(57)【要約】【課題】電圧変化によるシミ欠陥の輝度差がノイズレベルであっても、シミ欠陥を高精度に検出することができるシミ欠陥検出方法および装置を提供すること。【解決手段】異なる検査用電圧値ごとの撮像画像を取得し（撮像画像取得工程Ｓ２）、２つの撮像画像ごとに順次差分をとって差分画像を作成する（差分画像作成工程Ｓ４）。次いで、差分画像において、２つの差分画像ごとに順次差分をとって変化量画像を作成する（変化量画像作成工程Ｓ５）。そして、各変化量画像の値の絶対値を積算して積算変化量画像を作成し（積算変化量画像作成工程Ｓ６）、この積算変化量画像に基づいてシミ欠陥を検出する（シミ欠陥検出工程Ｓ７〜Ｓ１１）。これにより、電圧変化によるシミ欠陥の輝度差がノイズレベルであっても、シミ欠陥を高精度に検出することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる電圧値に設定された各検査用電圧値で表示デバイスを駆動するとともに、前記表示デバイスの表示画像を撮像し、前記各検査用電圧値ごとの撮像画像を取得する撮像画像取得工程と、
前記各撮像画像において、２つの前記撮像画像ごとに順次差分をとって差分画像を作成する差分画像作成工程と、
前記各差分画像において、２つの前記差分画像ごとに順次差分をとって変化量画像を作成する変化量画像作成工程と、
前記各変化量画像の値の絶対値を積算して積算変化量画像を作成する積算変化量画像作成工程と、
前記積算変化量画像に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出工程とを備えていることを特徴とするシミ欠陥検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載のシミ欠陥検出方法において、
前記撮像画像取得工程では、前記各撮像画像を記憶手段に記憶させ、
前記変化量画像作成工程では、前記各変化量画像を前記記憶手段に記憶させ、
前記シミ欠陥検出工程は、
前記積算変化量画像を基に欠陥候補を抽出する欠陥候補抽出工程と、
前記変化量画像の中から、前記欠陥候補に含まれる画素の値の絶対値が最大となる変化量画像を抽出し、当該変化量画像に基づき、前記撮像画像の中から前記欠陥候補が明確に現れている撮像画像を検査画像として選定する検査画像選定工程と、
前記検査画像に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出処理工程とを備えていることを特徴とするシミ欠陥検出方法。
【請求項３】
請求項２に記載のシミ欠陥検出方法において、
前記検査画像選定工程では、前記欠陥候補に含まれる画素の値の絶対値が最大となる変化量画像を抽出し、当該変化量画像に基づき、前記撮像画像の中から、前記欠陥候補に含まれる画素の値の平均値と、前記欠陥候補の周囲の画素の平均値との差の絶対値が最大となる撮像画像を、前記検査画像として選定することを特徴とするシミ欠陥検出方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のシミ欠陥検出方法において、
各検査用電圧値は、等間隔に設定されていること特徴とするシミ欠陥検出方法。
【請求項５】
異なる電圧値に設定された各検査用電圧値で表示デバイスを駆動するとともに、前記表示デバイスの表示画像を撮像し、前記各検査用電圧値ごとの撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、
前記各撮像画像において、２つの前記撮像画像ごとに順次差分をとって差分画像を作成する差分画像作成手段と、
前記各差分画像において、２つの前記差分画像ごとに順次差分をとって変化量画像を作成する変化量画像作成手段と、
前記各変化量画像の値の絶対値を積算して積算変化量画像を作成する積算変化量画像作成手段と、
前記積算変化量画像に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出手段とを備えていることを特徴とするシミ欠陥検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載のシミ欠陥検出装置において、
記憶手段を備え、
前記撮像画像取得手段では、前記各撮像画像を前記記憶手段に記憶させ、
前記変化量画像作成手段では、前記各変化量画像を前記記憶手段に記憶させ、
前記シミ欠陥検出手段は、
前記積算変化量画像を基に欠陥候補を抽出する欠陥候補抽出手段と、
前記変化量画像の中から、前記欠陥候補に含まれる画素の値の絶対値が最大となる変化量画像を抽出し、当該変化量画像に基づき、前記撮像画像の中から前記欠陥候補が明確に現れている撮像画像を検査画像として選定する検査画像選定手段と、
前記検査画像に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出処理手段とを備えていることを特徴とするシミ欠陥検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載のシミ欠陥検出装置において、
前記検査画像選定手段では、前記欠陥候補に含まれる画素の値の絶対値が最大となる変化量画像を抽出し、当該変化量画像に基づき、前記撮像画像の中から、前記欠陥候補に含まれる画素の値の平均値と、前記欠陥候補の周囲の画素の平均値との差の絶対値が最大となる撮像画像を、前記検査画像として選定することを特徴とするシミ欠陥検出装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれかに記載のシミ欠陥検出装置において、
各検査用電圧値は、等間隔に設定されていること特徴とするシミ欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル等の表示デバイスやその応用製品であるプロジェクタ等の製造における検査工程等の各種製品の検査工程において、シミ欠陥を精度よく自動的に検出するシミ欠陥検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴパネル等のＬＣＤパネル検査においてシミやムラと呼ばれる面系欠陥は、形状が不定でありコントラストも低いため、検査装置で自動検出することは困難であった。このため、検査は未だ検査員の目視で行われているのが現状であり、製造コスト削減のために検査の自動化が急務となっている。
なお、シミやムラ欠陥とは、表示画面のある領域が他の領域と輝度の差がある状態であり、ある程度の範囲で周りに比べて明るい部分や暗い部分がある状態をいう。通常、欠陥面積が比較的狭い場合をシミ欠陥、比較的大きい場合をムラ欠陥と呼ぶことが多い。但し、厳密な定義はないため、本発明ではシミ欠陥やムラ欠陥などの面系欠陥を総称してシミ欠陥と称する。
【０００３】
従来、シミ欠陥の検出を自動化する方法として、差分画像（差分画像データ）を用いた方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のシミ欠陥検出方法では、電圧値がそれぞれ異なる各検査用電圧値でＬＣＤパネルを駆動し、当該表示画面を撮像して各検査用電圧値ごとの撮像画像を取得する。次いで、撮像画像において、順次２つの撮像画像ごとに差分をとり、差分画像を作成する。続いて、撮像画像から、周囲と明度が異なるクラスタ（白点または黒点）を、欠陥候補のクラスタとして抽出する。
そして、当該欠陥候補のクラスタにおいて、値（輝度差）が、差分画像の平均値よりも閾値以上離れているものをシミ欠陥（特定部位）として検出していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９４６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載の検出方法では、電圧変化による輝度差がノイズレベルに近い欠陥の場合、当該欠陥の値（輝度差）が平均値とほぼ等しくなり、閾値より小さくなってしまうため、欠陥候補が欠陥として判定されず、欠陥を検出できないという問題があった。また、閾値を下げた場合、正常な画素も欠陥として検出されてしまうという問題があった。これらの問題により、前記特許文献１に記載の検出方法では、電圧変化によって生じる輝度差がノイズレベルに近い欠陥の場合、高精度に欠陥を検出することが難しかった。
【０００６】
本発明の目的は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、電圧変化によるシミ欠陥の輝度差がノイズレベルであっても、シミ欠陥を高精度に検出することができるシミ欠陥検出方法および装置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】
本発明のシミ欠陥検出方法は、異なる電圧値に設定された各検査用電圧値で表示デバイスを駆動するとともに、前記表示デバイスの表示画像を撮像し、前記各検査用電圧値ごとの撮像画像を取得する撮像画像取得工程と、前記各撮像画像において、２つの前記撮像画像ごとに順次差分をとって差分画像を作成する差分画像作成工程と、前記各差分画像において、２つの前記差分画像ごとに順次差分をとって変化量画像を作成する変化量画像作成工程と、前記各変化量画像の値の絶対値を積算して積算変化量画像を作成する積算変化量画像作成工程と、前記積算変化量画像に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出工程とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のシミ欠陥検出装置は、異なる電圧値に設定された各検査用電圧値で表示デバイスを駆動するとともに、前記表示デバイスの表示画像を撮像し、前記各検査用電圧値ごとの撮像画像を取得する撮像画像取得手段と、前記各撮像画像において、２つの前記撮像画像ごとに順次差分をとって差分画像を作成する差分画像作成手段と、前記各差分画像において、２つの前記差分画像ごとに順次差分をとって変化量画像を作成する変化量画像作成手段と、前記各変化量画像の値の絶対値を積算して積算変化量画像を作成する積算変化量画像作成手段と、前記積算変化量画像に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
ここで、作成された各撮像画像の各画素の値は輝度値となるので、各差分画像の各画素の値は、輝度値の差、すなわち輝度差となる。変化量画像の各画素の値は、輝度差の差、すなわち変化量となる。積算変化量画像の各画素の値は、変化量の絶対値の積算値となる。なお、シミ欠陥の検出は、積算変化量画像に基づいて欠陥候補を抽出し、当該欠陥候補を基に、撮像画像の中から当該欠陥候補が明確に現れている好適な撮像画像を検査画像として選定し、この検査画像に基づいて行ってもよい。
【００１０】
本発明のシミ欠陥検出方法および装置によれば、電圧変化による欠陥画素の輝度差がノイズレベルであっても、各画素ごとに、輝度差の差（変化量）の絶対値を積算して積算変化量画像を作成するので、当該積算変化量画像において、背景画素（正常な部分の画素）の値と欠陥画素（欠陥部分の画素）の値との差をはっきりと出すことができる。従って、欠陥画素（欠陥候補）を抽出するための閾値を適切かつ容易に設定することができる。よって、シミ欠陥を容易にかつ高精度に検出することができる。
また、積算変化量画像は、各画素ごとに、輝度差の差の絶対値が積算されて作成されるので、当該積算変化量画像には、各検査用電圧値での各画素の輝度値の変化（輝度差）が反映される。よって、当該積算変化画像を基に、特定の電圧値のみに現れる欠陥を抽出することができる。従って、この点からも、本発明はシミ欠陥を高精度に行うことができる。
【００１１】
本発明のシミ欠陥検出方法においては、前記撮像画像取得工程では、前記各撮像画像を記憶手段に記憶させ、前記変化量画像作成工程では、前記各変化量画像を前記記憶手段に記憶させ、前記シミ欠陥検出工程は、前記積算変化量画像を基に欠陥候補を抽出する欠陥候補抽出工程と、前記変化量画像の中から、前記欠陥候補に含まれる画素の値の絶対値が最大となる変化量画像を抽出し、当該変化量画像に基づき、前記撮像画像の中から前記欠陥候補が明確に現れている撮像画像を検査画像として選定する検査画像選定工程と、前記検査画像に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出処理工程とを備えていることが好ましい。
【００１２】
本発明のシミ欠陥検出装置においては、記憶手段を備え、前記撮像画像取得手段では、前記各撮像画像を前記記憶手段に記憶させ、前記変化量画像作成手段では、前記各変化量画像を前記記憶手段に記憶させ、前記シミ欠陥検出手段は、前記積算変化量画像を基に欠陥候補を抽出する欠陥候補抽出手段と、前記変化量画像の中から、前記欠陥候補に含まれる画素の値の絶対値が最大となる変化量画像を抽出し、当該変化量画像に基づき、前記撮像画像の中から前記欠陥候補が明確に現れている撮像画像を検査画像として選定する検査画像選定手段と、前記検査画像に基づいてシミ欠陥を検出するシミ欠陥検出処理手段とを備えていることが好ましい。
【００１３】
本発明のシミ欠陥検出方法および装置によれば、積算変化量画像から欠陥候補を抽出し、撮像画像の中から当該欠陥候補が明確に現れている撮像画像を検査画像とし、この欠陥候補が明確に現れている検査画像を基にシミ欠陥を検出するので、シミ欠陥を確実に高精度に検出することができる。
【００１４】
本発明のシミ欠陥検出方法においては、前記検査画像選定工程では、前記欠陥候補に含まれる画素の値の絶対値が最大となる変化量画像を抽出し、当該変化量画像に基づき、前記撮像画像の中から、前記欠陥候補に含まれる画素の値の平均値と、前記欠陥候補の周囲の画素の平均値との差の絶対値が最大となる撮像画像を、前記検査画像として選定することが好ましい。
【００１５】
本発明のシミ欠陥検出装置においては、前記検査画像選定手段では、前記欠陥候補に含まれる画素の値の絶対値が最大となる変化量画像を抽出し、当該変化量画像に基づき、前記撮像画像の中から、前記欠陥候補に含まれる画素の値の平均値と、前記欠陥候補の周囲の画素の平均値との差の絶対値が最大となる撮像画像を、前記検査画像として選定することが好ましい。
【００１６】
本発明のシミ欠陥検出方法および装置によれば、確実に、欠陥候補が明確に現れている撮像画像を検査画像として選定することができるので、シミ欠陥をより確実に高精度に検出することができる。
【００１７】
本発明のシミ欠陥検出方法および装置においては、各検査用電圧値は、等間隔に設定されていることが好ましい。
本発明によれば、印加される電圧値に比例して輝度値が高くなる、または暗くなる表示デバイスを検査する場合には、各検査用電圧値間の幅を適宜に設けた場合、輝度差や変化量が適切に算出されず、検査用電圧値間の前後の幅によって、輝度差や変化量が大きな値をとってしまうことがある。しかしながら、本発明では、検査用電圧値を等間隔に設定するので、このようなことがなく、輝度差や変化量を確実に適切に算出することができるので、シミ欠陥を一層確実に高精度に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［１．シミ欠陥検出装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るシミ欠陥検出装置の構成を示すブロック図である。
シミ欠陥検査装置は、検査対象である表示デバイスとしての液晶パネル（液晶ライトバルブ）１の外観検査を行い、当該液晶パネル１のシミ欠陥を検出する装置である。液晶パネル１は、本実施形態では、電圧がかかっていない時に透過率が最小（黒表示を形成）となり、電圧の印加に比例して透過率が上がり、光を通すようになるノーマリーブラックモードに構成されている。なお、液晶パネル１は、電圧がかかっていない時に透過率が最大（白表示を形成）となるノーマリーホワイトモードに構成されていても構わない。
【００１９】
このシミ欠陥検査装置は、図１に示すように、画像投影装置としてのプロジェクタ２と、パターン生成装置としてのパターンジェネレータ３と、スクリーン４と、撮像手段としてのＣＣＤ（charge-coupled device）カメラ５と、画像処理手段であるコンピュータ装置６とを備えて構成されている。
【００２０】
プロジェクタ２には、液晶パネル１が外部からセットできるようになっている。パターンジェネレータ３は、液晶パネル１に各種のパターンの検査画像を表示させることが可能となっており、本実施形態では、液晶パネル１に面内が同一階調である検査画像（ベタ表示）を表示させる。
ＣＣＤカメラ５は、液晶パネル１の解像度以上の解像度を有するＣＣＤを備え、スクリーン４に投影された検査画像を撮影する。コンピュータ装置６は、パターンジェネレータ３及びＣＣＤカメラ５を制御し、液晶パネル１のシミ欠陥を検出する。このコンピュータ装置６には、キーボード等から構成される入力手段７、および表示装置８が接続されている。
【００２１】
コンピュータ装置６は、検査用電圧値算出手段６０１、電圧信号出力手段６０２、撮像画像取得手段６０３、目標電圧値到達判定手段６０４、差分画像作成手段６０５、変化量画像作成手段６０６、積算変化量画像作成手段６０７、２値化処理画像作成手段６０８、ラベリング手段６０９、欠陥候補有無判定手段６１０、検査画像選定手段６１１、シミ欠陥検出処理手段６１２、および記憶手段６１３を備えている。なお、記憶手段６１３は、例えば半導体メモリやハードディスク装置等から構成されている。
【００２２】
コンピュータ装置６の検査用電圧値算出手段６０１は、入力手段７から入力された数値に基づいて各検査用電圧値を算出し、当該各検査用電圧値を記憶手段６１３に記憶させる。
電圧信号出力手段６０２は、各検査用電圧値で液晶パネル１を駆動させるための電圧信号を順次パターンジェネレータ３に出力する電圧信号出力工程Ｓ１を実施する。パターンジェネレータ３は、電圧信号出力手段６０２から出力された電圧信号に従って各検査用電圧値で液晶パネル１を駆動し、当該液晶パネル１に各検査用電圧値ごとの検査画像を表示させる。
【００２３】
撮像画像取得手段６０３は、各検査用電圧値で液晶パネル１が駆動されるごとに、ＣＣＤカメラ５に、スクリーン４上に投影された検査画像を撮像させ、各検査用電圧値ごとの検査画像の撮像画像を記憶手段６１３に記憶させる撮像画像取得工程Ｓ２を実施する。なお、各撮像画像の各画素の値は輝度値となる。
【００２４】
差分画像作成手段６０５は、撮像画像において、２つの撮像画像ごとに順次差分をとって差分画像を作成し、当該差分画像を記憶手段６１３に記憶させる差分画像作成工程Ｓ４を実施する。なお、作成された各差分画像の各画素の値は、輝度値の差、すなわち輝度差となる。
変化量画像作成手段６０６は、差分画像において、２つの差分画像ごとに順次差分をとって変化量画像を作成し、当該変化量画像を記憶手段６１３に記憶させる変化量画像作成工程Ｓ５を実施する。なお、作成された変化量画像の各画素の値は、輝度差の差、すなわち変化量となる。
積算変化量画像作成手段６０７は、各変化量画像の値の絶対値を積算して１つの積算変化量画像を作成する積算変化量画像作成工程Ｓ６を実施する。
【００２５】
２値化処理画像作成手段６０８は、積算変化量画像を２値化処理し、２値化処理画像を作成する２値化処理画像作成工程Ｓ７を実施する。
ラベリング手段６０９は、２値化処理画像におけるクラスタ（画素群）ごとに識別番号を付けるラベリング工程Ｓ８を実施する。
【００２６】
欠陥候補有無判定手段６１０は、クラスタの中に欠陥候補が存在するか否かを判定する欠陥候補有無判定工程Ｓ９を実施する。これら２値化処理画像作成手段６０８、ラベリング手段６０９、および欠陥候補有無判定手段６１０を含んで本発明の欠陥候補抽出手段が構成されている。
検査画像選定手段６１１は、欠陥候補有無判定手段６１０に欠陥候補であると判定されたクラスタが明確に現れている撮像画像を検査画像として選定する検査画像選定工程Ｓ１０を実施する。
【００２７】
シミ欠陥検出処理手段６１２は、選定された検査画像を用いてシミ欠陥の検出を行うシミ欠陥検出処理工程Ｓ１１を実施する。なお、シミ欠陥検出処理手段６１２におけるシミ欠陥の検出は、例えば特開２００６−２５８７１３号公報等に開示されている公知の方法によって行うことができるので、ここでは説明を省略する。これら２値化処理画像作成手段６０８、ラベリング手段６０９、欠陥候補有無判定手段６１０、検査画像選定手段６１１、およびシミ欠陥検出処理手段６１２を含んで本発明のシミ欠陥検出手段が構成されている。
【００２８】
〔２．シミ欠陥検出装置の動作〕
次に、本実施形態におけるシミ欠陥検出装置の動作について説明する。
まず、検査員がプロジェクタ２に検査対象の液晶パネル１をセットし、入力手段７を操作して最小電圧値、最大電圧値、およびステップ数を入力する。本実施形態では、最小電圧値を０．０Ｖ、最大電圧値を５．０Ｖ、ステップ数を２０と入力する。
【００２９】
これらの各値が入力されると、コンピュータ装置６の検査用電圧値算出手段６０１は、入力された最小電圧値と最大電圧値との差を、入力されたステップ数で割り、ステップ値を算出する。そして、検査用電圧値算出手段６０１は、このステップ値を、最小電圧値が最大電圧値となるまで最小電圧値に順次足していった各値（最小電圧を含む）を検査用電圧値として記憶手段６１３に記憶させる。
【００３０】
本実施形態では、最小電圧値が０．０Ｖ、最大電圧値が５．０Ｖ、ステップ数が２０となっており、ステップ値は０．２５Ｖとなる。従って、本実施形態では、０．０Ｖが５．０Ｖとなるまで、０．０Ｖに０．２５Ｖずつ足していった各値（０．０Ｖ，０．２５Ｖ，０．５０Ｖ…４．７５Ｖ，５．０Ｖ）が検査用電圧値として記憶手段６１３に記憶される。
【００３１】
そして、検査員が、最小電圧値や最大電圧値で液晶パネル１を駆動し、設定された絞りやシャッタースピード等の設定値で、ＣＣＤカメラ５が階調の低い検査画像や階調の高い検査画像を正確に捉えることができるか否かを試験する。ＣＣＤカメラ５が検査画像を正確に捉えることができない場合には、設定値を適切な値に調整する。これは、絞りやシャッタースピード等の設定値が適切に調整されていないと、液晶パネル１が最小電圧値や最大電圧値で駆動され、階調の低いまたは高い検査画像を表示した際に、ＣＣＤカメラ５が当該検査画像を正確に捉えることができなくなり、撮像画像が真黒または真白になってしまうことがあるからである。
【００３２】
そして、検査員による検査用電圧値の設定や、ＣＣＤカメラ５の設定値の調整の後、コンピュータ装置６は、パターンジェネレータ３を制御し、各検査用電圧値（０．０Ｖ，０．２５Ｖ，…４．７５Ｖ，５．０Ｖ）で液晶パネル１を順次駆動し、液晶パネル１上に順次表示させた検査画像をプロジェクタ２によりスクリーン４に投影する。これにより、本実施形態では、液晶パネル１に表示される検査画像の階調は、全黒から全白へと順次上がっていくこととなる。
【００３３】
次いで、コンピュータ装置６は、スクリーン４上に順次投影される検査画像をＣＣＤカメラ５に撮像させ、各検査用電圧値ごとの検査画像の撮像画像を取得する。続いて、コンピュータ装置６は、各検査用電圧値ごとに取得した撮像画像の中からシミ欠陥の検出に好適な撮像画像を検査画像として選定する。
そして、コンピュータ装置６は、選定した検査画像を基にシミ欠陥を検出し、当該シミ欠陥を表示装置８に表示する。
【００３４】
〔３．コンピュータ装置によるシミ欠陥の検出工程〕
図２は、本実施形態のシミ欠陥検出装置の動作を説明するためのフローチャート、図３は、撮像画像から積算変化量画像を作成する工程を説明するための図、図４は、各検査用電圧値における各画像の背景画素（正常な部分の画素）および欠陥画素（欠陥部分の画素）の値を示す図である。なお、図２に示す動作は、コンピュータ装置６上で実行されるプログラムにより実現されている。
以下に、各検査用電圧値（０．０Ｖ〜５．０Ｖ）の設定、およびＣＣＤカメラ５の設定値の調整が行われた後のコンピュータ装置６によるシミ欠陥の検出工程について、図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００３５】
まず、電圧信号出力手段６０２が、記憶手段６１３から各検査用電圧値（０．０Ｖ〜５．０Ｖ）を読み出し、最小電圧値の検査用電圧値（０．０Ｖ）で液晶パネル１を駆動させるための電圧信号をパターンジェネレータ３に出力する（電圧信号出力工程Ｓ１）。
【００３６】
次に、撮像画像取得手段６０３がＣＣＤカメラ５に、スクリーン４上に投影された検査画像を撮像させ、当該撮像画像Ｇ（１）（図３参照）を記憶手段６１３に記憶させる（撮像画像取得工程Ｓ２）。なお、ＣＣＤカメラ５に撮像された撮像画像（撮像データ）は、図示しないＡ／Ｄ変換器により、４０９６階調（１２ビット）のデジタルデータに変換され、記憶手段６１３に記憶される。
【００３７】
続いて、図２に示すように、目標電圧値到達判定手段６０４が、現在出力されている電圧信号は、目標電圧値である最大電圧値で液晶パネル１を駆動させるための電圧信号ではないと判断し、工程を電圧信号出力工程Ｓ１に戻す（目標電圧値到達判定工程Ｓ３においてＮＯ）。そして、電圧信号出力手段６０２が、今度は、電圧値が１ステップ値（０．２５Ｖ）高い検査用電圧値（０．２５Ｖ）で液晶パネル１を駆動させるための電圧信号をパターンジェネレータ３に出力する（電圧信号出力工程Ｓ１）。
【００３８】
そして、前述と同様に、撮像画像取得手段６０３がＣＣＤカメラ５を制御して、当該検査用電圧値における撮像画像Ｇ（２）を記憶手段６１３に記憶させる（撮像画像取得工程Ｓ２）。
このようにして、目標電圧値到達判定手段６０４が、現在出力されている電圧信号が、目標値である最大電圧値で液晶パネル１を駆動させるための電圧信号であると判定するまで、電圧信号出力工程Ｓ１および撮像画像取得工程Ｓ２が繰り返され、各検査用電圧値（０．０Ｖ〜５．０Ｖ）における撮像画像Ｇ（ｎ）（Ｇ１，Ｇ２…，Ｇ２１）（図３参照、なお、以降も、Ｇ（１），Ｔ（１），Ｕ（１）等を分かりやすくするため、Ｇ１，Ｔ１，Ｕ１等と表記することがある。）が記憶手段６１３に記憶される。
【００３９】
目標電圧値到達判定手段６０４が、パターンジェネレータ３に現在出力されている電圧信号が目標値である最大電圧値で液晶パネル１を駆動させるための電圧信号であると判定すると、工程が次の差分画像作成工程Ｓ４に進む（目標電圧値到達判定工程Ｓ３においてＹＥＳ）。なお、各撮像画像Ｇ（ｎ）の各画素の値は、輝度値となる（図４の背景輝度および欠陥輝度参照）。
【００４０】
差分画像作成工程Ｓ４では、図３に示すように、差分画像作成手段６０５が、検査用電圧値が１ステップ値異なる２つの撮像画像（（Ｇ１，Ｇ２），（Ｇ２，Ｇ３），…（Ｇ２０，Ｇ２１））ごとに順次差分をとって差分画像Ｔ（ｊ）（Ｔ１，Ｔ２…，Ｔ２０）を作成し、当該差分画像Ｔ（ｊ）を記憶手段６１３に記憶させる（差分画像作成工程Ｓ４）。なお、作成された各差分画像Ｔ（ｊ）の各画素の値は、輝度値の差、すなわち輝度差となる（図４の背景前後差分および欠陥前後差分参照）。
【００４１】
続いて、変化量画像作成手段６０６が、図３に示すように、検査用電圧値が１ステップ値異なる２つの撮像画像（（Ｇ１，Ｇ２），（Ｇ２，Ｇ３），…（Ｇ１９，Ｇ２０））から作成された差分画像（Ｔ１，Ｔ２…，Ｔ１９）と、前記２つの撮像画像のうち電圧値の高い撮像画像（Ｇ２，Ｇ３…，Ｇ２０）および当該電圧値の高い撮像画像よりさらに検査用電圧値が１ステップ値高い撮像画像（Ｇ３，Ｇ４…，Ｇ２１）から作成された差分画像（Ｔ２，Ｔ３…，Ｔ２０）と、の差分をとって変化量画像Ｕ（ｋ）（Ｕ１，Ｕ２…，Ｕ１９）を作成し、当該変化量画像Ｕ（ｋ）を記憶手段６１３に記憶させる（変化量画像作成工程Ｓ５）。すなわち、変化量画像作成手段６０６は、検査用電圧値が１ステップ値ずつ異なる３つの撮像画像（（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３），（Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）…，（Ｇ１９，Ｇ２０，Ｇ２１）ごとに１つの変化量画像Ｕ（ｋ）を作成する。なお、作成された変化量画像Ｕ（ｋ）の各画素の値は、輝度差の差、すなわち変化量となる（図４の背景変化量および欠陥変化量参照）。
【００４２】
次いで、積算変化量画像作成手段６０７が、図３に示すように、各画素ごとに、各変化量画像Ｕ（ｋ）における当該画素の値の絶対値を積算し（図４の背景絶対値積算および欠陥絶対値積算参照）、１つの積算変化量画像Ｈを作成する（積算変化量画像作成工程Ｓ６）。
【００４３】
図５は、各撮像画像Ｇ（ｎ）における背景画素（正常な部分の画素）および欠陥画素の値の変化を示す図（縦軸：輝度値、横軸：撮像画像Ｇの識別値ｎ）、図６は、各差分画像Ｔ（ｊ）における背景画素および欠陥画素の値の変化を示す図（縦軸：輝度差、横軸：差分画像の識別値ｊ）である。
【００４４】
図５および図６に示すように、電圧変化によって生じる欠陥の輝度差がノイズレベルに近い場合、背景画素と欠陥画素との値の差は非常に小さくなる。このため、差分画像Ｔ（ｊ）から、閾値を用いて欠陥候補を抽出することは難しいことが分かる。
【００４５】
図７は、各変化量画像Ｕ（ｋ）における背景画素および欠陥画素の値の変化を示す図（縦軸：変化量、横軸：変化量画像Ｕの識別値ｋ）、図８は、積算変化量画像Ｈにおける変化量画像Ｕ（ｋ）の積算の度合いによる背景画素および欠陥画素の値の変化を示す図（縦軸：変化量の絶対値の積算値、横軸：変化量画像Ｕの識別値ｋ）である。
【００４６】
しかしながら、本実施形態では、図８に示すように、各画素ごとに、当該画素の変化量の絶対値を積算して１つの積算変化量画像Ｈを作成するので、背景画素の輝度差と欠陥画素の輝度差との差が小さくても、積算変化量画像Ｈにおいて、背景画素と欠陥画素との差をはっきりと出すことができる。このため、次工程の２値化処理画像作成工程Ｓ７において、閾値を容易かつ適切に設定することができる。また、積算変化量画像Ｈには、各検査用電圧値での各画素の輝度値の変化（輝度差）が反映されるので、積算変化量画像Ｈに基づいて、ある特定の電圧値にはっきりと現れる欠陥を抽出することが可能となる。
【００４７】
積算変化量画像作成工程Ｓ６の後に、２値化処理画像作成手段６０８が、積算変化量画像Ｈ（図９参照）において、所定の閾値（例えば３３）以上の値の画素を１（白）とし、閾値以下の画素を０（黒）として、２値化処理画像（図１０参照）を作成する（２値化処理画像作成工程Ｓ７）。
２値化処理画像作成工程Ｓ７の後には、図１１に示すように、ラベリング手段６０９が、２値化処理画像におけるクラスタＲ０〜Ｒ３ごとに識別番号０〜３を付ける（ラベリング工程Ｓ８）。
【００４８】
そして、欠陥候補有無判定手段６１０が、これらのクラスタＲ０〜Ｒ３のうち、当該クラスタに含まれる画素数が所定の閾値（例えば５）以上であるクラスタＲ２，Ｒ３を欠陥候補と判定し、抽出する（図２の欠陥候補有無判定工程Ｓ９においてＹＥＳ）。なお、ここで欠陥候補有無判定手段６１０が、クラスタＲ０〜Ｒ３の中に欠陥候補が存在しないと判定した場合には、当該検査対象の液晶パネル１には欠陥がないものとし、シミ欠陥の検出工程を終了する（図２の欠陥候補有無判定工程Ｓ９においてＮＯ）。本発明の欠陥候補抽出手段は、これら２値化処理画像作成工程Ｓ７、ラベリング工程Ｓ８、および欠陥候補有無判定工程Ｓ９を含んで構成されている。
【００４９】
図１２は、変化量画像Ｕ（ｋ）の中から、欠陥候補の値の絶対値が最大となる変化量画像Ｕ（１０）を抽出する工程を示す図である。
次いで、検査画像選定手段６１１が、変化量画像Ｕ（ｋ）の中から、欠陥候補のクラスタＲ２，Ｒ３に含まれる画素の値（変化量）の絶対値が最大（例えば図４の欠陥変化量において８）となる変化量画像Ｕ（１０）を抽出する。
なお、この際、欠陥候補のクラスタに含まれる全ての画素を調査せずとも、図１１に示すように、×印で示す欠陥候補の重心座標を囲む画素（重心座標の位置が画素内に来た場合には当該画素）だけを調査するように検査画像選定手段６１１を構成してもよい。
【００５０】
そして、検査画像選定手段６１１は、この変化量画像Ｕ（１０）を作成するのに用いた３つの撮像画像Ｇ（１０）、Ｇ（１１），Ｇ（１２）のうち、欠陥候補のクラスタＲ２，Ｒ３に含まれる画素の値（輝度値）の平均値と、欠陥候補のクラスタＲ２，Ｒ３の周囲の画素の値の平均値との差の絶対値が最大となる撮像画像を、欠陥部分が１番明確に現れている検査画像として選定する（検査画像選定工程Ｓ１０）。
【００５１】
そして、シミ欠陥検出処理手段６１２が、この検査画像を用いて、特開２００６−２５８７１３号公報等に開示されている公知の方法により、シミ欠陥の検出を行う（シミ欠陥検出処理工程Ｓ１１）。検出されたシミ欠陥は、検査員が容易に把握できるように、表示装置８に表示される。なお、これら２値化処理画像作成工程Ｓ７、ラベリング工程Ｓ８、欠陥候補有無判定工程Ｓ９、検査画像選定工程Ｓ１０、およびシミ欠陥検出処理工程Ｓ１１を含んで本発明のシミ欠陥検出工程が構成されている。
【００５２】
〔４．本実施形態による効果〕
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）本実施形態では、各画素ごとに、各変化量画像Ｕ（ｋ）における当該画素の値（変化量）の絶対値を積算して１つの積算変化量画像Ｈを作成するので、電圧変化による欠陥画素の輝度差がノイズレベルでも、積算変化量画像Ｈにおいて、背景画素と欠陥画素との差をはっきりと出すことができる。このため、閾値を容易かつ適切に設定することができ、積算変化量画像Ｈから欠陥候補を容易かつ適切に抽出することができる。また、積算変化量画像Ｈには、各検査用電圧値での各画素の輝度値の変化（輝度差）が反映されるので、積算変化量画像Ｈを基に、特定の電圧値のみに強く現れる欠陥を抽出することができる。よって、この点からも、本発明は、シミ欠陥を高精度に検出することができる。
【００５３】
（２）シミ欠陥は、各検査用電圧値、すなわち各撮像画像Ｇ（ｎ）によって現れ方の度合いが異なる。このため、撮像画像Ｇ（ｎ）を基にシミ欠陥を検出する場合、シミ欠陥が明確に現れている好適な撮像画像を基にシミ欠陥を検出することが好ましい。
この点、本実施形態では、変化量画像Ｕ（ｋ）の中から、欠陥候補のクラスタＲ２，Ｒ３に含まれる画素の値（変化量）の絶対値が最大となる変化量画像Ｕ（１０）を抽出する。そして、この変化量画像Ｕ（１０）を作成するのに用いた３つの撮像画像Ｇ（１０）、Ｇ（１１），Ｇ（１２）のうち、欠陥候補のクラスタＲ２，Ｒ３が１番明確に現れている撮像画像を選定し、この撮像画像を基にシミ欠陥を検出するので、シミ欠陥をより高精度に検出することができる。
【００５４】
（３）印加される電圧値に比例して輝度値が高くなる液晶パネル１を検査する場合、各検査用電圧値間の幅を適宜に設けると、輝度差や変化量が適切に算出されず、検査用電圧値間の前後の幅によって、輝度差や変化量が大きな値をとってしまうことがある。この点、本実施形態では、検査用電圧値を等間隔に設定するので、このようなことがなく、輝度差や変化量を確実に適切に算出することができ、シミ欠陥を確実に高精度に検出することができる。
【００５５】
〔５．実施形態の変形〕
以上、本実施形態について具体的に示したが、前記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改良、変形が可能である。
例えば、前記実施形態では、３つの撮像画像のうち、欠陥候補のクラスタに含まれる画素の値（輝度値）の平均値と、欠陥候補のクラスタの周囲の画素の値の平均値との差の絶対値が最大となる撮像画像を検査画像として選定したが、欠陥候補のクラスタが明確に現れている撮像画像を選定することができれば、その方法はこれに限定されない。
【００５６】
前記実施形態では、検査員によって入力された各数値（最小電圧値、最大電圧値、およびステップ数）に基づいて各検査用電圧値が設定されていたが、予め所定の検査用電圧値が設定されていてもよい。
前記実施形態では、撮像画像は、電圧値の低い順から取得されていったが、撮像画像は、電圧値の高い順から取得されていってもよい。また、全ての検査用電圧値での撮像画像が取得されるならば、取得される順番は順不同でよく、適宜でよい。
【００５７】
前記実施形態では、差分画像は、高い電圧値の撮像画像から低い電圧値の撮像画像を引くことで作成されたが、差分画像は、低い電圧値の撮像画像から高い電圧値の撮像画像を引くことで作成されてもよい。
前記実施形態では、液晶パネル１は、印加される電圧値に比例して輝度値が高くなるように構成されていた。このため、この液晶パネルに印加する検査用電圧値は等間隔に設定されていた。しかし、印加される電圧値と輝度値とが比例しない表示デバイスの場合、検査用電圧値は、正常な画素における前後の輝度値の間隔が一定となるようにされていれば、等間隔に設定されていなくてもよい。
【００５８】
変化量画像は、前記実施形態とは逆に、電圧値が１ステップ値異なる２つの撮像画像から作成された差分画像が、前記２つの撮像画像のうち電圧値の高い撮像画像および当該電圧値の高い撮像画像よりさらに電圧値が１ステップ値高い撮像画像から作成された差分画像から、引かれて作成されていてもよい。
【００５９】
シミ欠陥の検出対象としては、前記実施形態のようなＴＦＴ素子を用いた液晶ライトバルブに限られるものではない。すなわち、本発明は、その他のダイオード素子を用いた液晶パネルや、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＤＭＤ（ダイレクト・ミラー・デバイス）パネルなどの表示体部品、ならびにそれらを利用した表示装置・製品の検査に利用することができるものであり、これらに使用した場合でも本発明の範囲から除外されるものではないことは言うまでもない。
【００６０】
さらに、本発明は、各種表示装置の検査に限られず、例えば、印刷物、家電製品のケースや車のボディなどのシミ状の傷がある場合、これらを撮像してシミ状の欠陥がある画像が得られればそのシミを検出できるので、各種製品の表面と層や印刷物などのシミ検査に応用することもできる。
要するに、本発明は、周囲と輝度差があるシミ欠陥であれば検出できるため、輝度シミ欠陥や色シミ欠陥の検出に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態に係るシミ欠陥検出装置の構成を示す図。
【図２】前記実施形態におけるシミ欠陥検出装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図３】前記実施形態における撮像画像から積算変化量画像を作成する工程を説明するための図。
【図４】前記実施形態における各検査用電圧値での各画像の背景画素および欠陥画素の値を示す図。
【図５】前記実施形態における各撮像画像における背景画素および欠陥画素の値の変化を示す図。
【図６】各差分画像における背景画素および欠陥画素の値の変化を示す図。
【図７】前記実施形態における各変化量画像における背景画素および欠陥画素の値の変化を示す図。
【図８】前記実施形態における積算変化量画像における変化量画像の積算の度合いによる背景画素および欠陥画素の値の変化を示す図。
【図９】前記実施形態における積算変化量画像を示す図。
【図１０】前記実施形態における２値化処理画像を示す図。
【図１１】前記実施形態におけるラベリングされたクラスタ欠陥を示す図。
【図１２】前記実施形態における変化量画像の中から、欠陥候補の値の絶対値が最大となる変化量画像を抽出する工程を示す図。
【符号の説明】
【００６２】
１…液晶パネル（表示デバイス）、５…ＣＣＤカメラ（撮像手段）、６０３…撮像画像取得手段、６０５…差分画像作成手段、６０６…変化量画像作成手段、６０７…積算変化量画像作成手段、６１１…検査画像選定手段、６１２…シミ欠陥検出処理手段、６１３…記憶手段、Ｓ２…撮像画像取得工程、Ｓ４…差分画像作成工程、Ｓ５…変化量画像作成工程、Ｓ６…積算変化量画像作成工程、Ｓ１０…検査画像選定工程、Ｓ１１…シミ欠陥検出処理工程。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１２】
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【図９】
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【図１１】
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