(57)【要約】【課題】電気泳動型前面板の外観検査において、正常部に比べて応答が速かったり遅かったりする応答異常欠陥を高精度に検出するための検査装置を提供すること。【解決手段】撮像手段が電圧印加手段により電気泳動型前面板の表示面が黒状態から白状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像と電圧印加手段により白状態から黒状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像とを取得し、画像処理手段が各々電気泳動型前面板の表示面の平均輝度値やヒストグラムの最頻値を算出し、各々の画像群の中から予め指定された値に最も近い平均輝度値を有する画像をそれぞれ選択し、選択された両画像の差分画像を生成する電気泳動型前面板の外観検査装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動型前面板に電圧を印加して前記電気泳動型前面板の表示面を白黒駆動させる電圧印加手段と、前記電気泳動型前面板の表示面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得された撮像画像を処理し画像処理結果を生成する画像処理手段と、前記画像処理手段の画像処理結果を出力する出力手段と、を備える電気泳動型前面板の外観検査装置であって、
前記撮像手段が、前記電圧印加手段により前記電気泳動型前面板の表示面が黒状態から白状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像（以下、第１の画像群と称す）と、前記電圧印加手段により前記電気泳動型前面板の表示面が白状態から黒状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像（以下、第２の画像群と称する）と、を取得し、
前記画像処理手段が、前記第１の画像群それぞれにおいて、前記電気泳動型前面板の表示面の全面または一部領域における平均輝度値を算出するステップと、前記第１の画像群の中から予め指定された値に最も近い平均輝度値を有する第１の画像を選択するステップと、前記第２の画像群それぞれにおいて、前記電気泳動型前面板の表示面の全面または一部領域における平均輝度値を算出するステップと、前記第２の画像群の中から予め指定された値に最も近い平均輝度値を有する第２の画像を選択するステップと、前記第１の画像と前記第２の画像の差分画像を生成するステップと、を含むことを特徴とする電気泳動型前面板の外観検査装置。
【請求項２】
電気泳動型前面板に電圧を印加して前記電気泳動型前面板の表示面を白黒駆動させる電圧印加手段と、前記電気泳動型前面板の表示面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得された撮像画像を処理し画像処理結果を生成する画像処理手段と、前記画像処理手段の画像処理結果を出力する出力手段と、を備える電気泳動型前面板の外観検査装置であって、
前記撮像手段が、前記電圧印加手段により前記電気泳動型前面板の表示面が黒状態から白状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像（以下、第１の画像群と称す）と、前記電圧印加手段により前記電気泳動型前面板の表示面が白状態から黒状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像（以下、第２の画像群と称する）と、を取得し、
前記画像処理手段が、前記第１の画像群それぞれにおいて、前記電気泳動型前面板の表示面の全面または一部領域におけるヒストグラムの最頻値を算出するステップと、前記第１の画像群の中から予め指定された値に最も近いヒストグラムの最頻値を有する第１の画像を選択するステップと、前記第２の画像群それぞれにおいて、前記電気泳動型前面板の表示面の全面または一部領域におけるヒストグラムの最頻値を算出するステップと、前記第２の画像群の中から予め指定された値に最も近いヒストグラムの最頻値を有する第２の画像を選択するステップと、前記第１の画像と前記第２の画像の差分画像を生成するステップと、を含むことを特徴とする電気泳動型前面板の外観検査装置。
【請求項３】
前記差分画像を画像処理結果とすることを特徴とする請求項１または２記載の電気泳動型前面板の外観検査装置。
【請求項４】
前記差分画像に画像処理を行った画像を画像処理結果とすることを特徴とする請求項１または２記載の電気泳動型前面板の外観検査装置。
【請求項５】
前記差分画像に基づき画像欠陥判定した欠陥判定結果を画像処理結果とすることを特徴とする請求項１または２記載の電気泳動型前面板の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子ペーパーディスプレイの主要部品である電気泳動型前面板の外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
視認性が高く、書き換え可能で低消費電力といった特徴を持つ電子ペーパーディスプレイを実現するための技術として様々な方式の開発が進んでいる。
【０００３】
電気泳動現象を利用したディスプレイは溶媒中の電荷を帯びた粒子が電界によって移動する現象を利用しており、その中のひとつの技術としてマイクロカプセル型電気泳動方式が実用化されている。
【０００４】
これは透明な液体が満たされたマイクロカプセルの中に正、負に帯電した白い粒子と黒い粒子を入れ、外部電圧印加によってそれぞれの粒子を表示面に引き上げて画像を形成する。マイクロカプセルのサイズはφ数十μｍ〜数百μｍと小さいので、このマイクロカプセルを透明なバインダに分散させるとインクのようにコーティングすることができる。このインクは外部から電圧を印加することで画像を描くことができるので、電子インクと呼ばれる。
【０００５】
透明電極層を形成した透明基板（透明フィルムや透明ガラス）にこの電子インクをコーティングし、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板に貼り合わせるとアクティブマトリクスディスプレイパネルができる。ここで、透明電極を形成した透明基板上に電子インクをコーティングした部品を「電気泳動型前面板」と呼び、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板を「背面板」と呼んでいる。
【０００６】
電気泳動型前面板には様々な欠陥が発生するが、電気泳動型前面板と背面板の両者を貼り合わせてから欠陥検査を行うと、電気泳動型前面板側の不良により、高価な背面板の正常品をも廃棄するというロスが生じてしまう。したがって、電気泳動型前面板、背面板それぞれの部品段階での欠陥検査が強く望まれている。しかし、マイクロカプセルに電圧を印加するためには、電気泳動型前面板側の電極と背面板側の電極が必要であるため、電気泳動型前面板単体ではマイクロカプセルの正常動作確認をすることができないという問題がある。
【０００７】
この問題を解決するために、電気泳動型前面板の剥離フィルムに導電性フィルムが使用されている。すなわち、導電性フィルムを背面板の代替としての第２の電極とすることで、電気泳動型前面板と高価な背面板とを貼り合わせなくても、電気泳動型前面板の透明電極と背面板の代替である導電性フィルムとの間に電圧を印加して、電気泳動型前面板の表示状態を全面黒、全面白といった飽和状態にさせることで電気泳動型前面板単体での外観検査が可能となっている（特許文献１）。
【０００８】
ところが、電気泳動型前面板の欠陥の中には、印加電圧に対する応答が正常部に比べて速かったり遅かったりする応答異常欠陥とでもいうべき欠陥がある。応答異常欠陥は、電気泳動型前面板の表示状態が全面黒、全面白といった飽和状態においてはほとんど目立たないが、電気泳動型前面板の表示状態が変化している途中、もしくはグレー表示時では局所的なムラとして現れる。
【０００９】
特許文献１では、グレー表示状態とした電気泳動型前面板を撮像して検査してはいるが
、取得するグレー画像は単一のものであるため、必ずしも応答異常欠陥が目立つ状態で撮像できるとは限らず、応答異常欠陥の検出能力は不十分であった。
【００１０】
そこで、電気泳動型前面板が黒状態から白状態に遷移する過程において複数水準のグレー画像（第１の画像群）を取得し、また、電気泳動型前面板が白状態から黒状態に遷移する過程において複数水準のグレー画像（第２の画像群）を取得する。
【００１１】
そして、第１の画像群の中からある１つの画像（第１の画像）を選択し、また、第２の画像群の中からある１つの画像（第２の画像）を選択する。
【００１２】
そして、第１の画像と第２の画像の差分画像を生成することで、応答異常欠陥が目立つ画像が得られる旨の説明が特許文献２でなされている。
【００１３】
ところが、特許文献２では、第１の画像群の中から第１の画像を選択する際の判断基準や、第２の画像群の中から第２の画像を選択する際の判断基準が明確には定義されていないため、検査条件を適切に設定することができるのはごく一部の熟練した者だけに限られていた。また、検査対象物のロットが変わる毎に検査条件を設定し直す必要があり、調整負荷が大きいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第４５７２５３３号
【特許文献２】特開２００６−０１７５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、第１の画像群の中から第１の画像を選択する際の判断基準、また、第２の画像群の中から第２の画像を選択する際の判断基準を明確に定義して一連の検査処理の中に組み込むことによって、検査条件の調整負荷を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するための手段として、本発明は、
電気泳動型前面板に電圧を印加して前記電気泳動型前面板の表示面を白黒駆動させる電圧印加手段と、前記電気泳動型前面板の表示面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得された撮像画像を処理し画像処理結果を生成する画像処理手段と、前記画像処理手段の画像処理結果を出力する出力手段と、を備える電気泳動型前面板の外観検査装置であって、
前記撮像手段が、前記電圧印加手段により前記電気泳動型前面板の表示面が黒状態から白状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像（以下、第１の画像群と称す）と、前記電圧印加手段により前記電気泳動型前面板の表示面が白状態から黒状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像（以下、第２の画像群と称する）と、を取得し、
前記画像処理手段が、前記第１の画像群それぞれにおいて、前記電気泳動型前面板の表示面の全面または一部領域における平均輝度値を算出するステップと、前記第１の画像群の中から予め指定された値に最も近い平均輝度値を有する第１の画像を選択するステップと、前記第２の画像群それぞれにおいて、前記電気泳動型前面板の表示面の全面または一部領域における平均輝度値を算出するステップと、前記第２の画像群の中から予め指定された値に最も近い平均輝度値を有する第２の画像を選択するステップと、前記第１の画像と前記第２の画像の差分画像を生成するステップと、を含むことを特徴とする電気泳動型前面板の外観検査装置を提供する。
【００１７】
電気泳動型前面板に電圧を印加して前記電気泳動型前面板の表示面を白黒駆動させる電圧印加手段と、前記電気泳動型前面板の表示面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得された撮像画像を処理し画像処理結果を生成する画像処理手段と、前記画像処理手段の画像処理結果を出力する出力手段と、を備える電気泳動型前面板の外観検査装置であって、
前記撮像手段が、前記電圧印加手段により前記電気泳動型前面板の表示面が黒状態から白状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像（以下、第１の画像群と称す）と、前記電圧印加手段により前記電気泳動型前面板の表示面が白状態から黒状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像（以下、第２の画像群と称する）と、を取得し、
前記画像処理手段が、前記第１の画像群それぞれにおいて、前記電気泳動型前面板の表示面の全面または一部領域におけるヒストグラムの最頻値を算出するステップと、前記第１の画像群の中から予め指定された値に最も近いヒストグラムの最頻値を有する第１の画像を選択するステップと、前記第２の画像群それぞれにおいて、前記電気泳動型前面板の表示面の全面または一部領域におけるヒストグラムの最頻値を算出するステップと、前記第２の画像群の中から予め指定された値に最も近いヒストグラムの最頻値を有する第２の画像を選択するステップと、前記第１の画像と前記第２の画像の差分画像を生成するステップと、を含むことを特徴とする電気泳動型前面板の外観検査装置を提供する。
【００１８】
また、前記差分画像を画像処理結果とするそれらの電気泳動型前面板の外観検査装置を提供する。
【００１９】
また、前記差分画像に画像処理を行った画像を画像処理結果とするそれらの外観検査装置を提供する。
【００２０】
また、前記差分画像に基づき画像欠陥判定した欠陥判定結果を画像処理結果とするそれらの外観検査装置を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、第１の画像群の中から第１の画像を選択する際の選択基準、また、第２の画像群の中から第２の画像を選択する際の選択基準が明確に定義されているので、より高精度な応答異常欠陥の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による検査装置の構成図である。
【図２】電気泳動型前面板に印加する電圧波形パターンと、撮像手段に送信する撮像トリガと、電気泳動型前面板の反射率の関係を示す図である。
【図３】電気泳動型前面板の撮像画像を示す図である。
【図４】電気泳動型前面板の撮像画像を示す図である。
【図５】ヒストグラムの最頻値を説明する図である。
【図６】正常部と応答異常欠陥部との輝度の違いをラインプロファイルで示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は本発明による電気泳動型前面板の外観検査装置の構成図である。同図において、１１は検査対象である電気泳動型前面板であり、マイクロカプセル１１１が透明電極１１
２と背面板の代替である導電性フィルム１１３との間に挟まれた構成になっている。
【００２５】
外観検査装置は、これら電圧印加手段１２、撮像手段１３、画像処理手段１４、記憶手段等から構成される全体の制御を司る制御手段１５、マウス、キーボード等の入力手段１６、モニタ等の出力手段１７などからなる。
【００２６】
電気泳動型前面板１１が外観検査装置にセットされると、電圧印加手段１２に接続されたプローブが電気泳動型前面板１１の透明電極１１２と導電性フィルム１１３に接触するようになっていて、電圧印加手段１２が生成する電圧波形パターンにより、電気泳動型前面板１１の表示面は白状態になったり黒状態になったりする。
【００２７】
電気泳動型前面板１１の表示面は撮像手段１３によって撮像されるが、その撮像タイミングは画像処理手段１４から生成される撮像トリガ信号によって決定される。なお、撮像手段１３としては、例えばフレームレートが６０ＦＰＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｐｅｒ  Ｓｅｃｏｎｄ）以上の８ビット白黒カメラが好適である。
【００２８】
撮像手段１３によって撮像された画像信号は画像処理手段１４に送られ、ここで、所定の検査処理、場合によりそれに加えて良否判定が行なわれる。
【００２９】
制御手段１５は、電圧印加手段１２と画像処理手段１４を制御し、電気泳動型前面板１１が黒状態から白状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像（第１の画像群）を取得し、また、電気泳動型前面板が白状態から黒状態に遷移する過程において二以上の複数水準のグレー画像（第２の画像群）を取得する。
【００３０】
図２は、電気泳動型前面板１１に印加する電圧波形パターンと、撮像手段１３に送信する撮像トリガと、電気泳動型前面板１１の反射率の関係を示したものであり、図中Ｔ１は電気泳動型前面板１１を黒状態から白状態にするための電圧印加時間、Ｔ２は電気泳動型前面板１１を白状態から黒状態にするための電圧印加時間、Ｔ３は電気泳動型前面板１１が黒状態から白状態に変化する途中に生成される１発目の撮像トリガのタイミング条件、Ｔ４は電気泳動型前面板１１が黒状態から白状態に変化する途中に生成される撮像トリガの時間間隔、Ｎ１は電気泳動型前面板１１が黒状態から白状態に変化する途中に生成される撮像トリガの数、Ｔ５は電気泳動型前面板１１が白状態から黒状態に変化する途中に生成される１発目の撮像トリガのタイミング条件、Ｔ６は電気泳動型前面板１１が白状態から黒状態に変化する途中に生成される撮像トリガの時間間隔、Ｎ２は電気泳動型前面板１１が白状態から黒状態に変化する途中に生成される撮像トリガの数を示している。
【００３１】
なお、Ｔ１〜Ｔ６、Ｎ１、Ｎ２といった各種パラメータは入力手段１６から設定できるようになっていて、これらの設定内容は、例えば出力手段１７を介して確認できるようになっている。
【００３２】
図３は、Ｔ１＝３００ｍｓ、Ｔ２＝３００ｍｓ、Ｔ３＝５０ｍｓ、Ｔ４＝２５ｍｓ、Ｔ５＝３０ｍｓ、Ｔ６＝２０ｍｓ、Ｎ１＝５、Ｎ２＝５と設定したときの電気泳動型前面板１１の撮像画像を模式的に示したものであり、（ａ）〜（ｅ）は第１の画像群で、電気泳動型前面板１１が黒状態から白状態に変化する途中の状態、（ｆ）〜（ｊ）は第２の画像群で、電気泳動型前面板１１が白状態から黒状態に変化する途中の状態を示している。また、同図において、３１は正常部よりも応答が遅い応答異常欠陥、３２は正常部よりも応答が速い応答異常欠陥を示している。
【００３３】
次に第１の画像群から第１の画像を選択する方法と、第２の画像群から第２の画像を選択する方法について説明する。
【００３４】
図４は電気泳動型前面板１１の撮像画像例で、撮像手段１３の全体視野４１、電気泳動型前面板１１の表示面の全面または一部領域における平均輝度値またはヒストグラムの最頻値を算出するための領域４２をそれぞれ示す。領域４２は、例えばＸ１、Ｙ１、Ｘ２、Ｙ２をある固定値として、図中に示した２点Ｐ（Ｘ１，Ｙ１）、Ｑ（Ｘ２，Ｙ２）を頂点とする矩形として設定することができる。
【００３５】
領域４２内の輝度の総和がＡ、領域４２内の画素数がＢだとすると、領域４２における平均輝度値Ｇは、Ｇ＝Ａ／Ｂ、と求まる。
【００３６】
また、図５は領域４２内のヒストグラムを示したものであるが、同図では輝度値Ｃの画素が最も多くなっており、ヒストグラムの最頻値ＨはＨ＝Ｃと求まる。
【００３７】
図３の（ａ）〜（ｊ）それぞれの画像に領域４２を設け、領域４２における平均輝度値Ｇまたはヒストグラムの最頻値Ｈを算出しておくことによって、以下の＜１＞または＜２＞の何れかの手続きで第１の画像群（ａ）〜（ｅ）の中から第１の画像を選択することができ、また、以下の＜３＞または＜４＞の何れかの手続きで第２の画像群（ｆ）〜（ｊ）の中から第２の画像を選択することができるようになる。即ち、Ｇ１、Ｈ１、Ｇ２、Ｈ２を設定変更可能な固定値として、
＜１＞  第１の画像群（ａ）〜（ｅ）の中で、平均輝度値ＧがＧ１に最も近いものを第１の画像とする。
＜２＞  第１の画像群（ａ）〜（ｅ）の中で、ヒストグラムの最頻値ＨがＨ１に最も近いものを第１の画像とする。
＜３＞  第２の画像群（ｆ）〜（ｊ）の中で、平均輝度値ＧがＧ２に最も近いものを第２の画像とする。
＜４＞  第２の画像群（ｆ）〜（ｊ）の中で、ヒストグラムの最頻値ＨがＨ２に最も近いものを第２の画像とする。
【００３８】
＜１＞から＜４＞では第１の画像、第２の画像が一意的には決定できないケースが想定される。例えば、第１の画像群（ａ）〜（ｅ）の平均輝度値Ｇが（ａ）から順に４０、８０、１２０、１６０、２００だとして、Ｇ１＝１４０と設定した場合、（ｃ）と（ｄ）の両方が第１の画像になり得る。従って、候補が複数挙がる場合に備えて、Ｇの値が大きい方、または、小さい方を優先的に採用するようにプログラミングしておくことが好ましい。
【００３９】
以上のような手続きを経て、第１の画像群（ａ）〜（ｅ）の中から（ｃ）が第１の画像として選択され、第２の画像群（ｆ）〜（ｊ）の中から（ｇ）が第２の画像として選択されたものとし、（ｃ）における平均輝度値がＧ’、（ｃ）におけるヒストグラムの最頻値がＨ’、（ｇ）における平均輝度値がＧ’’、（ｇ）におけるヒストグラムの最頻値がＨ’’と求まっているものとする。
【００４０】
次に、図６を用いて第１の画像（ｃ）と第２の画像（ｇ）の差分画像について説明する。
【００４１】
図６は、正常部と応答異常欠陥部との輝度の違いをラインプロファイルで示している。同図において、第１の画像（ｃ）単体、または、第２の画像（ｇ）単体では正常部と応答異常欠陥部との輝度の違いは小さいが、第１の画像（ｃ）と第２の画像（ｇ）の差分画像では、正常部と応答異常欠陥部との輝度の違いがより明瞭になっている。
【００４２】
上記差分画像の生成方法としては、図６中に｜（ｃ）−（ｇ）｜＋Ｍと記してあるが、
Ｍは、差分画像において正常部分の輝度値を８ビットの中間値１２８付近にするためのオフセット値である。つまり、第１の画像の座標位置（ｉ，ｊ）における輝度値をＵ（ｉ，ｊ）、第２の画像の座標位置（ｉ，ｊ）における輝度値をＶ（ｉ，ｊ）、差分画像の座標位置（ｉ，ｊ）における輝度値をＷ（ｉ，ｊ）とすると、Ｗ（ｉ，ｊ）＝｜Ｕ（ｉ，ｊ）−Ｖ（ｉ，ｊ）｜＋Ｍ、となる。
【００４３】
ここで、ＭはＭ＝１２８と固定値としても良いが、差分画像の正常部分の輝度値をより１２８に近い値にするために、Ｍ＝１２８−（Ｇ’−Ｇ’’）、或いは、Ｍ＝１２８−（Ｈ’−Ｈ’’）、としても良い。
【００４４】
このようにして取得された差分画像を用いて人間が判定する場合は、その差分画像を出力手段で出力される画像処理結果となってもよいし、必要に応じて各種画像処理を施した結果を画像処理結果としてもよいし、予め設定した閾値を用いて欠陥の有無を判定することにより電気泳動型前面板１１の応答異常欠陥を安定して検出した結果を画像処理結果として出力してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明によれば、第１の画像群の中から第１の画像を選択する際の判断基準、また、第２の画像群の中から第２の画像を選択する際の判断基準を明確に定義して一連の検査処理の中に組み込んであるため、電気泳動型前面板１１の応答異常欠陥を安定して検出することができ、しかも、検査条件の調整負荷を軽減することができる。なお、本発明の電気泳動型前面板の外観検査装置の検査対象物は電気泳動型前面板そのものに限定されることは無く、電気泳動型前面板と背面板を貼り合わせたディスプレイパネルも含む。
【符号の説明】
【００４６】
１１・・・・電気泳動型前面板
１１１・・・マイクロカプセル
１１２・・・透明電極
１１３・・・導電性フィルム
１２・・・・電圧印加手段
１３・・・・撮像手段
１４・・・・画像処理手段
１５・・・・制御手段
１６・・・・入力手段
１７・・・・出力手段
３１・・・・正常部よりも応答が遅い応答異常欠陥
３２・・・・正常部よりも応答が速い応答異常欠陥
４１・・・・撮像手段１３の全体視野
４２・・・・電気泳動型前面板１１の表示面の全面または一部領域における平均輝度値またはヒストグラムの最頻値を算出するための領域
【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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