一种用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学仿真领域，尤其涉及的是一种用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真方法及其系统。
【背景技术】
[0002]偏光片(偏光膜)是一种常见的偏振光学元件，应用非常广泛，例如在TFT-LCD液晶面板中，必有两层偏振方向正交的偏光片。一般而言，TFT-1XD型偏光片成品由6层透明聚合物薄膜组成，如图1所示，从上到下依次排列有:保护膜01、TAC膜02、PVA膜03、TAC膜04、压敏胶05和离型膜06，每层厚度约为几十微米。每层材料的折射率非常接近，因此透射率较高(42%左右，只有一个偏振方向的入射光可以通过；如果入射光是线偏振光，且偏振方向与透光轴方向一致，则透射率大约94%)。作为液晶显示面板三种关键原材料之一，偏光片的性能对液晶面板的质量有重要影响，其存在的外观缺陷(业内俗称“外观欠点”)会造成整个面板的报废。因此，偏光片缺陷检测对保证产品优良品率、降低成本有重要的意义。
[0003]偏光片外观缺陷没有标准、统一的定义，我们将之定义为:使用者目视可能观察到的影响美观或观感的缺陷与异常。目前对外观缺陷的在线和离线自动检测，普遍采用机器视觉技术实现，如图2a_图2c所示，在线或离线检测，都可以采用反射或透射成像，。图2a和图2b所示，分别为在线检测的反射式和在线检测的透射式，均由光源012提供检测光，由相机011采集图像，然后由计算机处理图像，识别缺陷并提取缺陷特征。在图2c中，为离线检测，偏光片023放置在工作台024上，由工作台024下方的均匀光源022发出的光，穿过偏光片023后，位于其上方的线阵CCD021接收透射光信息，并将接收到的透射光信息传输到计算机上，由计算机处理图像，识别缺陷并提取缺陷特征，可见，缺陷的成像效果(对比度)对检测结果影响很大。
[0004]上述方案检测普通外观缺陷效果良好，已经达到实用化程度。但是，我们发现偏光片内部存在特殊的透明缺陷，该缺陷区域与正常区域具有几乎相同的透射/反射特性，在普通照明条件下难以成像，难以检测，需要特殊设计的条纹光源照明，才能提高成像对比度，才能采用机器视觉技术来检测缺陷。另外，在条纹光照明情况下的透明缺陷成像增强的效果，与光源参数、检测系统参数密切相关，不同的缺陷形状、尺寸、深度和折射率差，最佳成像增强的条件(或参数)都有差别。
[0005]目前已有的机器视觉检测系统，都是操作人员在实验过程中，反复摸索、尝试，调整系统参数，寻找目标(缺陷)成像增强的最佳参数，存在较大的盲目性，效率很低，难以进一步提高缺陷检测准确率和检测速度。
[0006]因此，现有技术有待于进一步的改进。
【发明内容】
[0007]鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真方法及其系统，克服现有技术中在寻找成像增强的最佳参数，进行偏光片内部缺陷检测时，存在盲目性高和效率低的缺陷。
[0008]本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真方法，其中，通过光学仿真软件实现，包括:
A、采用多层聚合物薄膜构建偏光片本体和采用薄透镜模型等效偏光片内部透明缺陷，建立偏光片模型；
B、在所述偏光片模型的两侧分别构建出条纹光源模型和接收屏模型；
C、利用构建出的条纹光源模型、偏光片模型和接收屏模型所组成的成像仿真系统对偏光片内部透明缺陷进行成像仿真；
D、分别获得接收屏模型上缺陷成像效果与像距、缺陷深度和物距的关系，并从所述关系中获取缺陷成像效果最佳时的系统参数。
[0009]所述用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真方法，其中，所述步骤D还包括:
D11、固定光源模型与偏光片模型之间的物距，固定偏光片模型内部薄透镜模型的厚度，调节偏光片模型与接收屏模型之间像距的大小；
D12、获取接收屏模型上缺陷成像对比度与像距的关系。
[0010]所述用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真方法，其中，所述步骤D还包括:
D21、固定光源模型与偏光片模型之间的物距，固定偏光片模型与接收屏模型之间像距的大小，调节偏光片模型内部薄透镜的厚度；
D22、获取接收屏模型上缺陷成像对比度与薄透镜模型厚度的关系。
[0011]所述用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真方法，其中，所述步骤D还包括:
D31、固定偏光片模型内部薄透镜模型的厚度，固定偏光片模型与接收屏模型之间的像距，调节光源模型与偏光片模型之间物距的大小；
D32、获取接收屏模型上缺陷成像对比度与物距的关系。
[0012]所述用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真方法，其中，所述步骤D还包括:
D2、根据获取的所述关系，得到偏光片内部缺陷成像对比度最佳时的物距、像距和深度的数据值。
[0013]—种用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真系统，其中，包括:
偏光片模块，采用多层聚合物薄膜构建偏光片本体和采用薄透镜模型等效偏光片内部透明缺陷，建立偏光片模型；
其他模块，在所述偏光片模型的两侧分别构建出条纹光源模型和接收屏模型；
成像仿真模块，利用构建出的条纹光源模型、偏光片模型和接收屏模型所组成的成像仿真系统对偏光片内部透明缺陷进行成像仿真；
系统参数分析模块，用于分别获得接收屏模型上缺陷成像效果与像距、缺陷深度和物距的关系，并从所述关系中获取缺陷成像对比度最佳时的系统参数。
[0014]所述用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真系统，其中，所述系统参数分析模块包括:
调节像距单元，用于固定光源模型与偏光片模型之间的物距，固定偏光片模型内部薄透镜模型的厚度，调节偏光片模型与接收屏模型之间像距的大小；
第一获取单元，用于获取接收屏上缺陷成像效果与像距的关系。
[0015]所述用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真系统，其中，所述系统参数分析模块包括:
调节深度单元，用于固定光源模型与偏光片模型之间的物距，固定偏光片模型与接收屏模型之间像距的大小，调节偏光片模型内部薄透镜模型的厚度大小；
第二获取单元，用于获取接收屏上缺陷成像效果与薄透镜模型厚度的关系。
[0016]所述用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真系统，其中，所述系统参数分析模块包括:
调节物距单元，用于固定偏光片模型内部薄透镜模型的厚度，固定偏光片模型与接收屏模型之间的像距，调节光源模型与偏光片模型之间物距的大小；
第三获取单元，用于获取接收屏上缺陷成像效果与物距的关系。
[0017]所述用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真系统，其中，所述薄透镜模型中设置的透镜材料的折射率与偏光片模型中任意一层聚合物薄膜的折射率差值等于或小于10 3量级。
[0018]有益效果，本发明提供了一种用于检测偏光片内部缺陷的成像仿真方法及其系统，通过在光学仿真软件中构建出:光源模型、内部含有缺陷的偏光片模型和接收屏模型，且所述光源模型为黑白条纹光源或者利用点光源发出的光经过光栅后形成的条纹光源，所述偏光片模型由多层透明、各向同性的聚合物薄膜组合形成，并建立内部透明缺陷的薄透镜模型，从而实现偏光片内部缺陷检测的仿真成像系统，通过调节所述成像仿真系统中的各项参数，找到缺陷成像效果最佳时的系统参数，从而为实际的偏光片内部缺陷检测系统设计提供指导，克服了现有技术在检测系统设计、以及在进行缺陷检测时的盲目性，能有效提高偏光片内部透明缺陷的检测准确率和速度。
【附图说明】
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