matlab液晶显示屏缺陷自动光学检测系统研究(3)
（2）研究如何对液晶屏的内容进行光学采集，即设计光学系统模块（包含光源、镜头、CCD相机等）；
（3）研究如何提取识别图像、屏幕缺陷的图像处理、如何检测缺陷的类别等，以及检测算法研究；
（4）研究matlab软件设计用户界面，方便人们应用该系统。
1.3.2 研究的方法
（1）依据缺陷检测需求计算参数，选择适合的光学器件，构建光学系统模块；
（2）利用机器视觉技术采集所要检测目标的图像，然后借助图像采集卡传送给电脑；
（3）然后对图像进行基本处理（阈值分割、形态学处理等）排除干扰（噪声等）从而便于分析；
（4）之后再利用图像处理中的一些算子（有关边缘检测的Canny，Sobel算子等）和特征提取的方法获得标准图和待检测图各自的特征，通过图像匹配然后用差影法检测出缺陷及其类型；
（5）matlab设计用户界面，机器视觉软件设计系统，调试，进行测试。
1.4 本章小结
本章主要是介绍了本论文的研究背景，近些年，LCD显示行业在电子信息领域得到广泛应用，而随着社会各种场合需求的多样化，用户也越来越挑剔显示屏的成像质量，不容置疑质量检测成为重中之重。接着了解了国内外这类仪器设备的发展现状，总结出基于机器视觉的自动光学检测设备越来越受到人们的关注，其有检测速度快、非接触、准确度高等优点，一定程度上弥补了人工检测的不足，在LCD缺陷检测行业有非常良好的前景。最后列举阐述了本论文采用的方法和主要研究内容。
2 LCD缺陷及系统设计
本章先了解LCD的工作原理，缺陷形成的原因以及类别，设计比较合适的光学采集系统，从而获得高质量的图像，方便后续工作。
2.1 显示缺陷的形成及分类
2.1.1 LCD液晶显示结构
液晶显示屏通常被归为平板显示器件，是因为从外观来看其呈平板状。另外，LCD显示屏依据材料可以分为STN型、TN型、TFT型。无论哪种类型，其组成都有三大部分：刻有导电电极的两片玻璃基板，塑料膜质地的偏振片以及最主要的液晶。以TFT型为例如图2.1所示。
图2.1 TFT型LCD显示结构
2.1.2 LCD液晶显示原理
液晶显示器首先中间是封装在上下两个电极之间的液晶，其次向外是定向膜，最后是两个偏振片。通过控制两电极间的电压变化，使得液晶的透光性能发生改变，从而能获得不同的显示图像，如下图2.2。
图2.2 LCD显示原理图
上图可以清楚的观察到，上下定向膜处于90°垂直状态。当两电极之间的电压为零时，定向膜发挥作用，使中间的液晶分子旋转90°排列，这样入射光经过上部的偏振片后，变成直线偏振光，且方向与偏振片偏振方向相同，光线在液晶层中旋转90°后到达下偏振片，射出的线偏振光与原入射方向垂直，这种现象表示显示屏透光，该位置显示为亮。反之，若两电极之间有电压，液晶分子的方向与电场方向平行，此时入射光不会发生旋转，而上下偏振片又相互垂直，则光不能穿过下偏振片，这种现象表示显示屏不透光，该位置显示为暗[13]。
2.1.3 LCD缺陷的形成
查阅资料我们知道液晶显示屏的制造工程十分复杂，分为前段工程和后段工程，两个阶段都需要在无尘的车间中完成，除此之外，尽管大部分工作都由先进的机械设备完成，但是还不能完全排除人工的参与，所以，环境因素以及人为原因都会在液晶加工过程中引入缺陷。例如：PCB板上粘上灰尘；内置线路板电极发生开路或者短路；PI涂覆过程引入赃物或产生空洞，产生缺划、多划；显影程度不当引发断路、针孔缺陷等；蚀刻过程温度、浓度不合适引发短路、脏点、漏液等；喷粉不当引起显示彩虹，粉中夹杂赃物会引起黑白点等[14]。
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