JP2004012256A - Pixel inspection device and pixel inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画素ごとに動作して表示を行う表示機器の画素検査装置および画素検査方法に関し、詳しくは、被検査表示機器の1画素に対する受光素子数が少なくとも、画素の欠陥を精度良く検査する画素検査装置および画素検査方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
画素ごとに動作して、輝度、反射率、または透過率の光学特性を電気的にコントロールして画像を表示する表示機器は、研究中、開発中のものを含めると多々あり、実用化されているものだけでも、直視型や投射型に液晶パネル、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機EL(electroluminescence)ディスプレイ、LED(light emitting diode)ディスプレイ等がある。
【0003】
このような表示機器は、電子ビームを走査して表示させる陰極線管とは異なり、各画素ごとに動作して光の出力を制御するが、製造段階において光の出力を制御できない画素、すなわち欠陥画素が生じることがある。画素検査装置は、このような表示機器の画素の欠陥を検査をする装置である。
【0004】
図6は、従来の画素検査装置の構成例を示した図である。図6において、液晶ディスプレイ10は、被検査表示機器であり、バックライトと液晶パネルが一体形成されている。また、液晶パネルは、N×M個(N、M:整数)の画素を有する。
【0005】
画素検査装置は、検査パターン出力部20、CCD(charge coupled devices)カメラ30、光学系40、検査部50からなる。検査パターン出力部20は、液晶ディスプレイ10に所望の検査パターンで画像を表示させる。
【0006】
CCDカメラ30は、同一の受光面上に複数の受光素子31を有し、液晶ディスプレイ10で表示される画像、すなわち各画素から出力される光を受光素子31で検出し、各受光素子31で検出した光に基づく輝度レベルを出力する。また、受光素子31は、液晶パネル10の画素数より十分に多く設けられ、各受光素子31と画素との写像の位置関係は、検査前に調整され、決定される。
【0007】
光学系40は、1枚または複数枚のレンズ41からなり、液晶ディスプレイ10とCCDカメラ30の間に設けられ、液晶ディスプレイ10からの光を効率よくCCDカメラ30に入射させる。
【0008】
検査部50は、補正係数記憶手段51、輝度補正手段52、判定手段53を有し、CCDカメラ30からの輝度レベルと、検査パターン出力部20の検査パターンとから、液晶ディスプレイ10の欠陥画素の検査をする。
【0009】
また、補正係数記憶手段51は、補正係数を格納する。輝度補正手段52は、CCDカメラ30の各受光素子31からの輝度レベルと、補正係数記憶手段51の補正係数から、各受光素子31の輝度レベルの補正を行う。判定手段53は、輝度補正手段52からの補正された輝度レベルと、検査パターン出力部20の検査パターンから、液晶ディスプレイ10の画素に欠陥があるかを判定する。
【0010】
このような装置の動作を以下に説明する。検査パターン出力部20が、液晶ディスプレイ10の各画素を所望の検査パターン、例えば、1ラインずつ順番に表示させたり、全画素を表示、非表示させたりする。
【0011】
そして、CCDカメラ30の各受光素子31が、光学系40のレンズ41を介して、液晶ディスプレイ10の各画素から出力された光を検出する。さらに、CCDカメラ30が、受光素子31によって検出された光の輝度レベルを検査部50の輝度補正手段52に出力する。
【0012】
そして、検査部50の輝度補正手段52が、受光素子31ごとに、補正係数記憶手段51から読み出した補正係数によって受光素子31の輝度レベルの補正をする。
【0013】
この輝度補正手段52の補正の動作を、CCDカメラ30の受光素子31の一部で具体的に説明する。図7は、一部の受光素子a11〜a15、a21〜a25、a31〜a35、a41〜a45、a51〜a55(以下、aijと表す。但し、i、j共に整数で、1〜5の範囲)の構成と輝度レベルの出力を表している。図7(a)は、CCDカメラ30の一部の受光素子aijの構成を表し、図7(b)は、受光素子a31〜a35が検出した光に基づく輝度レベルを表している。
【0014】
図7(a)において、受光素子aijは、5行5列のマトリックス状で配列されている。また、発光画素位置L0は、液晶ディスプレイ10のある1画素がCCDカメラ30の受光面上で対応する位置を示している。図7(b)において、横軸は受光素子a31〜a35の位置であり、縦軸は輝度レベルである。
【0015】
続いて、発光画素位置L0に対応する液晶ディスプレイ10のある1画素のみが発光した場合に、受光素子a31〜a35で検出される輝度レベルを図7(b)を用いて説明する。理想的な状態では、●点で示すように、発光画素位置L0と重なる受光素子a34、a35のみで光が検出され、他の受光素子a31〜a33では光が検出されない。
【0016】
しかし実際は、液晶ディスプレイ10の画素からCCDカメラ30の受光素子aijまでの光路中に、レンズ41、CCDカメラ30の図示しない保護ガラス、図示しないコーティング等があるため、光が理想的な状態よりも受光面上で広がる。この光の広がりは、応答特性と呼ばれ、PSF(point spread function:点像分布関数)によって表される。
【0017】
そのため、×点で示すように、発光画素位置L0と重なる受光素子a34、a35だけでなく、他の受光素子a31〜a33でも光が検出される。ちなみに、このような現象は、クロストークと呼ばれる。そして、クロストークにより、受光素子a34、a35の輝度レベルが、理想的な状態と比較して減少し、光が検出されないはずの受光素子a31〜a33からも出力がある。
【0018】
このようなクロストークによる影響を、輝度補正手段52が補正する。例えば、受光素子a33の輝度レベルを補正する場合、クロストークの影響がある範囲は、着目した受光素子a33を中心とする近傍の受光素子a12〜a14、a21〜a25、a31、a32、a34、a35、a41〜a45、a52〜a54と仮定し、式(1)によって補正を行う。
【0019】
ap’33=α・ap33+β・(ap22+ap23+ap24+ap32+ap34+ap42+ap43+ap44)+γ・(ap12+ap13+ap14+ap21+ap25+ap31+ap35+ap41+ap45+ap52+ap53+ap54) (1)
【0020】
ここで、輝度レベルapijは、受光素子aijからの出力であり、輝度レベルap’33は、受光素子a33の輝度レベルap33を補正した値である。また、補正係数α、β、γは、液晶ディスプレイ10の画素から受光素子aijまで光の応答特性により求まる係数である。
【0021】
このような補正を、輝度補正手段52が、補正係数記憶手段51に格納される補正係数α、β、γを用いて、CCDカメラ30の各受光素子aijの輝度レベルapijに対して行い、図7(b)に示す●点によって表される輝度レベルに補正する。
【0022】
再び図6に戻り、判定手段53が、式(1)によって補正した輝度レベルと検査パターン出力部20からの検査パターンとを比較して、例えば、図7(a)に示すような、発光画素位置L0の1画素のみが表示される検査パターンならば、発光画素位置L0と重なる受光素子(図7(b)では、受光素子a34、a35)から所望の輝度レベルが出力されるかを判定し、発光画素位置L0と重ならない受光素子(図7(b)では、受光素子a31〜a33)から輝度レベルが0または0に近い値が出力されるかを判定し、画素の欠陥の有無を検査する。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
このような画素検査装置は、液晶ディスプレイ10を検査するために、液晶ディスプレイ10の1画素を複数の受光素子31で検出する。一般的に、1画素に対して縦横共に4倍以上、すなわち16個以上の受光素子31で検出を行うのが望ましい。
【0024】
しかし近年、液晶ディスプレイ10の高解像度化によって、単位面積当りの画素数が増大し、相対的に1画素を検出するCCDカメラ30の受光素子31の数が著しく減少し、画素と受光素子31の比率が下がり、1:2、1:1となっている。そのため、光学系40等の歪や、画素と受光素子31との写像の位置関係のずれの影響を受け易くなる。
【0025】
つまり、輝度補正手段52が、式(1)によって輝度レベルapijの補正を行うが、PSFが点対称であると仮定している。そのため、着目する受光素子a33からの距離がほぼ同一の隣接する受光素子a22〜a24、a32、a34、a42〜a44によるクロストークの影響は同一として補正係数βを乗算し、同様に距離がほぼ同一の隣々接する受光素子a12〜a14、a21、a25、a31、a35、a41、a45、a52〜a54には補正係数γを乗算する。しかし、実際には、コマ収差や、色収差等の光学系40等の歪みの影響により、応答特性を表すPSFも点対称とならず、受光面上の象も歪んでいる。具体的には、光強度を等高線で表すと、四角形状でなく楕円形状になったりする。これにより輝度レベルapijの補正が正確にできず、検査の精度が落ちるという問題があった。
【0026】
また、被検査機器ごとに、画素と受光素子31の位置関係が、基準となる位置関係、すなわち補正係数α、β、γを求めた時の位置関係からずれると、式(1)による受光素子aijの輝度レベルapijの補正がさらに悪化するという問題があった。もちろん、これらの問題を回避するために、CCDカメラ30の受光素子31の数を増やし検査することも可能だが、製造の難しさ、コスト等の問題でこのようなCCDカメラ30の入手は困難である。
【0027】
そこで本発明の目的は、被検査表示機器の1画素に対する受光素子数が少なくとも、画素の欠陥を精度良く検査する画素検査装置および画素検査方法を実現することである。
【0028】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、
画素ごとに動作して表示を行う被検査表示機器に、所望の検査パターンを表示させ、被検査表示機器の画素からの光を複数の受光素子で検出し、被検査表示機器の画素の欠陥を検査する画素検査装置において、
前記被検査表示機器の画素と前記受光素子との写像の位置関係によって、受光素子からの輝度レベルを補正するずれ補正手段と、
このずれ補正手段によって補正された輝度レベルを、前記被検査表示機器の画素から前記受光素子までの光の応答特性によって補正する輝度補正手段と、
この輝度補正手段によって補正された輝度レベルと、前記検査パターンとから、画素の欠陥を判定する判定手段と
を設けたことを特徴とするものである。
【0029】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、
ずれ補正手段は、被検査表示機器の画素を複数のエリアに分け、このエリアごとで、前記画素と受光素子との写像の位置関係によって、受光素子からの輝度レベルを補正し、
輝度補正手段は、前記エリアごとの光の応答特性によって、ずれ補正手段によって補正された輝度レベルの補正を行うことを特徴とするものである。
【0030】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、
判定手段によって欠陥と判定された被検査表示機器の画素の配置によって、被検査表示機器のランク分けを行うランク決定手段を設けたことを特徴とするものである。
【0031】
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、
ランク決定手段は、少なくとも2画素連続で画素の欠陥があるかを検出し、ランク分けを行うことを特徴とするものである。
【0032】
請求項5記載の発明は、請求項3または4記載の発明において、
ランク決定手段は、被検査表示機器の画素のうち所望のエリアにある画素でランク分けを行うことを特徴とするものである。
【0033】
請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、
被検査表示機器は、液晶パネル、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDディスプレイのいずれかであることを特徴とするものである。
【0034】
請求項7記載の発明は、
画素ごとに動作する被検査表示機器に、所望の検査パターンを表示させ、被検査表示機器の画素からの光を複数の受光素子で検出し、被検査表示機器の画素の欠陥を検査する画素検査方法において、
前記被検査表示機器の画素と前記受光素子との写像の位置関係によって、受光素子の輝度レベルを補正し、
この補正した輝度レベルを、前記被検査表示機器の画素から前記受光素子までの光の応答特性によって補正し、
この光の応答特性によって補正した輝度レベルと、前記検査パターンとから、画素の欠陥を判定することを特徴とすることを特徴とするものである。
【0035】
請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明において、
欠陥と判定された画素の配置によって、被検査表示機器のランク分けをすることを特徴とするものである。
【0036】
請求項9記載の発明は、請求項7または8記載の発明において、
液晶パネル、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDディスプレイのいずれかである被検査表示機器を検査することを特徴とするものである。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の第1の実施例を示した構成図である。図6と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
【0038】
図1において、検査部50の代わりに検査部60が設けられる。ここで、画素検査装置は、検査パターン出力部20、CCDカメラ30、光学系40、検査部60からなる。検査部60は、ずれ量記憶手段61、補正係数記憶手段62、ずれ補正手段63、輝度補正手段64、判定手段65を有し、CCDカメラ30からの輝度レベルを、画素と受光素子31との写像の位置関係、および画素から受光素子31までの光の応答特性によって補正し、さらに、検査パターン出力部20の検査パターンから、液晶ディスプレイ10の欠陥画素の検査をする。
【0039】
そして、ずれ量記憶手段61は、液晶ディスプレイ10の画素と、CCDカメラ30の受光素子31との写像の位置関係のずれ量を格納する。補正係数記憶手段62は、画素から受光素子31までの光の応答特性に基づく補正係数を格納する。ずれ補正手段63は、ずれ量記憶手段61のずれ量によって、CCDカメラ30の各受光素子31の輝度レベルの補正を行う。
【0040】
輝度補正手段64は、補正係数記憶手段62の補正係数によって、ずれ補正手段63が補正した輝度レベルを、受光素子31同士のクロストークの影響の補正を行う。
【0041】
判定手段65は、輝度補正手段64からの補正された輝度レベルと、検査パターン出力部20からの検査パターンとによって、液晶ディスプレイ10の画素に欠陥があるかを判定する。
【0042】
このような装置の動作を以下に説明する。検査パターン出力部20が、液晶ディスプレイ10の各画素を所望の検査パターン、例えば、1ラインずつ順番に表示させたり、全画素を表示、非表示させたりする。
【0043】
そして、CCDカメラ30の各受光素子31が、光学系40のレンズ41を介して、液晶ディスプレイ10の各画素から出力された光を検出する。さらに、CCDカメラ30が、受光素子31によって検出された光の輝度レベルを検査部60のずれ補正手段63に出力する。
【0044】
続いて、検査部60の動作を図2のフローチャートを用いて説明する。検査部60のずれ補正手段63が、ずれ量記憶手段61からずれ量を読み出す(S10)。そして、読み出したずれ量によって、CCDカメラ30の各受光素子31からの輝度レベルの補正をする(S11)。
【0045】
このずれ補正手段63の動作(S11)を、CCDカメラ30の受光素子31の一部で具体的に説明する。図3は、一部の受光素子a11〜a15、a21〜a25、a31〜a35、a41〜a45、a51〜a55(以下、aijと表す)の構成を表している。図7と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
【0046】
図3において、発光画素位置L1は、液晶ディスプレイ10のある1画素が、CCDカメラ30の受光面上で対応する位置を示している。また、この発光画素位置L1は、受光素子a33と最も重なっており、受光素子a33のの面積とほぼ等しい。
【0047】
そして、ずれ量Δx、Δyは、受光素子a33の中心と発光画素位置L1の中心のずれである。また、ずれ量Δxは、受光素子a31、a35を結ぶ軸上のずれであり、ずれ量Δyは、受光素子a13、a53を結ぶ軸上のずれである。このずれ量Δx、Δyは、受光素子aijの各軸方向の素子幅によって正規化された値である。
【0048】
このずれ量Δx、Δyは、検査を行う前に、被検査機器を設置した際に求め、ずれ量記憶手段61に格納される。例えば、発光画素位置L1に対応する1画素のみを点灯させ、その近傍の受光素子aijからの輝度レベルにラグランジェ補完を行うことにより、最大値を求め、この最大値の位置と着目する受光画素a33の中心とのずれを演算し、演算結果のずれ量Δx、Δyをずれ量記憶手段61に格納しておく。
【0049】
そして、検査時にずれ補正手段63が、ずれ量記憶手段61から読み出したずれ量Δx、Δyによって、着目した受光素子a33の輝度レベルap33の補正を下記の式(2)によって補正を行う。
【0050】
ac33=(1−Δx)・(1−Δy)・ap33+Δx・(1―Δy)・ap32+Δx・Δy・ap42+(1−Δx)・Δy・ap43(2)
【0051】
ここで、ap32、ap42、ap43は、発光画素位置L1が重なる受光素子a32、a42、a43それぞれからの輝度レベルであり、ac33は、補正後の受光素子a33の輝度レベルである。
【0052】
このようにずれ補正手段63が、各受光素子aijごとにそれぞれの輝度レベルapijの補正を行い、ずれを補正した輝度レベルacijを求める。
【0053】
再び、図2のフローチャートに戻り、輝度補正手段64が、補正係数記憶手段62から補正係数を読み出し(S12)、ずれ補正手段63が補正した輝度レベルacijから、クロストークによる影響の補正を行う(S13)。例えば、輝度補正手段64が、図3に示す受光素子a33のずれ補正後の輝度レベルac33に補正を行う場合、下記の式(3)によって補正する。
【0054】
【数1】
【0055】
ここで、A33は、着目する受光素子a33の輝度レベルac33を補正した後の輝度レベルである。また、Ksijは、着目する受光素子a33を中心とする5行5列の25個の受光素子aijごとの補正係数である。このようにして、輝度レベルacijを補正して、輝度レベルAijを求める。
【0056】
但し、この補正係数Ksijは、検査を行う前に、調整用の表示機器をずれ量Δx、Δyが0となるように設定し求める。具体的には、受光素子a33に対応する画素のみを表示させ、受光素子aijの輝度レベルapij(=acij)を求める。つまり、受光素子a33の輝度レべルA33のみ非ゼロの値であり、残りの受光素子a11〜a15、a21〜a25、a31、a32、a34、a35、a41〜a45、a51〜a55の輝度レベルA11〜A15、A21〜A25、A31、A32、A34、A35、A41〜A45、A51〜A55は0となる。このようにして、25個の連立方程式を作り、補正係数Ksijを求める。また、平均的に効果があるように、より多くの方程式を連立させ、最小二乗法により補正係数Ksijを求めてもよい。そして、求めた補正係数Ksijを、補正係数記憶手段62に格納しておく。
【0057】
そして、判定手段65が、式(3)によって補正した輝度レベルAijと検査パターン出力部20からの検査パターンとを比較して、画素の欠陥の有無を検査する(S14)。例えば、(イ)全画素表示時に、補正した輝度レベルAijが、所望の輝度レベルより低いと、その受光素子31に対応する画素を欠陥と判定する。(ロ)全画素非表示時に、補正した輝度レベルAijが、所望の輝度レベルよりも高いと、その受光素子31に対応する画素を欠陥と判定する。(ハ)画素の輝度レベルを最大値の50%に設定し、補正した輝度レベルAijが、最大輝度レベルの50%±q%(q:整数)の範囲に収まらないと、その受光素子31に対応する画素を欠陥と判定する。
【0058】
従来のように式(1)による補正方法の場合、PSFが点対称でないと、輝点や滅点の分布を精度良く補正することができず、さらに、画素の欠陥の数を正確に求めることができない。例えば、全画面非表示とし、ある1画素に非常に強い輝点欠陥があり、式(1)によって補正を行ったとしても、その画素に対応する受光素子のみでなく、隣接する受光素子にも一定量の輝度レベルが発生する。そして、その量が欠陥と判定する閾値よりも大きくなることがあり、実際は欠陥が1画素にもかかわらず、2画素連続した欠陥とみなされ、欠陥の画素数が1個多く検出され、精度よく検査することができない。
【0059】
しかし、ずれ補正手段63が、液晶ディスプレイ10の画素とCCDカメラ30の受光素子31との位置関係のずれによる輝度レベルapijの誤差を補正し、輝度補正手段54が、応答特性に基づく補正係数で、ずれ補正手段63が補正した輝度レベルacijの補正を行うので、1画素からの光を検出する受光素子31の数が少なく、さらに光学系40等の歪みによって、PSFが点対称でなく2次元的な分布であっても、輝度レベルAijを精度よく求めることができる。これにより、被検査表示機器の1画素に対する受光素子数が少なくとも、液晶ディスプレイ10の画素の欠陥を精度よく検査することができる。
【0060】
続いて図4は、本発明の第2の実施例を示した構成図である。ここで、図1と同一のものは同一符号を付し、説明を省略すると共に図示も省略する。図4において、検査部60に、ランク決定手段66が設けられる。ランク決定手段66は、判定手段65が欠陥と判断した画素の配置により、液晶ディスプレイ10の画素のランクを決定する。
【0061】
このような装置の動作を説明する。ランク決定手段66が、判定手段65の判定結果から、欠陥画素の配置、例えば2画素以上連続して欠陥画素が配置されているのを検出したならば、不良品とランク付けする。そして、このランクを図示しない外部装置に出力する。このようなランク決定手段66が、欠陥画素の配置によって、液晶ディスプレイのランク分けをする動作以外は、図1に示す装置と同様なので説明を省略する。
【0062】
このように、ランク決定手段66が、欠陥画素が連続しているかを判断するので、ユーザの視認性に沿った検査ができる。すなわちユーザは、欠陥画素が飛び飛びの不連続よりも、連続して存在するほうが、欠陥品と認識し易い。これにより、画素の欠陥が同一の数であっても、液晶ディスプレイ10の画素のランクを正確に検査することができる。
【0063】
続いて、図5は、本発明の第3の実施例を示した構成図である。ここで、図1と同一のものは同一符号を付し、説明を省略すると共に図示も省略する。図2において、光学系40とCCDカメラ30の間にスクリーン70が設けられる。このような装置は、図1に示す検査装置にスクリーン70を設けることにより、液晶ディスプレイ10が投射型であるプロジェクターに用いられる場合の検査に適した構成である。
【0064】
図5に示す装置の動作を説明する。検査パターン出力部20が、液晶ディスプレイ10の各画素を所望の検査パターン、例えば、1ラインずつ順番に表示させたり、全画素を表示、非表示させたりする。
【0065】
そして、光学系40が、液晶ディスプレイ10からの光を、スクリーン70に所望の位置へ投影する。そして、CCDカメラ30の各受光素子31が、光学系40のレンズ41、スクリーン70を介して、液晶ディスプレイ10の各画素から出力された光を検出する。
【0066】
また、液晶ディスプレイ10の各画素からの光を、光学系40が、スクリーン70に投影し、このスクリーン70に投影された光を、CCDカメラ30が検出する以外の動作は、図1に示す装置と同様なので説明を省略する。もちろん、スクリーン70を透過する光でなく、スクリーン70で反射する光を、CCDカメラ30が検出する構成でもよい。
【0067】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。
(1)図1、図4、図5に示す装置において、ずれ補正手段63、輝度補正手段64のそれぞれは、全受光素子31からの輝度レベルを同じずれ量Δx、Δy、補正係数Ksijで補正を行う構成を示したが、受光素子31の位置によって、ずれ量Δx、Δy、補正係数Ksijを変えてもよい。
【0068】
例えば、受光素子31を9つのエリアに分割し、この分割した位置ごとに、それぞれの補正係数Ksijを用いて、式(2)、式(3)によって補正を行う。すなわち、液晶ディスプレイ10の各画素からの光は光学系40やスクリーン70等を介してCCDカメラ30で検出されるが、レンズ41、スクリーン70の中心付近を通る光路と周辺部を通る光路では、写像の位置関係や、光の応答特性が異なることが多いからである。もちろん、分割するエリアの面積は、同面積でなく、例えば、中心部の面積を多くとってもよい。
【0069】
このように、エリアごとに求めたずれ量Δx、Δy、補正係数Ksijで各受光素子31の輝度レベルを補正するので、画素からの光路によって生じる応答特性のばらつきを考慮して、より正確に輝度レベルを補正することができる。これにより、液晶ディスプレイ10の画素の欠陥をより精度よく検査することができる。
【0070】
(2)本発明の画素検査装置は、被検査表示機器を液晶ディスプレイ10としたが、画素を電気的にコントロールする表示機器、例えば液晶パネル、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDディスプレイ等の画素の検査にも適用することができる。
【0071】
(3)液晶ディスプレイ10の1画素からの光を、1個の受光素子31で検出する例を示したが、複数個の受光素子31で検出するようにしてもよい。
【0072】
(4)輝度補正手段64が、着目した受光素子a33を含む25個の受光素子aijからの輝度レベルapijで補正を行ったが、この補正を行う受光素子aijの数は、いくつでもよい。例えば、光学系40等の歪みの大きい部分は、より多くの受光素子aijを用いて、着目する受光素子a33の輝度レベルap33の補正を行ってもよい。
【0073】
(5)図4に示す装置において、ランク決定手段66が、液晶ディスプレイ10の画素の欠陥の配置を、全画素に対して検査を行ったが、ユーザが画素の欠陥を認識し易い液晶ディスプレイ10の中心付近の画素だけを対象に検査してランク分けをしてもよい。これにより、検査の時間を少なくでき、コストを抑えることができる。
【0074】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項1〜6によれば、受光素子が検出した輝度レベルに、ずれ補正手段が、被検査表示機器の画素と受光素子との写像の位置関係によって輝度レベルを補正し、さらに、輝度補正手段が、応答特性に基づき補正を行うので、1画素からの光を検出する受光素子の数が少なく、さらに応答特性の光強度が非対称でも、受光素子から輝度レベルを精度よく求めることができる。これにより、被検査表示機器の1画素に対する受光素子数が少なくとも、画素の欠陥を精度良く検査することができる。従って、高価で入手が困難なCCDカメラ30を用いる必要がなく、検査装置のコストを抑えることができる。
【0075】
請求項2によれば、エリアごとのずれ量、および応答特性によって輝度レベルを補正するので、光路によらず輝度レベルを精度よく補正することができる。これにより、画素の欠陥をより精度よく検査することができる。
【0076】
請求項3〜5によれば、ランク決定手段が、欠陥画素の配置によって、被検査表示機器のランク分けを行うので、ユーザの視認性にあった検査ができる。これにより、画素の欠陥が同一の数であっても、被検査表示機器の画素のランクを正確に検査することができる。
【0077】
請求項7〜9によれば、被検査表示機器の画素と受光素子との写像の位置関係によって、受光素子からの輝度レベルを補正し、この補正した輝度レベルを、被検査表示機器の画素から受光素子までの光の応答特性によって補正するので、受光素子からの輝度レベルを精度よく補正することができる。これにより、被検査表示機器の1画素に対する受光素子数が少なくとも、画素の欠陥を精度よく検査することができる。
【0078】
請求項8によれば、欠陥と判定された画素の配置によって、被検査表示機器のランク分けをするので、ユーザの視認性にあった検査ができる。これにより、画素の欠陥が同一の数であっても、被検査表示機器の画素のランクを正確に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示した構成図である。
【図2】図1に示す装置における検査部60の動作を示したフローチャートである。
【図3】受光素子31の一部の詳細な構成を示した図である。
【図4】本発明の第2の実施例を示した構成図である。
【図5】本発明の第3の実施例を示した構成図である。
【図6】従来の画素検査装置の構成を示した図である。
【図7】受光素子31の一部の詳細な構成を示した図である。
【符号の説明】
10 液晶ディスプレイ
31 受光素子
60 検査部
61 ずれ量記憶手段
62 補正係数記憶手段
63 ずれ補正手段
64 輝度補正手段
65 判定手段
66 ランク決定手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
There are many display devices that operate on a pixel-by-pixel basis and display images by electrically controlling the optical characteristics of luminance, reflectance, or transmittance, including those under research and development, and have been put into practical use. There are a liquid crystal panel, a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL (electroluminescence) display, an LED (light emitting diode) display and the like as a direct-view type or a projection type.
[0003]
Such a display device, unlike a cathode ray tube that scans and displays an electron beam, operates on a pixel-by-pixel basis to control the light output, but a pixel that cannot control the light output at the manufacturing stage, that is, a defective pixel May occur. The pixel inspection device is a device that inspects a pixel of such a display device for a defect.
[0004]
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional pixel inspection device. In FIG. 6, a
[0005]
The pixel inspection apparatus includes an inspection
[0006]
The
[0007]
The optical system 40 includes one or a plurality of lenses 41, is provided between the
[0008]
The
[0009]
Further, the correction coefficient storage unit 51 stores a correction coefficient. The brightness correction means 52 corrects the brightness level of each light receiving element 31 based on the brightness level from each light receiving element 31 of the
[0010]
The operation of such a device is described below. The test
[0011]
Then, each light receiving element 31 of the
[0012]
Then, the
[0013]
The correction operation of the brightness correction means 52 will be specifically described with reference to a part of the light receiving element 31 of the
[0014]
In FIG. 7A, the light receiving element a ij Are arranged in a matrix of 5 rows and 5 columns. The light-emitting pixel position L0 indicates a position where one pixel of the
[0015]
Subsequently, when only one pixel of the
[0016]
However, in practice, the light receiving element a of the
[0017]
Therefore, as indicated by the point x, the light receiving element a overlapping the light emitting pixel position L0 34 , A 35 As well as other light receiving elements a 31 ~ A 33 But light is detected. Incidentally, such a phenomenon is called crosstalk. Then, the light receiving element a 34 , A 35 The luminance level of the light receiving element a is reduced as compared with the ideal state, and no light should be detected. 31 ~ A 33 Also has output.
[0018]
The
[0019]
ap ' 33 = α ・ ap 33 + Β ・ (ap 22 + Ap 23 + Ap 24 + Ap 32 + Ap 34 + Ap 42 + Ap 43 + Ap 44 ) + Γ · (ap 12 + Ap 13 + Ap 14 + Ap 21 + Ap 25 + Ap 31 + Ap 35 + Ap 41 + Ap 45 + Ap 52 + Ap 53 + Ap 54 (1)
[0020]
Here, the brightness level ap ij Is the light receiving element a ij And the luminance level ap ' 33 Is the light receiving element a 33 Brightness level ap 33 Is a corrected value. The correction coefficients α, β, and γ are calculated based on the pixels of the
[0021]
Such correction is performed by the
[0022]
Returning to FIG. 6 again, the judging means 53 compares the luminance level corrected by the equation (1) with the test pattern from the test
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
Such a pixel inspection device detects one pixel of the
[0024]
However, in recent years, as the resolution of the
[0025]
That is, the
[0026]
If the positional relationship between the pixel and the light receiving element 31 for each device to be inspected deviates from the reference positional relationship, that is, the positional relationship when the correction coefficients α, β, and γ are obtained, the light receiving element according to Expression (1) is obtained. a ij Brightness level ap ij There is a problem that the correction of the image is further deteriorated. Of course, in order to avoid these problems, it is possible to increase the number of the light receiving elements 31 of the
[0027]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize a pixel inspection apparatus and a pixel inspection method for accurately inspecting a pixel for defects with at least the number of light receiving elements per pixel of a display device to be inspected.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
A desired inspection pattern is displayed on a display device to be inspected which operates and displays for each pixel, light from pixels of the display device to be inspected is detected by a plurality of light receiving elements, and defects of the pixels of the display device to be inspected are detected. In the pixel inspection device to inspect,
A shift correction unit that corrects a luminance level from a light receiving element by a positional relationship between a pixel of the display device to be inspected and the light receiving element,
A luminance correction unit that corrects the luminance level corrected by the shift correction unit based on a response characteristic of light from a pixel of the display device to be inspected to the light receiving element;
Determining means for determining a pixel defect from the luminance level corrected by the luminance correcting means and the inspection pattern;
Is provided.
[0029]
The invention according to
The shift correcting unit divides the pixel of the display device under inspection into a plurality of areas, and corrects the luminance level from the light receiving element according to the positional relationship of the mapping between the pixel and the light receiving element for each area,
The brightness correction means corrects the brightness level corrected by the shift correction means according to the light response characteristics of each area.
[0030]
The invention according to
It is characterized in that rank determining means is provided for classifying the display device under inspection according to the arrangement of the pixels of the display device under inspection determined to be defective by the determining unit.
[0031]
The invention according to claim 4 is the invention according to
The rank determining means detects whether or not there is a pixel defect for at least two consecutive pixels, and performs rank classification.
[0032]
The invention according to
The rank deciding means is characterized in that ranks are determined for pixels in a desired area among pixels of the display device to be inspected.
[0033]
The invention according to
The display device to be inspected is one of a liquid crystal panel, a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display, and an LED display.
[0034]
The invention according to claim 7 is
Pixel inspection for displaying a desired inspection pattern on a display device to be inspected that operates for each pixel, detecting light from the pixels of the display device to be inspected by a plurality of light receiving elements, and inspecting the defects of the pixels of the display device to be inspected In the method,
The pixel of the display device to be inspected and the positional relationship of the mapping of the light receiving element, to correct the luminance level of the light receiving element,
The corrected luminance level is corrected by a response characteristic of light from the pixel of the display device under inspection to the light receiving element,
A defect of a pixel is determined from the luminance level corrected by the response characteristic of the light and the inspection pattern.
[0035]
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7,
The display device to be inspected is ranked according to the arrangement of the pixels determined to be defective.
[0036]
The invention according to claim 9 is the invention according to claim 7 or 8,
The present invention is characterized by inspecting a display device to be inspected, which is one of a liquid crystal panel, a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display, and an LED display.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. 6 that are the same as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0038]
In FIG. 1, an
[0039]
Then, the shift amount storage means 61 stores the shift amount of the positional relationship between the image of the pixel of the
[0040]
The
[0041]
The determining
[0042]
The operation of such a device is described below. The test
[0043]
Then, each light receiving element 31 of the
[0044]
Next, the operation of the
[0045]
The operation (S11) of the
[0046]
In FIG. 3, a light-emitting pixel position L <b> 1 indicates a position where one pixel of the
[0047]
The shift amounts Δx and Δy are determined by the light receiving element a 33 Is shifted from the center of the light emitting pixel position L1. Further, the shift amount Δx is determined by the light receiving element a 31 , A 35 And the amount of deviation Δy is determined by the light receiving element a 13 , A 53 On the axis connecting. The shift amounts Δx and Δy are based on the light receiving element a ij Is a value normalized by the element width in each axis direction.
[0048]
The deviation amounts Δx and Δy are obtained when the device to be inspected is installed before the inspection, and are stored in the deviation
[0049]
Then, at the time of inspection, the
[0050]
ac 33 = (1-Δx) · (1-Δy) · ap 33 + Δx ・ (1-Δy) ・ ap 32 + Δx ・ Δy ・ ap 42 + (1-Δx) · Δy · ap 43 (2)
[0051]
Where ap 32 , Ap 42 , Ap 43 Is the light receiving element a where the light emitting pixel position L1 overlaps 32 , A 42 , A 43 The brightness level from each, ac 33 Is the corrected light receiving element a 33 Luminance level.
[0052]
As described above, the
[0053]
Returning to the flowchart of FIG. 2 again, the
[0054]
(Equation 1)
[0055]
Where A 33 Is the light receiving element a of interest 33 Brightness level ac 33 Is the brightness level after the correction. Also, Ks ij Is the light receiving element a of interest 33 25 light receiving elements a in 5 rows and 5 columns centered on ij Is a correction coefficient for each. Thus, the brightness level ac ij To correct the brightness level A ij Ask for.
[0056]
However, this correction coefficient Ks ij Is determined by setting the display device for adjustment so that the deviation amounts Δx and Δy become 0 before performing the inspection. Specifically, the light receiving element a 33 Are displayed only on the pixels corresponding to ij Brightness level ap ij (= Ac ij ). That is, the light receiving element a 33 Brightness level A 33 Only the non-zero value and the remaining light receiving elements a 11 ~ A Fifteen , A 21 ~ A 25 , A 31 , A 32 , A 34 , A 35 , A 41 ~ A 45 , A 51 ~ A 55 Brightness level A 11 ~ A Fifteen , A 21 ~ A 25 , A 31 , A 32 , A 34 , A 35 , A 41 ~ A 45 , A 51 ~ A 55 Becomes 0. In this way, 25 simultaneous equations are created, and the correction coefficient Ks ij Ask for. In order to obtain an average effect, more equations are simultaneously set, and the correction coefficient Ks is calculated by the least square method. ij May be requested. Then, the obtained correction coefficient Ks ij Is stored in the correction coefficient storage means 62.
[0057]
Then, the judging means 65 sets the luminance level A corrected by the equation (3). ij Is compared with the inspection pattern from the inspection
[0058]
In the case of the conventional correction method using Equation (1), if the PSF is not point-symmetric, the distribution of bright spots and dark spots cannot be corrected with high accuracy, and the number of pixel defects must be accurately obtained. Can not. For example, the entire screen is not displayed, and one pixel has a very strong bright spot defect, and even if correction is performed according to equation (1), not only the light receiving element corresponding to that pixel but also the adjacent light receiving element A certain amount of brightness level is generated. Then, the amount may be larger than the threshold value for determining a defect. In fact, even though the defect is one pixel, it is regarded as a continuous two-pixel defect, and the number of defective pixels is detected by one more. Can not be inspected.
[0059]
However, the
[0060]
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. Here, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted and the illustration is also omitted. In FIG. 4, a rank determination unit 66 is provided in the
[0061]
The operation of such a device will be described. If the rank determining means 66 detects the arrangement of defective pixels, for example, that two or more defective pixels are continuously arranged, from the determination result of the determining
[0062]
As described above, since the rank determining unit 66 determines whether or not the defective pixels are continuous, it is possible to perform the inspection according to the visibility of the user. That is, the user is more likely to recognize a defective product when defective pixels are present continuously than in discrete discontinuities. Thereby, even if the number of defective pixels is the same, the rank of the pixels of the
[0063]
FIG. 5 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention. Here, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted and the illustration is also omitted. 2, a screen 70 is provided between the optical system 40 and the
[0064]
The operation of the device shown in FIG. 5 will be described. The test
[0065]
Then, the optical system 40 projects the light from the
[0066]
The operation other than that the optical system 40 projects light from each pixel of the
[0067]
The present invention is not limited to this, and may be as follows.
(1) In the apparatus shown in FIGS. 1, 4 and 5, each of the
[0068]
For example, the light receiving element 31 is divided into nine areas, and the respective correction coefficients Ks ij Is corrected by using the equations (2) and (3). That is, light from each pixel of the
[0069]
As described above, the deviation amounts Δx and Δy obtained for each area and the correction coefficient Ks ij Since the brightness level of each light receiving element 31 is corrected in the above, the brightness level can be corrected more accurately in consideration of a variation in response characteristics caused by an optical path from a pixel. Thereby, the defect of the pixel of the
[0070]
(2) In the pixel inspection apparatus of the present invention, the display device to be inspected is the
[0071]
(3) Although the example in which the light from one pixel of the
[0072]
(4) The light receiving element a focused on by the brightness correction means 64 33 25 light receiving elements a including ij Brightness level ap ij The light receiving element a for performing this correction ij May be any number. For example, a portion having a large distortion, such as the optical system 40, has more light receiving elements a ij The light receiving element a of interest using 33 Brightness level ap 33 May be corrected.
[0073]
(5) In the apparatus shown in FIG. 4, the rank determining means 66 inspects the arrangement of the pixel defects of the
[0074]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the first to sixth aspects, the shift correcting means corrects the luminance level to the luminance level detected by the light receiving element according to the positional relationship of the mapping between the pixel of the display device to be inspected and the light receiving element. However, since the correction is performed based on the response characteristics, the number of light receiving elements for detecting light from one pixel is small, and even if the light intensity of the response characteristics is asymmetric, the luminance level can be accurately obtained from the light receiving elements. Thus, the number of light receiving elements for one pixel of the display device to be inspected can be at least inspected for a defect of the pixel with high accuracy. Therefore, it is not necessary to use the expensive and difficult to obtain
[0075]
According to the second aspect, since the luminance level is corrected based on the shift amount for each area and the response characteristics, the luminance level can be accurately corrected regardless of the optical path. This makes it possible to inspect the pixel for defects with higher accuracy.
[0076]
According to the third to fifth aspects, the rank determining means ranks the display devices to be inspected according to the arrangement of the defective pixels, so that an inspection suitable for the visibility of the user can be performed. Thereby, even if the number of defects of the pixel is the same, the rank of the pixel of the display device to be inspected can be accurately inspected.
[0077]
According to the seventh to ninth aspects, the luminance level from the light receiving element is corrected according to the positional relationship of the mapping between the pixel of the display device under inspection and the light receiving element, and the corrected luminance level is converted from the pixel of the display apparatus under inspection. Since the correction is made based on the response characteristic of the light to the light receiving element, the luminance level from the light receiving element can be corrected with high accuracy. Thus, the number of light receiving elements for one pixel of the display device to be inspected can be at least inspected with high accuracy for pixel defects.
[0078]
According to the eighth aspect, the display devices to be inspected are classified according to the arrangement of the pixels determined to be defective, so that an inspection suitable for the visibility of the user can be performed. Thereby, even if the number of defects of the pixel is the same, the rank of the pixel of the display device to be inspected can be accurately inspected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of an
FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of a part of a light receiving element 31;
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional pixel inspection device.
FIG. 7 is a diagram showing a detailed configuration of a part of the light receiving element 31.
[Explanation of symbols]
10 Liquid crystal display
31 Light receiving element
60 Inspection unit
61 shift amount storage means
62 Correction coefficient storage means
63 deviation correction means
64 brightness correction means
65 Judgment means
66 Rank Determination Means
Claims (9)
前記被検査表示機器の画素と前記受光素子との写像の位置関係によって、受光素子からの輝度レベルを補正するずれ補正手段と、
このずれ補正手段によって補正された輝度レベルを、前記被検査表示機器の画素から前記受光素子までの光の応答特性によって補正する輝度補正手段と、
この輝度補正手段によって補正された輝度レベルと、前記検査パターンとから、画素の欠陥を判定する判定手段と
を設けたことを特徴とする画素検査装置。A desired inspection pattern is displayed on a display device to be inspected which operates and displays for each pixel, light from pixels of the display device to be inspected is detected by a plurality of light receiving elements, and defects of the pixels of the display device to be inspected are detected. In the pixel inspection device to inspect,
A shift correction unit that corrects a luminance level from a light receiving element by a positional relationship between a pixel of the display device to be inspected and the light receiving element,
A luminance correction unit that corrects the luminance level corrected by the shift correction unit based on a response characteristic of light from a pixel of the display device to be inspected to the light receiving element;
A pixel inspection apparatus comprising: a determination unit that determines a defect of a pixel based on the luminance level corrected by the luminance correction unit and the inspection pattern.
輝度補正手段は、前記エリアごとの光の応答特性によって、ずれ補正手段によって補正された輝度レベルの補正を行うことを特徴とする請求項1記載の画素検査装置。The shift correcting unit divides the pixel of the display device under inspection into a plurality of areas, and corrects the luminance level from the light receiving element according to the positional relationship of the mapping between the pixel and the light receiving element for each area,
2. The pixel inspection apparatus according to claim 1, wherein the brightness correction unit corrects the brightness level corrected by the shift correction unit based on a response characteristic of light for each area.
前記被検査表示機器の画素と前記受光素子との写像の位置関係によって、受光素子の輝度レベルを補正し、
この補正した輝度レベルを、前記被検査表示機器の画素から前記受光素子までの光の応答特性によって補正し、
この光の応答特性によって補正した輝度レベルと、前記検査パターンとから、画素の欠陥を判定することを特徴とする画素検査方法。Pixel inspection for displaying a desired inspection pattern on a display device to be inspected that operates for each pixel, detecting light from the pixels of the display device to be inspected by a plurality of light receiving elements, and inspecting the defects of the pixels of the display device to be inspected In the method,
The pixel of the display device to be inspected and the positional relationship of the mapping of the light receiving element, to correct the luminance level of the light receiving element,
The corrected luminance level is corrected by a response characteristic of light from the pixel of the display device under inspection to the light receiving element,
A pixel inspection method, wherein a defect of a pixel is determined from the luminance level corrected based on the light response characteristic and the inspection pattern.
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060706 |