触摸屏ACF粒子的光学成像系统的研究

摘要

随着科技的发展，市场对触摸屏生产质量的要求也越来越高，其中COG（Chips On Glass）区域的ACF（anisotipic conductive film，各向异性导电膜）导电粒子的压合状态直接关系着触摸屏的质量好坏，ACF 粒子数量过少，压痕太浅或者分布不均都会导致触摸屏导电不良。目前国内面板厂商对ACF粒子的检测还是通过人工抽样镜检的方式，这种方式主观性大，误检、漏检率高，耗时又费力，极大的限制了国内触摸屏行业的发展，所以提出了针对ACF粒子的自动光学检测以满足行业需求。 作为自动光学检测的关键一环，光学成像部分的设计优劣直接决定了检测效果的好坏。本文通过针对ACF粒子的基本信息的研究，设计了一套能满足行业检测需求的光学成像系统，并通过一系列实验调整参数以完善系统。 本文首先基于触摸屏制造工艺、粒子大小等信息，设计了一套光学成像模块，相较于传统成像部件，加入了DIC（Differential Interference Contrast）微分干涉差棱镜改变粒子区域灰度信息以捕获粒子图像，并采用了带有 TDI 模式的线阵相机以提高成像分辨率与灵敏度以更清楚地表现微米级的粒子图像，以及使用工作稳定并安装方便的同轴点光源，利于实验研究与工业安装。又根据成像模块组配了相应的微米级的高精度的运动模块，包括X、Y、Z三个方向的位移平台以及吸附式载物台，能够精确的控制扫描运动的速度与位置，保证运动的平稳性与精准性。 然后提出了五种图像质量评价方法，用以检测参数调整后的图像变化情况。通过对比不同评价方法的适用性确定分别从绝对主观评价，峰值信噪比与均方误差，信息熵，Brenner函数以及例子区域灰度对比度这五个方面来判断各参数下光学成像系统所捕获的图像质量高低。 然后，通过实验研究相机 TDI 级数与照明光源波长对图像质量的影响。改变相机TDI级数设置分别为4、8、16、32级，在白光照明下分别采集粒子图像并对其进行图像质量评价，根据评价结果确定32级TDI下粒子图像质量最好。然后在32级TDI下分别以红、黄、绿、蓝光作为系统照明光源，分析采集的粒子图像质量，分析得出绿光为最适合的照明光源。 最后将光学成像系统安装应用于工业检测设备中，由此成像系统采集的粒子图像经检测设备的图像处理系统能够准确标记出粒子，即成像系统成功应用于工业自动化检测。 本文的特点在于针对触摸屏ACF粒子的自动光学检测设计了一套能够采集到高质量的粒子图像，并能成功应用于工业自动化检测的光学成像系统，可以取代传统的人工镜检，实现触摸屏质检的自动化。

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