LED背光源缺陷检测设备的研制

发布时间：2017-10-11 22:28

  本文关键词：LED背光源缺陷检测设备的研制

  更多相关文章： 背光源 光学建模 灰度曲线 亚像素椭圆拟合

【摘要】：目前LED背光源日益成为液晶显示屏的主要光源,LED背光源模组是液晶显示屏的核心部件,而背光模组中每一个灯珠都是由LED与其二次透镜是通过塑料粘接到一起的,二者之间可能存在中心偏移、高度偏移、角度偏移等缺陷,这些缺陷会影响LED灯珠发光的均匀性,进而影响到显示屏的显示质量。根据实际生产的要求,本文将研制一款能够检测LED背光源装配缺陷的自动化设备。通过对不同LED背光源的单个灯珠进行了光学建模和仿真,可得出不同背光源中不同结构的透镜对光源光线的作用以及光线经过透镜后在接收屏上的分布规律和照度曲线的特点,再通过分析不同缺陷时光源光线经透镜后的分布规律和特点,从而提出了相应的检测方法。针对不同的检测方法,分别进行相应的算法设计和图像处理程序的编写。其中一种算法原理是利用不同缺陷时灰度曲线左右峰值差及谷值的特点进行缺陷检测,该灰度曲线特点是需要过图像中心,且具有像素宽度,分别有水平、竖直、及两个对角线方向。而另一种算法则是通过图像边缘的几何信息与缺陷间的关系进行缺陷检测,通过像素级椭圆拟合对图像边缘进行粗定位,然后用四次多项式拟合沿图像边缘梯度方向上的灰度曲线,通过5?5域灰度值插值法获得包括边缘点在内的5个相邻像素点灰度值,利用这5个灰度值进行插值,同时结合最小二乘原理从而得到相应的四次多项式表达式,再通过对该多项式求二阶导数,导数值为零的点就是准确的图像边缘点,再利用一系列边缘点进行椭圆拟合,从而得到准确的图像边缘,最终求得椭圆的中心坐标及长短半轴的变化进行缺陷类型判断。进行了样机结构设计,包括总体和详细结构设计,制造了检测样机,并针对不同类型的LED背光源产品进行样机试验,试验中分别设定三种类型的装配缺陷,并采集相应缺陷下的试验数据进行分析,从而验证样机的可靠性和检测精度。本文设计制造的LED背光源缺陷检测设备已能够对特定的两种背光源产品的缺陷进行检测,具有一定的精度,检测结果较可靠,检测速度较快。
【关键词】：背光源 光学建模 灰度曲线 亚像素椭圆拟合
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN873.93;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题来源及研究背景和意义8-10
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 课题研究的背景8-9
• 1.1.3 课题研究的意义9-10
• 1.2 课题相关领域国内外研究现状10-14
• 1.2.1 LED背光源技术研究现状及发展10-12
• 1.2.2 计算机视觉检测技术研究现状及发展12-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 第2章 LED背光源光路分析和仿真15-28
• 2.1 引言15
• 2.2 LED背光源光学系统结构15
• 2.3 LED光学分析15-18
• 2.4 LED背光源光路分析与建模仿真18-23
• 2.4.1 凸顶透镜背光源光路分析及建模仿真18-21
• 2.4.2 锥顶透镜背光源光路分析及建模仿真21-23
• 2.5 LED背光源装配缺陷与光源照度分布的关系23-27
• 2.5.1 凸顶透镜背光源装配缺陷与光源照度分布的关系23-25
• 2.5.2 锥顶透镜背光源装配缺陷与光源照度分布的关系25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 凸顶透镜背光源缺陷检测算法设计28-38
• 3.1 引言28
• 3.2 图像处理技术简介28-29
• 3.3 图像中心定位29-30
• 3.4 获取图像灰度分布曲线30-37
• 3.4.10°和 90°方向灰度分布曲线31-32
• 3.4.245°和 135°方向灰度分布曲线32-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 锥顶透镜背光源缺陷检测算法设计38-51
• 4.1 引言38
• 4.2 图像去噪38
• 4.3 边缘检测38-41
• 4.4 边缘提取41-43
• 4.5 像素级图像边缘拟合43-44
• 4.6 亚像素级图像边缘拟合44-49
• 4.6.1 边缘点梯度的计算45
• 4.6.2 梯度方向上相邻点灰度值的计算45-48
• 4.6.3 四次多项式插值法计算灰度曲线48-49
• 4.6.4 亚像素边缘点坐标的计算49
• 4.7 去除异常点49-50
• 4.8 本章小结50-51
• 第5章 样机结构设计及样机实验51-66
• 5.1 引言51
• 5.2 样机机械结构设计51-55
• 5.3 样机实验55-65
• 5.3.1 凸顶透镜背光源的实验及分析55-61
• 5.3.2 锥顶透镜背光源的实验及分析61-65
• 5.4 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-72
• 致谢72

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本文编号：1015122