液晶顯示屏背光源模組表面缺陷自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)*

史艷瓊,盧榮勝,張騰達(dá)

(1.淮南聯(lián)合大學(xué)機(jī)電系,安徽 淮南 232001;2.合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,合肥 230009)

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液晶顯示屏背光源模組表面缺陷自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)*

史艷瓊1,盧榮勝2*,張騰達(dá)2

(1.淮南聯(lián)合大學(xué)機(jī)電系,安徽 淮南 232001;2.合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,合肥 230009)

詳細(xì)介紹了自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)在液晶顯示屏背光源模組表面缺陷在線檢測(cè)中的應(yīng)用,分析并比較了背光源模組缺陷自動(dòng)光學(xué)在線檢測(cè)中的成像技術(shù)、檢測(cè)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)方法,闡述了檢測(cè)結(jié)果為不良品的返修方法。給出了背光源模組表面缺陷常見(jiàn)缺陷的種類和缺陷分類判斷準(zhǔn)則,把種類繁多的背光源模組表面缺陷分為畫面缺陷、外觀缺陷與異常缺陷;根據(jù)背光源模組缺陷形成的原因、種類,設(shè)計(jì)了背光源模組缺陷點(diǎn)燈檢測(cè)和非點(diǎn)燈檢測(cè)兩種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方案,所設(shè)計(jì)的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方案對(duì)背光源模組組裝產(chǎn)業(yè)開發(fā)缺陷檢測(cè)系統(tǒng)具有有益的參考價(jià)值。

自動(dòng)光學(xué)檢測(cè);背光源模組;表面缺陷

TFT-LCD液晶顯示屏已廣泛應(yīng)用于電腦、手機(jī)等電子產(chǎn)品的文本與圖像顯示,其中的背光源模組是液晶顯示屏中的關(guān)鍵元件之一,功能在于供應(yīng)充足的亮度與分布均勻的光源,使液晶面板能正常顯示影像。背光源類型按光源類型劃分主要有EL、CCFL及LED 3種,依光源分布位置不同可分為側(cè)光式和直下式(底背光式)。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,由燈管、燈管反射片、導(dǎo)光板、底反射板、擴(kuò)散片、交叉棱鏡膜、上保護(hù)膜等薄片型光學(xué)零件組成。背光源模組在生產(chǎn)過(guò)程中由于原材料和生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)原因,會(huì)產(chǎn)生多種缺陷,如各光學(xué)膜片上的外來(lái)雜質(zhì)和表面劃傷等,這些缺陷的產(chǎn)生將對(duì)液晶顯示屏的使用性能帶來(lái)嚴(yán)重的影響。為了降低生產(chǎn)成本,提高零件制造與部件組裝過(guò)程中的成品率,生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)背光源模組各光學(xué)膜片的微觀和宏觀缺陷,進(jìn)行100%實(shí)時(shí)在線自動(dòng)檢測(cè)。

基于自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)的表面缺陷檢測(cè)方法,由于不需要或較少需要人工干預(yù),是一種自動(dòng)化、高性能的檢測(cè)方法,是實(shí)現(xiàn)100%實(shí)時(shí)在線自動(dòng)檢測(cè)的一種有效手段,也是當(dāng)前發(fā)展最快的表面缺陷檢測(cè)方法之一[1-2],已經(jīng)在液晶顯示屏[3]、鋼板軋制[4]、紡織品[5]等生產(chǎn)過(guò)程中得到逐步應(yīng)用。但目前國(guó)內(nèi)背光源模組的在線檢測(cè),不少?gòu)S家還是采用人工目視檢測(cè),不僅難以降低生產(chǎn)成本,也難以保證液晶顯示屏的制造質(zhì)量。隨著表面缺陷檢測(cè)技術(shù)的研究發(fā)展,采用自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)背光源模組的表面缺陷,是當(dāng)前背光源模組器件制造與部件組裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),本論文結(jié)合工程應(yīng)用需要分析比較了背光源模組表面缺陷自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方案。

圖1 TFT-LCD液晶顯示屏背光源模組結(jié)構(gòu)示意圖

1 背光源模組表面缺陷的分類與檢測(cè)技術(shù)要求

物體表面上的缺陷種類繁多[6],背光源模組表面缺陷按照在產(chǎn)品上的位置可分為畫面缺陷、外觀缺陷與異常缺陷;按照形狀可分為:①點(diǎn)狀缺陷:黑點(diǎn)、點(diǎn)狀異物、白點(diǎn)、亮點(diǎn)(含發(fā)亮異物和殘/液膠),②劃痕:刮傷、線狀刮傷、擦傷,③線狀異物,④污跡:油跡、臟污、指紋,⑤點(diǎn)燈不亮、燈管閃爍、暗帶/暗影/亮斑,⑥裝配不良:燈管離型紙脫落,漏光,Film材漏(多)裝、組裝不良,FPC折痕、劃傷、錫點(diǎn)氧化、氣泡、錫點(diǎn)多錫少錫等。在背光源模組裝配過(guò)程中,人工檢測(cè)目前仍然是有些組裝廠的主要檢測(cè)方法,根據(jù)背光源模組缺陷形成的原因、種類,檢測(cè)方式通常有兩種:點(diǎn)燈檢測(cè)和非點(diǎn)燈檢測(cè)。表1和表2列出了某手機(jī)液晶顯示屏背光源模組表面缺陷人工目視檢測(cè)方法、缺陷大小和形狀的判斷準(zhǔn)則。

表1 背光源模組表面缺陷人工目測(cè)檢測(cè)方法

表2 背光源缺陷判斷標(biāo)準(zhǔn)

2 表面缺陷自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)

自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)將光學(xué)傳感技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)與信號(hào)處理技術(shù)集成運(yùn)用,執(zhí)行工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的測(cè)量、檢測(cè)、識(shí)別和引導(dǎo)等任務(wù)。目前在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用的是基于機(jī)器視覺(jué)成像原理的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù),它是采用高分辨率與高靈敏度的成像技術(shù)(通常使用攝像機(jī))獲取被測(cè)目標(biāo)的圖像,再經(jīng)過(guò)快速圖像處理與圖形識(shí)別算法,從圖像中獲取目標(biāo)的尺寸、位置、方向和缺陷等信息,從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)品檢驗(yàn)、裝配線上的目標(biāo)的識(shí)別與鑒定、目標(biāo)定位與裝配機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)等任務(wù)。自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)的基本原理如圖2所示。

圖2 自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)基本原理

圖3 表面缺陷檢測(cè)中的照明與成像技術(shù)

在表面缺陷自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)中,關(guān)鍵技術(shù)之一是照明與成像技術(shù)。根據(jù)照明光源與相機(jī)之間的角度關(guān)系,可以得到明場(chǎng)照明、暗場(chǎng)照明與背光成像方式。如圖3所示,在暗場(chǎng)照明成像方式中,若光均勻照射在被測(cè)物體表面上,光在物體表面上向四周空間均勻散射,進(jìn)入到相機(jī)的光線較少,照度均勻,照相機(jī)接收到的圖像是一個(gè)均勻的暗灰色背景。在圖3中,如果物體表面上有一個(gè)缺陷,光在缺陷處的散射規(guī)律會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致大量的光線進(jìn)入相機(jī)視場(chǎng),相機(jī)采集到的圖像中會(huì)有一個(gè)亮斑,這個(gè)量斑的大小和形狀反應(yīng)了表面缺陷狀態(tài)。對(duì)于明場(chǎng)照明,其情形與暗場(chǎng)照明相反,若待測(cè)物體上沒(méi)有缺陷,相機(jī)獲得均勻的明亮背景,如果表面上某處出現(xiàn)缺陷,明亮的背景中會(huì)產(chǎn)生暗點(diǎn)。暗場(chǎng)照明適用于光滑的表面(如平板玻璃表面)缺陷檢測(cè),而明場(chǎng)照明主要適用于非光滑的表面;背光照明是在被測(cè)表面的背面進(jìn)行照明,適用于透明物體的內(nèi)部缺陷(如氣泡、雜質(zhì)異物等)的檢測(cè)[7-8]。

在表面缺陷自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)中,相機(jī)能夠檢測(cè)到的缺陷信息與缺陷檢測(cè)的分辨率,除了成像鏡頭與相機(jī)本身的景深[9]和光學(xué)分辨率外,一個(gè)重要的因素是取決于缺陷的本身與光作用的散射特性和相機(jī)相對(duì)于光線方向的角度,特定角度的相機(jī)只能感受到特定的缺陷。為了同時(shí)檢測(cè)到多種表面缺陷,需要采用角度分辨成像技術(shù),也就是在不同的角度布置幾臺(tái)相機(jī),對(duì)被測(cè)表面同時(shí)成像,不同相機(jī)拍攝到的圖像含有不同的表面缺陷。一般情況下,沿著3個(gè)角度方向布置相機(jī),就可以滿足絕大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合的需求。

如第2節(jié)所述,對(duì)于液晶顯示屏的背光源表面缺陷的檢測(cè),采取自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方案時(shí)分為點(diǎn)燈檢測(cè)與非點(diǎn)燈檢測(cè)。點(diǎn)燈檢測(cè)可以檢測(cè)出背光源模組中的內(nèi)部表面缺陷,點(diǎn)燈檢測(cè)不需要外加光源,利用背光源本身發(fā)出的均勻散射光,實(shí)現(xiàn)瑕疵檢測(cè)。

在背光源缺陷檢測(cè)中,對(duì)于點(diǎn)狀缺陷、劃痕、線狀異物等缺陷比較容易檢測(cè),檢測(cè)圖像直觀,容易判斷。對(duì)于誤裝配,如表面Film材有可能安裝不只一片,判斷相對(duì)較難,其檢測(cè)方式是:拍攝光散射時(shí)產(chǎn)生的周期性條紋圖案,如果有傾斜的周期性條紋圖案,表明表面Film材多裝了一片。利用該種方案,也可以檢測(cè)背光模組發(fā)光二極管漏光現(xiàn)象,但是該種方法的檢測(cè)比缺陷檢測(cè)復(fù)雜,因?yàn)樾枰獙?duì)相機(jī)進(jìn)行光照度標(biāo)定。

對(duì)于背光源模組上面的油漬、臟污、指紋、FPC折痕、劃傷、錫點(diǎn)氧化、氣泡、錫點(diǎn)多錫和少錫等情況,需要進(jìn)行非點(diǎn)燈檢測(cè)。非點(diǎn)燈檢測(cè)時(shí),相機(jī)布置在背光模組的正上方,需要外加條形光源進(jìn)行傾斜照明,采用暗場(chǎng)成像的方法進(jìn)行檢測(cè)。

為了能同時(shí)檢測(cè)不同種類的缺陷,可以用2至3個(gè)相機(jī)分別布置在不同的角度進(jìn)行多角度分辨掃描檢測(cè),如圖4(a)所示。當(dāng)檢測(cè)到缺陷時(shí),在下個(gè)工位用氣浮吸盤機(jī)械手機(jī)構(gòu)把有缺陷的背光源搬運(yùn)到次品傳輸線上。如果產(chǎn)品表面缺陷較少,有可能用一個(gè)相機(jī)就可以實(shí)現(xiàn),對(duì)于大尺寸的背光源模組,需要采用多相機(jī)掃描拼接的技術(shù),如圖4(b)所示。

圖4 背光源表面瑕疵檢測(cè)成像方案

3 數(shù)據(jù)處理和控制方案設(shè)計(jì)

圖6 背光源模組在線自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)

在現(xiàn)代化的背光源制造與組裝線上,背光源的表面缺陷檢測(cè)不僅需要100%全檢,還需要做到在線實(shí)時(shí),滿足生產(chǎn)線的節(jié)拍對(duì)檢測(cè)速度的要求。如前述可知,被光源的檢測(cè)需要多個(gè)攝像機(jī)協(xié)同掃描成像才能完成任務(wù),圖像的數(shù)據(jù)量非常大,甚至達(dá)到每秒幾個(gè)Gigabyte的數(shù)據(jù)量,這么大的圖像數(shù)量對(duì)采集、傳輸、處理與系統(tǒng)控制技術(shù)提出了非常高的要求。目前通用PC機(jī)CPU的處理能力越來(lái)越強(qiáng),鑒于通用工控CPU可靠性好,成本低,構(gòu)建系統(tǒng)的研發(fā)周期短,可以把掃描圖像分塊交給多個(gè)工控多核CPU與圖像處理卡去并行高速處理,滿足裝配線的節(jié)拍要求。

圖5表示了高速圖像采集、傳輸、處理與控制的架構(gòu)方式,在這種處理架構(gòu)中,相機(jī)采用CameraLink接口的高速掃描數(shù)碼相機(jī),每個(gè)相機(jī)輸出的圖像通過(guò)CameraLink接口卡分配給一臺(tái)甚至4臺(tái)工控CPU+圖像處理卡去處理,計(jì)算機(jī)之間可以進(jìn)行信息交換,各個(gè)處理結(jié)果由一臺(tái)主控機(jī)合成,這樣就可以大幅度地提高圖像預(yù)處理速度,解決高速處理難題[10-11]。

圖5 高速圖像采集、傳輸、處理與控制的架構(gòu)方案

4 全自動(dòng)在線檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

背光源模組缺陷在線自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)包括自動(dòng)上料、編碼、對(duì)準(zhǔn)、檢測(cè)、分選、返修識(shí)別等幾個(gè)部分,檢測(cè)方案布局與工作原理參見(jiàn)圖6所示。

4.1 自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)

自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)包括裝配線上傳輸來(lái)的背光源模組探測(cè)、電動(dòng)與氣動(dòng)機(jī)構(gòu)抓取、位置校正、送料等部分組成。工作原理如下:

①在裝配線傳輸帶工位(1)的上方放入一個(gè)監(jiān)視相機(jī),當(dāng)前道工序組裝系統(tǒng)裝配好背光源模組,把背光源模組放入到傳輸帶上傳輸?shù)焦の?1)后,監(jiān)視相機(jī)拾取到有待測(cè)模組時(shí),計(jì)算模組在工位(1)處的位置與模組姿態(tài)信息,并發(fā)出工作同步指令給后續(xù)上料與檢測(cè)系統(tǒng)。

②監(jiān)視相機(jī)發(fā)出工作同步指令后,氣動(dòng)與電動(dòng)缸組成的送料系統(tǒng)把工位(1)處的背光源模組從傳輸帶上吸起來(lái),然后在氣動(dòng)滑臺(tái)的帶動(dòng)下,把工位(1)處的背光源模組搬運(yùn)到工位(2)處。在放到工位(2)上之前,計(jì)算機(jī)根據(jù)工位(1)上方的相機(jī)拍攝到的模組位置與姿態(tài),發(fā)出指令給真空抓取吸盤角度校正電缸,初步校正背光源模組在空間的角度。當(dāng)背光源模組運(yùn)送到工位(2)處后,模組在工位(2)處由4個(gè)氣動(dòng)滑缸從四邊向中間對(duì)中運(yùn)動(dòng),校正模組的位置,然后背光源模組下方的相機(jī),對(duì)模組成像,識(shí)別待檢背光源模組噴碼序列號(hào),作為有缺陷模組在返修過(guò)程中,從缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)調(diào)出缺陷信息,指導(dǎo)返修任務(wù)。

③在工位(1)處吸盤抓取背光源模組的同時(shí),右邊的吸盤在工位(2)處把已經(jīng)校正好的模組吸起來(lái),然后在氣動(dòng)滑臺(tái)的帶動(dòng)下,把校正后的模組輸送檢測(cè)轉(zhuǎn)盤工位(3)處。至此,一個(gè)上料循環(huán)完成。

4.2 檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

檢測(cè)機(jī)構(gòu)由間隙轉(zhuǎn)動(dòng)工位轉(zhuǎn)盤、上料位置對(duì)準(zhǔn)探測(cè)、異常檢測(cè)、畫面檢測(cè)和外觀檢測(cè)工位組成。工作原理如下:

①背光源模組被自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)傳輸?shù)焦の?3)后,轉(zhuǎn)盤在控制系統(tǒng)的控制下,轉(zhuǎn)到工位(4)。在工位(4)的上方安裝一個(gè)相機(jī),檢測(cè)背光源模組定位是否正常,模組LED燈工作是否正常,并把信息傳給主控計(jì)算機(jī)。如果一切正常,則后續(xù)檢測(cè)工位按預(yù)定的方案進(jìn)行檢測(cè);如果不正常,后續(xù)檢測(cè)對(duì)該模組不檢測(cè),然后傳送到工位(9),由分選機(jī)構(gòu)抓取,傳送到不良品傳輸帶上。

②當(dāng)模組轉(zhuǎn)到工位(5)～(8)處后,缺陷掃描成像系統(tǒng)對(duì)畫面缺陷進(jìn)行掃描檢測(cè),缺陷掃描成像系統(tǒng)由高速掃描相機(jī)、一維滑動(dòng)臺(tái)、光柵、伺服系統(tǒng)、調(diào)整機(jī)構(gòu)組成。由于外觀檢測(cè)項(xiàng)目較多,一個(gè)工位難以不夠,故把工位(7)和(8)兩個(gè)工位作為外觀檢測(cè)機(jī)構(gòu)。

4.3 分選機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

分選機(jī)構(gòu)由良品與不良品氣動(dòng)抓取機(jī)構(gòu)、間隙運(yùn)動(dòng)傳輸帶組成。結(jié)構(gòu)布局參看圖6所示,其工作原理如下:

①如圖6所示,畫面(外觀、異常等)缺陷檢測(cè)完畢后,模組繼續(xù)向下到工位轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)模組運(yùn)動(dòng)到工位(9)后:分選機(jī)構(gòu)左邊的氣動(dòng)吸盤抓取工位(9)上的模組,傳輸?shù)焦の?11)處。

②如果該模組是不良品,在分選機(jī)構(gòu)向工位(9)移動(dòng)的過(guò)程中,不良品傳輸帶向前移動(dòng)一個(gè)工位,把工位(11)清空,等待放置下個(gè)模組。

③如果是良品,在下一個(gè)時(shí)刻分選機(jī)構(gòu)抓取工位(9)上的模組時(shí),右邊的吸盤同時(shí)抓取工位(11)上的模組,在分選機(jī)構(gòu)左吸盤把模組放到工位(11)處時(shí),右吸盤把良品模組放置到良品傳輸帶上工位(12)處,然后良品傳輸帶向前移動(dòng)一個(gè)工位,清空工位(12)等待放置下個(gè)模組。

傳輸帶之所以作間隙運(yùn)動(dòng),一方面可以節(jié)省空間,即傳輸帶的長(zhǎng)度,另一方面考慮到不良品只是少數(shù),這樣可以讓不良品按順序一個(gè)一個(gè)緊湊地排列在傳輸帶上,不需要有人監(jiān)視,返修人員只要傳輸帶上放滿了不良品后取走返修。

圖7 人工復(fù)檢與不良品人工返修機(jī)構(gòu)

4.4 不良人工目視復(fù)檢與不良品返修

對(duì)于檢測(cè)到的不良品,再采用人工目視復(fù)檢,并對(duì)不良品進(jìn)行返修,系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的布局如圖7所示。在返修工作臺(tái)上放置一個(gè)電腦,并安裝一臺(tái)成像系統(tǒng),拾取不良品背面的編碼。返修顯示電腦通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器相連,相機(jī)在電腦的控制下,獲得帶返修的不良品編碼后,根據(jù)編碼從服務(wù)器中調(diào)用缺陷信息,顯示在屏幕上,導(dǎo)引返修人員對(duì)不良品進(jìn)行合理的返修。

5 關(guān)鍵器件的選型與性能參數(shù)計(jì)算

下面以表1和2所示的某手機(jī)液晶顯示屏背光源模組為例,舉例介紹檢測(cè)系統(tǒng)主要器件選型。

①相機(jī)參數(shù)確定與選擇:根據(jù)表2可知,測(cè)量系統(tǒng)需要能夠識(shí)別黑點(diǎn)、白點(diǎn)和點(diǎn)狀異物的大小為0.1 mm。我們可以選擇分辨率為0.01 mm的相機(jī)與鏡頭組合成像,則0.1 mm的點(diǎn)狀物可以用10 pixel×10 pixel來(lái)表示,這樣可以確保0.1 mm點(diǎn)狀物能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出來(lái)。因此,對(duì)于寬為55 mm的背光源模組,相機(jī)的點(diǎn)陣數(shù)為:55/0.01=5 500像素。考慮到暗場(chǎng)成像需要高靈敏度的相機(jī),我們可以選擇Dalsa ES-80-08K80相機(jī)[12]。

②鏡頭的選擇:Dalsa ES-80-08K80相機(jī)的像元大小為7 μm,因此可以選擇放大倍數(shù)為1左右的光學(xué)鏡頭,接口M72x0.5,生產(chǎn)此類鏡頭的廠商有:日本Nikon、myutron、德國(guó)Schneider的鏡頭。

③圖像采集卡與處理卡:相機(jī)的圖像掃描采集卡可以選擇Matrox公司的RadientPro CL和GiDEL公司的PROCStar實(shí)時(shí)圖像處理卡,也可以選擇Dalsa的Xcelera-CL PX4 Full采集卡和GPU組合[11]。

④測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)速度:相機(jī)掃描速度為在8 k～68 k之間,則檢測(cè)掃描速度為:v=(8 k～68 k)*0.01 mm=(80 mm/s～680 mm/s),對(duì)于3.5 inch的背光源掃描成像時(shí)間大約為:t=75/(80-680)=1 s～0.1 s,圖像處理時(shí)間小于1 s,分選與掃描可以同時(shí)進(jìn)行,不占用檢測(cè)時(shí)間;所以檢測(cè)速度為:<1～2 s/每件。

6 小結(jié)

自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)是基于光學(xué)成像與高速圖像處理技術(shù)的一種新興的檢測(cè)技術(shù),它從獲取的圖像中可以提取出被測(cè)目標(biāo)的尺寸、位置、方向和缺陷等信息,能夠執(zhí)行產(chǎn)品檢驗(yàn)、裝配線上的目標(biāo)的識(shí)別與鑒定、目標(biāo)定位與裝配機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)等任務(wù),是當(dāng)前精密零件制造與部件組裝產(chǎn)業(yè)中保證產(chǎn)品質(zhì)量的一種重要在線檢測(cè)手段。本文詳細(xì)介紹了自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)在液晶顯示屏背光源模組表面缺陷在線檢測(cè)中的應(yīng)用技術(shù),對(duì)背光模組中的缺陷進(jìn)行了歸納整理,給出了常見(jiàn)的缺陷的種類和缺陷分類判斷準(zhǔn)則。系統(tǒng)地闡述了背光源模組缺陷自動(dòng)光學(xué)在線檢測(cè)中的成像技術(shù)、檢測(cè)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)方法,并給出了檢測(cè)結(jié)果為不良品的返修方法,對(duì)液晶顯示屏背光源模組組裝產(chǎn)業(yè)開發(fā)背光源模組缺陷檢測(cè)系統(tǒng)具有有益的參考價(jià)值。

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[12]https://www.teledynedalsa.com/imaging/products/cameras/hs-line-scan/piranha-es/ES-80-08K80/.

Defect Inspection System Design Based on the Automated Optical Inspection Technique for LCD Backlight Modules*

SHIYanqiong1,LURongsheng2*,ZHANGTengda2

(1.Electromechanical department,Huainan Union University,Huainan Anhui 232001,China;2.School of Instrument Science and Opto-Electronics Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China)

An automated optical inspection method and application for the surface defect inspection of LCD backlight module is presented. The imaging techniques,inspection system composition,mechanical and electric control system principle,and design methods are systematically illustrated. The review inspection method of non-conforming parts and repair strategy are also given. The typical types of the LCD backlight module defects and the defect classification criterions are listed. The wide variety of backlight module surface defects are categorized into three types:the picture defects,the appearance of defects and abnormalities defects. Two AOI detection methods,lighting method and non-lighting method,are introduced according to the causes and types of the defects. The AOI technique given is expected to have a beneficial reference value for the industrial development of the defect detection system for LCD backlight modules.

automated optical inspection;LCD backlight module;surface defects

史艷瓊(1977-),女,淮南聯(lián)合大學(xué)機(jī)電系,博士,副教授,合肥工業(yè)大學(xué)博士畢業(yè)生,研究方向?yàn)闄C(jī)器視覺(jué)與精密測(cè)量技術(shù),shiyanqiong1105@aliyun.com;

盧榮勝(1963-),男,合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)闄C(jī)器視覺(jué)及其應(yīng)用、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)、變形應(yīng)變光學(xué)全場(chǎng)測(cè)量技術(shù)、光學(xué)微納測(cè)量技術(shù)、數(shù)字圖像處理及應(yīng)用等,rslu@hfut.edu.cn;

張騰達(dá)(1974-),男,合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,講師,在讀博士研究生,研究方向?yàn)樽詣?dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù),tdzhang@126.com。

項(xiàng)目來(lái)源:安徽省高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目(KJ2013B255);國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)(2013YQ220749)

2014-12-02 修改日期:2015-02-12

C:7120;7210A;7260F

10.3969/j.issn.1004-1699.2015.05.026

TH702

A

1004-1699(2015)05-0768-06