JP2009060460A - Device, method and program for calculating optical axis adjustment value, and computer-readable recording medium - Google Patents

Device, method and program for calculating optical axis adjustment value, and computer-readable recording medium Download PDF

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晴之 岩間
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To calculate an adjustment value for adjusting the optical axis of an imaging apparatus so as to capture such a photographed image of a display device for high-accuracy detection of pixels that the display device possesses, having a luminance that is different from that of surrounding pixels. <P>SOLUTION: An optical axis adjustment value calculation device comprises an imaging control section 2 for capturing a plurality of photographed images, obtained by imaging an optical axis adjustment pattern, in accordance with their imaging positions; a contrast calculation section 56 for calculating, in each of divided regions, artificial defective pixel contrast and proper article pixel contrast for each of the photographed images; a separation degree calculation section 57 for calculating, in each of the divided regions, the degree of pixel contrast separation for each of the photographed images; and a separation degree evaluation section 58, which calculates the optical axis adjustment value for adjusting relative positions of a lens unit and an imaging device, in such a way that a difference in the degree of separation for each of the divided region is settled within a prescribed range, on the basis of the relation of the degree of separation in each of the divided regions and the imaging position of a photographed image used for calculating the relevant degree of separation. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像対象を撮像する撮像装置の光軸を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置および光軸調整値算出方法に関するものである。   The present invention relates to an optical axis adjustment value calculation apparatus and an optical axis adjustment value calculation method for calculating an adjustment value for adjusting an optical axis of an imaging apparatus that captures an imaging target.

被検査物を撮像した画像を解析することにより、当該被検査物の検査を行う検査方法が、フラットパネル等の表示装置の検査に用いられている。   An inspection method for inspecting an inspection object by analyzing an image obtained by imaging the inspection object is used for inspection of a display device such as a flat panel.

階調表示が可能な表示装置の画面を撮像する場合、当該画面を撮像する撮像装置の光軸を調整することは重要である。なぜなら、光軸がずれると、画面に存在する欠陥を検出する感度が当該画面内において不均一となり、欠陥検出の精度が低下するからである。   When imaging a screen of a display device capable of gradation display, it is important to adjust the optical axis of the imaging device that captures the screen. This is because, when the optical axis is shifted, the sensitivity for detecting defects present on the screen becomes non-uniform in the screen, and the accuracy of defect detection decreases.

光軸のずれを修正する方法、換言すれば、撮像対象物の像と撮像素子との相対位置を調整する方法の一例が、特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の方法では、撮像光学系の光軸方向(Z軸方向)の複数の位置に配置されたチャートを撮像したときの撮像情報に基づき、撮像光学系の光軸に対する撮像素子のずれを算出している。   Patent Document 1 discloses an example of a method for correcting a deviation of an optical axis, in other words, an example of a method for adjusting a relative position between an image of an imaging target and an imaging element. In the method described in Patent Document 1, the image pickup element with respect to the optical axis of the imaging optical system is based on imaging information obtained by imaging charts arranged at a plurality of positions in the optical axis direction (Z-axis direction) of the imaging optical system. Deviation is calculated.

このとき、撮像素子を3分割した分割領域にそれぞれ結像したチャートの像のコントラスト(像標準偏差などを基準に表される画像鮮鋭度)が最大となる光軸方向における位置を分割領域ごとに検出し、コントラストが最大となる位置を分割領域間で一致させることにより、Y軸周り(またはX軸周り)の、撮像素子の撮像光学系に対する姿勢を調整する。   At this time, the position in the optical axis direction at which the contrast (image sharpness expressed based on the image standard deviation) of the chart image formed in each of the divided areas obtained by dividing the image sensor into three is maximized for each divided area. By detecting and matching the position where the contrast becomes maximum between the divided regions, the posture of the image sensor with respect to the imaging optical system around the Y axis (or around the X axis) is adjusted.

なお、撮像装置に組み込まれた複数のレンズの光軸を一致させる方法が、特許文献2に開示されている。特許文献2に記載の方法では、同一模様が四隅に示されたチャートをカメラの前に配置し、そのチャートを撮像した映像に含まれる映像信号のうち、四隅に示された模様を撮像した、4つの同一面積の領域から得られる映像信号の高周波成分を積算した値が実質的に等しくなるように、光軸を調整している。
特開2005−136743号公報(2005年5月26日公開) 特開平6−350898号公報(1994年12月22日公開)
A method for matching the optical axes of a plurality of lenses incorporated in an imaging apparatus is disclosed in Patent Document 2. In the method described in Patent Document 2, a chart in which the same pattern is shown in the four corners is arranged in front of the camera, and the pattern shown in the four corners is imaged out of the video signal included in the video obtained by imaging the chart. The optical axis is adjusted so that the values obtained by integrating the high-frequency components of the video signals obtained from the four areas having the same area are substantially equal.
JP 2005-136743 A (published May 26, 2005) JP-A-6-350898 (published December 22, 1994)

フラットパネルの欠陥検査では、フラットパネル上の注目絵素とその周辺に位置する同色絵素とのコントラスト(輝度差または輝度比)を計算し、所定の閾値以上のコントラストを有する絵素を欠陥絵素として検出する。   In the flat panel defect inspection, the contrast (brightness difference or brightness ratio) between the target pixel on the flat panel and the same color picture element located in the vicinity of the target pixel is calculated. Detect as prime.

なお、本明細書では、欠陥検査における絵素のコントラストを、一般的なコントラストと区別し、絵素コントラストと称する。すなわち、絵素コントラストとは、2つの絵素の輝度差または輝度比を意味する。   In this specification, the contrast of the picture element in the defect inspection is distinguished from general contrast and is referred to as picture element contrast. That is, the picture element contrast means a luminance difference or luminance ratio between two picture elements.

一般に前記閾値は、欠陥が無い絵素、換言すれば、所定の範囲内の輝度を有する絵素(以下、良品絵素と称する)を極力誤検出せず、かつ低レベルの欠陥絵素を検出できるような値に設定されることが望ましい。   In general, the threshold value is such that a picture element having no defect, in other words, a picture element having a luminance within a predetermined range (hereinafter referred to as a non-defective picture element) is detected as low as possible and a low-level defective picture element is detected. It is desirable to set a value that can be used.

そこで、本発明の発明者は、ある閾値を使ってフラットパネルの欠陥検出を行う場合、(1)良品絵素間の絵素コントラストと、検出すべき欠陥絵素と良品絵素との絵素コントラストとがどれだけ離れているかを示す値である分離度(以下、絵素コントラスト分離度と称する)がより大きくなり、かつ(2)フラットパネル面内に同一の輝度を有する欠陥絵素が複数存在する場合に、それらの欠陥絵素に関する絵素コントラスト分離度がほぼ同じになるように、当該フラットパネルの撮像を行うことが好ましいと考えた。   Therefore, the inventor of the present invention performs (1) picture element contrast between non-defective picture elements and picture elements between defective picture elements and non-defective picture elements when performing flat panel defect detection using a certain threshold. The degree of separation, which is a value indicating how far the contrast is away (hereinafter referred to as pixel contrast separation degree), and (2) a plurality of defective picture elements having the same luminance in the flat panel surface When present, it was considered preferable to perform imaging of the flat panel so that the picture element contrast separation degree regarding these defective picture elements becomes substantially the same.

このような撮像によって得られた撮像画像を用いることにより、誤検出が少なくかつフラットパネル面内で同一の検査感度を保った、高精度な検査を実現することができる。   By using a captured image obtained by such imaging, it is possible to realize a highly accurate inspection with few false detections and maintaining the same inspection sensitivity in the flat panel surface.

逆に、絵素コントラスト分離度が小さい、または絵素コントラスト分離度が、フラットパネル面内の複数の領域において不均一である撮像画像を用いて欠陥検出を行えば、誤検出または未検出の増加を招き、検査精度が悪化する可能性が高い。   Conversely, if defect detection is performed using a captured image with small pixel contrast separation or non-uniform pixel contrast separation in a plurality of regions within the flat panel surface, false detection or non-detection increases. The inspection accuracy is likely to deteriorate.

このようなフラットパネルの欠陥検出においては、従来技術として上述したように、チャートパターンを撮像した撮像画像における一般的なコントラスト(画像鮮鋭度)を指標として光軸の調整を実施した場合、フラットパネル面内の異なる領域における画質の同等性は保証されるが、絵素コントラスト分離度が均一になるとは限らないため、欠陥検出感度が均一になるとは限らない。   In such flat panel defect detection, as described above as the prior art, when the optical axis is adjusted using the general contrast (image sharpness) in the captured image obtained by imaging the chart pattern as an index, the flat panel Although the equivalence of image quality in different regions in the plane is guaranteed, since the pixel contrast separation degree is not always uniform, the defect detection sensitivity is not necessarily uniform.

例えば、フラットパネル面内でのコントラスト(画像鮮鋭度)の差が数%以内という基準で光軸を調整したとしても、欠陥の検出感度という観点からは、その基準が妥当性なものであるとは言い切れない。すなわち、当該基準は、検出対象である欠陥絵素がフラットパネル面内の各所で確実に検出できることを保証するものではない。   For example, even if the optical axis is adjusted on the basis that the difference in contrast (image sharpness) within the flat panel surface is within a few percent, the criterion is appropriate from the viewpoint of defect detection sensitivity. Cannot be said. That is, the standard does not guarantee that a defective picture element that is a detection target can be reliably detected at various points in the flat panel surface.

従って、フラットパネル等の表示装置の欠陥検出においては、欠陥検出感度を確実に保証する指標値を用いて光軸を調整することが好ましい。換言すれば、欠陥の検出感度の観点から適切に光軸を調整することが好ましい。   Therefore, in the defect detection of a display device such as a flat panel, it is preferable to adjust the optical axis using an index value that reliably guarantees the defect detection sensitivity. In other words, it is preferable to adjust the optical axis appropriately from the viewpoint of defect detection sensitivity.

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、表示装置が有する、周囲の絵素とは異なる輝度を有する絵素を高い精度で検出可能な、表示装置の撮像画像を取得できるように、撮像装置の光軸を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置および光軸調整値算出方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a display device that can detect a pixel having a luminance different from that of a surrounding pixel with high accuracy. An object of the present invention is to provide an optical axis adjustment value calculation device and an optical axis adjustment value calculation method for calculating an adjustment value for adjusting an optical axis of an imaging device so that a captured image can be acquired.

上記の課題を解決するために、本発明に係る光軸調整値算出装置は、光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置であって、表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと当該第1マークとは異なる同一の輝度を有する第2マークとを含む調整用パターンを、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備えることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, an optical axis adjustment value calculation device according to the present invention is an imaging device in which an imaging device captures an image of a display device, which is an imaging target, formed on the surface of the imaging device by an optical element. An optical axis adjustment value calculation device that calculates an adjustment value for adjusting the position of the optical axis of the optical element by analyzing an image, and from a plurality of divided regions generated by dividing the screen of the display device An adjustment pattern including at least one first mark having the same brightness and a second mark having the same brightness different from the first mark, displayed in each of the selected at least two divided areas. A captured image acquisition unit configured to acquire a plurality of captured images captured by the imaging device while moving on a perpendicular line from the imaging device to the display device, in association with the imaging position; For each captured image acquired by the image image acquisition means, a first reference value indicating a difference between a luminance value of a pixel corresponding to the first mark and a luminance value of a pixel corresponding to the second mark, and the second mark The contrast value calculating means for calculating the second contrast value indicating the difference in the luminance values of the plurality of pixels corresponding to each divided region, and the contrast value calculating means for each captured image acquired by the captured image acquiring means. Separation degree calculating means for calculating a separation degree indicating how far the calculated first control value and the second control value are separated for each divided area, and separation for each divided area calculated by the separation degree calculating means. And the optical element so that the difference in the degree of separation for each divided region falls within a predetermined range based on the relationship between the degree of separation and the imaging position where the captured image used to calculate the degree of separation is captured. Relative to the image sensor Is characterized by comprising an optical axis adjustment value calculation means for calculating the optical axis adjustment value for adjusting the location.

本発明に係る光軸調整値算出方法は、光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置における光軸調整値算出方法であって、表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと当該第1マークとは異なる同一の輝度を有する第2マークとを含む調整用パターンを、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含むことを特徴としている。   The optical axis adjustment value calculation method according to the present invention analyzes the picked-up image obtained by picking up an image of the display device, which is an object to be picked up, formed on the surface of the image pickup device by the optical element, thereby analyzing the optical An optical axis adjustment value calculation method in an optical axis adjustment value calculation device for calculating an adjustment value for adjusting the position of an optical axis of an element, which is selected from a plurality of divided regions generated by dividing a screen of a display device. An adjustment pattern including at least one first mark having the same brightness and a second mark having the same brightness different from the first mark, displayed on each of the at least two divided areas, A captured image acquisition step of acquiring a plurality of captured images captured by the imaging device while moving on a perpendicular line from the imaging device to the display device in association with the imaging position; For each captured image acquired in the image acquisition step, a first reference value indicating a difference between a luminance value of a pixel corresponding to the first mark and a luminance value of a pixel corresponding to the second mark, and the second mark For each divided region, and for each captured image acquired in the captured image acquisition step, the reference value calculation step A separation degree calculation step for calculating a separation degree indicating how far the first control value and the second reference value calculated in step S2 are separated for each division area, and each division area calculated in the separation degree calculation step. Based on the relationship between the degree of separation for and the imaging position where the captured image used to calculate the degree of separation is captured, the difference in the degree of separation for each divided region is within a predetermined range. It is characterized by comprising an optical axis adjustment value calculation step of calculating an optical axis adjustment value for adjusting the relative positions of the academic element and the imaging element.

上記の構成によれば、撮像画像取得手段は、撮像対象である表示装置の画面に表示された調整用パターンを、撮像装置から表示装置へと下した垂線上を移動しながら(つまり、表示装置との直線距離を変更しながら)当該撮像装置が撮像した撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する。   According to the above configuration, the captured image acquisition unit moves the adjustment pattern displayed on the screen of the display device that is the imaging target while moving on the perpendicular line from the imaging device to the display device (that is, the display device). The captured image captured by the imaging device is acquired in association with the imaging position.

調整用パターンは、表示装置の画面に形成された複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに、互いに同一の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと当該第1マークとは輝度が異なる第2マークとが表示されたものである。   The adjustment pattern includes at least one first mark having the same luminance in each of at least two divided regions selected from a plurality of divided regions formed on the screen of the display device, and the first mark has a luminance Are displayed with different second marks.

対照値算出手段は、撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、第1マークに対応する画素の輝度値と第2マークに対応する画素の輝度値との違い(例えば、輝度比または輝度差)を示す第1対照値と、第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違い(例えば、輝度比または輝度差)を示す第2対照値とを各分割領域について算出する。換言すれば、対照値算出手段は、撮像画像における少なくとも2つの分割領域のそれぞれに関して、第1対照値および第2対照値を算出するという処理を、撮像画像ごとに行う。   For each captured image acquired by the captured image acquisition unit, the contrast value calculation unit calculates a difference between the luminance value of the pixel corresponding to the first mark and the luminance value of the pixel corresponding to the second mark (for example, the luminance ratio or the luminance difference). ) And a second reference value indicating a difference in luminance values (for example, luminance ratio or luminance difference) of a plurality of pixels corresponding to the second mark is calculated for each divided region. In other words, the control value calculation means performs the process of calculating the first control value and the second control value for each of the captured images for each of at least two divided regions in the captured image.

分離度算出手段は、対照値算出手段が算出した第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出するという処理を、撮像画像ごとに行う。   The separation degree calculation unit performs, for each captured image, a process of calculating a separation degree indicating how far the first control value and the second control value calculated by the control value calculation unit are separated for each divided region.

そして、光軸調整値算出手段は、分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像に対応付けられた撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、光学素子と撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する。   Then, the optical axis adjustment value calculation means calculates the relationship between the separation degree for each divided region calculated by the separation degree calculation means and the imaging position associated with the captured image used for calculating the separation degree. Based on this, an optical axis adjustment value for adjusting the relative position between the optical element and the imaging element is calculated so that the difference in the degree of separation for each divided region falls within a predetermined range.

それゆえ、表示装置の画面に表示された異なる輝度を有するマークを撮像した撮像画像における、当該マークの輝度値の違いを指標にすることにより、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置を撮像する撮像装置の光軸を調節することができる。したがって、表示装置が有する、他の絵素とは異なる輝度を有する絵素(すなわち、欠陥絵素)を高い精度で検出するための、表示装置の撮像画像を取得できる。   Therefore, by using the difference in luminance value of the mark in the captured image obtained by imaging the mark having different luminance displayed on the screen of the display device as an index, the difference in the degree of separation for each divided region is within a predetermined range. The optical axis of the imaging device that images the display device can be adjusted so as to be within the range. Therefore, it is possible to acquire a captured image of the display device for detecting a picture element (that is, a defective picture element) having a luminance different from that of other picture elements included in the display apparatus with high accuracy.

本発明に係る光軸調整値算出装置は、光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置であって、画面の全面を第1の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第1撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第1の輝度とは異なる第2の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第1撮像画像と同様に撮像した複数の第2撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、上記撮像画像取得手段が取得した、撮像位置が互いに同一の第1および第2撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに、上記第1の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと上記第2の輝度を有する第2マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成手段と、上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備えることを特徴としている。   The optical axis adjustment value calculation device according to the present invention analyzes the captured image obtained by the imaging device taking an image of the display device, which is an imaging target, formed on the surface of the imaging device by the optical element, thereby obtaining the optical An optical axis adjustment value calculation device for calculating an adjustment value for adjusting the position of the optical axis of an element, wherein a display device in which an entire screen is lit with a first luminance is transferred from the imaging device to the display device. The plurality of first captured images captured by the image capturing apparatus while moving on the perpendicular line are acquired in association with the image capturing position, and the entire surface is acquired with a second brightness different from the first brightness. A captured image acquisition unit that acquires a plurality of second captured images captured by the imaging device in the same manner as the first captured image of the lit display device, and the captured image acquisition unit The acquired image pickup positions are the same. By combining the first and second captured images, at least two divided areas selected from a plurality of divided areas generated by dividing the screen of the display device have at least the first luminance. An image composition means for obtaining a composite image representing a state in which one first mark and the second mark having the second luminance are displayed, and the first mark for each composite image synthesized by the image composition means. A first contrast value indicating a difference between a luminance value of a pixel corresponding to the second mark and a luminance value of a pixel corresponding to the second mark, and a second contrast indicating a difference of luminance values of a plurality of pixels corresponding to the second mark. The distance between the first control value calculated by the control value calculating means and the second control value for each composite image synthesized by the image synthesizing means and the control value calculating means for calculating the value for each divided region Corresponding to the separation degree calculation means for calculating the separation degree for each divided area, the separation degree for each divided area calculated by the separation degree calculation means, and the composite image used to calculate the separation degree The optical axis adjustment value for adjusting the relative position between the optical element and the imaging element so that the difference in the degree of separation for each divided region falls within a predetermined range based on the relationship with the imaging position. An optical axis adjustment value calculation means for calculating is provided.

本発明に係る光軸調整値算出方法は、光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置における光軸調整値算出方法であって、画面の全面を第1の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第1撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第1の輝度とは異なる第2の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第1撮像画像と同様に撮像した複数の第2撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、上記撮像画像取得工程において取得された、撮像位置が互いに同一の第1および第2撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに、上記第1の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと上記第2の輝度を有する第2マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成工程と、上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含むことを特徴としている。   The optical axis adjustment value calculation method according to the present invention analyzes the picked-up image obtained by picking up an image of the display device, which is an object to be picked up, formed on the surface of the image pickup device by the optical element, thereby analyzing the optical An optical axis adjustment value calculation method in an optical axis adjustment value calculation apparatus for calculating an adjustment value for adjusting the position of an optical axis of an element, the display device having the entire screen lit with a first luminance, A plurality of first captured images captured by the imaging device while moving on a perpendicular line from the imaging device to the display device are acquired in association with the imaging position, and the entire surface is defined as the first luminance. A captured image acquisition step of acquiring a plurality of second captured images captured by the imaging device in the same manner as the first captured image, in association with the captured positions, of the display device that is lit at a different second luminance; In the captured image acquisition process, Each of at least two divided regions selected from a plurality of divided regions generated by dividing the screen of the display device by combining the first and second captured images having the same imaging position acquired in the above In addition, an image composition step for obtaining a composite image representing a state in which at least one first mark having the first brightness and a second mark having the second brightness are displayed, and combining in the image composition step For each synthesized image, a first reference value indicating a difference between a luminance value of a pixel corresponding to the first mark and a luminance value of a pixel corresponding to the second mark, and a plurality of corresponding values corresponding to the second mark A reference value calculation step for calculating a second reference value indicating a difference in luminance value of pixels for each divided region, and a reference value calculation step for each composite image synthesized in the image synthesis step. A separation degree calculating step for calculating a separation degree indicating how far the calculated first control value and the second control value are separated for each divided area, and each divided area calculated in the separation degree calculation step. Based on the relationship between the degree of separation for and the imaging position corresponding to the composite image used to calculate the degree of separation, the difference of the degree of separation for each divided region falls within a predetermined range. And an optical axis adjustment value calculating step of calculating an optical axis adjustment value for adjusting a relative position between the optical element and the imaging element.

上記の構成によれば、撮像画像取得手段は、表示装置の画面の全面を第1の輝度で点灯させた表示装置を、撮像装置から当該表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第1撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、表示装置の画面の全面を第2の輝度で点灯させた表示装置を、第1撮像画像と同様に撮像した複数の第2撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する。   According to the above configuration, the captured image acquisition unit moves the display device in which the entire screen of the display device is lit at the first luminance while moving on the perpendicular line from the imaging device to the display device. A plurality of first captured images captured by the device are acquired in association with the imaging positions, and a display device in which the entire screen of the display device is lit with the second luminance is captured in the same manner as the first captured image. The plurality of second captured images obtained are acquired in association with the imaging positions.

画像合成手段は、撮像画像取得手段が取得した、撮像位置が互いに同一の第1および第2撮像画像を合成することにより、表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに、第1の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと第2の輝度を有する第2マークとが表示された状態を表現した合成画像を生成する。   The image synthesizing unit is selected from a plurality of divided regions generated by dividing the screen of the display device by synthesizing the first and second captured images acquired by the captured image acquiring unit and having the same imaging position. A composite image representing a state in which at least one first mark having a first luminance and a second mark having a second luminance are displayed in each of at least two divided regions is generated.

対照値算出手段は、画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記第1対照値と、上記第2対照値とを各分割領域について算出する。分離度算出手段は、画像合成手段が合成した合成画像ごとに、第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する。   The control value calculation means calculates the first control value and the second control value for each divided region for each composite image synthesized by the image composition means. The degree-of-separation calculating unit calculates the degree of separation for each divided region indicating how far the first control value and the second control value are separated for each composite image synthesized by the image synthesis unit.

そして、光軸調整値算出手段は、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、光学素子と撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する。   Then, the optical axis adjustment value calculation means calculates the degree of separation for each divided region based on the relationship between the degree of separation for each divided region and the imaging position corresponding to the composite image used to calculate the degree of separation. An optical axis adjustment value for adjusting the relative position between the optical element and the imaging element is calculated so that the difference between the values falls within a predetermined range.

それゆえ、上記合成画像に含まれる第1および第2マークの輝度値の違いを指標にすることにより、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置を撮像する撮像装置の光軸を調節することができる。したがって、表示装置が有する、他の絵素とは異なる輝度を有する欠陥絵素を高い精度で検出するための、表示装置の撮像画像を取得できる。   Therefore, the display device is imaged so that the difference in the degree of separation for each divided region falls within a predetermined range by using the difference in luminance value between the first and second marks included in the composite image as an index. The optical axis of the imaging device can be adjusted. Therefore, it is possible to acquire a captured image of the display device for detecting a defective pixel element having a luminance different from that of other picture elements with high accuracy.

また、上記光軸調整値算出手段は、特定の分割領域について算出された分離度の集合から、最大値を有する分離度である最大分離度を分割領域ごとに求めた後、当該最大分離度を得るに至った撮像位置を分割領域間で比較し、その比較結果に基づいて上記光軸調整値を算出することが好ましい。   In addition, the optical axis adjustment value calculation means obtains the maximum degree of separation for each divided area from the set of degrees of separation calculated for the specific divided area for each divided area, and then calculates the maximum degree of separation. It is preferable to compare the imaging positions that have been obtained between the divided regions and calculate the optical axis adjustment value based on the comparison result.

上記の構成によれば、光軸調整値算出手段は、分離度が最大となる撮像位置を分割領域ごとに求め、その撮像位置を分割領域間で比較し、その比較結果に基づいて、撮像装置の光軸を調節するための調整値を算出する。   According to the above configuration, the optical axis adjustment value calculating unit obtains the imaging position with the maximum degree of separation for each divided region, compares the imaging position between the divided regions, and based on the comparison result, the imaging device An adjustment value for adjusting the optical axis is calculated.

それゆえ、最大の分離度と撮像位置との関係を指標として、撮像装置の光軸を調節するための調整値を算出することができる。   Therefore, an adjustment value for adjusting the optical axis of the imaging apparatus can be calculated using the relationship between the maximum degree of separation and the imaging position as an index.

また、上記第1マークは、所定の範囲から外れた輝度を有する人工欠陥絵素であり、上記第2マークは、所定の範囲内の輝度を有する良品絵素であることが好ましい。   Further, it is preferable that the first mark is an artificial defect picture element having a luminance outside a predetermined range, and the second mark is a non-defective picture element having a luminance within a predetermined range.

上記の構成により、表示装置の画面に表示された人工欠陥絵素および良品絵素を撮像した撮像画像または当該撮像画像に相当する合成画像における、人工欠陥絵素および良品絵素の輝度値の違いを指標にすることにより、表示装置を撮像する撮像装置の光軸を調節することができ、表示装置が有する欠陥絵素を高い精度で検出するための、表示装置の撮像画像を取得できる。   With the above configuration, the difference between the luminance values of the artificial defect picture element and the non-defective picture element in the picked-up image obtained by picking up the artificial defect picture element and the non-defective picture element displayed on the screen of the display device or the composite image corresponding to the picked-up image. By using as an index, the optical axis of the imaging device that images the display device can be adjusted, and a captured image of the display device for detecting a defective pixel included in the display device with high accuracy can be acquired.

また、上記表示装置の像を撮像した撮像画像を解析することにより、当該表示装置と上記撮像装置との相対位置を調整するための姿勢調整値を算出する姿勢調整値算出手段をさらに備えることが好ましい。   The image processing apparatus further includes posture adjustment value calculation means for calculating a posture adjustment value for adjusting a relative position between the display device and the imaging device by analyzing a captured image obtained by capturing an image of the display device. preferable.

上記の構成によれば、姿勢調整値算出手段は、表示装置の像を撮像した撮像画像を解析することにより上記姿勢調整値を算出する。   According to the above configuration, the posture adjustment value calculating unit calculates the posture adjustment value by analyzing a captured image obtained by capturing an image of the display device.

それゆえ、撮像対象物と撮像装置との相対位置を調整することができ、光軸調整値による光軸の調節を効率良く行うことができる。   Therefore, the relative position between the imaging object and the imaging device can be adjusted, and the adjustment of the optical axis by the optical axis adjustment value can be performed efficiently.

なお、上記光軸調整値算出装置を動作させる光軸調整値算出プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための光軸調整値算出プログラムおよび当該光軸調整値算出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の技術的範囲に含まれる。   An optical axis adjustment value calculation program for operating the optical axis adjustment value calculation apparatus, an optical axis adjustment value calculation program for causing a computer to function as each of the means, and a computer on which the optical axis adjustment value calculation program is recorded A readable recording medium is also included in the technical scope of the present invention.

以上のように、本発明に係る光軸調整値算出装置は、表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと当該第1マークとは異なる同一の輝度を有する第2マークとを含む調整用パターンを、撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置の像と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備える構成である。   As described above, the optical axis adjustment value calculation device according to the present invention is identical to each other displayed in each of at least two divided regions selected from a plurality of divided regions generated by dividing the screen of the display device. The adjustment pattern including at least one first mark having luminance and a second mark having the same luminance different from the first mark is moved while moving on a perpendicular line from the imaging device to the display device. A captured image acquisition unit that acquires a plurality of captured images captured by the imaging device in association with the imaging position, and a luminance value of a pixel corresponding to the first mark for each captured image acquired by the captured image acquisition unit And a first contrast value indicating a difference between the luminance values of the pixels corresponding to the second mark and a second contrast value indicating a difference of the luminance values of the plurality of pixels corresponding to the second mark. The degree of separation indicating how far the first control value and the second control value calculated by the control value calculating means are separated for each captured image acquired by the control value calculating means and the captured image acquiring means For each divided region, a separation degree for each divided region calculated by the separation degree calculating unit, and an imaging position where the captured image used for calculating the separation degree is captured. An optical axis for calculating an optical axis adjustment value for adjusting the relative position between the image of the display device and the imaging element so that the difference in the degree of separation for each divided region falls within a predetermined range based on the relationship And an adjustment value calculation means.

本発明に係る光軸調整値算出方法は、表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと当該第1マークとは異なる同一の輝度を有する第2マークとを含む調整用パターンを、撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置の像と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含む構成である。   The optical axis adjustment value calculation method according to the present invention includes at least one having the same luminance displayed in each of at least two divided areas selected from a plurality of divided areas generated by dividing the screen of the display device. The image pickup apparatus picked up an adjustment pattern including two first marks and a second mark having the same brightness different from the first mark while moving on the perpendicular line from the image pickup apparatus to the display device. A captured image acquisition step of acquiring a plurality of captured images in association with the imaging position, and a luminance value of the pixel corresponding to the first mark and the second value for each captured image acquired in the captured image acquisition step. A first contrast value indicating a difference between the luminance values of the pixels corresponding to the mark and a second contrast value indicating a difference of the luminance values of the plurality of pixels corresponding to the second mark are assigned to each divided region. Separation indicating how far the first control value and the second control value calculated in the control value calculation step are separated for each of the control value calculation step to be calculated and the captured image acquired in the captured image acquisition step A separation degree calculating step for calculating the degree of each divided region; a separation degree for each divided region calculated in the separation degree calculating step; and an imaging position where the captured image used for calculating the separation degree is captured. Based on the relationship, the optical axis adjustment value for adjusting the relative position between the image of the display device and the image sensor is calculated so that the difference in the degree of separation for each divided region falls within a predetermined range. And an optical axis adjustment value calculation step.

本発明に係る光軸調整値算出装置は、画面の全面を第1の輝度で点灯させた表示装置を、撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第1撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第1の輝度とは異なる第2の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第1撮像画像と同様に撮像した複数の第2撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、上記撮像画像取得手段が取得した、撮像位置が互いに同一の第1および第2撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに、上記第1の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと上記第2の輝度を有する第2マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成手段と、上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置の像と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備える構成である。   The optical axis adjustment value calculation apparatus according to the present invention captures an image captured by the imaging apparatus while moving on a perpendicular line from the imaging apparatus to the display apparatus with the entire screen illuminated at the first luminance. A plurality of first captured images are acquired in association with the imaging positions, and a display device in which the entire surface is lit with a second luminance different from the first luminance is used by the imaging device. A captured image acquisition unit that acquires a plurality of second captured images captured in the same manner as an image in association with the imaging position, and a first and second imaging with the same imaging position acquired by the captured image acquisition unit At least one first mark having the first brightness and each of at least two divided areas selected from a plurality of divided areas generated by dividing the screen of the display device by combining the images; An image composition means for obtaining a composite image representing a state in which the second mark having the second brightness is displayed, and the brightness of the pixel corresponding to the first mark for each composite image synthesized by the image composition means A first contrast value indicating a difference between a value and a brightness value of a pixel corresponding to the second mark, and a second contrast value indicating a difference between brightness values of a plurality of pixels corresponding to the second mark. The degree of separation indicating how far the first control value and the second control value calculated by the control value calculating means are separated for each composite image synthesized by the control value calculating means and the image synthesizing means. Relationship between the degree-of-separation calculating means calculated for each divided area, the degree of separation for each divided area calculated by the above-mentioned degree of separation calculating means, and the imaging position corresponding to the composite image used for calculating the degree of separation Based on each division And an optical axis adjustment value calculating means for calculating an optical axis adjustment value for adjusting the relative position between the image of the display device and the image sensor so that the difference in separation degree is within a predetermined range. It is.

本発明に係る光軸調整値算出方法は、表示装置の画面の全面を第1の輝度で点灯させた表示装置を、撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第1撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第1の輝度とは異なる第2の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第1撮像画像と同様に撮像した複数の第2撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、上記撮像画像取得工程において取得された、撮像位置が互いに同一の第1および第2撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに、上記第1の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと上記第2の輝度を有する第2マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成工程と、上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、表示装置の像と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含む構成である。   The optical axis adjustment value calculation method according to the present invention is such that the display device in which the entire screen of the display device is lit with the first luminance moves on the vertical line extending from the imaging device to the display device. A plurality of first captured images captured by the camera are acquired in association with their imaging positions, and the imaging device is a display device in which the entire surface is lit at a second luminance different from the first luminance. A captured image acquisition step of acquiring a plurality of second captured images captured in the same manner as the first captured image in association with the captured position, and the first captured image acquired in the captured image acquisition step and having the same imaging position. And at least two divided regions selected from a plurality of divided regions generated by dividing the screen of the display device by combining the second captured image and at least the first luminance. An image composition step for obtaining a composite image representing a state in which two first marks and the second mark having the second luminance are displayed, and the first mark for each composite image synthesized in the image composition step A first contrast value indicating a difference between a luminance value of a pixel corresponding to the second mark and a luminance value of a pixel corresponding to the second mark, and a second contrast indicating a difference of luminance values of a plurality of pixels corresponding to the second mark. A reference value calculation step for calculating a value for each divided region, and for each synthesized image synthesized in the image synthesis step, how much is the first control value and the second control value calculated in the control value calculation step Separation degree calculation step for calculating the degree of separation for each divided region, separation degree for each divided region calculated in the separation degree calculation step, and composition used for calculating the separation degree Light for adjusting the relative position between the image on the display device and the imaging element so that the difference in the degree of separation for each divided region falls within a predetermined range based on the relationship with the imaging position corresponding to the image. And an optical axis adjustment value calculating step for calculating an axis adjustment value.

それゆえ、表示装置が有する、周囲の絵素とは異なる輝度を有する絵素を高い精度で検出可能な、表示装置の撮像画像を取得することができるという効果を奏する。   Therefore, there is an effect that it is possible to acquire a captured image of the display device that can detect with high accuracy a picture element having brightness different from that of the surrounding picture elements.

〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図11に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
[Embodiment 1]
One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

(自動検査システム30の構成)
図2は、本実施の形態の自動検査システム30の構成を示す概略図であり、図3は、自動検査システム30の構成をより詳細に示す概略図である。以下の説明では、自動検査システム30の検査対象の例として、R、G、Bの同色絵素の配列が、R、G、Bの順に繰返し配列したフラットパネル40を挙げて説明するが、当該検査対象は、フラットパネルに限定されず、後述する調整用パターンを表示できる、階調表示が可能な表示装置であればよい。なお、図3において、データの流れを実線の矢印で示し、制御の方向を破線の矢印で示している。
(Configuration of automatic inspection system 30)
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the automatic inspection system 30 of the present embodiment, and FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the automatic inspection system 30 in more detail. In the following description, as an example of the inspection target of the automatic inspection system 30, a flat panel 40 in which the same color picture elements of R, G, B are repeatedly arranged in the order of R, G, B will be described. The inspection target is not limited to a flat panel, and may be any display device capable of displaying a later-described adjustment pattern and capable of gradation display. In FIG. 3, the flow of data is indicated by solid arrows, and the direction of control is indicated by broken arrows.

液晶パネルに代表されるフラットパネルは、近年大型化が著しく、フラットパネルの欠陥を検査する自動欠陥検査装置においては、撮像装置の画角および撮像距離が大きくなってきている。それゆえ、フラットパネルと撮像装置(具体的には撮像素子およびレンズ)との相対姿勢(相対位置および相対角度)が少しでもずれると、撮像素子の撮像面に結像する像の位置が大きく変化する可能性がある。   In recent years, flat panels represented by liquid crystal panels have been greatly increased in size, and in an automatic defect inspection apparatus that inspects defects in flat panels, the angle of view and the imaging distance of the imaging apparatus are increasing. Therefore, if the relative orientation (relative position and relative angle) between the flat panel and the imaging device (specifically, the imaging device and the lens) is slightly shifted, the position of the image formed on the imaging surface of the imaging device changes greatly. there's a possibility that.

このようにフラットパネルと撮像装置との相対姿勢にずれのある状態で、上記従来技術のように、チャートパターンを表示したフラットパネルを撮像した画像のコントラスト(画像鮮鋭度)に基づいて光軸調整しても、適切な光軸調整を実施することは困難である。そのため、フラットパネルと撮像装置との相対姿勢を調整した上で、撮像素子とレンズとの微小なずれを更に調整することが好ましい。   In this way, the optical axis is adjusted based on the contrast (image sharpness) of the image obtained by imaging the flat panel displaying the chart pattern as in the above-described conventional technique in a state in which the relative orientation between the flat panel and the imaging device is shifted. Even so, it is difficult to perform appropriate optical axis adjustment. For this reason, it is preferable to further adjust a minute shift between the imaging element and the lens after adjusting the relative posture between the flat panel and the imaging device.

このような技術思想に基づき、自動検査システム30は、図2および図3に示すように、カメラ(撮像装置)11のフラットパネルに対する相対姿勢と、撮像素子に対するレンズの位置とを調整する撮像システム10および制御装置1を備えている。   Based on such a technical idea, as shown in FIGS. 2 and 3, the automatic inspection system 30 is an imaging system that adjusts the relative posture of the camera (imaging device) 11 with respect to the flat panel and the position of the lens with respect to the imaging device. 10 and a control device 1.

厳密に言えば、フラットパネルに対する撮像装置の姿勢調整も光軸の調整に含まれる。以下では、フラットパネルに対する撮像装置の姿勢調整を光軸の粗調整、撮像素子に対するレンズの位置の調整を光軸の微調整と称する。   Strictly speaking, the adjustment of the attitude of the imaging device with respect to the flat panel is also included in the adjustment of the optical axis. Hereinafter, the attitude adjustment of the imaging device with respect to the flat panel is referred to as a rough adjustment of the optical axis, and the adjustment of the lens position with respect to the imaging element is referred to as a fine adjustment of the optical axis.

より詳細に説明すると、自動検査システム30は、フラットパネル40を撮像し、その撮像画像を解析することにより、フラットパネル40が有する欠陥絵素を検出するものであり、制御装置(光軸調整値算出装置)1、撮像システム10、検査装置31およびパターン発生装置32を備えている。   More specifically, the automatic inspection system 30 detects the defective picture element of the flat panel 40 by imaging the flat panel 40 and analyzing the captured image, and the control device (optical axis adjustment value). (Calculation device) 1, imaging system 10, inspection device 31, and pattern generation device 32.

撮像システム10は、フラットパネル40を撮像するものであり、図3に示すように、カメラ11およびカメラステージ15を備えている。   The imaging system 10 images the flat panel 40, and includes a camera 11 and a camera stage 15 as shown in FIG.

カメラ11は、CCD(Charge Coupled Devices)カメラ等のデジタルカメラであり、レンズユニット(光学素子)12、撮像素子14、および撮像素子14に対するレンズユニット12の相対角度を調整する支持冶具13を備えている。なお、撮像システム10に用いられるカメラは、撮像素子に対するレンズのX軸回りの角度を調整できるものであればよく、レンズの角度を調整する機構は、どのようなものであってもよい。   The camera 11 is a digital camera such as a CCD (Charge Coupled Devices) camera, and includes a lens unit (optical element) 12, an image sensor 14, and a support jig 13 that adjusts the relative angle of the lens unit 12 with respect to the image sensor 14. Yes. The camera used in the imaging system 10 may be any camera that can adjust the angle around the X axis of the lens with respect to the imaging element, and any mechanism that adjusts the angle of the lens may be used.

カメラステージ15は、フラットパネル40に対して垂直な方向(図2にて、Z軸方向)、フラットパネル40の一方の辺に平行な方向(図2にて、X軸方向)およびフラットパネル40の他方の辺に平行な方向(図2にて、Y軸方向)の、3つの方向軸周りにおけるカメラ11の姿勢およびフラットパネル40とカメラ11との距離を調整する機構を備えている。すなわち、カメラステージ15は、X軸、Y軸、Z軸周りのカメラ11の、フラットパネル40に対する位置および角度を調節する撮像姿勢調整装置である。   The camera stage 15 has a direction perpendicular to the flat panel 40 (Z-axis direction in FIG. 2), a direction parallel to one side of the flat panel 40 (X-axis direction in FIG. 2), and the flat panel 40. Is provided with a mechanism for adjusting the posture of the camera 11 and the distance between the flat panel 40 and the camera 11 around three direction axes in a direction parallel to the other side (Y-axis direction in FIG. 2). That is, the camera stage 15 is an imaging posture adjustment device that adjusts the position and angle of the camera 11 around the X axis, the Y axis, and the Z axis with respect to the flat panel 40.

具体的には、カメラステージ15は、カメラ11を支持するとともに、その姿勢を調節可能なカメラ支持部16、本体17を備えており、Z軸方向に延びるレール18の上を移動することができる。   Specifically, the camera stage 15 includes a camera support unit 16 and a main body 17 that support the camera 11 and whose posture can be adjusted, and can move on a rail 18 that extends in the Z-axis direction. .

パターン発生装置32は、後述するパターン制御部7からの命令に従って、フラットパネル40に、所定の表示パターンを印加するための制御信号を当該フラットパネル40へ出力する。   The pattern generating device 32 outputs a control signal for applying a predetermined display pattern to the flat panel 40 in accordance with a command from the pattern control unit 7 described later.

制御装置1は、レンズユニット12によって撮像素子の面に結像された、フラットパネル40の像を撮像した撮像画像を解析することにより、レンズユニット12の光軸の位置を調整するための調整値を算出するものであり、撮像制御部(撮像画像取得手段)2、カメラ位置調整部3、画像メモリ4、画像処理部(光軸調整値算出装置)5、コントローラ6、パターン制御部7および入力部8を備えている。   The control device 1 analyzes the picked-up image obtained by picking up the image of the flat panel 40 imaged on the surface of the image pickup element by the lens unit 12 to adjust the position of the optical axis of the lens unit 12. The imaging control unit (captured image acquisition means) 2, the camera position adjustment unit 3, the image memory 4, the image processing unit (optical axis adjustment value calculation device) 5, the controller 6, the pattern control unit 7 and the input Part 8 is provided.

撮像制御部2は、カメラ11を制御するものであり、具体的には、カメラ11による撮像のタイミングの制御、フォーカス調整、光軸の調整(支持冶具13の調整)およびカメラ11によって撮像された撮像画像の取得を行う。より詳細には、撮像制御部2は、後述する光軸調整用パターンを、カメラ11からフラットパネル40へと下した垂線上を移動しながらカメラ11が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する。撮像位置の情報は、カメラステージ15から出力されてもよいし、カメラ位置調整部3から出力されてもよい。   The imaging control unit 2 controls the camera 11. Specifically, the imaging control unit 2 controls the timing of imaging by the camera 11, adjusts the focus, adjusts the optical axis (adjustment of the support jig 13), and captures images by the camera 11. Captured images are acquired. More specifically, the imaging control unit 2 captures a plurality of captured images captured by the camera 11 while moving a later-described optical axis adjustment pattern on a vertical line from the camera 11 to the flat panel 40. Acquired in association with. Information on the imaging position may be output from the camera stage 15 or may be output from the camera position adjustment unit 3.

撮像制御部2は、カメラ11のフォーカス調整を行うフォーカス調整部21および支持冶具13を制御することによりレンズユニット12の光軸を調整するレンズ位置調整部22を備えている。   The imaging control unit 2 includes a focus adjustment unit 21 that performs focus adjustment of the camera 11 and a lens position adjustment unit 22 that adjusts the optical axis of the lens unit 12 by controlling the support jig 13.

カメラ位置調整部3は、カメラステージ15を制御することにより、カメラ11とフラットパネル40との距離を調整する。   The camera position adjustment unit 3 adjusts the distance between the camera 11 and the flat panel 40 by controlling the camera stage 15.

画像メモリ4は、撮像制御部2によって取得された撮像画像を記憶する記憶部である。   The image memory 4 is a storage unit that stores a captured image acquired by the imaging control unit 2.

画像処理部5は、撮像制御部2によって取得された撮像画像を解析することにより、カメラ11の光軸を調整するための調整値を算出する。画像処理部5の詳細については後述する。   The image processing unit 5 calculates the adjustment value for adjusting the optical axis of the camera 11 by analyzing the captured image acquired by the imaging control unit 2. Details of the image processing unit 5 will be described later.

パターン制御部7は、パターン発生装置32を制御することにより、フラットパネル40に所定の表示パターンを印加する。   The pattern controller 7 applies a predetermined display pattern to the flat panel 40 by controlling the pattern generator 32.

入力部8は、ユーザからの指示を受け付けるものであり、例えば、キーボードまたはタッチパネルである。   The input unit 8 receives an instruction from the user, and is, for example, a keyboard or a touch panel.

コントローラ6は、制御装置1の各機能ブロックを制御する。   The controller 6 controls each functional block of the control device 1.

なお、自動検査システム30から検査装置31を除き、表示装置の撮像画像を取得する撮像システムとして本発明を実現することもできる。また、カメラ位置調整部3を撮像制御部2に組み込んでもよい。   Note that the present invention can also be realized as an imaging system that acquires the captured image of the display device by removing the inspection apparatus 31 from the automatic inspection system 30. Further, the camera position adjustment unit 3 may be incorporated in the imaging control unit 2.

(フラットパネル40のマーカの構成)
図4は、フラットパネル40に表示される、光軸の粗調整のためのマーカを示す概念図である。カメラ11の光軸の粗調整を行う時には、図4に示すように、フラットパネル40に光軸の粗調整のためのマーカAおよびマーカBが表示される。
(Configuration of marker of flat panel 40)
FIG. 4 is a conceptual diagram showing markers for coarse adjustment of the optical axis displayed on the flat panel 40. When coarse adjustment of the optical axis of the camera 11 is performed, as shown in FIG. 4, markers A and B for coarse adjustment of the optical axis are displayed on the flat panel 40.

マーカAは、Y軸に平行な直線であり、フラットパネル40のX軸に平行な2つの辺(辺41および42)の中間点(点41aおよび42a)を互いに結ぶ直線である。   The marker A is a straight line parallel to the Y axis, and is a straight line connecting the intermediate points (points 41a and 42a) between two sides (sides 41 and 42) parallel to the X axis of the flat panel 40.

マーカBは、X軸に平行な直線であり、フラットパネル40のY軸に平行な2つの辺(辺43および44)の中間点(点43aおよび44a)を互いに結ぶ直線である。   The marker B is a straight line parallel to the X axis, and is a straight line connecting the intermediate points (points 43a and 44a) between two sides (sides 43 and 44) parallel to the Y axis of the flat panel 40.

このようなマーカAおよびBは、パターン発生装置32から出力される信号によって、フラットパネル40に表示される。なお、マーカAおよびBを、直線状の物体によって実現し、当該直線状の物体をフラットパネル40に貼付してもよい。   Such markers A and B are displayed on the flat panel 40 by signals output from the pattern generator 32. Note that the markers A and B may be realized by a linear object, and the linear object may be attached to the flat panel 40.

(光軸調整用パターンの構成)
図5は、光軸調整用パターンの例を示す図である。図5の(a)〜(d)に示す例では、フラットパネル40の検査対象領域は、フラットパネル40の画面全面である。図5の(a)に示す例では、フラットパネル40の画面が、上下方向(Y軸方向)に均等に3分割されており、図5の(b)に示す例では、左右方向(X軸方向)に均等に3分割されており、図5の(c)および(d)に示す例では、上下および左右方向に9分割されている。換言すれば、図5の(c)および(d)に示す例では、検査対象領域がマトリクス状に9分割されている。
(Configuration of optical axis adjustment pattern)
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an optical axis adjustment pattern. In the example shown in FIGS. 5A to 5D, the inspection target area of the flat panel 40 is the entire screen of the flat panel 40. In the example shown in FIG. 5A, the screen of the flat panel 40 is equally divided into three in the vertical direction (Y-axis direction). In the example shown in FIG. Direction), and in the example shown in FIGS. 5C and 5D, it is divided into 9 parts in the vertical and horizontal directions. In other words, in the example shown in FIGS. 5C and 5D, the inspection target region is divided into nine in a matrix.

このような分割された、フラットパネル40の検査対象領域を分割領域と称する。また、上下方向に3分割された分割領域のそれぞれを、そのY座標の大きいものから順に、上部分割領域、中央分割領域、下部分割領域と称する。分割領域の面積は互いに同一であることが好ましいが、必ずしも同一である必要はない。   Such a divided inspection target area of the flat panel 40 is referred to as a divided area. Further, each of the divided areas divided into three in the vertical direction is referred to as an upper divided area, a central divided area, and a lower divided area in order from the largest Y coordinate. The areas of the divided regions are preferably the same as each other, but are not necessarily the same.

また、図5の(a)および(b)に示す例では、3分割された領域のそれぞれに、同一の輝度を有するR(赤)、G(緑)、B(青)の人工欠陥絵素(第1マーク)の組が、3組ずつ点灯されており、それ以外の絵素は、良品絵素(第2マーク)として点灯されている。このような、分割領域に表示された人工欠陥絵素と良品絵素との組からなる表示パターンを光軸調整用パターン(調整用パターン)と称する。   Further, in the example shown in FIGS. 5A and 5B, R (red), G (green), and B (blue) artificial defect picture elements having the same brightness in each of the three divided regions. Three pairs of (first mark) are lit, and the other picture elements are lit as non-defective picture elements (second mark). Such a display pattern composed of a set of artificial defect picture elements and non-defective picture elements displayed in the divided area is referred to as an optical axis adjustment pattern (adjustment pattern).

また、また、図5の(c)に示す例では、9分割された領域のうち、5つの分割領域において、同一の輝度を有するR、G、Bの人工欠陥絵素の組が、1組ずつ点灯されており、それ以外の絵素は、良品絵素として点灯されている。   Further, in the example shown in FIG. 5C, one set of R, G, and B artificial defect picture elements having the same brightness in five divided areas among nine divided areas. The other picture elements are lit as good picture elements.

また、図5の(d)に示す例では、9分割された領域のそれぞれに、同一の輝度を有するR、G、Bの人工欠陥絵素の組が、1組ずつ点灯されており、それ以外の絵素は、良品絵素として点灯されている。   In the example shown in FIG. 5 (d), one set of R, G, and B artificial defect picture elements having the same brightness is lit in each of the nine divided areas. The other picture elements are lit as good picture elements.

すなわち、パターン制御部7は、フラットパネル40の検査対象領域を分割することによって生じる複数の領域から選ばれた少なくとも2つの領域のそれぞれにおいて、同一の輝度を有する少なくとも1つの人工欠陥絵素と、当該人工欠陥絵素の周囲に位置する、同一輝度を有する複数の良品絵素とを点灯させる。   That is, the pattern control unit 7 includes at least one artificial defect pixel having the same luminance in each of at least two regions selected from a plurality of regions generated by dividing the inspection target region of the flat panel 40; A plurality of non-defective picture elements having the same luminance and located around the artificial defect picture element are turned on.

なお、人工欠陥絵素とは、所定の範囲(基準閾値)から外れた輝度を有する絵素であり、製造工程において生じる欠陥絵素を模した絵素である。また、所定の範囲内の輝度を有する絵素を良品絵素と称する。実際には、ある絵素の周囲に位置する、当該絵素と同色の絵素との比較により、当該絵素が欠陥絵素であるかどうかが判定される。   The artificial defect picture element is a picture element having a luminance outside a predetermined range (reference threshold), and is a picture element imitating a defect picture element generated in a manufacturing process. A picture element having a luminance within a predetermined range is referred to as a non-defective picture element. Actually, it is determined whether or not the picture element is a defective picture element by comparing the picture element with the same color picture element located around a certain picture element.

人工欠陥絵素の輝度は、良品絵素として判定される所定の範囲よりも高いものであってもよいし、低いものであってもよい。換言すれば、人工欠陥絵素は、輝点欠陥絵素であってもよいし、黒点欠陥絵素であってもよい。   The brightness of the artificial defect picture element may be higher or lower than a predetermined range determined as a non-defective picture element. In other words, the artificial defect picture element may be a bright spot defect picture element or a black spot defect picture element.

また、点灯される人工欠陥絵素の輝度は、少なくとも同色の人工欠陥絵素に関して同一である。例えば、R系の人工欠陥絵素の輝度は、すべて同じである。また、R、G、Bのうちの一種類の人工欠陥絵素のみを光軸調整用パターンとして表示してもよい。   Further, the brightness of the artificial defect picture element to be lit is the same for at least the artificial defect picture elements of the same color. For example, the luminances of R-type artificial defect picture elements are all the same. Further, only one type of artificial defect picture element among R, G, and B may be displayed as the optical axis adjustment pattern.

また、複数の分割領域のうちの3つに光軸調整用パターンを表示させる場合には、光軸調整用パターンが画面全体に均等に表示させることが好ましく、少なくとも、光軸調整用パターンが表示された画面全体が線対称の軸を有するものであることが好ましい。   Further, when displaying the optical axis adjustment pattern in three of the plurality of divided areas, it is preferable to display the optical axis adjustment pattern evenly on the entire screen, and at least the optical axis adjustment pattern is displayed. It is preferable that the entire screen has a line-symmetric axis.

また、第2マークとしての良品絵素は、1つでもよいが、複数であることが望ましい。   Further, the number of non-defective picture elements as the second mark may be one, but it is desirable to be a plurality.

以下の説明では、説明を簡略化するために、パネルを上下方向に3分割し、それぞれの領域に、同一の輝度値を有する人工欠陥絵素(例えば、白点灯状態における黒点欠陥)を1組づつ点灯させる例をもとに説明を行う。   In the following description, in order to simplify the description, the panel is divided into three in the vertical direction, and one set of artificial defect picture elements (for example, black spot defects in a white lighting state) having the same luminance value in each region. An explanation will be given based on an example in which each lamp is lit.

(画像処理部5の構成)
図1は、画像処理部5の構成を示す機能ブロック図である。図1に示すように、画像処理部5は、光軸粗調整部(姿勢調整値算出手段)51および光軸微調整部(光軸調整値算出装置)55を備えている。
(Configuration of the image processing unit 5)
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the image processing unit 5. As shown in FIG. 1, the image processing unit 5 includes an optical axis rough adjustment unit (attitude adjustment value calculation means) 51 and an optical axis fine adjustment unit (optical axis adjustment value calculation device) 55.

光軸粗調整部51は、フラットパネル40の撮像画像を解析することにより、フラットパネル40とカメラ11との相対位置(相対姿勢)を調整するための姿勢調整値を算出するものであり、Z軸角度調整部52、Y軸角度調整部53およびX軸角度調整部54を備えている。   The optical axis coarse adjustment unit 51 calculates a posture adjustment value for adjusting a relative position (relative posture) between the flat panel 40 and the camera 11 by analyzing a captured image of the flat panel 40. An axis angle adjusting unit 52, a Y axis angle adjusting unit 53, and an X axis angle adjusting unit 54 are provided.

Z軸角度調整部52は、Z軸周りのカメラ11の姿勢を調整するための調整値を算出し、Y軸角度調整部53は、Y軸周りのカメラ11の姿勢を調整するための調整値を算出し、X軸角度調整部54は、X軸周りのカメラ11の姿勢を調整するための調整値を算出する。これら角度調整部における姿勢調整値の算出方法については後述する。   The Z-axis angle adjustment unit 52 calculates an adjustment value for adjusting the posture of the camera 11 around the Z-axis, and the Y-axis angle adjustment unit 53 adjusts an adjustment value for adjusting the posture of the camera 11 around the Y-axis. The X-axis angle adjustment unit 54 calculates an adjustment value for adjusting the posture of the camera 11 around the X-axis. A method of calculating the attitude adjustment value in these angle adjustment units will be described later.

光軸微調整部55は、カメラ11の光軸の微調整を行うための調整値を算出するものであり、コントラスト算出部(対照値算出手段)56、分離度算出部(分離度算出手段)57および分離度評価部(光軸調整値算出手段)58を備えている。コントラスト算出部56および分離度算出部57の詳細については後述する。   The optical axis fine adjustment unit 55 calculates an adjustment value for fine adjustment of the optical axis of the camera 11, and includes a contrast calculation unit (control value calculation unit) 56 and a separation degree calculation unit (separation degree calculation unit). 57 and a degree-of-separation evaluation unit (optical axis adjustment value calculation means) 58. Details of the contrast calculation unit 56 and the separation degree calculation unit 57 will be described later.

分離度評価部58は、分離度算出部57が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、レンズユニット12と撮像素子14との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する。   Based on the relationship between the degree of separation for each divided region calculated by the degree-of-separation calculation unit 57 and the imaging position where the captured image used for calculating the degree of separation is captured, The optical axis adjustment value for adjusting the relative position between the lens unit 12 and the image sensor 14 is calculated so that the difference in the degree of separation for the divided areas is within a predetermined range.

(コントラスト算出部56における絵素コントラスト算出方法)
図6は、絵素コントラストおよび絵素コントラスト分離度の算出方法の一例を説明するための図である。同図には、フラットパネル40の画面が上下方向に3分割されており、3つの分割領域のそれぞれに6組の人工欠陥絵素が表示されたフラットパネル40を撮像した画像における上部分割領域についての絵素コントラストおよび絵素コントラスト分離度を算出する方法が示されている。また、図6に記載された「n個」とは、上部分割領域における、人工欠陥絵素(R、G、Bの組)以外の全ての絵素(すなわち、良品絵素)の数を示している。
(Picture Element Contrast Calculation Method in Contrast Calculation Unit 56)
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a method for calculating a picture element contrast and a picture element contrast separation degree. In the figure, the screen of the flat panel 40 is divided into three in the vertical direction, and the upper divided area in the image obtained by imaging the flat panel 40 in which six sets of artificial defect picture elements are displayed in each of the three divided areas. A method for calculating the pixel contrast and the pixel contrast separation degree is shown. Further, “n” described in FIG. 6 indicates the number of all picture elements (that is, non-defective picture elements) other than the artificial defect picture element (a set of R, G, and B) in the upper divided area. ing.

コントラスト算出部56は、撮像制御部2が取得した撮像画像ごとに、人工欠陥絵素(第1マーク)に対応する画素の輝度値と良品絵素(第2マーク)に対応する画素の輝度値との違いを示す人工欠陥絵素コントラスト(第1対照値)と、複数の良品絵素に対応する複数の画素の輝度値の違いを示す良品絵素コントラスト(第2対照値)とを各分割領域について算出する。   For each captured image acquired by the imaging control unit 2, the contrast calculation unit 56 determines the luminance value of the pixel corresponding to the artificial defect pixel (first mark) and the luminance value of the pixel corresponding to the non-defective pixel (second mark). Each of an artificial defect pixel contrast (first control value) indicating a difference between the pixel and a non-defective pixel contrast (second control value) indicating a difference in luminance values of a plurality of pixels corresponding to the plurality of non-defective pixels Calculate for the region.

例えば、コントラスト算出部56は、複数の撮像素子がマトリクス状に配置されている撮像素子14を有するカメラ11が撮像した撮像画像を構成する複数の画素のうち、人工欠陥絵素(図6の(a)にて注目絵素45aに相当)を撮像した撮像素子から出力された輝度値と、当該人工欠陥絵素と同じY座標を有し、当該人工欠陥絵素に最も近い位置に位置する、当該人工欠陥絵素と同色の2つの良品絵素(図6の(a)にて周辺絵素45bおよび45cに相当)をそれぞれ撮像した撮像素子から出力された輝度値の平均値と、の差の絶対値を算出する。この差の絶対値が人工欠陥絵素コントラスト(第1対照値)である。   For example, the contrast calculation unit 56 includes an artificial defect pixel (see (6 in FIG. 6) among a plurality of pixels constituting a captured image captured by the camera 11 having the image sensor 14 in which a plurality of image sensors are arranged in a matrix. the luminance value output from the imaging device that has imaged the pixel of interest 45a in a) and the same Y coordinate as that of the artificial defect pixel, and located at the closest position to the artificial defect pixel; Difference between the average value of the luminance values output from the imaging elements that respectively image two good quality picture elements having the same color as the artificial defect picture element (corresponding to the peripheral picture elements 45b and 45c in FIG. 6A) The absolute value of is calculated. The absolute value of this difference is the artificial defect pixel contrast (first control value).

フラットパネル40を撮像した撮像画像を構成する画素のうち、どの画素が人工欠陥絵素に対応したのであるかを示す情報(換言すれば、カメラ11が有する複数の撮像素子のうち、どの撮像素子が人工欠陥絵素を撮像したものであるかを示す情報)は、予めコントラスト算出部56が利用可能なメモリ(例えば、画像メモリ4)に格納されている。   Information indicating which pixel corresponds to the artificial defect picture element among the pixels constituting the picked-up image obtained by picking up the flat panel 40 (in other words, which image pickup element among the plurality of image pickup elements of the camera 11) (Information indicating whether or not an image of an artificial defect picture element) is stored in advance in a memory (for example, the image memory 4) that can be used by the contrast calculation unit 56.

同様に、コントラスト算出部56は、カメラ11が撮像した撮像画像を構成する画素のうち、良品絵素(図6の(a)にて注目絵素45aに相当)を撮像した撮像素子から出力された輝度値と、当該良品絵素と同じY座標を有し、当該良品絵素に最も近い位置に位置する、当該良品絵素と同色の2つの良品絵素(図6の(a)にて周辺絵素45bおよび45cに相当)をそれぞれ撮像した撮像素子から出力された輝度値の平均値と、の差の絶対値を算出する。この差の絶対値が良品絵素コントラスト(第2対照値)である。   Similarly, the contrast calculation unit 56 is output from an image pickup device that has picked up a non-defective picture element (corresponding to the target picture element 45a in FIG. 6A) among the pixels constituting the picked-up image picked up by the camera 11. The two non-defective picture elements having the same brightness as the non-defective picture element and having the same Y coordinate as the non-defective picture element and having the same color as the non-defective picture element (in FIG. 6A) The absolute value of the difference between the average value of the luminance values output from the image sensors that respectively image the peripheral picture elements 45b and 45c) is calculated. The absolute value of this difference is the non-defective pixel contrast (second control value).

フラットパネル40を撮像した撮像画像を構成する画素のうち、どの画素が良品絵素に対応したものであるかを示す情報(換言すれば、カメラ11が有する複数の撮像素子のうち、どの撮像素子が良品絵素を撮像したものであるかを示す情報)は、予めコントラスト算出部56が利用可能なメモリに格納されている。   Information indicating which pixel corresponds to a non-defective picture element among pixels constituting a captured image obtained by imaging the flat panel 40 (in other words, which image sensor out of a plurality of image sensors included in the camera 11). (Information indicating whether or not a non-defective picture element is captured) is stored in advance in a memory that can be used by the contrast calculation unit 56.

コントラスト算出部56は、人工欠陥絵素コントラストおよび良品絵素コントラストを、フラットパネル40の分割領域を撮像した撮像画像における分割領域ごとに算出する。ひとつの分割領域に複数の人工欠陥絵素が存在している場合には、各人工欠陥絵素から算出された複数の人工欠陥絵素コントラストの統計値(例えば、平均値、中間値、最大値または最小値)を人工欠陥絵素コントラストとして用いればよい。   The contrast calculation unit 56 calculates the artificial defect pixel contrast and the non-defective pixel contrast for each divided area in the captured image obtained by imaging the divided area of the flat panel 40. When there are a plurality of artificial defect picture elements in one divided area, a plurality of artificial defect picture element contrast statistical values (for example, average value, intermediate value, maximum value) calculated from each artificial defect picture element (Or the minimum value) may be used as the artificial defect pixel contrast.

また、良品絵素コントラストとして、注目する人工欠陥絵素が属する分割領域におけるすべて(または一部)の良品絵素に関して算出された良品絵素コントラストの統計値(例えば、平均値、代表値、中間値、最大値または最小値)を求めてもよいし、注目する人工欠陥絵素が属する分割領域におけるすべて(または一部)の良品絵素の輝度値の標準偏差(すなわち、輝度値のばらつき)を求めてもよいし、当該標準偏差の6倍の値を求めてもよい。   In addition, as the non-defective picture element contrast, a statistical value (for example, an average value, a representative value, an intermediate value) of the good picture element contrast calculated with respect to all (or a part) non-defective picture elements in the divided region to which the noticeable artificial defect picture element belongs. Value, maximum value, or minimum value), or the standard deviation of luminance values of all (or a part of) non-defective pixels in the divided area to which the artificial defect pixel of interest belongs (that is, variations in luminance values). Or 6 times the standard deviation may be obtained.

なお、コントラスト算出部56における絵素コントラスト算出方法は、上述ものに限定されない。例えば、人工欠陥絵素コントラストとして、人工欠陥絵素を撮像した撮像素子から出力された輝度値と、当該欠陥絵素の近傍に位置する、当該人工欠陥絵素と同色の1つの良品絵素を撮像した撮像素子から出力された輝度値との差分値の絶対値を求めてもよいし、人工欠陥絵素を撮像した撮像素子から出力された輝度値と、当該人工欠陥絵素の近傍に位置する、当該人工欠陥絵素と同色の1つの良品絵素を撮像した撮像素子から出力された輝度値との比を求めてもよい。上述したように、絵素コントラストとは、基本的には、2つの絵素を撮像した撮像素子からそれぞれ出力された輝度値の差または比を意味している。   Note that the picture element contrast calculation method in the contrast calculation unit 56 is not limited to the above. For example, as the artificial defect picture element contrast, the luminance value output from the image pickup element that has picked up the artificial defect picture element and one good picture element of the same color as the artificial defect picture element located in the vicinity of the defective picture element The absolute value of the difference value from the brightness value output from the imaged image sensor may be obtained, or the brightness value output from the image sensor imaged of the artificial defect picture element and the position near the artificial defect picture element The ratio of the luminance value output from the imaging element that images one good picture element of the same color as the artificial defect picture element may be obtained. As described above, the picture element contrast basically means a difference or ratio between luminance values respectively output from the image pickup elements that picked up two picture elements.

注目絵素に対する周辺絵素(背景絵素)は、注目絵素が属する同色絵素の配列における、当該注目絵素の近傍に位置する絵素でもよい。すなわち、図6の(a)にて、注目絵素45aの上下方向に位置する絵素を周辺絵素としてもよい。この場合、注目絵素45aに2番目に近い同色絵素(絵素45d)を周辺絵素としてもよい。つまり、注目絵素の近傍に位置する絵素とは、注目絵素と所定の位置関係にある同色絵素であり、注目絵素に最も近い同色絵素であってもよいし、注目絵素に2番目または3番目に近い同色絵素であってもよい。   The peripheral picture element (background picture element) for the target picture element may be a picture element located in the vicinity of the target picture element in the same color picture element array to which the target picture element belongs. That is, in FIG. 6A, a picture element positioned in the vertical direction of the target picture element 45a may be used as a peripheral picture element. In this case, the same-colored picture element (picture element 45d) that is second closest to the noticeable picture element 45a may be used as the peripheral picture element. In other words, the picture element located in the vicinity of the target picture element is the same color picture element having a predetermined positional relationship with the target picture element, and may be the same color picture element closest to the target picture element. It may be the same or second closest color element.

また、注目絵素45aと、注目絵素45aを取り囲むように位置している複数の絵素(例えば、図6の(a)にて、絵素45b〜45iの8つの絵素)とのコントラストをそれぞれ算出し、得られた複数のコントラスト(上記の例では、8つのコントラスト)の平均値、代表値、中間値、最大値または最小値などの統計値を算出し、この統計値を欠陥絵素コントラストとして用いてもよい。   Further, the contrast between the target picture element 45a and a plurality of picture elements (for example, eight picture elements 45b to 45i in FIG. 6A) positioned so as to surround the target picture element 45a. And calculating a statistical value such as an average value, a representative value, an intermediate value, a maximum value or a minimum value of a plurality of obtained contrasts (eight contrasts in the above example), and calculating the statistical values as defect pictures. It may be used as an elementary contrast.

また、コントラスト算出部56におけるコントラスト値算出方法は、検査装置31における、欠陥絵素の検出のためのコントラスト算出方法と同様のものであることが望ましい。   Further, the contrast value calculation method in the contrast calculation unit 56 is preferably the same as the contrast calculation method for detecting defective picture elements in the inspection apparatus 31.

(分離度算出部57における絵素コントラスト分離度の算出方法)
分離度算出部57は、撮像制御部2が取得した撮像画像ごとに、人工欠陥絵素コントラストと良品絵素コントラストとがどれだけ離れているかを示す欠陥分離度を算出する。具体的には、分離度算出部57は、コントラスト算出部56が算出した人工欠陥絵素コントラスト(または、その統計値)と良品絵素コントラスト(または、その統計値)との差の絶対値または比を、絵素コントラスト分離度として算出する。
(Calculation method of pixel contrast separation degree in the separation degree calculation unit 57)
The degree-of-separation calculating unit 57 calculates a degree of defect separation indicating how far the artificial defect pixel contrast and the non-defective pixel contrast are separated for each captured image acquired by the imaging control unit 2. Specifically, the degree-of-separation calculation unit 57 calculates the absolute value of the difference between the artificial defect pixel contrast (or its statistical value) calculated by the contrast calculation unit 56 and the non-defective pixel contrast (or its statistical value) or The ratio is calculated as the pixel contrast separation degree.

(光軸の粗調整の手順)
次に、光軸の粗調整の手順の一例について、図7を参照しつつ説明する。図7は、光軸の粗調整の手順の一例を示すフローチャートである。なお、制御装置1の各機能ブロックは、基本的にコントローラ6の制御下で作動するが、説明を簡略化するために、各機能ブロックが自発的に作動しているかのような表現を用いている箇所がある。
(Procedure for coarse adjustment of optical axis)
Next, an example of the procedure for coarse adjustment of the optical axis will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a procedure for coarse adjustment of the optical axis. Note that each functional block of the control device 1 basically operates under the control of the controller 6, but in order to simplify the explanation, an expression as if each functional block is operating spontaneously is used. There is a place.

まず、コントローラ6は、カメラ位置調整部3を介してカメラステージ15を制御することにより、カメラ11を、原点、すなわち、初期設定位置(設計データの位置)へと移動させる(S1)。この設計データの位置は、設計上決められた欠陥検査用の撮像画像を撮像する位置である。   First, the controller 6 controls the camera stage 15 via the camera position adjustment unit 3 to move the camera 11 to the origin, that is, the initial setting position (design data position) (S1). The position of this design data is a position where a captured image for defect inspection determined by design is captured.

その後、パターン制御部7は、パターン発生装置32を制御することにより、マーカAおよびマーカBを、図4に示したようにフラットパネル40に表示する(S2)(図7の(a)参照)。   Thereafter, the pattern control unit 7 controls the pattern generator 32 to display the marker A and the marker B on the flat panel 40 as shown in FIG. 4 (S2) (see FIG. 7A). .

その後、撮像制御部2は、カメラ11を制御することにより、マーカAおよびマーカBを表示したフラットパネル40の撮像画像(第1撮像画像)を取得し、画像メモリ4に当該第1撮像画像を格納する(S3)。   Thereafter, the imaging control unit 2 controls the camera 11 to acquire a captured image (first captured image) of the flat panel 40 displaying the marker A and the marker B, and stores the first captured image in the image memory 4. Store (S3).

光軸粗調整部51のZ軸角度調整部52は、画像メモリ4に格納された第1撮像画像に含まれるマーカAの位置を解析することにより、カメラ11のZ軸周りの角度を調整する。   The Z-axis angle adjustment unit 52 of the optical axis rough adjustment unit 51 adjusts the angle around the Z-axis of the camera 11 by analyzing the position of the marker A included in the first captured image stored in the image memory 4. .

具体的には、Z軸角度調整部52は、第1撮像画像におけるマーカAの一方の端部(上端)のX座標と、他方の端部(下端)のX座標とが一致するように、カメラ11のZ軸周りの角度を調整するための調整値を算出し、カメラ位置調整部3へ出力する。   Specifically, the Z-axis angle adjustment unit 52 is configured so that the X coordinate of one end (upper end) of the marker A in the first captured image matches the X coordinate of the other end (lower end). An adjustment value for adjusting the angle around the Z axis of the camera 11 is calculated and output to the camera position adjustment unit 3.

図8は、カメラ11の角度調整方法を示す図である。同図の(a)には、Z軸周りの角度を調整するための調整値(角度α)を、マーカAの上端のX座標と第1撮像画像のY軸方向の辺の長さとから算出する方法が示されている。   FIG. 8 is a diagram illustrating an angle adjustment method of the camera 11. In (a) of the figure, an adjustment value (angle α) for adjusting the angle around the Z axis is calculated from the X coordinate of the upper end of the marker A and the length of the side in the Y axis direction of the first captured image. How to do is shown.

カメラ位置調整部3は、Z軸角度調整部52が算出した調整値に基づいて、カメラステージ15のカメラ支持部16を制御することにより、カメラ11のZ軸周りの角度を調整する(S4)(図7の(b)参照)。   The camera position adjusting unit 3 adjusts the angle around the Z axis of the camera 11 by controlling the camera support unit 16 of the camera stage 15 based on the adjustment value calculated by the Z axis angle adjusting unit 52 (S4). (See FIG. 7B).

なお、次の手順も考慮し、マーカAの上端および下端が第1撮像画像の中心を通るように調整することが望ましい。そのために、Z軸角度調整部52は、第1撮像画像におけるマーカAの上端および下端のX座標が、第1撮像画像のX軸方向の辺の中間点(図4の点41aおよび42aに対応する点)のX座標と一致するように調整値を算出し、カメラ位置調整部3は、その調整値に基づいてカメラ11をX軸方向に平行移動させる。   In consideration of the following procedure, it is desirable to adjust the upper end and the lower end of the marker A so as to pass through the center of the first captured image. For this purpose, the Z-axis angle adjustment unit 52 corresponds to the X-axis side edges of the first captured image in which the X coordinates of the upper and lower ends of the marker A in the first captured image correspond to the points 41a and 42a in FIG. The camera position adjustment unit 3 translates the camera 11 in the X-axis direction based on the adjustment value.

また、マーカBを用いてカメラ11のZ軸周りの角度を調整してもよい。   Further, the angle around the Z axis of the camera 11 may be adjusted using the marker B.

続いて、原点からZ軸正方向へD1[mm]離れた地点を地点A、Z軸負方向へD2[mm]離れた地点を地点Bとして定めた場合に、カメラ位置調整部3は、カメラステージ15を制御することにより、地点Aから地点Bまでカメラ11を移動させる。その時、撮像制御部2は、地点Aおよび地点Bにおいて、マーカAを表示したフラットパネル40をカメラ11に撮像させ、それらの撮像位置(地点Aまたは地点B)と対応付けて撮像画像(第2撮像画像、第3撮像画像)を画像メモリ4に格納する(S5)。   Subsequently, when the point away from the origin by D1 [mm] in the positive direction of the Z axis is set as the point A and the point away from the origin by D2 [mm] in the negative direction of the Z axis is set as the point B, the camera position adjusting unit 3 The camera 11 is moved from the point A to the point B by controlling the stage 15. At that time, the imaging control unit 2 causes the camera 11 to image the flat panel 40 displaying the marker A at the point A and the point B, and associates the image with the imaging position (the point A or the point B). The captured image and the third captured image) are stored in the image memory 4 (S5).

Y軸角度調整部53は、地点A、地点Bそれぞれにおいて撮像された第2撮像画像および第3撮像画像において、マーカAの上端および下端のX座標が、第2および第3撮像画像のX軸方向の辺の中間点のX座標と一致するように、カメラ11のY軸周りの角度を調整するための調整値を算出する。Y軸角度調整部53は、算出した調整値をカメラ位置調整部3へ出力する。   The Y-axis angle adjustment unit 53 is configured such that the X coordinates of the upper end and the lower end of the marker A are the X axes of the second and third captured images in the second captured image and the third captured image captured at the points A and B, respectively. An adjustment value for adjusting the angle around the Y axis of the camera 11 is calculated so as to coincide with the X coordinate of the intermediate point of the direction side. The Y-axis angle adjustment unit 53 outputs the calculated adjustment value to the camera position adjustment unit 3.

図8の(b)には、Y軸周りの角度を調整するための調整値(角度α)を、地点Aと地点Bとの間の距離(L−L)、およびマーカAの上端のX座標と第1撮像画像のX軸方向の辺の中間点のX座標との差から算出する方法が示されている。 In FIG. 8B, an adjustment value (angle α) for adjusting the angle around the Y axis, the distance (L 1 −L 2 ) between the point A and the point B, and the upper end of the marker A are shown. A method of calculating from the difference between the X coordinate of X and the X coordinate of the intermediate point of the side in the X-axis direction of the first captured image is shown.

カメラ位置調整部3は、Y軸角度調整部53が算出した調整値に基づいて、カメラステージ15のカメラ支持部16を制御することにより、カメラ11のY軸周りの角度を調整する(S6)(図7の(c)参照)。   The camera position adjustment unit 3 adjusts the angle around the Y axis of the camera 11 by controlling the camera support unit 16 of the camera stage 15 based on the adjustment value calculated by the Y axis angle adjustment unit 53 (S6). (See (c) of FIG. 7).

続いて、カメラ位置調整部3は、カメラステージ15を制御することにより、地点Aから地点Bまでカメラ11を移動させる。その時、撮像制御部2は、地点Aおよび地点Bにおいて、マーカBを表示したフラットパネル40をカメラ11に撮像させ、それらの撮像位置と対応付けて撮像画像(第4撮像画像、第5撮像画像)を画像メモリ4に格納する(S7)。   Subsequently, the camera position adjustment unit 3 moves the camera 11 from the point A to the point B by controlling the camera stage 15. At that time, the imaging control unit 2 causes the camera 11 to image the flat panel 40 on which the marker B is displayed at the points A and B, and associates these images with the imaging positions (the fourth captured image and the fifth captured image). ) Is stored in the image memory 4 (S7).

X軸角度調整部54は、地点A、地点Bそれぞれにおいて撮像された第4撮像画像および第5撮像画像において、マーカBの上端および下端のY座標が、第4および第5撮像画像のY軸方向の辺の中間点(図4の点43aおよび44aに対応する点)のY座標と一致するように、カメラ11のX軸周りの角度を調整するための調整値を算出する。X軸角度調整部54は、算出した調整値をカメラ位置調整部3へ出力する。   The X-axis angle adjustment unit 54 determines that the Y coordinates of the upper end and the lower end of the marker B are the Y axes of the fourth and fifth captured images in the fourth captured image and the fifth captured image captured at the points A and B, respectively. An adjustment value for adjusting the angle around the X axis of the camera 11 is calculated so as to coincide with the Y coordinate of the intermediate point of the direction side (points corresponding to the points 43a and 44a in FIG. 4). The X-axis angle adjustment unit 54 outputs the calculated adjustment value to the camera position adjustment unit 3.

カメラ11のX軸周りの角度を調整するための調整値は、図8の(b)に示した、Y軸周りの角度調整方法と同様の方法で算出できる。   The adjustment value for adjusting the angle around the X axis of the camera 11 can be calculated by the same method as the angle adjusting method around the Y axis shown in FIG.

カメラ位置調整部3は、X軸角度調整部54が算出した調整値に基づいて、カメラステージ15のカメラ支持部16を制御することにより、カメラ11のX軸周りの角度を調整する(S8)(図7の(d)参照)。   The camera position adjusting unit 3 adjusts the angle around the X axis of the camera 11 by controlling the camera support unit 16 of the camera stage 15 based on the adjustment value calculated by the X axis angle adjusting unit 54 (S8). (See (d) of FIG. 7).

なお、第4および第5撮像画像において、マーカBの上端および下端のY座標が、第4および第5撮像画像のY軸方向の辺の中間点のY座標と一致させるためには、カメラ11をY軸方向に平行移動させる必要が生じる場合がある。   Note that in the fourth and fifth captured images, in order for the Y coordinates of the upper end and the lower end of the marker B to coincide with the Y coordinates of the midpoint of the sides in the Y-axis direction of the fourth and fifth captured images, the camera 11 May need to be translated in the Y-axis direction.

以上の手順を踏むことにより、フラットパネル40に対するカメラ11のX軸、Y軸、Z軸周りの相対姿勢が仮決めされた状態となる。この状態でマーカAおよびBがそれぞれ撮像画像のX座標、Y座標の中間点に射影される位置を新たな原点とする(S9)。初期の原点と新たな原点との差分は、X軸およびY軸周りの角度を調整した時に平行移動した距離に相当する。   By following the above procedure, the relative postures of the camera 11 with respect to the flat panel 40 around the X axis, Y axis, and Z axis are temporarily determined. In this state, the positions at which the markers A and B are projected onto the intermediate points of the X and Y coordinates of the captured image are set as new origins (S9). The difference between the initial origin and the new origin corresponds to the distance moved in parallel when the angles around the X and Y axes are adjusted.

なお、上記D1およびD2の値は、“カメラのX軸またはY軸の周りの角度の調整許容誤差が何[deg]か“、という撮像システム10の仕様および計測条件によって決められる値である。   The values of D1 and D2 are values determined by the specification and measurement conditions of the imaging system 10 such as “what is the degree of adjustment tolerance of the angle around the X axis or Y axis of the camera”.

図8の(b)において、調整角度α[deg]は、マーカAの、撮像画像の中心からの変位量D[mm]と、地点Aと地点Bとの間の距離(L−L)の値により調整される。仮に変位量Dの最小計測分解能が0.5[mm]単位であるとし、また調整角度αの許容量が0.1[deg](tanα=0.0017)であった場合、D=(L−L)tanαの関係より、(L−L)の値は最低でも約294[mm]必要となる。すなわち、D1=D2とした場合は、D1=D2=147[mm]程度となる。 In FIG. 8B, the adjustment angle α [deg] is the distance (L 1 −L 2) between the displacement amount D [mm] of the marker A from the center of the captured image and the point A and the point B. ). If the minimum measurement resolution of the displacement amount D is 0.5 [mm], and the allowable amount of the adjustment angle α is 0.1 [deg] (tan α = 0.0017), D = (L 1 − Due to the relationship of L 2 ) tanα, the value of (L 1 −L 2 ) is required to be at least about 294 [mm]. That is, when D1 = D2, D1 = D2 = 147 [mm].

また、カメラ11のX軸周りの調整時とY軸周りの調整時、および光軸微調整時におけるD1、D2の値は、それぞれ異なっていても構わない。例えば、光軸微調整時に関しては、絵素コントラスト分離度を示す曲線のピークの幅及び、曲線の裾の幅を事前に予備実験から調べ、それらに基づいてD1、D2の値を決めてもよい。   Further, the values of D1 and D2 may be different when the camera 11 is adjusted around the X axis, when adjusted around the Y axis, and when the optical axis is finely adjusted. For example, at the time of fine adjustment of the optical axis, the peak width of the curve indicating the pixel contrast separation degree and the width of the skirt of the curve are examined in advance from preliminary experiments, and the values of D1 and D2 are determined based on them. Good.

なお、上述した光軸の粗調整の手順は、あくまで一例であり、光軸の粗調整が行える光軸調整方法であれば、どのような方法を採用してもよい。   The procedure for the rough adjustment of the optical axis described above is merely an example, and any method may be adopted as long as the optical axis adjustment method can perform the rough adjustment of the optical axis.

(光軸の微調整の手順)
次に、光軸の微調整の手順の一例について、図9を参照しつつ説明する。図9は、光軸の微調整の手順の一例を示すフローチャートである。
(Procedure for fine adjustment of the optical axis)
Next, an example of the procedure for fine adjustment of the optical axis will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a procedure for fine adjustment of the optical axis.

まず、パターン制御部7は、パターン発生装置32を制御することにより、光軸調整用パターンをフラットパネル40に表示させる(S11)。ここでは、図5(a)に示した光軸調整用パターン(撮像対象領域が均等に上下3分割され、その分割領域それぞれに人工欠陥絵素のパターンが表示されているもの)を表示させるものとする(図9の(a)参照)。   First, the pattern control unit 7 controls the pattern generator 32 to display the optical axis adjustment pattern on the flat panel 40 (S11). Here, the pattern for optical axis adjustment shown in FIG. 5A (the imaging target area is equally divided into three upper and lower parts, and the pattern of the artificial defect picture element is displayed in each of the divided areas) is displayed. (See FIG. 9A).

そして、撮像制御部2のフォーカス調整部21は、原点において、撮像画像の中央部付近を基準にしてカメラ11のフォーカスを調整する(S12)。これ以降、フォーカス状態は固定とする。   Then, the focus adjustment unit 21 of the imaging control unit 2 adjusts the focus of the camera 11 with the origin near the center of the captured image (S12). Thereafter, the focus state is fixed.

続いて、カメラ位置調整部3は、カメラステージ15を制御することにより、地点Aから地点Bまでカメラ11を移動させる。この時、撮像制御部2は、カメラ11が地点Aから地点Bまで移動する間に、所定の間隔で、カメラ11にフラットパネル40を撮像させ、カメラ11のZ軸における撮像位置と対応付けて撮像画像を画像メモリ4に格納する(S13)(図9の(b)参照)(撮像画像取得工程)。   Subsequently, the camera position adjustment unit 3 moves the camera 11 from the point A to the point B by controlling the camera stage 15. At this time, the imaging control unit 2 causes the camera 11 to image the flat panel 40 at a predetermined interval while the camera 11 moves from the point A to the point B, and associates it with the imaging position of the camera 11 on the Z axis. The captured image is stored in the image memory 4 (S13) (see FIG. 9B) (captured image acquisition step).

光軸微調整部55のコントラスト算出部56は、画像メモリ4に格納された複数の撮像画像のそれぞれについて、3つの分割領域を撮像した撮像画像の領域(撮像画像における分割領域と称する)ごとに、人工欠陥絵素コントラストと良品絵素コントラストとを、上述した方法により算出する(S14)(対照値算出工程)。   The contrast calculation unit 56 of the optical axis fine adjustment unit 55 is provided for each of a plurality of captured images stored in the image memory 4 for each captured image region obtained by capturing three divided regions (referred to as a divided region in the captured image). Then, the artificial defect pixel contrast and the non-defective pixel contrast are calculated by the above-described method (S14) (control value calculation step).

コントラスト算出部56は、撮像画像を撮像した撮像位置と、撮像画像における分割領域を特定する情報と、当該分割領域における人工欠陥絵素コントラストおよび良品絵素コントラストとを対応付けて分離度算出部57へ出力する。   The contrast calculation unit 56 associates the imaging position where the captured image is captured, information for specifying the divided area in the captured image, and the artificial defect pixel contrast and the non-defective pixel contrast in the divided area in association with each other. Output to.

分離度算出部57は、上述したように、撮像画像における分割領域ごとに、人工欠陥絵素コントラストと良品絵素コントラストとから絵素コントラスト分離度を算出する(S15)。すなわち、分離度算出部57は、地点Aから地点Bまでの区間内での各地点で撮像された撮像画像のそれぞれについて、撮像画像における分割領域ごとに絵素コントラスト分離度を算出する(分離度算出工程)。   As described above, the degree-of-separation calculation unit 57 calculates the pixel-element contrast degree of separation from the artificial defect pixel contrast and the non-defective pixel contrast for each divided region in the captured image (S15). That is, the degree-of-separation calculation unit 57 calculates the pixel contrast separation degree for each divided region in the captured image for each of the captured images captured at each point in the section from the point A to the point B (separation degree). Calculation step).

例えば、分離度算出部57は、ある分割領域の人工欠陥絵素コントラストと、当該分割領域の良品絵素コントラストの統計値(例えば、平均値)との差分値の絶対値を絵素コントラスト分離度として算出する。分離度算出部57は、算出した絵素コントラスト分離度を、撮像画像を撮像した撮像位置および撮像画像における分割領域を特定する情報と対応付けて分離度評価部58へ出力する。   For example, the degree-of-separation calculation unit 57 calculates the absolute value of the difference value between the artificial defect pixel contrast of a certain divided region and the statistical value (for example, average value) of the non-defective pixel contrast of the divided region. Calculate as The degree-of-separation calculation unit 57 outputs the calculated pixel contrast separation degree to the degree-of-separation evaluation unit 58 in association with information specifying the imaging position where the captured image is captured and the divided area in the captured image.

この時点で、分離度評価部58は、横軸をカメラ11のZ軸上での撮像位置(地点A〜地点B間での位置)、縦軸を絵素コントラスト分離度として、図9の(c)に示すような、分割領域ごと(この場合、上部分割領域、中央分割領域、下部分割領域の3つの分割領域)の絵素コントラスト曲線を描くことができる。   At this time, the separation degree evaluation unit 58 uses the horizontal axis as the imaging position on the Z axis of the camera 11 (position between point A and point B), and the vertical axis as the pixel contrast separation degree in FIG. As shown in c), a picture element contrast curve can be drawn for each divided area (in this case, three divided areas including an upper divided area, a central divided area, and a lower divided area).

この時、光軸があっている状態、すなわち、フラットパネル40の撮像対象面と撮像素子14の面とが平行でかつ、その両面に対してレンズユニット12の光軸が鉛直になっている状態であれば、図9の(c―2)に示すように、中央分割領域の絵素コントラスト分離度がピークとなる位置と、他の分割領域の絵素コントラスト分離度がピークとなる位置とは、理想的には一致する。   At this time, the optical axis is aligned, that is, the imaging target surface of the flat panel 40 and the surface of the imaging element 14 are parallel, and the optical axis of the lens unit 12 is perpendicular to both surfaces. Then, as shown in (c-2) of FIG. 9, the position where the pixel contrast separation degree of the central divided region peaks and the position where the pixel contrast separation degree of the other divided regions peaks Ideally match.

ただし、実際には収差などの影響により、それら絵素コントラスト分離度のピークの位置が完全に一致することは現実的にはほぼ無い(詳細については後述する)。   However, in reality, the positions of the peak of the pixel contrast separation degree do not substantially coincide with each other due to the influence of aberration or the like (the details will be described later).

よって、分離度評価部58は、中央分割領域の絵素コントラスト分離度がピークとなる位置と、他の分割領域の絵素コントラスト分離度がピークとなる位置とが完全に一致するか、または、それらの位置の差が許容範囲内であれば、その時点で光軸は調整されたものと判定して、調整を全て終了させる。   Therefore, the separation degree evaluation unit 58 completely matches the position where the pixel contrast separation degree of the central divided region reaches a peak and the position where the pixel contrast separation degree of the other divided region reaches a peak, or If the difference between these positions is within an allowable range, it is determined that the optical axis has been adjusted at that time, and all adjustments are completed.

すなわち、分離度評価部58は、撮像画像における分割領域の絵素コントラスト分離度が最大となるカメラ11のZ軸上の撮像位置を、3つの分割領域のそれぞれについて算出し(S16)、算出した3つの撮像位置のうち、Z軸座標が最大の撮像位置とZ軸座標が最小の撮像位置との差が所定の範囲内であるかどうかを判定する(光軸調整値算出工程)。   That is, the separation degree evaluation unit 58 calculates the imaging position on the Z-axis of the camera 11 that maximizes the pixel contrast separation degree of the divided area in the captured image for each of the three divided areas (S16). Of the three imaging positions, it is determined whether or not the difference between the imaging position with the maximum Z-axis coordinate and the imaging position with the minimum Z-axis coordinate is within a predetermined range (optical axis adjustment value calculation step).

そして、当該差が許容範囲内である場合は(S17にて、YES)、分離度評価部58は、調整を終了することを命じる調整終了命令をコントローラ6へ出力する。   If the difference is within the allowable range (YES in S17), separation degree evaluation unit 58 outputs to controller 6 an adjustment end command that instructs to end the adjustment.

コントローラ6は、調整終了命令を受け取ると、撮像制御部2を介してカメラ11にフラットパネル40を撮像させ、その撮像画像を検査用の撮像画像として画像メモリ4に格納させる。この検査用の撮像画像は、検査装置31によって解析され、フラットパネル40の欠陥の有無が判定される。   Upon receiving the adjustment end command, the controller 6 causes the camera 11 to image the flat panel 40 via the imaging control unit 2 and stores the captured image in the image memory 4 as a captured image for inspection. The captured image for inspection is analyzed by the inspection device 31 to determine whether the flat panel 40 has a defect.

なお、上記許容範囲とは正確には、各分割領域の絵素コントラスト分離度の差が許容範囲内となる撮像位置の差の範囲である。例えば、欠陥検出感度の点から、中央分割領域に対する上部および下部分割領域の絵素コントラスト分離度のばらつき(低下量)を何%にするかという仕様があり、その仕様に基づいて光軸を調整した場合、絵素コントラスト分離度のピーク位置が上部、中央、下部分割領域間でずれていたとしても、中央分割領域に対する上部および下部分割領域の絵素コントラスト分離度のばらつき(低下量)が仕様内であれば、そのピーク位置のずれは許容範囲内であるということになる。   Note that the above-described allowable range is precisely the range of the difference between the imaging positions where the difference in the pixel contrast separation degree of each divided region is within the allowable range. For example, from the point of defect detection sensitivity, there is a specification of what percentage of variation (decrease amount) in the pixel contrast separation degree of the upper and lower divided regions with respect to the central divided region, and the optical axis is adjusted based on that specification In this case, even if the peak position of the pixel contrast separation is shifted between the upper, middle, and lower divided areas, the variation (decrease amount) in the pixel contrast separation of the upper and lower divided areas with respect to the central divided area is specified. If it is within, the deviation of the peak position is within the allowable range.

一方、上記差が、許容範囲内ではないと判定した場合(S17にて、NO)、分離度評価部58は、レンズユニット12の角度を調整することを命じるレンズ角度調整命令をコントローラ6へ出力する。   On the other hand, when it is determined that the difference is not within the allowable range (NO in S17), separation degree evaluation unit 58 outputs to controller 6 a lens angle adjustment command that instructs adjustment of the angle of lens unit 12. To do.

コントローラ6は、レンズ角度調整命令を受け取ると、カメラ位置調整部3を介して、カメラステージ15に、撮像素子14に対するレンズユニット12の角度を、調整させる(S18)。   Upon receiving the lens angle adjustment command, the controller 6 causes the camera stage 15 to adjust the angle of the lens unit 12 with respect to the image sensor 14 via the camera position adjustment unit 3 (S18).

この時、分離度評価部58は、中央分割領域の絵素コントラスト分離度のピークの位置を基準として、他の分割領域の絵素コントラスト分離度のピークの位置がZ軸の正方向にずれているか、負方向にずれているかに基づいてレンズユニット12の角度を調整するための調整値を算出し、その調整値をカメラ位置調整部3へ出力する(光軸調整値算出工程)。   At this time, the separation degree evaluation unit 58 uses the peak position of the pixel contrast separation degree in the central divided area as a reference, and the peak position of the pixel contrast separation degree in the other divided areas shifts in the positive direction of the Z axis. An adjustment value for adjusting the angle of the lens unit 12 is calculated based on whether the lens unit 12 is displaced in the negative direction, and the adjustment value is output to the camera position adjustment unit 3 (optical axis adjustment value calculation step).

すなわち、分離度評価部58は、特定の分割領域について算出された分離度の集合から、最大値を有する分離度である最大分離度を分割領域ごとに求めた後、当該最大分離度を得るに至った撮像位置を分割領域間で比較し、その比較結果に基づいてレンズユニット12の角度を調整するための調整値を算出する。   That is, the separability evaluation unit 58 obtains the maximum separability after obtaining the maximum separability, which is the separability having the maximum value, from the set of separability calculated for the specific subregion, for each subregion. The reached imaging position is compared between the divided areas, and an adjustment value for adjusting the angle of the lens unit 12 is calculated based on the comparison result.

より詳細には、分離度評価部58は、複数の分割領域(上部、中央、下部分割領域)のそれぞれについての、絵素コントラスト分離度の最大値を与える撮像位置のうち、最も小さなZ軸座標を有する撮像位置と最も大きなZ軸座標を有する撮像位置との差が所定の範囲に収まるように、レンズユニット12の角度を調整するための調整値を算出する。   More specifically, the degree-of-separation evaluation unit 58 determines the smallest Z-axis coordinate among the imaging positions that give the maximum value of the pixel contrast separation degree for each of a plurality of divided areas (upper, central, and lower divided areas). An adjustment value for adjusting the angle of the lens unit 12 is calculated so that the difference between the imaging position having the maximum and the imaging position having the largest Z-axis coordinate is within a predetermined range.

例えば、分離度評価部58は、1回目の試行で、レンズユニット12を上側に角度調整し、その時の絵素コントラスト分離度のピーク位置の変化を確認し、2回目の試行で、レンズユニット12を下側に角度調整した時の上記ピーク位置の変化を確認し、両者の変化を確認した上で、レンズユニット12を上側に調整すべきか下側に調整すべきかを決定すればよい。   For example, the degree-of-separation evaluation unit 58 adjusts the angle of the lens unit 12 upward in the first trial, confirms the change in the peak position of the pixel contrast separation at that time, and in the second trial, the lens unit 12 It is only necessary to determine whether the lens unit 12 should be adjusted to the upper side or the lower side after confirming the change in the peak position when the angle of the lens is adjusted to the lower side.

カメラ位置調整部3は、分離度評価部58から出力された調整値を基に支持冶具13を制御することにより、レンズユニット12の角度を調整する。   The camera position adjustment unit 3 adjusts the angle of the lens unit 12 by controlling the support jig 13 based on the adjustment value output from the separation degree evaluation unit 58.

この調整を終えた後、制御装置1は、再度地点Aから地点Bまでの区間で上記のものと同様の撮像および絵素コントラストの算出を行い、中央分割領域とその他の分割領域とについて絵素コントラスト分離度のピーク位置の差を算出し、その差が所定の範囲内のものであるかどうかを判定する(S13に戻る)。以後、この動作を、中央分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置とその他の分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置との差が許容範囲に収まるまで繰り返す。   After completing this adjustment, the control device 1 performs the same imaging and picture element contrast calculation as described above in the section from the point A to the point B, and the picture element for the central divided area and the other divided areas. A difference in the peak position of the contrast separation degree is calculated, and it is determined whether or not the difference is within a predetermined range (return to S13). Thereafter, this operation is repeated until the difference between the peak position of the pixel contrast separation degree in the central divided region and the peak position of the pixel contrast separation degree in the other divided regions falls within an allowable range.

上述のように、制御装置1は、光軸の微調整を行った場合、光軸の粗調整を実行し、光軸の粗調整または光軸の微調整において、調整を全く行わなくなった時、すなわち、光軸の粗調整においてはX、Y、Z軸周りの角度調整、光軸の微調整においてはレンズユニット12の角度の微調整を行わずにその工程を終えた時、全ての光軸調整を完了する。   As described above, when fine adjustment of the optical axis is performed, the control device 1 performs coarse adjustment of the optical axis, and when no adjustment is performed in the coarse adjustment of the optical axis or the fine adjustment of the optical axis, That is, in the rough adjustment of the optical axis, the angle adjustment around the X, Y, and Z axes is performed. In the fine adjustment of the optical axis, when the process is finished without fine adjustment of the angle of the lens unit 12, all the optical axes are obtained. Complete the adjustment.

そして、光軸の粗調整および微調整を繰り返すことによって決定された最終的な原点の位置が、欠陥検査のための撮像画像を撮像する位置となる。厳密には原点の更新の際には、撮像分解能のチェック(仕様通りの撮像分解能となっているか)を行い、原点の微調整を行うことが好ましい。   Then, the final position of the origin determined by repeating the coarse adjustment and fine adjustment of the optical axis becomes the position where the captured image for defect inspection is captured. Strictly speaking, it is preferable to perform fine adjustment of the origin by checking the imaging resolution (whether the imaging resolution is as specified) when updating the origin.

なお、上述の構成では、絵素コントラスト分離度を指標として光軸の微調整を行ったが、人工欠陥絵素コントラストそのものを指標としても同様の調整を行うことができる。ただし、人工欠陥絵素コントラストそのものを指標とした場合、例えば人工欠陥絵素コントラストがピークになる位置において、良品絵素コントラストもピーク位置となり(即ちノイズレベルも上がり)、結果としてコントラスト分離度が必ずしもその位置で最大とならないケースも考えられる。したがって、「人工欠陥絵素コントラストと良品絵素コントラストとの分離度(良品絵素コントラストで人工欠陥絵素コントラストを正規化したもの)」を指標とした方が、“検査感度”の観点からより適正な調整を行うことができる。   In the above-described configuration, the optical axis is finely adjusted using the pixel contrast separation degree as an index. However, the same adjustment can be performed using the artificial defect pixel contrast itself as an index. However, when the artificial defect pixel contrast itself is used as an index, for example, at the position where the artificial defect pixel contrast reaches its peak, the non-defective pixel contrast also becomes the peak position (that is, the noise level also increases), and as a result, the contrast separation degree is not necessarily limited. There may be cases where the position does not reach its maximum. Therefore, from the viewpoint of "inspection sensitivity", it is better to use "separation between artificial defect pixel contrast and non-defective pixel contrast (normalized artificial defect pixel contrast with non-defective pixel contrast)" as an index. Appropriate adjustments can be made.

人工欠陥絵素コントラストそのものを指標として光軸の微調整を行う場合には、分離度算出部57および分離度評価部58は不要であり、コントラスト算出部56は、人工欠陥絵素コントラスト(第1対照値)を撮像画像ごとに各分割領域について算出し、各分割領域についての人工欠陥絵素コントラストと、当該人工欠陥絵素コントラストを算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての人工欠陥絵素コントラストの差が所定の範囲内に収まるように、レンズユニット12と撮像素子14との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する。   When fine adjustment of the optical axis is performed using the artificial defect pixel contrast itself as an index, the separation degree calculation unit 57 and the separation degree evaluation unit 58 are not necessary, and the contrast calculation unit 56 performs the artificial defect pixel element contrast (first operation). The control value is calculated for each divided region for each captured image, and the relationship between the artificial defect pixel contrast for each divided region and the imaging position at which the captured image used to calculate the artificial defect pixel contrast is captured Based on the above, the optical axis adjustment value for adjusting the relative position between the lens unit 12 and the image sensor 14 is calculated so that the difference in the artificial defect pixel contrast for each divided region falls within a predetermined range.

(問題点とその解決方法)
図10は、光軸合致の理想的な状態と現実の状態とを示すグラフである。図11は、光軸調整の問題点を説明するための図である。
(Problems and solutions)
FIG. 10 is a graph showing an ideal state of optical axis matching and an actual state. FIG. 11 is a diagram for explaining the problem of optical axis adjustment.

光軸調整を全て完了した時、すなわち、上部、中央部、下部分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置がほぼ一致する状態であれば、フラットパネル40の各分割領域での絵素コントラスト分離度は、最も分離した状態(絵素コントラスト分離度が最も大きくなる状態)かつ理想的にはそのカーブが一致した状態となる。このような理想的な状態が図10の(a)に示されている。   When all the optical axis adjustments are completed, that is, when the peak positions of the pixel contrast separation degrees in the upper, middle, and lower divided regions are substantially the same, the pixel contrast separation in each divided region of the flat panel 40 is performed. The degree is the most separated state (the state in which the pixel contrast separation degree is the largest) and ideally the state where the curves match. Such an ideal state is shown in FIG.

特に人工欠陥絵素として、欠陥検出の境界レベルの輝度を有するもの(例えば、目視限界付近相当の輝度を有する人工欠陥絵素)を用いれば、フラットパネル40の面内全てで欠陥絵素を検出するための閾値が容易に決定できる。   In particular, if an artificial defect pixel having a luminance at the boundary level of defect detection (for example, an artificial defect pixel having luminance equivalent to the vicinity of the viewing limit) is used, the defective pixel is detected in the entire plane of the flat panel 40. The threshold for doing so can be easily determined.

ただし、先にも述べたとおり、収差やパネルの視野角特性、絵素のばらつき(個体差)など種々の要因により、図10の(b)に示すように、理想的な結果とはならない。実際には、
(A)中央分割領域および他の分割領域の絵素コントラスト分離度がピークになるカメラ11のZ軸方向における撮像位置が完全には一致しないか、または、
(B)中央分割領域と他の分割領域の絵素コントラスト分離度がピークになるカメラ11のZ軸上の位置において、 各分割領域での絵素コントラスト分離度が完全には一致しない、という問題が生じる。
However, as described above, due to various factors such as aberration, panel viewing angle characteristics, and pixel variation (individual difference), an ideal result is not obtained as shown in FIG. actually,
(A) The imaging positions in the Z-axis direction of the camera 11 at which the pixel contrast separation degree of the central divided area and the other divided areas reach a peak do not completely match, or
(B) The problem that the pixel contrast separation degree in each divided region does not completely match at the position on the Z axis of the camera 11 where the pixel contrast separation degree of the central divided region and the other divided regions reaches a peak. Occurs.

(A)の問題は、具体的には主に、レンズ収差(像面湾曲)に起因する。これは特に次のようなケースにおいて光軸調整に支障をきたす。   Specifically, the problem (A) is mainly caused by lens aberration (field curvature). This hinders optical axis adjustment particularly in the following cases.

例えば、人工欠陥絵素の配置が、図11の(b)に示すものであった場合、すなわち、人工欠陥絵素の配置が、フラットパネル40の中心を通る、Y軸方向に平行な軸を対称軸として線対称ではない場合、光軸が調整された状態においても、上部分割領域および下部分割領域での絵素コントラスト分離度のピーク位置が互いにずれている状態となる。   For example, when the arrangement of the artificial defect picture elements is as shown in FIG. 11B, that is, the arrangement of the artificial defect picture elements passes through the center of the flat panel 40 and is parallel to the Y-axis direction. When the axis of symmetry is not line symmetric, the peak positions of the pixel contrast separation in the upper divided region and the lower divided region are shifted from each other even when the optical axis is adjusted.

そのような状態であると、光軸の問題によりピーク位置がずれているのか、収差の問題でずれているのかの区別ができなくなり、上述の手順の通りに上部、中央部、下部分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置が一致するかまたはその差が許容範囲内に収まるように調整してしまうと、逆に光軸調整として不適切な結果になってしまう。   In such a state, it becomes impossible to distinguish whether the peak position is shifted due to an optical axis problem or an aberration problem, and the upper, middle, and lower divided regions are not separated as described above. If the peak positions of the pixel contrast separation are matched or adjusted so that the difference falls within the allowable range, the result is inappropriate as optical axis adjustment.

この問題を回避するためには、光軸調整用パターンにおける人工欠陥絵素の位置を、フラットパネル40の中心を通る、X軸方向またはY軸方向に平行な軸を対称軸として線対称にすることで回避できる。例えば、人工欠陥絵素を図11の(a)に示すように配置する。このようにすると、上部および下部分割領域と中央分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置のずれは、レンズ収差の問題であると判断することができ、その判断を踏まえて上部、中央部、下部分割領域の絵素コントラスト分離度のピーク位置の差が許容範囲内となるように光軸を調整すればよい。   In order to avoid this problem, the position of the artificial defect pixel in the optical axis adjustment pattern is made symmetrical with respect to an axis passing through the center of the flat panel 40 and parallel to the X-axis direction or the Y-axis direction. Can be avoided. For example, artificial defect picture elements are arranged as shown in FIG. In this way, it is possible to determine that the peak position deviation of the pixel contrast separation degree of the upper and lower divided regions and the central divided region is a problem of lens aberration, and based on the determination, the upper, middle, What is necessary is just to adjust an optical axis so that the difference of the peak position of the pixel contrast separation degree of a lower division area may be in an allowable range.

一方、(B)の問題は、具体的には主に下記の要因に起因する。すなわち、
(i) 撮像素子のばらつき、
(ii) パネルのTFTのばらつき、
(iii) バックライトの面内分布のばらつき(レンズによるシェーディング含む)、
(iv) パネルの視野角特性、である。
On the other hand, the problem (B) is mainly caused by the following factors. That is,
(i) Image sensor variation,
(ii) Panel TFT variation,
(iii) Variation in in-plane distribution of backlight (including shading by lens),
(iv) The viewing angle characteristics of the panel.

もちろん、(A)の問題によってピーク位置がずれるため、それも(B)の問題の要因となる。   Of course, the peak position is shifted due to the problem (A), which also causes the problem (B).

これらは全て、絵素コントラスト分離度の値の大きさに影響を与える(ばらつかせる)因子である。絵素コントラスト分離度の大きさは、光軸の調整精度という観点からは特に問題とはならないが、欠陥検出感度について定量的に光軸を調整するという観点からは、望ましくない。   All of these are factors that affect (scatter) the magnitude of the pixel contrast separation value. The magnitude of the pixel contrast separation degree is not particularly problematic from the viewpoint of optical axis adjustment accuracy, but is not desirable from the viewpoint of quantitatively adjusting the optical axis for defect detection sensitivity.

すなわち、上記要因によって絵素コントラスト分離度がばらつくことにより、光軸が微調整された状態の絵素コントラスト分離度の値をもとにして、特定の範囲の輝度を有する欠陥絵素をフラットパネル40の面内各所で検出できるという保証ができなくなる。   That is, when the pixel contrast separation degree varies due to the above factors, a defective pixel element having a specific range of luminance is determined based on the value of the pixel contrast separation degree when the optical axis is finely adjusted. It is impossible to guarantee that detection is possible at various points in the 40 planes.

これら(I)〜(iv)の問題に対しては、それぞれ次のような対策を講じることで、絵素コントラスト分離度のばらつきへの影響を軽減できる。   For these problems (I) to (iv), the following measures can be taken to reduce the influence on the variation in the pixel contrast separation degree.

(I)への対策例として、フラットパネル40の撮像を行う前に、カメラ11のダークノイズ(暗電流ノイズ)の除去を実施することが挙げられる。   As an example of measures against (I), it is possible to remove dark noise (dark current noise) of the camera 11 before imaging the flat panel 40.

(ii)への対策例として、同一の分割領域に人工欠陥絵素を複数配置し、複数の欠陥絵素コントラストの値を利用することでばらつきを抑制することが挙げられる。   As an example of measures against (ii), it is possible to suppress variations by arranging a plurality of artificial defect picture elements in the same divided region and using a plurality of defect picture element contrast values.

(iii)への対策例として、フラットパネル40の撮像を行う前に、シェーディング補正を実施することが挙げられる。   As a countermeasure example for (iii), shading correction may be performed before the flat panel 40 is imaged.

(iv)への対策例として、分割領域のそれぞれが、フラットパネル40の中心を通る、X軸方向またはY軸方向に平行な軸を対称軸として線対称となるように光軸調整用パネルを設定することが挙げられる。   As an example of measures against (iv), the optical axis adjustment panel is set so that each of the divided regions is line-symmetric with respect to an axis parallel to the X-axis direction or the Y-axis direction passing through the center of the flat panel 40. To set.

(自動検査システム30の効果)
以上のように、自動検査システム30では、カメラ11でフラットパネル40を撮像した撮像画像において、フラットパネル40の中央部分に対応する領域にて絵素コントラスト分離度が最大となり、さらに撮像画像におけるフラットパネル40の面内各所での絵素コントラスト分離度がほぼ均一になるように、カメラ11の光軸が調整される。
(Effect of automatic inspection system 30)
As described above, in the automatic inspection system 30, in the captured image obtained by capturing the flat panel 40 with the camera 11, the pixel contrast separation degree is maximized in the region corresponding to the central portion of the flat panel 40, and further, the flatness in the captured image is displayed. The optical axis of the camera 11 is adjusted so that the picture element contrast separation degree at each position in the plane of the panel 40 is substantially uniform.

それゆえ、フラットパネルの検査にとって最適な光軸状態を実現でき、特定の範囲の輝度を有する欠陥絵素をフラットパネル40の面内各所で検出できるという保証を行える欠陥検査を実施することができる。   Therefore, it is possible to realize an optical axis state that is optimal for the inspection of the flat panel, and to perform a defect inspection that can guarantee that a defective picture element having a specific range of luminance can be detected at various locations in the plane of the flat panel 40. .

〔実施の形態2〕
本発明の他の実施形態について図12〜図13に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In addition, about the member similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

図12は、光軸調整用パターンの変更例を示す図である。上述の説明では、光軸調整用パターンとして、図5に示すような人工欠陥絵素のパターンを例として挙げたが、検査対象のフラットパネル40が、人工欠陥絵素そのものを表示させられない場合(フラットパターンしか表示できない場合)には、図12に示すように、2枚のフラットパターンAおよびBを撮像し、そのフラットパターンAの撮像画像AとフラットパターンBの撮像画像Bとを合成して、その画像(合成画像C)を用いて欠陥絵素コントラストおよび良品絵素コントラストを算出してもよい。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of changing the optical axis adjustment pattern. In the above description, the pattern of the artificial defect picture element as shown in FIG. 5 is given as an example of the optical axis adjustment pattern, but the flat panel 40 to be inspected cannot display the artificial defect picture element itself. When only the flat pattern can be displayed, as shown in FIG. 12, two flat patterns A and B are imaged, and the captured image A of the flat pattern A and the captured image B of the flat pattern B are synthesized. Then, the defect pixel contrast and the non-defective pixel contrast may be calculated using the image (the composite image C).

フラットパターンAは、良品絵素に相当する輝度(第2の輝度)で、フラットパネル40の全面を点灯させた点灯パターンであり、フラットパターンBは、欠陥絵素に相当する輝度(第1の輝度)で、フラットパネル40の全面を点灯させた点灯パターンである。   The flat pattern A is a lighting pattern in which the entire surface of the flat panel 40 is turned on at a luminance corresponding to a non-defective pixel (second luminance), and the flat pattern B is a luminance corresponding to a defective pixel (first luminance). (Luminance) is a lighting pattern in which the entire surface of the flat panel 40 is lit.

本実施形態の自動検査システム50は、合成画像Cを用いて欠陥絵素コントラストおよび良品絵素コントラストを算出する。   The automatic inspection system 50 according to the present embodiment uses the composite image C to calculate a defective pixel contrast and a non-defective pixel contrast.

(自動検査システム50の構成)
図13は、自動検査システム50の構成を示す概念図である。自動検査システム50は、図13に示すように、合成画像Cを用いて欠陥絵素コントラストおよび良品絵素コントラストを算出する制御装置(光軸調整値算出装置)60を備えている。
(Configuration of automatic inspection system 50)
FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of the automatic inspection system 50. As shown in FIG. 13, the automatic inspection system 50 includes a control device (optical axis adjustment value calculation device) 60 that calculates a defective pixel contrast and a non-defective pixel contrast using the composite image C.

制御装置60は、撮像画像A(第2撮像画像)と撮像画像B(第1撮像画像)とを合成して合成画像Cを生成する画像合成部(画像合成手段)61を備えている。より詳細には、画像合成部61は、撮像位置が互いに同一の撮像画像Aおよび撮像画像Bを合成することにより、フラットパネル40の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに、第1の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと第2の輝度を有する第2マークとが表示された状態を表現した合成画像(すなわち、図5に示す光軸調整用パターンを撮像した撮像画像に相当する画像)を生成する。   The control device 60 includes an image composition unit (image composition unit) 61 that synthesizes the captured image A (second captured image) and the captured image B (first captured image) to generate a composite image C. More specifically, the image composition unit 61 synthesizes a captured image A and a captured image B having the same image capturing position, thereby at least selected from a plurality of divided regions generated by dividing the screen of the flat panel 40. A composite image representing a state in which at least one first mark having the first luminance and a second mark having the second luminance are displayed in each of the two divided regions (that is, the optical axis shown in FIG. 5). An image corresponding to a captured image obtained by capturing the adjustment pattern) is generated.

(自動検査システム50における処理)
自動検査システム50と自動検査システム30との処理の違いは、光軸の微調整を行う工程において、自動検査システム30では、光軸調整用パターンを表示したフラットパネル40を撮像したのに対し、自動検査システム50では、フラットパターンAを表示したフラットパネル40とフラットパターンBを表示したフラットパネル40とを、カメラ11が同一の撮像位置において撮像する点である。
(Processing in the automatic inspection system 50)
The difference in processing between the automatic inspection system 50 and the automatic inspection system 30 is that, in the process of finely adjusting the optical axis, the automatic inspection system 30 images the flat panel 40 displaying the optical axis adjustment pattern. The automatic inspection system 50 is that the camera 11 images the flat panel 40 displaying the flat pattern A and the flat panel 40 displaying the flat pattern B at the same imaging position.

撮像制御部2は、取得した撮像画像Aおよび撮像画像Bを画像メモリ4に格納する。画像合成部61は、画像メモリ4に格納された、撮像位置が互いに同一の撮像画像Aおよび撮像画像Bを合成することにより合成画像Cを生成し、生成した合成画像Cをその撮像位置と対応付けて画像メモリ4に格納する。   The imaging control unit 2 stores the acquired captured image A and captured image B in the image memory 4. The image composition unit 61 generates a composite image C by combining the captured image A and the captured image B, which are stored in the image memory 4 and have the same image capturing position, and associates the generated composite image C with the image capturing position. Then, it is stored in the image memory 4.

すなわち、撮像制御部2は、フラットパターンBを表示したフラットパネル40を、カメラ11からフラットパネル40へと下した垂線上を移動しながらカメラ11が撮像した複数の撮像画像Bを、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、フラットパターンAを表示したフラットパネル40を、カメラ11が撮像画像Bと同様に撮像した複数の撮像画像Aを、その撮像位置と対応付けて取得する。   That is, the imaging control unit 2 captures a plurality of captured images B captured by the camera 11 while moving the flat panel 40 displaying the flat pattern B on a perpendicular line from the camera 11 to the flat panel 40. Are acquired in association with each other, and a plurality of captured images A captured by the camera 11 in the same manner as the captured image B are acquired in association with the imaging positions of the flat panel 40 displaying the flat pattern A.

画像処理部5の光軸微調整部55は、合成画像Cを用いて、上述した方法と同様の方法により、光軸を微調整するための調整値を算出する。   The optical axis fine adjustment unit 55 of the image processing unit 5 uses the composite image C to calculate an adjustment value for fine adjustment of the optical axis by the same method as described above.

上述した相違点以外は、自動検査システム30と同様であるため、自動検査システム50に関する他の処理についての説明を省略する。   Since it is the same as that of the automatic test | inspection system 30 except the difference mentioned above, description about the other process regarding the automatic test | inspection system 50 is abbreviate | omitted.

(自動検査システム50の効果)
以上のように、自動検査システム50では、撮像対象(検査対象)のフラットパネルが、フラットパターンしか表示できない場合でも、光軸調整用パターンを表示できるフラットパネルと同様に光軸の微調整を行うことができる。
(Effect of automatic inspection system 50)
As described above, in the automatic inspection system 50, even when the flat panel to be imaged (inspected) can display only the flat pattern, the optical axis is finely adjusted in the same manner as the flat panel capable of displaying the optical axis adjustment pattern. be able to.

(変更例)
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
(Example of change)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

また、上述した制御装置1および制御装置60の各ブロック、特に画像処理部5は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。   Each block of the control device 1 and the control device 60 described above, particularly the image processing unit 5, may be configured by hardware logic, or may be realized by software using a CPU as follows.

すなわち、制御装置1および制御装置60は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである制御装置1および制御装置60の制御プログラム(光軸調整値算出プログラム)のプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記制御装置1および制御装置60に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。   That is, the control device 1 and the control device 60 include a central processing unit (CPU) that executes instructions of a control program that realizes each function, a read only memory (ROM) that stores the program, and a RAM (random) that expands the program. access memory), a storage device (recording medium) such as a memory for storing the program and various data. The object of the present invention is the program code (execution format program, intermediate code program, source program) of the control program (optical axis adjustment value calculation program) of the control device 1 and the control device 60, which is software that realizes the functions described above. Is supplied to the control device 1 and the control device 60, and the computer (or CPU or MPU) reads and executes the program code recorded on the recording medium. Achievable.

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。   Examples of the recording medium include a tape system such as a magnetic tape and a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk / hard disk, and an optical disk such as a CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.

また、制御装置1および制御装置60を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。   The control device 1 and the control device 60 may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network. The communication network is not particularly limited. For example, the Internet, intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, satellite communication. A net or the like is available. Also, the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited. For example, even in the case of wired such as IEEE 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL line, etc., infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth ( (Registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, and the like can also be used. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.

なお、本発明は、以下のようにも表現できる。   The present invention can also be expressed as follows.

すなわち、本発明の撮像系光軸調整方法は、階調表示が可能な被検査物を撮像による被検査物の検査において、撮像素子とレンズユニットと撮像素子に対するレンズユニットの角度を調整可能な支持手段を有する撮像系と、撮像対象面に平行で互いに直交する直線状のマーカAおよびマーカBを表示もしくは設置する手段と、撮像対象領域に平行な直交する2方向をX軸とY軸とし、撮像対象領域面の法線方向をZ軸とした場合に、撮像系を移動させる撮像系移動手段と、前記マーカAとマーカBの少なくとも一方を撮像した画像からZ軸周りの撮像系の姿勢を検出する手段と、前記マーカAおよびマーカBをZ軸方向に移動しながら逐次撮像した画像からY軸周り及びX軸周りの撮像系の姿勢を検出する手段と、各検出に基づいて各軸に対する撮像系の姿勢を調整する機構及び手段と、撮像対象領域を少なくとも3分割した分割領域の領域それぞれに、濃淡階調を有するパターンCを表示させる手段と、前記パターンCをZ軸方向に移動しながら逐次撮像した画像から、各位置での分割領域毎の光学的評価指標値の組を算出する手段と、前記光学的指標値の組から撮像系の光軸を調整する手段と、を備えることを特徴としている。   That is, the imaging system optical axis adjustment method according to the present invention supports the imaging element, the lens unit, and the angle of the lens unit with respect to the imaging element in the inspection of the inspection object by imaging a to-be-inspected object. An imaging system having means, means for displaying or installing linear markers A and B parallel to the imaging target plane and orthogonal to each other, and two orthogonal directions parallel to the imaging target area are defined as an X axis and a Y axis, When the normal direction of the imaging target area surface is the Z axis, the imaging system moving means for moving the imaging system, and the attitude of the imaging system around the Z axis from an image obtained by imaging at least one of the marker A and the marker B Means for detecting, means for detecting the posture of the imaging system around the Y axis and around the X axis from images taken sequentially while moving the marker A and marker B in the Z axis direction, and for each axis based on each detection versus A mechanism and means for adjusting the posture of the imaging system, means for displaying a pattern C having light and shade gradations in each of the divided areas obtained by dividing the imaging target area into at least three parts, and moving the pattern C in the Z-axis direction Means for calculating a set of optical evaluation index values for each divided region at each position from sequentially captured images, and means for adjusting the optical axis of the imaging system from the set of optical index values It is characterized by that.

また、上記撮像系光軸調整方法において、パターンCが被検査物の欠陥部と良品部を有する人工欠陥パターンであり、光学的指標値が、パターンCの欠陥部の絵素コントラストと良品部の絵素コントラストの絵素コントラスト分離度であることが好ましい。   In the imaging system optical axis adjustment method, the pattern C is an artificial defect pattern having a defect portion and a non-defective portion of the inspection object, and the optical index value is the pixel contrast of the defect portion of the pattern C and the non-defective portion. The pixel contrast separation degree of the pixel contrast is preferable.

なお、上記絵素コントラストとは、該当絵素の濃淡値と、その近傍にある同色の絵素の濃淡値の差/比を指し、一般の画像コントラスト(画像標準偏差などを基準に表される鮮鋭度)とは意味が異なるものである。   The picture element contrast refers to the difference / ratio between the gray value of the corresponding picture element and the gray value of the same color picture element in the vicinity thereof, and is represented on the basis of general image contrast (image standard deviation or the like). (Sharpness) has a different meaning.

また、上記撮像系光軸調整方法において、人工欠陥パターンが、階調が異なる2種のフラットパターンD、Eを1回ずつ表示させた組み合わせから成るパターンであり、光学的指標値が、前記フラットパターンD、Eの一方を基準パターンとし、基準パターンにおける特定の画素群Fに該当する濃淡値を、もう一方のフラットパターンにおける画素群Fと同位置の画素群に該当する濃淡値で置き換えた状態においての、基準パターンにおける画素群Fの絵素コントラストと、それ以外の部位の絵素コントラストの絵素コントラスト分離度であることが好ましい。   Further, in the imaging system optical axis adjustment method, the artificial defect pattern is a pattern formed by combining two types of flat patterns D and E having different gradations once, and the optical index value is the flat value. A state in which one of the patterns D and E is used as a reference pattern, and a gray value corresponding to a specific pixel group F in the reference pattern is replaced with a gray value corresponding to a pixel group at the same position as the pixel group F in the other flat pattern In the reference pattern, the pixel contrast of the pixel group F in the reference pattern and the pixel contrast separation degree of the pixel contrast of the other part are preferably used.

本発明の撮像系光軸調整装置は、階調表示が可能な被検査物を撮像による被検査物の検査において、撮像素子とレンズユニットと撮像素子に対するレンズユニットの角度を調整可能な支持手段を有する撮像系と、撮像対象面に平行で互いに直交する直線状のマーカAおよびマーカBを表示もしくは設置する手段と、撮像対象領域に平行な直交2方向をX軸とY軸とし、撮像対象領域面の法線方向をZ軸とした場合に、撮像系を移動させる撮像系移動手段と、前記マーカAとマーカBの少なくとも一方を撮像した画像からZ軸周りの撮像系の姿勢を検出する手段と、前記マーカAおよびマーカBをZ軸方向に移動しながら逐次撮像した画像からY軸周り及びX軸周りの撮像系の姿勢を検出する手段と、各検出に基づいて各軸に対する撮像系の姿勢を調整する及び手段と、撮像対象領域を少なくとも3分割した分割領域の領域それぞれに、濃淡階調を有するパターンCを表示させる機構及び手段と、前記パターンCをZ軸方向に移動しながら逐次撮像した画像から各位置での分割領域毎の光学的評価指標値の組を算出する手段と、前記光学的指標値の組から撮像系の光軸を調整する手段と、を備えることを特徴としている。   The imaging system optical axis adjusting device of the present invention includes a support unit capable of adjusting an angle of the lens unit with respect to the imaging element, the lens unit, and the imaging element in the inspection of the inspection object by imaging the inspection object capable of gradation display. An imaging system having an imaging system, means for displaying or installing linear markers A and B parallel to the imaging target plane and orthogonal to each other, and two orthogonal directions parallel to the imaging target area as an X axis and a Y axis. An imaging system moving unit that moves the imaging system when the normal direction of the surface is the Z axis, and a unit that detects the posture of the imaging system around the Z axis from an image obtained by imaging at least one of the marker A and the marker B And means for detecting the posture of the imaging system around the Y axis and around the X axis from images taken sequentially while moving the marker A and marker B in the Z axis direction, and the imaging system for each axis based on each detection Appearance And a mechanism and means for displaying a pattern C having a light and shade gradation in each of the divided area areas obtained by dividing the imaging target area into at least three areas, and sequentially imaging while moving the pattern C in the Z-axis direction. Means for calculating a set of optical evaluation index values for each divided region at each position from the obtained image, and means for adjusting the optical axis of the imaging system from the set of optical index values. .

また、上記撮像系光軸調整装置において、パターンCが被検査物の欠陥部と良品部を有する人工欠陥パターンであり、光学的指標値が、パターンCの欠陥部の絵素コントラストと良品部の絵素コントラストの絵素コントラスト分離度であることが好ましい。   In the imaging system optical axis adjustment device, the pattern C is an artificial defect pattern having a defect portion and a non-defective portion of the inspection object, and the optical index value is the pixel contrast of the defect portion of the pattern C and the non-defective portion. The pixel contrast separation degree of the pixel contrast is preferable.

また、上記撮像系光軸調整装置において、人工欠陥パターンが、階調が異なる2種のフラットパターンD、Eを1回ずつ表示させた組み合わせから成るパターンであり、光学的指標値が、前記フラットパターンD、Eの一方を基準パターンとし、基準パターンにおける特定の画素群Fに該当する濃淡値を、もう一方のフラットパターンにおける画素群Fと同位置の画素群に該当する濃淡値で置き換えた状態においての、基準パターンにおける画素群Fの絵素コントラストと、それ以外の部位の絵素コントラストの絵素コントラスト分離度であることが好ましい。   In the imaging system optical axis adjusting device, the artificial defect pattern is a pattern formed by combining two types of flat patterns D and E having different gradations once, and the optical index value is the flat value. A state in which one of the patterns D and E is used as a reference pattern, and a gray value corresponding to a specific pixel group F in the reference pattern is replaced with a gray value corresponding to a pixel group at the same position as the pixel group F in the other flat pattern In the reference pattern, the pixel contrast of the pixel group F in the reference pattern and the pixel contrast separation degree of the pixel contrast of the other part are preferably used.

表示装置が有する、周囲の絵素とは異なる輝度を有する絵素を高い精度で検出可能な、表示装置の撮像画像を取得できるように、撮像装置の光軸を調整するための調整値を算出できるため、表示装置の自動検査を行う自動検査装置が用いる撮像画像を取得する撮像システムまたは自動検査装置を含む自動検査システムに適用できる。   Calculates an adjustment value for adjusting the optical axis of the imaging device so that the display device can acquire a captured image of the display device that can detect a pixel having a luminance different from that of surrounding pixels with high accuracy. Therefore, the present invention can be applied to an imaging system that acquires a captured image used by an automatic inspection apparatus that performs automatic inspection of a display device or an automatic inspection system that includes an automatic inspection apparatus.

画像処理部の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of an image process part. 本発明の一実施形態に係る自動検査システムの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the automatic inspection system which concerns on one Embodiment of this invention. 上記自動検査システムの構成をより詳細に示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the said automatic test | inspection system in detail. フラットパネルに表示される、光軸の粗調整のためのマーカを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the marker for the coarse adjustment of an optical axis displayed on a flat panel. 光軸調整用パターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the pattern for optical axis adjustment. 絵素コントラストおよび絵素コントラスト分離度の算出方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the calculation method of picture element contrast and picture element contrast isolation | separation degree. 光軸の粗調整の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the rough adjustment of an optical axis. カメラの角度調整方法を示す図である。It is a figure which shows the angle adjustment method of a camera. 光軸の微調整の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of fine adjustment of an optical axis. 光軸が合致している理想的な状態と現実の状態とを示すグラフである。It is a graph which shows the ideal state in which the optical axis is in agreement, and an actual state. 光軸調整の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of optical axis adjustment. 光軸調整用パターンの変更例を示す図である。It is a figure which shows the example of a change of the pattern for optical axis adjustment. 本発明の別の実施形態に係る自動検査システムの構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the automatic inspection system which concerns on another embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 制御装置(光軸調整値算出装置)
2 撮像制御部(撮像画像取得手段)
5 画像処理部(光軸調整値算出装置)
11 カメラ(撮像装置)
12 レンズユニット(光学素子)
14 撮像素子
40 フラットパネル(表示装置)
51 光軸粗調整部(姿勢調整値算出手段)
55 光軸微調整部(光軸調整値算出装置)
56 コントラスト算出部(対照値算出手段)
57 分離度算出部(分離度算出手段)
58 分離度評価部(光軸調整値算出手段)
60 制御装置(光軸調整値算出装置)
61 画像合成部(画像合成手段)
1 Control device (Optical axis adjustment value calculation device)
2 Imaging control unit (captured image acquisition means)
5 Image processing unit (optical axis adjustment value calculation device)
11 Camera (imaging device)
12 Lens unit (optical element)
14 Image sensor 40 Flat panel (display device)
51 Optical axis coarse adjustment unit (attitude adjustment value calculation means)
55 Optical axis fine adjustment unit (Optical axis adjustment value calculation device)
56 Contrast calculation part (control value calculation means)
57 Separation degree calculation unit (separation degree calculation means)
58 Separation degree evaluation unit (optical axis adjustment value calculation means)
60 Control device (optical axis adjustment value calculation device)
61 Image composition unit (image composition means)

Claims (9)

光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置であって、
表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと当該第1マークとは異なる同一の輝度を有する第2マークとを含む調整用パターンを、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、
上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、
上記撮像画像取得手段が取得した撮像画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、
上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備えることを特徴とする光軸調整値算出装置。
Adjustment for adjusting the position of the optical axis of the optical element by analyzing the picked-up image picked up by the image pick-up device on the image of the display device, which is the object to be picked up, formed on the surface of the image pick-up element by the optical element An optical axis adjustment value calculation device for calculating a value,
The first mark is different from at least one first mark displayed in each of at least two divided areas selected from a plurality of divided areas generated by dividing the screen of the display device and having the same brightness. Corresponding to a plurality of captured images captured by the imaging device while moving an adjustment pattern including a second mark having the same luminance on the vertical line from the imaging device to the display device Captured image acquisition means for acquiring and attaching,
For each captured image acquired by the captured image acquisition means, a first reference value indicating a difference between a luminance value of a pixel corresponding to the first mark and a luminance value of a pixel corresponding to the second mark, and the second Contrast value calculating means for calculating a second contrast value indicating a difference in luminance values of a plurality of pixels corresponding to the mark for each divided region;
The degree of separation for calculating for each divided region the degree of separation indicating how far the first reference value and the second reference value calculated by the reference value calculating unit are separated for each captured image acquired by the captured image acquisition unit A calculation means;
Based on the relationship between the degree of separation for each divided region calculated by the above-described degree of separation calculation unit and the imaging position where the captured image used to calculate the degree of separation is captured, the degree of separation for each divided region is calculated. An optical axis adjustment value calculating means for calculating an optical axis adjustment value for adjusting a relative position between the optical element and the imaging element so that the difference falls within a predetermined range. Adjustment value calculation device.
光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置であって、
画面の全面を第1の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第1撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第1の輝度とは異なる第2の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第1撮像画像と同様に撮像した複数の第2撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得手段と、
上記撮像画像取得手段が取得した、撮像位置が互いに同一の第1および第2撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに、上記第1の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと上記第2の輝度を有する第2マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成手段と、
上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出手段と、
上記画像合成手段が合成した合成画像ごとに、上記対照値算出手段が算出した第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出手段と、
上記分離度算出手段が算出した、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出手段とを備えることを特徴とする光軸調整値算出装置。
Adjustment for adjusting the position of the optical axis of the optical element by analyzing the picked-up image picked up by the image pick-up device on the image of the display device, which is the object to be picked up, formed on the surface of the image pick-up element by the optical element An optical axis adjustment value calculation device for calculating a value,
A plurality of first captured images captured by the imaging device while moving on a vertical line extending from the imaging device to the display device with a display device having the entire screen lit at the first luminance, And a plurality of second images obtained by imaging the display device in the same manner as the first captured image, the display device having the entire surface lit at a second luminance different from the first luminance. Captured image acquisition means for acquiring an image in association with the imaging position;
By combining the first and second captured images having the same imaging position acquired by the captured image acquisition means, at least two selected from a plurality of divided regions generated by dividing the screen of the display device Image combining means for obtaining a combined image representing a state in which at least one first mark having the first luminance and a second mark having the second luminance are displayed in each of the divided regions;
For each synthesized image synthesized by the image synthesizing means, a first reference value indicating a difference between a luminance value of a pixel corresponding to the first mark and a luminance value of a pixel corresponding to the second mark, and the second mark Contrast value calculating means for calculating a second reference value indicating a difference in luminance values of a plurality of pixels corresponding to each divided region;
The degree-of-separation calculation for calculating for each divided region the degree of separation indicating how far the first control value and the second reference value calculated by the control value calculation means are separated for each composite image synthesized by the image composition means Means,
Based on the relationship between the degree of separation for each divided region calculated by the separation degree calculating means and the imaging position corresponding to the composite image used to calculate the degree of separation, the degree of separation for each divided region is calculated. An optical axis adjustment value calculating means for calculating an optical axis adjustment value for adjusting a relative position between the optical element and the imaging element so that the difference falls within a predetermined range. Adjustment value calculation device.
上記光軸調整値算出手段は、特定の分割領域について算出された分離度の集合から、最大値を有する分離度である最大分離度を分割領域ごとに求めた後、当該最大分離度を得るに至った撮像位置を分割領域間で比較し、その比較結果に基づいて上記光軸調整値を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の光軸調整値算出装置。   The optical axis adjustment value calculating means obtains the maximum degree of separation after obtaining the maximum degree of separation for each divided area from the set of degrees of separation calculated for the specific divided area for each divided area. 3. The optical axis adjustment value calculation apparatus according to claim 1, wherein the obtained imaging position is compared between the divided areas, and the optical axis adjustment value is calculated based on the comparison result. 上記第1マークは、所定の範囲から外れた輝度を有する人工欠陥絵素であり、
上記第2マークは、所定の範囲内の輝度を有する良品絵素であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光軸調整値算出装置。
The first mark is an artificial defect pixel having a luminance outside a predetermined range,
The optical axis adjustment value calculation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the second mark is a non-defective picture element having a luminance within a predetermined range.
上記表示装置の像を撮像した撮像画像を解析することにより、当該表示装置と上記撮像装置との相対位置を調整するための姿勢調整値を算出する姿勢調整値算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光軸調整値算出装置。   Characterized by further comprising posture adjustment value calculation means for calculating a posture adjustment value for adjusting a relative position between the display device and the imaging device by analyzing a captured image obtained by capturing an image of the display device. The optical axis adjustment value calculation apparatus according to any one of claims 1 to 4. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の光軸調整値算出装置を動作させる光軸調整値算出プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための光軸調整値算出プログラム。   An optical axis adjustment value calculation program for operating the optical axis adjustment value calculation apparatus according to claim 1, wherein the computer functions as each of the means. 請求項6に記載の光軸調整値算出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the optical axis adjustment value calculation program according to claim 6 is recorded. 光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置における光軸調整値算出方法であって、
表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに表示された、互いに同一の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと当該第1マークとは異なる同一の輝度を有する第2マークとを含む調整用パターンを、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、
上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、
上記撮像画像取得工程において取得された撮像画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、
上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた撮像画像を撮像した撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含むことを特徴とする光軸調整値算出方法。
Adjustment for adjusting the position of the optical axis of the optical element by analyzing the picked-up image picked up by the image pick-up device on the image of the display device, which is the object to be picked up, formed on the surface of the image pick-up element by the optical element An optical axis adjustment value calculation method in an optical axis adjustment value calculation device for calculating a value,
The first mark is different from at least one first mark displayed in each of at least two divided areas selected from a plurality of divided areas generated by dividing the screen of the display device and having the same brightness. Corresponding to a plurality of captured images captured by the imaging device while moving an adjustment pattern including a second mark having the same luminance on the vertical line from the imaging device to the display device A captured image acquisition step of acquiring and attaching,
For each captured image acquired in the captured image acquisition step, a first reference value indicating a difference between a luminance value of a pixel corresponding to the first mark and a luminance value of a pixel corresponding to the second mark, and the first A contrast value calculating step of calculating, for each divided region, a second contrast value indicating a difference in luminance values of a plurality of pixels corresponding to two marks;
For each captured image acquired in the captured image acquisition step, a degree of separation indicating how far the first control value and the second control value calculated in the control value calculation step are separated is calculated for each divided region. A separation degree calculating step;
The degree of separation for each divided region based on the relationship between the degree of separation for each divided region calculated in the step of calculating the degree of separation and the imaging position at which the captured image used to calculate the degree of separation is captured. An optical axis adjustment value calculating step for calculating an optical axis adjustment value for adjusting a relative position between the optical element and the imaging element so that the difference between the optical element and the imaging element falls within a predetermined range. Axis adjustment value calculation method.
光学素子によって撮像素子の面に結像された、撮像対象物である表示装置の像を撮像装置が撮像した撮像画像を解析することにより、上記光学素子の光軸の位置を調整するための調整値を算出する光軸調整値算出装置における光軸調整値算出方法であって、
画面の全面を第1の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置から上記表示装置へと下した垂線上を移動しながら当該撮像装置が撮像した複数の第1撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得するとともに、上記全面を上記第1の輝度とは異なる第2の輝度で点灯させた表示装置を、上記撮像装置が上記第1撮像画像と同様に撮像した複数の第2撮像画像を、その撮像位置と対応付けて取得する撮像画像取得工程と、
上記撮像画像取得工程において取得された、撮像位置が互いに同一の第1および第2撮像画像を合成することにより、上記表示装置の画面を分割することによって生じる複数の分割領域から選ばれた少なくとも2つの分割領域のそれぞれに、上記第1の輝度を有する少なくとも1つの第1マークと上記第2の輝度を有する第2マークとが表示された状態を表現した合成画像を得る画像合成工程と、
上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記第1マークに対応する画素の輝度値と上記第2マークに対応する画素の輝度値との違いを示す第1対照値と、上記第2マークに対応する複数の画素の輝度値の違いを示す第2対照値とを各分割領域について算出する対照値算出工程と、
上記画像合成工程において合成された合成画像ごとに、上記対照値算出工程において算出された第1対照値と第2対照値とがどれだけ離れているかを示す分離度を各分割領域について算出する分離度算出工程と、
上記分離度算出工程において算出された、各分割領域についての分離度と、当該分離度を算出するために用いた合成画像に対応する撮像位置との関係に基づいて、各分割領域についての分離度の差が所定の範囲内に収まるように、上記光学素子と上記撮像素子との相対位置を調整するための光軸調整値を算出する光軸調整値算出工程とを含むことを特徴とする光軸調整値算出方法。
Adjustment for adjusting the position of the optical axis of the optical element by analyzing the picked-up image picked up by the image pick-up device on the image of the display device, which is the object to be picked up, formed on the surface of the image pick-up element by the optical element An optical axis adjustment value calculation method in an optical axis adjustment value calculation device for calculating a value,
A plurality of first captured images captured by the imaging device while moving on a vertical line extending from the imaging device to the display device with a display device having the entire screen lit at the first luminance, And a plurality of second images obtained by imaging the display device in the same manner as the first captured image, the display device having the entire surface lit at a second luminance different from the first luminance. A captured image acquisition step of acquiring an image in association with the imaging position;
At least 2 selected from a plurality of divided regions generated by dividing the screen of the display device by combining the first and second captured images having the same imaging position acquired in the captured image acquisition step. An image synthesizing step for obtaining a synthesized image representing a state in which at least one first mark having the first luminance and a second mark having the second luminance are displayed in each of the two divided regions;
For each synthesized image synthesized in the image synthesizing step, a first reference value indicating a difference between a luminance value of a pixel corresponding to the first mark and a luminance value of a pixel corresponding to the second mark, and the second A contrast value calculating step for calculating, for each divided region, a second contrast value indicating a difference in luminance values of a plurality of pixels corresponding to the mark;
Separation for calculating for each divided region a degree of separation indicating how far the first control value and the second control value calculated in the control value calculation step are separated for each composite image synthesized in the image synthesis step Degree calculation step,
The degree of separation for each divided region based on the relationship between the degree of separation for each divided region calculated in the separation degree calculation step and the imaging position corresponding to the composite image used to calculate the degree of separation. An optical axis adjustment value calculating step for calculating an optical axis adjustment value for adjusting a relative position between the optical element and the imaging element so that the difference between the optical element and the imaging element falls within a predetermined range. Axis adjustment value calculation method.
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