JP2006020040A - 撮像装置の駆動方法 - Google Patents
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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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004195540A JP2006020040A (ja) | 2004-07-01 | 2004-07-01 | 撮像装置の駆動方法 |
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JP2004195540A JP2006020040A (ja) | 2004-07-01 | 2004-07-01 | 撮像装置の駆動方法 |
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ID=35793858
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JP (1) | JP2006020040A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011163805A (ja) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Seiko Epson Corp | 光源設定値調整方法、検査方法および検査装置 |
JP2015070612A (ja) * | 2013-09-28 | 2015-04-13 | 株式会社リコー | プレノプティックxyz画像化システム用カラーフィルタモジュールのデザイン |
-
2004
- 2004-07-01 JP JP2004195540A patent/JP2006020040A/ja not_active Withdrawn
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