(57)【要約】【課題】従来の方法では、色むらの面積が人の視覚で認識されない程度または人の視覚に影響を及ぼさない程度に小さい場合に、不良品としないような場合でも不良品として判定してしまい、人に近い判定が困難であった。【解決手段】検査対象物１を撮像した画像から色むら画素を検出して結合し、結合した色むら部分の面積により判定を行うことにより、色むらの面積が小さい場合には、不良品としないような人に近い判定が可能となる。また、結合した色むら部分に外接する外接矩形を設け、外接矩形の画素数、長辺長、短辺長、長辺長と短辺長との比、結合された各画素値の総和、結合された各画素値の総和と結合された画素数との比、結合された画素数と外接矩形の画素数との比の少なくとも１つの評価値により色むらの形状や面積を考慮して色むらと欠陥の弁別を行うことが可能となる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した画像を処理する画像処理手段と、前記画像処理手段で処理した検査結果を表示する表示手段とを備えた色むら検査装置において、前記画像処理手段が、前記撮像した画像から色むら画素を検出し、前記検出した色むら画素を結合し、前記結合した色むら部分の面積により色むら判定を行う手段を備えたことを特徴とする色むら検査装置。
【請求項２】
画像処理手段が、結合した色むら部分に外接する外接矩形を設け、前記外接矩形の画素数、長辺長、短辺長、長辺長と短辺長との比、結合された各画素値の総和、結合された各画素値の総和と結合された画素数との比、結合された画素数と前記外接矩形の画素数との比の少なくとも１つの評価値により色むらと欠陥の弁別を行う手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の色むら検査装置。
【請求項３】
検査対象物を撮像し、前記撮像した画像から色むら画素を検出し、色むら判定を行う色むら検査方法において、前記検出した色むら画素を結合し、前記結合した色むら部分の面積により色むら判定を行うことを特徴とする色むら検査方法。
【請求項４】
色むら判定において、結合した色むら部分に外接する外接矩形の画素数、長辺長、短辺長、長辺長と短辺長との比、結合された各画素値の総和、結合された各画素値の総和と結合された画素数との比、結合された画素数と前記外接矩形の画素数との比の少なくとも１つの評価値により色むらと欠陥の弁別することを特徴とする請求項３記載の色むら検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＤＰ、液晶パネル、ＣＲＴ、有機ＥＬ、無機ＥＬなどのカラーディスプレイデバイスにおける色むらを検査する色むら検査装置および検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラーディスプレイデバイスの色むら検査方法について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【０００３】
まず、カラーディスプレイデバイスの画面の発光状態を各画素毎にカメラで撮像し、画像処理装置に入力する（Ｓ１）。
【０００４】
次に、撮像系であるカメラには、レンズの屈折むら、色フィルタの膜厚のむら、カラー固体撮像装置を構成する受光素子間の感度のばらつき等、カメラ自体に感度のばらつきがあり、均一な単色画面を撮像しても、カメラの感度に起因して、色むら、感度むらに相当するばらつきが発生するため、画像入力（Ｓ１）にて入力したデータについて、撮像系の各画素毎に生じる受光量の差を補正する（Ｓ２）。
【０００５】
次に、受光量補正処理（Ｓ２）において補正したＲ、Ｇ、Ｂの光量値を、表色系に変換する色度変換を行う（Ｓ３）。
【０００６】
次に、画質評価をおこなうための評価値を算出する（Ｓ４）。具体的には、カラーディスプレイデバイスの画面中央と画面上の任意の点との色度差、明度差を算出し、総和を評価値として算出する。または、カラーディスプレイデバイスの撮像面を検査領域に分割し、各検査領域内の全画素どうしについて色度差、明度差を算出し、差の大きさが最大となる色度差、明度差の大きさを、各検査領域内での評価値として算出する。
【０００７】
次に、評価値算出処理（Ｓ４）において算出された評価値に基づいて、カラーディスプレイデバイスの最終判定を行う（Ｓ５）。最終判定（Ｓ５）は、一つの評価値で行うことも可能であるが、判定精度を向上させるため、複数の評価値を組み合わせて行うことが望ましい（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−２６０１０９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記に示したような従来の方法では、カラーディスプレイデバイス上のセルが点灯しないような欠陥が存在する場合に、欠陥部分の色度あるいは色相が通常部分と比較して大きく異るため、欠陥が色むらとして検出されていた。
【００１０】
さらに、色むらの面積が人の視覚で認識されない程度または人の視覚に影響を及ぼさない程度に小さい場合には、良品として採用する場合があるが、従来の方法では、不良品として判定してしまい、人に近い判定が困難であった。
【００１１】
したがって、カラーディスプレイデバイスの良品率が低下し、生産性が低下してしまっていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、検査対象物を撮像し、前記撮像した画像から色むら画素を検出し、色むら判定を行う色むら検査方法において、前記検出した色むら画素を結合し、前記結合した色むら部分の面積により色むら判定を行うことにより、色むらの面積が人の視覚で認識されない程度または人の視覚に影響を及ぼさない程度に小さい場合には、不良品とせず良品とするような人に近い判定が可能となる。
【００１３】
また、結合した色むら部分に外接する外接矩形を設け、前記外接矩形の画素数、長辺長、短辺長、長辺長と短辺長との比、結合された各画素値の総和、結合された各画素値の総和と結合された画素数との比、結合された画素数と前記外接矩形の画素数との比の少なくとも１つの評価値により色むらと欠陥の弁別を行うことにより、色むらの形状や面積を考慮した判定を行うことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態における色むら検査装置の概略構成図である。１は検査対象物であり、検査対象物１はＰＤＰ、液晶パネル、ＣＲＴ、有機ＥＬ、無機ＥＬなどのカラーディスプレイデバイスである。２は検査対象物１を点灯させるための点灯装置であり、検査対象物１に点灯装置２を接続し検査対象物１を点灯状態にする。３は検査対象物１を撮像する撮像手段、４は検査対象物１と撮像手段３の間に位置するバンドパスフィルタ、５は撮像手段３に取り付けて色むら部分と正常部分の境界を明確にするための結合レンズ、６は撮像手段３により得られた画像データを処理する画像処理装置、７は画像処理装置６内に配置された記憶部、８は画像処理装置６により処理された検査結果を表示するための表示装置である。
【００１６】
検査対象物１の面積に対し撮像手段３の撮像可能範囲が狭い場合は、検査対象物１または撮像手段３を移動させて撮像する必要がある。また、バンドパスフィルタ４は撮像手段３がＲ、Ｇ、Ｂに分光できない場合に必要であり、フィルタを交換して複数回撮像する必要がある。
【００１７】
撮像手段３によって得られた画像データを画像処理装置６に転送し、画像処理装置６内の記憶部７にそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの光量値をデジタルデータとして記憶させる。記憶させたデータを記憶部７にあらかじめ記憶されている画像処理プログラムによって処理し、色むらを検出する。画像処理プログラムについては後述する。画像処理プログラムにより処理した結果、色むらと判定された色むら部分の座標と結合された画素数、結合された色むら部分に外接する外接矩形の画素数、長辺長、短辺長、長辺長と短辺長との比、結合された各画素値の総和、結合された各画素値の総和と結合された画素数との比、結合された画素数と外接矩形の画素数との比という評価値の少なくとも１つを記憶部７に保存する。
【００１８】
また、検査対象物１を複数回に分割して撮像する場合や検査対象物１または撮像手段３を移動させて撮像する場合は、各部分の撮像位置を記憶部７に保存する。記憶部７に保存された検査結果は、必要に応じて表示装置８に表示させる。
【００１９】
次に、画像処理プログラムを図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２０】
まず、検査対象物１を撮像し、撮像した画像データを画像処理装置６に入力する（Ｓ１１）。
【００２１】
次に、画像処理装置６に入力された画像データについて、撮像系の特性、例えばレンズの色収差や撮像手段３の位置により生じるＲ、Ｇ、Ｂの受光量の差を補正する（Ｓ１２）。これはＲ、Ｇ、Ｂの各色について検査対象物１上の同一点を撮像手段３の各部分で撮像し、撮像手段３の中央を１とした場合の比をあらかじめ求め、求めた比を補正係数として各画素の光量値に乗算することにより求めることができる。ここで、隣接する複数画素を１ブロックとして大きさを決定し、簡易的に補正を行ってもよい。
【００２２】
次に、受光量補正処理（Ｓ１２）により補正されたＲ、Ｇ、Ｂの光量値を演算し、演算結果より色の評価値を算出する（Ｓ１３）。例えば、色を表すものとして、ＣＩＥの規定する（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、（ｘ，ｙ，Ｙ）、（Ｌ＊，ｕ＊，ｖ＊）の表色系がよく知られている。ここでは厳密にこれらの表色系に適合させる必要はなく、簡易かつ色むらの検出に有効な演算により色相、色度に相当するものを検出すればよく、例えば、ある基準軸を設定し、Ｒの光量を基準軸上、Ｇの光量を基準軸に対し＋１２０ｄｅｇの方向、Ｂの光量を−１２０ｄｅｇの方向で光量に比例した長さのベクトルを持たせ、全てのベクトルを総和したベクトルの基準軸に対する角度を色相データとすればよい。このときＲ、Ｇ、Ｂの単位ベクトル長は色毎に異なっていてもよい。これは、撮像手段３の分光特性や検査対象物１の求められる色むらの表示品質により異なるためであり、実際には各色についての色むらに対して限度見本パネルを用いて決定するのが望ましい。
【００２３】
色評価値算出処理（Ｓ１３）によって算出された各画素の色評価値と、基準とする色評価値との差を算出する（Ｓ１４）。基準となる色評価値とは、設計値あるいは良品パネルを用いて測定した色評価値を固定値として用いる方法がある。また、パネルにより全体の色評価値が偏っていても局部的な色むらがなければよいという場合には、色評価値算出処理（Ｓ１３）によって算出された各画素の色評価値の平均値あるいは中間値あるいは最頻値を用いればよい。ここで、色評価値として色相を用いた場合の色相の差とは、その角度の差であり、色度を用いた場合であれば２次元情報であるため、２次元データ間の距離をその差とする。
【００２４】
色評価値差算出処理（Ｓ１４）によって算出された色評価値差が、第一のしきい値以上の画素を色むら候補として検出する（Ｓ１５）。第一のしきい値を決定する際には、良品パネルの許容範囲、限度見本パネルでの色評価値の差を考慮して決定することが望ましい。
【００２５】
色むら候補検出処理（Ｓ１５）によって検出された色むら候補の画素がある一定距離以内にある場合に同一の色むらとして結合する（Ｓ１６）。
【００２６】
色むら候補結合処理（Ｓ１６）によって結合された画素数が、第二のしきい値以上の場合に色むらと粗判定する（Ｓ１７）。例えば、図３において、第二のしきい値を５とすると、図３（ａ）は色むらと判定されず、図３（ｂ）から図３（ｄ）は色むらとして判定される。ここで、第二のしきい値を便宜上５としたが、第二のしきい値を決定する際には、良品パネルの許容範囲を考慮して決定することが望ましく、この値に限るものではない。
【００２７】
色むら粗判定処理（Ｓ１７）によって色むらと粗判定された部分に外接する外接矩形を設け、外接矩形の画素数、長辺長、短辺長、長辺長と短辺長との比、結合された各画素値の総和、結合された各画素値の総和と結合された画素数との比、結合された画素数と外接矩形の画素数との比という評価値を算出する（Ｓ１８）。例えば、色むら粗判定処理（Ｓ１７）によって図３（ｂ）から図３（ｄ）の色むらと判定された部分に外接する外接矩形１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを設けると、図３（ｂ）における長辺長と短辺長との比は４／４、結合された画素数と外接矩形の画素数との比は１６／１６、図３（ｃ）における長辺長と短辺長との比は６／１、結合された画素数と外接矩形の画素数との比は６／６、図３（ｄ）における長辺長と短辺長との比は６／４、結合された画素数と外接矩形の画素数との比は９／２４となる。ここで、各比の計算を長辺長／短辺長、結合された画素数／外接矩形の画素数としたが、この計算方法に限るものではない。
【００２８】
評価値算出処理（Ｓ１８）によって算出された評価値の少なくとも１つにより色むらと欠陥の弁別を行い最終判定を行う（Ｓ１９）。例えば、色むらと欠陥を弁別する判定基準を、長辺長と短辺長との比が０．５以上でかつ１．５以下、結合された画素数と外接矩形の画素数との比が０．５以上でかつ１．５以下とすると、図３（ｂ）は長辺長と短辺長との比は１であり、結合された画素数と外接矩形の画素数との比も１であるため色むらと判定される。図３（ｃ）は長辺長と短辺長との比が６であるため欠陥と判定され、図３（ｄ）は長辺長と短辺長との比は１．５であるが、結合された画素数と外接矩形の画素数との比が０．３７５であるため欠陥と判定される。ここで、判定基準を０．５以上でかつ１．５以下としたが、判定基準を決定する際には、良品パネルの許容範囲を考慮して決定することが望ましく、この値に限るものではない。
【００２９】
また、ここでは、評価値を長辺長と短辺長との比と結合された画素数と外接矩形の画素数との比として最終判定を行っているが、評価値を外接矩形の画素数とし外接矩形の画素数がある一定値以下であれば欠陥とする判定としたり、評価値を長辺長や短辺長とし長辺長や短辺長がある一定値以下であれば欠陥とする判定としたり、評価値を結合された各画素値の総和とし結合された各画素値の総和がある一定範囲のものを色むらとし範囲外のものを欠陥とする判定としたり、評価値を結合された各画素値の総和と結合された画素数との比とし結合された各画素値の総和と結合された画素数との比がある一定範囲のものを色むらとし範囲外のものを欠陥とする判定としたりしてもよい。
【００３０】
以上の処理を行うことにより、検査対象物１の表示画面における色むらの検査を行う。
【００３１】
以上のように本発明の一実施の形態によれば、検査対象物１の色むらを結合し、色むら部分として検査するため、色むらの面積が人の視覚で認識されない程度または人の視覚に影響を及ぼさない程度に小さい場合には、不良品とせず良品とすることが可能となり、人に近い判定が可能となる。
【００３２】
さらに、色むらの形状や面積を考慮して色むらと欠陥の弁別を行うことが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、カラーディスプレイデバイスの色むらを、色相、色度に代表される色評価値を考慮して検出し、検出された色むらを結合し、色むら部分として検査するため、色むらの面積が人の視覚で認識されない程度または人の視覚に影響を及ぼさない程度に小さい場合には、不良品とせず良品とすることが可能となり、人に近い判定が可能となる。
【００３４】
また、色むら部分の形状や面積を求めることにより、色むらと欠陥の弁別が可能となり、求められた位置や評価値から検査員による再判定が容易となり、さらに、前工程で発生した不良原因を推定し、生産効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における色むら検査装置の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態における画像処理プログラムのフローチャート
【図３】色むらパターンの概略図
【図４】従来の画像処理プログラムのフローチャート
【符号の説明】
１          検査対象物
２          点灯装置
３          撮像手段
４          バンドパスフィルタ
５          結合レンズ
６          画像処理装置
７          記憶部
８          表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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