臺灣博碩士論文加值系統

有鑑於現今LCD面板產業的快速發展及其在大量生產製造中對於面板製程高精密零組件的檢測需求，本研究自行建構一套以線掃描CCD視覺系統為基礎的小型自動化光學檢測(AOI)平台。
本檢測平台採用4k解析度的線型CCD及影像擷取卡，搭配鏡頭、線性鹵素燈光源及一龍門式的線性伺服馬達驅動平台，藉由線型CCD配合線性馬達的運動可快速取得較大面積面板的面連續影像。結合影像處理程式的分析可對於較大面積、薄板型式待測物的表面，進行快速瑕疵檢測及判別的目的。進而減少人力及檢測成本的需求，適用於大量生產製造的快速檢測程序。
本研究建構完成之小型自動化光學檢測平台，其線性馬達的有效行程為300mm、最大速度可達3m/s、光學尺解析度為0.1μm，而待測物ITO導電玻璃之尺寸為長300mm、寬350mm、厚度為0.7mm。研究中以影像相減、二值化、灰階直方圖、邊緣強化等影像處理的方法，對ITO導電玻璃可能存在之刮痕、裂痕、粉塵及異物等表面瑕疵進行檢測與判別。文中處理的影像大小為2048 2048，取像時間為0.4秒，而當CCD的工作距離架設在30mm，鏡頭倍率為1.37倍時，最高掃描檢測解析度可達5μm/pixel。藉由本檢測機台實驗測試的結果，可有效完成ITO導電玻璃表面瑕疵檢測與判別的工作，未來並可應用於平面顯示器相關零組件，如偏光板等之瑕疵檢測。

Due to the quick development and mass production of Flat Panel Display (FPD), the inspection of high precise components in LCD manufacturing process is important. In order to decrease the inspection time and cost, an Automatic Optical Inspection bench based on a line-scan imaging system was developed to inspect the surface defects for quality control.

The inspection system is constructed by using a 4k-resolution line scan camera, a frame grabber, a lens, a linear halogen light source and a linear stage driven by a linear servomotor. When the linear stage moved, the line-scan camera can grab the frame image of large size panel continuously and quickly. It can be used to inspect the surface defects of large size samples by using image processing methods. It will decrease the manpower and cost for quality control in mass production procedure.

A linear stage with 300mm stroke, 3m/s maximum speed and 0.1 μm encoder resolution is used in this AOI bench. A 300mm 350mm ITO glass panel with 0.7mm thickness is used to be inspected in this research. During the inspection processes, the image subtracts, binary method, histogram transform and edge enhancements are employed to find out the defects. The surface defects of ITO glass can be detected in this inspection system, such as scratches, cracks, particles and other contaminants. When the imaging system grabbed a 2048*2048 frame image, it just took 0.4 seconds and the CCD scan resolution can be up to 5μm/pixel in 30mm work distance, 1.37 Mag lens magnitude. The experiment esults show that the constructed system can efficiently detect the defects of ITO glass panel with high speed. For other components in LCD manufacturing process, like polarized panels, it can also be used to defect the defects by using this system in the future.

目錄
中文摘要------------------------------------------------------------I
英文摘要------------------------------------------------------------II
誌　　謝------------------------------------------------------------III
圖目錄--------------------------------------------------------------IV
表目錄--------------------------------------------------------------IX
第一章 緒論---------------------------------------------------1
1.1 研究背景與動機-----------------------------------------1
1.2 研究目的-----------------------------------------------6
1.3 研究方法與步驟-----------------------------------------7
1.4 論文架構-----------------------------------------------9
第二章 文獻回顧-----------------------------------------------11
2.1 機器視覺檢測系統簡介-----------------------------------11
2.2 表面瑕疵檢測方法簡介-----------------------------------15
2.3 本章結論-----------------------------------------------17
第三章 實驗系統組成及架構-------------------------------------19
3.1 研究進行流程介紹---------------------------------------19
3.2 線掃描CCD視覺檢測平台的設計----------------------------20
3.2.1 視覺系統-----------------------------------------------24
3.2.2 運動控制系統-------------------------------------------29
3.3 線掃描CCD取像設計實驗系統架設--------------------------31
3.4 系統整合-----------------------------------------------39
3.5 本章結論-----------------------------------------------40
第四章 ITO導電玻璃自動化檢測----------------------------------41
4.1 待測物規格與檢測項目分析-------------------------------41
4.2 影像處理的方法-----------------------------------------43
4.2.1 影像的濾波---------------------------------------------44
4.2.2 影像相減-----------------------------------------------47
4.2.3 直方圖轉換---------------------------------------------48
4.2.4 二值化影像分割-----------------------------------------49
4.2.5 Sobel邊緣強化------------------------------------------51
4.3 視覺檢測發展軟體的應用---------------------------------52
4.4 檢測系統功能簡介---------------------------------------53
4.5 本章結論-----------------------------------------------59
第五章 實驗結果與討論-----------------------------------------61
5.1 線掃描CCD影像擷取的測試校正----------------------------61
5.2 ITO導電玻璃表面瑕疵偵測結果----------------------------77
5.3 瑕疵的判別與分析---------------------------------------78
5.4 本章結論-----------------------------------------------94
第六章 結論與未來展望-----------------------------------------96
6.1 結論---------------------------------------------------96
6.2 未來展望-----------------------------------------------96
參考文獻------------------------------------------------------------98
附　　錄-----------------------------------------------------------102
附錄A HDF-2 High Depth of Field Macroscope------------------102
附錄B 改變平台速度所擷取掃描解析度的影像---------------------105
附錄C 不同光源強度下所擷取的影像-----------------------------106
作者簡介
授 權 書

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