检测装置及其影像照明度补偿方法.pdf

本发明涉及一种检测装置及其影像照明度补偿方法。该检测装置设有至少一光源，检测装置在光源的照射下撷取标的物的至少一影像，以进行检测。该方法可包含有提供至少一标准灰度值；建立一照明度关系；以及根据照明度关系与标准灰度值来调整光源的光源强度。

1、  一种检测装置的影像照明度补偿方法，其特征在于，该检测装置设有至少一光源，用以照射一标的物的表面，该检测装置在该光源的照射下撷取至少一影像，以进行检测，该影像照明度补偿方法至少包含：
提供至少一标准灰度值；
建立一照明度关系，其中该照明度关系是根据该光源的光源强度与该影像的灰度值之间的相对关系；以及
根据该照明度关系与该标准灰度值来调整该光源的光源强度，以使该影像的灰度值相同于该标准灰度值。

2、  根据权利要求1所述的检测装置的影像照明度补偿方法，其特征在于，该提供该标准灰度值的步骤至少包含：
取得至少一标准影像；以及
根据该标准影像来计算出该标准灰度值。

3、  根据权利要求2所述的检测装置的影像照明度补偿方法，其特征在于，该取得该标准影像的步骤至少包含：
以一标准光源照射一光源校正板，其中该光源校正板具有一标准图像；以及
对该光源校正板的标准图像来撷取该标准影像。

4、  根据权利要求2所述的检测装置的影像照明度补偿方法，其特征在于，该取得该标准影像的步骤至少包含：
以一标准光源照射一光源校正板，其中光源校正板具有一标准图像，且该标准光源是以由低至高的不同光源强度来照射该光源校正板；以及
在不同光源强度照射下，对该光源校正板的标准图像来撷取多个标准影像。

5、  根据权利要求1所述的检测装置的影像照明度补偿方法，其特征在于，该建立该照明度关系的步骤至少包含：
利用该光源以由低至高的不同光源强度来照射一光源校正板；
撷取不同光源强度照射下的多个影像；
根据该光源的光源强度与所述影像的灰度值之间的相对关系来建立照明度关系。

6、  根据权利要求1所述的检测装置的影像照明度补偿方法，其特征在于，该检测装置设有多个光源，该提供该至少一标准灰度值的步骤至少包含：
以一第一标准光源照射一光源校正板，其中该光源校正板具有一标准图像；
对该光源校正板的标准图像来撷取一第一标准影像；
根据该第一标准影像来计算出一第一标准灰度值；
以一第二标准光源照射该光源校正板；
对该光源校正板的标准图像来撷取一第二标准影像；以及
根据该第二标准影像来计算出一第二标准灰度值。

7、  根据权利要求6所述的检测装置的影像照明度补偿方法，其特征在于，该提供该至少一标准灰度值的步骤更至少包含：
根据该第一标准灰度值和该第二标准灰度值，取得一多光源标准灰度值表。

8、  根据权利要求7所述的检测装置的影像照明度补偿方法，其特征在于，该建立该照明度关系的步骤至少包含：
利用一第一光源以由低至高的不同光源强度来照射该光源校正板；
撷取在该第一光源不同光源强度照射下的多个第一影像；
根据该第一光源的光源强度与所述第一影像的灰度值之间的相对关系来建立一第一照明度关系；
利用一第二光源以由低至高的不同光源强度来照射该光源校正板；
撷取在该第二光源不同光源强度照射下的多个第二影像；以及
根据该第二光源的光源强度与所述第一影像的灰度值之间的相对关系来建立一第二照明度关系。

9、  根据权利要求8所述的检测装置的影像照明度补偿方法，其特征在于，该调整该光源的光源强度的步骤至少包含：
根据该多光源标准灰度值表和该第一照明度关系来调整该第一光源的光源强度；以及
根据该多光源标准灰度值表和该第二照明度关系来调整该第二光源的光源强度。

10、  一种检测装置，用以检测一标的物的表面，其特征在于，该检测装置至少包含：
至少一光源，设置于该标的物的一侧，用以照射该标的物的表面；
一影像撷取模块，对应于该标的物的表面来设置，用以在该光源的照射下撷取至少一影像，以进行检测；以及
一光源校正模块，电性连接于该光源，并储存有一照明度关系与一标准灰度值，该光源校正模块用以根据一照明度关系与至少一标准灰度值来调整该光源的光源强度，以使该影像的灰度值相同于该标准灰度值，其中该照明度关系是根据该光源的光源强度与该影像的灰度值之间的相对关系来建立。

检测装置及其影像照明度补偿方法
技术领域
本发明涉及一种检测装置及其影像照明度补偿方法，且特别是涉及可确保影像照明度的检测装置及其影像照明度补偿方法。
背景技术
随着信息、通信产业不断地推陈出新，带动了半导体和光电产业的蓬勃发展。一般半导体与TFT-LCD厂的产品制造与检测过程通常是分开进行的，也就是说先由生产机台加工完成之后，再送至测量机台进行检测的工作。
以平面显示器(例如：TFT-LCD)为例，在平面显示器的制造过程中，面板(玻璃基板)的表面须经过检测以确保质量和减少废片的产生，而目前所使用的检测方式包括有光学检测、电性检测和目视检测，其中光学检测是以光学方法取得面板的表面状态，以影像处理来检查出异物、刮伤、破裂或图案异常等瑕疵。
当进行光学检测时，一般可透过检测设备的显微镜来撷取面板的光学影像，以检测面板的表面状态。通常检测设备是设置多光源(灯泡)来照射面板，以取得影像，此时，检测设备的光源需维持一致的亮度，以确保检测质量。然而，检测设备的光源在长期使用或更换灯泡后，容易发生亮度衰减或亮度不一致的情形，导致检测异常或检测准确度下降。
再者，虽然目前已有利用加装传感器来回馈补偿光源亮度的方法，其可在亮度衰减时增加电流或更换灯泡来维持光源的亮度。然而，此方法的亮度准确度不高，且增加检测设备的硬件成本(需加装传感器)。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题在于一种检测装置及其影像照明度补偿方法，通过调整光源的光源强度来确保检测装置所撷取的影像具有一致的影像照明度。
本发明的另一目的在于提供一种检测装置及其影像照明度补偿方法，通过利用影像照明度来作为检测装置的光源强度调整依据，因而减少额外的硬件成本。
为了实现上述目的，本发明提供了一种检测装置的影像照明度补偿方法，其中检测装置设有至少一光源，用以照射一标的物的表面，检测装置在光源的照射下撷取至少一影像，以进行检测，影像照明度补偿方法至少包含：提供至少一标准灰度值；建立一照明度关系，其中照明度关系是根据光源的光源强度与影像的灰度值之间的相对关系；以及根据照明度关系与标准灰度值来调整光源的光源强度，以使影像的灰度值实质相同于标准灰度值。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种检测装置的影像照明度补偿方法，其中检测装置设有一第一光源和一第二光源，用以照射一标的物达的表面，检测装置是在第一光源和第二光源的照射下撷取至少一影像，以进行检测，影像照明度补偿方法至少包含：提供至少一第一标准灰度值和一第二标准灰度值；建立一第一照明度关系和一第二照明度关系，其中第一照明度关系是根据第一光源的光源强度与影像的灰度值之间的相对关系，第二照明度关系是根据第二光源的光源强度与影像的灰度值之间的相对关系；根据第一照明度关系与第一标准灰度值来调整第一光源的光源强度，以使影像的灰度值实质相同于第一标准灰度值；以及根据第二照明度关系与第二标准灰度值来调整第二光源的光源强度，以使影像的灰度值实质相同于第二标准灰度值。
为了实现上述目的，本发明又提供了一种检测装置，用以检测一标的物的表面，其中检测装置至少包含至少一光源、影像撷取模块及光源校正模块。光源设置于标的物的一侧，用以照射标的物的表面。影像撷取模块对应于标的物的表面来设置，用以在光源的照射下撷取至少一影像，以进行检测。光源校正模块电性连接于光源，并储存有一照明度关系与一标准灰度值，光源校正模块是用以根据一照明度关系与至少一标准灰度值来调整光源的光源强度，以使影像的灰度值实质相同于标准灰度值，其中照明度关系是根据光源的光源强度与影像的灰度值之间的相对关系来建立。
因此，本发明的检测装置及其影像照明度补偿方法可确保检测装置所撷取的影像具有一致的影像照明度，进而确保检测装置的检测准确性，且可减少额外的硬件成本。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：
图1是依照本发明的实施例的检测装置的结构示意图；
图2是依照本发明的实施例的光源校正模块的结构示意图；
图3是依照本发明的实施例的影像照明度补偿方法的方法流程图；
图4是依照本发明的实施例的标准光源强度与标准灰度值的对应关系图；
图5是依照本发明的实施例的多光源标准灰度值表；
图6是依照本发明的实施例的光源强度与灰度值的对应关系图；
图7是依照本发明的实施例的光源强度与灰度值的关系对照图。
主要组件符号说明：
B、B′、B(i)′：光源强度
C：标准照明度关系曲线    C′：照明度关系曲线
I、I′：灰度值           In：标准灰度值
I1：第一标准灰度值       12：第二标准灰度值
100：检测装置            110：光源
111：第一光源            112：第二光源
120：影像撷取模块        130：光源校正模块
131：光源校正板          132：光源校正单元
140：载台                200：标的物
301：提供标准灰度值      302：建立照明度关系
303：调整光源的光源强度
具体实施方式
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，本说明书将特举出一系列实施例来加以说明。但值得注意的是，这些实施例只是用以说明本发明的实施方式，而非用以限定本发明。
请参照图1，其是依照本发明的实施例的检测装置的结构示意图。本实施例的检测装置100是用以检测一标的物200的表面，以检查标的物200的表面上是否有异物、刮伤、破裂或图案异常等瑕疵，其中该标的物200例如为半导体元件(例如晶片)或光电元件(例如液晶显示器的面板)。检测装置100可包含有至少一光源110、影像撷取模块120、光源校正模块130及载台140。光源110设置于标的物200的一侧，用以照射光线至标的物200的表面，以允许影像撷取模块120对标的物200进行影像撷取。影像撷取模块120是对应于标的物200的表面来设置，用以取得标的物200的至少一影像，该影像可表示标的物200的表面状态，因而可通过检测影像来进行检查标的物200的表面状态。光源校正模块130电性连接于光源110，用以对应调整光源110的光源强度(Luminous Intensity)，以使影像撷取模块120所撷取影像即使在光源110长期使用后或重新更换，仍可具有一致的影像照明度(Illuminance)，因而确保检测装置100的检测质量。载台140用以承载标的物200，以供影像撷取模块120来撷取标的物200的表面的影像。
如图1所示，本实施例的光源110可为点光源或面光源，例如为钨丝灯泡、发光二极管(Light-Emitting Diode；LED)、冷阴极荧光灯管(Cold CathodeFluorescent Lamp；CCFL)、热阴极荧光灯(Hot Cathode Fluorescent Lamp；HCFL)、无汞平面灯(Flat Fluorescent Lamp；FFL)或电激发光片(Electro-Luminescence；EL)。在本实施例中，检测装置100较佳设有多个光源110，其分别位于标的物200的周围，因而可形成多光源模块，以由不同方向来充分地照射光线于标的物200的完整表面上，而确保检测准确率。
如图1所示，本实施例的影像撷取模块120用以撷取标的物200的表面的影像，影像撷取模块120可例如设有显微镜和电荷耦合组件(CCD)，借以同时撷取巨观或微观的影像。当进行检测时，影像撷取模块120可在光源110的照射下对应于标的物200的表面来撷取影像，以呈现标的物200的表面状态，再通过肉眼或检测软件来检查该影像，以检查标的物200的表面上是否具有缺陷。
请参照图2，其是依照本发明的实施例的光源校正模块的结构示意图。本实施例的光源校正模块130包括有至少一光源校正板131和光源校正单元132。光源校正板131上具有一标准图像(图中未示)，以作为一标准的校正样品，因而检测装置100可预先根据光源校正板131上的标准图像来取得一标准影像，再通过光源校正单元132根据此标准影像来取得一标准灰度值，标准灰度值用以表示标准影像的影像照明度。在一实施例中，光源校正模块130可设有多个光源校正板131，其分别对应于不同的标的物200。在另一实施例中，光源校正模块130也可仅设有一光源校正板131，以模拟载台140上未放置标的物200的状态，也可用以作为后续校正标准。光源校正单元132例如为一影像处理软件，其可储存有一照明度关系与标准灰度值，用以根据该照明度关系与标准灰度值来调整光源110的光源强度，使在光源110调整后所撷取的影像的灰度值实质相同于标准灰度值，其中该照明度关系是根据光源110的光源强度与其照射下所撷取的影像的灰度值之间的相对关系来建立，而标准灰度值是光源校正单元132根据光源校正板131所产生的标准影像来计算取得。
请参照图3，其是依照本发明的实施例的影像照明度补偿方法的方法流程图。当进行本实施例的影像照明度补偿方法时，首先，提供标准灰度值(步骤301)。此时，以单一光源110来照射光源校正板131，并通过影像撷取模块120来对光源校正板131撷取标准影像，再通过光源校正单元132根据该标准影像来计算出标准灰度值。值得注意的是，当撷取标准影像时，光源110较佳是正常稳定的光源(也即标准光源)，也即非新更换或长期使用后的光源，以呈现标准的亮度表现(光源强度)。
请参照图3和图4，图4是依照本发明的实施例的标准光源强度与标准灰度值的对应关系图。在一实施例中，当提供标准灰度值时，光源校正模块130之光源校正单元132可控制光源110以由低至高的不同光源强度来照射光源校正板131，并由影像撷取模块120来撷取不同光源强度照射下的多个标准影像。因此，如图1所示，I表示标准影像的灰度值，B表示光源110的光源强度，可由光源110的光源强度B与标准影像的灰度值I之间的相对关系来取得一标准照明度关系曲线C，以作为后续的校正依据。
请参照图2和图5，图5是依照本发明的实施例的多光源标准灰度值表。在另一实施例中，当提供标准灰度值，且检测装置100设有多个光源110时，光源校正模块130的光源校正单元132可各别开启单一光源110，并重复上述单一光源的提供标准灰度值的步骤，以取得在不同光源110照射下的多个标准灰度值。由于这些光源110分别设置于不同的位置，因而在不同光源110照射下的标准灰度值也不相同。举例说明，光源校正单元132可仅开启第一光源111照射光源校正板131，以取得第一标准灰度值I1。接着，光源校正单元132仅开启第二光源112照射光源校正板131，以取得第二标准灰度值I2。然后，重复上述步骤，以取得不同光源110(第n光源)照射下的标准灰度值In。因此，这些标准灰度值I1、I2、In可整理形成一多光源标准灰度值表，以表示各光源110的标准灰度值，并可储存于光源校正单元132中。因此，光源校正单元132可根据该多光源标准灰度值表分别对每一光源110进行校正，以得到一致的影像照明度效果。
请参照图3和图6，图6是依照本发明的实施例的光源强度与灰度值的对应关系图。接着，在光源110长期使用后或重新更换后，其亮度表现不一致(此时光源110的亮度不同于撷取标准影像时的亮度)而需进行校正时，建立照明度关系(步骤302)，其中该照明度关系是根据光源100的光源强度与影像的灰度值之间的相对关系。值得注意的是，当建立照明度关系时，光源110的亮度可能因长期使用而衰退或因重新更换而不一致。此时，光源校正模块130的光源校正单元132可控制光源110以由低至高的不同光源强度来照射光源校正板131，并由影像撷取模块120来撷取不同光源强度照射下的多个影像。因此，如图6所示，I′表示影像的灰度值，B′表示光源110的光源强度，可由光源110的光源强度B′与影像的灰度值I′之间的相对关系来建立一照明度关系曲线C′(亦即照明度关系)，并储存于光源校正单元132中。
请参照图3和图7，图7是依照本发明的实施例的光源强度与灰度值的关系对照图。接着，根据照明度关系(照明度关系曲线C′)与标准灰度值来调整光源110的光源强度(步骤303)，使影像的灰度值实质相同于标准灰度值。此时，光源校正单元132可根据照明度关系曲线C′来取得标准灰度值I所对应的光源强度B(i)′，因而光源校正单元132可调整光源110的光源强度至此光源强度B(i)′，使在调整后光源110的照射下所撷取的影像可实质相同于标准灰度值，因而补偿影像的照明度。其中光源校正单元132可利用控制电流的方式来调整光源110的光源强度。
在一实施例中，当检测装置100设有多数个光源110时，可分别对应于不同的光源111、112建立其照明度关系，接着，光源校正单元132分别根据多光源标准灰度值表与不同的光源111、112的对应照明度关系来调整光源强度，使在这些光源110的照射下所撷取的影像可实质相同于标准灰度值，以补偿影像的照明度。
由上述本发明的实施例可知，本发明的检测装置及其影像照明度补偿方法可在检测装置的光源长期使用或更换灯泡后对应调整光源的光源强度，以确保检测装置所撷取的影像具有一致的影像照明度，进而确保检测装置的检测准确性。且由于本发明的检测装置可无需加装额外的传感器来补偿光源亮度，因而减少额外的硬件成本。再者，由于检测装置是直接根据影像照明度来调整光源强度，因而进一步提升检测准确性。
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型，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。