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研究生: 郭俊緯
Chun-Wei Kuo
論文名稱: 液晶顯示面板之自動化光學檢測系統
Automatic optical inspection system for LCD panels
指導教授: 唐永新
Yeong-Shin Tarng
口試委員: 鍾國亮
Kuo-Liang Chung
胡能忠
Neng-Chung Hu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 110
中文關鍵詞: 液晶顯示器自動化光學檢測機器視覺
外文關鍵詞: Automatic Optical Inspection, Machine Vision, LCD
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  • 本計畫旨在研發一液晶顯示面板之自動化光學檢測系統,檢測環境為在暗房條件下,整合了輝度計、ProMetric系統、運動機構與電控模組,透過程式撰寫自動定位及量測LCD光學特性之垂直視角與水平視角之對比度、均勻度、色域面積比等程式,建構模組化環境的人機介面,可方便量測數據之儲存,並可輸出面板全畫面亮度和色度座標資料,完成為一自動化量測系統。結果顯示使用本系統量測面板的同一位置之重複精度在3尼特(nit)內。


    The purpose of this study is to develop an automatic optical inspection for LCD panels. The study integrates a luminance meter, a ProMetric, a control module, and a mechanism module into one measurement system for the solving problem concerning the constant ratio, luminance uniformity, and color saturation of LCD panels. A CCD is employed to automatic positioning. The luminance meter is applied to measure the luminance and CIE chromaticity. The ProMetric is a computer controlled CCD-based imaging photometer and colorimeter capable of capturing images for light and color characteristics. The measurement results show that the measurement system has an excellent repeatable accuracy. The automatic optical inspection system is thus able to keep up with the LCD production process, can inspect every one, and reject the defective ones.

    摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 圖索引 IX 表索引 XIII 第1章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究動機與目的 2 1.4 論文架構 3 第2章 顯示器光學之基礎理論 5 2.1 生理光學 5 2.1.1 屈光系統的幾何光學 5 2.1.2 視覺系統的亮度感覺 7 2.1.3 視覺系統的空間和時間分辨特性 7 2.1.4 色覺 8 2.2 成像光學與非成像光學 10 2.3 光度學(Photometry) 11 2.3.1 視見函數 11 2.3.2 光通量(Luminous Flux) 12 2.3.3 發光強度(Luminous Intensity) 13 2.3.4 輝度(Luminance) 13 2.4 色彩學 13 2.4.1 配色函數 15 2.4.2 XYZ表色系統 16 2.4.3 均等色度圖 17 2.4.4 均等色彩空間 19 2.4.5 色差 23 2.5 液晶光電效應 24 第3章 自動化光學檢測系統之建構 27 3.1 BM-7光學模組 27 3.1.1 輝度計的主要特性 27 3.1.2 BM-7規格簡介 29 3.1.3 BM-7的基本測量原理 30 3.1.4 BM-7使用注意事項 31 3.2 ProMetric光學模組 32 3.2.1 ProMetric主要特性 32 3.2.2 ProMetric影像測量原理 33 3.3 機構模組 35 3.3.1 運動平台 35 3.3.2 傳動機構 38 3.4 電控模組 42 3.4.1 運動控制卡 43 3.4.2 驅動器 45 3.4.3 AC伺服馬達 47 3.5 視覺取像系統 49 3.5.1 光學鏡頭 51 3.5.2 CCD(Charge Coupled Device) 54 3.5.3 影像擷取卡 57 3.5.4 光源 58 第4章 LCD光學特性評價與數位影像處理 60 4.1 LCD光學特性評價 60 4.1.1 亮度檢測 61 4.1.2 亮度均勻度 62 4.1.3 視角和對比檢測方法 63 4.1.4 色域面積比 64 4.2 數位影像基本概念 66 4.2.1 像素座標(Pixel Coordinate) 66 4.2.2 像素座標的角度 67 4.2.3 數位影像之性質 68 4.3 數位數像處理的基本步驟 68 4.4 影像處理工具 70 4.4.1 影像遮罩(Mask)之處理 70 4.4.2 邊緣偵測(Edge Detection) 71 4.5 面板定位影像處理 73 第5章 系統整合與程式開發 76 5.1 系統架構 76 5.2 開發環境與工具 79 5.3 檢測系統操作與說明 79 5.3.1 BM-7量測操作說明 80 5.3.2 ProMetric量測操作說明 85 5.4 實驗結果與討論 89 5.4.1 BM-7進行亮度均勻度量測 90 5.4.2 BM-7進行視角對比量測 93 5.4.3 BM-7進行色域面積比量測 94 5.4.4 重複精度分析 95 5.4.5 ProMetric進行面板量測 97 5.4.6 ProMetric全畫面資訊 100 5.4.7 BM-7和ProMetric量測數據差異 101 第6章 結論與未來展望 104 6.1 結論 104 6.2 未來展望 105 參考文獻 106 作者簡介 109 附錄A 110

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