(57)【要約】【課題】表示装置が有する、周囲の絵素とは異なる輝度を有する絵素を高い精度で検出可能な、表示装置の撮像画像を取得できるように、撮像装置の光軸を調整するための調整値を算出する。【解決手段】光軸調整用パターンを撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像制御部２と、撮像画像ごとに、人工欠陥絵素コントラストと良品絵素コントラストとを各分割領域について算出するコントラスト算出部５６と、撮像画像ごとに、絵素コントラスト分離度を各分割領域について算出する分離度算出部５７と、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像の撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、レンズユニットと撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する分離度評価部５８とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置であって、
表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと当該第１マークとは異なる同一の輝度を有する第２マークとを含む調整用パターンを、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、
上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、
上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、
上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備えることを特徴とする光軸調整値算出装置。
【請求項２】
光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置であって、
画面の全面を第１の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第１撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第１の輝度とは異なる第２の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第１撮像画像と同様に撮像した複数の第２撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、
上記撮像画像取得手段が取得した、撮像位置が互いに同一の第１および第２撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに、上記第１の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと上記第２の輝度を有する第２マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成手段と、
上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、
上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、
上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備えることを特徴とする光軸調整値算出装置。
【請求項３】
上記光軸調整値算出手段は、特定の分割領域について算出された分離度の集合から、最大値を有する分離度である最大分離度を分割領域ごとに求めた後、当該最大分離度を得るに至った撮像位置を分割領域間で比較し、その比較結果に基づいて上記光軸調整値を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の光軸調整値算出装置。
【請求項４】
上記第１マークは、所定の範囲から外れた輝度を有する人工欠陥絵素であり、
上記第２マークは、所定の範囲内の輝度を有する良品絵素であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光軸調整値算出装置。
【請求項５】
上記表示装置の像を撮像した撮像画像を解析することにより、当該表示装置と上記撮像装置との相対位置を調整するための姿勢調整値を算出する姿勢調整値算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光軸調整値算出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光軸調整値算出装置を動作させる光軸調整値算出プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための光軸調整値算出プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載の光軸調整値算出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項８】
光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置における光軸調整値算出方法であって、
表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと当該第１マークとは異なる同一の輝度を有する第２マークとを含む調整用パターンを、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、
上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、
上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、
上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含むことを特徴とする光軸調整値算出方法。
【請求項９】
光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置における光軸調整値算出方法であって、
画面の全面を第１の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第１撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第１の輝度とは異なる第２の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第１撮像画像と同様に撮像した複数の第２撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、
上記撮像画像取得工程において取得された、撮像位置が互いに同一の第１および第２撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに、上記第１の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと上記第２の輝度を有する第２マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成工程と、
上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、
上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、
上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含むことを特徴とする光軸調整値算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像対象を撮像する撮像装置の光軸を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置および光軸調整値算出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検査物を撮像した画像を解析することにより、当該被検査物の検査を行う検査方法が、フラットパネル等の表示装置の検査に用いられている。
【０００３】
階調表示が可能な表示装置の画面を撮像する場合、当該画面を撮像する撮像装置の光軸を調整することは重要である。なぜなら、光軸がずれると、画面に存在する欠陥を検出する感度が当該画面内において不均一となり、欠陥検出の精度が低下するからである。
【０００４】
光軸のずれを修正する方法、換言すれば、撮像対象物の像と撮像素子との相対位置を調整する方法の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の方法では、撮像光学系の光軸方向（Ｚ軸方向）の複数の位置に配置されたチャートを撮像したときの撮像情報に基づき、撮像光学系の光軸に対する撮像素子のずれを算出している。
【０００５】
このとき、撮像素子を３分割した分割領域にそれぞれ結像したチャートの像のコントラスト（像標準偏差などを基準に表される画像鮮鋭度）が最大となる光軸方向における位置を分割領域ごとに検出し、コントラストが最大となる位置を分割領域間で一致させることにより、Ｙ軸周り（またはＸ軸周り）の、撮像素子の撮像光学系に対する姿勢を調整する。
【０００６】
なお、撮像装置に組み込まれた複数のレンズの光軸を一致させる方法が、特許文献２に開示されている。特許文献２に記載の方法では、同一模様が四隅に示されたチャートをカメラの前に配置し、そのチャートを撮像した映像に含まれる映像信号のうち、四隅に示された模様を撮像した、４つの同一面積の領域から得られる映像信号の高周波成分を積算した値が実質的に等しくなるように、光軸を調整している。
【特許文献１】特開２００５−１３６７４３号公報（２００５年５月２６日公開）
【特許文献２】特開平６−３５０８９８号公報（１９９４年１２月２２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フラットパネルの欠陥検査では、フラットパネル上の注目絵素とその周辺に位置する同色絵素とのコントラスト（輝度差または輝度比）を計算し、所定の閾値以上のコントラストを有する絵素を欠陥絵素として検出する。
【０００８】
なお、本明細書では、欠陥検査における絵素のコントラストを、一般的なコントラストと区別し、絵素コントラストと称する。すなわち、絵素コントラストとは、２つの絵素の輝度差または輝度比を意味する。
【０００９】
一般に前記閾値は、欠陥が無い絵素、換言すれば、所定の範囲内の輝度を有する絵素（以下、良品絵素と称する）を極力誤検出せず、かつ低レベルの欠陥絵素を検出できるような値に設定されることが望ましい。
【００１０】
そこで、本発明の発明者は、ある閾値を使ってフラットパネルの欠陥検出を行う場合、（１）良品絵素間の絵素コントラストと、検出すべき欠陥絵素と良品絵素との絵素コントラストとがどれだけ離れているかを示す値である分離度（以下、絵素コントラスト分離度と称する）がより大きくなり、かつ（２）フラットパネル面内に同一の輝度を有する欠陥絵素が複数存在する場合に、それらの欠陥絵素に関する絵素コントラスト分離度がほぼ同じになるように、当該フラットパネルの撮像を行うことが好ましいと考えた。
【００１１】
このような撮像によって得られた撮像画像を用いることにより、誤検出が少なくかつフラットパネル面内で同一の検査感度を保った、高精度な検査を実現することができる。
【００１２】
逆に、絵素コントラスト分離度が小さい、または絵素コントラスト分離度が、フラットパネル面内の複数の領域において不均一である撮像画像を用いて欠陥検出を行えば、誤検出または未検出の増加を招き、検査精度が悪化する可能性が高い。
【００１３】
このようなフラットパネルの欠陥検出においては、従来技術として上述したように、チャートパターンを撮像した撮像画像における一般的なコントラスト（画像鮮鋭度）を指標として光軸の調整を実施した場合、フラットパネル面内の異なる領域における画質の同等性は保証されるが、絵素コントラスト分離度が均一になるとは限らないため、欠陥検出感度が均一になるとは限らない。
【００１４】
例えば、フラットパネル面内でのコントラスト（画像鮮鋭度）の差が数％以内という基準で光軸を調整したとしても、欠陥の検出感度という観点からは、その基準が妥当性なものであるとは言い切れない。すなわち、当該基準は、検出対象である欠陥絵素がフラットパネル面内の各所で確実に検出できることを保証するものではない。
【００１５】
従って、フラットパネル等の表示装置の欠陥検出においては、欠陥検出感度を確実に保証する指標値を用いて光軸を調整することが好ましい。換言すれば、欠陥の検出感度の観点から適切に光軸を調整することが好ましい。
【００１６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、表示装置が有する、周囲の絵素とは異なる輝度を有する絵素を高い精度で検出可能な、表示装置の撮像画像を取得できるように、撮像装置の光軸を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置および光軸調整値算出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る光軸調整値算出装置は、光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置であって、表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと当該第１マークとは異なる同一の輝度を有する第２マークとを含む調整用パターンを、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備えることを特徴としている。
【００１８】
本発明に係る光軸調整値算出方法は、光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置における光軸調整値算出方法であって、表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと当該第１マークとは異なる同一の輝度を有する第２マークとを含む調整用パターンを、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含むことを特徴としている。
【００１９】
上記の構成によれば、撮像画像取得手段は、撮像対象である表示装置の画面に表示された調整用パターンを、撮像装置から表示装置へと下した垂線上を移動しながら（つまり、表示装置との直線距離を変更しながら）当該撮像装置が撮像した撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する。
【００２０】
調整用パターンは、表示装置の画面に形成された複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに、互いに同一の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと当該第１マークとは輝度が異なる第２マークとが表示されたものである。
【００２１】
対照値算出手段は、撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、第１マークに対応する画素の輝度値と第２マークに対応する画素の輝度値との違い（例えば、輝度比または輝度差）を示す第１対照値と、第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違い（例えば、輝度比または輝度差）を示す第２対照値とを各分割領域について算出する。換言すれば、対照値算出手段は、撮像画像における少なくとも２つの分割領域のそれぞれに関して、第１対照値および第２対照値を算出するという処理を、撮像画像ごとに行う。
【００２２】
分離度算出手段は、対照値算出手段が算出した第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出するという処理を、撮像画像ごとに行う。
【００２３】
そして、光軸調整値算出手段は、分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像に対応付けられた撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、光学素子と撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する。
【００２４】
それゆえ、表示装置の画面に表示された異なる輝度を有するマークを撮像した撮像画像における、当該マークの輝度値の違いを指標にすることにより、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置を撮像する撮像装置の光軸を調節することができる。したがって、表示装置が有する、他の絵素とは異なる輝度を有する絵素（すなわち、欠陥絵素）を高い精度で検出するための、表示装置の撮像画像を取得できる。
【００２５】
本発明に係る光軸調整値算出装置は、光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置であって、画面の全面を第１の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第１撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第１の輝度とは異なる第２の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第１撮像画像と同様に撮像した複数の第２撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、上記撮像画像取得手段が取得した、撮像位置が互いに同一の第１および第２撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに、上記第１の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと上記第２の輝度を有する第２マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成手段と、上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備えることを特徴としている。
【００２６】
本発明に係る光軸調整値算出方法は、光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置における光軸調整値算出方法であって、画面の全面を第１の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第１撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第１の輝度とは異なる第２の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第１撮像画像と同様に撮像した複数の第２撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、上記撮像画像取得工程において取得された、撮像位置が互いに同一の第１および第２撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに、上記第１の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと上記第２の輝度を有する第２マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成工程と、上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含むことを特徴としている。
【００２７】
上記の構成によれば、撮像画像取得手段は、表示装置の画面の全面を第１の輝度で点灯させた表示装置を、撮像装置から当該表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第１撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、表示装置の画面の全面を第２の輝度で点灯させた表示装置を、第１撮像画像と同様に撮像した複数の第２撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する。
【００２８】
画像合成手段は、撮像画像取得手段が取得した、撮像位置が互いに同一の第１および第２撮像画像を合成することにより、表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに、第１の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと第２の輝度を有する第２マークとが表示された状態を表現した合成画像を生成する。
【００２９】
対照値算出手段は、画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記第１対照値と、上記第２対照値とを各分割領域について算出する。分離度算出手段は、画像合成手段が合成した合成画像ごとに、第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する。
【００３０】
そして、光軸調整値算出手段は、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、光学素子と撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する。
【００３１】
それゆえ、上記合成画像に含まれる第１および第２マークの輝度値の違いを指標にすることにより、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置を撮像する撮像装置の光軸を調節することができる。したがって、表示装置が有する、他の絵素とは異なる輝度を有する欠陥絵素を高い精度で検出するための、表示装置の撮像画像を取得できる。
【００３２】
また、上記光軸調整値算出手段は、特定の分割領域について算出された分離度の集合から、最大値を有する分離度である最大分離度を分割領域ごとに求めた後、当該最大分離度を得るに至った撮像位置を分割領域間で比較し、その比較結果に基づいて上記光軸調整値を算出することが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、光軸調整値算出手段は、分離度が最大となる撮像位置を分割領域ごとに求め、その撮像位置を分割領域間で比較し、その比較結果に基づいて、撮像装置の光軸を調節するための調整値を算出する。
【００３４】
それゆえ、最大の分離度と撮像位置との関係を指標として、撮像装置の光軸を調節するための調整値を算出することができる。
【００３５】
また、上記第１マークは、所定の範囲から外れた輝度を有する人工欠陥絵素であり、上記第２マークは、所定の範囲内の輝度を有する良品絵素であることが好ましい。
【００３６】
上記の構成により、表示装置の画面に表示された人工欠陥絵素および良品絵素を撮像した撮像画像または当該撮像画像に相当する合成画像における、人工欠陥絵素および良品絵素の輝度値の違いを指標にすることにより、表示装置を撮像する撮像装置の光軸を調節することができ、表示装置が有する欠陥絵素を高い精度で検出するための、表示装置の撮像画像を取得できる。
【００３７】
また、上記表示装置の像を撮像した撮像画像を解析することにより、当該表示装置と上記撮像装置との相対位置を調整するための姿勢調整値を算出する姿勢調整値算出手段をさらに備えることが好ましい。
【００３８】
上記の構成によれば、姿勢調整値算出手段は、表示装置の像を撮像した撮像画像を解析することにより上記姿勢調整値を算出する。
【００３９】
それゆえ、撮像対象物と撮像装置との相対位置を調整することができ、光軸調整値による光軸の調節を効率良く行うことができる。
【００４０】
なお、上記光軸調整値算出装置を動作させる光軸調整値算出プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための光軸調整値算出プログラムおよび当該光軸調整値算出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の技術的範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように、本発明に係る光軸調整値算出装置は、表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと当該第１マークとは異なる同一の輝度を有する第２マークとを含む調整用パターンを、撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置の像と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備える構成である。
【００４２】
本発明に係る光軸調整値算出方法は、表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと当該第１マークとは異なる同一の輝度を有する第２マークとを含む調整用パターンを、撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置の像と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含む構成である。
【００４３】
本発明に係る光軸調整値算出装置は、画面の全面を第１の輝度で点灯させた表示装置を、撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第１撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第１の輝度とは異なる第２の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第１撮像画像と同様に撮像した複数の第２撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、上記撮像画像取得手段が取得した、撮像位置が互いに同一の第１および第２撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに、上記第１の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと上記第２の輝度を有する第２マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成手段と、上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置の像と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備える構成である。
【００４４】
本発明に係る光軸調整値算出方法は、表示装置の画面の全面を第１の輝度で点灯させた表示装置を、撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第１撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第１の輝度とは異なる第２の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第１撮像画像と同様に撮像した複数の第２撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、上記撮像画像取得工程において取得された、撮像位置が互いに同一の第１および第２撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに、上記第１の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと上記第２の輝度を有する第２マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成工程と、上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記第１マークに対応する画素の輝度値と上記第２マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第１対照値と、上記第２マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第２対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第１対照値と第２対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置の像と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含む構成である。
【００４５】
それゆえ、表示装置が有する、周囲の絵素とは異なる輝度を有する絵素を高い精度で検出可能な、表示装置の撮像画像を取得することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４７】
（自動検査システム３０の構成）
図２は、本実施の形態の自動検査システム３０の構成を示す概略図であり、図３は、自動検査システム３０の構成をより詳細に示す概略図である。以下の説明では、自動検査システム３０の検査対象の例として、Ｒ、Ｇ、Ｂの同色絵素の配列が、Ｒ、Ｇ、Ｂの順に繰返し配列したフラットパネル４０を挙げて説明するが、当該検査対象は、フラットパネルに限定されず、後述する調整用パターンを表示できる、階調表示が可能な表示装置であればよい。なお、図３において、データの流れを実線の矢印で示し、制御の方向を破線の矢印で示している。
【００４８】
液晶パネルに代表されるフラットパネルは、近年大型化が著しく、フラットパネルの欠陥を検査する自動欠陥検査装置においては、撮像装置の画角および撮像距離が大きくなってきている。それゆえ、フラットパネルと撮像装置（具体的には撮像素子およびレンズ）との相対姿勢（相対位置および相対角度）が少しでもずれると、撮像素子の撮像面に結像する像の位置が大きく変化する可能性がある。
【００４９】
このようにフラットパネルと撮像装置との相対姿勢にずれのある状態で、上記従来技術のように、チャートパターンを表示したフラットパネルを撮像した画像のコントラスト（画像鮮鋭度）に基づいて光軸調整しても、適切な光軸調整を実施することは困難である。そのため、フラットパネルと撮像装置との相対姿勢を調整した上で、撮像素子とレンズとの微小なずれを更に調整することが好ましい。
【００５０】
このような技術思想に基づき、自動検査システム３０は、図２および図３に示すように、カメラ（撮像装置）１１のフラットパネルに対する相対姿勢と、撮像素子に対するレンズの位置とを調整する撮像システム１０および制御装置１を備えている。
【００５１】
厳密に言えば、フラットパネルに対する撮像装置の姿勢調整も光軸の調整に含まれる。以下では、フラットパネルに対する撮像装置の姿勢調整を光軸の粗調整、撮像素子に対するレンズの位置の調整を光軸の微調整と称する。
【００５２】
より詳細に説明すると、自動検査システム３０は、フラットパネル４０を撮像し、その撮像画像を解析することにより、フラットパネル４０が有する欠陥絵素を検出するものであり、制御装置（光軸調整値算出装置）１、撮像システム１０、検査装置３１およびパターン発生装置３２を備えている。
【００５３】
撮像システム１０は、フラットパネル４０を撮像するものであり、図３に示すように、カメラ１１およびカメラステージ１５を備えている。
【００５４】
カメラ１１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラ等のデジタルカメラであり、レンズユニット（光学素子）１２、撮像素子１４、および撮像素子１４に対するレンズユニット１２の相対角度を調整する支持冶具１３を備えている。なお、撮像システム１０に用いられるカメラは、撮像素子に対するレンズのＸ軸回りの角度を調整できるものであればよく、レンズの角度を調整する機構は、どのようなものであってもよい。
【００５５】
カメラステージ１５は、フラットパネル４０に対して垂直な方向（図２にて、Ｚ軸方向）、フラットパネル４０の一方の辺に平行な方向（図２にて、Ｘ軸方向）およびフラットパネル４０の他方の辺に平行な方向（図２にて、Ｙ軸方向）の、３つの方向軸周りにおけるカメラ１１の姿勢およびフラットパネル４０とカメラ１１との距離を調整する機構を備えている。すなわち、カメラステージ１５は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りのカメラ１１の、フラットパネル４０に対する位置および角度を調節する撮像姿勢調整装置である。
【００５６】
具体的には、カメラステージ１５は、カメラ１１を支持するとともに、その姿勢を調節可能なカメラ支持部１６、本体１７を備えており、Ｚ軸方向に延びるレール１８の上を移動することができる。
【００５７】
パターン発生装置３２は、後述するパターン制御部７からの命令に従って、フラットパネル４０に、所定の表示パターンを印加するための制御信号を当該フラットパネル４０へ出力する。
【００５８】
制御装置１は、レンズユニット１２によって撮像素子の面に結像された、フラットパネル４０の像を撮像した撮像画像を解析することにより、レンズユニット１２の光軸の位置を調整するための調整値を算出するものであり、撮像制御部（撮像画像取得手段）２、カメラ位置調整部３、画像メモリ４、画像処理部（光軸調整値算出装置）５、コントローラ６、パターン制御部７および入力部８を備えている。
【００５９】
撮像制御部２は、カメラ１１を制御するものであり、具体的には、カメラ１１による撮像のタイミングの制御、フォーカス調整、光軸の調整（支持冶具１３の調整）およびカメラ１１によって撮像された撮像画像の取得を行う。より詳細には、撮像制御部２は、後述する光軸調整用パターンを、カメラ１１からフラットパネル４０へと下した垂線上を移動しながらカメラ１１が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する。撮像位置の情報は、カメラステージ１５から出力されてもよいし、カメラ位置調整部３から出力されてもよい。
【００６０】
撮像制御部２は、カメラ１１のフォーカス調整を行うフォーカス調整部２１および支持冶具１３を制御することによりレンズユニット１２の光軸を調整するレンズ位置調整部２２を備えている。
【００６１】
カメラ位置調整部３は、カメラステージ１５を制御することにより、カメラ１１とフラットパネル４０との距離を調整する。
【００６２】
画像メモリ４は、撮像制御部２によって取得された撮像画像を記憶する記憶部である。
【００６３】
画像処理部５は、撮像制御部２によって取得された撮像画像を解析することにより、カメラ１１の光軸を調整するための調整値を算出する。画像処理部５の詳細については後述する。
【００６４】
パターン制御部７は、パターン発生装置３２を制御することにより、フラットパネル４０に所定の表示パターンを印加する。
【００６５】
入力部８は、ユーザからの指示を受け付けるものであり、例えば、キーボードまたはタッチパネルである。
【００６６】
コントローラ６は、制御装置１の各機能ブロックを制御する。
【００６７】
なお、自動検査システム３０から検査装置３１を除き、表示装置の撮像画像を取得する撮像システムとして本発明を実現することもできる。また、カメラ位置調整部３を撮像制御部２に組み込んでもよい。
【００６８】
（フラットパネル４０のマーカの構成）
図４は、フラットパネル４０に表示される、光軸の粗調整のためのマーカを示す概念図である。カメラ１１の光軸の粗調整を行う時には、図４に示すように、フラットパネル４０に光軸の粗調整のためのマーカＡおよびマーカＢが表示される。
【００６９】
マーカＡは、Ｙ軸に平行な直線であり、フラットパネル４０のＸ軸に平行な２つの辺（辺４１および４２）の中間点（点４１ａおよび４２ａ）を互いに結ぶ直線である。
【００７０】
マーカＢは、Ｘ軸に平行な直線であり、フラットパネル４０のＹ軸に平行な２つの辺（辺４３および４４）の中間点（点４３ａおよび４４ａ）を互いに結ぶ直線である。
【００７１】
このようなマーカＡおよびＢは、パターン発生装置３２から出力される信号によって、フラットパネル４０に表示される。なお、マーカＡおよびＢを、直線状の物体によって実現し、当該直線状の物体をフラットパネル４０に貼付してもよい。
【００７２】
（光軸調整用パターンの構成）
図５は、光軸調整用パターンの例を示す図である。図５の（ａ）〜（ｄ）に示す例では、フラットパネル４０の検査対象領域は、フラットパネル４０の画面全面である。図５の（ａ）に示す例では、フラットパネル４０の画面が、上下方向（Ｙ軸方向）に均等に３分割されており、図５の（ｂ）に示す例では、左右方向（Ｘ軸方向）に均等に３分割されており、図５の（ｃ）および（ｄ）に示す例では、上下および左右方向に９分割されている。換言すれば、図５の（ｃ）および（ｄ）に示す例では、検査対象領域がマトリクス状に９分割されている。
【００７３】
このような分割された、フラットパネル４０の検査対象領域を分割領域と称する。また、上下方向に３分割された分割領域のそれぞれを、そのＹ座標の大きいものから順に、上部分割領域、中央分割領域、下部分割領域と称する。分割領域の面積は互いに同一であることが好ましいが、必ずしも同一である必要はない。
【００７４】
また、図５の（ａ）および（ｂ）に示す例では、３分割された領域のそれぞれに、同一の輝度を有するＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の人工欠陥絵素（第１マーク）の組が、３組ずつ点灯されており、それ以外の絵素は、良品絵素（第２マーク）として点灯されている。このような、分割領域に表示された人工欠陥絵素と良品絵素との組からなる表示パターンを光軸調整用パターン（調整用パターン）と称する。
【００７５】
また、また、図５の（ｃ）に示す例では、９分割された領域のうち、５つの分割領域において、同一の輝度を有するＲ、Ｇ、Ｂの人工欠陥絵素の組が、１組ずつ点灯されており、それ以外の絵素は、良品絵素として点灯されている。
【００７６】
また、図５の（ｄ）に示す例では、９分割された領域のそれぞれに、同一の輝度を有するＲ、Ｇ、Ｂの人工欠陥絵素の組が、１組ずつ点灯されており、それ以外の絵素は、良品絵素として点灯されている。
【００７７】
すなわち、パターン制御部７は、フラットパネル４０の検査対象領域を分割することによって生じる複数の領域から選ばれた少なくとも２つの領域のそれぞれにおいて、同一の輝度を有する少なくとも１つの人工欠陥絵素と、当該人工欠陥絵素の周囲に位置する、同一輝度を有する複数の良品絵素とを点灯させる。
【００７８】
なお、人工欠陥絵素とは、所定の範囲（基準閾値）から外れた輝度を有する絵素であり、製造工程において生じる欠陥絵素を模した絵素である。また、所定の範囲内の輝度を有する絵素を良品絵素と称する。実際には、ある絵素の周囲に位置する、当該絵素と同色の絵素との比較により、当該絵素が欠陥絵素であるかどうかが判定される。
【００７９】
人工欠陥絵素の輝度は、良品絵素として判定される所定の範囲よりも高いものであってもよいし、低いものであってもよい。換言すれば、人工欠陥絵素は、輝点欠陥絵素であってもよいし、黒点欠陥絵素であってもよい。
【００８０】
また、点灯される人工欠陥絵素の輝度は、少なくとも同色の人工欠陥絵素に関して同一である。例えば、Ｒ系の人工欠陥絵素の輝度は、すべて同じである。また、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちの一種類の人工欠陥絵素のみを光軸調整用パターンとして表示してもよい。
【００８１】
また、複数の分割領域のうちの３つに光軸調整用パターンを表示させる場合には、光軸調整用パターンが画面全体に均等に表示させることが好ましく、少なくとも、光軸調整用パターンが表示された画面全体が線対称の軸を有するものであることが好ましい。
【００８２】
また、第２マークとしての良品絵素は、１つでもよいが、複数であることが望ましい。
【００８３】
以下の説明では、説明を簡略化するために、パネルを上下方向に３分割し、それぞれの領域に、同一の輝度値を有する人工欠陥絵素（例えば、白点灯状態における黒点欠陥）を１組づつ点灯させる例をもとに説明を行う。
【００８４】
（画像処理部５の構成）
図１は、画像処理部５の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、画像処理部５は、光軸粗調整部（姿勢調整値算出手段）５１および光軸微調整部（光軸調整値算出装置）５５を備えている。
【００８５】
光軸粗調整部５１は、フラットパネル４０の撮像画像を解析することにより、フラットパネル４０とカメラ１１との相対位置（相対姿勢）を調整するための姿勢調整値を算出するものであり、Ｚ軸角度調整部５２、Ｙ軸角度調整部５３およびＸ軸角度調整部５４を備えている。
【００８６】
Ｚ軸角度調整部５２は、Ｚ軸周りのカメラ１１の姿勢を調整するための調整値を算出し、Ｙ軸角度調整部５３は、Ｙ軸周りのカメラ１１の姿勢を調整するための調整値を算出し、Ｘ軸角度調整部５４は、Ｘ軸周りのカメラ１１の姿勢を調整するための調整値を算出する。これら角度調整部における姿勢調整値の算出方法については後述する。
【００８７】
光軸微調整部５５は、カメラ１１の光軸の微調整を行うための調整値を算出するものであり、コントラスト算出部（対照値算出手段）５６、分離度算出部（分離度算出手段）５７および分離度評価部（光軸調整値算出手段）５８を備えている。コントラスト算出部５６および分離度算出部５７の詳細については後述する。
【００８８】
分離度評価部５８は、分離度算出部５７が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、レンズユニット１２と撮像素子１４との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する。
【００８９】
（コントラスト算出部５６における絵素コントラスト算出方法）
図６は、絵素コントラストおよび絵素コントラスト分離度の算出方法の一例を説明するための図である。同図には、フラットパネル４０の画面が上下方向に３分割されており、３つの分割領域のそれぞれに６組の人工欠陥絵素が表示されたフラットパネル４０を撮像した画像における上部分割領域についての絵素コントラストおよび絵素コントラスト分離度を算出する方法が示されている。また、図６に記載された「ｎ個」とは、上部分割領域における、人工欠陥絵素（Ｒ、Ｇ、Ｂの組）以外の全ての絵素（すなわち、良品絵素）の数を示している。
【００９０】
コントラスト算出部５６は、撮像制御部２が取得した撮像画像ごとに、人工欠陥絵素（第１マーク）に対応する画素の輝度値と良品絵素（第２マーク）に対応する画素の輝度値との違いを示す人工欠陥絵素コントラスト（第１対照値）と、複数の良品絵素に対応する複数の画素の輝度値の違いを示す良品絵素コントラスト（第２対照値）とを各分割領域について算出する。
【００９１】
例えば、コントラスト算出部５６は、複数の撮像素子がマトリクス状に配置されている撮像素子１４を有するカメラ１１が撮像した撮像画像を構成する複数の画素のうち、人工欠陥絵素（図６の（ａ）にて注目絵素４５ａに相当）を撮像した撮像素子から出力された輝度値と、当該人工欠陥絵素と同じＹ座標を有し、当該人工欠陥絵素に最も近い位置に位置する、当該人工欠陥絵素と同色の２つの良品絵素（図６の（ａ）にて周辺絵素４５ｂおよび４５ｃに相当）をそれぞれ撮像した撮像素子から出力された輝度値の平均値と、の差の絶対値を算出する。この差の絶対値が人工欠陥絵素コントラスト（第１対照値）である。
【００９２】
フラットパネル４０を撮像した撮像画像を構成する画素のうち、どの画素が人工欠陥絵素に対応したのであるかを示す情報（換言すれば、カメラ１１が有する複数の撮像素子のうち、どの撮像素子が人工欠陥絵素を撮像したものであるかを示す情報）は、予めコントラスト算出部５６が利用可能なメモリ（例えば、画像メモリ４）に格納されている。
【００９３】
同様に、コントラスト算出部５６は、カメラ１１が撮像した撮像画像を構成する画素のうち、良品絵素（図６の（ａ）にて注目絵素４５ａに相当）を撮像した撮像素子から出力された輝度値と、当該良品絵素と同じＹ座標を有し、当該良品絵素に最も近い位置に位置する、当該良品絵素と同色の２つの良品絵素（図６の（ａ）にて周辺絵素４５ｂおよび４５ｃに相当）をそれぞれ撮像した撮像素子から出力された輝度値の平均値と、の差の絶対値を算出する。この差の絶対値が良品絵素コントラスト（第２対照値）である。
【００９４】
フラットパネル４０を撮像した撮像画像を構成する画素のうち、どの画素が良品絵素に対応したものであるかを示す情報（換言すれば、カメラ１１が有する複数の撮像素子のうち、どの撮像素子が良品絵素を撮像したものであるかを示す情報）は、予めコントラスト算出部５６が利用可能なメモリに格納されている。
【００９５】
コントラスト算出部５６は、人工欠陥絵素コントラストおよび良品絵素コントラストを、フラットパネル４０の分割領域を撮像した撮像画像における分割領域ごとに算出する。ひとつの分割領域に複数の人工欠陥絵素が存在している場合には、各人工欠陥絵素から算出された複数の人工欠陥絵素コントラストの統計値（例えば、平均値、中間値、最大値または最小値）を人工欠陥絵素コントラストとして用いればよい。
【００９６】
また、良品絵素コントラストとして、注目する人工欠陥絵素が属する分割領域におけるすべて（または一部）の良品絵素に関して算出された良品絵素コントラストの統計値（例えば、平均値、代表値、中間値、最大値または最小値）を求めてもよいし、注目する人工欠陥絵素が属する分割領域におけるすべて（または一部）の良品絵素の輝度値の標準偏差（すなわち、輝度値のばらつき）を求めてもよいし、当該標準偏差の６倍の値を求めてもよい。
【００９７】
なお、コントラスト算出部５６における絵素コントラスト算出方法は、上述ものに限定されない。例えば、人工欠陥絵素コントラストとして、人工欠陥絵素を撮像した撮像素子から出力された輝度値と、当該欠陥絵素の近傍に位置する、当該人工欠陥絵素と同色の１つの良品絵素を撮像した撮像素子から出力された輝度値との差分値の絶対値を求めてもよいし、人工欠陥絵素を撮像した撮像素子から出力された輝度値と、当該人工欠陥絵素の近傍に位置する、当該人工欠陥絵素と同色の１つの良品絵素を撮像した撮像素子から出力された輝度値との比を求めてもよい。上述したように、絵素コントラストとは、基本的には、２つの絵素を撮像した撮像素子からそれぞれ出力された輝度値の差または比を意味している。
【００９８】
注目絵素に対する周辺絵素（背景絵素）は、注目絵素が属する同色絵素の配列における、当該注目絵素の近傍に位置する絵素でもよい。すなわち、図６の（ａ）にて、注目絵素４５ａの上下方向に位置する絵素を周辺絵素としてもよい。この場合、注目絵素４５ａに２番目に近い同色絵素（絵素４５ｄ）を周辺絵素としてもよい。つまり、注目絵素の近傍に位置する絵素とは、注目絵素と所定の位置関係にある同色絵素であり、注目絵素に最も近い同色絵素であってもよいし、注目絵素に２番目または３番目に近い同色絵素であってもよい。
【００９９】
また、注目絵素４５ａと、注目絵素４５ａを取り囲むように位置している複数の絵素（例えば、図６の（ａ）にて、絵素４５ｂ〜４５ｉの８つの絵素）とのコントラストをそれぞれ算出し、得られた複数のコントラスト（上記の例では、８つのコントラスト）の平均値、代表値、中間値、最大値または最小値などの統計値を算出し、この統計値を欠陥絵素コントラストとして用いてもよい。
【０１００】
また、コントラスト算出部５６におけるコントラスト値算出方法は、検査装置３１における、欠陥絵素の検出のためのコントラスト算出方法と同様のものであることが望ましい。
【０１０１】
（分離度算出部５７における絵素コントラスト分離度の算出方法）
分離度算出部５７は、撮像制御部２が取得した撮像画像ごとに、人工欠陥絵素コントラストと良品絵素コントラストとがどれだけ離れているかを示す欠陥分離度を算出する。具体的には、分離度算出部５７は、コントラスト算出部５６が算出した人工欠陥絵素コントラスト（または、その統計値）と良品絵素コントラスト（または、その統計値）との差の絶対値または比を、絵素コントラスト分離度として算出する。
【０１０２】
（光軸の粗調整の手順）
次に、光軸の粗調整の手順の一例について、図７を参照しつつ説明する。図７は、光軸の粗調整の手順の一例を示すフローチャートである。なお、制御装置１の各機能ブロックは、基本的にコントローラ６の制御下で作動するが、説明を簡略化するために、各機能ブロックが自発的に作動しているかのような表現を用いている箇所がある。
【０１０３】
まず、コントローラ６は、カメラ位置調整部３を介してカメラステージ１５を制御することにより、カメラ１１を、原点、すなわち、初期設定位置（設計データの位置）へと移動させる（Ｓ１）。この設計データの位置は、設計上決められた欠陥検査用の撮像画像を撮像する位置である。
【０１０４】
その後、パターン制御部７は、パターン発生装置３２を制御することにより、マーカＡおよびマーカＢを、図４に示したようにフラットパネル４０に表示する（Ｓ２）（図７の（ａ）参照）。
【０１０５】
その後、撮像制御部２は、カメラ１１を制御することにより、マーカＡおよびマーカＢを表示したフラットパネル４０の撮像画像（第１撮像画像）を取得し、画像メモリ４に当該第１撮像画像を格納する（Ｓ３）。
【０１０６】
光軸粗調整部５１のＺ軸角度調整部５２は、画像メモリ４に格納された第１撮像画像に含まれるマーカＡの位置を解析することにより、カメラ１１のＺ軸周りの角度を調整する。
【０１０７】
具体的には、Ｚ軸角度調整部５２は、第１撮像画像におけるマーカＡの一方の端部（上端）のＸ座標と、他方の端部（下端）のＸ座標とが一致するように、カメラ１１のＺ軸周りの角度を調整するための調整値を算出し、カメラ位置調整部３へ出力する。
【０１０８】
図８は、カメラ１１の角度調整方法を示す図である。同図の（ａ）には、Ｚ軸周りの角度を調整するための調整値（角度α）を、マーカＡの上端のＸ座標と第１撮像画像のＹ軸方向の辺の長さとから算出する方法が示されている。
【０１０９】
カメラ位置調整部３は、Ｚ軸角度調整部５２が算出した調整値に基づいて、カメラステージ１５のカメラ支持部１６を制御することにより、カメラ１１のＺ軸周りの角度を調整する（Ｓ４）（図７の（ｂ）参照）。
【０１１０】
なお、次の手順も考慮し、マーカＡの上端および下端が第１撮像画像の中心を通るように調整することが望ましい。そのために、Ｚ軸角度調整部５２は、第１撮像画像におけるマーカＡの上端および下端のＸ座標が、第１撮像画像のＸ軸方向の辺の中間点（図４の点４１ａおよび４２ａに対応する点）のＸ座標と一致するように調整値を算出し、カメラ位置調整部３は、その調整値に基づいてカメラ１１をＸ軸方向に平行移動させる。
【０１１１】
また、マーカＢを用いてカメラ１１のＺ軸周りの角度を調整してもよい。
【０１１２】
続いて、原点からＺ軸正方向へＤ１[ｍｍ]離れた地点を地点Ａ、Ｚ軸負方向へＤ２[ｍｍ]離れた地点を地点Ｂとして定めた場合に、カメラ位置調整部３は、カメラステージ１５を制御することにより、地点Ａから地点Ｂまでカメラ１１を移動させる。その時、撮像制御部２は、地点Ａおよび地点Ｂにおいて、マーカＡを表示したフラットパネル４０をカメラ１１に撮像させ、それらの撮像位置（地点Ａまたは地点Ｂ）と対応付けて撮像画像（第２撮像画像、第３撮像画像）を画像メモリ４に格納する（Ｓ５）。
【０１１３】
Ｙ軸角度調整部５３は、地点Ａ、地点Ｂそれぞれにおいて撮像された第２撮像画像および第３撮像画像において、マーカＡの上端および下端のＸ座標が、第２および第３撮像画像のＸ軸方向の辺の中間点のＸ座標と一致するように、カメラ１１のＹ軸周りの角度を調整するための調整値を算出する。Ｙ軸角度調整部５３は、算出した調整値をカメラ位置調整部３へ出力する。
【０１１４】
図８の（ｂ）には、Ｙ軸周りの角度を調整するための調整値（角度α）を、地点Ａと地点Ｂとの間の距離（Ｌ１−Ｌ２）、およびマーカＡの上端のＸ座標と第１撮像画像のＸ軸方向の辺の中間点のＸ座標との差から算出する方法が示されている。
【０１１５】
カメラ位置調整部３は、Ｙ軸角度調整部５３が算出した調整値に基づいて、カメラステージ１５のカメラ支持部１６を制御することにより、カメラ１１のＹ軸周りの角度を調整する（Ｓ６）（図７の（ｃ）参照）。
【０１１６】
続いて、カメラ位置調整部３は、カメラステージ１５を制御することにより、地点Ａから地点Ｂまでカメラ１１を移動させる。その時、撮像制御部２は、地点Ａおよび地点Ｂにおいて、マーカＢを表示したフラットパネル４０をカメラ１１に撮像させ、それらの撮像位置と対応付けて撮像画像（第４撮像画像、第５撮像画像）を画像メモリ４に格納する（Ｓ７）。
【０１１７】
Ｘ軸角度調整部５４は、地点Ａ、地点Ｂそれぞれにおいて撮像された第４撮像画像および第５撮像画像において、マーカＢの上端および下端のＹ座標が、第４および第５撮像画像のＹ軸方向の辺の中間点（図４の点４３ａおよび４４ａに対応する点）のＹ座標と一致するように、カメラ１１のＸ軸周りの角度を調整するための調整値を算出する。Ｘ軸角度調整部５４は、算出した調整値をカメラ位置調整部３へ出力する。
【０１１８】
カメラ１１のＸ軸周りの角度を調整するための調整値は、図８の（ｂ）に示した、Ｙ軸周りの角度調整方法と同様の方法で算出できる。
【０１１９】
カメラ位置調整部３は、Ｘ軸角度調整部５４が算出した調整値に基づいて、カメラステージ１５のカメラ支持部１６を制御することにより、カメラ１１のＸ軸周りの角度を調整する（Ｓ８）（図７の（ｄ）参照）。
【０１２０】
なお、第４および第５撮像画像において、マーカＢの上端および下端のＹ座標が、第４および第５撮像画像のＹ軸方向の辺の中間点のＹ座標と一致させるためには、カメラ１１をＹ軸方向に平行移動させる必要が生じる場合がある。
【０１２１】
以上の手順を踏むことにより、フラットパネル４０に対するカメラ１１のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りの相対姿勢が仮決めされた状態となる。この状態でマーカＡおよびＢがそれぞれ撮像画像のＸ座標、Ｙ座標の中間点に射影される位置を新たな原点とする（Ｓ９）。初期の原点と新たな原点との差分は、Ｘ軸およびＹ軸周りの角度を調整した時に平行移動した距離に相当する。
【０１２２】
なお、上記Ｄ１およびＤ２の値は、“カメラのＸ軸またはＹ軸の周りの角度の調整許容誤差が何[deg]か“、という撮像システム１０の仕様および計測条件によって決められる値である。
【０１２３】
図８の（ｂ）において、調整角度α[deg]は、マーカＡの、撮像画像の中心からの変位量Ｄ[mm]と、地点Ａと地点Ｂとの間の距離（Ｌ１−Ｌ２）の値により調整される。仮に変位量Ｄの最小計測分解能が０．５[mm]単位であるとし、また調整角度αの許容量が０．１[deg]（tanα=0.0017）であった場合、Ｄ＝（Ｌ１−Ｌ２）tanαの関係より、（Ｌ１−Ｌ２）の値は最低でも約２９４[mm]必要となる。すなわち、Ｄ１＝Ｄ２とした場合は、Ｄ１＝Ｄ２＝１４７[mm]程度となる。
【０１２４】
また、カメラ１１のＸ軸周りの調整時とＹ軸周りの調整時、および光軸微調整時におけるＤ１、Ｄ２の値は、それぞれ異なっていても構わない。例えば、光軸微調整時に関しては、絵素コントラスト分離度を示す曲線のピークの幅及び、曲線の裾の幅を事前に予備実験から調べ、それらに基づいてＤ１、Ｄ２の値を決めてもよい。
【０１２５】
なお、上述した光軸の粗調整の手順は、あくまで一例であり、光軸の粗調整が行える光軸調整方法であれば、どのような方法を採用してもよい。
【０１２６】
（光軸の微調整の手順）
次に、光軸の微調整の手順の一例について、図９を参照しつつ説明する。図９は、光軸の微調整の手順の一例を示すフローチャートである。
【０１２７】
まず、パターン制御部７は、パターン発生装置３２を制御することにより、光軸調整用パターンをフラットパネル４０に表示させる（Ｓ１１）。ここでは、図５（ａ）に示した光軸調整用パターン（撮像対象領域が均等に上下３分割され、その分割領域それぞれに人工欠陥絵素のパターンが表示されているもの）を表示させるものとする（図９の（ａ）参照）。
【０１２８】
そして、撮像制御部２のフォーカス調整部２１は、原点において、撮像画像の中央部付近を基準にしてカメラ１１のフォーカスを調整する（Ｓ１２）。これ以降、フォーカス状態は固定とする。
【０１２９】
続いて、カメラ位置調整部３は、カメラステージ１５を制御することにより、地点Ａから地点Ｂまでカメラ１１を移動させる。この時、撮像制御部２は、カメラ１１が地点Ａから地点Ｂまで移動する間に、所定の間隔で、カメラ１１にフラットパネル４０を撮像させ、カメラ１１のＺ軸における撮像位置と対応付けて撮像画像を画像メモリ４に格納する（Ｓ１３）（図９の（ｂ）参照）（撮像画像取得工程）。
【０１３０】
光軸微調整部５５のコントラスト算出部５６は、画像メモリ４に格納された複数の撮像画像のそれぞれについて、３つの分割領域を撮像した撮像画像の領域（撮像画像における分割領域と称する）ごとに、人工欠陥絵素コントラストと良品絵素コントラストとを、上述した方法により算出する（Ｓ１４）（対照値算出工程）。
【０１３１】
コントラスト算出部５６は、撮像画像を撮像した撮像位置と、撮像画像における分割領域を特定する情報と、当該分割領域における人工欠陥絵素コントラストおよび良品絵素コントラストとを対応付けて分離度算出部５７へ出力する。
【０１３２】
分離度算出部５７は、上述したように、撮像画像における分割領域ごとに、人工欠陥絵素コントラストと良品絵素コントラストとから絵素コントラスト分離度を算出する（Ｓ１５）。すなわち、分離度算出部５７は、地点Ａから地点Ｂまでの区間内での各地点で撮像された撮像画像のそれぞれについて、撮像画像における分割領域ごとに絵素コントラスト分離度を算出する（分離度算出工程）。
【０１３３】
例えば、分離度算出部５７は、ある分割領域の人工欠陥絵素コントラストと、当該分割領域の良品絵素コントラストの統計値（例えば、平均値）との差分値の絶対値を絵素コントラスト分離度として算出する。分離度算出部５７は、算出した絵素コントラスト分離度を、撮像画像を撮像した撮像位置および撮像画像における分割領域を特定する情報と対応付けて分離度評価部５８へ出力する。
【０１３４】
この時点で、分離度評価部５８は、横軸をカメラ１１のＺ軸上での撮像位置（地点Ａ〜地点Ｂ間での位置）、縦軸を絵素コントラスト分離度として、図９の（ｃ）に示すような、分割領域ごと（この場合、上部分割領域、中央分割領域、下部分割領域の３つの分割領域）の絵素コントラスト曲線を描くことができる。
【０１３５】
この時、光軸があっている状態、すなわち、フラットパネル４０の撮像対象面と撮像素子１４の面とが平行でかつ、その両面に対してレンズユニット１２の光軸が鉛直になっている状態であれば、図９の（ｃ―２）に示すように、中央分割領域の絵素コントラスト分離度がピークとなる位置と、他の分割領域の絵素コントラスト分離度がピークとなる位置とは、理想的には一致する。
【０１３６】
ただし、実際には収差などの影響により、それら絵素コントラスト分離度のピークの位置が完全に一致することは現実的にはほぼ無い（詳細については後述する）。
【０１３７】
よって、分離度評価部５８は、中央分割領域の絵素コントラスト分離度がピークとなる位置と、他の分割領域の絵素コントラスト分離度がピークとなる位置とが完全に一致するか、または、それらの位置の差が許容範囲内であれば、その時点で光軸は調整されたものと判定して、調整を全て終了させる。
【０１３８】
すなわち、分離度評価部５８は、撮像画像における分割領域の絵素コントラスト分離度が最大となるカメラ１１のＺ軸上の撮像位置を、３つの分割領域のそれぞれについて算出し（Ｓ１６）、算出した３つの撮像位置のうち、Ｚ軸座標が最大の撮像位置とＺ軸座標が最小の撮像位置との差が所定の範囲内であるかどうかを判定する（光軸調整値算出工程）。
【０１３９】
そして、当該差が許容範囲内である場合は（Ｓ１７にて、ＹＥＳ）、分離度評価部５８は、調整を終了することを命じる調整終了命令をコントローラ６へ出力する。
【０１４０】
コントローラ６は、調整終了命令を受け取ると、撮像制御部２を介してカメラ１１にフラットパネル４０を撮像させ、その撮像画像を検査用の撮像画像として画像メモリ４に格納させる。この検査用の撮像画像は、検査装置３１によって解析され、フラットパネル４０の欠陥の有無が判定される。
【０１４１】
なお、上記許容範囲とは正確には、各分割領域の絵素コントラスト分離度の差が許容範囲内となる撮像位置の差の範囲である。例えば、欠陥検出感度の点から、中央分割領域に対する上部および下部分割領域の絵素コントラスト分離度のばらつき（低下量）を何％にするかという仕様があり、その仕様に基づいて光軸を調整した場合、絵素コントラスト分離度のピーク位置が上部、中央、下部分割領域間でずれていたとしても、中央分割領域に対する上部および下部分割領域の絵素コントラスト分離度のばらつき（低下量）が仕様内であれば、そのピーク位置のずれは許容範囲内であるということになる。
【０１４２】
一方、上記差が、許容範囲内ではないと判定した場合（Ｓ１７にて、ＮＯ）、分離度評価部５８は、レンズユニット１２の角度を調整することを命じるレンズ角度調整命令をコントローラ６へ出力する。
【０１４３】
コントローラ６は、レンズ角度調整命令を受け取ると、カメラ位置調整部３を介して、カメラステージ１５に、撮像素子１４に対するレンズユニット１２の角度を、調整させる（Ｓ１８）。
【０１４４】
この時、分離度評価部５８は、中央分割領域の絵素コントラスト分離度のピークの位置を基準として、他の分割領域の絵素コントラスト分離度のピークの位置がＺ軸の正方向にずれているか、負方向にずれているかに基づいてレンズユニット１２の角度を調整するための調整値を算出し、その調整値をカメラ位置調整部３へ出力する（光軸調整値算出工程）。
【０１４５】
すなわち、分離度評価部５８は、特定の分割領域について算出された分離度の集合から、最大値を有する分離度である最大分離度を分割領域ごとに求めた後、当該最大分離度を得るに至った撮像位置を分割領域間で比較し、その比較結果に基づいてレンズユニット１２の角度を調整するための調整値を算出する。
【０１４６】
より詳細には、分離度評価部５８は、複数の分割領域（上部、中央、下部分割領域）のそれぞれについての、絵素コントラスト分離度の最大値を与える撮像位置のうち、最も小さなＺ軸座標を有する撮像位置と最も大きなＺ軸座標を有する撮像位置との差が所定の範囲に収まるように、レンズユニット１２の角度を調整するための調整値を算出する。
【０１４７】
例えば、分離度評価部５８は、１回目の試行で、レンズユニット１２を上側に角度調整し、その時の絵素コントラスト分離度のピーク位置の変化を確認し、２回目の試行で、レンズユニット１２を下側に角度調整した時の上記ピーク位置の変化を確認し、両者の変化を確認した上で、レンズユニット１２を上側に調整すべきか下側に調整すべきかを決定すればよい。
【０１４８】
カメラ位置調整部３は、分離度評価部５８から出力された調整値を基に支持冶具１３を制御することにより、レンズユニット１２の角度を調整する。
【０１４９】
この調整を終えた後、制御装置１は、再度地点Ａから地点Ｂまでの区間で上記のものと同様の撮像および絵素コントラストの算出を行い、中央分割領域とその他の分割領域とについて絵素コントラスト分離度のピーク位置の差を算出し、その差が所定の範囲内のものであるかどうかを判定する（Ｓ１３に戻る）。以後、この動作を、中央分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置とその他の分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置との差が許容範囲に収まるまで繰り返す。
【０１５０】
上述のように、制御装置１は、光軸の微調整を行った場合、光軸の粗調整を実行し、光軸の粗調整または光軸の微調整において、調整を全く行わなくなった時、すなわち、光軸の粗調整においてはＸ、Ｙ、Ｚ軸周りの角度調整、光軸の微調整においてはレンズユニット１２の角度の微調整を行わずにその工程を終えた時、全ての光軸調整を完了する。
【０１５１】
そして、光軸の粗調整および微調整を繰り返すことによって決定された最終的な原点の位置が、欠陥検査のための撮像画像を撮像する位置となる。厳密には原点の更新の際には、撮像分解能のチェック（仕様通りの撮像分解能となっているか）を行い、原点の微調整を行うことが好ましい。
【０１５２】
なお、上述の構成では、絵素コントラスト分離度を指標として光軸の微調整を行ったが、人工欠陥絵素コントラストそのものを指標としても同様の調整を行うことができる。ただし、人工欠陥絵素コントラストそのものを指標とした場合、例えば人工欠陥絵素コントラストがピークになる位置において、良品絵素コントラストもピーク位置となり（即ちノイズレベルも上がり）、結果としてコントラスト分離度が必ずしもその位置で最大とならないケースも考えられる。したがって、「人工欠陥絵素コントラストと良品絵素コントラストとの分離度（良品絵素コントラストで人工欠陥絵素コントラストを正規化したもの）」を指標とした方が、“検査感度”の観点からより適正な調整を行うことができる。
【０１５３】
人工欠陥絵素コントラストそのものを指標として光軸の微調整を行う場合には、分離度算出部５７および分離度評価部５８は不要であり、コントラスト算出部５６は、人工欠陥絵素コントラスト（第１対照値）を撮像画像ごとに各分割領域について算出し、各分割領域についての人工欠陥絵素コントラストと、当該人工欠陥絵素コントラストを算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての人工欠陥絵素コントラストの差が所定の範囲内に収まるように、レンズユニット１２と撮像素子１４との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する。
【０１５４】
（問題点とその解決方法）
図１０は、光軸合致の理想的な状態と現実の状態とを示すグラフである。図１１は、光軸調整の問題点を説明するための図である。
【０１５５】
光軸調整を全て完了した時、すなわち、上部、中央部、下部分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置がほぼ一致する状態であれば、フラットパネル４０の各分割領域での絵素コントラスト分離度は、最も分離した状態（絵素コントラスト分離度が最も大きくなる状態）かつ理想的にはそのカーブが一致した状態となる。このような理想的な状態が図１０の（ａ）に示されている。
【０１５６】
特に人工欠陥絵素として、欠陥検出の境界レベルの輝度を有するもの（例えば、目視限界付近相当の輝度を有する人工欠陥絵素）を用いれば、フラットパネル４０の面内全てで欠陥絵素を検出するための閾値が容易に決定できる。
【０１５７】
ただし、先にも述べたとおり、収差やパネルの視野角特性、絵素のばらつき（個体差）など種々の要因により、図１０の（ｂ）に示すように、理想的な結果とはならない。実際には、
（Ａ）中央分割領域および他の分割領域の絵素コントラスト分離度がピークになるカメラ１１のＺ軸方向における撮像位置が完全には一致しないか、または、
（Ｂ）中央分割領域と他の分割領域の絵素コントラスト分離度がピークになるカメラ１１のＺ軸上の位置において、 各分割領域での絵素コントラスト分離度が完全には一致しない、という問題が生じる。
【０１５８】
（Ａ）の問題は、具体的には主に、レンズ収差（像面湾曲）に起因する。これは特に次のようなケースにおいて光軸調整に支障をきたす。
【０１５９】
例えば、人工欠陥絵素の配置が、図１１の（ｂ）に示すものであった場合、すなわち、人工欠陥絵素の配置が、フラットパネル４０の中心を通る、Ｙ軸方向に平行な軸を対称軸として線対称ではない場合、光軸が調整された状態においても、上部分割領域および下部分割領域での絵素コントラスト分離度のピーク位置が互いにずれている状態となる。
【０１６０】
そのような状態であると、光軸の問題によりピーク位置がずれているのか、収差の問題でずれているのかの区別ができなくなり、上述の手順の通りに上部、中央部、下部分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置が一致するかまたはその差が許容範囲内に収まるように調整してしまうと、逆に光軸調整として不適切な結果になってしまう。
【０１６１】
この問題を回避するためには、光軸調整用パターンにおける人工欠陥絵素の位置を、フラットパネル４０の中心を通る、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に平行な軸を対称軸として線対称にすることで回避できる。例えば、人工欠陥絵素を図１１の（ａ）に示すように配置する。このようにすると、上部および下部分割領域と中央分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置のずれは、レンズ収差の問題であると判断することができ、その判断を踏まえて上部、中央部、下部分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置の差が許容範囲内となるように光軸を調整すればよい。
【０１６２】
一方、（Ｂ）の問題は、具体的には主に下記の要因に起因する。すなわち、
(i) 撮像素子のばらつき、
(ii) パネルのTFTのばらつき、
(iii) バックライトの面内分布のばらつき（レンズによるシェーディング含む）、
(iv)  パネルの視野角特性、である。
【０１６３】
もちろん、（Ａ）の問題によってピーク位置がずれるため、それも（Ｂ）の問題の要因となる。
【０１６４】
これらは全て、絵素コントラスト分離度の値の大きさに影響を与える（ばらつかせる）因子である。絵素コントラスト分離度の大きさは、光軸の調整精度という観点からは特に問題とはならないが、欠陥検出感度について定量的に光軸を調整するという観点からは、望ましくない。
【０１６５】
すなわち、上記要因によって絵素コントラスト分離度がばらつくことにより、光軸が微調整された状態の絵素コントラスト分離度の値をもとにして、特定の範囲の輝度を有する欠陥絵素をフラットパネル４０の面内各所で検出できるという保証ができなくなる。
【０１６６】
これら（I）〜（iv）の問題に対しては、それぞれ次のような対策を講じることで、絵素コントラスト分離度のばらつきへの影響を軽減できる。
【０１６７】
（I）への対策例として、フラットパネル４０の撮像を行う前に、カメラ１１のダークノイズ（暗電流ノイズ）の除去を実施することが挙げられる。
【０１６８】
（ii）への対策例として、同一の分割領域に人工欠陥絵素を複数配置し、複数の欠陥絵素コントラストの値を利用することでばらつきを抑制することが挙げられる。
【０１６９】
（iii）への対策例として、フラットパネル４０の撮像を行う前に、シェーディング補正を実施することが挙げられる。
【０１７０】
（iv）への対策例として、分割領域のそれぞれが、フラットパネル４０の中心を通る、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に平行な軸を対称軸として線対称となるように光軸調整用パネルを設定することが挙げられる。
【０１７１】
（自動検査システム３０の効果）
以上のように、自動検査システム３０では、カメラ１１でフラットパネル４０を撮像した撮像画像において、フラットパネル４０の中央部分に対応する領域にて絵素コントラスト分離度が最大となり、さらに撮像画像におけるフラットパネル４０の面内各所での絵素コントラスト分離度がほぼ均一になるように、カメラ１１の光軸が調整される。
【０１７２】
それゆえ、フラットパネルの検査にとって最適な光軸状態を実現でき、特定の範囲の輝度を有する欠陥絵素をフラットパネル４０の面内各所で検出できるという保証を行える欠陥検査を実施することができる。
【０１７３】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図１２〜図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１７４】
図１２は、光軸調整用パターンの変更例を示す図である。上述の説明では、光軸調整用パターンとして、図５に示すような人工欠陥絵素のパターンを例として挙げたが、検査対象のフラットパネル４０が、人工欠陥絵素そのものを表示させられない場合（フラットパターンしか表示できない場合）には、図１２に示すように、２枚のフラットパターンＡおよびＢを撮像し、そのフラットパターンＡの撮像画像ＡとフラットパターンＢの撮像画像Ｂとを合成して、その画像（合成画像Ｃ）を用いて欠陥絵素コントラストおよび良品絵素コントラストを算出してもよい。
【０１７５】
フラットパターンＡは、良品絵素に相当する輝度（第２の輝度）で、フラットパネル４０の全面を点灯させた点灯パターンであり、フラットパターンＢは、欠陥絵素に相当する輝度（第１の輝度）で、フラットパネル４０の全面を点灯させた点灯パターンである。
【０１７６】
本実施形態の自動検査システム５０は、合成画像Ｃを用いて欠陥絵素コントラストおよび良品絵素コントラストを算出する。
【０１７７】
（自動検査システム５０の構成）
図１３は、自動検査システム５０の構成を示す概念図である。自動検査システム５０は、図１３に示すように、合成画像Ｃを用いて欠陥絵素コントラストおよび良品絵素コントラストを算出する制御装置（光軸調整値算出装置）６０を備えている。
【０１７８】
制御装置６０は、撮像画像Ａ（第２撮像画像）と撮像画像Ｂ（第１撮像画像）とを合成して合成画像Ｃを生成する画像合成部（画像合成手段）６１を備えている。より詳細には、画像合成部６１は、撮像位置が互いに同一の撮像画像Ａおよび撮像画像Ｂを合成することにより、フラットパネル４０の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも２つの分割領域のそれぞれに、第１の輝度を有する少なくとも１つの第１マークと第２の輝度を有する第２マークとが表示された状態を表現した合成画像（すなわち、図５に示す光軸調整用パターンを撮像した撮像画像に相当する画像）を生成する。
【０１７９】
（自動検査システム５０における処理）
自動検査システム５０と自動検査システム３０との処理の違いは、光軸の微調整を行う工程において、自動検査システム３０では、光軸調整用パターンを表示したフラットパネル４０を撮像したのに対し、自動検査システム５０では、フラットパターンＡを表示したフラットパネル４０とフラットパターンＢを表示したフラットパネル４０とを、カメラ１１が同一の撮像位置において撮像する点である。
【０１８０】
撮像制御部２は、取得した撮像画像Ａおよび撮像画像Ｂを画像メモリ４に格納する。画像合成部６１は、画像メモリ４に格納された、撮像位置が互いに同一の撮像画像Ａおよび撮像画像Ｂを合成することにより合成画像Ｃを生成し、生成した合成画像Ｃをその撮像位置と対応付けて画像メモリ４に格納する。
【０１８１】
すなわち、撮像制御部２は、フラットパターンＢを表示したフラットパネル４０を、カメラ１１からフラットパネル４０へと下した垂線上を移動しながらカメラ１１が撮像した複数の撮像画像Ｂを、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、フラットパターンＡを表示したフラットパネル４０を、カメラ１１が撮像画像Ｂと同様に撮像した複数の撮像画像Ａを、その撮像位置と対応付けて取得する。
【０１８２】
画像処理部５の光軸微調整部５５は、合成画像Ｃを用いて、上述した方法と同様の方法により、光軸を微調整するための調整値を算出する。
【０１８３】
上述した相違点以外は、自動検査システム３０と同様であるため、自動検査システム５０に関する他の処理についての説明を省略する。
【０１８４】
（自動検査システム５０の効果）
以上のように、自動検査システム５０では、撮像対象（検査対象）のフラットパネルが、フラットパターンしか表示できない場合でも、光軸調整用パターンを表示できるフラットパネルと同様に光軸の微調整を行うことができる。
【０１８５】
（変更例）
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１８６】
また、上述した制御装置１および制御装置６０の各ブロック、特に画像処理部５は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１８７】
すなわち、制御装置１および制御装置６０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである制御装置１および制御装置６０の制御プログラム（光軸調整値算出プログラム）のプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記制御装置１および制御装置６０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１８８】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１８９】
また、制御装置１および制御装置６０を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１９０】
なお、本発明は、以下のようにも表現できる。
【０１９１】
すなわち、本発明の撮像系光軸調整方法は、階調表示が可能な被検査物を撮像による被検査物の検査において、撮像素子とレンズユニットと撮像素子に対するレンズユニットの角度を調整可能な支持手段を有する撮像系と、撮像対象面に平行で互いに直交する直線状のマーカＡおよびマーカＢを表示もしくは設置する手段と、撮像対象領域に平行な直交する２方向をＸ軸とＹ軸とし、撮像対象領域面の法線方向をＺ軸とした場合に、撮像系を移動させる撮像系移動手段と、前記マーカＡとマーカＢの少なくとも一方を撮像した画像からＺ軸周りの撮像系の姿勢を検出する手段と、前記マーカＡおよびマーカＢをＺ軸方向に移動しながら逐次撮像した画像からＹ軸周り及びＸ軸周りの撮像系の姿勢を検出する手段と、各検出に基づいて各軸に対する撮像系の姿勢を調整する機構及び手段と、撮像対象領域を少なくとも３分割した分割領域の領域それぞれに、濃淡階調を有するパターンＣを表示させる手段と、前記パターンＣをＺ軸方向に移動しながら逐次撮像した画像から、各位置での分割領域毎の光学的評価指標値の組を算出する手段と、前記光学的指標値の組から撮像系の光軸を調整する手段と、を備えることを特徴としている。
【０１９２】
また、上記撮像系光軸調整方法において、パターンＣが被検査物の欠陥部と良品部を有する人工欠陥パターンであり、光学的指標値が、パターンＣの欠陥部の絵素コントラストと良品部の絵素コントラストの絵素コントラスト分離度であることが好ましい。
【０１９３】
なお、上記絵素コントラストとは、該当絵素の濃淡値と、その近傍にある同色の絵素の濃淡値の差/比を指し、一般の画像コントラスト（画像標準偏差などを基準に表される鮮鋭度）とは意味が異なるものである。
【０１９４】
また、上記撮像系光軸調整方法において、人工欠陥パターンが、階調が異なる２種のフラットパターンＤ、Ｅを１回ずつ表示させた組み合わせから成るパターンであり、光学的指標値が、前記フラットパターンＤ、Ｅの一方を基準パターンとし、基準パターンにおける特定の画素群Ｆに該当する濃淡値を、もう一方のフラットパターンにおける画素群Ｆと同位置の画素群に該当する濃淡値で置き換えた状態においての、基準パターンにおける画素群Ｆの絵素コントラストと、それ以外の部位の絵素コントラストの絵素コントラスト分離度であることが好ましい。
【０１９５】
本発明の撮像系光軸調整装置は、階調表示が可能な被検査物を撮像による被検査物の検査において、撮像素子とレンズユニットと撮像素子に対するレンズユニットの角度を調整可能な支持手段を有する撮像系と、撮像対象面に平行で互いに直交する直線状のマーカＡおよびマーカＢを表示もしくは設置する手段と、撮像対象領域に平行な直交２方向をＸ軸とＹ軸とし、撮像対象領域面の法線方向をＺ軸とした場合に、撮像系を移動させる撮像系移動手段と、前記マーカＡとマーカＢの少なくとも一方を撮像した画像からＺ軸周りの撮像系の姿勢を検出する手段と、前記マーカＡおよびマーカＢをＺ軸方向に移動しながら逐次撮像した画像からＹ軸周り及びＸ軸周りの撮像系の姿勢を検出する手段と、各検出に基づいて各軸に対する撮像系の姿勢を調整する及び手段と、撮像対象領域を少なくとも３分割した分割領域の領域それぞれに、濃淡階調を有するパターンＣを表示させる機構及び手段と、前記パターンＣをＺ軸方向に移動しながら逐次撮像した画像から各位置での分割領域毎の光学的評価指標値の組を算出する手段と、前記光学的指標値の組から撮像系の光軸を調整する手段と、を備えることを特徴としている。
【０１９６】
また、上記撮像系光軸調整装置において、パターンＣが被検査物の欠陥部と良品部を有する人工欠陥パターンであり、光学的指標値が、パターンＣの欠陥部の絵素コントラストと良品部の絵素コントラストの絵素コントラスト分離度であることが好ましい。
【０１９７】
また、上記撮像系光軸調整装置において、人工欠陥パターンが、階調が異なる２種のフラットパターンＤ、Ｅを１回ずつ表示させた組み合わせから成るパターンであり、光学的指標値が、前記フラットパターンＤ、Ｅの一方を基準パターンとし、基準パターンにおける特定の画素群Ｆに該当する濃淡値を、もう一方のフラットパターンにおける画素群Ｆと同位置の画素群に該当する濃淡値で置き換えた状態においての、基準パターンにおける画素群Ｆの絵素コントラストと、それ以外の部位の絵素コントラストの絵素コントラスト分離度であることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
表示装置が有する、周囲の絵素とは異なる輝度を有する絵素を高い精度で検出可能な、表示装置の撮像画像を取得できるように、撮像装置の光軸を調整するための調整値を算出できるため、表示装置の自動検査を行う自動検査装置が用いる撮像画像を取得する撮像システムまたは自動検査装置を含む自動検査システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】画像処理部の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動検査システムの構成を示す概略図である。
【図３】上記自動検査システムの構成をより詳細に示す概略図である。
【図４】フラットパネルに表示される、光軸の粗調整のためのマーカを示す概念図である。
【図５】光軸調整用パターンの例を示す図である。
【図６】絵素コントラストおよび絵素コントラスト分離度の算出方法の一例を説明するための図である。
【図７】光軸の粗調整の手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】カメラの角度調整方法を示す図である。
【図９】光軸の微調整の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】光軸が合致している理想的な状態と現実の状態とを示すグラフである。
【図１１】光軸調整の問題点を説明するための図である。
【図１２】光軸調整用パターンの変更例を示す図である。
【図１３】本発明の別の実施形態に係る自動検査システムの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
【０２００】
１  制御装置（光軸調整値算出装置）
２  撮像制御部（撮像画像取得手段）
５  画像処理部（光軸調整値算出装置）
１１  カメラ（撮像装置）
１２  レンズユニット（光学素子）
１４  撮像素子
４０  フラットパネル（表示装置）
５１  光軸粗調整部（姿勢調整値算出手段）
５５  光軸微調整部（光軸調整値算出装置）
５６  コントラスト算出部（対照値算出手段）
５７  分離度算出部（分離度算出手段）
５８  分離度評価部（光軸調整値算出手段）
６０  制御装置（光軸調整値算出装置）
６１  画像合成部（画像合成手段）
【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７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１３】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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