[发明专利]二维光学检测的平场校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学检测的校正方法，尤其涉及一种二维光学检测的平场校正方法。

背景技术

在二维光学检测系统中，当同一待测对象位在待测平面上不同位置，应检测出相同的检测结果，才可维持检测的一致性，进而准确检测出待测对象本身所具有的瑕疵。然而，实际检测时，检测的一致性却会受到镜头渐晕效应(Vignetting Effect)、电荷耦合装置不同像素的灵敏度差异、滤镜本身不均匀性及灰尘沾污等因素影响，造成检测上的误差。

请参阅图1，其是二维光学检测系统进行检测的示意图。如图所示，进行光学检测时，电荷耦合装置(Charge Coupled Device；以下简称CCD)100对一检测平台200上的多个待测LED单元300与300a撷取一检测图像。其中，待测LED单元300是正对于CCD 100的镜头，而待测LED单元300a则与CCD1的镜头之间具有一视场角W。

根据本发明所属技术领域者所熟知的余弦四次方定律，待测LED单元300a的成像的亮度值会随着视场角W的增加，而以近似于视场角W的余弦四次方的比例减少。换以言之，待测LED单元300a在检测平台200上离CCD 100的镜头越远，其成像的亮度值越小。因此，即使待测LED单元300与待测LED 单元300a实际上亮度值相同，两者在检测图像中的成像却会因为前述的定律而在亮度上呈现差异性，此即所谓的渐晕现象(Vignetting)。

除此之外，CCD 100感应像素的灵敏度差异、滤镜本身的不均匀性与灰尘脏污导致的暗圈成像所造成的不均匀性，都会影响检测准确性而必须将之校正。

请参阅图2，其为现有技术中，二维光学检测的平场校正方法的作动示意图。如图所示，为了排除上述的镜头渐晕效应、灵敏度差异以及不均匀性等影响光学检测准确性的种种因素，目前的作法是在CCD 100以一预定取像条件对待测发光体300与300a撷取该检测图像之前，先以该预定取像条件对一平面均匀光源PA200撷取一平场校正图像(Flat-Field Frame)。如此，在获得该检测图像后，可将该检测图像除以该平场校正图像，以修正各种不均匀性，获得一校正后检测图像。其中，该预定取像条件包含对光圈、滤镜、对焦距离及快门时间等条件的设定。

撷取该平场校正图像时，由于大面积的平面均匀光源PA200不易取得，若对均匀度的要求较高时，可以使用大型积分球光源模拟提供该平面均匀光源PA200。然而，大型积分球价格相当高昂。更重要地，实际应用上检测时常以多个待测LED单元300与300a所组成的一待测LED单元矩阵作为检测标的，而所述的待测LED单元矩阵的发光场型，与平面均匀光源PA200或积分球光源，皆具有相当差异性而无法完全对应。更甚者，不同封装型态的待测LED单元300与300a，其发光场型也不尽相同，目前的平场校正图像并无法一一针对各种封装型态的待测LED单元300与300a提供精确的平场校正数据。

另外，现有技术中的光学检测校正方法尚具有另一个缺失。在一般的封装情况下，以白光LED为例，待测LED单元300与300a所斜向射出的光束，在待测LED单元300a内部的行经路径会比正向射出的光束的行经路径长，相对地所经过的荧光粉总量也较多，造成检测图像中待测LED单元300与300a成像的色度值随着出光角度增加而增加，形成检测图像在色度上的不均匀。而现有技术中的光学检测校正方法，并无法将色度上的不均匀加以校正。

本发明即针对上述检测图像因为待测LED单元300a偏离正投射所引起的光强度与光色度不均匀的问题，提出一种二维光学检测的平场校正方法，针对光强度与光色度不均匀的问题加以校正改善。

发明内容

本发明的第一目的在于解决现有技术中，对平面光源所撷取的平场校正图像(Flat-Field Frame)无法完全对应待测LED单元的发光场型，而造成无法彻底校正待测LED单元的偏离正投射检测图像中光强度不均匀的问题。

本发明的第二目的在于解决现有技术中，对平面光源所撷取的平场校正图像，完全无法反应出待测LED单元矩阵色度不均匀的现象，而无法校正偏离正投射检测图像中色度不均匀的问题。

本发明解决技术问题的手段在于提供一种二维光学检测的平场校正方法，利用CCD撷取至少一参考发光体在CCD的一图像坐标系的多个图像坐标的个别图像，并将该多个个别图像整合为一平场信息。其中，参考发光体可为一参考LED单元或者设有一屏蔽的一参考平面发光体。