一種用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真方法及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)仿真領(lǐng)域，尤其涉及的是一種用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]偏光片(偏光膜)是一種常見(jiàn)的偏振光學(xué)元件，應(yīng)用非常廣泛，例如在TFT-LCD液晶面板中，必有兩層偏振方向正交的偏光片。一般而言，TFT-1XD型偏光片成品由6層透明聚合物薄膜組成，如圖1所示，從上到下依次排列有:保護(hù)膜01、TAC膜02、PVA膜03、TAC膜04、壓敏膠05和離型膜06，每層厚度約為幾十微米。每層材料的折射率非常接近，因此透射率較高(42%左右，只有一個(gè)偏振方向的入射光可以通過(guò)；如果入射光是線偏振光，且偏振方向與透光軸方向一致，則透射率大約94%)。作為液晶顯示面板三種關(guān)鍵原材料之一，偏光片的性能對(duì)液晶面板的質(zhì)量有重要影響，其存在的外觀缺陷(業(yè)內(nèi)俗稱“外觀欠點(diǎn)”)會(huì)造成整個(gè)面板的報(bào)廢。因此，偏光片缺陷檢測(cè)對(duì)保證產(chǎn)品優(yōu)良品率、降低成本有重要的意義。
[0003]偏光片外觀缺陷沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的定義，我們將之定義為:使用者目視可能觀察到的影響美觀或觀感的缺陷與異常。目前對(duì)外觀缺陷的在線和離線自動(dòng)檢測(cè)，普遍采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，如圖2a_圖2c所示，在線或離線檢測(cè)，都可以采用反射或透射成像，。圖2a和圖2b所示，分別為在線檢測(cè)的反射式和在線檢測(cè)的透射式，均由光源012提供檢測(cè)光，由相機(jī)011采集圖像，然后由計(jì)算機(jī)處理圖像，識(shí)別缺陷并提取缺陷特征。在圖2c中，為離線檢測(cè)，偏光片023放置在工作臺(tái)024上，由工作臺(tái)024下方的均勻光源022發(fā)出的光，穿過(guò)偏光片023后，位于其上方的線陣CCD021接收透射光信息，并將接收到的透射光信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，由計(jì)算機(jī)處理圖像，識(shí)別缺陷并提取缺陷特征，可見(jiàn)，缺陷的成像效果(對(duì)比度)對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響很大。
[0004]上述方案檢測(cè)普通外觀缺陷效果良好，已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化程度。但是，我們發(fā)現(xiàn)偏光片內(nèi)部存在特殊的透明缺陷，該缺陷區(qū)域與正常區(qū)域具有幾乎相同的透射/反射特性，在普通照明條件下難以成像，難以檢測(cè)，需要特殊設(shè)計(jì)的條紋光源照明，才能提高成像對(duì)比度，才能采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)來(lái)檢測(cè)缺陷。另外，在條紋光照明情況下的透明缺陷成像增強(qiáng)的效果，與光源參數(shù)、檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)密切相關(guān)，不同的缺陷形狀、尺寸、深度和折射率差，最佳成像增強(qiáng)的條件(或參數(shù))都有差別。
[0005]目前已有的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，都是操作人員在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，反復(fù)摸索、嘗試，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，尋找目標(biāo)(缺陷)成像增強(qiáng)的最佳參數(shù)，存在較大的盲目性，效率很低，難以進(jìn)一步提高缺陷檢測(cè)準(zhǔn)確率和檢測(cè)速度。
[0006]因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明的目的在于為用戶提供一種用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真方法及其系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)中在尋找成像增強(qiáng)的最佳參數(shù)，進(jìn)行偏光片內(nèi)部缺陷檢測(cè)時(shí)，存在盲目性高和效率低的缺陷。
[0008]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
一種用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真方法，其中，通過(guò)光學(xué)仿真軟件實(shí)現(xiàn)，包括:
A、采用多層聚合物薄膜構(gòu)建偏光片本體和采用薄透鏡模型等效偏光片內(nèi)部透明缺陷，建立偏光片模型；
B、在所述偏光片模型的兩側(cè)分別構(gòu)建出條紋光源模型和接收屏模型；
C、利用構(gòu)建出的條紋光源模型、偏光片模型和接收屏模型所組成的成像仿真系統(tǒng)對(duì)偏光片內(nèi)部透明缺陷進(jìn)行成像仿真；
D、分別獲得接收屏模型上缺陷成像效果與像距、缺陷深度和物距的關(guān)系，并從所述關(guān)系中獲取缺陷成像效果最佳時(shí)的系統(tǒng)參數(shù)。
[0009]所述用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真方法，其中，所述步驟D還包括:
D11、固定光源模型與偏光片模型之間的物距，固定偏光片模型內(nèi)部薄透鏡模型的厚度，調(diào)節(jié)偏光片模型與接收屏模型之間像距的大?。?br> D12、獲取接收屏模型上缺陷成像對(duì)比度與像距的關(guān)系。
[0010]所述用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真方法，其中，所述步驟D還包括:
D21、固定光源模型與偏光片模型之間的物距，固定偏光片模型與接收屏模型之間像距的大小，調(diào)節(jié)偏光片模型內(nèi)部薄透鏡的厚度；
D22、獲取接收屏模型上缺陷成像對(duì)比度與薄透鏡模型厚度的關(guān)系。
[0011]所述用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真方法，其中，所述步驟D還包括:
D31、固定偏光片模型內(nèi)部薄透鏡模型的厚度，固定偏光片模型與接收屏模型之間的像距，調(diào)節(jié)光源模型與偏光片模型之間物距的大小；
D32、獲取接收屏模型上缺陷成像對(duì)比度與物距的關(guān)系。
[0012]所述用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真方法，其中，所述步驟D還包括:
D2、根據(jù)獲取的所述關(guān)系，得到偏光片內(nèi)部缺陷成像對(duì)比度最佳時(shí)的物距、像距和深度的數(shù)據(jù)值。
[0013]—種用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真系統(tǒng)，其中，包括:
偏光片模塊，采用多層聚合物薄膜構(gòu)建偏光片本體和采用薄透鏡模型等效偏光片內(nèi)部透明缺陷，建立偏光片模型；
其他模塊，在所述偏光片模型的兩側(cè)分別構(gòu)建出條紋光源模型和接收屏模型；
成像仿真模塊，利用構(gòu)建出的條紋光源模型、偏光片模型和接收屏模型所組成的成像仿真系統(tǒng)對(duì)偏光片內(nèi)部透明缺陷進(jìn)行成像仿真；
系統(tǒng)參數(shù)分析模塊，用于分別獲得接收屏模型上缺陷成像效果與像距、缺陷深度和物距的關(guān)系，并從所述關(guān)系中獲取缺陷成像對(duì)比度最佳時(shí)的系統(tǒng)參數(shù)。
[0014]所述用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)參數(shù)分析模塊包括:
調(diào)節(jié)像距單元，用于固定光源模型與偏光片模型之間的物距，固定偏光片模型內(nèi)部薄透鏡模型的厚度，調(diào)節(jié)偏光片模型與接收屏模型之間像距的大小；
第一獲取單元，用于獲取接收屏上缺陷成像效果與像距的關(guān)系。
[0015]所述用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)參數(shù)分析模塊包括:
調(diào)節(jié)深度單元，用于固定光源模型與偏光片模型之間的物距，固定偏光片模型與接收屏模型之間像距的大小，調(diào)節(jié)偏光片模型內(nèi)部薄透鏡模型的厚度大?。?br> 第二獲取單元，用于獲取接收屏上缺陷成像效果與薄透鏡模型厚度的關(guān)系。
[0016]所述用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)參數(shù)分析模塊包括:
調(diào)節(jié)物距單元，用于固定偏光片模型內(nèi)部薄透鏡模型的厚度，固定偏光片模型與接收屏模型之間的像距，調(diào)節(jié)光源模型與偏光片模型之間物距的大小；
第三獲取單元，用于獲取接收屏上缺陷成像效果與物距的關(guān)系。
[0017]所述用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真系統(tǒng)，其中，所述薄透鏡模型中設(shè)置的透鏡材料的折射率與偏光片模型中任意一層聚合物薄膜的折射率差值等于或小于10 3量級(jí)。
[0018]有益效果，本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)偏光片內(nèi)部缺陷的成像仿真方法及其系統(tǒng)，通過(guò)在光學(xué)仿真軟件中構(gòu)建出:光源模型、內(nèi)部含有缺陷的偏光片模型和接收屏模型，且所述光源模型為黑白條紋光源或者利用點(diǎn)光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)光柵后形成的條紋光源，所述偏光片模型由多層透明、各向同性的聚合物薄膜組合形成，并建立內(nèi)部透明缺陷的薄透鏡模型，從而實(shí)現(xiàn)偏光片內(nèi)部缺陷檢測(cè)的仿真成像系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)所述成像仿真系統(tǒng)中的各項(xiàng)參數(shù)，找到缺陷成像效果最佳時(shí)的系統(tǒng)參數(shù)，從而為實(shí)際的偏光片內(nèi)部缺陷檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，克服了現(xiàn)有技術(shù)在檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及在進(jìn)行缺陷檢測(cè)時(shí)的盲目性，能有效提高偏光片內(nèi)部透明缺陷的檢測(cè)準(zhǔn)確率和速度。
【附圖說(shuō)明】
[001