CN101487934A - 光学检测装置及光学检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种光学检测装置。该光学检测装置包含影像撷取模块及影像处理模块。影像撷取模块用以撷取显示面板于不同的时间所显示的多个影像。影像处理模块根据该多个影像产生叠加影像，并根据叠加影像产生对应于显示面板的缺陷分布信息。

Description

光学检测装置及光学检测方法

技术领域

本发明与光学检测装置及光学监测方法，特别地，涉及一种用以检测显示面板的缺陷分布情形的光学检测装置及光学检测方法。

背景技术

近年来，随着影像显示相关的技术不断地发展，市面上已出现各种有别于传统显示器的新型态的显示装置，例如液晶显示器、等离子显示器等。其中，又以液晶显示器或液晶电视等应用液晶显示技术的产品的普及率最高。

当工厂所生产的液晶显示器出货之前，均需要通过检测人员进行产品的检测工作。一般而言，目前大多数的厂商均已由传统的人工检测方式改良成自动光学检测(Automatic Optical Inspection，AOI)的方式进行液晶显示面板的检测。为了要将液晶显示面板上的所有缺陷均检测出来，通常需要通过让液晶显示面板依序显示多个不同的画面的方式，以使得液晶显示面板上的缺陷能够显现出来。

由于目前所采用的自动光学检测方式撷取液晶显示面板显示不同画面的影像，并通过分别对每一张撷取到的影像进行影像处理的方式检测出液晶显示面板上的缺陷。然而，为了要使得检测结果达到非常精准的程度，以避免某些缺陷未被检测出的情形发生，势必需要进行相当多次的影像处理程序。由于需要进行影像处理的影像数目相当多，也导致自动光学检测方式检测每一个液晶显示面板所耗费的时间拉长，自然会对于整体生产效率及产能造成负面的影响。

因此，本发明的主要目的在于提供一种光学检测装置及光学检测方法，以解决上述问题。

发明内容

根据本发明的第一具体实施例为一种光学检测装置。实际上，该光学检测装置应用于显示面板的缺陷分布的检测。在此实施例中，该光学检测装置包含影像撷取模块及影像处理模块。影像撷取模块用以撷取显示面板在不同的时间所显示的多个影像。影像处理模块耦接至影像撷取模块，并用以根据多个影像产生叠加影像并根据叠加影像产生对应于显示面板的缺陷分布信息。

根据本发明的第二具体实施例为一种光学检测方法。在此实施例中，该光学检测方法应用于显示面板的缺陷分布的检测。该光学检测方法包含下列步骤：(a)撷取该显示面板于不同的时间所显示的多个影像；(b)叠加该多个影像以产生一叠加影像；(c)根据该叠加影像产生一缺陷分布信息并根据该缺陷分布信息判断对应于该显示面板的缺陷分布。

综上所述，根据本发明的光学检测装置及光学检测方法由于使用影像叠加的方式进行影像处理，可以避免光学检测面板缺陷时分别针对每一个影像各自进行缺陷比对的情形，因此，根据本发明的光学检测装置及光学检测方法能够大幅减少光学检测面板缺陷所需的整体辨识时间，亦可减少储存所有撷取影像的空间。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。

附图说明

图1所绘示为根据本发明的第一具体实施例的光学检测装置针对显示面板进行检测的示意图；

图2所绘示为根据本发明的第一具体实施例的光学检测装置的功能方块图；

图3A所绘示为显示面板所包含的像素；

图3B所绘示为影像处理模块产生缺陷分布信息的一实例；

图4A及图4B所绘示为影像处理模块产生缺陷分布信息的另一实例；

图5所绘示为根据本发明的第二具体实施例的光学检测方法的流程图；

图6所绘示为该光学检测方法根据每一个像素的叠加灰阶值产生缺陷分布信息的详细流程图。

其中，附图标记

S10～S22：流程步骤

1：光学检测装置                2：显示面板

10：影像撷取模块               12：影像处理模块

14：储存模块                   21：第一像素

22：第二像素                   23：第三像素

24：第四像素                   25：第五像素

26：第六像素

具体实施方式

根据本发明的第一具体实施例为一种光学检测装置。在此实施例中，该光学检测装置用以检测显示面板的缺陷分布情形，以确保工厂出货的显示面板能够具有优良且可靠的品质，不会有亮点等缺陷产生。该显示面板可以是液晶显示面板或其他显示装置，但并不以此为限。请参照图1及图2，图1所绘示为该光学检测装置针对显示面板进行缺陷检测的示意图；图2所绘示为该光学检测装置的功能方块图。

如图2所示，光学检测装置1包含影像撷取模块10、影像处理模块12及储存模块14。影像处理模块12耦接至影像撷取模块10以及储存模块14耦接至影像撷取模块10与影像处理模块12。接下来，将分别就光学检测装置1所包含的各模块及其具有的功能进行详细的介绍。

如图1所示，光学检测装置1的影像撷取模块10用以撷取显示面板2于不同的时间所显示的多个影像。一般而言，由于对于显示面板2进行光学检测时，必须使显示面板2显示多个不同的画面(亦即显示样式)，以借此判断显示面板2是否具有缺陷以及缺陷的所在位置。因此，每当显示面板2显示不同的画面时，影像撷取模块10即需撷取显示面板2显示这些画面时的影像，以利后续影像处理及缺陷分析等步骤的进行。

实际上，影像撷取模块10可以是任何具有影像撷取功能的装置，例如摄影机或相机。此外，这些不同的画面(显示样式)可以通过随机方式自一画面(显示样式)数据库中选取而产生或由使用者依照其习惯或喜好进行设定而得，并无一定的限制。

举例而言，当光学检测装置1针对显示面板2进行光学检测时，若显示面板2分别于第一时间、第二时间、第三时间、第四时间及第五时间依序显示第一画面、第二画面、第三画面、第四画面及第五画面等五个不同的画面，则光学检测装置1的影像撷取模块10即可分别撷取显示面板2于第一时间T1显示第一画面的第一影像、显示面板2于第二时间T2显示第二画面的第二影像、显示面板2于第三时间T3显示第三画面的第三影像、显示面板2于第四时间T4显示第四画面的第四影像以及显示面板2于第五时间T5显示第五画面的第五影像。

在实际应用中，由于显示面板2包含有多个像素(pixel)，所以当显示面板2显示任一个画面时，显示面板2的每一个像素均会分别对应于一灰阶值(gray-level value)。在此实施例中，假设显示面板2包含以一维阵列形式排列的六个像素，由左至右分别为第一像素21、第二像素22、第三像素23、第四像素24、第五像素25及第六像素26，如图3A所示。实际上，显示面板2的像素的排列方式可以有各种不同的可能性，因此无一定的限制。

当影像撷取模块10撷取第一影像至第五影像等五个影像后，影像处理模块12将会根据该五个影像产生一叠加影像。接着，影像处理模块12将会进一步根据该叠加影像产生对应于显示面板2的一缺陷分布信息。实际上，该缺陷分布信息与显示面板2的每一个像素是否具有缺陷有关。

值得注意的是，由于本发明的光学检测装置1的影像处理模块12采用影像叠加的方式进行影像处理，因此可避免传统光学检测显示面板的缺陷时，分别针对每一个影像各自进行缺陷比对的耗时方式，以大幅减少光学检测显示面板的缺陷所需的整体辨识时间，亦可减少储存所有撷取影像的空间。尤其当光学检测的准确度要求较严格，亦即需要进行影像处理的影像数目较多时，本发明具有的节省时间及空间的优势即更加明显。

接下来，将通过两个不同的实例来详细说明光学检测装置1进行显示面板2的缺陷检测的运作情形，以更清楚呈现影像处理模块12如何根据撷取的影像产生叠加影像并进行后续的影像处理程序。

首先，在第一个实例中，假设显示面板2如同图3A一样，由左至右分别为第一像素21、第二像素22、第三像素23、第四像素24、第五像素25及第六像素26。请参照图3B，假设当显示面板2显示第一影像至第五影像时，显示面板2的第一像素21至第六像素26所对应的灰阶值即如图3B所示。

由图3B可知，在影像撷取模块10所撷取的第一影像中，显示面板2的第一像素21、第二像素22、第三像素23、第四像素24、第五像素25及第六像素26所对应的灰阶值均为2。同样地，于第三影像中，显示面板2的第一像素21至第六像素26所对应的灰阶值均为7。另外，在第四影像中，显示面板2的第一像素21至第六像素26所对应的灰阶值均为4；在第五影像中，显示面板2的第一像素21至第六像素26所对应的灰阶值均为5。

唯一不同的是，在第二影像中，显示面板2的第一像素21、第二像素22、第四像素24、第五像素25及第六像素26所对应的灰阶值均为3，但第三像素23所对应的灰阶值为6。

在此实例中，影像处理模块12先以加总的方式分别将显示面板2的每一个像素在不同影像中所对应的灰阶值相加，以得到分别对应于每一个像素的叠加灰阶值。一般而言，各像素之间它们的叠加灰阶值会有多数像素的灰阶比较值是相同的数值，则此多数的叠加灰阶值可视为正常，而不同于多数的叠加灰阶值的像素叠加灰阶值则视为异常。如图3B所示，第一像素21、第二像素22、第四像素24、第五像素25及第六像素26的叠加灰阶值均为21；而第三像素23的叠加灰阶值则为24，相较于其它像素的叠加灰阶值均为21，则可视第三像素23的叠加灰阶值为异常。

接着，影像处理模块12将会通过分别将每一个像素的叠加灰阶值减去其相邻像素的叠加灰阶值后再进行加总以产生对应于每一个像素的灰阶比较值。如图3B所示，由于第一像素21的叠加灰阶值21减去其唯一相邻的第二像素22的叠加灰阶值21刚好为零，代表对应于第一像素21的灰阶比较值即为零。

对于第二像素22而言，由于第二像素22有两个相邻的像素，分别是第一像素21及第三像素23，而第二像素22的叠加灰阶值21减去第一像素21的叠加灰阶值21刚好为零，并且第二像素22的叠加灰阶值21减去第三像素23的叠加灰阶值24为-3，因此对应于第二像素22的灰阶比较值即为-3。同理，对应于第三像素23的灰阶比较值为6；对应于第四像素24的灰阶比较值为-3；对应于第五像素25及第六像素26的灰阶比较值均为零。

借此，影像处理模块12即可根据第一像素21至第六像素26的灰阶比较值是否异常，判定每一个像素是否具有缺陷，并根据上述的判断结果产生缺陷分布信息，以供检测人员参考。一般而言，各像素之间它们的灰阶比较值会有多数像素的灰阶比较值是相同的数值，则此多数的灰阶比较值可视为正常，而不同于多数的灰阶比较值的像素灰阶比较值则视为异常。在此实例中，影像处理模块12即可根据较为异常的第二像素22、第三像素23及第四像素24的灰阶比较值，判断出第三像素23很有可能具有缺陷，检测人员即可针对第三像素23进行进一步的检查程序。

上述实施例描述显示面板2的同一个缺陷在不同的显示画面中并没有亮、暗差别的情形，亦即具有缺陷的像素并未在显示某一影像时具有过高的异常灰阶值且在显示另一影像具有过低的异常灰阶值，而是只出现过高的异常灰阶值或只出现过低的异常灰阶值的情形。

于另一个实例中，显示面板2的同一个缺陷在不同的显示画面中会有亮、暗的差别，亦即具有缺陷的像素在显示某一影像时具有过高的异常灰阶值且在显示另一影像时具有过低异常灰阶值。

假设显示面板2如同图3A一样，由左至右分别为第一像素21、第二像素22、第三像素23、第四像素24、第五像素25及第六像素26。请参照图4A，假设当显示面板2显示第一影像至第五影像时，显示面板2的第一像素21至第六像素26所对应的灰阶值即如图4A所示。

由图4A可知，在影像撷取模块10所撷取的第一影像中，显示面板2的第一像素21、第二像素22、第三像素23、第四像素24、第五像素25及第六像素26所对应的灰阶值均为2。同样地，在第四影像中，显示面板2的第一像素21至第六像素26所对应的灰阶值均为4；在第五影像中，显示面板2的第一像素21至第六像素26所对应的灰阶值均为5。

值得注意的是，在第二影像中，显示面板2的第一像素21、第二像素22、第四像素24、第五像素25及第六像素26所对应的灰阶值均为3，但第三像素23所对应的灰阶值为6；在第三影像中，显示面板2的第一像素21、第二像素22、第四像素24、第五像素25及第六像素26所对应的灰阶值均为7，但第三像素23所对应的灰阶值为4。也就是说，第三像素23的灰阶值在显示第二影像时具有较其他像素来得高的异常灰阶值，但在显示第三影像时则具有较其他像素来得低的异常灰阶值。

针对此一现象，影像处理模块12将会先通过平方的方式分别将显示面板2的每一个像素在显示不同影像时所对应的灰阶值加以平方，以得到每一个像素于显示不同影像时所对应的灰阶值的平方值，如图4B所示。

接着，影像处理模块12再分别将每一个像素于显示不同影像时所对应的灰阶值的平方值相加，以得到每一个像素的叠加灰阶值。如图4B所示，第一像素21、第二像素22、第四像素24、第五像素25及第六像素26的叠加灰阶值均为103；第三像素23的叠加灰阶值则为97。

接着，影像处理模块12将会通过分别将每一个像素的叠加灰阶值减去其相邻像素的叠加灰阶值后再加总的方式，产生分别对应于每一个像素的灰阶比较值。如图4B所示，由于第一像素21的叠加灰阶值103减去其唯一相邻的第二像素22的叠加灰阶值103刚好为零，代表对应于第一像素21的灰阶比较值即为零。

对于第二像素22而言，由于第二像素22共有两个相邻的像素，分别是第一像素21及第三像素23，而第二像素22的叠加灰阶值103减去第一像素21的叠加灰阶值103刚好为零，并且第二像素22的叠加灰阶值103减去第三像素23的叠加灰阶值97为6，故对应于第二像素22的灰阶比较值即为6。同理可得，对应于第三像素23的灰阶比较值为-12；对应于第四像素24的灰阶比较值为6；对应于第五像素25及第六像素26的灰阶比较值均为零。

借此，影像处理模块12即可根据第一像素21至第六像素26的灰阶比较值是否异常，判定每一个像素是否具有缺陷，并根据上述的判断结果产生缺陷分布信息，以供检测人员参考。在此实例中，影像处理模块12即可根据较为异常的第二像素22、第三像素23及第四像素24的灰阶比较值，判断出第三像素23很有可能具有缺陷，检测人员即可针对第三像素23进一步执行其他检查程序。

至于储存模块14则用以储存影像撷取模块10所撷取的所有的影像，并且用以提供影像处理模块12读取这些影像以进行后续的影像处理程序。实际上，储存模块14可以是存储器、硬盘或其他储存装置，并无一定的限制。

根据本发明的第二具体实施例为一种光学检测方法。在此实施例中，该光学检测方法应用于显示面板的缺陷分布的检测。实际上，该显示面板可以是液晶显示面板，但并不以此为限。请参照图5，图5所绘示为该光学检测方法的流程图。

如图5所示，首先，执行步骤S10，撷取该显示面板在不同的时间所显示的多个影像。一般而言，为了能够有效地将液晶显示面板上的所有缺陷均检测出来，因此，该方法必须使显示面板在不同的时间下分别显示许多个不同的画面(显示样式)并撷取显示面板显示这些画面的影像，以作为该方法接下来进行缺陷判断及分析的主要依据。

实际上，这些画面(显示样式)可以均相异且可通过随机方式产生或由使用者任意设定而得，并无一定的限制。

接着，执行步骤S12，叠加步骤S10所撷取的该多个影像以产生一叠加影像。之后，执行步骤S14，根据步骤S12所得到的叠加影像产生对应于该显示面板的一缺陷分布信息，并根据该缺陷分布信息判断对应于该显示面板的缺陷分布。通过步骤S12及步骤S14，该方法即不需如同传统的光学检测方法一样，分别针对每一个影像进行一次影像处理的程序，即可顺利地产生对应于该显示面板的缺陷分布信息，故能够有效地减少整体的影像处理时间及影像储存空间。

在实际应用中，由于该显示面板包含有多个像素，当该显示面板显示该多个影像中的一影像时，该多个像素中的每一个像素均分别对应于一灰阶值。至于该缺陷分布信息系与该多个像素中的每一个像素是否具有缺陷有关。

实际上，上述的缺陷分布信息系通过比较该多个像素所对应的多个叠加灰阶值而产生。至于该方法产生该多个叠加灰阶值的方式，则可能有下列两种：

第一种方式是，该方法分别将每一个像素在显示该多个影像时所对应的多个灰阶值相加而得到该多个叠加灰阶值。此种方式较适用于显示面板的同一个缺陷在显示不同的显示画面时并没有亮、暗差别的情形，亦即具有缺陷的像素并未在显示某一影像时具有过高的异常灰阶值(相较于同一影像的其它灰阶值下)且在显示另一影像时具有过低的异常灰阶值(相较于同一影像的其它灰阶值下)。

第二种方式则是，若该多个像素中的一特定像素在显示该多个影像中的第一影像时具有过高的异常灰阶值并在显示第二影像时具有过低的异常灰阶值，该方法将会分别把每一个像素在显示该多个影像时所对应的多个灰阶值先平方后再相加，以得到该多个叠加灰阶值。此种方式较适用于显示面板的同一个缺陷在显示不同的显示画面时会有亮、暗的差别，亦即具有缺陷的像素在显示某一影像时具有过高的异常灰阶值且在显示另一影像时具有过低的异常灰阶值。

如图6所示，当该方法产生每一个像素的叠加灰阶值后，执行步骤S20，分别将对应每一个像素的叠加灰阶值减去对应其相邻像素的叠加灰阶值后再加总，以产生对应于该多个像素的多个灰阶比较值。接着，执行步骤S22，比较该多个灰阶比较值以产生该缺陷分布信息，以供检测人员参考。一般而言，各像素之间它们的灰阶比较值会有多数像素的灰阶比较值是相同的数值，则此多数的灰阶比较值可视为正常，而不同于多数的灰阶比较值的像素灰阶比较值则视为异常。因此，在实际应用中，步骤S22可通过比较该多个灰阶比较值中的每一个灰阶比较值是否异常来判定该多个像素中的每一个像素是否具有缺陷。

综上所述，根据本发明的光学检测装置及光学检测方法由于使用影像叠加的方式进行影像处理，故可避免光学检测面板缺陷时分别针对每一个影像各自进行缺陷比对的情形，以大幅减少光学检测面板缺陷所需的整体辨识时间，亦可减少储存所有影像的空间。尤其当光学检测的准确度要求较严格，亦即需要进行影像处理的影像数目较多时，本发明具有的节省时间及空间的优势即更加明显。

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当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所附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

1、一种光学检测装置，应用于一显示面板的缺陷分布的检测，其特征在于，该光学检测装置包含：

一影像撷取模块，用以撷取该显示面板于不同的时间所显示的多个影像；以及

一影像处理模块，耦接至该影像撷取模块，该影像处理模块根据该多个影像产生一叠加影像并根据该叠加影像产生对应于该显示面板的一缺陷分布信息。

2、根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，该多个影像根据该显示面板显示的多个显示样式而产生。

3、根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，该多个显示样式中的所有显示样式均相异。

4、根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，该多个显示样式以随机方式产生或由使用者设定而得。

5、根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，该显示面板包含多个像素，当该显示面板显示该多个影像中的一影像时，该多个像素中的每一个像素均分别对应于一灰阶值。

6、根据权利要求5所述的光学检测装置，其特征在于，该影像处理模块分别将每一个像素在显示该多个影像时所对应的多个灰阶值相加，以得到该多个叠加灰阶值。

7、根据权利要求6所述的光学检测装置，其特征在于，该影像处理模块比较该多个叠加灰阶值以产生该缺陷分布信息。

8、根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，进一步包含：

一储存模块，耦接至该影像撷取模块及该影像处理模块，用以储存该影像撷取模块所撷取的该多个影像并提供该影像处理模块进行读取。

9、一种光学检测方法，应用于一显示面板的缺陷分布的检测，其特征在于，该光学检测方法包含下列步骤：

撷取该显示面板于不同的时间所显示的多个影像；

叠加该多个影像以产生一叠加影像；以及

根据该叠加影像产生一缺陷信息，并根据该缺陷分布信息判断对应于该显示面板的缺陷分布。

10、根据权利要求9所述的光学检测方法，其特征在于，该多个影像由该显示面板显示多个样式而产生。

11、根据权利要求10所述的光学检测方法，其特征在于，该多个样式中的所有样式均相异。

12、根据权利要求10所述的光学检测方法，其特征在于，该多个样式以随机方式产生或由使用者设定而得。

13、根据权利要求9所述的光学检测方法，其特征在于，该显示面板包含多个像素，当该显示面板显示该多个影像中的一影像时，该多个像素中的每一个像素均分别对应于一灰阶值，以及其中叠加该多个影像时会产生多个叠加灰阶值以对应该多个像素。

14、根据权利要求13所述的光学检测方法，其特征在于，更进一步包括比较该多个像素所对应的该多个叠加灰阶值以产生该缺陷分布信息。

15、根据权利要求14所述的光学检测方法，其特征在于，多数的该多个叠加灰阶值具有一相同数值。

16、根据权利要求13所述的光学检测方法，其特征在于，当该多个像素中的一特定像素在显示该多个影像中的一第一影像时具有一过高的异常灰阶值并在显示一第二影像时具有一过低的异常灰阶值时，该叠加该多个影像步骤更进一步包含先分别将每一个像素在显示该多个影像时所对应的多个灰阶值平方。

17、根据权利要求13所述的光学检测方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：

分别将对应每一个像素的该叠加灰阶值减去对应其相邻像素的叠加灰阶值后再加总，以产生对应于该多个像素的多个灰阶比较值；以及

比较该多个灰阶比较值以产生该缺陷分布信息。

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