(57)【要約】【課題】  検査対象自体の欠陥があっても精確に固体撮像素子の画素欠陥を補正する。【解決手段】  開示される画素欠陥補正方法は、検査対象について、ＣＣＤセンサを有するカメラにより１０画素ずつずらした３枚の画像を撮影するステップＳＰ４〜ＳＰ７と、３枚の画像から撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値を比較してその中央値を取得するステップＳＰ８と、撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値の中央値によりＣＣＤセンサの画素欠陥が補正された画像を作成するステップＳＰ９とを有している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象について、固体撮像素子を有するカメラにより所定の画素ずつずらした複数枚の画像を撮影する第１のステップと、
前記複数枚の画像から撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値を比較してその中央値を取得する第２のステップと、
前記撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値の中央値により前記固体撮像素子の画素欠陥が補正された画像を作成する第３のステップと
を有することを特徴とする画素欠陥補正方法。
【請求項２】
固体撮像素子を有するカメラと、
前記カメラ又は検査対象のいずれかを所定の画素ずつずらして前記検査対象について複数枚の画像を撮影させ、前記複数枚の画像から撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値を比較してその中央値を取得し、前記撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値の中央値により前記固体撮像素子の画素欠陥が補正された画像を作成する制御部と
を備えていることを特徴とする画素欠陥補正装置。
【請求項３】
検査対象について、固体撮像素子を有するカメラにより所定の画素ずつずらした複数枚の画像を撮影する第１のステップと、
前記複数枚の画像から撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値を比較してその中央値を取得する第２のステップと、
前記撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値の中央値により前記固体撮像素子の画素欠陥が補正された画像を作成する第３のステップと、
前記補正された画像に基づいて、前記検査対象の良否判定を行う第４のステップと
を有することを特徴とする検査方法。
【請求項４】
固体撮像素子を有するカメラと、
前記カメラ又は検査対象のいずれかを所定の画素ずつずらして前記検査対象について複数枚の画像を撮影させ、前記複数枚の画像から撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値を比較してその中央値を取得し、前記撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値の中央値により前記固体撮像素子の画素欠陥が補正された画像を作成し、前記補正された画像に基づいて、前記検査対象の良否判定を行う制御部と
を備えていることを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を有するカメラで撮影して得られた画像内に存在する上記固体撮像素子自体の画素欠陥を補正する画素欠陥補正方法並びに画素欠陥補正装置、検査対象を上記カメラで撮影して得られた画像内に存在する上記画素欠陥を補正し、上記画素欠陥が補正された画像に基づいて検査対象自体の欠陥の有無を検査する検査方法並びに検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画素欠陥補正方法は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子と被写体像の相対的な位置を変位させながら、それぞれの変位位置に対応する画像信号をＣＣＤ撮像素子から読み出して高精細画像を合成する画素ずらし方式であって、４つの画像を１つの画像に再配置し、この再配置した画像に対して、ある欠陥画素に対し隣接する２つの正常画素の信号を加算して補完処理を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５９７８３号公報（［００１５］〜［００１７］，［００２１］〜［００２７］、図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した従来の画素欠陥補正方法では、ある欠陥画素に対し隣接する２つの正常画素の信号を加算して補完処理を行っている。したがって、このような画素欠陥補正機能を有するＣＣＤカメラを用いて、例えば、検査対象であるディスプレイの表示面を撮影して得られた画像内に存在する上記画素欠陥を補正し、上記画素欠陥が補正された画像に基づいてディスプレイの表示面に存在するシミやムラ等の欠陥を検査すると、以下に示す不都合があった。すなわち、上記画素欠陥とディスプレイの表示面に存在するシミやムラ等の欠陥とが重なった場合には、ＣＣＤカメラから得られた画像データの値を信頼することができないという課題があった。このため、検査対象自体の欠陥を精確に検査することができず、本来欠陥が存在して良品と判定できないものを良品として判定してしまう一方、本来欠陥が存在せずに良品と判定すべきものを不良品として判定してしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、検査対象自体の欠陥があっても精確に固体撮像素子の画素欠陥を補正することができる画素欠陥補正方法及び画素欠陥補正装置を得るものである。
また、第２の目的は、検査対象自体の欠陥を精確に検査することができる検査方法及び検査装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る画素欠陥補正方法は、検査対象について、固体撮像素子を有するカメラにより所定の画素ずつずらした複数枚の画像を撮影する第１のステップと、複数枚の画像から撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値を比較してその中央値を取得する第２のステップと、撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値の中央値により固体撮像素子の画素欠陥が補正された画像を作成する第３のステップとを有するものである。本発明によれば、検査対象自体の欠陥があっても精確に固体撮像素子の画素欠陥を補正することができる。
【０００７】
また、本発明に係る画素欠陥補正装置は、固体撮像素子を有するカメラと、カメラ又は検査対象のいずれかを所定の画素ずつずらして検査対象について複数枚の画像を撮影させ、複数枚の画像から撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値を比較してその中央値を取得し、撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値の中央値により固体撮像素子の画素欠陥が補正された画像を作成する制御部とを備えているものである。本発明によれば、検査対象自体の欠陥があっても精確に固体撮像素子の画素欠陥を補正することができる。
【０００８】
また、本発明に係る検査方法は、検査対象について、固体撮像素子を有するカメラにより所定の画素ずつずらした複数枚の画像を撮影する第１のステップと、複数枚の画像から撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値を比較してその中央値を取得する第２のステップと、撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値の中央値により固体撮像素子の画素欠陥が補正された画像を作成する第３のステップと、補正された画像に基づいて、検査対象の良否判定を行う第４のステップとを有するものである。本発明によれば、たとえ固体撮像素子の画素欠陥の位置と検査対象自体の欠陥の位置とが近い場合であっても、精確に固体撮像素子の画素欠陥を補正することができる。また、検査対象自体の欠陥を精確に検査することができるので、検査能力が向上する。この結果、本来欠陥が存在して良品と判定できないものを良品として判定してしまったり、本来欠陥が存在せずに良品と判定すべきものを不良品として判定してしまうおそれは少なくなる。
【０００９】
また、本発明に係る検査装置は、固体撮像素子を有するカメラと、カメラ又は検査対象のいずれかを所定の画素ずつずらして検査対象について複数枚の画像を撮影させ、複数枚の画像から撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値を比較してその中央値を取得し、撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値の中央値により固体撮像素子の画素欠陥が補正された画像を作成し、補正された画像に基づいて、検査対象の良否判定を行う制御部とを備えているものである。本発明によれば、たとえ固体撮像素子の画素欠陥の位置と検査対象自体の欠陥の位置とが近い場合であっても、精確に固体撮像素子の画素欠陥を補正することができる。また、検査対象自体の欠陥を精確に検査することができるので、検査能力が向上する。この結果、本来欠陥が存在して良品と判定できないものを良品として判定してしまったり、本来欠陥が存在せずに良品と判定すべきものを不良品として判定してしまうおそれは少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態である検査装置の構成を示す概略図である。
この例の検査装置は、ＸＹステージ１と、点灯チェッカー２と、バックライト３と、バックライト点灯装置４と、カメラ５と、制御部６と、モニタ７とから概略構成されている。なお、この例の検査装置は、後述するように、固体撮像素子を有するカメラで撮影して得られた画像内に存在する上記固体撮像素子自体の画素欠陥を補正する画素欠陥補正装置としての機能をも有している。
【００１１】
ＸＹステージ１は、制御部６により駆動され、検査対象であるディスプレイ８が固定された基台９をｘ軸方向及びｙ軸方向へ所定のピッチで移動させる。ここで、ディスプレイ８としては、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネセンス（ＥＬ：electroluminescence）素子からなるディスプレイ、発光ダイオードからなるディスプレイ、蛍光表示管（ＶＦＤ：Vacuum Fluoresent Display）（特に、その一種である電界電子放射型ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display））、あるいはプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ；Plasma Display Panel）等がある。
【００１２】
点灯チェッカー２は、ディスプレイ８を構成する複数のデータ電極及び複数の走査電極に順次所定のデータ電圧及び所定の走査電圧を印加することによりディスプレイ８を点灯させる。バックライト３は、ディスプレイ８が非発光表示素子である液晶ディスプレイである場合、液晶ディスプレイの裏面側から液晶ディスプレイの裏面を均一に照明する。バックライト３は、光源と、この光源から放射される光を拡散して面光源化する光拡散部材とからなる。バックライト３の光源としては、蛍光管、高圧放電ランプ、平面型蛍光ランプや、ＥＬ素子、白色発光ダイオード等の発光素子などがある。バックライト点灯装置４は、インバータ等からなり、制御部６から供給される制御信号に基づいて、バックライト３を点滅させる。
【００１３】
カメラ５は、ＣＭＯＳ（Complimentary Metal Oxide Semiconductor）センサ又はＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等の固体撮像素子やレンズ等を有し、ディスプレイ８の直上に配置され、ディスプレイ８の表示面を撮影して１画素あたり複数ビット（例えば、１２ビット）のデジタルの画像データを出力する。カメラ５は、モノクロ用でもカラー用でもいずれでも良い。制御部６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、シーケンサ等からなり、内蔵された記憶部に記憶された各種プログラムを実行して、ディスプレイ８の表示面を検査するために、装置各部を制御し、検査結果をモニタ７に表示させる。モニタ７は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ、あるいはＰＤＰなどからなり、制御部６から供給された画像を表示する。
【００１４】
次に、上記構成の検査装置の制御部６のディスプレイの検査処理について、検査対象として液晶ディスプレイを例にとって、図２に示すフローチャートを参照して説明する。図１に示すように、検査対象であるディスプレイ８が基台９に固定された状態において、制御部６は、図２に示すステップＳＰ１の処理へ進み、所定の初期化処理を実行した後、ステップＳＰ２へ進む。この所定の初期化処理としては、例えば、制御部６は、自己に内蔵されたＲＡＭや、図示せぬ記憶部を構成し上記画素欠陥補正処理を実行する際に用いるワーキング記憶領域のすべての記憶内容をクリアしたりする。また、制御部６は、点灯チェッカー２、バックライト点灯装置４及びカメラ５に初期化処理を指示するための制御信号を供給する。これにより、点灯チェッカー２、バックライト点灯装置４及びカメラ５は、各出力データをリセットするなど、各々の初期化処理を行う。
【００１５】
ステップＳＰ２では、制御部６は、ずらす画素数ｎ（ｎは自然数）と、撮影回数ｍ（ｍは自然数）を設定するとともに、撮影回数ｍをカウントするための変数ｋに１をセットした後、ステップＳＰ３へ進む。今の場合、ずらす画素数ｎを１０に設定するとともに、撮影回数ｍを３に設定するものとする。なお、ずらす画素数ｎは１〜１０程度に設定すれば良く、撮影回数ｍは３〜１０程度に設定すれば良い。このずらす画素数ｎ及び撮影回数ｍは、検査者が図示せぬ操作部を操作することにより設定されるようにしても良い。ステップＳＰ３では、制御部６は、バックライト点灯装置４を制御してバックライト３を点灯させるとともに、ディスプレイ８自体の明るさが所定の明るさとなるように点灯チェッカー２を制御してディスプレイ８を構成する複数のデータ電極及び複数の走査電極に順次所定のデータ電圧及び所定の走査電圧を印加することによりディスプレイ８のすべての画素を点灯させる。この後、制御部６は、ステップＳＰ４へ進む。
【００１６】
ステップＳＰ４では、制御部６は、カメラ５を制御してディスプレイ８の表示面全体を撮影させる。カメラ５は、１画素あたり複数ビット（例えば、１２ビット）のデジタルの画像データ（図３に示す第１画像１１参照）を制御部６に供給する。これにより、制御部６は、供給された第１画像１１の画像データを図示せぬ記憶部の所定の記憶領域に記憶するとともに、供給された第１画像１１をモニタ７に表示させた後、ステップＳＰ５へ進む。
【００１７】
ステップＳＰ５では、制御部６は、ＸＹステージ１を制御してディスプレイ８をｘ軸方向にｎ画素分（今の場合、１０画素分）移動させた後、ステップＳＰ６へ進む。ここで、ｘ軸方向に移動させるのは、固体撮像素子の性質上、１ラインのすべてに画素欠陥が存在することはまれだからである。ステップＳＰ６では、制御部６は、変数ｋに１をインクリメントした後、ステップＳＰ７へ進む。ステップＳＰ７では、制御部６は、変数ｋが撮影回数ｍ（今の場合、ｍ＝３。）より大きいか否か判断する。この判断結果が「ＮＯ」の場合には、制御部６は、ステップＳＰ４へ戻り、上記したステップＳＰ４〜ＳＰ６の処理を繰り返す。そして、変数ｋが撮影回数ｍ（今の場合、ｍ＝３。）より大きくなると、ステップＳＰ７の判断結果が「ＹＥＳ」となり、制御部６は、ステップＳＰ８へ進む。以上説明した処理がｍ回（今の場合、ｍ＝３。）繰り返されることにより、図３に示すように、第１画像１１、第２画像１２及び第３画像１３が順次撮影され、それぞれの画像データが図示せぬ記憶部の所定の記憶領域に記憶されるとともに、モニタ７に表示させる。
【００１８】
ステップＳＰ８では、制御部６は、図示せぬ記憶部の所定の記憶領域から第１画像１１、第２画像１２及び第３画像１３のそれぞれの画像データが読み出し、図４に示すように、この３枚の画像１１〜１３から撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値を比較してその中央値（ミディアム値）を取得し、その中央値（ミディアム値）を図示せぬ記憶部の所定の記憶領域に記憶した後、ステップＳＰ９へ進む。図４の例では、第１画像１１の座標（ｘ＋２ｎ，ｙ）に位置する画素の輝度値と、第２画像１２の座標（ｘ＋ｎ，ｙ）に位置する画素の輝度値と、第３画像１３の座標（ｘ，ｙ）に位置する画素の輝度値とを比較し、その中央値（ミディアム値）を取得する。例えば、第１画像１１の座標（ｘ＋２ｎ，ｙ）に位置する画素の輝度値が「１９７２」であり、第２画像１２の座標（ｘ＋ｎ，ｙ）に位置する画素の輝度値が「１６４」であり、第３画像１３の座標（ｘ，ｙ）に位置する画素の輝度値が「１５８」である場合には、これらの中央値（ミディアム値）として、第２画像１２の座標（ｘ＋ｎ，ｙ）に位置する画素の輝度値「１６４」を取得する。
【００１９】
ここで、３枚の画像１１〜１３から撮影時の空間上重なった画素の輝度値の中央値（ミディアム値）を取得するのは以下に示す理由による。すなわち、同一の検査対象を複数回にわたって撮影した複数枚の画像の空間上重なった画素の輝度値は、多少の誤差はあるものの、本来ほぼ同じ値になるはずである。ところが、一般に、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の半導体により形成される固体撮像素子では、半導体の局部的な結晶欠陥等により画素劣化が生じることが知られている。入射光量に応じた撮像出力に常に一定のバイアス電圧が加算されてしまう画素欠陥は、この画素欠陥がそのまま信号処理されると、モニタ上に高輝度の白い点として現れるため、白キズ（輝度欠陥）と呼ばれている。これに対し、光感度の低い画素から得られた信号が処理されると、モニタ上に黒い点として現れるので、黒キズ（黒点欠陥）と呼ばれている。したがって、３枚の画像１１〜１３から撮影時の空間上重なった画素の３個の輝度値を比較し、極端に値の大きい輝度値は白キズ（輝度欠陥）であると推定できるとともに、極端に値の小さい輝度値は黒キズ（黒点欠陥）であると推定できる。そこで、この実施の形態においては、３枚の画像１１〜１３から撮影時の空間上重なった画素の輝度値の中央値（ミディアム値）を取得するのである。なお、３枚の画像１１〜１３から撮影時の空間上重なった画素の輝度値の平均値を採用してしまうと、得られた新たな輝度値は、上記した白キズ（輝度欠陥）又は黒キズ（黒点欠陥）の影響を受けたものとなって、本来の値からずれてしまい、補正の信頼性が低くなってしまう。
【００２０】
ステップＳＰ９では、制御部６は、図示せぬ記憶部の所定の記憶領域に記憶されている、撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値の中央値（ミディアム値）を読み出し、図５に示すように、画素欠陥が補正された新規画像２１を構成するすべての画素の輝度値として採用して図示せぬ記憶部の所定の記憶領域に記憶するとともに、作成された新規画像２１をモニタ７に表示させた後、ステップＳＰ１０へ進む。ステップＳＰ１０では、制御部６は、図示せぬ記憶部の所定の記憶領域に記憶されている新規画像２１を読み出し、その新規画像２１に基づいて当該ディスプレイ８の良否判定を行い、その結果をモニタ７に表示させた後、ステップＳＰ１１へ進む。ステップＳＰ１１では、制御部６は、検査完了信号を出力し、検査完了をモニタ７に表示させた後、一連の処理を終了する。
以上説明した処理により、１個のディスプレイ８の検査が終了すると、検査者は、そのディスプレイ８を基台９から取り外し、次の検査すべきディスプレイ８を基台９に固定にセットして、新たなディスプレイ８の検査を開始する。
【００２１】
このように、この例の構成によれば、３枚の画像１１〜１３から撮影時の空間上重なったすべての画素の輝度値の中央値（ミディアム値）を取得し、これらを新規画像２１を構成するすべての画素の輝度値として採用している。したがって、カメラ５から供給される画像を構成する各画素の輝度値が正確であるため、得られた新規画像２１に基づいてディスプレイ８の表示面に存在するシミやムラ等の欠陥を検査した場合には、たとえ固体撮像素子の画素欠陥の位置と検査対象自体の欠陥の位置とが近い場合であっても、精確に固体撮像素子の画素欠陥を補正することができる。また、検査対象自体の欠陥を精確に検査することができるので、検査能力が向上する。この結果、本来欠陥が存在して良品と判定できないものを良品として判定してしまったり、本来欠陥が存在せずに良品と判定すべきものを不良品として判定してしまうおそれは少なくなる。
【００２２】
また、従来、固体撮像素子には、どの画素に欠陥があるかを示すデータシートが添付されているが、この例の構成によれば、そのようなデータシートを参照することなく、画素欠陥を補正することができるので、検査者は手間が省ける。また、この例の構成によれば、画素欠陥が多少存在する安価な固体撮像素子でも使用することができるので、画素欠陥が極めて少ないが高価な固体撮像素子を使用する必要がなく、検査装置を安価に構成することができる。
【００２３】
以上、この実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、上述の実施の形態においては、ディスプレイ８をｘ軸方向にｎ画素分移動させる例を示したが、これに限定されず、ディスプレイ８をｘ軸方向にｎ画素分移動させるとともに、ｙ軸方向にもｎ画素分又はｎ画素とは異なる画素分だけ移動させるように構成しても良い。
また、上述の実施の形態においては、カメラ５を固定し、ディスプレイ８側をＸＹステージ１により移動させる例を示したが、これに限定されない。例えば、ディスプレイ８側を固定し、カメラ５をＸＹステージ等によりｘ軸方向及びｙ軸方向に移動するように構成しても良い。この場合、ディスプレイ８側を固定するので、上記した液晶ディスプレイ等の他、ＣＲＴディスプレイも検査対象とすることができる。
また、上述の実施の形態においては、カメラ５からデジタルの画像データが出力される例を示したが、これに限定されず、カメラ５からアナログの画像信号が出力され、制御部６がアナログの画像信号をデジタルの画像データに変換しても良い。
また、上述の実施の形態においては、検査対象がディスプレイである例を示したが、これに限定されず、検査対象はディスプレイを有する表示装置であっても良く、さらに画素欠陥補正方法は、固体撮像素子を用いて検査する検査方法一般にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態を示す検査装置の概略図。
【図２】制御部のディスプレイの検査処理を説明するためのフローチャート。
【図３】制御部のディスプレイの検査処理を説明するための概念図。
【図４】制御部のディスプレイの検査処理を説明するための概念図。
【図５】制御部のディスプレイの検査処理を説明するための概念図。
【符号の説明】
【００２５】
１  ＸＹステージ、２  点灯チェッカー、３  バックライト、４  バックライト点灯装置、５  カメラ、６  制御部、７  モニタ、８  ディスプレイ、９  基台、１１  第１画像、１２  第２画像、１３  第３画像、２１  新規画像。
【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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