所述玻璃之光的量;第二光量偵測器,其偵測自所述第一鏡面朝向所述特定方向反射之所述光的量;以及波紋檢測器,其比較由所述第一光量偵測器以及所述第二光量偵測器偵測之所述光量,歸因於外部因素而移除反射光量中的雜訊,且關於已移除雜訊的所述反射光量中檢測所述玻璃之表面上之波紋,其中所述波紋檢測器用以在關於所述玻璃之均勻度之參考值的邊界條件內檢查所述波紋,藉以應用於所述反射光量。
- 如申請專利範圍第10項所述之玻璃波紋檢測裝置,其中所述照明器包括氙氣燈、紅外線光源以及發光二極體中之一者。
- 如申請專利範圍第10項所述之玻璃波紋檢測裝置,其中所述第二鏡面是以10°至90°之角度安裝以控制所述光的入射角。
- 如申請專利範圍第10項或第11項所述之玻璃波紋檢測裝置,其更包括狹縫,狹縫提供於所述照明器之前端 處且設定所述光的照射範圍以檢測所述玻璃之特定區域。
- 如申請專利範圍第13項所述之玻璃波紋檢測裝置,其更包括濾光片構件,濾光片構件提供於所述狹縫之前端處且僅允許具有特定頻帶的波長之光通過。
- 如申請專利範圍第10項所述之玻璃波紋檢測裝置,其中所述第一鏡面包括半鏡面。
- 一種玻璃波紋檢測方法,其藉由如申請專利範圍第1項所述之檢測單元而包括照明器、第二鏡面、螢幕、影像處理器以及波紋檢測器,該玻璃波紋檢測方法包括:第一步驟,在所述波紋檢測器中,由所述影像處理器自整體擷取之陰影影像選擇對應於待檢測之特定區域的影像;第二步驟,藉由列表顯示關於所述特定區域之所述所選影像中水平/垂直線的行之像素值(亮度)以及藉由移動平均法以計算所述鄰近像素值的平均值來主要地減少來自所述影像之雜訊;第三步驟,輸出藉由在所述第二步驟中主要地減少所述雜訊之狀態下合計或平均來自所述像素值之所述所計算的平均值的所述水平線行A1、A2、A3、A4、A5...An而獲得之影像信號;以及第四步驟,判定所述第三步驟中之所述影像信號輸出是否超出預設的臨限值以檢測所述玻璃之表面上的波紋,其中在關於所述玻璃之均勻度之參考值的邊界條件內檢查所述波紋,藉以應用於所述影像信號。
- 如申請專利範圍第16項所述之玻璃波紋檢測方 法,其中藉由以下的等式來獲得基於所述第三步驟之所述合計(或平均)結果之所述影像信號輸出,
其中△t 為用以藉由所述影像處理器在完成一線之後掃描另一線之時間。 - 一種玻璃波紋檢測方法,其藉由如申請專利範圍第10項所述之檢測單元而包括照明器、第一鏡面、第二鏡面、第一光量偵測器、第二光量偵測器以及波紋檢測器,該玻璃波紋檢測方法包括:第一步驟,藉由所述照明器發射光;第二步驟,透過所述第一光量偵測器接收所述第一步驟中發射之某些光以及偵測光量;第三步驟,在玻璃透射所述第一步驟中發射之所述光之剩餘部分時,透過所述第二光量偵測器偵測透射的光量;第四步驟,在所述第一步驟以及所述第二步驟中當所述第一光量偵測器與所述第二光量偵測器偵測光量時藉由所述波紋檢測器比較所偵測到之光量,以及移除根據所述玻璃之性質產生的雜訊;以及第五步驟,基於在所述第四步驟所述雜訊經移除之所述光量藉由應用關於所述玻璃之均勻度的參考值之邊界條件來檢測所述玻璃之表面上之波紋,其中在所述邊界條件內進行所述波紋的檢查,藉以應用於所述光量。
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