(57)【要約】【課題】電界放出ディスプレイのゲート電極の板体部分の画像の濃淡が一様でなくても開口部の画像を検出できる画像処理による電界放出ディスプレイ測長方法を得ること。【解決手段】本発明の画像処理による電界放出ディスプレイ測長方法は、電界放出ディスプレイのゲート電極８を顕微鏡１２で撮影した画像を２値化してしきい値を取り、そのしきい値を基に前記ゲート電極８の開口部８ｂに相当する代表的な画像のテンプレート１０を作成し、そのテンプレート１０でマッチング処理を行って前記ゲート電極８の開口部８ｂに相当する全対象物の位置を検出して、それら全対象物を抽出することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界放出ディスプレイのゲート電極を顕微鏡で撮影した画像からしきい値を取り、該しきい値を基に２値化して、その特徴（面積・重心・フェレ径等）から前記ゲート電極の開口部に相当する代表的な画像のテンプレートを作成し、該テンプレートでマッチング処理を行って前記ゲート電極の開口部に相当する全対象物の位置を検出して、それら全対象物を抽出することを特徴とする画像処理による電界放出ディスプレイ測長方法。
【請求項２】
電界放出ディスプレイのゲート電極の開口部の直径を画像処理により測長する測長装置において、
測長対象物である前記開口部を含むゲート電極の画像の全画面或いはこれに近い領域を処理領域として設定する手段と、
前記設定した任意の大きさの処理領域内のヒストグラムを求める手段と、
前記ヒストグラムから大津の自動判別２値化法などによりしきい値を求める手段と、
前記しきい値から任意の大きさの処理領域に対し２値化処理を行う手段と、
抽出された前記開口部の画像に対し番号付けを行う手段と、
個々の前記開口部の画像情報を調査し、面積、フェレ径の平均値に近い開口部をテンプレートとして登録する手段と、
前記テンプレートを用いて前記開口部の画像の全画面をマッチング処理し、前記処理領域内の開口部画像データを収集する手段と、
前記収集したデータを基に測長を行い、その結果を判定する手段
とを備えていることを特徴とする画像処理による電界放出ディスプレイ測長装置。
【請求項３】
前記開口部画像が黒の場合は、白黒を反転する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理による電界放出ディスプレイ測長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出ディスプレイ（以下、略してＦＥＤ＝Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅと記す）のゲート電極の開口部の直径を測定するための画像処理による電界放出ディスプレイ測長方法及びその測長装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の画像処理による電界放出ディスプレイ測長方法を説明する。
【０００３】
図８はＦＥＤの構造を示す概略図、図９はＦＥＤのゲート電極の板体部分に濃淡がない（均一な）画像、図１０は同ゲート電極の板体部分に濃淡がある（不均一な）画像、図１１は図１０の画像を小領域に分割した画像、そして図１２は図１０の画像をオーバーラップして分割した画像である。
【０００４】
先ず、図８を用いて、ＦＥＤの大まかな構造を説明する。このＦＥＤ１の構造は、真空の空間が二枚のガラスシートによって挟まれたものになっている。一枚はカソードガラスシート２であり、他の一枚はアノードガラスシート３である。このアノードガラスシート３の内面にはアノード電極４が、その表面に蛍光体層５が形成されており、カソードガラスシート２側のカソード電極６には多数のマイクロティップ７が形成されている。カソード電極６から所定の間隔を開けてゲート電極８が形成されている。このゲート電極８には多数の開口部９が開けられて、各開口部９に対応してマイクロティップ７が形成されている。
【０００５】
カソード電極６からは電界放出により電子が放出される。この時の電子はカソード電極６とゲート電極８との間の電圧の差によって発生する。真空中に放出された電子はアノード電極４に引き付けられ、途中で蛍光体層５に衝突して光を放つ。このようにしてＲＧＢの三つの蛍光体一組から発せられた可視光が、ディスプレイの１ピクセルに相当する。
【０００６】
ゲート電極８の板体部分８ａに開けられている開口部８ａは所定の大きさで同一であることが要求されている。それは各開口部８ｂを通じてスパッタリングで同一のマイクロティップ７を形成する必要があるからである。それ故、それらの開口部８ｂが所定の直径で開いているかどうかを測長（検査）する必要がある。
【０００７】
この測長は画像処理による測長方法が用いられている。従来の画像処理による測長方法によるＦＥＤのゲート電極８の開口部８ｂの直径を測定する場合には、顕微鏡（電子、光学んど）でゲート電極８を撮影し、得られた画像を基に画像処理するが、通常、開口部８ｂに相当する部分などの特徴を抽出する際に主に２値化手法が多く使われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図９及び図１０に示した画像は顕微鏡で撮影した画像であるが、２値化手法では、図９に示したように、ゲート電極８の板体部分８ａ（以下、画像では「背景８ａ」と記す）の画像とその開口部８ｂ（以下、画像では「対象物８ｂ」と記す）の画像がはっきりと切り分けられる場合は有効であるが、背景８ａの画像と対象物８ｂの画像との濃淡レベルに差が余り無い場合（図９）や、図１０に示したように、背景８ａの画像の濃淡レベルが均一でない場合、２値化のしきい値の決め方如何では、対象物８ｂの画像が無くなってしまったりする問題点がある。
【０００９】
また、画像を分割し（図１１）、小領域ごとに処理することによって、先の問題を回避しようとする場合においても、単純に画面を分割すれば、分割の仕方によっては、分割境界付近の対象物９ａが良好に抽出できないなどの問題点がある。
【００１０】
更に、図１２に示したように、分割領域をオーバーラップさせる場合は、処理時間が掛かるなどの問題点がある。
【００１１】
そして更に最初からマッチングを行う場合は、テンプレート画像を登録しておく必要がある。
【００１２】
更にまた、ロット毎に開口部８ｂの大きさや形状が異なるような場合、テンプレート画像の登録は膨大になる上、最適なテンプレートを選択する機能が別途必要となるなどの問題点がある。
【００１３】
なお、これら濃淡レベルに差が余り無い或いは濃淡レベルが均一でなくなるのは、電子顕微鏡でゲート電極８を撮影する故に、電子がゲート電極８にチャージしてしまったり、また、ゲート電極８の表面の凹凸の存在により、電子の当たり方次第で影ができたり、そして板体部分８ａの濃淡値と開口部８ｂの濃淡値に絶対的な差がないため等に起因するものと考えられる。
【００１４】
本発明は、これらの課題を解決しようとするものであって、ゲート電極の板体部分の画像の濃淡が一様でなくても開口部の画像を検出でき、そしてロット毎に開口部の大きさ、形状、濃淡度が変化しても、柔軟に対応できる画像処理による電界放出ディスプレイ測長方法及びその測長装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の画像処理による電界放出ディスプレイ測長装置は、電界放出ディスプレイのゲート電極の開口部の直径を画像処理により測長する測長装置において、測長対象物である前記開口部を含むゲート電極の画像の全画面或いはこれに近い領域を処理領域として設定する手段と、前記設定した任意の大きさの処理領域内のヒストグラムを求める手段と、前記ヒストグラムから大津の自動判別２値化法などによりしきい値を求める手段と、前記しきい値から任意の大きさの処理領域に対し２値化処理を行う手段と、抽出された前記開口部の画像に対し番号付けを行う手段と、個々の前記開口部の画像情報を調査し、面積、フェレ径の平均値に近い開口部をテンプレートとして登録する手段と、前記テンプレートを用いて前記開口部の画像の全画面を走査し、前記処理領域内の開口部画像データを収集する手段と、前記収集したデータを基に測長を行い、その結果を判定する手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
そして前記開口部の画像が黒の場合は、白黒を反転する手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の画像処理による電界放出ディスプレイ測長方法及び測長装置によれば、
１．テンプレート画像が自動で作成できる
２．特別なテンプレート領域を必要としない
３．ロットが変わっても自動で対応できる
４．ゲート電極の開口部の画像の濃淡レベル（特に板体部分の画像の濃淡レベル）が均一  でなくても検査（測長）ができる
など、数々の優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図を用いて、ＦＥＤのゲート電極の開口部の直径を測長する本発明の画像処理による電界放出ディスプレイ測長装置を説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１はＦＥＤにおけるゲート電極の開口部の直径を測長する本発明の画像処理による電界放出ディスプレイ測長装置のシステム構成図、図２は本発明の画像処理フローチャート、図３は２値化によりゲート電極の幾つかの開口部の画像（対象物）が板体部分（背景）の画像に消された状態の画像、図４はゲート電極の板体部分（背景）に濃淡がなく、開口部（対象物）と区別できる画像を２値化した画像、図５は図３に示した２値化画像の明瞭な開口部（対象物）をサンプルとした画像、図６は図５の画像を基に作成したテンプレート画像、そして図７は図６のテンプレートを基に収集した全対象物の位置データの画像である。
【００２０】
先ず、図１を参照しながら、本発明の画像処理による電界放出ディスプレイ測長装置（以下、単に「測長装置」と記す）を説明する。
【００２１】
符号１１は全体として測長装置を指す。この測長装置１１は電子顕微鏡或いは光学顕微鏡（以下、単に「顕微鏡」と記す）１２、画像メモリ１３、画像処理装置（ＣＰＵを含む）１４を備えたコンピュータ１５、画像表示装置１６などから構成されている。
【００２２】
ゲート電極８はこの測長装置１１の顕微鏡１２で撮影され、アナログビデオ信号がＡ／Ｄ変換器（不図示）でデジタルビデオ信号に変換され、コンピュータ１５の画像メモリ１３に記憶されると共に、図１０に示した背景の濃淡値が不均一な画像が画像表示装置１６に表示される。
【００２３】
既に説明したように、図９に示した画像のように、通常、背景８ａの濃淡値が均一で、対象物８ｂとの濃淡値の差があれば、容易に２値化することが可能であるが、背景８ａの濃淡値が不均一で、対象物８ｂの濃淡値とオーバーラップしているような場合、単純に２値化してしまうと、図３に示したように、対象物８ｂの幾つかが背景８ａとして消されてしまう。そこで、相関関数を用いることで、背景８ａの濃淡値と余り差が無い場合でも抽出可能にすることができる。これらは画像処理装置１４で行われる。
【００２４】
以下、画像処理装置１４内で処理される画像処理を図２に示した画像処理フローチャートを用いて本発明の測長方法を説明する。
【００２５】
先ず、テンプレートを自動作成する。そのため、対象物８ｂが存在する画像の任意の大きさの領域を処理領域として設定する（ステップＳ１）。
【００２６】
次に、ステップＳ１で設定した任意の大きさの処理領域内のヒストグラムを求める（ステップＳ２）。
【００２７】
このヒストグラムから、大津の自動判別２値化法などにより、しきい値を求める（ステップＳ３）。
【００２８】
次に、前記しきい値から、前記任意の大きさの処理領域に対し２値化処理を行う。この場合、顕微鏡１２で撮影した画像が背景８ａが不均一な画像（図１０）の場合は、図３に示したような画像となり、背景８ａが均一な画像（図９）の場合は、図４に示したような画像となる。図５は図３に示した２値化画像の対象物８ｂの内の一つをサンプルとして抽出した画像である（ステップＳ４）。なお、対象物８ｂが０（黒）の場合は、白黒反転（０⇒１）する（ステップＳ５）。
【００２９】
次に、ステップＳ４で抽出された対象物８ｂをラスタスキャンして番号付けを行う（ステップＳ６）。
【００３０】
この番号付けの結果が０の場合は、もう１度最初に戻って画像を取ってもう１度同じことを行う。或いは任意の大きさの処理領域を変更して、再度同じ処理を行う（ステップＳ７）。
【００３１】
この結果、対象物８ｂが複数個ある場合は、個々の対象物情報を調査し、最大及び最小の対象物８ｂを除外し、一番平均（面積・フェレ径）値に近いものを抽出したりすることによって、異常な大きさや、形状のものを除去して、テンプレート１０として選択し（ステップＳ８）、そしてその対象物８ｂの画像を切り出し、登録する（ステップＳ８）。図Ｓにその一例のテンプレート１０の画像を示した。
【００３２】
次に、このテンプレート１０を用いて、マッチング処理（全画面走査）を行い（ステップＳ１０）、前記処理領域内の対象物８ｂデータを収集する（ステップＳ１１）。
【００３３】
収集したデータを基に各対象物８ｂの測長（検査）を詳細に行い、そしてその結果を判定する（ステップＳ１２）。この測長は測長のソフトウエアを顕微鏡１２のシステムの中に混在させれば同一の顕微鏡１２で行うことができる。しかし、顕微鏡１２から何らかの方法で画像として他の何処のメモリ手段に格納することができれば、そのメモリ手段を所有するＣＰＵで画像処理を行って測長することもできる。
【００３４】
以上、説明したように本発明によれば、ゲート電極８の画像を２値化してしきい値を取り、そのしきい値を基にテンプレート１０を作成して、そのテンプレート１０でマッチング処理を行う。このマッチング処理を行うことによって従来技術では消えていた対象物８ｂ全部の位置を検出して、それら対象物８ｂ全部を抽出することができる。従って、対象物８ｂが存在する全画像を処理領域としてもよいが、図１１に示したように、全画像を複数に分割した処理領域を定めて処理することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）におけるゲート電極の開口部の直径を測長する本発明の画像処理による電界放出ディスプレイ測長装置のシステム構成図である。
【図２】本発明の画像処理フローチャートである。
【図３】２値化によりゲート電極の幾つかの開口部の画像（対象物）が板体部分（背景）の画像に消された状態の画像である。
【図４】ゲート電極の板体部分（背景）に濃淡がなく、開口部（対象物）と区別できる画像を２値化した画像である。
【図５】図３に示した２値化画像の明瞭な開口部（対象物）をサンプルとした画像である。
【図６】図５の画像を基に作成したテンプレート画像である。
【図７】図６のテンプレートを基に収集した全対象物の位置データの画像である。
【図８】ＦＥＤの構造を示す概略図である。
【図９】ＦＥＤのゲート電極の板体部分に濃淡がない均一な画像である。
【図１０】同ゲート電極の背景に濃淡があって不均一な画像である。
【図１１】図１０の画像を小領域に分割した画像である。
【図１２】図１０の画像をオーバーラップして分割した画像である。
【符号の説明】
【００３６】
１  電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）
６  カソード電極
７  マイクロティップ
８  ゲート電極
８ａ  ゲート電極８の板体部分（画像の背景）
８ｂ  ゲート電極８の開口部（画像の対象物）
１１  本発明の画像処理による電界放出ディスプレイ測長装置
１２  顕微鏡
１３  画像メモリ
１４  画像処理装置
１５  コンピュータ
１６  画像表示装置
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図８】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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