JP2008064629A - ムラ検査方法、表示パネルの製造方法及びムラ検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パネル材におけるムラの有無を検査するムラ検査方法において、検査対象となるパネル材を複数水準の条件で撮像し(ステップS1)、この撮像結果から複数枚の一次画像を取得し(ステップS2)、これらの一次画像に画像の変化を強調するような処理を施して複数枚の二次画像を作成し(ステップS3)、これらの二次画像を所定の重み付けで合成して合成画像を作成し(ステップS4)、この合成画像に基づいてムラの有無を判定する(ステップS5)。そして、所定の重み付けを、ムラが発生している教示用のパネル材について二次画像を作成し、これらの二次画像を合成して合成画像を作成したときに、ムラが発生している領域とそれ以外の領域とを区別できるように決定する。
【選択図】図2
Description
先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るムラ検査装置を例示するブロック図である。
図2は、本実施形態に係るムラ検査方法を例示するフローチャート図であり、
図3は、本実施形態に係るムラ検査方法における画像情報の流れを例示する図である。
先ず、図2のステップS1に示すように、撮像部2がパネル材100を複数水準の条件で複数回撮像する。条件とは、例えば、撮像角度、照明の明るさ、ズーム倍率、フォーカス位置、露光量、絞り量又はシャッタースピードであり、パネル材100が表示パネルである場合には、この表示パネルに表示させるテストパターンの色調又は階調であってもよい。例えば、パネル材100の撮像角度を3水準に変化させながら、3回の撮像を行う。これにより、撮像部2から演算部3に対して、例えば3枚の撮像画像201a、201b及び201c(以下、総称して「撮像画像201」ともいう)が出力される。
例えば、一次画像202a〜202cをそれぞれ空間に関して微分することにより、空間微分画像204a〜204c(以下、総称して「空間微分画像204」ともいう)を作成する。
空間微分画像204a〜204c、差画像205a及び205b、並びに和画像206が、二次画像203である。
本実施形態は、表示パネルの製造方法の実施形態である。
図4は、本実施形態に係る表示パネルの製造方法を例示するフローチャート図である。
先ず、図4のステップS11に示すように、表示パネルを組み立てる。次に、ステップS12に示すように、組み立てられた表示パネルについて、ムラ検査を行う。このとき、ステップS12に示すムラ検査工程において、前述の第1の実施形態におけるムラ検査方法(図2参照)を実施する。これにより、表示パネルが製造される。
本実施形態によれば、ムラ検査工程を自動化することができるため、表示パネルを高い生産性で製造することができる。
先ず、第1の具体例について説明する。
本具体例は、前述の第1の実施形態の具体例である。本具体例に係るムラ検査装置は、パネル材として、例えば、携帯電話の表示画面を構成するLCDのムラ検査を行うものである。
図5は、本具体例に係る検査装置を例示するブロック図であり、
図6は、撮像面に投影された表示パネルの絵素とカメラの撮像素子との関係を例示する図である。
更に、演算部3は、撮像画像における連続して配列された複数の画素を含む領域を、各領域の位置及び面積が所定の範囲内でランダムになるように設定し、それぞれの領域に含まれる複数の画素を合成して1つの画素を形成することにより、一次画像を作成する。
ムラ検査装置11における上記以外の構成は、図1に示すムラ検査装置1の構成と同様である。
図7は、本具体例に係る検査方法を例示するフローチャート図であり、
図8は、表示パネルの絵素と合成単位領域との関係を例示する図である。
図9及び図10は、本具体例に係る検査方法における画像情報の流れを例示する図である。なお、図9及び図10は、図示を簡略化するために、一部の水準のみを示している。
図12は、横軸に画像上の位置をとり、縦軸に係数をとって、和画像を作成する方法を例示する図であり、
図13(a)乃至(d)は、合成画像及び二値画像を例示する図であり、(a)は合成画像を示し、(b)は(a)に示す合成画像を二値化した二値画像を示し、(c)は他の合成画像を示し、(d)は(c)に示す合成画像を二値化した二値画像を示す。
図14(a)は教示用パネルを例示する図であり、(b)は(a)に示す教示用パネルに対応するマスクを例示する図である。
先ず、予め記憶部4(図5参照)に、二次画像を合成する際の重み付けを表す「重みパラメータセット」を入力する。この重みパラメータセットの具体的な決定方法は後述する。記憶部4に重みパラメータセットが入力された状態で、検査対象となる表示パネル101の検査を行う。
(2)撮像角度が+20度の一次画像303における領域R1を挟む領域R2の画素値に関数F(x)を乗じた値。
(3)撮像角度が+10度の一次画像303における領域R1及びR2を挟む領域R3の画素値に関数F(x)を乗じた値。
なお、各領域R1〜R3に含まれる画素数は任意である。
エントロピー比=(ムラ有り領域のエントロピー)/(ムラ無し領域のエントロピー)
本具体例においては、図7のステップS24〜S26に示す工程において、一次画像から二次画像を作成するときに、空間的な画像変化を強調する空間微分画像、撮像角度の変化に起因する画像変化を強調する差画像、空間的な画像変化及び撮像角度の変化に起因する画像変化の双方を強調する和画像を作成している。これらの処理は、人間の視覚において行われている処理と類似するものである。以下、この点について詳細に説明する。
本具体例に係るムラ検査装置においては、図5に示すカメラ7に、テレセントリックレンズ(図示せず)が装着されている。これにより、表示パネル101を斜め方向から撮像したときに、表示パネルの全体に焦点を合わせることができる。また、撮像画像において、カメラ7と表示パネル100の各部分との間の距離のばらつきに起因する画像の歪みを抑制することができる。この結果、図7のステップS21に示す撮像工程において、大きな撮像角度で撮像する場合にも、撮像画像を1枚のみ取得すればよく、また、ステップS22に示す整形工程において、整形の処理が容易又は不要である。本具体例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第1の具体例と同様である。
図15は、本具体例に係るムラ検査装置の撮像部を例示する光学モデル図であり、
図16は、本具体例において得られる撮像画像を例示する図である。
図15に示すように、本具体例に係るムラ検査装置の撮像部12においては、カメラ7から検査対象物である表示パネル101までの光路に介在するように、多面プリズム18が設けられている。多面プリズム18は、例えば、その片面が3行3列のマトリクス状に区画されており、各領域が相互に異なる角度にカットされた板状の透明部材である。
また、撮像部12においては、可変ステージ6(図5参照)は設けられておらず、その替わりに、固定ステージ16が設けられている。
図17(a)乃至(f)並びに図18(a)及び(b)は、横軸に画像上の位置又は周波数をとり、縦軸に信号の強度をとって、本具体例における信号処理方法を例示するグラフ図である。
撮像によって取得された撮像画像には、検査対象となるムラの他にも、輝度分布が不均一な領域(以下、「疑似ムラ」という)が出現する場合がある。このような疑似ムラには、表示パネルの光学設計に起因するものと、撮像部の光学特性に起因するものとがある。表示パネルの光学設計に起因する疑似ムラとしては、例えば、拡散板の不均一性、導光板から液晶パネルに向かう光の出射方向の偏り、及び液晶パネルの視野角等に起因するものがある。このような疑似ムラが出現する場合において、検査対象となるムラを精度よく検出するためには、疑似ムラと検査対象となるムラとを識別する必要がある。
本具体例においては、予め良品の表示パネルの撮像画像を複数枚取得しておき、これらの平均画像を作成する。次に、この平均画像を整形して、基準画像とする。以後の工程は、前述の第5の具体例と同様である。すなわち、図7のステップS22に示す工程において、検査対象となる表示パネルから得られた整形画像から基準画像を減算して差画像を求め、この差画像を用いて、ステップS23以降に示す工程を実施する。本具体例によっても、第5の具体例と同様な効果を得ることができる。
図19は、本具体例に係るムラ検査方法を例示するフローチャート図であり、
図20(a)乃至(c)は、本具体例の予備検査において取得される一次画像を例示する模式図である。
本具体例は、前述の第2の実施形態の具体例であり、より詳細には、図4のステップS11に示す表示パネルの組立工程の具体例である。本具体例においては、表示パネルとしてLCDを組立てる例について説明する。
Claims (9)
- パネル材におけるムラの有無を検査するムラ検査方法であって、
検査対象となる前記パネル材を複数水準の条件で撮像して複数枚の一次画像を取得する工程と、
前記複数枚の一次画像に画像の変化を強調するような処理を施して複数枚の二次画像を作成する工程と、
前記複数枚の二次画像を所定の重み付けで合成して合成画像を作成する工程と、
前記合成画像に基づいてムラの有無を判定する工程と、
を備え、
前記所定の重み付けを、ムラが発生している教示用の前記パネル材について前記複数枚の二次画像を作成し、これらの二次画像を合成して合成画像を作成したときに、前記ムラが発生している領域とそれ以外の領域とが区別できるように決定することを特徴とするムラ検査方法。 - 前記一次画像を取得する工程において、前記条件を、撮像角度、照明の明るさ、ズーム倍率、フォーカス位置、露光量、絞り量及びシャッタースピードからなる群から選択された1以上の条件とすることを特徴とする請求項1記載のムラ検査方法。
- 前記パネル材は画像を表示する表示パネルであり、
前記一次画像を取得する工程において、前記条件を、撮像角度、照明の明るさ、ズーム倍率、フォーカス位置、露光量、絞り量、シャッタースピード、並びに前記表示パネルに表示させるテストパターンの色調及び階調からなる群から選択された1以上の条件とすることを特徴とする請求項1記載のムラ検査方法。 - 前記二次画像を作成する工程において、
前記二次画像を、
各前記一次画像を空間に関して微分して得られた空間微分画像、
相互に異なる水準の前記条件で撮像された2枚の前記空間微分画像から算出された差画像、及び、
相互に異なる水準の前記条件で撮像された複数枚の前記一次画像に基づく和画像、
からなる群から選択された1以上の画像とし、
前記和画像を、前記和画像の各特定領域ごとに、前記複数枚の一次画像のうちの第1の一次画像における前記特定領域に相当する領域の画素値と、第2の一次画像における前記特定領域の隣の領域に相当する領域の画素値と、を所定の割合で加算することにより作成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のムラ検査方法。 - 前記所定の重み付けを、前記教示用のパネル材に関する前記合成画像において、前記それ以外の領域の輝度のエントロピーに対する前記ムラが発生している領域の輝度のエントロピーの比の値が極大になるように決定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のムラ検査方法。
- 前記パネル材は複数の絵素が周期的に配列された表示パネルであり、
前記一次画像を取得する工程は、
前記表示パネルを撮像して撮像画像を得る工程と、
前記撮像画像における連続して配列された複数の画素を合成して1つの画素を形成することにより前記一次画像を作成する工程と、
を有し、
前記撮像画像を得る工程において、前記表示パネルの各絵素をそれぞれ複数の撮像素子により撮像し、
前記1つの画素を形成することにより一次画像を作成する工程において、前記撮像画像における前記複数の画素が配列された領域のそれぞれの位置及び面積を、所定の範囲内でランダムに設定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のムラ検査方法。 - 前記パネル材は画像を表示する表示パネルであり、
前記一次画像を取得する工程は、
前記表示パネルを撮像して撮像画像を得る工程と、
前記撮像画像を表す信号を空間軸の信号から周波数軸の信号に変換する工程と、
前記周波数軸の信号からモアレに相当する周波数成分を除去する工程と、
前記モアレに相当する周波数成分が除去された周波数軸の信号を空間軸の信号に変換する工程と、
を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のムラ検査方法。 - 表示パネルを組み立てる工程と、
前記表示パネルにムラが発生しているか否かを検査する工程と、
を備え、
前記検査する工程において、前記表示パネルを前記検査対象となるパネル材として、請求項1〜7のいずれか1つに記載のムラ検査方法を実施することを特徴とする表示パネルの製造方法。 - パネル材におけるムラの有無を検査するムラ検査装置であって、
検査対象となる前記パネル材を複数水準の条件で撮像する撮像部と、
前記撮像によって取得された複数枚の一次画像に画像の変化を強調するような処理を施して複数枚の二次画像を作成し、前記複数枚の二次画像を所定の重み付けで合成して合成画像を作成し、前記合成画像に基づいてムラの有無を判定する演算部と、
を備え、
前記所定の重み付けは、ムラが発生している教示用の前記パネル材について前記複数枚の二次画像を作成し、これらの二次画像を合成して合成画像を作成したときに、前記ムラが発生している領域とそれ以外の領域とが区別できるように決定されたものであることを特徴とするムラ検査装置。
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