JP2006020040A - 撮像装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像装置の出力値を、被写体の輝度に応じて補正可能な撮像装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】 複数の撮像画素を備えた撮像素子によって撮像された画像を、画像データとして出力する撮像装置の駆動方法であって、輝度が複数段階に変化可能であり、前記輝度の分布が略均一な基準光源を、前記撮像素子によって前記複数の輝度段階毎に撮像し、前記基準光源の画像データを前記輝度段階毎に取得する第１のステップと、得られた前記基準光源の各画像データから、前記輝度と前記基準光源の画像データに含まれる出力値との相関関係を導く第２のステップと、前記撮像素子によって被写体を撮像し、前記被写体の画像データを取得する第３のステップと、前記相関関係に基づいて前記被写体の画像データに含まれる出力値を補正する第４のステップとを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の撮像画素を備えた撮像素子を有し、撮像した画像を複数の出力値からなる画像データとして出力可能な撮像装置の駆動方法に関する。

複数の撮像画素を備えたＣＣＤ（Charge Coupled Devices）素子等の撮像素子を有し、撮像した画像を撮像画素毎に電気信号に変換して出力するＣＣＤカメラ等の撮像装置において、撮像装置が出力する出力信号には、ランダムノイズや固定パターンノイズに加え、撮像画素毎の感度のばらつきに起因するノイズ、カラーフィルタの膜厚のムラに起因するノイズ、或いは、光学系の収差に起因するノイズ等が含まれている。

このようなノイズの存在は、被写体の色情報（輝度及び色度）を正確に取得するのを困難にしている。このため、撮像装置からの出力信号に含まれるノイズを低減する方法が各種提案されている（例えば、特許文献１、２）。

特許文献１に記載の提案は、被写体を複数回撮像し、複数の画像を重ね合わせることによってランダムノイズや固定ノイズの低減を図っており、特許文献２に記載の提案は、特に撮像画素間におけるゲイン（感度）のばらつきを簡易に補正するものである。

特開平１１−６９２２６号公報 特開平１０−２３４３８号公報

しかしながら、撮像装置の出力信号に含まれるノイズ、特に感度のばらつきによるノイズは、撮像素子に対する入射光の輝度に依存することが分かっているが、いずれの提案も輝度による影響を考慮しておらず、被写体の正確な色情報を得るために十分な補正と言えるものではなかった。

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像装置の出力値を、被写体の輝度に応じて補正可能な撮像装置の駆動方法を提供することにある。

本発明の撮像装置の駆動方法は、複数の撮像画素を備えた撮像素子によって撮像された画像を、画像データとして出力する撮像装置の駆動方法であって、輝度が複数段階に変化可能であり、前記輝度の分布が略均一な基準光源を、前記撮像素子によって前記複数の輝度段階毎に撮像し、前記基準光源の画像データを前記輝度段階毎に取得する第１のステップと、得られた前記基準光源の各画像データから、前記輝度と前記基準光源の画像データに含まれる出力値との相関関係を導く第２のステップと、前記撮像素子によって被写体を撮像し、前記被写体の画像データを取得する第３のステップと、前記相関関係に基づいて前記被写体の画像データに含まれる出力値を補正する第４のステップとを有することを特徴とする。

これによれば、基準光源を用いて、輝度と撮像装置の出力値との相関関係を導いた後に、被写体を撮像し、これによって得られる出力値を前記相関関係に基づいて補正しているため、撮像装置の出力値を、被写体の輝度に応じて補正することが可能となる。

この撮像装置の駆動方法において、前記第１のステップを複数回実施し、前記第２のステップは、前記輝度と、前記複数回分の基準光源の画像データに含まれる出力値の平均値との相関関係を導くことが望ましい。

これによれば、基準光源を撮像した際の出力値に含まれるノイズが、時間の経過に伴って変化する場合でも、ノイズの影響を低減することが可能となる。

この撮像装置の駆動方法において、前記撮像素子を、それぞれ複数の前記撮像画素を有する複数の領域に区分し、前記領域毎に、前記第１〜第４のステップを実施することが望ましい。

これによれば、撮像素子を複数の領域に区分して、領域毎に輝度と出力値との相関関係を導くため、出力値に含まれるノイズの分布が、撮像画素の位置によって大きく変化する場合でも、その影響を抑制し、適正な補正を行うことが可能となる。

この撮像装置の駆動方法において、前記撮像装置が、撮像した画像を複数の色光毎の画像データとして出力可能である場合には、前記複数の色光毎に前記第２及び第４のステップを実施することが望ましい。

これによれば、基準光源を撮像して得られる色光毎の画像データから、色光毎に輝度と出力値との相関関係を導き、被写体を撮像して得られる画像データを色光毎に補正することが可能となるため、被写体を撮像した際の出力値に対して、適正な補正を行うことが可能となる。

この撮像装置の駆動方法において、前記被写体が、異なる色光を発する複数の画素を備える場合には、それぞれ前記画素が発する色光と略同一波長の光を発する複数の前記基準光源を用いて、前記基準光源毎に前記第１〜第４のステップを実施することが望ましい。

これによれば、被写体が備える画素と略同一波長の光を発する基準光源を用いて、基準光源毎に輝度と出力値との相関関係を導いているため、画素を撮像した際の出力値に対して、適正な補正を行うことが可能となる。

本発明の個体撮像装置の駆動方法は、複数の撮像画素を備えた撮像素子によって撮像された画像を、画像データとして出力する撮像装置の駆動方法であって、輝度が複数段階に変化可能であり、前記輝度の分布が略均一な基準光源を、前記撮像素子によって撮像し、前記基準光源の画像データを取得する第１のステップと、前記基準光源の画像データに基づいて、平均化画素数を導く第２のステップと、前記撮像素子によって、前記基準光源を前記複数の輝度段階毎に撮像し、前記基準光源の画像データを前記輝度段階毎に取得する第３のステップと、前記輝度段階毎に取得した前記基準光源の画像データから、前記平均化画素数分の出力値を抽出して平均化出力値を算出する第４のステップと、前記輝度と前記平均化出力値との相関関係を導く第５のステップと、前記撮像素子によって、被写体を撮像し、前記被写体の画像データを取得する第６のステップと、前記被写体の画像データから、前記平均化画素数分の出力値を抽出して平均化出力値を算出する第７のステップと、前記相関関係に基づいて、前記平均化出力値を補正する第８のステップとを有することを特徴とする。

これによれば、基準光源や被写体を撮像して得られた画像データから、複数の撮像画素から得られた出力値を抽出し、これらを平均化した平均化出力値を用いて補正を行っているため、ランダムノイズのように不規則に発生するノイズによる影響を抑制することが可能となる。

さらに、これによれば、輝度と平均化出力値との相関関係を導いた後に、被写体を撮像し、これによって得られる平均化出力値を、前記相関関係に基づいて補正しているため、平均化出力値に対して、輝度に応じた補正を行うことが可能となる。

以下、本発明の撮像装置の駆動方法に係る検査装置及び検査方法について、図面を参照して説明する。

本実施形態の検査装置は、有機ＥＬパネル等の表示体の評価や検査を行うためのものであり、撮像装置を用いて表示体の画像を撮像し、輝度や色度、及びそれらの分布等を検出するものである。

図１は、本実施形態の検査装置の概略構成を示す構成図であり、図２は、ＣＣＤ素子の平面図、図３は、検査対象物となる有機ＥＬパネルの平面図である。

図１に示すように、検査装置１は、撮像装置としてのＣＣＤカメラ１０と、コンピュータ２０と、ステージ３０とを有している。

ＣＣＤカメラ１０は、撮像素子としての３つのＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを備えた所謂３ＣＣＤタイプのカメラであり、レンズ１２を通して被写体Ｐの撮像ができる。

コンピュータ２０は、ＣＣＤカメラ１０から得られた画像データの処理を行い、画像データ等を記憶する記憶部２１を備えるとともに、コンピュータ２０の処理結果等を表示する表示装置２２に接続されている。

ステージ３０は、ＣＣＤカメラ１０の下方に備えられ、被写体Ｐを載置するための載置台となる。ステージ３０には、Ｘ駆動部３１及びＹ駆動部３２が備えられており、ステージ３０をそれぞれＸ方向及びＹ方向に移動可能になっている。これにより、ステージ３０上の任意の位置を、レンズ１２を通してＣＣＤカメラ１０で撮像することができる。

図２は、ＣＣＤ素子１１Ｒの平面図である。ＣＣＤ素子１１Ｒには、撮像画素としての多数のＣＣＤ画素１１ａがＸＹ方向に配列された検出部１１ｂを備えており、本実施形態のＣＣＤ素子１１Ｒの検出部１１ｂは、Ｘ方向に１３４４画素、Ｙ方向に１０２４画素の合計１，３７６，２５６画素を備えている。他のＣＣＤ素子１１Ｇ，１１Ｂも同様の構成を有している。

図１に戻って、レンズ１２を通してＣＣＤカメラ１０内に取り込まれた被写体Ｐの画像（光）は、図示しない光分離部によって、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光に分離された後、それぞれ対応するＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに照射される。各ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、各ＣＣＤ画素１１ａに照射された光の強さを電気信号（アナログ）に変換する。ＣＣＤカメラ１０は、この電気信号を図示しないＡ／Ｄ変換部によってデジタルの出力値に変換し、色光毎に１，３７６，２５６（１３４４×１０２４）個の出力値からなる画像データをコンピュータ２０に出力する。本実施形態のＣＣＤカメラ１０は、各ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの各ＣＣＤ画素１１ａで得られた電気信号を、１２ｂｉｔのデジタルデータ（出力値）として出力可能であり、各ＣＣＤ画素１１ａに照射された光の強さに応じて０〜４０９５のいずれかの値を出力する。

図３は、検査装置１の検査対象物となる被写体としての有機ＥＬパネルの平面図である。有機ＥＬパネル４０は、カラー画像を表示可能な表示部４１を備えており、表示部４１には、赤、緑、青にそれぞれ発光可能な微小な発光画素４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂが、ＸＹ方向に所定の規則性を有して複数配置されている。この有機ＥＬパネル４０を検査装置１のステージ３０上に載置すると、ＣＣＤカメラ１０は、表示部４１の一部の領域（例えば、領域４３）を撮像することができる。

次に、本実施形態の検査装置１による検査方法について、図面を参照して説明する。

検査装置１で有機ＥＬパネル４０の色情報を正確に取得するためには、各ＣＣＤカメラ１０から出力される出力値に含まれるノイズを抑制し、出力値を安定化する必要がある。

図４は、ＣＣＤカメラ１０の出力値に含まれるノイズを示す説明図である。図４（ａ）は、ＣＣＤ素子１１Ｒの検出部１１ｂの全体に、均一な強さの光を照射した場合の出力値の分布を示すグラフであり、例として、Ｘ方向の任意の一列のＣＣＤ画素１１ａからの出力値を示している。

図４（ａ）に示すように、検出部１１ｂの全体に、均一な強さの光を照射した場合でも、各ＣＣＤ画素１１ａからの出力値にはばらつき（ノイズ）が存在する。このノイズは、図４（ｂ）に示すように、光学系の収差等に起因するノイズで、検出部１１ｂ内におけるＣＣＤ画素１１ａの位置に依存するノイズと、図４（ｃ）に示すように、ランダムノイズ等のように、検出部１１ｂ内におけるＣＣＤ画素１１ａの位置に依存せず、不規則に発生するノイズとに分離して考えることができる。

ここで、位置に依存するノイズの影響を低減するために、検出部１１ｂを複数の領域に区分して、各領域内では出力値が略均一となるようにし、以降、本検査方法における画像データの取得は、この領域毎に行う。

図５は、ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの検出部１１ｂの区分の例を示す説明図である。図５に示すように、本実施形態では、検出部１１ｂを、３３６×２５６画素（８６，０１６画素）からなる１６個の分割領域Ａ１〜Ａ１６に区分している。なお、検出部１１ｂの位置に依存するノイズが比較的小さければ、分割数はより少なくしてもよく、検出部１１ｂの位置に依存するノイズが比較的大きい場合には、分割数をより多くすることが好ましい。

一方、ランダムノイズ等のように、検出部１１ｂ内におけるＣＣＤ画素１１ａの位置に依存せず、不規則に発生するノイズの影響を低減するために、分割領域Ａ１〜Ａ１６毎に、近接する複数のＣＣＤ画素１１ａからの出力値の平均化を行う。ここで、出力値を平均化するためのＣＣＤ画素１１ａの数（平均化画素数）が多いほど、その平均値（平均化出力値）は、個々の出力値のばらつき（ノイズ）が抑制されたものとなるが、１つの平均化出力値を得るのに、多数のＣＣＤ画素１１ａが必要となってしまう。一方、微小な発光画素４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを備えた有機ＥＬパネル４０を検査する際に、１つの発光画素（例えば、発光画素４２Ｒ）の平均化出力値を得るためには、１つの発光画素４２Ｒを撮像するために要するＣＣＤ画素１１ａの数より平均化画素数を少なくする必要がある。さらに、１つの発光画素４２Ｒ内での輝度等の分布を検査する場合には、１つの発光画素４２Ｒから複数の平均化出力値を得る必要があるため、さらに平均化画素数を少なくしなければならない。このため、できるだけ少ない画素数で、効果的にノイズの影響を低減することが可能な平均化画素数を導く必要がある。

図６は、本実施形態の検査方法の概略工程を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１１０では、有機ＥＬパネル４０の検査に先立って、補正用有機ＥＬパネルを用いて画像データの取得を行い、得られた画像データから平均化画素数を導く。なお、以降の各ステップにおいて、ＣＣＤカメラ１０の出力値を用いる際には、取得される画像データから前記平均化画素数分の出力値を抽出し、それらを平均化した平均化出力値を用いるものとする。

ステップＳ１２０では、補正用有機ＥＬパネルの発光輝度を複数段階に変化させて、各段階での画像データを取得し、これに基づいて発光輝度と平均化出力値との相関関係を導く。

ステップＳ１３０では、検査対象物となる有機ＥＬパネル４０の検査を行う。このとき得られる出力値を、前記相関関係に基づいて補正することによって、ノイズの影響を低減した検査を行うことができる。

図７は、補正用有機ＥＬパネルの正面図である。本実施形態では、図７に示すように、微小な発光画素を持たず、全面が赤色に発光可能な表示部５１Ｒを備えた補正用有機ＥＬパネル５０Ｒ、及び全面が緑色に発光可能な表示部５１Ｇを備えた補正用有機ＥＬパネル５０Ｇ、並びに全面が青色に発光可能な表示部５１Ｂを備えた補正用有機ＥＬパネル５０Ｂを用いる。これらの補正用有機ＥＬパネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂは、それぞれ、有機ＥＬパネル４０の発光画素４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂが発する色光と同一波長の光を発することが好ましく、そのため、有機ＥＬパネル４０の発光画素４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂと、それぞれ同一の材料によって構成されていることが好ましい。

次に、上記各ステップの内容を、順を追って詳述する。
１．平均化画素数の導出
まず、補正用有機ＥＬパネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを用いて画像データの取得を行う。

図８は、補正用有機ＥＬパネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを用いて画像データを取得する際の動作を示すフローチャートであり、図９は、ＣＣＤカメラ１０の撮像対象領域を示す説明図、図１０は、取得する画像データの種類を示す説明図である。

図８に示すように、ステップＳ２１０では、赤色に発光する補正用有機ＥＬパネル５０Ｒを検査装置１のステージ３０上に載置し、所定の輝度で発光させる。

ステップＳ２２０では、ＣＣＤカメラ１０の撮像対象となる撮像対象領域を決定する。具体的には、図９（ａ）に示すように、補正用有機ＥＬパネル５０Ｒの表示部５１Ｒから、１つの分割領域が撮像対象とする面積よりも広い範囲で輝度が略均一な領域（基準光源としての輝度均一領域）Ｂを選定し、分割領域Ａ１の撮像対象領域Ｃ１が輝度均一領域Ｂに含まれるように、Ｘ駆動部３１及びＹ駆動部３２によってステージ３０を移動する。

ステップＳ２３０では、ＣＣＤカメラ１０で撮像対象領域Ｄの撮像を行い、画像データを取得する。ここで、補正用有機ＥＬパネル５０Ｒが発光する赤色の光の中には、僅かながら緑色及び青色の成分も含まれる。そのため、赤色用のＣＣＤ素子１１Ｒのみならず、緑色及び青色用のＣＣＤ素子１１Ｇ，１１Ｂでも画像データの取得を行う。各ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１ＢによってＲＧＢ毎の画像データを生成した後、コンピュータ２０が分割領域Ａ１で撮像された画像データ（撮像対象領域Ｃ１の画像データ）をＲＧＢ毎に抜き出し、分割画像データとして記憶部２１に記憶する。

同様に、その他の分割領域Ａ２〜Ａ１６についても、各分割領域Ａ２〜Ａ１６の撮像対象領域が輝度均一領域Ｂに含まれるようにステージ３０を移動して撮像を行い、コンピュータ２０によってＲＧＢ毎の分割画像データの抜き出しと記憶を行う（ステップＳ２４０，Ｓ２５０）。なお、分割領域Ａ１６の分割画像データを取得する際には、図９（ｂ）に示すように、分割領域Ａ１６の撮像対象領域Ｃ１６が輝度均一領域Ｂに含まれるようにステージ３０を移動して、ＣＣＤカメラ１０で撮像対象領域Ｄの撮像を行う。

同様に、他の発光色の補正用有機ＥＬパネル５０Ｇ，５０Ｂを用いて、各ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂでそれぞれの分割領域Ａ１〜Ａ１６毎に分割画像データの取得を行い（ステップＳ２６０，Ｓ２７０）、最終的に、図１０に示すように、補正用有機ＥＬパネル数（３）×ＣＣＤ素子数（３）×分割領域数（１６）の合計１４４の条件で、分割画像データが得られ、記憶部２１に記憶される。

次に、コンピュータ２０の記憶部２１に記憶された１４４の分割画像データから、不規則に発生するノイズを抑制するのに好適な平均化画素数をコンピュータ２０によって導き出す。

図１１は、平均化画素数を導く際の動作を示すフローチャートである。
図１１に示すように、まず、ステップＳ３１０では、記憶部２１に記憶された１４４の分割画像データから、１つ（例えば、補正用有機ＥＬパネル５０Ｒを用い、ＣＣＤ素子１１Ｒの分割領域Ａ１で取得された分割画像データ）を、コンピュータ２０が記憶部２１から読み出す。

ステップＳ３２０では、暫定的に平均化画素数を設定する。本実施形態では、平均化画素数として、１、４（２×２画素）、９（３×３画素）、１６（４×４画素）、２５（５×５画素）、３６（６×６画素）、４９（７×７画素）、６４（８×８画素）、８１（９×９画素）、１００（１０×１０画素）、１２１（１１×１１画素）のいずれかを選定するものとし、ここでは、この中から、例えば１を設定する。

ステップＳ３３０では、読み出した分割画像データに対応する分割領域Ａ１から、暫定的に設定した平均化画素数分のＣＣＤ画素１１ａを含む平均化領域を複数箇所設定する。

ステップＳ３４０では、ステップＳ３１０で読み出された分割画像データから、設定した複数箇所の平均化領域に含まれるＣＣＤ画素１１ａで得られた出力値を抽出し、平均化領域毎にその平均値を算出する。

本実施形態では、平均化領域を、縦横同数のＣＣＤ画素１１ａからなる領域としており、この平均化領域を各分割領域Ａ１〜Ａ１６から任意に１００ヶ所設定する。以下に、その設定例を示す。なお、平均化領域の数である１００とは、後に平均化領域毎の平均値の標準偏差を算出する際のサンプル数となる数であり、検出部１１ｂの分割数や各分割領域に含まれるＣＣＤ画素１１ａの数等によって適宜増減してもよい。標準偏差の信頼性を確保するためには、２０以上であることが好ましい。

図１２は、平均化画素数を導く方法を示す説明図であり、図１２（ａ）は、分割画像データの１つを示している。

この分割画像データは、分割領域Ａ１に含まれるすべてのＣＣＤ画素１１ａから出力された８６，０１６（３３６×２５６）個の出力値からなっている。ここで、暫定的に設定した平均化画素数が１の場合には、図１２（ｂ）に示すように、分割画像データの中から任意に１００個の出力値（例えば、図１２（ａ）の実線で示した出力値）を抽出する（データ数が１のため、平均値を算出する必要はない）。設定した平均化画素数が４の場合には、分割画像データの中から、４（２×２）個の出力値からなるデータ群（例えば、図１２（ａ）の一点鎖線で示したデータ群）を1００ヶ所抽出し、図１２（ｃ）に示すように、平均化領域毎に出力値の平均値（平均化出力値）を算出する。設定した平均化画素数が９の場合には、分割画像データの中から、９（３×３）個の出力値からなるデータ群（例えば、図１２（ａ）の破線で示したデータ群）を１００ヶ所抽出し、図１２（ｄ）に示すように、平均化領域毎に出力値の平均値（平均化出力値）を算出する。設定した平均化画素数が１６以上の場合も同様である。

ここで、平均化領域を縦横同数のＣＣＤ画素１１ａからなる正方領域としているが、平均化領域は正方領域に限られず、長方形状の領域や円状の領域等としてもよい。また１つの平均化領域は、分断されてない一塊であることが望ましいが、分断されていても効果を大きく低減させることはない。

図１１に戻って、ステップＳ３５０では、ステップＳ３４０で算出された１００個の平均値（平均化出力値）の標準偏差を求め、ステップＳ３６０では、その標準偏差が所定の値（例えば、１）以下になったか否か、つまり、１つの分割領域内における１００個の平均化出力値のばらつきが一定レベルを下回るか否かを判断する。ここで、標準偏差が所定値より大きければ、ステップＳ３７０に移行し、暫定的な平均化画素数を増加（１→４、４→９、９→１６、…）させて、ステップＳ３３０以降を繰り返す。また、標準偏差が所定値より小さければ、分割領域内における平均化出力値が略均一であると判断して、ステップＳ３８０に移行する。

図１３は、平均化画素数と平均化出力値の標準偏差との関係を例示するグラフである。図１３に示すように、平均化画素数を増やすほど、平均化出力値の標準偏差は小さくなり、本実施形態では、標準偏差が１を初めて下回る平均化画素数は２５となる。なお、平均化画素数を増やしても、標準偏差が所定値を下回らない場合には、分割領域内の平均化出力値のばらつきが大きい、つまり、分割領域内に、ＣＣＤ画素１１ａの位置に依存するノイズを含んでいることが考えられるため、検出部１１ｂの分割数を増やして、分割領域を小さくし、再度、分割画像データの取得からやり直す必要がある。

図１１に戻って、ステップＳ３８０では、標準偏差が所定の値以下になったときの平均化画素数（本実施形態では、２５）を、本分割画像データに好適な平均化画素数として決定し、ステップＳ３９０に移行する。

上記のフローを、１４４のすべての分割画像データで繰り返し（ステップＳ３９０、Ｓ４００）、各分割画像データから得られた好適な平均化画素数の中から最大のものを以降の処理で用いる代表平均化画素数として採用する（ステップＳ４１０）。

なお、図８に示したフローによる分割画像データの取得と、図１１に示したフローによる平均化画素数の決定とを、時間を隔てて複数回実施し、その中で最大の平均化画素数を代表平均化画素数として採用するのが好ましい。これによれば、不規則に発生するノイズの時間的変動をも抑制しうる代表平均化画素数を導くことができる。

２．発光輝度と平均化出力値との相関関係の導出
次に、発光輝度と平均化出力値との相関関係を導出する。本実施形態では、補正用有機ＥＬパネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの発光輝度を複数段階（例えば、１０段階）に変化させ、発光輝度毎に平均化出力値の取得を行う。ここで、発光輝度の各段階は、検査対象物の検査時における最高発光輝度等に応じて最高輝度を適宜定めた後、この最高輝度を等分するなどにより定めればよい。

図１４は、補正用差分データの取得を行うための動作を示すフローチャートである。
図１４に示すように、まず、ステップＳ５１０では、分割領域Ａ１〜Ａ１６毎に、前記代表平均化画素数分のＣＣＤ画素１１ａを含む平均化領域を１ヶ所定める。ここで、代表平均化画素数を用いて平均化出力値を得れば、分割領域内では平均化出力値のばらつきが一定レベル以下に抑制されるため、分割領域内のどこに平均化領域を設定してもよい。

ステップＳ５２０では、赤色に発光する補正用有機ＥＬパネル５０Ｒを、検査装置１のステージ３０上に載置する。

ステップＳ５３０では、分割領域Ａ１の撮像対象領域Ｃ１（図９（ａ）参照）が輝度均一領域Ｂに含まれるように、Ｘ駆動部３１及びＹ駆動部３２によってステージ３０を移動する。

ステップＳ５４０では、補正用有機ＥＬパネル５０Ｒを、１０段階の発光輝度のうち、最低輝度で点灯する。

ステップＳ５５０では、各ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂで撮像を行って、分割画像データを取得し、その中から、平均化領域に含まれるＣＣＤ画素１１ａによる出力値を抽出する。

ステップＳ５６０では、ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ毎に、抽出した出力値の平均値（平均化出力値）を算出し、記憶部２１に記憶する。

その後、補正用有機ＥＬパネル５０Ｒの発光輝度を一段階アップさせて、ステップＳ５５０、Ｓ５６０を行い、これを１０段階の最高輝度まで繰り返す（ステップＳ５７０、Ｓ５８０）。これにより、最低輝度から最高輝度までの１０段階の輝度に応じた平均化出力値が得られる。

ステップＳ５９０では、発光輝度と平均化出力値との相関関係を導く。本実施形態では、さらに、平均化出力値と基準となる出力値との差分（補正用差分データ）を算出する。ここで、基準となる出力値は、検査対象物の最高発光輝度等に応じて適宜定めればよい。

図１５（ａ）は、発光輝度と平均化出力値との相関関係の１つの例を示すグラフであり、図１５（ｂ）は、平均化出力値と補正用差分データとの相関関係を示すグラフであって、図１５（ａ）から導かれたものである。また、図１６（ａ）は、発光輝度と平均化出力値との相関関係の他の例を示すグラフであり、図１６（ｂ）は、平均化出力値と補正用差分データとの相関関係を示すグラフであって、図１６（ａ）から導かれたものである。

図１５（ａ）及び図１６（ａ）中の実線（直線）Ｆ０は、発光輝度と基準となる出力値との相関関係を示しており、破線Ｆ１は、発光輝度とステップＳ５６０で得られた平均化出力値との相関関係を示している。また、図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）中の実線Ｆ２は、それぞれ図１５（ａ）及び図１６（ａ）の相関関係（グラフ）から、平均化出力値毎に、平均化出力値と基準となる出力値との差分（補正用差分データ）を導いたものである。

コンピュータ２０は、平均化出力値と補正用差分データとの相関関係を記憶部２１に記憶する。記憶する際には、図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）に一点鎖線で示すように、個々のデータの近似直線（又は、近似曲線）を導き出して、この近似式を記憶するようにしている。なお、図１６に示す例のように、発光輝度と平均化出力値との関係が線形ではなく、近似式の導出が困難な場合等には、補正用差分データを平均化出力値に関連付けて、個々の数値情報として記憶するようにしてもよい。

また、本実施形態では、発光輝度と平均化出力値との相関関係から、平均化出力値と基準となる出力値との差分を導いているが、これに限られず、例えば、基準となる出力値との相違を比率として導くようにしてもよい。

図１４に戻って、その他の分割領域Ａ２〜Ａ１６についても、各分割領域Ａ２〜Ａ１６の撮像対象領域が輝度均一領域Ｂに含まれるようにステージ３０を移動して、ステップＳ５４０からＳ５９０を繰り返す（ステップＳ６００，Ｓ６１０）。

同様に、他の発光色の補正用有機ＥＬパネル５０Ｇ，５０Ｂを用いて、ステップＳ５３０からＳ６００を繰り返す（ステップＳ６２０，Ｓ６３０）。

以上により、図１０に示した１４４のすべての条件において、発光輝度と平均化出力値との相関関係が得られ、さらに、この相関関係から、平均化出力値と補正用差分データとの相関関係（近似式）が得られる。

なお、平均化出力値を算出するステップＳ５６０や、発光輝度と平均化出力値との相関関係を求めるステップＳ５９０は、１４４のすべての条件で出力値を取得した後（ステップＳ６２０の後）に一括で行うようにしてもよい。

３．有機ＥＬパネルの検査
次に、上記のように得られた相関関係を用いて、実際の有機ＥＬパネル４０を検査する方法の例を説明する。

まず、有機ＥＬパネル４０をステージ３０上に載置して点灯させる。次いで、検査対象とする発光画素４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂが撮像可能となるようにステージ３０を移動した後、撮像して画像データを取得する。

次に、検査対象とする１つの発光画素（例えば、発光画素４２Ｒ）を撮像したＣＣＤ画素１１ａの中から代表平均化画素数分のＣＣＤ画素１１ａを含む平均化領域を定め、この平均化領域に含まれる各ＣＣＤ画素１１ａの出力値を画像データから抽出し、これらを平均化して平均化出力値を取得する。さらに、平均化出力値と補正用差分データとの相関関係（近似式）から補正すべき差分量を算出して、この差分量だけ平均化出力値を増減させることで、当該発光画素の補正出力値（安定化された出力値）が得られる。

このときに用いる平均化出力値と補正用差分データとの相関関係（近似式）は、検査対象である発光画素と同色の補正用有機ＥＬパネルを用い、当該発光画素を撮像可能な分割領域における相関関係（近似式）を用いる。例えば、分割領域Ａ１のＣＣＤ画素１１ａで撮像可能な位置にある赤色に発光する発光画素４２Ｒの補正出力値を得るためには、各ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂで得られた平均化出力値に対して、それぞれを図１０に示した条件１、１７、３３で得られた相関関係（近似式）に基づいて増減することになる。

なお、平均化出力値と補正用差分データとの相関関係が、個々の数値情報として記憶されている場合には、任意の平均化出力値に対応する差分を、比例補完的に求めるようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態の撮像装置の駆動方法によれば、以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態によれば、有機ＥＬパネル４０や補正用有機ＥＬパネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを撮像して得られた画像データから、複数の出力値を抽出し、これらを平均化した平均化出力値を用いて補正を行っているため、ランダムノイズのように不規則に発生するノイズによる影響を抑制することが可能となる。

（２）本実施形態によれば、補正用有機ＥＬパネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを用いて、発光輝度と平均化出力値との相関関係を導いた後に、検査対象物である有機ＥＬパネル４０を撮像し、これによって得られる平均化出力値を、前記相関関係に基づいて補正しているため、平均化出力値に対して、輝度に応じた補正を行うことが可能となる。

（３）本実施形態によれば、各ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの検出部１１ｂを複数の分割領域Ａ１〜Ａ１６に区分して、分割領域毎に発光輝度と平均化出力値との相関関係を導いているため、出力値に含まれるノイズの分布が、ＣＣＤ画素１１ａの位置に依存して大きく変化する場合でも、その影響を抑制し、適正な補正を行うことが可能となる。

（４）本実施形態によれば、各ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂで得られるＲＧＢ毎の画像データから、各ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ毎に発光輝度と出力値との相関関係を導いているため、有機ＥＬパネル４０を撮像して得られる画像データを、各ＣＣＤ素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ毎に補正することが可能となり、有機ＥＬパネル４０を撮像した際の出力値に対して、適正な補正を行うことが可能となる。

（５）本実施形態によれば、検査対象物である有機ＥＬパネル４０を構成する発光画素４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂとそれぞれ略同一波長の光を発する補正用有機ＥＬパネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを用いて、補正用有機ＥＬパネル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ毎に輝度と出力値との相関関係を導いているため、有機ＥＬパネル４０を構成する発光画素４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの色情報を検査する際に、ＣＣＤカメラ１０の出力値に対して適正な補正を行うことが可能となる。

（変形例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。

・前記実施形態では、発光輝度と平均化出力値との相関関係を導く際に、図１０に示した各条件で１回の撮像を行っているが、時間を隔てて複数回の撮像を行い、各回の平均化出力値の平均値を、発光輝度との相関関係を求めるための平均化出力値とするのが望ましい。このとき、撮像する回数は、予め回数を定めてもよいし、平均化出力値が安定するまで繰り返すようにしてもよい。

これによれば、ＣＣＤカメラ１０の出力値に含まれるノイズが、時間の経過に伴って変化する場合でも、ノイズの影響を低減することが可能となる。

・前記実施形態では、検査対象物として有機ＥＬパネル４０を用いているが、液晶パネル等の他の表示体や印刷物等の検査にも適用可能である。ここで、検査対象物が発光体でない場合には、バックライト等の照明装置の輝度を複数段階に変化させることによって、輝度と出力値との相関関係を導くことが可能となる。

・前記実施形態では、本発明の撮像装置の駆動方法を、表示体の検査に適用した例を示したが、本発明の適用範囲は検査に限定されはない。例えば、画像データの取得を目的とするデジタルカメラ等の撮像装置において、この撮像装置が備える記憶部に、予め導いた輝度と出力値との相関関係を記憶させておき、撮像によって取得した画像データを、前記相関関係に基づいて補正することで、ノイズの影響を抑制した画像データを取得することが可能となる。

・前記実施形態では、撮像装置としてＣＣＤカメラ１０を用いて説明したが、撮像装置はＣＣＤカメラ１０に限定されず、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等にも適用可能である。

本実施形態の検査装置の概略構成を示す構成図。 ＣＣＤ素子の平面図。 有機ＥＬパネルの平面図。 （ａ）〜（ｃ）は、ＣＣＤカメラの出力値に含まれるノイズを示す説明図。 ＣＣＤ素子の検出部の区分の例を示す説明図。 本実施形態の検査方法の概略工程を示すフローチャート。 補正用有機ＥＬパネルの正面図。 補正用有機ＥＬパネルを用いて画像データを取得する際の動作を示すフローチャート。 （ａ），（ｂ）は、ＣＣＤカメラの撮像対象領域を示す説明図。 取得する画像データの種類を示す説明図。 平均化画素数を導く際の動作を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｄ）は、平均化画素数を導く方法を示す説明図。 平均化画素数と標準偏差との関係を例示するグラフ。 補正用差分データの取得を行うための動作を示すフローチャート。 （ａ）は、発光輝度と平均化出力値との相関関係の１つの例を示すグラフ、（ｂ）は、平均化出力値と補正用差分データとの相関関係を示すグラフ。 （ａ）は、発光輝度と平均化出力値との相関関係の他の例を示すグラフ、（ｂ）は、平均化出力値と補正用差分データとの相関関係を示すグラフ。

符号の説明

１…検査装置、１０…撮像装置としてのＣＣＤカメラ、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…撮像素子としてのＣＣＤ素子、１１ａ…撮像画素としてのＣＣＤ画素、１１ｂ…検出部、１２…レンズ、２０…コンピュータ、２１…記憶部、２２…表示装置、３０…ステージ、３１…Ｘ駆動部、３２…Ｙ駆動部、４０…被写体としての有機ＥＬパネル、４１…表示部、４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ…画素としての発光画素、５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ…補正用有機ＥＬパネル、５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ…表示部、Ａ１〜Ａ１６…分割領域、Ｂ…基準光源としての輝度均一領域。

Claims (6)

1. 複数の撮像画素を備えた撮像素子によって撮像された画像を、画像データとして出力する撮像装置の駆動方法であって、
   輝度が複数段階に変化可能であり、前記輝度の分布が略均一な基準光源を、前記撮像素子によって前記複数の輝度段階毎に撮像し、前記基準光源の画像データを前記輝度段階毎に取得する第１のステップと、
   得られた前記基準光源の各画像データから、前記輝度と前記基準光源の画像データに含まれる出力値との相関関係を導く第２のステップと、
   前記撮像素子によって被写体を撮像し、前記被写体の画像データを取得する第３のステップと、
   前記相関関係に基づいて前記被写体の画像データに含まれる出力値を補正する第４のステップと、
   を有することを特徴とする撮像装置の駆動方法。
2. 請求項１に記載の撮像装置の駆動方法において、前記第１のステップを複数回実施し、前記第２のステップは、前記輝度と、前記複数回分の基準光源の画像データに含まれる出力値の平均値との相関関係を導くことを特徴とする撮像装置の駆動方法。
3. 請求項１又は２に記載の撮像装置の駆動方法において、前記撮像素子を、それぞれ複数の前記撮像画素を有する複数の領域に区分し、前記領域毎に、前記第１〜第４のステップを実施することを特徴とする撮像装置の駆動方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置の駆動方法において、前記撮像装置は、撮像した画像を複数の色光毎の画像データとして出力可能であり、前記複数の色光毎に前記第２及び第４のステップを実施することを特徴とする撮像装置の駆動方法。
5. 請求項４に記載の撮像装置の駆動方法において、前記被写体は、異なる色光を発する複数の画素を備えており、それぞれ前記画素が発する色光と略同一波長の光を発する複数の前記基準光源を用いて、前記基準光源毎に前記第１〜第４のステップを実施することを特徴とする撮像装置の駆動方法。
6. 複数の撮像画素を備えた撮像素子によって撮像された画像を、画像データとして出力する撮像装置の駆動方法であって、
   輝度が複数段階に変化可能であり、前記輝度の分布が略均一な基準光源を、前記撮像素子によって撮像し、前記基準光源の画像データを取得する第１のステップと、
   前記基準光源の画像データに基づいて、平均化画素数を導く第２のステップと、
   前記撮像素子によって、前記基準光源を前記複数の輝度段階毎に撮像し、前記基準光源の画像データを前記輝度段階毎に取得する第３のステップと、
   前記輝度段階毎に取得した前記基準光源の画像データから、前記平均化画素数分の出力値を抽出して平均化出力値を算出する第４のステップと、
   前記輝度と前記平均化出力値との相関関係を導く第５のステップと、
   前記撮像素子によって、被写体を撮像し、前記被写体の画像データを取得する第６のステップと、
   前記被写体の画像データから、前記平均化画素数分の出力値を抽出して平均化出力値を算出する第７のステップと、
   前記相関関係に基づいて、前記平均化出力値を補正する第８のステップと、
   を有することを特徴とする撮像装置の駆動方法。
   
   

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