專利名稱：顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于量化顯示器面板上MURA現(xiàn)象的多角度測(cè)量系統(tǒng)與方法，特別是指通過一多角度取像機(jī)構(gòu)進(jìn)行所述面板多個(gè)視角上的影像拍攝，建立品質(zhì)互動(dòng)處理分析的數(shù)據(jù)庫。
背景技術(shù)：
隨著平面顯示器的普遍應(yīng)用，如液晶顯示器(LCD)大量使用在電視、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、移動(dòng)電話、各種家電上，液晶顯示器面板的品質(zhì)在大量生產(chǎn)下也越來越需要重視，如色彩、對(duì)比、反應(yīng)時(shí)間、亮度等，而關(guān)于LCD背景均勻度則觀察LCD亮度(luminance)異常而產(chǎn)生的云紋(MURA)狀況，MURA是指顯示器亮度不均勻造成各種痕跡的現(xiàn)象，可能于LCD貼附彩色濾片時(shí)造成的顯示瑕疵，另外驅(qū)動(dòng)芯片(Drive IC)、液晶本身都可能成為MURA的成因。
MURA最簡(jiǎn)單的判斷方法就是在切換到黑色畫面以及其它灰階畫面，然后從各種不同的角度仔細(xì)去看，隨著各式各樣的制作工藝瑕疵，液晶顯示器就有各式各樣的MURA，各樣瑕疵如橫向條紋或四十五度角條紋、方塊、圓形塊，也可能是某個(gè)角落出現(xiàn)一塊，此類瑕疵低對(duì)比、不規(guī)則顯示，故MURA的嚴(yán)重程度也是判斷液晶顯示器面板品質(zhì)的重要參考。
然而已知技術(shù)中，針對(duì)MURA的判斷是由專業(yè)人士直接觀察液晶顯示器畫面的瑕疵，并以其主觀意見判斷面板瑕疵程度與面板品質(zhì)，有下列缺點(diǎn)1.不易檢測(cè)、取像。
2.不易對(duì)各種情況的MURA分類，且各家廠商定義不一致，而欠缺指標(biāo)。
3.并無描述MURA嚴(yán)重程度的標(biāo)準(zhǔn)，或是太過粗糙。
然而，國(guó)際組織VESA(Video Electronics Standards Association)也針對(duì)各類型MURA作了定義(VESA FPDM2 303-8)，但也僅限于簡(jiǎn)單的定義，并無定義其嚴(yán)重程度與其判斷的解決方案。
而已知相關(guān)的技術(shù)中有部分提出MURA的偵測(cè)裝置與方法，其中US6,154,561案中定義了MURA類別，如圖1A所示一包括有瑕疵的平面顯示器10的線條型MURA，其為與鄰近相異且不正常的像素(pixel)，產(chǎn)生如直線、曲線c、L型線條a、垂直線條b、細(xì)線條e、粗線條f等MURA。又如圖1B所示區(qū)塊型MURA，包括暗點(diǎn)區(qū)塊i、亮點(diǎn)區(qū)塊g等MURA，還有面板邊界產(chǎn)生的邊緣區(qū)塊h與邊緣亮點(diǎn)區(qū)塊j等MURA。
而如美國(guó)專利US5,917,935案則通過設(shè)定一門檻值，將MURA瑕疵與背景值作一比較，因而得出MURA瑕疵的程度，作成統(tǒng)計(jì)表格，并通過圖2所示流程與此統(tǒng)計(jì)表格來分類與定義各種不同的MURA瑕疵狀態(tài)。步驟包括由顯示面板取樣一原始畫面(步驟201)；由此原始畫面產(chǎn)生多個(gè)子樣本畫面(步驟202)；依不同需求過濾每一子樣本畫面，如依據(jù)畫面的各樣特性圖(histogram)作特定的特征過濾(步驟203)；再對(duì)每一畫面設(shè)定一門檻值，藉以產(chǎn)生特征區(qū)塊(Blob)(步驟204)；并由特征區(qū)塊的分析，判斷該原始畫面的MURA瑕疵(步驟205)；并特征化(characterize)其MURA瑕疵(步驟206)；之后，執(zhí)行最后調(diào)整動(dòng)作，通過消除錯(cuò)誤偵測(cè)來決定某MURA類別(步驟207)。
已知技術(shù)即主要通過上述專利的步驟僅將各種MURA分類，如線條MURA(Line Mura)、斑點(diǎn)MURA(Spot Mura)、填充MURA(Fill Port Mura)、邊緣MURA(Panel Edge Mura)、區(qū)塊MURA(Block Mura)等，然而其并沒有針對(duì)各樣圖像(pattern)判斷顯示面板的品質(zhì)。
而SEMI國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)表了一種平面顯示屏幕畫質(zhì)MURA檢查的計(jì)量定義(SEMI D31-1102)。但以上針對(duì)Mura定義或是分析都限于顯示器的面積、對(duì)比、背景亮度來考慮，過于簡(jiǎn)單而不能完整呈現(xiàn)平面顯示器的瑕疵。
上述已知技術(shù)有下列缺點(diǎn)1.采用人工檢測(cè)，故可信賴度不高，時(shí)有爭(zhēng)議。
2.僅得到MURA物理上的描述或分類，并無考慮人本身的感知，模型太簡(jiǎn)單。
3.僅針對(duì)MURA的嚴(yán)重性加以描述與分類，并無對(duì)顯示器品質(zhì)作判斷。
4.多數(shù)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)仰賴分段(segmentation)檢測(cè)，即針對(duì)各種不同MURA的圖像檢測(cè)，有太多參數(shù)無法決定，若一旦有新的MURA，則需要新的算法。
而人工檢測(cè)最大的問題在于人力會(huì)有疲勞與個(gè)人心情好壞等變量，造成檢測(cè)錯(cuò)誤或遺漏現(xiàn)象，故對(duì)于檢驗(yàn)品質(zhì)的一致性與穩(wěn)定性，影響很大，因此急需發(fā)展可以量化的檢測(cè)技術(shù)，以減少誤判與爭(zhēng)議。

發(fā)明內(nèi)容
已知對(duì)于云紋(MURA)現(xiàn)象僅限于辨識(shí)與定義各種形態(tài)，而利用影像感測(cè)裝置(Image sensing device)取像檢測(cè)MURA則已有多個(gè)已知系統(tǒng)推出，但仍缺乏相關(guān)的人因視覺數(shù)據(jù)庫與MURA現(xiàn)象多樣性與變化性的判斷，由于技術(shù)仍未成熟，難以實(shí)用，品質(zhì)管制的一致性及量化有困難。為了解決已知技術(shù)使用人工檢測(cè)產(chǎn)生不夠客觀與沒有一致的判斷法則，本發(fā)明即利用一多角度取像機(jī)構(gòu)針對(duì)云紋現(xiàn)象進(jìn)行擷取，再以一MURA影像分析及MURA辨認(rèn)分類的處理程序結(jié)合，提供量化MURA的檢測(cè)技術(shù)，再建立品質(zhì)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫提供友善的接口，以及互動(dòng)查詢的功能。
本發(fā)明所提供的多角度測(cè)量系統(tǒng)包括有一MURA影像擷取單元，以利用一多角度取像機(jī)構(gòu)進(jìn)行擷取顯示器面板的影像，并有一MURA影像處理單元，藉以接收顯示器面板的影像，進(jìn)行影像分析、辨認(rèn)與分類的處理，再有一數(shù)據(jù)庫單元，是將影像處理后的資料建立一互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，并提供接口以及互動(dòng)查詢的功能。
而其中多角度取像機(jī)構(gòu)包括有多個(gè)影像感測(cè)裝置，較佳實(shí)施例是以CCD(電荷耦合元件)或是CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)等感光元件實(shí)施該影像感測(cè)裝置，以由多個(gè)視角進(jìn)行所述顯示器面板的拍攝，其中較佳實(shí)施例包括有一設(shè)置于顯示面板正面視角上的中央影像感測(cè)裝置；有一設(shè)置于顯示器面板垂直視角上方的上影像感測(cè)裝置；有一設(shè)置于顯示器面板垂直視角下方的下影像感測(cè)裝置；有一設(shè)置于顯示器面板水平視角左方的左影像感測(cè)裝置，與一設(shè)置于顯示器面板水平視角右方的右影像感測(cè)裝置等。而各影像感測(cè)裝置(除中央影像感測(cè)裝置以外)都包括一斜角座連接一鏡頭與一CCD或CMOS實(shí)施的感光元件，使該鏡頭的主平面與該感光元件表面相互偏斜一角度。
多角度取像機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施例為一架設(shè)于軌道框架上的影像感測(cè)裝置，該影像感測(cè)裝置藉軌道框架中所設(shè)置的滑軌進(jìn)行多個(gè)方向的移動(dòng)，以多個(gè)視角拍攝所述顯示器面板，并且該影像感測(cè)裝置所包括的鏡頭的主平面與感光元件表面隨著移動(dòng)位置而改變相互偏斜的角度。
本發(fā)明所提供的多角度測(cè)量方法的步驟為先以一多角度取像機(jī)構(gòu)進(jìn)行擷取面板上多個(gè)視角上的影像，之后引入一人因視覺模型，并產(chǎn)生一恰辨差值，其中恰辨差值的產(chǎn)生是運(yùn)用人因工程的方法，對(duì)該MURA作定性與定量分析，建立人眼視覺對(duì)所述顯示器面板檢測(cè)程度的數(shù)據(jù)庫。接著判斷該顯示器面板的MURA形態(tài)，并標(biāo)記該MURA。最后產(chǎn)生量化該MURA形態(tài)的結(jié)果，并儲(chǔ)存該量化結(jié)果至一數(shù)據(jù)庫。
上述判斷MURA形態(tài)是判斷斑點(diǎn)(Point)、線條(Line)、V形條紋(V-Band)、刷痕(Rubbing)、漏光(Light Leak)等MURA形態(tài)。而該恰辨差值的產(chǎn)生是運(yùn)用一人因工程的方法，對(duì)該MURA作定性與定量分析，建立人眼視覺對(duì)該顯示器面板檢測(cè)程度的數(shù)據(jù)庫。
本發(fā)明是應(yīng)用斜角校正增加景深的光學(xué)結(jié)構(gòu)及梯形失真修正程序還原影像，并同時(shí)利用「人眼視覺模型」建立將面板上云紋瑕疵量化，加上云紋的影像分析及辨認(rèn)分類的處理程序，建立品質(zhì)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，以提供一個(gè)可應(yīng)用于生產(chǎn)線、客觀且穩(wěn)定的測(cè)量系統(tǒng)。


圖1A與圖1B為已知技術(shù)MURA偵測(cè)方法中MURA的類別示意圖；圖2為已知技術(shù)MURA的偵測(cè)方法流程圖；圖3A為本發(fā)明多角度取像機(jī)構(gòu)第一實(shí)施例示意圖；圖3B為本發(fā)明多角度取像機(jī)構(gòu)第二實(shí)施例示意圖；圖4A為影像感測(cè)裝置與面板間傾斜角度示意圖；圖4B為本發(fā)明影像感測(cè)裝置內(nèi)部感光元件角度校正示意圖；圖5所示為本發(fā)明梯形修正的流程；圖6所示為本發(fā)明MURA影像處理的軟件流程；圖7所示為本發(fā)明恰辨差的計(jì)算流程；圖8所示為本發(fā)明互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)示意圖；以及圖9為本發(fā)明MURA檢測(cè)軟件運(yùn)作步驟流程。
主要組件符號(hào)說明aL形線條b垂直線條c曲線 e細(xì)線條f粗線條 h邊緣區(qū)塊g亮點(diǎn)區(qū)塊 i暗點(diǎn)區(qū)塊j邊緣亮點(diǎn)區(qū)塊10平面顯示器30面板31中央影像感測(cè)裝置 32上影像感測(cè)裝置33下影像感測(cè)裝置34左影像感測(cè)裝置35右影像感測(cè)裝置36影像感測(cè)裝置
39軌道框架36’，36”影像感測(cè)裝置位置41鏡頭43影像感光元件45鏡頭光圈47斜角座具體實(shí)施方式
云紋(Mura)現(xiàn)象是多樣性與變化性，并非單一視角就能全部檢出，本發(fā)明就是運(yùn)用一個(gè)或多個(gè)高分辨率電荷耦合元件攝影機(jī)(CCD Camera)或是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)分別由多個(gè)不同角度進(jìn)行顯示器面板的取像檢測(cè)，其多角度測(cè)量系統(tǒng)包括(1)MURA影像擷取單元，即利用一多角度取像機(jī)構(gòu)針對(duì)云紋現(xiàn)象進(jìn)行擷?。?2)MURA影像處理單元，是以一MURA影像處理程序進(jìn)行MURA影像分析及MURA辨認(rèn)分類的處理，提供量化MURA的檢測(cè)技術(shù)；(3)數(shù)據(jù)庫單元，是建立品質(zhì)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，以提供友善的接口以及互動(dòng)查詢的功能。
因MURA現(xiàn)象是多樣性與變化性，并非單一視角就能全部檢出，故本發(fā)明的MURA影像擷取單元的主要組件包括一多角度取像機(jī)構(gòu)，藉以擷取面板不同視角的影像，除正面視角外，可包括垂直翻轉(zhuǎn)各25度角或其它適當(dāng)角度，可包括水平翻轉(zhuǎn)各45度角或其它適當(dāng)角度檢視。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例如圖3A所示的多角度取像機(jī)構(gòu)示意圖，其是運(yùn)用五個(gè)影像感測(cè)裝置(31，32，33，34，35)進(jìn)行拍攝一物體，其中較佳實(shí)施例是以CCD或CMOS等感光元件實(shí)施該影像感測(cè)裝置，如本發(fā)明中藉以取像檢測(cè)MURA現(xiàn)象，該機(jī)構(gòu)包括一相對(duì)于面板30或該物體正面視角上的中央影像感測(cè)裝置31、一設(shè)置于顯示器面板或該物體垂直視角上方的上影像感測(cè)裝置32、一設(shè)置于顯示器面板或該物體垂直視角下方的下影像感測(cè)裝置33、一設(shè)置于顯示器面板或該物體水平視角上左方的左影像感測(cè)裝置34以及一設(shè)置于顯示器面板或該物體水平視角上右方的右影像感測(cè)裝置35。藉圖3A所示的多影像感測(cè)裝置的多角度測(cè)量系統(tǒng)，可以擷取該面板30或該物體多個(gè)視角的圖像，以更精細(xì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生MURA的形態(tài)，在實(shí)際實(shí)施時(shí)是以兩個(gè)以上的影像感測(cè)裝置攝取不同角度的影像為主要發(fā)明，并不限于此實(shí)施例所示的五部影像感測(cè)裝置。
為達(dá)成本發(fā)明多角度測(cè)量系統(tǒng)的取像目的，圖3B顯示另一較佳實(shí)施例，是將一影像感測(cè)裝置36架設(shè)于一軌道框架39上，該影像感測(cè)裝置36可藉軌道框架39中所設(shè)置的滑軌進(jìn)行水平、垂直或其它方向的移動(dòng)，如圖所示，設(shè)置于左方的影像感測(cè)裝置36則拍攝面板30左方視角的影像；可利用軌道框架39移動(dòng)至下方影像感測(cè)裝置位置36’，則拍攝面板30下方視角的影像；或是移動(dòng)至右方影像感測(cè)裝置位置36”，藉以拍攝面板30右方視角的影像；或是其它位于軌道框架39上的任一位置，藉以拍攝面板30特定需求的視角上的影像。如此，即可僅使用一部或再增加一部設(shè)置于中央的影像感測(cè)裝置(并未顯示于圖式中)達(dá)到多角度拍攝面板30的目的。其中各影像感測(cè)裝置的鏡頭主平面與感光元件表面隨著移動(dòng)位置而改變相互偏斜的角度，藉以修正拍攝景深。
上述多角度取像機(jī)構(gòu)中，位于垂直視角與水平視角(或其它視角)上的影像感測(cè)裝置則需要克服傾斜角取像景深造成測(cè)量誤差的問題，如由不同視角取像會(huì)產(chǎn)生傾斜角度取像景深不足，因在某一角度的影像感測(cè)裝置所照射的范圍因有個(gè)傾斜角度導(dǎo)致影像局部失焦、模糊或面板影像亮度改變，如圖4A所示，該影像感測(cè)裝置照射至面板時(shí)產(chǎn)生。
本發(fā)明即利用傾斜角度取像的光學(xué)機(jī)構(gòu)解決傾斜角度造成的誤差，舉例來說，如圖4A所示的實(shí)施例，右影像感測(cè)裝置35由面板30右方拍攝，而拍攝所涵蓋范圍的兩端(端點(diǎn)a與端點(diǎn)b)會(huì)有不同程度的成像狀態(tài)。本發(fā)明是經(jīng)由光學(xué)設(shè)計(jì)一斜角座，分別可連接鏡頭與影像感測(cè)裝置，以此光學(xué)機(jī)構(gòu)改變影像感光元件的表面與成像面角度，來修正并解決傾斜角取像景深不足問題，使斜角取像影像清晰，如圖4B所示的影像感測(cè)裝置內(nèi)部感光元件角度校正示意圖，以光學(xué)設(shè)計(jì)使右影像感測(cè)裝置35的鏡頭41主平面耦接一斜角座(Oblique optic structure)47，使通過鏡頭41的光線與影像感光元件43表面相互偏斜一角度，以此可延長(zhǎng)景深，使其能達(dá)到一致清晰度取像的目的。
較佳實(shí)施例如圖標(biāo)中由面板30的拍攝范圍兩端a，b通過鏡頭41，聚焦于鏡頭光圈45，經(jīng)過斜角座47再投射至影像感光元件43。為使由面板30上所擷取的每一點(diǎn)都有一致清晰度(景深相同)，故影像感光元件43與鏡頭41傾斜一適當(dāng)角度，使影像取像時(shí)，面板30上各點(diǎn)有相同的景深。因此，在各種相對(duì)面板30的各種視角的拍攝都需要相對(duì)應(yīng)具有影像感光元件43能傾斜某一角度能力的影像感測(cè)裝置。
特別的是，如圖4B所示的結(jié)構(gòu)示意圖，因?yàn)橛跋衽臄z需經(jīng)由該鏡頭光圈45或其它光學(xué)機(jī)構(gòu)成像于影像感光元件43上，故該影像感光元件43需依照實(shí)際形態(tài)進(jìn)行角度傾斜，使面板30上各點(diǎn)都能在成像于影像感光元件43時(shí)有相同的景深。
本發(fā)明的MURA影像處理單元還使用MURA影像處理程序結(jié)合可以量化的檢測(cè)技術(shù)，其中如MURA影像分析(image analysis)及MURA辨認(rèn)分類(identification & classification)的處理程序結(jié)合人因工程的方法，對(duì)MURA作定性(qualitative analysis)、定量分析(quantitative analysis)與實(shí)驗(yàn)，建立人眼視覺對(duì)顯示器面板檢測(cè)程度的數(shù)據(jù)庫，以此數(shù)據(jù)庫作為品管作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)，并期望進(jìn)而品質(zhì)管制的一致性及量化。其MURA影像處理單元主要包括(1)傾斜角度取像的梯形失真修正程序，其目的是使對(duì)應(yīng)傾斜影像的MURA在面板上的正確位置及方便影像處理程序運(yùn)作。
(2)MURA影像分析及辨認(rèn)分類的處理程序，可檢出MURA瑕疵的形態(tài)，包括斑點(diǎn)(Point)、線條(Line)、V形條紋(V-Band)、刷痕(Rubbing)、漏光(Light Leak)等，然而并不限于此述的形態(tài)。
(3)MURA影像處理程序結(jié)合可以量化的檢測(cè)技術(shù)互動(dòng)處理分析量化的人因視覺模型(Vision Model)數(shù)據(jù)庫。即運(yùn)用人因工程的方法，對(duì)MURA作定性、定量分析，建立人眼視覺對(duì)顯示器面板檢測(cè)程度的數(shù)據(jù)庫，以此數(shù)據(jù)庫作為品管作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)，并期望進(jìn)而品質(zhì)管制的一致性及量化。其技術(shù)目標(biāo)是提供一個(gè)可應(yīng)用于生產(chǎn)線、客觀且穩(wěn)定的方法，將MURA瑕疵量化，并結(jié)合取像系統(tǒng)所取得的面板影像，利用人眼視覺模型計(jì)算出整個(gè)面板的MURA瑕疵的心理強(qiáng)度，其以恰辨差值(Just Noticeable Difference，JND)表示。
(4)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，即互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫建立一MURA品質(zhì)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，提供友善的接口，以及互動(dòng)查詢的功能。
上述中梯形修正所使用的手段如圖5所示，包括先定義出梯形影像中的坐標(biāo)(步驟S501)，是由上述多角度測(cè)量裝置取像后，由軟件擷取其中影像各像素位置，并定義坐標(biāo)位置；之后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(步驟S503)，即由軟件將CCD或CMOS實(shí)施的感光元件所擷取的像素位置轉(zhuǎn)換為各種坐標(biāo)數(shù)值；接著，進(jìn)行像素與坐標(biāo)對(duì)應(yīng)計(jì)算(步驟S505)，即可判斷梯形失真的狀況，最后即利用內(nèi)插法(Interpolation)進(jìn)行梯形修正(步驟S507)，校正因?yàn)閮A斜角度拍攝造成影像失真的問題。
圖6所示為本發(fā)明MURA影像處理的主要軟件流程，是藉此量化的檢測(cè)技術(shù)互動(dòng)處理分析，產(chǎn)生量化的人因視覺數(shù)據(jù)庫。開始時(shí)，在利用上述多角度取像機(jī)構(gòu)進(jìn)行待測(cè)面板拍攝后取像(步驟S601)，取像后進(jìn)行分析前的前置處理(preprocessing)(步驟S603)，其中包括由后端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行記錄由各影像感測(cè)裝置所拍攝的影像像素信息，如像素坐標(biāo)、亮度、拍攝面積等信息，也包括上述梯形修正步驟。
接著進(jìn)行MURA影像分析，由本發(fā)明所提供的軟件方法進(jìn)行各種形態(tài)的MURA分析，由分析結(jié)果判斷該面板中MURA形態(tài)，如斑點(diǎn)(Point)、線條(Line)、V形條紋(V-Band)、刷痕(Rubbing)、漏光(Light Leak)等(步驟S605)。此流程可針對(duì)一個(gè)或多個(gè)形態(tài)或種類的MURA進(jìn)行辨識(shí)、分析與量化，如若要處理面板中的斑點(diǎn)MURA，則經(jīng)斑點(diǎn)MURA的演算分析，得出其中的斑點(diǎn)MURA，并予以標(biāo)記(Labeling)，即標(biāo)記斑點(diǎn)MURA的坐標(biāo)、亮度、面積等影像信息(步驟S607)。
由上述分析結(jié)果進(jìn)行量化(步驟S609)，如計(jì)算MURA的對(duì)比值，并可加入人因參數(shù)修正，如恰辨差值(JND value)，產(chǎn)生量化的人因視覺數(shù)據(jù)庫，以實(shí)際數(shù)據(jù)給予客觀的MURA判斷，再將此數(shù)據(jù)產(chǎn)生報(bào)表或儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(步驟S611)。其它各種形態(tài)的MURA也需經(jīng)上述辨識(shí)、分析等步驟進(jìn)行量化與產(chǎn)生本發(fā)明導(dǎo)入人因視覺參數(shù)的互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫。
上述恰辨差值的計(jì)算如圖7所示的流程。
先引入一參考影像(步驟S701)，并引入經(jīng)上述分析流程產(chǎn)生的MURA影像(步驟S703)。之后將參考影像與MURA影像進(jìn)行影像對(duì)比比較(步驟S705)，與對(duì)比敏感度過濾運(yùn)算(Contrast Sensitivity Filter，CSF)(步驟S707)，藉以計(jì)算人眼視覺差異(步驟S709)，之后計(jì)算影像中各像素的差異的平均值，其中較佳實(shí)施例是以明可士基合并(Minkowski pooling)平均值方法計(jì)算(步驟S7111)，并以此計(jì)算恰辨差(JND)(步驟S713)。
上述互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫的運(yùn)作請(qǐng)參閱圖8所示的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)圖。為建立一MURA品質(zhì)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫需包含資料建立的模式與資料顯示的模式，如圖所示，此互動(dòng)數(shù)據(jù)庫80包括有資料更新模塊81與資料顯示模式83，在資料利用前，需建立此數(shù)據(jù)庫，包括資料新增811、資料修改813與資料刪除815等功能，建立一個(gè)MURA分析與辨識(shí)的數(shù)據(jù)庫，便于之后的MURA判斷，包括在資料顯示模式下引入面板規(guī)格(831)，進(jìn)行MURA辨識(shí)，并產(chǎn)生MURA辨識(shí)結(jié)果(833)與將辨識(shí)后的結(jié)果以報(bào)表顯示(835)，藉以提供量化MURA的檢測(cè)技術(shù)，以建立品質(zhì)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫提供友善的接口，以及互動(dòng)查詢的功能。
本發(fā)明為一種多角度自動(dòng)化取像裝置，其包含以多個(gè)影像感測(cè)裝置(CCD或CMOS等感光元件)于多個(gè)不同視角取像，并包括產(chǎn)生影像感光元件的傾斜角度以于取像時(shí)能校正景深的光學(xué)結(jié)構(gòu)；有一核心MURA檢測(cè)軟件，其中MURA影像處理程序包括傾斜角度取像的梯形失真修正程序、MURA影像分析及MURA辨認(rèn)分類的處理程序、符合人因視覺判定并給予數(shù)學(xué)量化的視覺模型，并搭配檢測(cè)數(shù)據(jù)互動(dòng)處理數(shù)據(jù)庫等，結(jié)合上述取像裝置達(dá)成本發(fā)明的目的。
圖9顯示的流程為本發(fā)明MURA檢測(cè)軟件運(yùn)作步驟，其中包括MURA影像擷取步驟(MURA影像擷取單元)、MURA影像處理步驟(MURA影像處理單元)與互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫(數(shù)據(jù)庫單元)查詢等三個(gè)部分。
開始時(shí)，需將本發(fā)明所提供的多角度測(cè)量系統(tǒng)相關(guān)裝置設(shè)置完畢，如備置一待測(cè)面板、備置多角度取像機(jī)構(gòu)與完成數(shù)據(jù)庫連結(jié)等工作。
接著，由多角度取像機(jī)構(gòu)進(jìn)行多個(gè)視角上的面板影像擷取(步驟S901)，面板影像擷取步驟的較佳實(shí)施例是運(yùn)用圖3A所示的五個(gè)影像感測(cè)裝置(31，32，33，34，35)取像MURA，如圖標(biāo)相對(duì)于面板的五個(gè)視角上的影像感測(cè)裝置，另一實(shí)施例則運(yùn)用圖3B以一部架設(shè)于軌道框架上的影像感測(cè)裝置進(jìn)行各視角方向的拍攝。擷取到多個(gè)視角上的影像之后，一方面引入人因視覺模型(Vision model)(步驟S903)，而產(chǎn)生JND值(步驟S905)；另一方面，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫包括MURA量化的互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，并且提供接口與互動(dòng)查詢的功能，故可藉數(shù)據(jù)庫接口對(duì)比所擷取的面板影像與數(shù)據(jù)庫中資料，以判斷面板上影像多樣性的MURA形態(tài)(步驟S907)，并于判斷出某一特定MURA之后，進(jìn)行標(biāo)記(labeling)該MURA的步驟(步驟S909)。此述的特定MURA是藉重復(fù)判斷步驟來同時(shí)或分別判斷斑點(diǎn)(Point)、線條(Line)、V形條紋(V-Band)、刷痕(Rubbing)、漏光(Light Leak)等MURA形態(tài)，且并不限于在此舉例的形態(tài)。
在上述產(chǎn)生JND值與判斷MURA形態(tài)與標(biāo)記之后，人因視覺模型即運(yùn)用人因工程的方法，對(duì)MURA作定性、定量分析與實(shí)驗(yàn)，建立人眼視覺對(duì)顯示器面板檢測(cè)程度的數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)生量化結(jié)果(步驟S911)，其中的一MURA影像處理程序結(jié)合可以量化的檢測(cè)技術(shù)互動(dòng)處理分析量化的人因視覺模型資料，以建立品質(zhì)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，以提供友善的接口以及互動(dòng)查詢的功能(步驟S913)。最后，以此作為品管作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)，達(dá)到一致性及量化的MURA測(cè)量目的。
上述所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。
綜上所述，本發(fā)明是應(yīng)用斜角校正增加景深的光學(xué)結(jié)構(gòu)及梯形失真修正程序還原影像，并同時(shí)利用「人眼視覺模型」建立將面板上云紋瑕疵量化，加上云紋的影像分析及辨認(rèn)分類的處理程序，建立品質(zhì)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，以提供一個(gè)可應(yīng)用于生產(chǎn)線、客觀且穩(wěn)定的測(cè)量系統(tǒng)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，非因此即拘限本發(fā)明的專利范圍，故凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖標(biāo)內(nèi)容所做的等效結(jié)構(gòu)變化，均同理包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括有一云紋影像擷取單元，利用一多角度取像機(jī)構(gòu)進(jìn)行擷取一顯示器面板的影像；一云紋影像處理單元，接收所述顯示器面板的影像，進(jìn)行影像分析、辨認(rèn)與分類的處理；一數(shù)據(jù)庫單元，將影像處理后的資料建立一互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，并提供接口以及互動(dòng)查詢的功能。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的多角度取像機(jī)構(gòu)包括有多個(gè)影像感測(cè)裝置，藉以由多個(gè)視角進(jìn)行所述顯示器面板的拍攝。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的多個(gè)影像感測(cè)裝置包括有一中央影像感測(cè)裝置，設(shè)置于所述顯示面板正面視角上；一上影像感測(cè)裝置，設(shè)置于所述顯示器面板垂直視角上的上方；一下影像感測(cè)裝置，設(shè)置于所述顯示器面板垂直視角上的下方；一左影像感測(cè)裝置，設(shè)置于所述顯示器面板水平視角上的左方；以及一右影像感測(cè)裝置，設(shè)置于所述顯示器面板水平視角上的右方。
4.如權(quán)利要求2所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的上影像感測(cè)裝置、下影像感測(cè)裝置、左影像感測(cè)裝置與右影像感測(cè)裝置都分別包括一鏡頭與一影像感光元件，其中所述鏡頭的主平面與所述感光元件表面相互偏斜一角度。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于藉一斜角座使所述鏡頭的主平面與所述感光元件表面呈所述角度的偏斜。
6.如權(quán)利要求4所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置是以一電荷耦合感光元件實(shí)施。
7.如權(quán)利要求4所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置是以一互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體感光元件實(shí)施。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的多角度取像機(jī)構(gòu)包括一架設(shè)于一軌道框架上的影像感測(cè)裝置，該影像感測(cè)裝置藉軌道框架中所設(shè)置的滑軌進(jìn)行多個(gè)方向的移動(dòng)，以多個(gè)視角拍攝所述顯示器面板。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置包括一鏡頭與一影像感光元件，其中所述鏡頭的主平面與所述感光元件表面隨著移動(dòng)位置而改變相互偏斜的角度。
10.如權(quán)利要求9所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于藉一斜角座使所述鏡頭的主平面與所述感光元件表面呈所述角度的偏斜。
11.如權(quán)利要求9所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置是以一電荷耦合感光元件實(shí)施。
12.如權(quán)利要求9所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置是以一互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體感光元件實(shí)施。
13.如權(quán)利要求1所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的云紋影像處理單元包括一梯形失真修正程序，將所述以傾斜視角取像后的顯示器面板影像進(jìn)行梯形失真修正；一云紋影像分析及辨認(rèn)分類的處理程序，藉以檢測(cè)出多個(gè)云紋瑕疵的形態(tài)，包括斑點(diǎn)、線條、V形條紋、刷痕、漏光形態(tài)；一云紋影像處理程序，結(jié)合一可以量化的人因視覺模型數(shù)據(jù)庫，對(duì)所述檢測(cè)出的云紋作定性、定量分析，建立人眼視覺對(duì)該顯示器面板檢測(cè)程度的數(shù)據(jù)庫；一互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，即為所述云紋的品質(zhì)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，包括一接口以及互動(dòng)查詢的功能。
14.如權(quán)利要求13所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的梯形失真修正程序的手段包括一定義影像坐標(biāo)手段，以定義所述梯形影像的坐標(biāo)；一坐標(biāo)轉(zhuǎn)換手段，以轉(zhuǎn)換所述影像像素位置為坐標(biāo)值；一坐標(biāo)對(duì)應(yīng)計(jì)算手段，藉以對(duì)應(yīng)所述坐標(biāo)與所述像素；以及一內(nèi)插手段，以校正所述失真影像。
15.如權(quán)利要求13所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的云紋影像分析及辨認(rèn)分類的處理程序的手段包括一云紋形態(tài)分析手段，以分析所攝取的云紋形態(tài)；一云紋標(biāo)記手段，以標(biāo)記所述云紋影像的影像信息；一云紋量化手段，以產(chǎn)生所述云紋影像的量化值；以及一數(shù)據(jù)庫儲(chǔ)存手段，將該量化值儲(chǔ)存至一人因視覺數(shù)據(jù)庫。
16.如權(quán)利要求15所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的云紋標(biāo)記手段包括標(biāo)記多個(gè)云紋的坐標(biāo)、亮度與面積。
17.如權(quán)利要求15所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的云紋量化手段包括整合所述云紋的對(duì)比值與人因參數(shù)產(chǎn)生所述人因視覺數(shù)據(jù)庫。
18.如權(quán)利要求13所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的人因視覺模型是以一恰辨差值表示。
19.如權(quán)利要求18所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的恰辨差值的計(jì)算手段包括一參考影像引入手段，引入一參考影像；一云紋影像引入手段，引入所述云紋影像；一影像對(duì)比比較手段，比對(duì)所述參考影像與所述云紋影像；一對(duì)比敏感度過濾運(yùn)算，將所述參考影像與所述云紋影像進(jìn)行一對(duì)比敏感度過濾運(yùn)算；一人眼視覺差異計(jì)算手段，藉所述影像對(duì)比比較手段與所述對(duì)比敏感度過濾運(yùn)算計(jì)算出人眼視覺差異；一平均值計(jì)算手段，計(jì)算所述影像中各像素的差異的一平均值；以及一恰辨差計(jì)算手段，藉所述平均值計(jì)算一恰辨差。
20.如權(quán)利要求19所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的平均值計(jì)算手段是使用一明可士基合并平均值方法。
21.如權(quán)利要求13所述的顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述的互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫包括一資料更新模塊，其中包括一資料新增手段、一資料修改手段與一資料刪除手段；以及一資料顯示模式，其中包括一面板引入手段、一云紋辨識(shí)手段與一結(jié)果報(bào)告手段。
22.一種顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于該測(cè)量方法是用于一顯示器面板上云紋現(xiàn)象的測(cè)量與量化，包括有擷取所述顯示器面板影像，是以一多角度取像機(jī)構(gòu)進(jìn)行擷取所述面板上多個(gè)視角上的影像；引入一人因視覺模型；產(chǎn)生一恰辨差值；判斷所述顯示器面板的云紋形態(tài)；標(biāo)記所述云紋；量化所述云紋形態(tài)；以及儲(chǔ)存所述量化結(jié)果至一數(shù)據(jù)庫。
23.如權(quán)利要求22所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的擷取所述顯示器面板影像的步驟是以一多角度取像機(jī)構(gòu)以所述顯示器面板的不同視角進(jìn)行拍攝而成。
24.如權(quán)利要求22所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的擷取所述顯示器面板影像的步驟是以多個(gè)影像感測(cè)裝置由多個(gè)視角拍攝所述顯示器面板。
25.如權(quán)利要求22所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的擷取所述顯示器面板影像的步驟是以一設(shè)置于所述顯示面板正面視角上的中央影像感測(cè)裝置、一設(shè)置于所述顯示器面板垂直視角上方的上影像感測(cè)裝置、一設(shè)置于所述顯示器面板垂直視角下方的下影像感測(cè)裝置、一設(shè)置于所述顯示器面板水平視角左方的左影像感測(cè)裝置與一設(shè)置于所述顯示器面板水平視角右方的右影像感測(cè)裝置進(jìn)行拍攝所述顯示器面板。
26.如權(quán)利要求25所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的上影像感測(cè)裝置、下影像感測(cè)裝置、左影像感測(cè)裝置與右影像感測(cè)裝置都分別包括一鏡頭與一影像感光元件，并使其中所述鏡頭的主平面與所述感光元件表面相互偏斜一角度進(jìn)行拍攝。
27.如權(quán)利要求26所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于藉一斜角座使所述鏡頭的主平面與所述感光元件表面呈所述角度的偏斜。
28.如權(quán)利要求26所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置是以一電荷耦合感光元件實(shí)施。
29.如權(quán)利要求26所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置是以一互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體感光元件實(shí)施。
30.如權(quán)利要求22所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的擷取所述顯示器面板影像的步驟是由一架設(shè)于一軌道框架上的影像感測(cè)裝置藉其中滑軌進(jìn)行多個(gè)方向的移動(dòng)，以進(jìn)行由多個(gè)視角拍攝所述顯示器面板。
31.如權(quán)利要求30所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置包括一鏡頭與一影像感光元件，并使所述鏡頭的主平面與所述感光元件表面隨著移動(dòng)位置而改變相互偏斜的角度進(jìn)行拍攝。
32.如權(quán)利要求31所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于藉一斜角座使所述鏡頭的主平面與所述感光元件表面呈所述角度的偏斜。
33.如權(quán)利要求31所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置是以一電荷耦合感光元件實(shí)施。
34.如權(quán)利要求31所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置是以一互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體感光元件實(shí)施。
35.如權(quán)利要求22所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的判斷云紋形態(tài)是判斷斑點(diǎn)、線條、V形條紋、刷痕、漏光云紋形態(tài)。
36.如權(quán)利要求22所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的恰辨差值的產(chǎn)生是運(yùn)用一人因工程的方法，對(duì)所述云紋作定性與定量分析，建立人眼視覺對(duì)所述顯示器面板檢測(cè)程度的數(shù)據(jù)庫。
37.如權(quán)利要求22所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的擷取所述顯示器面板影像的步驟更包括一云紋影像處理步驟，該云紋影像處理步驟包括修正一梯形失真，是進(jìn)行所述以傾斜視角取像的面板影像的梯形失真修正。
38.如權(quán)利要求37所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的梯形失真修正步驟包括定義一影像坐標(biāo)；進(jìn)行該影像坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換；計(jì)算該影像坐標(biāo)手段；以及進(jìn)行該影像坐標(biāo)的內(nèi)插。
39.如權(quán)利要求22所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的標(biāo)記所述云紋的步驟包括標(biāo)記多個(gè)云紋的坐標(biāo)、亮度與面積。
40.如權(quán)利要求22所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的恰辨差值的計(jì)算步驟包括引入一參考影像；引入所述顯示面板中云紋影像；比較所述參考影像與所述顯示面板的云紋影像的對(duì)比；進(jìn)行一對(duì)比敏感度過濾運(yùn)算；進(jìn)行一人眼視覺差異計(jì)算；以及計(jì)算一平均值以計(jì)算所述恰辨差。
41.如權(quán)利要求40所述的顯示器多角度測(cè)量方法，其特征在于所述的平均值計(jì)算步驟是使用一明可士基合并平均值方法。
42.一種多角度取像機(jī)構(gòu)，其特征在于該機(jī)構(gòu)包括有一個(gè)或多個(gè)影像感測(cè)裝置，藉以由多個(gè)視角進(jìn)行拍攝一物體；一鏡頭，設(shè)置于所述影像感測(cè)裝置內(nèi)；以及一影像感光元件，設(shè)置于所述影像感測(cè)裝置內(nèi)；其中所述鏡頭的主平面與所述感光元件表面相互偏斜一角度。
43.如權(quán)利要求42所述的多角度取像機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的多個(gè)影像感測(cè)裝置包括一中央影像感測(cè)裝置，設(shè)置于所述物體正面視角上；一上影像感測(cè)裝置，設(shè)置于所所述物體垂直視角上的上方；一下影像感測(cè)裝置，設(shè)置于所述物體垂直視角上的下方；一左影像感測(cè)裝置，設(shè)置于所述物體水平視角上的左方；以及一右影像感測(cè)裝置，設(shè)置于所述物體水平視角上的右方。
44.如權(quán)利要求43所述的多角度取像機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的上影像感測(cè)裝置、下影像感測(cè)裝置、左影像感測(cè)裝置與右影像感測(cè)裝置中的鏡頭的主平面與所述感光元件表面相互偏斜一角度。
45.如權(quán)利要求42所述的多角度取像機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置為一架設(shè)于一軌道框架上的影像感測(cè)裝置，該影像感測(cè)裝置藉軌道框架中所設(shè)置的滑軌進(jìn)行多個(gè)方向的移動(dòng)，以多個(gè)視角拍攝所述物體。
46.如權(quán)利要求45所述的多角度取像機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置的鏡頭的主平面與所述感光元件表面隨著移動(dòng)位置而改變相互偏斜的角度。
47.如權(quán)利要求46所述的多角度取像機(jī)構(gòu)，其特征在于藉一斜角座使所述鏡頭的主平面與所述感光元件表面呈該角度的偏斜。
48.如權(quán)利要求46所述的多角度取像機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置是以一電荷耦合感光元件實(shí)施。
49.如權(quán)利要求46所述的多角度取像機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的影像感測(cè)裝置是以一互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體感光元件實(shí)施。
全文摘要
一種顯示器多角度測(cè)量系統(tǒng)與方法，其多角度測(cè)量系統(tǒng)包括有一MURA(云紋)影像擷取單元、一MURA影像處理單元與一數(shù)據(jù)庫單元，即利用一多角度取像機(jī)構(gòu)針對(duì)顯示器中MURA現(xiàn)象進(jìn)行擷取，接著以一MURA影像處理程序進(jìn)行MURA影像分析及辨認(rèn)分類的處理，提供量化MURA的檢測(cè)技術(shù)，之后建立品質(zhì)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，以提供友善的接口以及互動(dòng)查詢的功能。本發(fā)明是應(yīng)用斜角校正增加景深的光學(xué)結(jié)構(gòu)及梯形失真修正程序還原影像，并同時(shí)利用「人眼視覺模型」建立將面板上云紋瑕疵量化，加上云紋的影像分析及辨認(rèn)分類的處理程序，建立品質(zhì)互動(dòng)處理分析數(shù)據(jù)庫，以提供一個(gè)可應(yīng)用于生產(chǎn)線、客觀且穩(wěn)定的測(cè)量系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01R31/00GK1996441SQ200610000310
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月4日
發(fā)明者蔡偉雄, 溫照華, 郭政翰, 劉通發(fā), 于鴻圖 申請(qǐng)人:臺(tái)灣薄膜電晶體液晶顯示器產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì), 中華映管股份有限公司, 友達(dá)光電股份有限公司, 廣輝電子股份有限公司, 瀚宇彩晶股份有限公司, 奇美電子股份有限公司, 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院, 統(tǒng)寶光電股份有限公司