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研究生:莊宜橙
研究生(外文):Chuang, Yi-Cheng
論文名稱:玻璃基板表面刮痕檢測方法之研究
論文名稱(外文):Study on Inspection Method for Glass Substrate’s Surface Scratch Study on Inspection Method for Glass Substrate’s Surface Scratch Study on Inspection Method for Glass Substrate’s Scratch Defects
指導教授:許光城許光城引用關係
指導教授(外文):Hsu, Quang-Cherng
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:機械與精密工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
中文關鍵詞:AOI玻璃基板刮痕玻璃基板刮痕光學檢測
外文關鍵詞:Glass SubstrateScratchAOI
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玻璃基板為各種面板產品製程中的基礎母材,其中在小尺寸的手機用面板製程中,仍多以人工目視來抽檢玻璃基板是否有刮痕瑕疵,此法容易受限於人眼的最小辨識尺寸在20~30μm之間,對於較高的精度需求較難達成,且易因各種人為判斷而影響正確度,檢查過程更是耗費時間,對於目前市場客戶的需求無法達成一致性要求規範,因此利用自動化光學檢測(Automated Optical Inspection,AOI)方式來替代人工目視檢測,已成為逐漸普及的生產趨勢。
本文以玻璃基板材料特性為基礎,以機械視覺檢測為方法,對刮痕瑕疵之光學檢測進行最佳化的檢測參數之探討,其中包含光源照射角度、取像設備角度,再透過影像後處理,擷取出有用的分析資訊;本研究並建構一套可運用於生產線上的光學檢測系統做為驗證之用。
從研究中得知當取像設備與水平成90度夾角時,光源與取像設備夾角越小,刮痕瑕疵會因光學干涉現象而突顯出較好的瑕疵特徵,適合用於檢測玻璃上的直接刮痕瑕疵與各種粉塵沾汙;而當取像設備與水平成120度夾角時,光源與取像設備夾角越大,則適合於檢測在保護膜上的刮痕瑕疵;本研究同時針對不同影像特性搭配研究中所提出的影像後處理方法,透過實驗結果可證明有效提升檢測判斷率。
Glass substrate is the basic material to fabricate various panel products. However, in the process of mobile panel, human inspection for scratch defects in glass still exists. It is difficult to meet high precision demand due to the limitation of human eye’s recognition which is often limited in the minimum size between 20~30μm. Moreover the inaccuracy judgment, inconsistence recognition and time consuming are still the major deficiencies for human inspection. Therefore, the Automated Optical Inspection (AOI) becomes more and more important and popular for projection gradually.
In this thesis, the optimal inspection parameters for scratch defects in glass are studied which are based on the material characteristic of the glass substrate and image processing methods including the spotlight angle and CCD camera angle. After image analysis, some useful information can be obtained. A machine vision prototyping system is developed to demonstrate the scratch defects in glass in flow line.
Research results show that when the inclination angle of CCD camera approach 90 degrees and the angle between light source and CCD camera is small, the scratch defects can be highlighted because of optical interference phenomenon that is suitable for direct detection of scratch defects and dust contaminated on the glass. When the inclination angle of CCD camera approach 120 degrees and the angle between light source and CCD camera is large, the scratch defects on the cover plastic film can be highlighted. The study also features different scratch defects’ images with the proposed image processing method which can be proven to enhance detection rate according to the experimental results.
中文摘要 I
Abstract II
目錄 IV
第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2 文獻回顧 5
1-3 研究動機與目的 9
1-4 論文架構 13
第二章 基礎理論 14
2-1自動光學檢測介紹 14
2-2光源與打光技術種類 15
2-3影像處理方法 18
2-3-1 空間域濾波器(Spatial Filtering) 18
2-3-2 二值化(Binary) 20
2-3-3 樣板比對(Template Matching) 22
2-3-4 連結體分析(Blob Analysis) 23
2-3-5 斷開與閉合(Opening and Closing) 24
第三章 實驗設備 25
3-1機械視覺檢測實驗設備 25
3-1-1 硬體部分 27
3-1-2 軟體部分 30
3-1-3實驗玻璃樣品 31
3-2檢測方法研究策略 34
3-2-1軟體系統邏輯 34
3-2-2實驗方法 42
第四章 結果與討論 43
4-1實驗前研究討論 43
4-2第一組實驗的結果與討論 45
4-3第二組實驗的結果與討論 51
4-4 綜合討論 58
第五章 結論與建議 61
5-1 結論 61
5-2未來展望與建議 63
參考文獻 64
附錄1 樣品刮痕對照檢測結果 66
附錄2 檢測系統操作流程 74
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