光学膜检测系统及应用其的光学膜检测方法

技术领域

本发明是有关于一种检测系统及应用其的检测方法，且特别是有关于一种光学膜检测系统及应用其的光学膜检测方法。

背景技术

已知检测光学膜的方式是采用图像分析技术。例如，采用自动光学检测(automated optical inspection,AOI)技术，获取光学膜的图像，然后分析光学膜的特性。然而，图像分析技术通常涉及大量的数据运算及复杂算法，且图像分析对于光学膜本身的皱褶的敏感度大，亦即，光学膜本身的皱褶可能导致图像分析结果的不准确。因此，如何提出一种能改善前述已知问题的技术是本技术领域业者努力的目标之一。

发明内容

本发明有关于一种光学膜检测系统及应用其的光学膜检测方法，可改善前述已知问题。

本发明一实施例提出一种光学膜检测系统。光学膜检测系统包括一第一热检测装置及一处理器。第一热检测装置用以检测光学膜及环境的一第一热分布。处理器用以依据第一热分布，取得光学膜的第一膜边界的位置。

本发明另一实施例提出一种光学膜检测方法。光学膜检测方法包括以下步骤。检测一光学膜的一第一热分布；以及，依据第一热分布，取得光学膜的一第一膜边界的位置。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为本发明一实施例的光学膜检测系统的示意图。

图1B为图1A的光学膜检测系统的另一视角的示意图。

图2为图1A的光学膜检测系统所检测的第一温度分布图M1的示意图。

图3为图1A的光学膜检测系统所检测的第二温度分布图M2的示意图。

图4A为依照本发明另一实施例的光学膜检测系统的示意图。

图4B为图4A的光学膜检测系统所检测的第一温度分布图的示意图。

图5A为依照本发明另一实施例的光学膜检测系统的示意图。

图5B为图5A的光学膜在经过处理槽前、后受到两热检测组检测的示意图。

图5C为图5B的光学膜在经过处理槽前、后的宽度变化示意图。

图6A为依照本发明另一实施例的光学膜检测系统的示意图。

图6B为图6A的光学膜检测系统沿方向5B-5B’的剖面图。

图7为图1A的光学膜检测系统的光学膜检测方法的流程图。

图8为图5A的光学膜检测系统的光学膜检测方法的流程图。

其中，附图标记：

10:光学膜

11:第一局部

12:第二局部

100,100’,200,300:光学膜检测系统

110,110’:第一热检测装置

120:第二热检测装置

130:处理器

140:测距装置

150:反射元件

210,210’,210”:热检测组

220,220’:处理槽

230:滚轮

340:第一载件

340s:第一表面

350:第二载件

A1,A1’,A2:检测轴

E11:第一膜边界

E12:第一区域边界

E21:第二膜边界

E22:第二区域边界

E3:上边界

E4:下边界

ER:参考位置

ΔE:偏移量

L1,L1’:第一距离

L2,L2’:第二距离

L3:间距

M1,M1’:第一温度分布图

M11,M11’:第一图像边界

M12,M12’:第三图像边界

M2:第二温度分布图

M21:第二图像边界

M22:第四图像边界

P1,P1’:像素

PL:平面

R1:第一修正比例

R2:第二修正比例

S1:第一热分布

S2:第二热分布

S3:所测得的数值

W1:宽度

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参照图1A、图1B、图2及图3，图1A为本发明一实施例的光学膜检测系统100的示意图，图1B为图1A的光学膜检测系统100的另一视角的示意图，图2为图1A的光学膜检测系统100所检测的第一温度分布图M1的示意图，而图3为图1A的光学膜检测系统100所检测的第二温度分布图M2的示意图。

光学膜检测系统100可检测及/或取得光学膜10的信息，例如是光学膜10的边界位置、宽度或其它与边界位置有关的特性。光学膜10例如是单层膜或多层膜，包含对光学的增益、配向、补偿、转向、直交、扩散、保护、防粘、耐刮、抗眩、反射抑制、高折射率等有所助益的膜，例如，可为偏光膜、离型膜、广视角膜、增亮膜、反射膜、保护膜、具有控制视角补偿或双折射(birefraction)等特性的配向液晶膜、硬涂膜、抗反射膜、防粘膜、扩散膜、防眩膜等各种表面经处理的膜或上述的组合，但不限于此。

在一实施例中，光学膜10可包括一聚乙烯醇(PVA)树脂膜，其可借由皂化聚醋酸乙烯树脂制得。聚醋酸乙烯树脂的例子包括醋酸乙烯的单聚合物，即聚醋酸乙烯，以及醋酸乙烯的共聚合物和其他能与醋酸乙烯进行共聚合的单体。其他能与醋酸乙烯进行共聚合的单体的例子包括不饱和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、正丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯)、烯烃(例如乙烯、丙烯、1-丁烯、2-甲丙烯)、乙烯醚(例如乙基乙烯醚、甲基乙烯醚、正丙基乙烯醚、异丙基乙烯醚)、不饱和磺酸(例如乙烯基磺酸、乙烯基磺酸钠)等。

光学膜检测系统100包括第一热检测装置110、第二热检测装置120、处理器130、测距装置140及反射元件150。处理器130例如是任何采用半导体制程所形成的实体电路，如半导体芯片、半导体封装件等。

第一热检测装置110用以检测光学膜10及环境的第一热分布S1。处理器130用以依据第一热分布S1，取得光学膜10的第一膜边界E11的位置。如此，不需复杂的图像处理装备(如，自动光学检测设备)及/或图像处理算法，依据光学膜10的本身温度与环境温度的差异，即可取得光学膜10的膜边界的位置。前述「环境」指的是光学膜10以外的实体或空间，如光学膜10的背景。在一实施例中，「环境」可为空气、处理槽体或处理槽液体等。

相较于自动光学检测，第一热检测装置110对于光学膜10的敏感度较小。详言之，光学膜10的形变，如皱褶或反折、水平移动/晃动或垂直移动/晃动不影响第一热检测装置110检测光学膜10的热分布的精度，或影响甚小。如此，即使在检测过程中光学膜10发生形变、移动或晃动，光学膜检测系统100也能精确地检测光学膜10的边界位置。此外，第一热检测装置110本身不对光学膜10加热，而是单纯检测光学膜10本身的热分布。只要光学膜10相对于环境温度较高或较低，光学膜检测系统100即能依据光学膜10本身的热分布，检测出光学膜10的边界位置。

在一实施例中，第一热检测装置110的检测光谱范围例如是介于8微米～14微米，扫描频度例如是介于0.5Hz～64Hz之间。在一实施例中，第一热检测装置110可为一远红外线装置。

在一实施例中，第一热检测装置110例如是热成像装置(thermal imagingdevice)，其可检测光学膜10及环境的第一热分布S1，并传送第一热分布S1给处理器130。处理器130依据第一热分布S1取得光学膜10的温度分布。在一实施例中，第一热分布S1例如是包含N笔辐射信号强度值。处理器130依据此N笔信号强度值，转换成一n×m阵列(即，二维阵列，其中n×m＝N)的第一温度分布图M1，如图2所示。第一温度分布图M1包含光学膜10的热分布及环境的热分布。处理器130可依据一辐射信号强度值与温度值的对应关系(图未示)，取得一辐射信号强度所对应的温度值。前述的对应关系例如是表格或数学方程式。如图2所示，第一温度分布图M1包含n×m个像素P1，各像素P1具有一颜色，其表示对应的温度值。n及m例如是等于或大于1的正整数，且n与m可相等或不相等。在本实施例中，n例如是32，而m例如是24，但本发明实施例不受此限。

此外，处理器130用以：依据第一温度分布图M1的多个像素的多个温度值，判断第一温度分布图M1中对应光学膜10的第一膜边界E11的至少一像素。举例来说，如图2所示，第一温度分布图M1的像素P1’与邻近像素P1(例如是反应环境温度的像素)的颜色具有差异，表示像素P1’与邻近像素P1具有一温度差，处理器130依据温度差，判断第一温度分布图M1中对应光学膜10的第一膜边界E11的像素为像素P1’。在实施例中，温度差例如是介于0摄氏度～40摄氏度之间。当温度差大于2摄氏度时处理器130即可准确分辨第一膜边界E11的位置，且分辨正确率高于自动光学检测设备。在一实施例中，在第一温度分布图M1中，对应光学膜10区域的多个像素的温度值例如是介于23摄氏度至65摄氏度之间，而对应环境区域的多个像素的温度值例如是介于23摄氏度至25摄氏度之间。然而，前述温度值可视光学膜10的制程种类及所处环境种类而定，本发明实施例不加以限定。

第二热检测装置120的种类及/或运作原理与第一热检测装置110相同，于此不再赘述。处理器130取得第二温度分布图M2的原理与前述取得第一温度分布图M1的原理相同，于此不再赘述。

在一实施例中，如图1B所示，第一热检测装置110与第二热检测装置120例如是共面，如共平面(如，与平面PL对齐)配置，使第一热检测装置110及第二热检测装置120相对于光学膜10的距离相等。本发明实施例的第一热检测装置110与第二热检测装置120的配置方式不受图1A所限。

在另一实施例中，第一热检测装置110可相对光学膜10倾斜配置。第一热检测装置110具有一检测轴A1，其例如是第一热检测装置110的检测方向。检测轴A1于XZ平面的投影相对于Z轴的夹角可介于+/-90度之间。例如，当角度为0度时，检测轴A1垂直于光学膜10的膜面，第一热检测装置110的方位即图1A所示的方位；当角度为+90度时，第一热检测装置110正对光学膜10的上边界E3；当角度为-90度时，第一热检测装置110正对光学膜10的下边界E4。相似地，第二热检测装置120可相对光学膜10倾斜配置。第二热检测装置120具有一检测轴A2，其例如是第二热检测装置120的检测方向。检测轴A2于XZ平面的投影相对于Z轴的夹角可介于+/-90度之间。例如，当角度为0度时，检测轴A2垂直于光学膜10的膜面，第二热检测装置120的方位即图1A所示的方位；当角度为+90度时，第二热检测装置120正对光学膜10的上边界E3；当角度为-90度时，第二热检测装置120正对光学膜10的下边界E4。

图示的Z轴例如是垂直于光学膜10的膜面，XY平面例如是平行于光学膜10的膜面，X轴例如是平行于第一膜边界E11，而Y轴例如是垂直于第一膜边界E11。

在另一实施例中，第一热检测装置110的检测轴A1于YZ平面的投影相对于Z轴的夹角可介于+/-90度之间。例如，当角度为0度时，检测轴A1垂直于光学膜10的膜面，第一热检测装置110的方位即图1A所示的方位；当角度为+90度时，第一热检测装置110正对光学膜10的第一膜边界E11；当角度为-90度时，第一热检测装置110正对光学膜10的第二膜边界E21。相似地，第二热检测装置120的检测轴A2于YZ平面的投影相对于Z轴的夹角可介于+/-90度之间。例如，当角度为0度时，检测轴A1垂直于光学膜10的膜面，第二热检测装置120的方位即图1A所示的方位；当角度为-90度时，第二热检测装置120正对光学膜10的第二膜边界E21；当角度为+90度时，第二热检测装置120正对光学膜10的第一膜边界E11。

如图1A所示，第一热检测装置110所检测的第一热分布S1是光学膜10的第一局部11及环境的热分布，而第二热检测装置120所检测的第二热分布S2是光学膜10的第二局部12及环境的热分布。处理器130更用以：(1).依据第一热分布S1判断第一膜边界E11的位置；(2).依据第二热分布S2判断第二膜边界E21的位置。在实施例中，第一膜边界E11与第二膜边界E21为光学膜10的相对两边，第一膜边界E11与第二膜边界E21之间的距离为光学膜10的宽度W1。

处理器130更用以：依据第一局部11与第二局部12之间的间距L3、第一局部11的第一膜边界E11的位置与第二局部12的第二膜边界E21的位置，取得第一膜边界E11与第二膜边界E21之间的宽度W1。以下举例详细说明。

图2的第一温度分布图M1包括相对的第一图像边界M11与第三图像边界M12，图3的第二温度分布图M2包括相对的第二图像边界M21与第四图像边界M22。

光学膜10包含第一局部11及第二局部12。第一图像边界M11与第三图像边界M12分别对应第一局部11的相对的第一区域边界E12与第一膜边界E11，而第二图像边界M21与第四图像边界M22分别对应光学膜10的第二局部12的相对的第二区域边界E22与第二膜边界E21。处理器130更用以：(1).取得第一图像边界M11与第三图像边界M12之间的第一距离L1’；(2).取得第二图像边界M21与第四图像边界M22之间的第二距离L2’；(3).依据光学膜10的第一区域边界E12与第二区域边界E22之间的间距L3、第一温度分布图M1的第一距离L1’与第二温度分布图M2的第二距离L2’，取得第一膜边界E11与第二膜边界E21之间的宽度W1。

在一实施例中，处理器130可依据第一温度分布图M1上的第一距离L1’取得光学膜10的实际的第一距离L1(示于图1A)，且依据第二温度分布图M2上的第二距离L2’取得光学膜10的实际的第二距离L2(示于图1A)，并依据第一距离L1、第二距离L2与间距L3取得光学膜10的宽度W1。举例来说，第一距离L1’与第一距离L1具有一第一修正比例R1，而第二距离L2’与第二距离L2具有一第二修正比例R2。处理器130用以：(1).取得第一距离L1’与第一修正比例的一第一积值(即，L1'×R1的积值)；(2).以第一积值做为第一距离L1；(3).取得第二距离L2’与第二修正比例的一第二积值(即，L2'×R2的积值)；(4).以第二积值做为第二距离L2；以及，(5).依据下式(a)取得第一膜边界E11与第二膜边界E21之间的宽度W1。

W1＝L1+L2+L3…(a)

前述的第一修正比例R1及第二修正比例R2可预先存储于处理器130，其可以在第一热检测装置110、第二热检测装置120与光学膜10之间的相对几何关系架设完成后，经实验或校正取得。视实际状况而定，第一修正比例R1及/或第二修正比例R2的数值可以是等于1或是大于1或小于1的任意整数。

此外，前述间距L3例如是预先储存于处理器130，在此例子中，光学膜检测系统100可省略测距装置140及反射元件150。或者，光学膜检测系统100在检测光学膜10的热分布过程中由测距装置140现场测得间距L3。例如，如图1A及图1B所示，测距装置140配置在第二热检测装置120，用以检测测距装置140与反射元件150之间的距离。测距装置140所测得的数值S3可等于第一局部11的第一区域边界E12与第二局部12的第二区域边界E22之间的间距L3，或测距装置140所测得的数值S3与一修正值(图未示)的数学运算(如，加、减、乘、除中至少一种)的结果可等于间距L3。在一实施例中，数值S3为距离值，数值S3与修正值的积值等于间距L3。前述修正值可储存于处理器130，其可以在第一热检测装置110、第二热检测装置120、光学膜10、测距装置140与反射元件150之间的相对几何关系架设完成后，经实验或校正取得。

此外，测距装置140与反射元件150之间的距离是可调整的，可产生以下技术效果至少一者：(1).配合该修正值，使测距装置140所测得的数值S3与该修正值的数学运算结果等于间距L3；(2).使测距装置140所测得的数值S3等于第一局部11的第一区域边界E12与第二局部12的第二区域边界E22之间的间距L3。

反射元件150配置于第一热检测装置110，其可反射测距装置140的发射信号，使测距装置140可接收到反射信号，并依据反射信号计算而得知测距装置140与反射元件150之间的距离。反射元件150例如是反射镜，可其它任何可反射测距装置140的发射信号的元件。在一实施例中，反射元件150可整合于第一热检测装置110，例如，反射元件150可以是第一热检测装置110的一部分，如第一热检测装置110的外壳的一部分。

请参照图4A及图4B，图4A为依照本发明另一实施例的光学膜检测系统100’的示意图，而图4B为图4A的光学膜检测系统100检测的第一温度分布图M1’的示意图。光学膜检测系统100’包括第一热检测装置110’及处理器130。光学膜检测系统100’具有与前述光学膜检测系统100相似或相同的特征，不同处在于，光学膜检测系统100’的热检测装置的数量为一个，且省略测距装置140及反射元件150。在本实施例中，第一热检测装置110’的检测轴A1’正对光学膜10的中间点，但此非用以限制本发明实施例。但第一热检测装置110’的检测轴A1’可正对光学膜10的任意位置，不限于中间点。此外，第一热检测装置110’相对于光学膜10的配置方位可类似前述第一热检测装置110或第二热检测装置120相对于光学膜10的配置方位。

在本实施例中，第一热检测装置110’可检测光学膜10及环境的第一热分布S1’。第一热分布S1’例如是光学膜10的部分或全部的热分布，其包含第一膜边界E11及第二膜边界E21。处理器130依据第一热分布S1’，取得对应第一热分布S1’的第一温度分布图M1’，其中第一温度分布图M1’包括相对的第三图像边界M12’与第四图像边界M22’，其中第三图像边界M12’与第四图像边界M22’分别对应光学膜10的相对的第一膜边界E11与第一区域边界E12。

光学膜检测系统100’可采用前述光学膜检测系统100的所采方法，分析第一温度分布图M1’，以取得光学膜10的宽度W1。

请参照图5A～图5C，图5A为依照本发明另一实施例的光学膜检测系统200的示意图，图5B为图5A的光学膜10在经过处理槽220前、后受到两热检测组210检测的示意图，而图5C为图5B的光学膜10在经过处理槽220前、后的宽度变化示意图。

光学膜检测系统200包括至少一热检测组210、处理器130、至少一处理槽220及多个滚轮230。处理槽220例如是膨润槽、染色槽、交联槽及水洗槽中之一，但本发明不限于此。此些滚轮230可传输光学膜10。

各热检测组210包括一个第一热检测装置110、一个第二热检测装置120、一个测距装置140及一个反射元件150，为避免附图过于复杂，图5B未示测距装置140及反射元件150。热检测组210可采用前述相同方法，检测光学膜10的宽度W1。各热检测组210可配置在不同位置，以检测光学膜10经过不同处理槽220的宽度变化。

以相邻两热检测组210来说，相邻两热检测组210可分别配置在对应的处理槽220的上、下游位置，以检测光学膜10经过处理槽220前、后的宽度。举例来说，如图5A所示，多个热检测组210包含热检测组210’及210”，多个处理槽220包含处理槽220’。热检测组210’配置于处理槽220’的上游，以检测光学膜10经过处理槽220’前的宽度W1’(宽度W1’示于图5C)，热检测组210”配置于处理槽220’的下游，以检测光学膜10经过处理槽220’后的宽度W1”(宽度W1”示于图5C)。

处理器130可依据宽度W1’及宽度W1”，控制光学膜10的运动。例如，处理器130用以：(1).判断宽度W1’与宽度W1”的比值(即，W1”/W1’的数值)是否等于一比值预设值，其中此比值预设值可以是一数值范围内的任意数值，本发明实施例不限定前述数值范围，其可视光学膜10的种类、制程、规格要求或其它会影响光学膜宽度的参数而定；(2).当宽度W1’与宽度W1”的比值不等于此比值预设值，表示光学膜10的宽度不在要求规格内，改变此些滚轮230的至少一者的运动参数(例如，改变滚轮230的位置、转速、转动方向及/或角度等)，以调整光学膜10的宽度。在实际光学膜制程中，处理器130可持续检测光学膜10的最新宽度变化且依据光学膜10的宽度变化改变此些滚轮230的至少一者的运动参数(有需要的话)，直到光学膜10的宽度变化符合比值预设值。

请参照图6A及图6B，图6A为依照本发明另一实施例的光学膜检测系统300的示意图，而图6B为图6A的光学膜检测系统300沿方向5B-5B’的剖面图。

光学膜检测系统300包括第一热检测装置110、第二热检测装置120、处理器130、多个滚轮230(图未示)、第一载件340及第二载件350。第一载件340具有一第一表面340s，第一表面340s邻近且面向光学膜10，第一热检测装置110配置在第一表面340s，以减少元件数量。第二载件350的结构同于或相似于第一载件340，于此不再赘述。第二热检测装置120与第二载件350的相对关系同于或相似于第一热检测装置110与第一载件340的相对关系，于此不再赘述。在一实施例中，第一载件340及第二载件350可为一边缘位置控制(EdgePosition Control)装置。

如图6B所示，依据前述原理，第一热检测装置110可持续检测光学膜10的第一膜边界E11的位置。此外，处理器130可依据光学膜10的第一膜边界E11的位置，控制光学膜10的运动。举例来说，处理器130用以：(1).依据据第一热分布S1，取得光学膜10的第一膜边界E11的位置；(2).取得第一膜边界E11的位置与参考位置ER的偏移量ΔE；(3).判断光学膜10的偏移量ΔE是否等于一偏移预设量，偏移预设量可以是一数值范围的任意数值，本发明实施例不限定前述数值范围，其可视光学膜10的种类、制程、规格要求或其它会影响光学膜的边界位置的参数而定；以及，(4).当光学膜10的偏移量ΔE不等于此偏移预设量，表示光学膜10已偏离预设位置，改变此些滚轮230(图未示)的至少一者的运动参数(例如，改变滚轮230的位置、转速、转动方向及/或角度等)，以调整光学膜10的第一膜边界E11的位置。在实际光学膜制程中，处理器130可持续检测光学膜10的第一膜边界E11的最新位置变化且依据光学膜10的第一膜边界E11的最新位置变化改变此些滚轮230的至少一者的运动参数(有需要的话)，直到光学膜10的第一膜边界E11的最新位置变化变化符合偏移预设量。

请参照图7，其为图1A的光学膜检测系统100的光学膜检测方法的流程图。

在步骤S110中，第一热检测装置110检测光学膜10及环境的第一热分布S1。

在步骤S120中，处理器130依据第一热分布S1，判断光学膜10的第一膜边界E11的位置。光学膜10包括第一局部11，第一局部11具有相对的第一膜边界E11与第一区域边界E12。

在步骤S130中，第二热检测装置120检测光学膜10及环境的第二热分布S2。

在步骤S140中，处理器130依据第二热分布S2，判断光学膜10的第二膜边界E21的位置。光学膜10包括第二局部12，第二局部12具有相对的第二膜边界E21与第二区域边界E22。

在步骤S150中，处理器130依据第一区域边界E12与第二区域边界E22之间的间距L3、第一膜边界E11的位置与第二膜边界E21的位置，取得第一膜边界E11与第二膜边界E21之间的宽度W1。步骤S150的取得宽度W1的详细过程已于前述，于此不再赘述。

此外，虽然图未示，在步骤S150后，光学膜检测系统100的光学膜检测方法更包括多个步骤：处理器130取得两宽度W1的比值、判断比值是否等于一比值预设值以及当比值不等于比值预设值，控制光学膜10的运动，以改变光学膜10的宽度W1。此外，控制光学膜10运动的方式已于前述，于此不再赘述。

图5A的光学膜检测系统200的光学膜检测方法同于或相似于前述光学膜检测系统100取的光学膜检测方法，于此不再赘述。

请参照图8，其为图6A的光学膜检测系统300的光学膜检测方法的流程图。

在步骤S210中，第一热检测装置110检测光学膜10及环境的第一热分布S1。

在步骤S220中，处理器130依据第一热分布S1，判断光学膜10的第一膜边界E11的位置。光学膜10包括第一局部11，第一局部11具有相对的第一膜边界E11与第一区域边界E12。

在步骤S230中，如图6B所示，处理器130取得第一膜边界E11的位置与一参考位置ER的一偏移量ΔE。

在步骤S240中，处理器130判断光学膜10的偏移量ΔE是否等于偏移预设量。当偏移量ΔE不等于偏移预设量，表示光学膜10已偏离预设位置，流程进入步骤S250；当偏移量ΔE等于偏移预设量，表示光学膜10位于预设位置，流程回到步骤S210，处理器130持续检测光学膜10的第一膜边界E11的位置的最新变化。

在步骤S250中，处理器130控制光学膜10的运动。控制光学膜10运动的方式已于前述，于此不再赘述。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。