JP2005308476A - Liquid crystal display inspection apparatus and liquid crystal display inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液晶表示板を表示させることでその液晶表示板の欠陥および液晶表示基板への断線等を検査する液晶表示検査装置および液晶表示検査方法に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display inspection apparatus and a liquid crystal display inspection method for inspecting a defect of a liquid crystal display panel and a disconnection to the liquid crystal display substrate by displaying the liquid crystal display panel.
液晶表示板の検査方法には、人間による目視検査と、機械による自動検査とがあるが、近年の画像処理技術の発展と検査効率アップ、作業コストの低減等の要求から、液晶表示板は機械による自動検査が目視検査に置き換わるようになってきた。しかし、液晶表示画面は撮影する視角により明るさが変化したり、同一ワークであってもわずかな位置ずれによって、その上部位置や下部位置あるいは左側位置や右側位置などの場所によって明るさが異なる特性があるため、現在でも一部には目視検査が残っている。 There are two methods for inspecting LCD panels: visual inspection by humans and automatic inspection by machines. Due to recent demands for development of image processing technology, increased inspection efficiency, and reduced work costs, Automatic inspection has been replaced by visual inspection. However, the brightness of the liquid crystal display screen varies depending on the viewing angle of the image and the brightness varies depending on the upper position, lower position, left position, right position, etc., even if the work is the same. As a result, there are still some visual inspections.
従来の自動化された液晶表示検査は、駆動電圧を変化させながら取り込んだ画像データを加算して、形成された加算画像データを正規化する。そしてこのことにより、撮像された画像より輝度差(コントラスト差)が高い画像データを得て、コントラストの非常に低い画像でも欠陥検出できるようにした。その結果、検査において困難であった駆動電圧の決定を考慮する必要がなくなった(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional automated liquid crystal display inspection, the captured image data is added while changing the drive voltage to normalize the formed added image data. As a result, image data having a luminance difference (contrast difference) higher than that of the captured image is obtained, and a defect can be detected even in an image having a very low contrast. As a result, there is no need to consider the determination of the driving voltage, which was difficult in the inspection (see, for example, Patent Document 1).
上記に示した従来の液晶表示検査装置のように、駆動電圧を変化させながら取り込んだ画像データを加算して欠陥検出をする場合、液晶表示板への周辺部からの写り込みが発生すると、誤検出が発生しやすくなるという問題点があった。 When defect detection is performed by adding image data acquired while changing the drive voltage as in the conventional liquid crystal display inspection apparatus described above, if reflection from the peripheral part occurs on the liquid crystal display panel, an error will occur. There was a problem that detection was likely to occur.
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、欠陥(断線を含む)を安定してかつ正確に検査する液晶表示検査装置および液晶表示検査方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object to obtain a liquid crystal display inspection apparatus and a liquid crystal display inspection method for inspecting defects (including disconnection) stably and accurately. To do.
本発明は、駆動電圧が印加されて表示した液晶表示板を撮像し、その画像データによって液晶表示板の欠陥を検査する液晶表示検査装置において、液晶表示板の表示内容を制御する制御手段と、液晶表示板の液晶表示を撮像する撮像手段と、制御手段にてしきい値算出用に制御された液晶表示板の表示内容を撮像した画像データから液晶表示板の基準しきい値を算出するしきい値算出手段と、制御手段にて検査用に制御された液晶表示板の表示内容を撮像した画像データと基準しきい値とから液晶表示板の表示内容が正常か否かを判定する検査手段とを備えたものである。 The present invention provides a liquid crystal display inspection apparatus that images a liquid crystal display panel displayed by applying a driving voltage and inspects a defect of the liquid crystal display panel based on the image data, and a control unit that controls display contents of the liquid crystal display panel; The reference threshold value of the liquid crystal display panel is calculated from the image data obtained by imaging the display content of the liquid crystal display panel controlled for calculating the threshold value by the imaging means for imaging the liquid crystal display of the liquid crystal display panel. Threshold value calculation means, and inspection means for determining whether or not the display contents of the liquid crystal display panel are normal from image data obtained by imaging the display contents of the liquid crystal display panel controlled for inspection by the control means and a reference threshold value It is equipped with.
本発明の液晶表示検査装置は、駆動電圧が印加されて表示した液晶表示板を撮像し、その画像データによって液晶表示板の欠陥を検査する液晶表示検査装置において、液晶表示板の表示内容を制御する制御手段と、液晶表示板の液晶表示を撮像する撮像手段と、制御手段にてしきい値算出用に制御された液晶表示板の表示内容を撮像した画像データから液晶表示板の基準しきい値を算出するしきい値算出手段と、制御手段にて検査用に制御された液晶表示板の表示内容を撮像した画像データと基準しきい値とから液晶表示板の表示内容が正常か否かを判定する検査手段とを備えたので、液晶表示板個々に適応した基準しきい値求めて検査を行うことができるため安定した検査を行うことが可能となる。 The liquid crystal display inspection apparatus of the present invention controls the display content of a liquid crystal display board in a liquid crystal display inspection apparatus that images a liquid crystal display panel displayed by applying a driving voltage and inspects the defects of the liquid crystal display board based on the image data. A reference threshold of the liquid crystal display panel from image data obtained by imaging the display content of the liquid crystal display panel controlled for threshold value calculation by the control means; Whether the display content of the liquid crystal display panel is normal from the threshold value calculation means for calculating the value, the image data obtained by imaging the display content of the liquid crystal display panel controlled for inspection by the control means, and the reference threshold value Therefore, the inspection can be performed by obtaining a reference threshold value adapted to each liquid crystal display panel, so that stable inspection can be performed.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について説明する。図1はこの発明の実施の形態1による液晶表示検査装置の構成を示すブロック図、図2は図1に示した液晶表示検査装置の液晶表示検査方法を示すフローチャートである。図1において、液晶表示検査装置は以下のものにて構成されている。液晶表示板1、液晶表示板1のコントラスト、バックライト、表示パターンなど検査用の表示内容の制御としきい値算出用の表示内容の制御とを行うことができる制御手段2であって、例えば、RS232Cなどの通信やボタン押し専用機などが用いられる。液晶表示板1の真上方向もしくは真下方向に配置されて被検査物1の液晶表示画面を撮像して濃淡の画像データを生成する撮像手段としてのCCD(電化結合デバイス;Charge Coupled Device)カメラ3、CCDカメラ3から入力された液晶表示画面の画像データを処理して検査を実現する電子計算機4である。
そしてこの電子計算機4は、CCDカメラ3より入力された液晶表示画面の画像データを格納する画像データ記憶手段5と、制御手段2にてしきい値算出用に制御された液晶表示板1の表示内容を撮像した濃淡の画像データから液晶表示板1の基準しきい値を算出するしきい値算出手段6と、制御手段2にて検査用に制御された液晶表示板1の表示内容を撮像した画像データと基準しきい値とから液晶表示板1の表示内容が正常か否かを判定する検査手段9とにて構成される。そして、画像データ記憶手段4は例えば電子計算機4のハードディスク装置やCD−ROM、DVDなどの記憶媒体によって形成することができる。また、検査手段9は、液晶表示板1のバックライトもしくはコントラストの判定を行う液晶表示検査手段7と、液晶表示板1の表示パターンの判定を行うパターン検査手段8とにて構成されている。
The electronic computer 4 includes an image data storage means 5 for storing image data of the liquid crystal display screen input from the CCD camera 3 and a display on the liquid
次に上記のように構成された実施の形態1の液晶表示検査装置の液晶表示検査方法を図2に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、図1に示すようにCCDカメラ3の真下または真上方向にあって、液晶表示板1が視野範囲内に入るようにCCDカメラ3を設置する。次に、図3に示すように、制御手段2により液晶表示板1の表示内容をしきい値検査用に制御して、液晶表示板1の表示内容を変化させないようにする。そして、この液晶表示板1の表示内容が変化しない状態でn回(n>2)の画像データをCCDカメラ3により撮像する。そして撮像した画像データ31(Img1〜Imgn)は記憶手段5に記憶される。
Next, a liquid crystal display inspection method of the liquid crystal display inspection apparatus according to
次に、しきい値算出手段6は、画像データ31(Img1〜Imgn)間で、絶対差分画像データ32、33、34(例えばImg1−Img2、Imgn−Img1、Imgn−Imgn−1・・・等)を総当りで求めていく。ここでは絶対差分画像データを画像データの総当たりにて求める例を示したが、これは少ない画像データから多くの絶対差分画像データを求めて効率を上げるためのもので、必ずしも総当たりで絶対差分画像データを求めなくとも効率面以外においては同様に行えることは言うまでもない。尚、ここでは便宜上3つの絶対差分画像データを示しているが、これにかぎられるものではないことは言うまでもない。また、同一画像データ間の絶対差分画像は求めない(例えばImg1−Img1等)。尚、図3の画像データおよび以下に示す図4、図5の画像データでは、画像が黒に近づくほど濃度値は低く、白に近づくほど濃度値が高いことを示しているものとする。
Next, the threshold value calculation means 6 calculates absolute
次に、各絶対差分画像データ32、33、34の濃度ヒストグラムの重心位置35、36、37(図3のP12〜Pnn−1)を算出していき、その分布状態を調べる。この時の平均値ave、標準偏差値stdevから基準しきい値ThJudgeValを下記式(1)に示すように求める。但し、式(1)のαは整数値(=1、2、3・・・などをであり、一般的に3を用いることが多い)である。
ThJudgeVal=ave+α×stdev ・・・(1)
このようにして、液晶検査における基準しきい値を算出する(図2のステップST1)。
Next, the
ThJudgeVal = ave + α × stdev (1)
In this way, the reference threshold value in the liquid crystal inspection is calculated (step ST1 in FIG. 2).
次に、制御手段1により検査用の制御を行う。まずここでは、制御手段1がバックライトの有無の制御を行い液晶表示板1を表示する。次に、CCDカメラ3はバックライトの有りおよび無しに制御された状態の液晶表示板1の各画像データをCCDカメラ3により撮像する。そして撮像した画像データ41、42、46、47(図4)が記憶手段5に記憶される。図4において、図4(a)はバックライトに変化ありの場合を示し、図4(b)はバックライトに変化なしの場合を示している。そして判定方法は、各画像データの変更前の画像データ41とバックライト変化ありの画像データ42との絶対差分画像データ43を求める。
Next, the control means 1 performs inspection control. First, here, the control means 1 controls the presence or absence of a backlight and displays the liquid
次に、バックライトに変化ありの場合の絶対差分画像データ43の濃度ヒストグラムの重心位置45を求める。そしてこの重心位置45が上記式(1)で求めた基準しきい値44よりも大きくなる。よって、ここではバックライトに変化があったもの判断する。そして、制御手段2でもバックライト変化有りと制御されているため、液晶表示板1のバックライトが正常に動作していることが判定できる。次に、各画像データの変更前の画像データ46とバックライト変化なしの画像データ47との絶対差分画像データ48を求める。
Next, the
次に、バックライトに変化ありの場合の絶対差分画像データ48の濃度ヒストグラムの重心位置49を求める。そしてこの重心位置49が上記式(1)で求めた基準しきい値44よりも小さくなる。よって、ここではバックライトに変化がなかったもの判断する。そして、制御手段2でもバックライト変化無しと制御されているため、液晶表示板1のバックライトが正常に動作していることを判定できる。このようにして液晶表示板1のバックライトが正常であるか否かを判断することができる。
Next, the
このようなバックライトの有無は基準しきい値44よりも絶対差分画像データの濃度ヒストグラムの重心位置が大きいか小さいかで判定することができる。同様の方法で、コントラストについてもその変更の前後の絶対差分画像データの濃度ヒストグラムの重心位置が基準しきい値よりも大きいか小さいかでコントラストの変化あり/なしを判定することができる。そしてこの判定によりコントラストが正常に動作しているか否かを判定することができる(図2のステップST2)。このようにして絶対差分画像データを用いることで、液晶表示画面に写り込みが生じていても差し引かれてしまうので、周辺ノイズの影響を全く受けることがなく、違いが生じた部分が明確に抽出できる。よって、目視では見分けにくい違いに対してももれなく検出することができる。
The presence or absence of such a backlight can be determined based on whether the center of gravity position of the density histogram of the absolute difference image data is larger or smaller than the
次に、制御手段1が表示パターンの有無の制御を行い液晶表示板1を表示する。次に、CCDカメラ3は表示パターンの有りおよび無しに制御された状態の液晶表示板1の各画像データをCCDカメラ3により撮像する。そして撮像した画像データ51、52、5354(図5)が記憶手段5に記憶される。次に、パターン検査手段8は図5に示すように、各画像データの変更前の画像データ51とN回(N>1)の表示パターンの変化後の画像データ52、53、54との絶対差分画像データ55、56、57をそれぞれ求める。次に、これら絶対差分画像データ55、56、57を加算することで加算画像データ58を作成する。このように加算すると、液晶表示パターンの表示前後においてわずかな変化が生じた箇所でも強調された形で画像上に形成することができる。このため、コントラストが低い表示パターンであっても、安定した処理を行うことができる。また、絶対差分画像データを用いることで、液晶表示画面に写り込みが生じていても差し引かれてしまうので、周辺ノイズの影響を全く受けることがなく、表示パターンのみを抽出することができる。
Next, the control means 1 controls the presence or absence of the display pattern and displays the liquid
次に、表示パターンに対してあらかじめ設定されている検査位置としてのチェックポイント59、60に対する平均濃度値を検出する。そしてこれら検出値が上記式(1)で求めた基準しきい値ThJudgeValより大きい場合はパターンの点灯あり(この場合チェックポイント59は点灯有りと判断される)とし、小さい場合はパターンの点灯なし(この場合チェックポイント60は点灯無しと判断される)と判断する。このような処理を複数箇所に設定された全チェックポイントで行う。そして、制御手段2にて制御された表示パターンが正確に表示されているかをチェックする。そして、液晶表示板1の表示内容が正常か否かを判断する(図2のステップST3)。
Next, an average density value for check points 59 and 60 as inspection positions set in advance for the display pattern is detected. When these detected values are larger than the reference threshold ThJudgeVal obtained by the above equation (1), the pattern is turned on (in this case, the
また、上記全チェックポイントは液晶表示板1を設置する際の位置ずれにも対応できるように、上下左右に数画素程度ずらして最適なチェック位置を割り出してチェックを行うようにしても良い。具体的には、チェックポイントの平均濃度値を数画素程度ずらして検出し、その値が最大または最小となる点にて平均濃度値を検出する。このようにすれば、チェックポイントのずらし量が全チェックポイントおよび絶対差分画像データの位置ずれ量とほぼ一致し、的確な判断を行うことができる。
Further, all the check points may be shifted by several pixels vertically and horizontally so as to cope with a positional shift when the liquid
上記のように構成された実施の形態1の液晶表示検査装置の液晶表示検査方法によれば、あらかじめ液晶表示板の基準しきい値を求めて検査を行うようにしているため、個々に撮影する視角により微妙に明るさが異なるなどの特性を持つ液晶表示板を安定してかつ正確に検査できる。また、基準しきい値は絶対差分画像データにより求める用にしたので精度に優れた基準値を求めることができる。また、バックライトおよびコントラストの正常の有無を絶対差分画像データを用いて判定しているため、精度の優れた判断を行うことができる。また、絶対差分画像データの加算画像データを用いて表示パターンを判定してるため、精度に優れた判断を行うことができる。さらに、加算画像データは誤差調整を行うようにしたためより一層精度に優れた判断を行うことが可能となる。 According to the liquid crystal display inspection method of the liquid crystal display inspection apparatus according to the first embodiment configured as described above, the reference threshold value of the liquid crystal display plate is obtained in advance and the inspection is performed. A liquid crystal display panel having characteristics such as slightly different brightness depending on the viewing angle can be inspected stably and accurately. Further, since the reference threshold value is obtained from the absolute difference image data, a reference value with excellent accuracy can be obtained. In addition, since the presence or absence of normal backlight and contrast is determined using the absolute difference image data, it is possible to make a determination with excellent accuracy. In addition, since the display pattern is determined using the addition image data of the absolute difference image data, it is possible to make a determination with excellent accuracy. Further, since the added image data is adjusted for error, it is possible to make a judgment with higher accuracy.
実施の形態2.
上記実施の形態1では、液晶表示パターンが正確に表示されているかの検査のみについて述べたが、以下に示す方法によって、液晶表示板に表示されるセグメントで構成されるデジタル数値を読み取ることもできる。図6に示すように、あらかじめデジタル数値が表示されるセグメント位置にチェックポイント61〜67を登録する。そして、上記実施の形態1で述べた液晶表示パターン検査方法によって作成された加算画像データ68から各チェックポイント61〜67の点灯あり/なしを基準しきい値を用いて判断する。
In the first embodiment, only the inspection of whether or not the liquid crystal display pattern is correctly displayed has been described. However, a digital numerical value composed of segments displayed on the liquid crystal display plate can be read by the following method. . As shown in FIG. 6,
図6では各チェックポイント61〜67の点灯ありをON、点灯なしをOFFと表示している。そして各チェックポイントの点灯パターン状態に対応する数値を割り出していき、現在表示されているデジタル数値を読み取ることができる。
In FIG. 6, lighting of each
1 液晶表示板、2 制御手段、3 CCDカメラ、4 電子計算機、
5 画像データ記憶手段、6 しきい値算出手段、7 液晶表示検査手段、
8 パターン検査手段、9 検査手段、
31,41,42,43,46,47,48,51,52,53,54 画像データ、
32,33,34,55,56,57 絶対差分画像データ、
35,36,37,45,49 重心位置、差分画像、
44 基準しきい値、58,68 加算画像データ、
59,60,61,62,63,64,65,66,67 チェックポイント。
1 liquid crystal display panel, 2 control means, 3 CCD camera, 4 electronic computer,
5 image data storage means, 6 threshold value calculation means, 7 liquid crystal display inspection means,
8 pattern inspection means, 9 inspection means,
31, 41, 42, 43, 46, 47, 48, 51, 52, 53, 54 Image data,
32, 33, 34, 55, 56, 57 Absolute difference image data,
35, 36, 37, 45, 49 Center of gravity position, difference image,
44 reference threshold value, 58,68 additional image data,
59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 Checkpoint.
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