(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイ等の表示装置における表示欠陥をカメラ等により撮像し、撮像画像を空間微分処理等により微分した画像を２値化することにより、表示欠陥を検出する電子ディスプレイ画質検査装置において、輝度差の大きい周辺部分に欠陥が有る場合の欠陥検出を容易にすることに有る。【解決手段】ディスプレイ装置の表示画面を撮影する撮像部と、上記撮像部からの画像を少なくとも異なる２方向にそれぞれ空間微分処理する空間微分処理部と、上記空間微分処理部の出力を所定の閾値で２値化する２値化処理部と、上記撮像部からの上記画像に所定のマスク処理を行なうマスク処理部および上記２値化処理部の出力と上記マスク処理部の出力とを論理演算する論理演算処理部とからなり、上記ディスプレイ装置の欠陥を検出するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ装置の表示画面を撮影する撮像部と、上記撮像部からの画像を少なくとも異なる２方向にそれぞれ空間微分処理する空間微分処理部と、上記空間微分処理部の出力を所定の閾値で２値化する２値化処理部と、上記撮像部からの上記画像に所定のマスク処理を行なうマスク処理部および上記２値化処理部の出力と上記マスク処理部の出力とを論理演算する論理演算処理部とからなり、上記ディスプレイ装置の欠陥を検出することを特徴とするディスプレイ装置の欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイ装置の欠陥検査装置に関し、特に、プラズマディスプレイ等の電子ディスプレイ装置の表示欠陥を検査するディスプレイ装置の欠陥検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイ等の表示画面は、ガラス基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の蛍光体をストライプ状あるいは格子状に塗布され、また、各色の間隙は、互いの蛍光体の発光がもれないように隔壁で仕切られた構造のディスプレイパネルである。このような構造のディスプレイパネルは、極めて微細なため、蛍光体の塗布過程で塗布欠陥、例えば、ピンホールが発生したり、蛍光体のはみ出し、蛍光体の二重塗布あるいは隔壁の欠陥による発行色の漏れ等が発生し、ディスプレイ装置に表示される画質を悪くする等の問題がある。従って、完成されたディスプレイ装置を検査して、これらの欠陥のあるディスプレイ装置を判別することが必要になる。
【０００３】
図５は、従来の撮像装置、例えば、ＣＣＤカメラを使用した電子ディスプレイ装置の画質検査装置の一例を示す。図５において、５３は、プラズマディスプレイ等の電子ディスプレイ装置、５４は、ＣＣＤカメラ等の撮像部、５５は、電子ディスプレイ装置５１に画像を表示させる為の信号発生器、５６は、画素欠陥を検出する画像処理部、５７は、検査結果を表示するための表示部、５８は、本検査装置の操作部である。なお、表示部５７には、必要に応じて検査結果を印字するプリンタ等を接続することができる。この電子ディスプレイ装置の画質検査装置では、電子ディスプレイ装置５３の全表示面に信号発生器５５から白色等を表示する表示パターンを出力し、表示された画像を撮像部５４により撮像し、画像処理部５６に送出する。
【０００４】
図６は、撮像部５４で電子ディスプレイ装置５３を撮像した場合の出力画像を表示したものである。図６において、６１は、撮像部５４の視野範囲を示し、６２は、電子ディスプレイ装置５３の発光領域を示している。６３は、例えば、黒点であり、蛍光体の未発光画素（例えば、蛍光体塗布時に発生したピンホール欠陥）である。このような黒点は、画質を悪くする。従って、このような画像を画像処理部５６に入力し、画素欠陥である黒点６３を画像処理により検出する。
【０００５】
次に、画素欠陥を検出する画像処理部５６の具体的な構成とその動作について図７および図８を用いて説明する。図７は、従来の画像処理部５６の具体的な構成を示すブロック図、図８は、それぞれのブロックで処理された画像を示している。なお、図６と同じものには、同じ符号が付されている。図７において、撮像部５４で撮像された入力画像が入力端子７１に印加され、画像メモリ７２に格納される。この時の入力画像を図８の６１で示す。なお、入力画像は、実際は、図６に示す視野範囲６１となるが、ここでは視野範囲６１の左上の一部分の入力画像６１として表示してある。また、８１は、視野範囲６１の非発光部分、８２は、非発光部分８１と電子ディスプレイ装置５３の発行領域６２との間の境界線を示す。
【０００６】
画像メモリ７２の出力は、空間微分処理部７３に入力され、黒点６３を強調する為に微分処理が行われ、空間微分処理画像８３が得られる。なお、８４および８５は、それぞれ境界線８２および黒点６３を空間微分処理した信号を示している。
【０００７】
ここで空間微分処理部７３について、次に説明する。空間微分処理部７３は、入力画像６１を数１で示す空間フイルタ、例えば、３×３画素の空間フイルタで処理する機能を有している。
【０００８】
【数１】
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ここに、Ｋｉｊは、フイルタ係数を表し、３×３画素の空間フイルタのフイルタ係数は、表１で示される。Ｄｉｎ（ｉ，ｊ）は、図４に示す撮像部５４の視野範囲、１２９９画素×１０２９画素の横ｉ、縦ｊの入力画像データを表し、画像メモリ７２の出力画像データに相当する。また、Ｄｏｕｔ（ｉ，ｊ）は、横ｉ、縦ｊのフイルタ処理後の画像データを表し、空間微分処理部７３の出力画像データ、即ち、空間微分画像８３に相当する。
【０００９】
【表１】
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従って、空間微分画像８３では、境界線８２は、輝度変化の多い発光部分の周辺部分が強調された境界線８４として、および黒点６３は、変化の強調された黒点８５として表示される。なお、上述では、３×３画素の空間フイルタについて説明したが、５×５、あるいは７×７の空間フイルタを使用することもできるし、これらに限定されるものではない。
【００１０】
ここで、数１で示す空間フイルタ処理する基本原理について、図３を用いて説明する。なお、図３は、説明を簡単にするために一次元の空間フイルタ１×３画素および−１、＋２、−１のフイルタ係数を持つ空間フイルタ（図３（ｂ）で示す。）を用いて説明する。図３（ａ）において、入力画像データＤｉｎは、簡単のため発光領域６２の輝度レベルを１、発光領域６２以外の非発光領域８１の輝度レベルを０としている。８２は、境界線を示し、輝度レベル１のレベル差があるものとする。また、黒点６３の輝度レベルを０．９としてある。このような入力画像データＤｉｎ（入力画像６１に対応、但し、１走査線のみ示してある。）を図３（ｂ）に示す一次元の空間フイルタで各画素毎に演算処理すると、図３（ａ）の処理結果Ｐのようになり、境界線８２近傍では、０、−１、＋１、０と変化し、黒点６３では、０、＋０．１、−０．２、＋０．１、０と変化する。従って、空間微分処理部７３の出力は、図３（ａ）のＤｏｕｔで示される出力画像データとなる。なお、図８に示す境界線８４が２種類表示されているが、これはレベル−１、＋１が表示されていることを示す。
【００１１】
以上、簡単のため空間微分処理部７３を一次元の空間フイルタで説明したが、図７の例では、表１に示すフイルタ係数を有する３×３の空間フイルタを使用しているため、その出力画像データは、図８の空間微分画像８３のようになる。空間微分処理部７３の出力は、２値化処理部７４に入力され、予め設定された所定の閾値、例えば、図３（ａ）に示すＴＨ１と比較することで２値化され、２値化信号８６となる。なお、２値化信号８６には、２値化された境界線８７と２値化された黒点８８が含まれている。この２値化信号８６は、欠陥検出処理部７５に入力される。なお、図８では、黒点８８を示しているが、図３（ａ）に示すような閾値ＴＨ１では、黒点８７は、表示されない。従って、黒点８７を検出するためには、閾値ＴＨ１を低く設定する必要があることは勿論である。
【００１２】
一方、画像メモリ７２の出力は、周辺領域検出処理部７６に印加される。周辺領域検出処理部７６では、画像メモリ７２からの出力画像データを予め登録された周辺領域検出閾値と比較することで２値化される。例えば、図３のＤｉｎに示すように非発光領域８１と発光領域６２とは、輝度レベルに大きな差があるので、周辺領域検出閾値、例えば、輝度レベル１の５０％に設定すれば、周辺領域８１と発光領域６２を境界線８２を境にして容易に検出できる。即ち、周辺領域検出画像８９は、非発光領域９０と発光領域９１とに分離できる。
【００１３】
周辺領域検出処理部７６からの２値化画像データは、周辺領域マスク処理部７７に入力され、ここでマスク画像９２が形成される。このマスク画像９２は、非発光領域９０と発光領域９１との間の境界線をカバーする所定の幅のマスク９３を形成したマスク画像である。なお、マスク９３の幅は、２値化された境界線８７をカバーする程度に選ばれる。このマスク画像９２は、欠陥検出処理部７５に入力され、２値化処理部７４からの２値化信号８６と演算され、黒点８８が残る欠陥検出画像９４が得られる。この欠陥検出画像９４が出力端子７８を介して表示部５７に印加され、欠陥が検出される。
【００１４】
而して、上述した従来の欠陥検査装置は、例えば、発光領域周辺に黒点欠陥が有った場合は、境界部分と黒点欠陥を分離して黒点欠陥だけを検出することが出来なかった。その理由を図９を用いて説明する。なお、図８と同じものには、同じ符号が付されている。図９において、入力画像６１は、黒点６３が境界線８２の近傍に位置する場合を示している。この場合、空間微分画像８３からも明らかなように黒点８５は、境界線８４に重なり、境界線８４と黒点６３の区別が出来ない。従って、マスク画像９２のマスク領域９３に含まれる為に欠陥検出画像９４では、黒点８８を検出できないという問題がある。
【００１５】
また、プラズマディスプレイパネルの検査方法（例えば、特許文献１参照。）として、カラーテレビカメラあるいはモノクロテレビカメラを用いてＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体の塗布むらを検査する方法が知られているが、上述したような蛍光体の未発光画素を検査することについては、何ら言及されていない。
【００１６】
【特許文献１】
特開平１１−１６４９８号公報（第４、５頁、第１、８−１３図）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ディスプレイ装置の画面周辺領域に近接した黒点等の欠陥検出を可能とするディスプレイ装置の欠陥検査装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のディスプレイ装置の欠陥検査装置は、ディスプレイ装置の表示画面を撮影する撮像部と、上記撮像部からの画像を少なくとも異なる２方向にそれぞれ空間微分処理する空間微分処理部と、上記空間微分処理部の出力を所定の閾値で２値化する２値化処理部と、上記撮像部からの上記画像に所定のマスク処理を行なうマスク処理部および上記２値化処理部の出力と上記マスク処理部の出力とを論理演算する論理演算処理部とから構成される。
【００１９】
また、本発明のディスプレイ装置の欠陥検査装置において、上記空間微分処理部は、横方向に変化するフイルタ係数を持つ空間フイルタと縦方向に変化するフイルタ係数を持つ空間フイルタから構成される。
【００２０】
また、本発明のディスプレイ装置の欠陥検査装置において、上記空間フイルタは、３×３画素の空間フイルタであり、上記横方向に変化するフイルタ係数を持つ空間フイルタのフイルタ係数は、−１．０、０、＋１．０であり、上記縦方向に変化するフイルタ係数を持つ空間フイルタのフイルタ係数は、−１．０、０、＋１．０である。
【００２１】
更に、本発明のディスプレイ装置の欠陥検査装置において、上記撮像部からの画像は、非発光領域と発光領域とからなり、上記マスク処理部は、上記非発光領域と発光領域との境界をマスクするマスク領域を発生するように構成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例の画素欠陥を検出する画像処理部の具体的な構成とその動作について図１および図２を用いて説明する。なお、図８と同じものには、同じ符号が付されている。図１は、本発明の画像処理部１１の具体的な構成を示すブロック図、図２は、それぞれのブロックで処理された画像を示している。なお、本発明で使用するディスプレイ装置の欠陥検査装置は、図５で示す従来のディスプレイ装置の欠陥検査装置において、画像処理部５６の代わりに画像処理部１１を用いることである。従って、本発明のディスプレイ装置の欠陥検査装置についての詳細な説明は省略する。
【００２３】
図１において、撮像部５４で撮像された入力画像が入力端子１２に印加され、画像メモリ１３に格納される。この時の入力画像を図２の６１で示す。また、８２は、撮像部５４の視野範囲６１内の非発光領域８１とディスプレイ装置５３の発光領域６２の間の境界線を示す。３０は、例えば、蛍光体の未発光部分の黒点（欠陥）を示しているが、この黒点３０の位置は、境界線８２の上部境界線の近傍に位置している場合が示されている。なお、本実施例では、ディスプレイ装置５３の欠陥を黒点３０で代表して説明しているが、実際のディスプレイ装置では、蛍光体の塗布過程で塗布欠陥、例えば、ピンホールが発生したり、蛍光体のはみ出し、蛍光体の二重塗布あるいは隔壁の欠陥による発行色の漏れ等が発生し、これらのいずれも検出が可能である。従って、これら欠陥を黒点３０と総称するものとする。
【００２４】
画像メモリ１３の出力画像は、横方向空間微分処理部１４に入力され、黒点３０の横方向の変化を強調する微分処理を行い、横方向空間微分処理画像３１が得られる。なお、３２および３３は、それぞれ境界線８２および黒点３０を空間微分処理した信号を示している。
【００２５】
ここで横方向空間微分処理部１４について、次に説明する。上述した空間微分処理部７３と同様に入力画像６１を式１で示す空間フイルタ処理される。例えば、３×３画素の空間フイルタにより処理される。しかしながら横方向空間微分処理部１４に設けられた３×３画素の空間フイルタの係数Ｋｉｊは、表２で示される係数である。
【００２６】
【表２】
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即ち、表２で示される３×３画素の空間フイルタの係数Ｋｉｊは、横方向（ｉ方向）には、―１．０、０、＋１．０に変化する係数であり、縦方向（ｊ方向）には、変化しない係数である。なお、表２では、３×３画素の空間フイルタを使用しているが、５×５、あるいは７×７の空間フイルタを使用することもできるし、これらに限定されるものではなく、一般にｎ×ｎ（ｎ＝１、２、・・・）画素の空間フイルタを使用することができる。また、その場合、中心のフイルタ係数Ｋｉｊと、中心のフイルタの周囲のフイルタの係数の加算値との和が０となるように設定することが望ましい。
【００２７】
而して、画像メモリ１３の出力画像を表２で示すような横（ｉ）方向に微分係数が変化する空間フイルタを有する横方向空間微分処理部１４で処理すると、横方向空間微分処理画像３１が得られる。即ち、入力画像６１の内、横方向の変化は、強調され、縦方向の変化は、強調されない画像となる。従って、横方向空間微分処理画像３１では、境界線８２の内、縦方向の境界線（横方向に変化）３２と黒点３０の横方向の変化分に相当する黒点３３が表示される。従って、横方向空間微分処理画像３１を２値化処理部１５で予め設定された所定の閾値ＴＨと比較し、２値化すると、２値化画像３４が得られる。この２値化画像３４を横方向欠陥検出処理部１６に供給する。
【００２８】
一方、画像メモリ１３の出力画像は、周辺領域検出処理部１７に入力される。周辺領域検出処理部１７では、画像メモリ１３からの出力画像データを予め登録された周辺領域検出閾値と比較することで２値化される。例えば、前述したように図３のＤｉｎに示すように非発光領域８１と発光領域６２とは、輝度レベルに大きな差があるので、周辺領域検出閾値、例えば、輝度レベル１の５０％に設定すれば、非発光領域８１と発光領域６２を境界線８２を境にして容易に検出できる。即ち、周辺領域検出画像３７は、非発光領域３８と発光領域３９とに分離できる。なお、境界線８２の輝度変化は、極めて大きく、黒点３０部分の輝度変化は、非常に小さい。例えば、黒点３０部分の輝度変化に対する境界線８２の輝度変化は、１０〜２０倍であるので、非発光領域３８と発光領域３９は、黒点３０と容易に区別が可能である。
【００２９】
周辺領域検出処理部１７からの２値化画像データは、周辺領域マスク処理部１８に入力され、ここでマスク画像４０が形成される。このマスク画像４０は、非発光領域３８と発光領域３９の縦方向の境界線をカバーする所定の幅のマスク４１を形成したマスク画像である。なお、マスク４１の幅は、２値化された境界線３５をカバーする程度に選ばれる。このマスク画像４０は、横方向欠陥検出処理部１６に入力され、２値化処理部１５からの２値化信号３４と演算処理され、境界線の２値化信号３５が除去され、黒点３６が残る横方向欠陥検出画像４２が得られる。
【００３０】
次に、画像メモリ１３の出力画像は、縦方向空間微分処理部１９に入力され、黒点３０の縦方向の変化を強調する微分処理を行い、縦方向空間微分処理画像４３が得られる。なお、４４および４５は、それぞれ境界線８２および黒点３０を空間微分処理した信号を示している。
【００３１】
ここで縦方向空間微分処理部１９について、次に説明する。上述した空間微分処理部７３と同様に入力画像６１を式１で示す空間フイルタ処理される。例えば、３×３画素の空間フイルタにより処理される。しかしながら縦方向空間微分処理部１９に設けられた３×３画素の空間フイルタの係数Ｋｉｊは、表３で示される係数である。
【００３２】
【表３】
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即ち、表３で示される３×３画素の空間フイルタの係数Ｋｉｊは、縦（ｊ）方向には、―１．０、０、＋１．０に変化する係数であり、横（ｉ）方向には、変化しない係数である。なお、表３では、３×３画素の空間フイルタを使用しているが、５×５、あるいは７×７の空間フイルタを使用することもできるし、これらに限定されるものではなく、一般にｎ×ｎ（ｎ＝１、２、・・・）画素の空間フイルタを使用することができる。また、その場合、中心のフイルタ係数Ｋｉｊと、中心のフイルタの周囲のフイルタの係数の加算値との和が０となるように設定することが望ましい。
【００３３】
而して、画像メモリ１３の出力画像を表３で示すような縦（ｊ）方向に微分係数が変化する空間フイルタを有する縦方向空間微分処理部１９で処理すると、縦方向空間微分処理画像４３が得られる。即ち、入力画像６１の内、縦方向の変化は、強調され、横方向の変化は、強調されない画像となる。従って、縦方向空間微分処理画像４３では、境界線８２の内、横方向の境界線（縦方向に変化）４４と黒点３０の横方向の変化分に相当する黒点４５が表示される。従って、縦方向空間微分処理画像４３を２値化処理部２０で予め設定された所定の閾値ＴＨと比較し、２値化すると、２値化画像４６が得られる。この２値化画像３４を縦方向欠陥検出処理部２１に供給する。
【００３４】
一方、周辺領域検出処理部１７で画像メモリ１３からの出力画像データを予め登録された周辺領域検出閾値と比較し、２値化された周辺領域検出画像３７は、周辺領域マスク処理部２２に入力され、ここでマスク画像４９が形成される。このマスク画像４９は、非発光領域３８と発光領域３９の横方向の境界線をカバーする所定の幅のマスク５０を形成したマスク画像である。なお、マスク５０の幅は、２値化された境界線４７をカバーする程度に選ばれる。このマスク画像４９は、縦方向欠陥検出処理部２１に入力され、２値化処理部２０からの２値化信号４６と演算処理され、境界線の２値化信号４７が除去された縦方向欠陥検出画像５１が得られる。なお、黒点４８は、マスク５０でマスクされ、縦方向欠陥検出画像５１では、検出されない。
【００３５】
ここで、図２における横方向空間微分処理画像３１と縦方向空間微分処理画像４３を比較する。横方向空間微分処理画像３１では、縦方向の境界線（横方向に変化）３２と黒点３０の横方向の変化分に相当する黒点３３が分離され鮮明に表示されている。これに対して縦方向空間微分処理画像４３では、境界線８２の内、横方向の境界線（縦方向に変化）４４と黒点３０の縦方向の変化分に相当する黒点４５が表示されているが、黒点４５は、境界線４４と重なって表示されている。従って、横方向欠陥検出画像４２では、黒点３６が検出され、縦方向欠陥検出画像５１では、黒点４８は、検出されない。
【００３６】
次に、横方向欠陥検出画像４２と縦方向欠陥検出画像５１は、欠陥合成処理部２３に入力されると、欠陥合成画像５２が得られる。この欠陥合成画像５２を出力端子２４から表示部５７に供給すれば、表示部５７に黒点３６が検出された欠陥合成画像５２が表示される。即ち、入力画像８１の欠陥３０が非発光領域８１と発光領域６２の間の境界線８２の近傍に位置していたとしても、欠陥合成画像５２には、欠陥である黒点３６が確実に表示される。上述した実施例では、黒点３０が境界線８２の上部近傍に位置する場合について説明したため、横方向欠陥検出画像４２に黒点３６が表示されているが、黒点３０が境界線８２の左部近傍に位置する場合であれば、縦方向欠陥検出画像５１に黒点４８が表示されることは、これまでの説明から明らかである。従って、本発明によれば、非発光領域６１と発光領域６２の間の境界線８２の近傍に欠陥３０が位置していたとしても、容易に検出することが出来ることは明らかである。
【００３７】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載されたディスプレイ装置の欠陥検査装置の実施例に限定されるものではなく、上記以外のディスプレイ装置の欠陥検査装置に広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、ディスプレイ表示画面の輝度変化の大きい周辺領域に近接した黒点（未発光画素）等の欠陥検出が容易となり、特に、プラズマディスプレイ表示画面の欠陥検査を自動化できる等極めて優れた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のブロック構成を示す図である。
【図２】図１に示す本発明の一実施例の動作を説明するための図である。
【図３】本発明に使用する空間フイルタ処理の原理を説明するための図である。
【図４】本発明で使用する画像データの配列を説明するための図である。
【図５】従来の電子ディスプレイ装置の画質検査装置の一例を示すブロック図である。
【図６】図５で示す電子ディスプレイ装置の画質検査装置の撮像部で電子ディスプレイ装置を撮像した画像を示す。
【図７】従来の電子ディスプレイ装置の画質検査装置の画像処理部のブロック構成を示す図である。
【図８】図７に示す画像処理部の動作を説明するための図である。
【図９】図７に示す画像処理部の他の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１２：入力端子、１３：画像メモリ、１４：横方向空間微分処理部、１５、２０：２値化処理部、１６：横方向欠陥検出処理部、１７：周辺領域検出処理部、１８、２２：周辺領域マスク処理部、１９：縦方向空間微分処理部、２１：縦方向欠陥検出処理部、３０：欠陥、３１：横方向空間微分画像、３４、４６：２値化画像、３７：周辺領域検出画像、４０、４９：マスク画像、４２：横方向欠陥検出画像、４３：縦方向空間微分画像、５１：縦方向欠陥検出画像、５２：欠陥合成画像、５３：電子ディスプレイ装置、５４：撮像部、５５：信号発生器、５６：画像処理部、５７：表示部、５８：操作部、６１：入力画像、６２：発光領域、８１：非発光領域、８２：境界線。
【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９】
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