(57)【要約】【課題】液晶表示デバイスの表示画像の明るさを所定の範囲内に調整するための明るさ調整装置を提供する。【解決手段】明るさ調整装置１は、光源１１と駆動回路４と明るさ測定部２０と制御部３とカメラ５とを備える。光源１１は液晶表示デバイス３０に照明光Ｌａを照射する。駆動回路４は液晶表示デバイス３０に駆動電圧ＤＶを印加する。明るさ測定部２０は液晶表示デバイス３０に照射された照明光Ｌａが駆動電圧ＤＶに応じて光変調された画像光Ｌｂの明るさを検出して明るさ検出信号ＢＤＳを生成する。制御部３は明るさ検出信号ＢＤＳに基づいて画像光Ｌｂの明るさが目標範囲内になるように階調が調整された調整階調信号ＴＳを生成し、駆動回路４を制御する。駆動回路４は調整階調信号ＴＳに基づいて駆動電圧ＤＶを制御する。カメラ５は画像光Ｌｂを撮影して画像データＩＤを生成する。制御部３は画像光Ｌｂを解析することで液晶表示デバイス３０を検査する。【選択図】図１
2018040877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示デバイスに照明光を照射する光源と、
前記液晶表示デバイスに駆動電圧を印加する駆動回路と、
前記液晶表示デバイスに照射された照明光が前記駆動電圧に応じて光変調された画像光の明るさを検出して明るさ検出信号を生成する明るさ測定部と、
前記明るさ検出信号に基づいて、前記画像光の明るさが目標範囲内になるように階調が調整された調整階調信号を生成し、前記駆動回路を制御する制御部と、
前記画像光を撮影して画像データを生成するカメラと
を備え、
前記駆動回路は、前記調整階調信号に基づいて前記駆動電圧を制御し、
前記制御部は、前記画像データを解析することで前記液晶表示デバイスを検査する
ことを特徴とする明るさ調整装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記画像光の明るさから目標の明るさを減算して偏差を算出し、前記偏差に応じて前記調整階調信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の明るさ調整装置。
【請求項３】
所定の中間階調を基準階調とする基準階調信号に基づいて液晶表示デバイスに印加する駆動電圧を制御し、
前記液晶表示デバイスに照射された照明光を前記駆動電圧に応じて明るさが調整された画像光に光変調し、
前記画像光の明るさを検出し、
前記画像光の明るさが目標範囲内か否かを判定し、
前記画像光の明るさが目標範囲内ではないと判定された場合に、前記基準階調よりも高いまたは低い階調に調整された調整階調を示す調整階調信号を生成し、前記調整階調信号に基づいて前記駆動電圧を制御し、
前記画像光の明るさが目標範囲内であると判定された場合に、前記画像光を撮影して画像データを生成し、前記画像データを解析することで前記液晶表示デバイスを検査する
ことを特徴とする明るさ調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示デバイスの表示画像の明るさを調整する明るさ調整装置及び明るさ調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、液晶表示デバイスは、画像を表示するための液晶表示部の傷、異物の付着、画素不良がないか検査される。特許文献１には、カメラで液晶表示部を検査する検査装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７４３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、液晶表示デバイスの駆動電圧と表示画像の明るさとの相関関係を示すガンマ特性における中間調の明るさは、同じ駆動電圧であっても液晶表示デバイス毎にばらつく場合がある。そのため、カメラによる液晶表示部の検査では、カメラの露光時間を一定にすると、適切な明るさの表示画像とならない場合がある。そこで、適切な明るさの表示画像とならない液晶表示デバイスに対しては、その都度、カメラの露光時間を調整する必要がある。
【０００５】
そのため、適切な明るさの表示画像ではないと判断された場合には、カメラの露光時間を調整してから再度検査しなければならない。液晶表示デバイス毎にカメラの露光時間を調整することは、検査効率を悪化させる要因となる。
【０００６】
本発明は、液晶表示デバイスの表示画像の明るさを所定の範囲内に調整することができる明るさ調整装置及び明るさ調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、液晶表示デバイスに照明光を照射する光源と、前記液晶表示デバイスに駆動電圧を印加する駆動回路と、前記液晶表示デバイスに照射された照明光が前記駆動電圧に応じて光変調された画像光の明るさを検出して明るさ検出信号を生成する明るさ測定部と、前記明るさ検出信号に基づいて、前記画像光の明るさが目標範囲内になるように階調が調整された調整階調信号を生成し、前記駆動回路を制御する制御部と、前記画像光を撮影して画像データを生成するカメラとを備え、前記駆動回路は、前記調整階調信号に基づいて前記駆動電圧を制御し、前記制御部は、前記画像データを解析することで前記液晶表示デバイスを検査することを特徴とする明るさ調整装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は、所定の中間階調を基準階調とする基準階調信号に基づいて液晶表示デバイスに印加する駆動電圧を制御し、前記液晶表示デバイスに照射された照明光を前記駆動電圧に応じて明るさが調整された画像光に光変調し、前記画像光の明るさを検出し、前記画像光の明るさが目標範囲内か否かを判定し、前記画像光の明るさが目標範囲内ではないと判定された場合に、前記基準階調よりも高いまたは低い階調に調整された調整階調を示す調整階調信号を生成し、前記調整階調信号に基づいて前記駆動電圧を制御し、前記画像光の明るさが目標範囲内であると判定された場合に、前記画像光を撮影して画像データを生成し、前記画像データを解析することで前記液晶表示デバイスを検査することを特徴とする明るさ調整方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の明るさ調整装置及び明るさ調整方法によれば、液晶表示デバイスの表示画像の明るさを所定の範囲内に高速で調整することができるので、液晶表示デバイス毎のカメラの露光時間の調整が不要になり、液晶表示デバイスの検査効率を従来よりも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態の明るさ調整装置を示す構成図である。
【図２】一実施形態の明るさ調整方法を説明するための模式図である。
【図３】一実施形態の明るさ調整方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を用いて、一実施形態の明るさ調整装置１の構成例を説明する。明るさ調整装置１は、保持部２と、光源光学系１０と、明るさ測定部２０と、制御部３と、駆動回路４と、カメラ５とを備える。
【００１２】
保持部２は、検査対象である液晶表示デバイス３０を保持する。液晶表示デバイス３０は反射型液晶表示デバイスである。液晶表示デバイス３０は、画像を表示するための複数の画素で構成された液晶表示部３１を有する。
【００１３】
光源光学系１０は、光源１１と、偏光板１２とを有する。光源１１は照明光Ｌａを射出する。光源１１として、高圧水銀ランプ、ＬＥＤ、または半導体レーザを用いてもよい。
【００１４】
光源１１として高圧水銀ランプを用いる場合、白色光を照明光Ｌａとしてもよいし、色分離フィルタを用いて、光の三原色である赤色光、緑色光、または青色光の照明光Ｌａとしてもよい。光源１１としてＬＥＤを用いる場合、白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、または青色ＬＥＤを用いてもよい。光源１１として半導体レーザを用いる場合も同様である。カメラ５の波長毎の感度の特性に合わせて照明光Ｌａを選択することが好ましい。
【００１５】
偏光板１２は、ｓ偏光またはｐ偏光のいずれか一方の偏光を透過させ、他方の偏光を反射させる。偏光板１２としてワイヤグリッドを用いてもよい。
【００１６】
光源１１から射出された照明光Ｌａは、一方の偏光（例えばｓ偏光）であり、偏光板１２を透過して液晶表示デバイス３０に照射される。液晶表示デバイス３０に照射された照射光Ｌａは、液晶表示デバイス３０に印加される駆動電圧ＤＶに応じて明るさが調整された画像光Ｌｂに光変調される。光変調された画像光Ｌｂは、他方の偏光（例えばｐ偏光）となり、偏光板１２により反射される。
【００１７】
明るさ測定部２０は、集光レンズ２１と、測定ヘッド２２と、支持体２３と、計測部２４と、ＡＤ変換部２５とを有する。
【００１８】
集光レンズ２１は、偏光板１２により反射された画像光Ｌｂを測定ヘッド２２に集光させる。測定ヘッド２２は支持体２３に固定されている。計測部２４は、測定ヘッド２２に集光された画像光Ｌｂの明るさを検出し、明るさ検出信号ＢＤＳを生成する。明るさ検出信号ＢＤＳはアナログ信号である。ＡＤ変換部２５は、明るさ検出信号ＢＤＳをデジタル信号に変換して制御部３へ出力する。
【００１９】
制御部３は、ＡＤ変換部２５より出力された明るさ検出信号ＢＤＳに基づいて調整階調信号ＴＳを生成し、駆動回路４を制御する。調整階調信号ＴＳの生成方法については後述する。
【００２０】
駆動回路４は、調整階調信号ＴＳに基づいて、液晶表示デバイス３０に印加する駆動電圧ＤＶを制御する。液晶表示デバイス３０は、光源１１から射出された照明光Ｌａを、駆動電圧ＤＶに応じて明るさが調整された画像光Ｌｂに光変調する。
【００２１】
画像光Ｌｂの光軸上において、カメラ５と集光レンズ２１とは切り替え可能に配置されている。具体的には、集光レンズ２１が画像光Ｌｂの光軸上に配置されている状態では、カメラ５は画像光Ｌｂの光軸上から退避した位置に配置される。また、カメラ５が画像光Ｌｂの光軸上に配置されている状態では、集光レンズ２１は画像光Ｌｂの光軸上から退避した位置に配置される。
【００２２】
カメラ５は、画像光Ｌｂの光軸上に配置されている状態で、所定の露光時間で画像光Ｌｂを撮影して画像データＩＤを生成し、制御部３へ出力する。制御部３は、画像データＩＤを解析し、液晶表示デバイス３０、具体的には液晶表示部３１の傷、異物の付着、画素不良の有無を検査する。
【００２３】
図１〜図３を用いて、画像光の明るさ調整方法を説明する。図３において、集光レンズ２１が画像光Ｌｂの光軸上に配置され、光源１１から照明光Ｌａが照射されている状態（図１参照）において、制御部３は、ステップＳ１にて、図２に示すように所定の中間階調を基準階調とする基準階調信号ＣＴＳ（第１基準階調信号ＣＴＳ１）を生成して駆動回路４へ出力する。
【００２４】
図２に示すように、駆動回路４は、基準階調信号ＣＴＳに基づいて、液晶表示デバイス３０に印加する駆動電圧ＤＶを制御する。液晶表示デバイス３０は、光源１１から射出された照明光Ｌａを、駆動電圧ＤＶに応じて明るさが調整された画像光Ｌｂに光変調する。図１に示すように、光変調された画像光Ｌｂは、偏光板１２により反射され、集光レンズ２１により測定ヘッド２２に集光される。
【００２５】
図３において、明るさ測定部２０は、ステップＳ２にて、図２に示すように画像光Ｌｂの明るさを検出して明るさ検出信号ＢＤＳを生成し、制御部３へ出力する。具体的には、図１に示すように、明るさ測定部２０において、計測部２４は、測定ヘッド２２に集光された画像光Ｌｂの明るさを検出し、明るさ検出信号ＢＤＳを生成する。ＡＤ変換部２５は、明るさ検出信号ＢＤＳをデジタル信号に変換して制御部３へ出力する。
【００２６】
図３において、制御部３は、ステップＳ３にて、明るさ検出信号ＢＤＳから画像光Ｌｂの明るさが目標範囲内か否かを判定する。具体的には、制御部３は、画像光Ｌｂが目標範囲内の明るさか、目標範囲よりも暗いかを判定する。
【００２７】
制御部３は、画像光Ｌｂの明るさが目標範囲内ではないと判定した場合、ステップＳ４にて、図２に示すように、階調が変更された調整階調信号ＴＳを生成し、駆動回路４へ出力する。
【００２８】
調整階調信号ＴＳの生成方法の実施例１〜実施例３を説明する。
【００２９】
［実施例１］
例えば、制御部３は、画像光Ｌｂの明るさから目標の明るさを減算して偏差を算出する。算出された偏差が予め設定されている目標偏差範囲内ではなく、かつ、プラスの場合には、制御部３は、画像光Ｌｂが目標範囲よりも明るいと判定する。この場合、制御部３は、例えば予め設定された相関テーブルに基づいて、画像光Ｌｂが暗くなるように基準階調よりも１レベル低い階調に調整された調整階調を示す調整階調信号ＴＳを生成し、駆動回路４を制御する。
【００３０】
また、算出された偏差が予め設定されている目標偏差範囲内ではなく、かつ、マイナスの場合には、制御部３は、画像光Ｌｂが目標範囲よりも暗いと判定する。この場合、制御部３は、相関テーブルに基づいて、画像光Ｌｂが明るくなるように基準階調よりも１レベル高い階調に調整された調整階調を示す調整階調信号ＴＳを生成し、駆動回路４を制御する。
【００３１】
［実施例２］
例えば、制御部３は、画像光Ｌｂの明るさから目標の明るさを減算して偏差を算出する。算出された偏差が予め設定されている目標偏差範囲内ではなく、かつ、プラスの場合には、制御部３は、画像光Ｌｂが目標範囲よりも明るいと判定する。この場合、制御部３は、例えば予め設定された相関テーブルに基づいて、画像光Ｌｂが暗くなるように基準階調よりも偏差に応じた低いレベルの階調に調整された調整階調を示す調整階調信号ＴＳを生成し、駆動回路４を制御する。
【００３２】
また、算出された偏差が予め設定されている目標偏差範囲内ではなく、かつ、マイナスの場合には、制御部３は、画像光Ｌｂが目標範囲よりも暗いと判定する。この場合、制御部３は、相関テーブルに基づいて、画像光が明るくなるように基準階調よりも偏差に応じた高いレベルの階調に調整された調整階調を示す調整階調信号ＴＳを生成し、駆動回路４を制御する。
【００３３】
［実施例３］
例えば、制御部３は、第１基準階調信号ＣＴＳ１とは階調の異なる第２基準階調信号ＣＴＳ２を生成し、駆動回路４を制御するようにしてもよい。制御部３は、第１基準階調信号ＣＴＳ１による画像光Ｌｂの明るさと、第２基準階調信号ＣＴＳ２による画像光Ｌｂの明るさとから最小二乗法等の近似法を用いて、階調と画像光Ｌｂの明るさとの相関を導出する。
【００３４】
制御部３は、導出された相関に基づいて、画像光Ｌｂが目標の明るさとなる階調を導出し、導出された階調に調整された調整階調を示す調整階調信号ＴＳを生成し、駆動回路４を制御する。
【００３５】
駆動回路４は、実施例１〜実施例３のいずれかにより生成された調整階調信号ＴＳに基づいて、液晶表示デバイス３０に印加する駆動電圧ＤＶを制御する。液晶表示デバイス３０は、光源１１から射出された照明光Ｌａを、駆動電圧ＤＶに応じて明るさが調整された画像光Ｌｂに光変調する。光変調された画像光Ｌｂは、偏光板１２により反射され、集光レンズ２１により測定ヘッド２２に集光される。
【００３６】
ステップＳ２〜ステップＳ４は、画像光Ｌｂの明るさが目標範囲内になるまで繰り返される（図２参照）。
【００３７】
図３において、画像光Ｌｂの明るさが目標範囲内であると判定された場合、ステップＳ５にて、集光レンズ２１を退避させ、画像光Ｌｂの光軸上にカメラ５を配置させる。集光レンズ２１とカメラ５との切り替えは、作業者が手動で行ってもよいし、切り替え駆動装置により自動的に行ってもよい。
【００３８】
カメラ５は、ステップＳ６にて、所定の露光時間で画像光Ｌｂを撮影して画像データＩＤを生成し、制御部３へ出力する。制御部３は、画像データＩＤを解析し、液晶表示部３１の傷、異物の付着、画素不良の有無を検査する。
【００３９】
本実施形態の明るさ調整装置及び明るさ調整方法では、画像光の明るさが目標範囲内になるように液晶表示デバイスに印加する駆動電圧を調整してから、カメラによる画像検査を実行する。これにより、各液晶表示デバイスの画像光の明るさを目標範囲内にすることができるので、液晶表示デバイス毎にカメラの露光時間を調整する必要がなくなる。従って、液晶表示デバイスの検査効率を従来よりも向上させることができる。
【００４０】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【００４１】
例えば、本実施形態の明るさ調整装置１では、カメラ５と集光レンズ２１とを切り替え可能な構成としたが、カメラ５と明るさ測定部２０とを切り替え可能な構成としてもよいし、明るさ測定部２０の一部（例えば、集光レンズ２１、測定ヘッド２２、及び支持体２３）と切り替え可能な構成としてもよい。さらに、切り替え可能な構成として投射レンズを追加し、投射レンズを用いて検査画像をスクリーンに投影させ、目視で検査してもよい。
【００４２】
また、本実施形態の明るさ調整装置１では、カメラ５を備え、カメラ５から出力された画像データＩＤを制御部３で解析することにより液晶表示デバイス３０を検査する構成としたが、画像光Ｌｂの明るさを調整する明るさ調整装置と、カメラから出力された画像データを解析する検査装置とが独立した構成としてもよい。
【００４３】
液晶表示デバイス３０の検査は、完成品の状態で実施してもよいし、製造過程で実施してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  明るさ調整装置
３  制御部
４  駆動回路
１０  光源光学系
１１  光源
２０  明るさ測定部
３０  液晶表示デバイス
Ｌａ  照明光
Ｌｂ  画像光
ＤＶ  駆動電圧
ＢＤＳ  明るさ検出信号
ＴＳ  調整階調信号
【図１】
2018040877.tif 000003
【図２】
2018040877.tif 000004
【図３】
2018040877.tif 000005