(57)【要約】【課題】被検査物の隅部であっても欠陥を検出でき、かつ、欠陥を容易に検出することができる欠陥検出方法及び装置を提供する。【解決手段】欠陥検出方法は、同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得工程と、取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理工程とを有する。欠陥強調処理工程ＳＴ３は、撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定工程ＳＴ３１と、選定された検査対象点の輝度値と、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値との差をそれぞれ求め、各輝度差データのうち、その値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出工程ＳＴ３２とを有する。【選択図】図３
2007086056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得工程と、
取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理工程とを有し、
前記欠陥強調処理工程は、
撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定工程と、
選定された検査対象点の輝度値から、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出工程とを備えることを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項２】
同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得工程と、
取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理工程とを有し、
前記欠陥強調処理工程は、
撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定工程と、
選定された検査対象点の周囲に複数配置された比較対象点の輝度値から、前記選定された検査対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出工程とを備えることを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項３】
同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得工程と、
取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理工程とを有し、
前記欠陥強調処理工程は、
撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定工程と、
選定された検査対象点の輝度値から、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の明欠陥用の欠陥強調値とするとともに、
選定された検査対象点の周囲に複数配置された比較対象点の輝度値から、前記選定された検査対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の暗欠陥用の欠陥強調値とする欠陥強調値算出工程とを備えることを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項４】
同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得工程と、
取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理工程とを有し、
前記欠陥強調処理工程は、
撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定工程と、
選定された検査対象点の輝度値と、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値との差をそれぞれ求め、各輝度差データのうち、その絶対値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出工程とを備えることを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の欠陥検出方法において、
前記欠陥強調値算出工程で得られた欠陥強調結果に対してメディアンフィルタを適用してノイズ成分の除去処理を行うノイズ除去工程と、
ノイズ除去工程でノイズ成分が除去された欠陥強調結果の各欠陥強調値を所定の閾値と比較して欠陥部分を抽出する欠陥抽出工程と、
欠陥抽出工程で抽出された欠陥部分の面積および位置を含む欠陥情報を取得して欠陥内容を判別する欠陥判別工程とを備えることを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の欠陥検出方法において、
前記欠陥強調処理工程は、検査対象点から各比較対象点までの距離を異ならせて欠陥強調処理を行い、得られた欠陥強調値が最大のものをその検査対象点の欠陥強調値とする合成処理を行って１つの欠陥強調結果を出力することを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の欠陥検出方法において、
前記比較対象点は、検査対象点を挟んで左右、上下、斜め方向にそれぞれ配置されて計８個設けられていることを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項８】
同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得手段と、
取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理手段とを有し、
前記欠陥強調処理手段は、
撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定部と、
選定された検査対象点の輝度値から、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出部とを備えることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項９】
同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得手段と、
取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理手段とを有し、
前記欠陥強調処理手段は、
撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定部と、
選定された検査対象点の周囲に複数配置された比較対象点の輝度値から、前記選定された検査対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出部とを備えることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項１０】
同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得手段と、
取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理手段とを有し、
前記欠陥強調処理手段は、
撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定部と、
選定された検査対象点の輝度値から、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の明欠陥用の欠陥強調値とするとともに、
選定された検査対象点の周囲に複数配置された比較対象点の輝度値から、前記選定された検査対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の暗欠陥用の欠陥強調値とする欠陥強調値算出部とを備えることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項１１】
同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得手段と、
取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理手段とを有し、
前記欠陥強調処理手段は、
撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定部と、
選定された検査対象点の輝度値と、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値との差をそれぞれ求め、各輝度差データのうち、その絶対値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出部とを備えることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれかに記載の欠陥検出装置において、
前記欠陥強調値算出部で得られた欠陥強調結果に対してメディアンフィルタを適用してノイズ成分の除去処理を行うノイズ除去手段と、
ノイズ除去手段でノイズ成分が除去された欠陥強調結果の各欠陥強調値を所定の閾値と比較して欠陥部分を抽出する欠陥抽出手段と、
欠陥抽出手段で抽出された欠陥部分の面積および位置を含む欠陥情報を取得して欠陥内容を判別する欠陥判別手段とを備えることを特徴とする欠陥検出装置。
【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、低コントラストの欠陥を精度よく自動的に検出する欠陥検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴパネル等の液晶パネル検査においてシミ、ムラ、輝点、黒点などの欠陥は、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になっている。
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。なお、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。さらに、面積が小さく点状の欠陥は輝点欠陥、黒点欠陥と呼ばれる。
【０００３】
従来、液晶パネルのように、光を透過して点灯する画素部分と、画素を区画するブラックマトリクス部分とが同一の繰り返しパターンで配置された被検査物における欠陥検出を自動化する方法として、検査対象点の周囲の８点の画素データを用いて検出する８近傍点隣接比較方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１では、検査対象点を挟んで配置される左右、上下、斜め方向の隣接する８点のうち、検査対象点との比較に用いるのに最適な２点（左右の２点、もしくは上下の２点、もしくは各斜め方向の２点のうちのいずれか）を選択し、その平均値と検査対象点の輝度データを比較して欠陥の有無を判断していた。そして、比較に最適な２点の選択は、２点の輝度データを比較し、その２点の輝度データが等しい場合は比較に最適な２点であると判断していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８８３６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、特許文献１では、例えば液晶パネルの四隅部では、検査対象点を挟んで配置される２点のうちの一方がブラックマトリクス部分に配置され、他方が画素部分に配置されるため、輝度データが等しい２点が存在しない。このため、比較に最適な２点を選択することができず、疑似欠陥が発生したり、検査範囲対象外と判断されてしまい、隅部の欠陥検出を精度よく行うことができないという問題があった。
【０００６】
また、前記液晶パネルでは、検査対象点と比較する２点との３つの点は、画素部分またはブラックマトリクス部分のいずれか一方にすべてが配置されていなければならないため、検査対象点および比較点のピッチを、画素のピッチに一致させなければならず、検査作業が煩雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、被検査物の隅部であっても欠陥を検出でき、かつ、欠陥を容易に検出することができる欠陥検出方法及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】
【０００８】
本発明の欠陥検出方法は、同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得工程と、取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理工程とを有し、前記欠陥強調処理工程は、撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定工程と、選定された検査対象点の輝度値から、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
なお、検査対象点および比較対象点は、例えば、ＴＦＴパネル等の被検査物を撮像したＣＣＤカメラの撮像画素単位で設定すればよい。
本発明では、欠陥強調処理工程において、選定された検査対象点の輝度値から、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値としているので、隅部であっても欠陥、特に明欠陥を検出できる。
例えば、ＴＦＴパネルのように、ＴＦＴ画素部分とブラックマトリクス部分とが交互に同一パターンで形成されている被検査物において、複数の比較対象点のうち、少なくとも１つが検査対象点と同じ領域、つまり検査対象点がＴＦＴ画素部分にあれば、いずれか１つの比較対象点もＴＦＴ画素部分にあり、検査対象点がブラックマトリクス部分にあれば、いずれか１つの比較対象点もブラックマトリクス部分にあればよいため、ＴＦＴパネルの隅部などの従来では欠陥検査を行うことができない部分でも確実にかつ精度よく検査することができる。
つまり、検査対象点に欠陥がなければ、比較対象点と略同じ輝度値となり、検査対象点の輝度値から比較対象点の輝度値を引いた差のデータである欠陥強調値の値も小さな値になるため、欠陥が無いことが判別できる。
一方、検査対象点に欠陥（明欠陥）がある場合には、値が最小の差分データであっても、明欠陥が無い場合に比べて値が大きな欠陥強調値となるため、明欠陥が存在することを判別できる。
【００１０】
また、従来は、検査対象点と、この検査対象点を挟んで配置される２つの比較対象点とが同じ領域に配置されていなければならず、検査対象点および各比較対象点間の配置ピッチを、例えばＴＦＴ画素やブラックマトリクスの配置ピッチに合わせるなどの調整が必要であり、欠陥検出作業が煩雑であった。これに対し、本発明では、検査対象点と１つの比較対象点とが同じ領域に配置されていればよいため、調整作業も容易にでき、欠陥検出作業を簡易化することができる。
【００１１】
本発明の欠陥検出方法は、同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得工程と、取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理工程とを有し、前記欠陥強調処理工程は、撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定工程と、選定された検査対象点の周囲に複数配置された比較対象点の輝度値から、前記選定された検査対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、欠陥強調処理工程において、選定された検査対象点の周囲に複数配置された比較対象点の輝度値から、検査対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値としているので、隅部であっても欠陥、特に暗欠陥を検出できる。
従って、ＴＦＴパネルの隅部などの従来では欠陥検査を行うことができない部分でも確実にかつ精度よく検査することができる。つまり、検査対象点に欠陥がなければ、比較対象点と略同じ輝度値となり、比較対象点の輝度値から検査対象点の輝度値を引いた差のデータである欠陥強調値の値も小さな値になるため、欠陥が無いことが判別できる。
一方、検査対象点に欠陥（暗欠陥）がある場合には、値が最小の差分データであっても、暗欠陥が無い場合に比べて値が大きな欠陥強調値となるため、暗欠陥が存在することを判別できる。
また、本発明では、検査対象点と１つの比較対象点とが同じ領域に配置されていればよいため、調整作業も容易にでき、欠陥検出作業を簡易化することができる。
【００１３】
本発明の欠陥検出方法は、同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得工程と、取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理工程とを有し、前記欠陥強調処理工程は、撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定工程と、選定された検査対象点の輝度値から、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の明欠陥用の欠陥強調値とするとともに、選定された検査対象点の周囲に複数配置された比較対象点の輝度値から、前記選定された検査対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の暗欠陥用の欠陥強調値とする欠陥強調値算出工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、検査対象点の輝度値から比較対象点の輝度値を引いて求めた各輝度差データの最小値を前記検査対象点の明欠陥用の欠陥強調値とし、比較対象点の輝度値から検査対象点の輝度値を引いて求めた各輝度差データの最小値を前記検査対象点の暗欠陥用の欠陥強調値としているので、隅部であっても明欠陥および暗欠陥を精度良く検出できる。
【００１５】
本発明の欠陥検出方法は、同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得工程と、取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理工程とを有し、前記欠陥強調処理工程は、撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定工程と、選定された検査対象点の輝度値と、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値との差をそれぞれ求め、各輝度差データのうち、その絶対値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出工程とを備えることを特徴とする。
【００１６】
なお、検査対象点および比較対象点は、例えば、ＴＦＴパネル等の被検査物を撮像したＣＣＤカメラの撮像画素単位で設定すればよい。
本発明では、欠陥強調処理工程において、検査対象点の輝度値と、その周囲の複数の比較対象点との輝度値の差をそれぞれ求め、絶対値が最小となる差分データを、その検査対象点の欠陥強調値としているので、隅部であっても欠陥を検出できる。
例えば、ＴＦＴパネルのように、ＴＦＴ画素部分とブラックマトリクス部分とが交互に同一パターンで形成されている被検査物において、複数の比較対象点のうち、少なくとも１つが検査対象点と同じ領域、つまり検査対象点がＴＦＴ画素部分にあれば、いずれか１つの比較対象点もＴＦＴ画素部分にあり、検査対象点がブラックマトリクス部分にあれば、いずれか１つの比較対象点もブラックマトリクス部分にあればよいため、ＴＦＴパネルの隅部などの従来では欠陥検査を行うことができない部分でも確実にかつ精度よく検査することができる。
つまり、検査対象点に欠陥がなければ、比較対象点と略同じ輝度値となり、その差分データである欠陥強調値の絶対値も小さな値になるため、欠陥が無いことが判別できる。
一方、検査対象点に欠陥（明欠陥や暗欠陥）がある場合には、絶対値が最小の差分データであっても、欠陥が無い場合に比べて絶対値が大きな欠陥強調値となるため、欠陥が存在することを判別できる。
【００１７】
また、従来は、検査対象点と、この検査対象点を挟んで配置される２つの比較対象点とが同じ領域に配置されていなければならず、検査対象点および各比較対象点間の配置ピッチを、例えばＴＦＴ画素やブラックマトリクスの配置ピッチに合わせるなどの調整が必要であり、欠陥検出作業が煩雑であった。これに対し、本発明では、検査対象点と１つの比較対象点とが同じ領域に配置されていればよいため、調整作業も容易にでき、欠陥検出作業を簡易化することができる。
【００１８】
本発明は、前記欠陥強調値算出工程で得られた欠陥強調結果に対してメディアンフィルタを適用してノイズ成分の除去処理を行うノイズ除去工程と、ノイズ除去工程でノイズ成分が除去された欠陥強調結果の各欠陥強調値を所定の閾値と比較して欠陥部分を抽出する欠陥抽出工程と、欠陥抽出工程で抽出された欠陥部分の面積および位置を含む欠陥情報を取得して欠陥内容を判別する欠陥判別工程とを備えることが好ましい。
【００１９】
ノイズ除去工程において、メディアンフィルタとしては、例えば３×３の９点の各欠陥強調値のメディアン値（中央値）を３×３の中心に位置する対象点の欠陥強調値とするようなメディアンフィルタを利用すればよい。
このようなメディアンフィルタを用いることで、欠陥以外のノイズを除去することができ、欠陥をより高精度に検出することができる。
そして、欠陥抽出工程において、ノイズが除去された欠陥強調結果の欠陥強調値を所定の閾値と比較して欠陥部分を抽出する。
例えば、検査対象点の輝度値から比較対象点の輝度値を引いて差分を求めている場合、比較対象点が他の部分よりも明るい明欠陥であれば欠陥強調値は正の値となり、暗い暗欠陥であれば負の値となる。この場合、予め設定された明欠陥閾値以上の領域で明欠陥部分が抽出され、暗欠陥閾値以下の領域で暗欠陥部分が抽出され、閾値を適宜設定することで欠陥部分を精度よく検出することができる。なお、暗欠陥部分を検出する際に、比較対象点の輝度値から検査対象点の輝度値を引いて差分を求めた場合には、暗欠陥の強調値も正の値となるため、予め設定した暗欠陥用閾値以上の領域を暗欠陥部分として抽出すればよい。
さらに、欠陥判別工程では、欠陥部分の面積や位置などの欠陥情報を取得し、その情報に基づいて欠陥内容を評価判別しているので、欠陥を客観的に評価でき、ランク付けも行うことができるので、不良品を容易に判定できる。
【００２０】
本発明において、前記欠陥強調処理工程は、検査対象点から各比較対象点までの距離を異ならせて欠陥強調処理を行い、得られた欠陥強調値が最大のものをその検査対象点の欠陥強調値とする合成処理を行って１つの欠陥強調結果を出力することが好ましい。
【００２１】
本発明では、検査対象点および周囲の各比較対象点のすべてが１つの欠陥領域内に入っていると、各対象点の輝度値の差分も小さいため、欠陥を検出できない。また、欠陥対象点および比較対象点間の距離が大きすぎると、欠陥対象点と比較対象点とが異なる欠陥領域に存在した場合などに欠陥を正確に検出できないことになる。すなわち、本発明では、検査対象点および比較対象点間の距離に応じて検出できる欠陥の大きさが異なることになる。
従って、検査対象点および比較対象点間の距離を異ならせて欠陥強調処理を順次行えば、その距離に応じた欠陥をそれぞれ強調することができる。従って、各欠陥強調結果を合成処理すれば、その合成処理結果によってサイズの異なる欠陥の発生位置やその大きさを容易に検出することができる。
【００２２】
本発明において、前記比較対象点は、検査対象点を挟んで左右、上下、斜め方向にそれぞれ配置されて計８個設けられていることが好ましい。
比較対象点は、通常、検査対象点の周囲に４個以上設ければよいが、検査対象点の左右、上下、斜め方向に計８個設けられていれば、高精度でかつ効率的に欠陥を検出できる。すなわち、検査対象点は多いほうが欠陥検出精度は向上するが、差分処理数が増えて処理効率が低下する。これに対し、本発明のように、８個の比較対象点を設ければ、検出精度および処理効率を両立できる。
【００２３】
本発明の欠陥検出装置は、同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得手段と、取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理手段とを有し、前記欠陥強調処理手段は、撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定部と、選定された検査対象点の輝度値から、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明の欠陥検出装置は、同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得手段と、取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理手段とを有し、前記欠陥強調処理手段は、撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定部と、選定された検査対象点の周囲に複数配置された比較対象点の輝度値から、前記選定された検査対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明の欠陥検出装置は、同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得手段と、取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理手段とを有し、前記欠陥強調処理手段は、撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定部と、選定された検査対象点の輝度値から、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の明欠陥用の欠陥強調値とするとともに、選定された検査対象点の周囲に複数配置された比較対象点の輝度値から、前記選定された検査対象点の輝度値を引いてそれぞれの差を求め、各輝度差データのうち、値が最小となるものを選択して前記検査対象点の暗欠陥用の欠陥強調値とする欠陥強調値算出部とを備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明の欠陥検出装置は、同一繰り返しパターンを有する被検査物を撮像して画像を取得する画像取得手段と、取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理手段とを有し、前記欠陥強調処理手段は、撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定部と、選定された検査対象点の輝度値と、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値との差をそれぞれ求め、各輝度差データのうち、その絶対値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出部とを備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明の欠陥検出装置において、前記欠陥強調値算出部で得られた欠陥強調結果に対してメディアンフィルタを適用してノイズ成分の除去処理を行うノイズ除去手段と、ノイズ除去手段でノイズ成分が除去された欠陥強調結果の各欠陥強調値を所定の閾値と比較して欠陥部分を抽出する欠陥抽出手段と、欠陥抽出手段で抽出された欠陥部分の面積および位置を含む欠陥情報を取得して欠陥内容を判別する欠陥判別手段とを備えることが好ましい。
【００２８】
これらの各欠陥検出装置においても、前記欠陥検出方法と同様の作用効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る欠陥検出装置の構成を示すブロック図である。
図１において、１は検査対象である液晶パネル（ＴＦＴパネル）、２は光源である。３は液晶パネル１に各種パターンを出力するパターン生成装置であるパターンジェネレータ、５は液晶パネル１を撮影する撮像手段であるＣＣＤカメラであり、液晶パネル１の解像度以上の解像度を有するＣＣＤを搭載している。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の欠陥を検出する画像処理手段であるコンピュータ装置、７はコンピュータ装置６に接続された表示装置である。
【００３０】
コンピュータ装置６は、画像入力手段６０と、欠陥強調処理手段６１と、ノイズ除去手段６２と、欠陥抽出手段６３と、欠陥判別手段６４とから構成されている。
【００３１】
コンピュータ装置６の画像入力手段６０には、ＣＣＤカメラ５で撮像された取込画像の画像データが入力される。その取込画像は図示しない記憶手段に記憶される。従って、画像入力手段６０によってＣＣＤカメラ５を用いて検査対象を撮像する画像取得工程（撮像工程）が実施される。
【００３２】
欠陥強調処理手段６１は、取得した画像に対して欠陥強調処理を行う欠陥強調処理工程を実施するものであり、撮像画像において検査対象点を順次選定する検査対象点選定工程を実施する検査対象点選定部６１１と、選定された検査対象点の輝度値と、その周囲に複数配置された比較対象点の輝度値との差をそれぞれ求め、各輝度差データのうち、その値が最小となるものを選択して前記検査対象点の欠陥強調値とする欠陥強調値算出工程を実施する欠陥強調値算出部６１２とを備える。
なお、欠陥には、他の画素部分に対して輝度値が高い明欠陥と、輝度値が低い暗欠陥とがある。このため、本実施形態の欠陥強調値算出部６１２は、明欠陥用の欠陥強調値と、暗欠陥用の欠陥強調値とをそれぞれ別々に算出するように構成されている。
ノイズ除去手段６２は、欠陥強調処理手段６１で得られた結果（明欠陥用の欠陥強調結果と、暗欠陥用の欠陥強調結果）に対し、それぞれメディアンフィルタを適用してノイズを除去するノイズ除去工程を実施する。
【００３３】
欠陥抽出手段６３は、ノイズ除去手段６２で処理された結果を所定の閾値と比較して欠陥候補を抽出する。なお、閾値としては、明欠陥閾値と、暗欠陥閾値とが設定され、ノイズ除去された明欠陥強調結果を明欠陥閾値と比較することで明欠陥領域が抽出され、ノイズ除去された暗欠陥強調結果を暗欠陥閾値と比較することで暗欠陥領域が抽出される。
【００３４】
欠陥判別手段６４は、抽出した各欠陥領域の面積、位置などに基づいて欠陥のランクを評価し、今回の検査対象がどの欠陥ランクに該当するかを分類する。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態による欠陥検出装置の動作について説明する。
図２はこの実施の形態の欠陥検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。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。
【００３６】
まず、検査対象の液晶パネル１がセットされると、コンピュータ装置６によりパターンジェネレータ３を制御し、液晶パネル１上に特定の画像パターンを表示させる（ステップ１、以下ステップを「ＳＴ」と略す）。
なお、パターンジェネレータ３によって表示される画像パターンとしては、例えば、暗欠陥を検出しやすいように全画面を白表示する全白画面パターン、明欠陥を検出しやすいように全画面を黒表示する全黒画面パターン、中間調の画面パターン等があり、検出したい欠陥種類に応じて適宜設定される。
【００３７】
次に、画像入力手段６０は、液晶パネル１の画像をＣＣＤカメラ５で撮影し、その撮影データの画像を取り込む画像取得工程（撮像工程）を行う（ＳＴ２）。このとき撮影データは、図示しないＡ／Ｄ変換器により、４０９６階調（１２ビット）のデジタルデータとして、コンピュータ装置６に取り込まれる。
【００３８】
次に、欠陥強調処理手段６１は、取得された画像に対して欠陥を強調する欠陥強調処理工程を行う（ＳＴ３）。この欠陥強調処理工程ＳＴ３は、低コントラストの欠陥はそのままでは検出が難しいために、画像の中の欠陥のみを強調する処理を行うものである。欠陥強調処理工程ＳＴ３は、図３に示す処理フローで実施される。
【００３９】
欠陥強調処理手段６１は、まず、検査対象点選定部６１１により、検査対象となる検査対象点を選定する（ＳＴ３１）。検査対象点と比較対象点の相対位置（方向および距離）は予め設定されているので、検査対象点が選定されると、同時に比較対象点も選定される。
本実施形態では、図４に示すように、液晶パネル１のＴＦＴ画素１１に比べて解像度の高い（サイズが小さい）ＣＣＤカメラ５の各撮像画素単位で対象点を選定するようにされている。なお、図４においては、矩形状に囲まれた部分が液晶パネル１のＴＦＴ画素１１部分であり、その間はブラックマトリクス１２部分である。
【００４０】
本実施形態では、検査対象点Ｏを挟んで上下（縦方向）に比較対象点Ｓ１，Ｓ５が配置され、検査対象点Ｏを挟んで左右（横方向）に比較対象点Ｓ７，Ｓ３が配置されている。また、検査対象点Ｏを挟んで斜め方向（右斜め上から左斜め下方向）に比較対象点Ｓ２，Ｓ６が配置され、検査対象点Ｏを挟んで斜め方向（左斜め上から右斜め下方向）に比較対象点Ｓ８，Ｓ４が配置されている。
そして、各比較対象点Ｓ１およびＳ５、比較対象点Ｓ２およびＳ６、比較対象点Ｓ３およびＳ７、比較対象点Ｓ４およびＳ８は、検査対象点Ｏを中心とした点対称位置に設定されている。
【００４１】
また、各比較対象点Ｓ１、検査対象点Ｏ、比較対象点Ｓ５と、比較対象点Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４と、比較対象点Ｓ８，Ｓ７，Ｓ６とは、それぞれ縦方向に揃って配置されている。
同様に、各比較対象点Ｓ２，Ｓ１，Ｓ８と、比較対象点Ｓ３、検査対象点Ｏ、比較対象点Ｓ７と、比較対象点Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６とは、それぞれ横方向に揃って配置されている。
すなわち、比較対象点Ｓ１と比較対象点Ｓ２，Ｓ８との間の寸法や、比較対象点Ｓ５と比較対象点Ｓ４，Ｓ６との間の寸法は、検査対象点Ｏと比較対象点Ｓ３，Ｓ７との間の寸法（横ピッチ寸法）Ｌ１と同じ寸法に設定されている。
また、比較対象点Ｓ３と比較対象点Ｓ２，Ｓ４との間の寸法や、比較対象点Ｓ７と比較対象点Ｓ６，Ｓ８との間の寸法は、検査対象点Ｏと比較対象点Ｓ１，Ｓ５との間の寸法（縦ピッチ寸法）Ｌ２と同じ寸法に設定されている。
【００４２】
前記横ピッチ寸法Ｌ１は、液晶パネル１の画素１１の横ピッチ寸法、つまり画素１１の中心点とその横に隣接する画素１１の中心点とのピッチ寸法（ブラックマトリクス１２の中心点と画素１１を挟んだブラックマトリクス１２の中心点のピッチ寸法も同じ）と相違した寸法に設定されている。本実施形態では、横ピッチ寸法Ｌ１は、画素１１のピッチ寸法に比べて大きく設定されている。
同様に、前記縦ピッチ寸法Ｌ２も、液晶パネル１の画素１１の縦ピッチ寸法、つまり画素１１の中心点とその上下に隣接する画素１１の中心点とのピッチ寸法（ブラックマトリクス１２の中心点と画素１１を挟んだブラックマトリクス１２の中心点のピッチ寸法も同じ）と相違した寸法に設定されている。本実施形態では、縦ピッチ寸法Ｌ２も、画素１１のピッチ寸法に比べて大きく設定されている。
【００４３】
本発明では、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８のいずれか１つが検査対象点Ｏと同じ領域、つまり検査対象点Ｏが画素１１部分にある場合には比較対象点Ｓ１〜Ｓ８のいずれかが画素１１部分にあればよく、従来のように検査対象点Ｏとこれを挟んだ２つの比較対象点との３つの点を同じ領域に配置させる必要がない。このため、各ピッチ寸法Ｌ１、Ｌ２を、画素１１のピッチ寸法に合わせる必要がない。
また、同様の理由から、横ピッチ寸法Ｌ１と縦ピッチ寸法Ｌ２は、同一寸法でもよいし、異なる寸法でもよい。
【００４４】
図３に示すように、検査対象点Ｏおよび比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の選定工程が行われると（ＳＴ３１）、欠陥強調処理手段６１は、欠陥強調値の算出工程を実行する（ＳＴ３２）。具体的には、欠陥強調処理手段６１の欠陥強調値算出部６１２は、明欠陥の欠陥強調値の算出と、暗欠陥の欠陥強調値の算出とを行う。
【００４５】
欠陥強調値算出部６１２は、まず、明欠陥の欠陥強調値を算出するために、検査対象点Ｏの輝度値から各比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の輝度値を引いて差Ｆを求める。すなわち、検査対象点Ｏの輝度値を「Ｏ」、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の各輝度値を「Ｓ1〜Ｓ８」とした際に、以下の式１〜８を用いて差Ｆ１〜Ｆ８を算出する。
【００４６】
F1＝O−S1     （式1）
F2＝O−S2     （式2）
F3＝O−S3     （式3）
F4＝O−S4     （式4）
F5＝O−S5     （式5）
F6＝O−S6     （式6）
F7＝O−S7     （式7）
F8＝O−S8     （式8）
【００４７】
欠陥強調値算出部６１２は、以上の計算を行ったあと、F1からF8の各値の中から値が最小となるものを選択し、その値を検査対象点Ｏにおける明欠陥用の欠陥強調結果とする。
例えば、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に欠陥が存在しない場合、検査対象点Ｏの輝度値と各比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の輝度値は殆ど差が無い状態になる。従って、上記F1からF8は、いずれも小さな値になる。
一方、図５に示すように、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に他の部分に比べて明るい欠陥７０が存在し、検査対象点Ｏがその一部である場合、検査対象点Ｏに比べて各比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の輝度値は低くなる。従って、上記F1からF8は、欠陥７０が無い場合に比べて、大きな値になる。
【００４８】
また、図６に示すように、検査対象点Ｏとともに、一部の比較対象点Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７が欠陥７０に含まれている場合には、欠陥７０に含まれる比較対象点Ｓ５〜Ｓ７の輝度値と検査対象点Ｏの輝度値との差は小さくなる。
【００４９】
すなわち、図５に示すように、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に明欠陥７０が存在する場合には、上記F1からF8はいずれも比較的大きな値になる。一方、明欠陥が存在しない場合や、図６のように比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に欠陥７０が納まっていない場合には、上記F1からF8の少なくとも１つは小さな値になる。このため、上記F1からF8の最小値を選択すれば、検査対象点Ｏを含み、かつ、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に納まる明欠陥７０が存在するか否かを検出できるので、この最小値を各検査対象点Ｏの欠陥強調値として記憶すればよい。
【００５０】
次に、欠陥強調値算出部６１２は、暗欠陥の欠陥強調値を算出するために、各比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の輝度値から検査対象点Ｏの輝度値を引いて差Ｆを求める。すなわち、以下の式９〜１６を用いて差Ｆ９〜Ｆ１６を算出する。
【００５１】
F9 ＝S1−O    （式9）
F10＝S2−O    （式10）
F11＝S3−O    （式11）
F12＝S4−O    （式12）
F13＝S5−O    （式13）
F14＝S6−O    （式14）
F15＝S7−O    （式15）
F16＝S8−O    （式16）
【００５２】
欠陥強調値算出部６１２は、以上の計算を行ったあと、F9からF16の各値の中から値が最小となるものを選択し、その値を検査対象点Ｏにおける暗欠陥用の欠陥強調結果とする。
すなわち、前記明欠陥の場合と同様に、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に暗い欠陥が存在する場合には、上記F9からF16はいずれも比較的大きな値になる。一方、暗欠陥が存在しない場合や、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に暗欠陥が納まっていない場合には、上記F9からF16の少なくとも１つは小さな値になる。このため、上記F9からF16の最小値を選択すれば、検査対象点Ｏを含み、かつ、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に納まる暗欠陥が存在するか否かを検出できるので、この最小値を各検査対象点Ｏの欠陥強調値として記憶すればよい。
【００５３】
欠陥強調処理手段６１は、図３に示すように、取得した画像の全体にわたって明欠陥および暗欠陥の欠陥強調処理が済んだか否かを判断し（ＳＴ３３）、処理済みでない場合には、検査対象点Ｏを移動させ（ＳＴ３１）、欠陥強調値算出工程ＳＴ３２を行う。すなわち、検査対象点ＯをＣＣＤカメラ５の撮像画素単位に設定している場合には、検査対象点Ｏを撮像画素毎に順次移動して欠陥強調値算出工程ＳＴ３２を行えばよい。
【００５４】
一方、ＳＴ３３において処理済みであった場合には、欠陥検出サイズの変更が必要か判断する（ＳＴ３４）。
欠陥強調処理手段６１による欠陥強調処理は、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれた面積よりも一回り小さい面積の欠陥の抽出に適している。すなわち、図６に示すように、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれた面積よりも大きな面積の欠陥は検出できず、一方、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれた面積よりも大幅に小さな面積の欠陥では、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８のいずれかに他の欠陥が配置される可能性が高まり、検出精度が低下する。
従って、強調したい欠陥のサイズが、複数ある場合には、そのサイズに合わせて検査対象点Ｏと比較対象点Ｓ１〜Ｓ８との距離を設定し、上述した検査対象点選定工程ＳＴ３１、欠陥強調値算出工程ＳＴ３２を行えばよい。
【００５５】
従って、欠陥強調処理手段６１は、ＳＴ３４で別のサイズの欠陥を検出するように設定されている場合には、検査対象点Ｏと比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の距離を変更し（ＳＴ３５）、検査対象点選定工程ＳＴ３１、欠陥強調値算出工程ＳＴ３２を再度繰り返して実行する。
本実施形態では、図７および図８に示すように、検査対象点Ｏから比較対象点Ｓ１〜Ｓ８までの距離を異ならせて欠陥強調値算出工程ＳＴ３２を検査対象画像全体に対して行い、図５の欠陥７０よりも一回り小さな欠陥を図７の設定で検出し、さらに小さな欠陥を図８の設定で検出している。
【００５６】
欠陥強調処理手段６１は、ＳＴ３１〜ＳＴ３５の処理を繰り返し、予め指定されたサイズの欠陥検出が終了し、ＳＴ３４で「Ｎｏ」と判断した場合には、各サイズの明欠陥強調結果を合成して１つの明欠陥強調結果とし、各サイズの暗欠陥強調結果を合成して１つの暗欠陥強調結果とし、各結果をそれぞれ出力する（ＳＴ３６）。
例えば、検査対象点Ｏと比較対象点Ｓ１〜Ｓ８間の距離を、図４，７，８に示す３種類に変更して欠陥強調値算出工程ＳＴ３２を行った場合、明欠陥用および暗欠陥用としてそれぞれ３つの欠陥強調結果を得ることができるので、最後にそれぞれの欠陥強調結果を合成する。各欠陥強調結果は、検査対象点Ｏの配列つまりＣＣＤカメラ５の撮像画素に合わせた配列に記憶されているため、各欠陥強調結果の同じ点（撮像画素）の欠陥強調値同士を比較し、最大値をその検査対象点Ｏの欠陥強調値とすることで、欠陥強調結果を合成できる。
【００５７】
このように、強調結果を合成処理しているのは、検出精度を向上させるためである。すなわち、検査対象点Ｏおよび比較対象点Ｓ１〜Ｓ８までの距離を異ならせることで、サイズの異なる種々の欠陥を精度よく検出できる。さらに、それぞれの強調結果から欠陥を抽出して個別に評価した場合、１つの欠陥がサイズの異なる強調結果に分割されて検出されることがあり、実際の欠陥と強調結果が一致しない場合がある。そこで、結果を一致させるため複数の強調結果を合成することで、分離した欠陥を１つに合成して検出精度を向上させている。
【００５８】
欠陥強調処理工程ＳＴ３が終了すると、図２に示すように、ノイズ除去手段６２は、前記欠陥強調処理工程ＳＴ３の結果つまり明欠陥検出画像および暗欠陥検出画像に対して、それぞれメディアンフィルタを掛けて、ノイズにより分離している欠陥成分をつなげて平滑化し、欠陥以外のノイズを除去するノイズ除去工程を実施する（ＳＴ４）。メディアンフィルタとしては、例えば３×３の９画素の各輝度値のメディアン値（中央値）を３×３の中心に位置する対象点の輝度値とするようなメディアンフィルタを利用すればよい。
【００５９】
次に、欠陥抽出手段６３は、ノイズが除去された各欠陥強調結果に対して、明欠陥を切り出す閾値と、暗欠陥を切り出す閾値を設定し、各欠陥候補の領域を切り出す欠陥抽出工程を実施する（ＳＴ５）。すなわち、欠陥抽出手段６３は、明欠陥強調結果に対しては明欠陥閾値以上の領域を明欠陥領域として検出し、暗欠陥強調結果に対しては暗欠陥閾値以上の領域を暗欠陥領域として検出する。
ここで、各閾値は、画像の状況に合わせて最適な値を設定すればよい。例えば、欠陥強調値（輝度値）の平均値と、その標準偏差を求め、以下の式で閾値を設定してもよい。
【００６０】
明欠陥閾値  wslevel＝avr＋α1・σ＋β1
暗欠陥閾値  bslevel＝avr＋α2・σ＋β2
ここで、avrは各欠陥強調値の平均値、σは各欠陥強調値の標準偏差、α1，α2，β1，β2は任意の数で検査対象となる画像の状況で適宜決定される。
【００６１】
ここで、ノイズ除去手段６２で処理された結果を所定の欠陥閾値で２値化した結果を、図９に示す。図９は明欠陥強調結果を明欠陥閾値で切り出したものであり、黒く表示された領域が、抽出された明欠陥領域である。なお、図示しないが、欠陥抽出手段６３は、ノイズ除去手段６２で処理された暗欠陥強調結果を、暗欠陥閾値を利用して２値化し、暗欠陥領域も抽出する。
【００６２】
次に、欠陥判別手段６４は、明欠陥抽出画像と、暗欠陥抽出画像に対し、欠陥領域の面積や位置を求め、算出された欠陥領域の面積や位置により、その画像における欠陥のランクを分類する欠陥判別工程を実施する（ＳＴ６）。
欠陥判別手段６４で求められた欠陥ランクは、表示装置７に表示され、検査員は検査対象の液晶パネル１の欠陥ランクを容易に把握することができる。
【００６３】
本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）欠陥強調処理手段６１は、撮像された画像に対して設定された検査対象点Ｏの輝度値と、その周囲に設定された８個の比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の輝度値との差を求め、その値が最も小さい値を検査対象点Ｏの欠陥強調値としているので、８個の比較対象点Ｓ１〜Ｓ８のうちの少なくとも１つが、検査対象点Ｏと同じ領域（被検査物の同一パターン）にあれば欠陥を強調して検出することができる。このため、液晶パネル１の隅部の欠陥であっても精度よく検出でき、低コントラストの欠陥が同一繰り返しパターン内に存在していても、精度よく検出することができる。
【００６４】
（２）従来のように、検査対象点Ｏを挟んで配置される２つの比較対象点が同じ領域に配置されている必要が無いため、検査対象点Ｏおよび各比較対象点Ｓ１〜Ｓ８間の距離を、ＴＦＴ画素１１やブラックマトリクス１２等の同一パターンの配置ピッチに合わせる必要がなく、検査対象点Ｏや比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の設定作業を容易にでき、欠陥検出作業を簡易化することができる。
【００６５】
（３）さらに、検査対象点Ｏと比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の距離を適宜設定することで、強調可能な欠陥の大きさを設定できるので、検出したいサイズの欠陥を容易にかつ高精度に検出できる。
その上、欠陥強調処理工程ＳＴ３において、検査対象点Ｏと比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の距離を異ならせて欠陥強調値算出工程ＳＴ３２を行って様々なサイズの欠陥を強調処理した後、欠陥強調結果合成工程ＳＴ３６で欠陥強調結果を合成しているので、その合成結果のみを評価することで各サイズの欠陥をまとめてかつ容易に検出することができる。
【００６６】
（４）本実施形態では、欠陥強調値は、検査対象点Ｏの輝度値と、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の輝度値との差で算出され、検査対象点Ｏおよび比較対象点Ｓ１〜Ｓ８間にある点の輝度値は利用されていない。このため、欠陥が、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれるエリアよりも小さく、かつ検査対象点Ｏを含むものであれば、欠陥のサイズがある程度変化しても、従来の検査員の目視による判定と同様に欠陥を検出できる。このため、検査対象点Ｏおよび比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の距離サイズはあまり細かく設定する必要が無く、その分、前記距離を変更した欠陥強調値算出工程ＳＴ３２の回数を少なくでき、検査時間も短縮できる。
【００６７】
（５）明欠陥強調値は前記Ｆ１〜Ｆ８の最小値で算出し、暗欠陥強調値は前記Ｆ９〜Ｆ１６の算出値で別々に算出しているので、明欠陥や暗欠陥の欠陥部分をそれぞれ精度良く強調することができ、欠陥抽出手段６３で明欠陥用の閾値と、暗欠陥用の閾値とでそれぞれ抽出することで、明欠陥および暗欠陥の両方を簡単にかつ精度良く検出することができる。このため、各種の欠陥を簡単な処理で効率的に検出することができる。
【００６８】
（６）欠陥判別手段６４により、抽出された欠陥のランクを分類できるので、欠陥の客観的なランク付けを短時間に行うことができ、検査者は欠陥の度合いを容易に判断でき、良品かどうかの判定を短時間で容易にすることができる。
【００６９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態では、欠陥強調値算出部６１２における欠陥強調値の算出工程ＳＴ３２の具体的処理方法のみが異なり、他の処理は前記第１実施形態と同一のため、その相違点部分を説明する。
【００７０】
具体的には、欠陥強調処理手段６１の欠陥強調値算出部６１２は、検査対象点Ｏの輝度値から各比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の輝度値を引いて差Ｆを求める。すなわち、検査対象点Ｏの輝度値を「Ｏ」、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の各輝度値を「Ｓ1〜Ｓ８」とした際に、以下の式１７〜２４を用いて差Ｆ１７〜Ｆ２４を算出する。
【００７１】
F17＝O−S1     （式17）
F18＝O−S2     （式18）
F19＝O−S3     （式19）
F20＝O−S4     （式20）
F21＝O−S5     （式21）
F22＝O−S6     （式22）
F23＝O−S7     （式23）
F24＝O−S8     （式24）
【００７２】
欠陥強調値算出部６１２は、以上の計算を行ったあと、F17からF24の各値の中から絶対値が最小となるものを選択し、その値を検査対象点Ｏにおける欠陥強調結果とする。
例えば、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に欠陥が存在しない場合、検査対象点Ｏの輝度値と各比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の輝度値は殆ど差が無い状態になる。従って、上記F17からF24は、いずれも小さな値になる。
一方、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に他の部分に比べて明るい欠陥７０や暗い欠陥が存在し、検査対象点Ｏがその一部である場合、検査対象点Ｏの輝度値に比べて各比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の輝度値の差が大きくなる。従って、上記F17からF24の絶対値は、欠陥７０が無い場合に比べて、大きな値になる。
【００７３】
また、検査対象点Ｏとともに、一部の比較対象点Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７が欠陥７０に含まれている場合には、欠陥７０に含まれない比較対象点の輝度値と検査対象点の輝度値の差は大きくなるが、欠陥７０に含まれる比較対象点の輝度値と検査対象点の輝度値の差は小さくなる。
【００７４】
すなわち、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に欠陥７０が存在する場合には、上記F17からF24の絶対値はいずれも比較的大きな値になる。一方、欠陥が存在しない場合や、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に欠陥７０が納まっていない場合には、上記F17からF24の絶対値の少なくとも１つは小さな値になる。このため、上記F17からF24の値から絶対値が最小となるものを選択すれば、検査対象点Ｏを含み、かつ、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８で囲まれたエリア内に納まる欠陥７０が存在するか否かを検出できるので、この絶対値が最小となる値を各検査対象点Ｏの欠陥強調値として記憶すればよい。
【００７５】
欠陥強調処理手段６１は、取得した画像の全体にわたって欠陥強調処理が済んだか否かを判断し、処理済みでない場合には、検査対象点Ｏを移動させ、欠陥強調値算出工程ＳＴ３２を行う。すなわち、検査対象点ＯをＣＣＤカメラ５の撮像画素単位に設定している場合には、検査対象点Ｏを撮像画素毎に順次移動して欠陥強調値算出工程を行えばよい。
【００７６】
一方、ＳＴ３３において処理済みであった場合には、前記第１実施形態と同じく欠陥検出サイズの変更が必要か判断する（ＳＴ３４）。
また、強調したい欠陥のサイズが、複数ある場合には、前記第１実施形態と同じく、そのサイズに合わせて検査対象点Ｏと比較対象点Ｓ１〜Ｓ８との距離を設定し、上述した検査対象点選定工程ＳＴ３１、欠陥強調値算出工程ＳＴ３２を行えばよい。
【００７７】
欠陥強調処理手段６１は、前記第１実施形態と同様に、ＳＴ３１〜ＳＴ３５の処理を繰り返し、予め指定されたサイズの欠陥検出が終了し、ＳＴ３４で「Ｎｏ」と判断した場合には、各サイズの欠陥強調結果を合成して１つの欠陥強調結果として出力する（ＳＴ３６）。
【００７８】
欠陥強調処理工程ＳＴ３が終了すると、ノイズ除去手段６２は、前記第１実施形態と同様に、前記欠陥強調処理工程ＳＴ３の結果に対して、メディアンフィルタを掛けて、ノイズにより分離している欠陥成分をつなげて平滑化し、欠陥以外のノイズを除去するノイズ除去工程を実施する（ＳＴ４）。
【００７９】
次に、欠陥抽出手段６３は、ノイズが除去された欠陥強調結果に対して、明欠陥を切り出す閾値と、暗欠陥を切り出す閾値を設定し、各欠陥候補の領域を切り出す欠陥抽出工程を実施する（ＳＴ５）。
ここで、各閾値は、前記第１実施形態と同様に、画像の状況に合わせて最適な値を設定すればよい。
【００８０】
次に、欠陥判別手段６４は、明欠陥抽出画像と、暗欠陥抽出画像に対し、欠陥領域の面積や位置を求め、算出された欠陥領域の面積や位置により、その画像における欠陥のランクを分類する欠陥判別工程を実施する（ＳＴ６）。
欠陥判別手段６４で求められた欠陥ランクは、表示装置７に表示され、検査員は検査対象の液晶パネル１の欠陥ランクを容易に把握することができる。
【００８１】
このような第２実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
さらに、第２実施形態では、検査対象点の輝度値と比較対象点の輝度値との差分の絶対値の最小点を欠陥強調値としているので、明欠陥および暗欠陥を検出する際に式１７〜式２４のみで求めることができる。このため、明欠陥用に式１〜式８により欠陥強調値を算出し、暗欠陥用に式９〜式１６により欠陥強調値を算出している第１実施形態に比べて処理時間を短縮することができる。
【００８２】
ただし、図１０に示すような、デジタル画像においてパターンの境界部分が不安定の場合、第２実施形態のように絶対値の最小値を求める方式を適用すると、図１１に示すように、その境界部分に誤検出が生じる場合がある。これに対し、前記第１実施形態のように、明欠陥用および暗欠陥用にそれぞれ欠陥強調値を求めて欠陥を評価した場合には、図１２に示すように、前記パターンの境界部分には欠陥の誤検出がなく、欠陥部分のみを精度よく検出できる利点がある。
【００８３】
なお、本発明は、前記各実施形態に限らない。
例えば、前記実施形態では、様々な欠陥サイズに対応するために、欠陥強調処理工程ＳＴ３では、検査対象点Ｏおよび比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の距離を異ならせて欠陥強調値算出工程ＳＴ３２を行っていたが、検出対象とする欠陥のサイズによっては、検査対象点Ｏおよび比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の距離の変更を行わず、１種類のサイズのみで処理を行ってもよい。
【００８４】
また、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８は、横ピッチ寸法Ｌ１および縦ピッチ寸法Ｌ２が同一のものに限らず、図１３に示すように、横ピッチ寸法Ｌ１と縦ピッチ寸法Ｌ２とが異なるものを用いてもよい。
さらに、前記実施形態では、検査対象点Ｏと左右の比較対象点Ｓ３，Ｓ７間の各寸法Ｌ１は同一であったが、異ならせてもよい。同様に、検査対象点Ｏと上下の比較対象点Ｓ１，Ｓ５間の各寸法Ｌ２も異ならせてもよい。
また、各比較対象点Ｓ１〜Ｓ８は、格子状に配置されていたが、例えば、比較対象点Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８を検査対象点Ｏからの距離が、比較対象点Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７と同じ位置、つまり、各比較対象点Ｓ１〜Ｓ８は検査対象点Ｏを中心とした円周上に配置してもよい。
【００８５】
また、比較対象点Ｓ１〜Ｓ８の数は８個に限らず、被検査物のパターンや検出する欠陥サイズ、形状などに応じて設定すればよい。例えば、前記実施形態のように、ブラックマトリクス１２を格子状に設けてＴＦＴ画素１１を配置した場合には、少なくとも検査対象点Ｏの上下の比較対象点Ｓ１，Ｓ５と、左右の比較対象点Ｓ３，Ｓ７の４つの比較対象点を設ければよい。
要するに、本発明では、比較対象点で囲まれたエリア内の欠陥を検出する処理であるため、比較対象点は、エリアを区画できるように、検査対象点Ｏを囲んで４個以上設ければよく、６個や８個、さらには９個以上設けてもよい。
【００８６】
前記第１実施形態では、欠陥強調値算出部６１２において、式１から８によって明欠陥用の欠陥強調値を算出し、式９から１６によって暗欠陥用の欠陥強調値を算出していたが、明欠陥および暗欠陥のいずれか一方のみを検出する場合には、いずれか一方の欠陥強調値のみを算出し、欠陥抽出手段６３では明欠陥および暗欠陥のいずれか一方の閾値を算出した欠陥強調値に適用して欠陥領域を抽出すればよい。
また、前記第２実施形態でも、明欠陥用および暗欠陥用の各閾値を設定し、明欠陥および暗欠陥の両方を検出できるようにしていたが、一方の欠陥のみを検出してもよい。例えば、明欠陥のみを検出すればよい場合には、暗欠陥用閾値との比較処理を行わずに処理してもよい。
【００８７】
前記実施形態では、光源２を液晶パネル１を挟んでＣＣＤカメラ５の反対側に配置したが、光源２をＣＣＤカメラ５側に配置して落射照明としてもよい。さらに、前記実施形態では、液晶パネル１を直接ＣＣＤカメラ５で撮影していたが、プロジェクタのように液晶パネル１の表示画像をスクリーンに投影し、その投影画像をＣＣＤカメラ５で撮影してもよい。
また、ノイズ除去手段６２によるノイズ除去工程ＳＴ４は、３×３のメディアンフィルタを用いたものに限らず、公知のノイズ除去処理を利用してもよい。
【００８８】
また、前記実施形態では、欠陥判別手段６４で欠陥部分の面積などに基づいて欠陥ランクを判別していたが、他の方法・手順で欠陥を判別してもよい。要するに、欠陥判別手段６４は、欠陥強調処理手段６１で強調された欠陥に基づいてそれが欠陥に該当するか否かを判断できるものであればよい。
【００８９】
前記実施形態では、検査対象点Ｏおよび比較対象点Ｓ１〜Ｓ８間の距離を変更した場合には、各処理結果を合成して判断していたが、各欠陥強調処理の結果毎に欠陥があるか否かを個別に判断してもよい。但し、合成結果に基づいて判断したほうが、欠陥を効率的に検出することができる。
【００９０】
欠陥の検出対象としては、前記のようなＴＦＴ素子を用いた液晶パネル１に限られるものではなく、その他のダイオード素子等を用いた液晶パネルやプラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイなどの表示デバイス、ならびにそれらを使用した表示装置・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ないことはいうまでもない。
さらに、本発明は、各種表示装置の検査に限らず、例えば、配線パターンや印刷パターンなどに欠陥がある場合、これらを撮像して欠陥がある画像が得られればその欠陥を検出できるので、各種製品の表面塗装や印刷物、配線などの欠陥検査に応用することもできる。
要するに、本発明は、被測定物の撮像画像が、明るい部分と暗い部分、つまり輝度が異なる部分が同一パターンで繰り返されている場合に、周囲と輝度差がある欠陥が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等に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態による画面の欠陥検出装置のブロック構成図。
【図２】同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】欠陥強調処理工程の動作を説明するためのフローチャート。
【図４】撮像画像に対する検査対象点および比較対象点の配置例を示す図。
【図５】本実施形態で検出される欠陥の例を示す図。
【図６】本実施形態で検出されないシミ欠陥の例を示す図。
【図７】検査対象点および比較対象点の他の配置例を示す図。
【図８】検査対象点および比較対象点の他の配置例を示す図。
【図９】欠陥検出結果を示す図。
【図１０】本実施形態で検出される欠陥の例を示す図。
【図１１】図１０に示す欠陥を第２実施形態で検出した結果を示す図。
【図１２】図１０に示す欠陥を第１実施形態で検出した結果を示す図。
【図１３】検査対象点および比較対象点の配置の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００９２】
１…液晶パネル、２…光源、３…パターンジェネレータ、５…ＣＣＤカメラ、６…コンピュータ装置、７…表示装置、６０…画像入力手段、６１…欠陥強調処理手段、６１１…検査対象点選定部、６１２…欠陥強調値算出部、６２…ノイズ除去手段、６３…欠陥抽出手段、６４…欠陥判別手段。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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