CN101140365B - 不均匀检查方法、显示面板的制造方法以及不均匀检查装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够得到与检查员的官能检查结果相近的结果的不均匀检查方法、使用该不均匀检查方法的显示面板的制造方法、以及不均匀检查装置。在检查面板材料中有无不均匀的不均匀检查方法中，按照多个水平的条件拍摄作为检查对象的面板材料(步骤S1)，从该拍摄结果中取得多张一次图像(步骤S2)，对这些一次图像实施强调图像变化的处理，生成多张二次图像(步骤S3)，按照规定的加权合成这些二次图像，生成合成图像(步骤S4)，根据该合成图像来判定有无不均匀(步骤S5)。而且，将规定的加权决定成，使得在针对产生不均匀的示范用的面板材料生成二次图像、合成这些二次图像而生成了合成图像时，可以区分产生不均匀的区域及其以外的区域。

Description

不均匀检查方法、显示面板的制造方法以及不均匀检查装置
技术领域
本发明涉及不均匀检查方法、显示面板的制造方法以及不均匀检查装置，特别是涉及检查面板材料中有无不均匀的不均匀检查方法、使用该不均匀检查方法的显示面板的制造方法、以及检查面板材料中有无不均匀的不均匀检查装置。
背景技术
目前，在制造液晶显示面板时，对组装后的面板进行有无不均匀的检查。该不均匀检查由检查员通过目视来进行官能检查，因此存在检查成本高的问题。
因此，近年来提出如下技术：利用相机拍摄作为检查对象的面板材料、对所取得的图像应用空间微分滤波器等来自动地检测出不均匀(例如参照专利文献1)。但是，在这种现有的自动检查方法中，存在检查结果与检查员的官能检查结果不一致的问题，因此难以达到实用化。
[专利文献1]特开2003-066398号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以得到与检查员的官能检查结果接近的结果的不均匀检查方法、使用该不均匀检查方法的显示面板的制造方法、以及不均匀检查装置。
根据本发明的一个方面，提供一种不均匀检查方法，检查面板材料中有无不均匀，其特征在于，包括以下工序：按照多个水平的条件拍摄作为检查对象的上述面板材料，取得多张一次图像；对上述多张一次图像实施强调图像变化的处理，生成多张二次图像；按照规定的加权来合成上述多张二次图像，生成合成图像；以及根据上述合成图像来判定有无不均匀，其中，将上述规定的加权决定成，使得在针对产生不均匀的示范用的上述面板材料生成上述多张二次图像、合成这些二次图像而生成了合成图像时，可以区分产生上述不均匀的区域和其以外的区域。
根据本发明的另一个方面，提供一种显示面板的制造方法，其特征在于，具备以下工序：组装显示面板；以及检查上述显示面板中是否产生不均匀，其中，在上述检查工序中，将上述显示面板作为成为检查对象的面板材料，实施上述的不均匀检查方法。
根据本发明的又一个方面，提供一种不均匀检查装置，检查面板材料中有无不均匀，其特征在于，包括：摄像部，按照不同水平的条件拍摄作为检查对象的上述面板材料；和运算部，对通过上述拍摄取得的多张一次图像实施强调图像变化的处理，生成多张二次图像，按照规定的加权合成上述多张二次图像，生成合成图像，并且根据上述合成图像来判定有无不均匀，其中，将上述规定的加权决定成，使得在针对产生不均匀的示范用的上述面板材料生成上述多张二次图像、合成这些二次图像而生成了合成图像时，可以区分产生上述不均匀的区域和其以外的区域。
根据本发明，可以实现能够得到与检查员的官能检查结果相近的结果的不均匀检查方法、使用该不均匀检查方法的显示面板的制造方法、以及不均匀检查装置。
附图说明
图1是例示本发明第1实施方式的不均匀检查装置的框图。
图2是例示第1实施方式的不均匀检查方法的流程图。
图3是例示第1实施方式的不均匀检查方法中的图像信息流的图。
图4是例示第2实施方式的显示面板的制造方法的流程图。
图5是例示第1具体例的检查装置的框图。
图6是例示在第1具体例中投影在拍摄面上的显示面板的像点与相机的摄像元件之间关系的图。
图7是例示第1具体例的检查方法的流程图。
图8是例示显示面板的像点与合成单位区域之间关系的图。
图9是例示第1具体例的检查方法中的图像信息流的图。
图10是例示第1具体例的检查方法中的图像信息流的图。
图11(a)和(b)是取图像上的位置为横轴、取系数为纵轴，例示空间微分滤波器的曲线图，(a)表示组合了正与负的2个高斯函数的滤波器，(b)表示利用与(a)等价的一个函数表示的滤波器。
图12是取图像上的位置为横轴、取系数为纵轴，例示生成和图像的方法的图。
图13(a)～(d)是例示合成图像及二值图像的图，(a)表示合成图像，(b)表示将(a)所示的合成图像二值化后的二值图像，(c)表示其它合成图像，(d)表示将(c)所示的合成图像二值化后的二值图像。
图14(a)是例示示范用面板的图，(b)是例示与(a)所示的示范用面板相对应的遮罩的图。
图15是例示第3具体例的不均匀检查装置的摄像部的光学模型图。
图16是例示在第3具体例中得到的拍摄图像的图。
图17(a)～(f)是取图像上的位置或频率为横轴、取信号强度为纵轴，例示本具体例中的信号处理方法的曲线图。
图18(a)和(b)是取位置或频率为横轴、取信号强度为纵轴，例示本具体例中的信号处理方法的曲线图。
图19是例示第7具体例的不均匀检查方法的流程图。
图20(a)～(c)是例示在本具体例的预备检查中取得的一次图像的模式图。
符号说明
1、11：不均匀检查装置；2、12：摄像部；3：运算部；4：存储部；5：输入输出部；6：可变台；7：相机、7a：摄像元件；16：固定台；18：多面棱镜；100：面板材料；101：显示面板；101a：像点；101b：示范用面板；201、201a、201b、201c：拍摄图像；202、202a、202b、202c：一次图像；203：二次图像；204、204a、204b、204c：空间微分图像；205、205a、205b：差图像；206：和图像；207、207a、207b、207c、207d：合成图像；301、301b：拍摄图像；301a：聚焦区域；302：整形图像；302a：合成单位区域；303：一次图像；304a～304f：空间微分图像；305a～305f：差图像；306：和图像；307：合成图像；308：二值图像；310、310b：不均匀；311、312：区域；320：遮罩；331：不均匀；332：波纹；333：照明反射；C：中心。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。
首先说明本发明的第1实施方式。
图1是例示本实施方式的不均匀检查装置的框图。
如图1所示，本实施方式的不均匀检查装置1是检查面板材料100中有无“不均匀”的装置。所谓“不均匀”是指在板状的构件(面板材料)的表面上具有某种程度的面积且色调或亮度等外观与其它区域不同的区域，被认为是缺陷。面板材料100例如是FPD(Flat Panel Display：平面型显示装置)等周期地排列了多个像点的显示面板，例如LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示装置)。在不均匀检查装置1中设置了摄像部2、运算部3、存储部4以及输入输出部5。而且，运算部3与摄像部2、存储部4以及输入输出部5分别连接。
摄像部2是按照多个水平的条件对作为检查对象的面板材料100进行摄像的装置，例如具有周期地排列了多个摄像元件的摄像设备。条件例如是从包括拍摄角度、照明的亮度、变焦倍率、焦点位置、曝光量、光圈量以及快门速度等的组中选择的1个或2个以上的条件，在面板材料100是显示图像的显示面板的情况下，条件中还包含在面板材料上显示的测试图案的色调及灰度等级。
运算部3是进行如下动作的部分：根据通过摄像部2的拍摄得到的拍摄图像，取得多张一次图像，对该多张一次图像实施强调图像变化的处理，生成多张二次图像，将这多张二次图像合成，生成合成图像，根据该合成图像判定有无不均匀。在合成二次图像来生成合成图像时，应用预先输入到存储部4中的加权。“加权”是指与二次图像的像素值相乘的一组系数，是由与二次图像数相同个数的数值构成的组。该加权被决定成，使得在针对产生不均匀的示范用面板材料生成多张二次图像、并且合成它们而生成了合成图像时，可以区分产生不均匀的区域与其以外的区域。另外，在面板材料100是FPD的情况下，由于FPD的像点的排列周期与摄像部2的摄像元件的排列周期的差异，拍摄图像中有时会产生波纹。这种情况下，运算部3从拍摄图像中除去波纹来取得一次图像。运算部3例如由个人计算机的CPU(CentralProcessing Unit：中央处理装置)构成，例如兼用作摄像部2以及存储部4的控制装置。
存储部4是存储通过摄像部2的拍摄动作取得的一次图像、由运算部3使用的加权、以及由运算部3得到的运算结果、即二次图像、合成图像、判定结果等的装置。存储部4例如由HDD(Hard DiskDrive：硬盘驱动器)等存储设备构成。
输入输出部5是与用户之间的接口，向运算部3输入命令，并且显示从运算部3输出的信息。而且还是向存储部4输入上述加权时的接口。输入输出部5例如由键盘以及显示器等构成。另外，运算部3、存储部4以及输入输出部5也可以由一台个人计算机构成。
接着说明如上构成的本实施方式的不均匀检查装置的动作，即本实施方式的不均匀检查方法。
图2是例示本实施方式的不均匀检查方法的流程图。
图3是例示本实施方式的不均匀检查方法中的图像信息流的图。
首先，预先向存储部4输入合成二次图像时的加权。该加权是以如下方式决定的加权：使得在准备由检查员判定为产生不均匀的面板材料，将其作为示范用面板材料，针对该示范用面板材料生成多张二次图像，利用上述加权来合成了这些二次图像时，可以在合成图像中区分产生不均匀的区域及其以外的区域。例如是以如下方式决定的加权：使得在与示范用面板材料有关的合成图像中，产生不均匀的区域的亮度的熵与其以外区域的亮度的熵的比值达到极大。该加权按不均匀的种类来决定。
这样，在向存储部4输入了加权后，进行作为检查对象的面板材料100的检查。以下参照图2和图3进行说明。
首先，如图2的步骤S1所示，摄像部2按多个水平的条件对面板材料100进行多次拍摄。条件例如是拍摄角度、照明的亮度、变焦倍率、焦点位置、曝光量、光圈量或快门速度，在面板材料100是显示面板的情况下，还可以是该显示面板上显示的测试图案的色调或灰度等级。例如，一边使面板材料100的拍摄角度变化成3个水平，一边进行3次拍摄。由此从摄像部2向运算部3输出例如3张拍摄图像201a、201b及201c(以下统称为“拍摄图像201”)。
然后，如步骤S2所示，运算部3从各个拍摄图像201取得一次图像202a～202c(以下统称为“一次图像202”)。即，从拍摄图像201 a取得一次图像202a，从拍摄图像201b取得一次图像202b，从拍摄图像201c取得一次图像202c。此时，如果在拍摄图像中产生波纹，则进行除去波纹的处理。另外，根据需要进行提高对比度的画质校正、以及使图像形状标准化的形状校正等校正。另外，如果不必对拍摄图像201进行处理和校正，则直接将拍摄图像201作为一次图像202。
然后，如步骤S3所示，对多张一次图像202实施强调图像变化的处理，生成多张二次图像203。
例如，通过分别对一次图像202a～202c进行空间微分，生成空间微分图像204a～204c(以下统称为“空间微分图像204”)。
另外，生成根据按照相互不同水平的条件拍摄的2张一次图像202生成的空间微分图像204的差图像205。例如，根据空间微分图像204a及204b生成它们的差图像205a，根据空间微分图像204b及204c生成它们的差图像205b。
进而，根据按照相互不同水平的条件拍摄的3张一次图像202a～202c生成1张和图像206。即，针对和图像206中的每个区域(以下称为“特定区域”)，按照规定的比例使一次图像202a中的相当于特定区域的区域的像素值、一次图像202b中的相当于特定区域的相邻区域的区域的像素值、以及一次图像202c中的相当于特定区域的相邻区域的再相邻区域的区域的像素值相加，形成和图像206的特定区域的像素值。通过将和图像206的所有区域依次作为特定区域来重复该相加，生成和图像206。空间微分图像204a～204c、差图像205a及205b、以及和图像206是二次图像203。
然后，如步骤S4所示，利用存储部4中存储的规定加权合成所有的二次图像203，生成合成图像207。合成图像207针对每种加权、即不均匀的每个种类生成。例如，在已知不均匀的种类有4种的情况下，在存储部4中存储4种加权，针对每种加权来生成4张合成图像207a～207d。
然后，如步骤S5所示，根据合成图像207a～207d，判定有无不均匀。例如在合成图像207a～207d中都没有识别出不均匀的情况下，判定该面板材料100“没有不均匀”，在合成图像207a～207d的至少一张图像中识别出不均匀的情况下，判定该面板材料100“有不均匀”。
根据本实施方式，在图2的步骤S4所示的工序中从二次图像生成合成图像时所应用的加权被决定为使得预先由检查员判定为有不均匀的区域利用本检查方法也判定为有不均匀，而由检查员判定为没有不均匀的区域利用本检查方法也判定为没有不均匀。由此，可以实现能够得到与检查员的官能检查结果相近的结果的不均匀检查方法及不均匀检查装置。
以下说明本发明的第2实施方式。
本实施方式是显示面板的制造方法的实施方式。
图4是例示本实施方式的显示面板的制造方法的流程图。
首先，如图4的步骤S11所示，组装显示面板。然后，如步骤S12所示，对组装好的显示面板进行不均匀检查。此时，在步骤S12所示的不均匀检查工序中，实施上述第1实施方式中的不均匀检查方法(参照图2)。由此制造显示面板。
根据本实施方式，可以实现不均匀检查工序的自动化，因此能够以高生产率来制造显示面板。
以下说明用于实施上述各实施方式的具体例。
首先说明第1具体例。
本具体例是上述第1实施方式的具体例。本具体例的不均匀检查装置进行作为面板材料的例如构成便携电话的显示屏幕的LCD的不均匀检查。
图5是例示本具体例的检查装置的框图。
图6是例示投影在拍摄面上的显示面板的像点与相机的摄像元件之间关系的图。
如图5所示，在本具体例的不均匀检查装置11中，设置有摄像部2、运算部3、存储部4以及输入输出部5。而且，摄像部2中设置有支撑显示面板101的可动台6和拍摄显示面板101的相机7。可动台6例如由2轴的测角台(goniostage)构成，沿2个轴独立地控制显示面板101的姿势。
另外，相机7包括周期性排列了CCD(Charge-Couple Device：电荷耦合器件)等多个摄像元件的摄像设备(未图示)、以及向该摄像设备聚光的光学系统(未图示)。相机7的摄像设备中的摄像元件的排列密度大于投影在相机7的拍摄面上的显示面板101的像中的显示面板101的像点的排列密度。从而，相机7利用多个摄像元件拍摄显示面板101的各像点，得到拍摄图像。例如，如图6所示，在相机7的拍摄面上，对于显示面板101的一个像点101a的像，相机7的摄像元件7a配置成9行9列的矩阵状，总计81个。另外，显示面板的“像点”是指由1组RGB像素构成的显示的基本单位。
进而，运算部3将拍摄图像中包含连续排列的多个像素的区域设定成使得各区域的位置及面积在规定的范围内随机，并合成各个区域中包含的多个像素来形成一个像素，从而生成一次图像。
不均匀检查装置11的上述以外的结构与图1所示的不均匀检查装置1的结构相同。
以下说明本具体例的不均匀检查装置的动作，即本具体例的不均匀检查方法。
图7是例示本具体例的检查方法的流程图。
图8是例示显示面板的像点与合成单位区域之间关系的图。
图9和图10是例示本具体例的检查方法中的图像信息流的图。为了简化图示，图9和图10仅示出一部分水平。
另外，图11(a)和(b)是取图像上的位置为横轴、取系数为纵轴，例示空间微分滤波器的曲线图，(a)表示组合了正与负的2个高斯函数的滤波器，(b)表示利用与(a)等价的一个函数表示的滤波器。
图12是取图像上的位置为横轴、取系数为纵轴，例示生成和图像的方法的图。
图13(a)～(d)是例示合成图像及二值图像的图，(a)表示合成图像，(b)表示将(a)所示的合成图像二值化后的二值图像，(c)表示其它合成图像，(d)表示将(c)所示的合成图像二值化后的二值图像。
图14(a)是例示示范用面板的图，(b)是例示与(a)所示的示范用面板相对应的遮罩的图。
以下参照图5～图14进行说明。
首先，预先向存储部4(参照图5)输入表示合成二次图像时的加权的“权参数集”。该权参数集的具体决定方法后述。在向存储部4中输入了权参数集的状态下，进行作为检查对象的显示面板101的检查。
首先，如图7的步骤S21所示，在可动台6保持显示面板101的状态下进行驱动，从而使相机7拍摄显示面板101。由此，一边改变拍摄角度，一边拍摄显示面板101。例如，一边使拍摄角度在-30度到+30度的范围内变化，一边按-30度、-20度、-10度、-5度、0度、+5度、+10度、+20度、+30度这9个水平的拍摄角度进行拍摄，取得拍摄图像301。然后，向运算部3输出所取得的拍摄图像301。“拍摄角度”是指连结显示面板101的中心和相机7的直线与显示面板101的表面法线所成的角度。
如图9所示，在拍摄角度大、无法一次在显示面板101的全部区域中聚焦的情况下，针对1个水平的拍摄角度，取得焦点位置相互不同的多张拍摄图像。由此，任意一个拍摄图像中的聚焦区域301a覆盖显示面板101的全部区域。图9中示出拍摄角度为+30度、取得了3张拍摄图像的情况。
此时，如图6所示，利用例如排列成9行9列的81个摄像元件7a来拍摄显示面板101的各像点101a。由此，拍摄条件满足抽样定理，在拍摄图像301中不会产生由于像点101a的排列周期与摄像元件7a的排列周期的干扰所引起的波纹。
然后，如步骤S22所示，运算部3对拍摄图像301进行几何学校正和整形。即，由于相机7与显示面板101的各部分之间的距离的差异，拍摄图像301产生失真，因此通过将其整形成一定的形状，例如与显示面板101的形状相似的长方形，来使图像标准化。此时，在步骤S21所示的拍摄工序中，针对1个水平取得了使焦点位置相互不同的多张拍摄图像的情况下，仅组合各拍摄图像的聚焦区域301a(参照图9)来形成一张图像，然后进行整形。由此取得整形图像302。
整形图像与显示面板的像点相比，分辨率高、连各像点的构造都被拍摄，因此不适合抽取作为宏观缺陷的不均匀。另外，拍摄图像的数据尺寸大、处理不方便。因此，如步骤S23所示，缩小整形图像302。具体地说，平均合成连续排列成9行9列的矩阵状的平均81个拍摄元件7a，生成一个像素，由此降低图像的分辨率。此时，缩小后的图像的一个像素对应于显示面板101的大概一个像点101a。
但是，如果均匀地缩小了整形图像302，则在缩小后的图像中产生波纹。因此，如图8所示，在缩小前的图像中，在规定的范围内随机设定缩小后成为一个像素的区域(以下称为“合成单位区域302”)的面积及中心C的位置。例如，在从9行9列的像素区域到11行11列的像素区域程度的范围内随机设定合成单位区域的面积，在离基准位置上下左右1个像素程度的范围内随机设定中心C的位置。另外，整形图像的缩小通过施加用高斯函数表示的权来进行，该高斯函数的系数也随机设定。
具体地说，当设图像的缩小率为N，缩小后的图像中的位于坐标(x，y)处的像素的像素值为p(x，y)，缩小前的原图像中的位于坐标(X，Y)处的像素的像素值为P(X，Y)，在原图像的各图像单位区域内位于坐标(i，j)处的像素的权函数为W(i，j)，在(-1)～(+1)的范围内取随机值的随机数为rnd1、rnd2、rnd3时，利用下面式1和式2来算出缩小后的图像中的像素值p(x，y)。
[式1]
p ( x , y ) = Σ j = 0 3 N - 1 Σ i = 0 3 N - 1 W ( i , j ) × P ( Nx + i , Ny + j ) Σ j = 0 3 N - 1 Σ i = 0 3 N - 1 W ( i . j )
[式2]
W ( i , j ) = exp { ( i + N 2 × rnd 1 ) 2 + ( j + N 2 × rnd 2 ) 2 2 × ( 3 N + rnd 3 ) }
根据需要对这样缩小后的图像实施提高对比度等的处理。由此取得一次图像303。
然后，如图10和图7的步骤S24所示，进行一次图像303的空间微分，生成空间微分图像304。具体地说，对各个一次图像303施加如图11(a)所示的组合了正负2个高斯函数的滤波器。即，对一次图像303应用基于多核心尺寸的多维滤波。在该滤波器中，负高斯函数比正高斯函数宽，峰值高度的绝对值小。由此，空间微分图像304成为强调了一次图像303中的空间图像变化的图像。例如，根据一张一次图像303生成高斯函数的形状不同的2种空间微分图像304a和304b，进而生成从空间微分图像304a减去空间微分图像304b后的差图像(空间微分图像304c)和从空间微分图像304b减去空间微分图像304a后的差图像(空间微分图像304d)。
另外，如图11(b)所示，准备2种与图11(a)所示的由2个高斯函数构成的滤波器几乎等价的由一个函数构成的滤波器，将这些滤波器施加在一次图像303上，由此生成空间微分图像304e及304f。这样，从一张一次图像303生成6张空间微分图像304。
然后，如步骤S25所示，从空间微分图像304当中、利用同种滤波器生成且拍摄角度的水平错开1个水平的2张图像，生成1张差图像305。例如，如图10所示，从拍摄角度为+30度的空间微分图像304a中，减去拍摄角度为+20度的空间微分图像304a，生成差图像305a。另外，从拍摄角度为+30度的空间微分图像304b中，减去拍摄角度为+20度的空间微分图像304b，生成差图像305b。同样，从拍摄角度为+30度的空间微分图像304c～304f中，减去拍摄角度为+20度的空间微分图像304c～304f，生成差图像305c～305f。进而，对于其它拍摄角度也同样生成差图像305。差图像305成为强调了由于拍摄角度的变化而引起的图像变化的图像。
另一方面，如步骤S26所示，在步骤S24和S25所示的工序之外，根据按照连续水平的拍摄角度拍摄的3张一次图像303，生成1张和图像306。具体地说，例如图12所示，对3张一次图像应用具有1个极大值和夹着该极大值的2个极小值的函数F(x)。即，使和图像306的一个像素(以下称为“特定像素”)的像素值为下述(1)～(3)的值之和。
(1)使拍摄角度为+30度的一次图像303中的、包含对应于该特定像素的像素的区域R1(特定区域)的像素值乘以函数F(x)后得到的值。
(2)使拍摄角度为+20度的一次图像303中的、夹着区域R1的区域R2的像素值乘以函数F(x)后得到的值。
(3)使拍摄角度为+10度的一次图像303中的、夹着区域R1和区域R2的区域R3的像素值乘以函数F(x)后得到的值。
各区域R1～R3中包含的像素数是任意的。
然后，将和图像306的各像素作为特定像素，重复上述计算，由此生成和图像306。和图像306成为强调了由于空间图像变化以及拍摄角度变化引起的图像变化这两者的图像。
然后，如步骤S27所示，合成所有的二次图像，即空间微分图像304、差图像305以及和图像306，形成合成图像307。在拍摄角度为9个水平的情况下，空间微分图像304的张数为54张(9个水平×6张)，差图像305的张数为48张(8个水平×6张)，和图像306的张数为7张(7个水平)，因此合成共计109张的二次图像，形成1张合成图像307。另外，在使拍摄角度以外的条件也变化来进行了拍摄的情况下，从这些拍摄图像得到的二次图像也一并合成。此时，合成二次图像时的“权参数集”使用存储在存储部4(参照图5)中的权参数集，即针对检测出的不均匀的每个种类设定的权参数集。由此，针对不均匀的每个种类形成合成图像。
然后，如图13及步骤S28所示，按照规定的阈值将合成图像307二值化，形成二值图像308，识别有无不均匀。即，按照规定的阈值将图13(a)及(b)所示的合成图像307二值化，分别形成如(c)和(d)所示的二值图像308，识别有无不均匀310。
然后，如步骤S29所示，根据该识别结果判定有无不均匀。即，当已知的不均匀种类仅有1种时，步骤S28中的识别结果直接形成判定结果。另一方面，当已知多种不均匀并且生成了多张合成图像307时，生成多张二值图像308，进行OR(或)运算，在至少1张合成图像307中识别出产生不均匀时，判定为“有不均匀”，在所有的合成图像307中都没有识别出产生不均匀时，判定为“没有不均匀”。此时，也可以利用不均匀的面积对不均匀的产生程度进行分级，或者针对各合成图像307，使用相互不同的阈值形成多张二值图像，利用不均匀与其周围的灰度等级差来对不均匀的产生程度进行分级。
以下说明权参数集的决定方法。首先，如图14(a)所示，准备由检查员判定为产生不均匀的显示面板，将其作为示范用面板101b。然后，在示范用面板101b中确定产生了不均匀310b的区域311。并且，将示范用面板101b中的区域311以外的区域设为区域312。
然后，如图14(b)所示，生成与示范用面板101b相对应的、可以区分区域311和区域312的遮罩320。在针对同种类的不均匀准备了多张示范用面板101b的情况下，生成对应于各示范用面板101b的多张遮罩320。
然后，对示范用面板101b实施图7的步骤S21～S26所示的工序，生成多张二次图像。然后，任意设定权参数集的初始值，生成合成图像。然后，对该合成图像应用遮罩320，分别求出区域311的亮度熵和区域312的亮度熵。此时，在存在多张示范用面板101b的情况下，对涉及所有示范用面板101b的数据进行合计，逐个求出区域311的熵和区域312的熵。
一般情况下，如果在图像中的某个区域中图像的变化剧烈，则该区域中的亮度变化大，在生成了表示每一亮度的出现概率的柱状图时，其出现概率的分布散乱。从而，该区域的亮度熵变大。在设亮度为f、某亮度f的出现概率为P(f)、亮度f的灰度等级数为L时，熵Hf由下述式3给出。
[式3]
H f = Σ f = 0 L - 1 P ( f ) log 2 1 P ( f )
利用这样求出的熵，求出区域311(产生不均匀的区域)的亮度熵与区域312(没有产生不均匀的区域)的亮度熵的比值。以下将该比值称为“熵比”。如果用公式来表示熵比，则如下。
熵比＝(有不均匀的区域的熵)/(没有不均匀的区域的熵)
然后，进行收敛运算，调整构成权参数集的各参数的值，使得熵比达到极大。具体地说，从权参数集中选择一个参数，在使该参数以外的参数的值固定的状态下，使该一个参数的值从当前值变化到大一定量的值以及小一定量的值。然后，将这3个值中熵比最大的值作为该参数的新值。重复该操作，在熵比达到极大值之处，固定一次该参数的值。
然后，选择另一个参数，进行同样的操作，将该另一个参数的值调整到熵比达到极大的值。对所有的参数进行该调整。然后，重复针对所有参数的调整，直到熵比收敛到一定值。由此可以决定熵比取极大值的权参数集。然后，将所决定的权参数集存储在存储部4中。在不均匀的种类有多种的情况下，针对不均匀的每个种类来决定权参数集。
这样来决定权参数集，使得在针对产生不均匀的示范用面板材料生成多张二次图像、合成这些二次图像来生成了合成图像时，可以区分产生不均匀的区域及其以外的区域。
以下说明本具体例的效果。
在本具体例中，在图7的步骤S24～S26所示的工序中，在从一次图像生成二次图像时，生成强调空间图像变化的空间微分图像、强调由于拍摄角度的变化引起的图像变化的差图像、以及强调由于空间图像变化以及拍摄角度变化引起的图像变化这两者的和图像。这些处理是与在人的视觉中进行的处理类似的处理。以下详细说明这一点。
已知在人的视网膜内存在被输入来自视细胞的信号的“无长突细胞”，该“无长突细胞”中存在强调视觉的空间变化的细胞、强调时间变化的细胞、以及强调时空变化的细胞。因此，人容易识别空间、时间以及时空变化的对象。从而，对显示面板进行目视检查的检查员可以检测出利用现有的不均匀检查装置难以检测出的缺陷这一事实被推定为是基于这种“无长突细胞”的功能。例如，推定检查员在强调空间变化的细胞的支持下可以识别显示面板的某个区域的色调与相邻区域的色调有微妙不同，并将其判定为不均匀。另外，推定检查员在一边改变显示面板的角度一边观察该显示面板时，在强调时间或时空变化的细胞的支持下，可以检测出仅从某个角度看时才能识别出的不均匀。
因此，在本具体例中，试图通过模拟这样的人的视觉支持功能，来得到与人的官能检查接近的结果。即，在本具体例中，如步骤S24所示，通过从一次图像生成空间微分图像来强调空间变化，由此模拟无长突细胞的强调空间变化的作用。
另外，检查员在一边改变显示面板的角度一边观察时，无长突细胞的强调视觉的时间和时空变化的作用在本具体例中如步骤S25及S26所示，通过从利用相互不同的拍摄角度拍摄的一次图像求出差图像以及和图像，将人的视觉的时间轴变化置换成拍摄角度轴的变化来进行模拟。即，检查员在一边改变显示面板的角度一边观察时，角度轴(条件轴)朝向与时间轴相同的方向，检查员的视觉强调时间轴的变化。而在本具体例的不均匀检查装置中，通过进行强度角度轴的变化的图像处理，可以得到与检查员的视觉同样的效果。
另外，在本具体例中，说明了作为拍摄条件改变拍摄角度的例子，但本实施方式不限于此。例如，在显示面板的不均匀中还包括仅在使显示面板发出绿色光时出现、在发出其它颜色的光时以及不发光时不出现的不均匀。在检查员检查这样的不均匀时，即便使显示面板持续仅发出绿色光时，也难以检测出不均匀，但如果随着时间慢慢改变显示面板的发光颜色，则在发光颜色变为绿色时，可以容易地检测出这样的不均匀。这被推定为是强调视觉的时间变化的细胞的作用。根据本实施方式，按照多个水平设定在作为检查对象的显示面板上显示的测试图案的色调，通过在各水平下拍摄显示面板，可以模拟这样的官能检查。
另外，在本具体例中，将在从二次图像生成合成图像时使用的权参数集决定为，使得由检查员判定为有不均匀的区域按照本检查方法也判定为有不均匀，由检查员判定为没有不均匀的区域按照本检查方法也判定为没有不均匀。即，在决定权参数集时，进行与官能检查的磨合。
由此，例如对于如果不是特定的拍摄角度就无法识别的不均匀，通过向该不均匀出现的拍摄角度赋予较高的加权，也可以可靠地检测出来。另外，可以从合成图像中除去象显示面板的发光跳动或检查用照明光的反射那样检查员可以明确地判断为不是不均匀的图像内的异常区域。而且，通过这样来决定权参数集，可以使检查的结果更接近官能检查的结果。一般情况下，初次进行不均匀检查的人无法检测出不均匀。但是，通过积累不均匀检查的经验，慢慢地就可以检测出不均匀。这被推定为是因为通过人脑的学习使视觉信息最优化，从而容易检测出不均匀。在本具体例中，通过如上所述决定权参数集，可以模拟人脑的可塑性，取入有经验的检查员的学习成果。
进而，在本具体例中，在拍摄显示面板时，利用多个摄像元件来拍摄显示面板的各像点。另外，对于这样取得的拍摄图像，通过从属于合成单位区域的多个像素来合成一个像素，来生成分辨率低于拍摄图像的一次图像。然后，此时利用上述式1和式2，在规定的范围内随机地设定各合成单位区域的位置和面积以及各像素的加权。这样，在从拍摄图像生成一次图像时，通过进行随机取样，可以破坏图像的周期性，从而抑制波纹。另外，通过降低一次图像的分辨率，可以减少后续处理中的计算量，从而提高处理速度。
另外，在本具体例中，为了控制拍摄角度，示出了在摄像部2上设置可动台6的例子，但也可以固定显示面板101而使相机7移动。另外，拍摄角度的水平不限于上述例子，例如，也可以使其沿2个轴变化。而且，在上述的权参数集的决定方法中，使各参数从某个初始值开始，通过收敛运算重复进行向熵比增加的方向的修正，使其收敛到一定值，因此可以找出使熵比达到极大值的权参数集，但该极大值不一定是最大值。因此，如果初始值不同，则可能收敛到不同的结果。而通过使用随机地设定多个初始值来进行收敛运算、采用收敛后的结果当中熵比达到最大的结果的方法，或者采用使用遗传算法或退火(annealing)等不容易落入极值的算法的方法，可以避免将权参数集设定为不适当值的危险。
接着，说明第2具体例。
在本具体例的不均匀检查装置中，在图5所示的相机7上安装远心镜头(未图示)。由此，在从斜向拍摄了显示面板101时，可以在整个显示面板上聚焦。另外，在拍摄图像中，可以抑制由于相机7与显示面板101的各部分之间的距离的差异所导致的图像失真。结果，在图7的步骤S21所示的拍摄工序中，即使在以较大的拍摄角度进行拍摄的情况下，也可以仅取得一张拍摄图像即可，并且，在步骤S22所示的整形工序中，可以使整形处理变得容易或者不需要。本具体例中的上述以外的结构、动作及效果与上述第1具体例相同。
以下说明第3具体例。
图15是例示本具体例的不均匀检查装置的摄像部的光学模型图。
图16是例示在本具体例中得到的拍摄图像的图。
如图15所示，在本具体例的不均匀检查装置的摄像部12中，设置多面棱镜18，使其介于从相机7到作为检查对象物的显示面板101的光路上。多面棱镜18例如是单面被划分成3行3列的矩阵状且各区域被切成相互不同的角度的板状的透明构件。
另外，在摄像部12中不设置可变台6(参照图5)，而是替代地设置固定台16。
如图15所示，在本具体例中，从显示面板101向相互不同的9个方向射出的光由于通过多面棱镜18而发生折射，其行进方向被改变到同一方向，从而到达相机7。由此，如图16所示，相机7可以从相互不同的9个方向一次拍摄显示面板101。结果，在所取得的拍摄图像301b中记录了从相互不同的9个方向看到的显示面板101。
根据本具体例，不必象上述第1具体例那样一边改变显示面板101的姿势一边重复拍摄，而是通过一次拍摄即可利用多个水平的拍摄角度来拍摄显示面板101。由此，可以削减拍摄角度的变更所需的时间，从而可以提高检查效率。另外，由于不需要可变台，因此可以降低检查装置的成本。本具体例的上述以外的结构、动作和效果与上述第1具体例相同。
另外，在本具体例中，示出了在相机7与显示面板101之间配置多面棱镜18的例子，但本实施方式不限于此，例如也可以将多面棱镜组装到相机内部，或者也可以将构成相机的透镜中的一个以上的透镜加工成多面棱镜的形状。或者，也可以配置多个反射镜，以实现与多面棱镜相同的光学作用。
以下说明第4具体例。
图17(a)～(f)以及图18(a)和(b)是取图像上的位置或频率为横轴、取信号强度为纵轴，例示本具体例中的信号处理方法的曲线图。
在本具体例中，与上述第1具体例不同，在图7的步骤S21所示的拍摄工序中，将相机7的拍摄面上的相机7的摄像元件的密度作为显示面板101的像点密度程度。即，利用相机7的大致1个摄像元件来拍摄显示面板101的一个像点，不进行步骤S23所示的整形图像的缩小。而替代地，对于在步骤S22中生成的整形图像，进行以下所示的处理。
图17(a)和(b)例示出作为检查对象的显示面板101输出的图像信号。即，图17(a)和(b)的横轴表示图像上的位置，纵轴表示信号强度，(a)示出从正面、即拍摄角度为0度的方向来看该显示面板的情况，(b)示出从正面倾斜45度的方向、即拍摄角度为45度的方向来看该显示面板的情况。
如果利用相机拍摄这样的显示面板(步骤S21)，并进行整形(步骤S22)，则该整形图像的信号分别成为图17(c)及(d)所示的信号。在该整形图像中出现由于显示面板的像点的排列周期与相机的摄像元件的排列周期之间的干扰所产生的波纹，难以直接进行不均匀检查。
因此，如图17(e)及(f)所示，对该信号进行FFT(Fast FourierTransform：快速傅立叶变换)，从空间轴的信号变换成频率轴的信号。如果设相机中的摄像元件(例如CCD)的排列频率为fC、相机的投影面上的显示面板(例如LCD)的像点的排列频率为fD、在显示面板上产生的不均匀的空间频率为fS，则波纹和不均匀的空间频率在拍摄角度为0度时和45度时，如下述表1所示变化。
[表1]
                频率
    波纹     不均匀
  拍摄角度     0度     |fD-fC|     fS
    45度     |2fD-fC|     2fS
如表1所示，如果改变拍摄角度，则波纹的频率与不均匀的频率以相互不同的举动变化。特别是，当摄像元件的排列频率fC和由像点的排列决定的频率fD与不均匀的频率fS相比取足够接近的值时，伴随拍摄角度变化的频率变化的差异变得显著。因此，如图17(e)及(f)所示，在频率轴的信号中，可以确定波纹的频率分量。
然后，从图17(e)及(f)所示的信号中除去波纹的频率分量。由此可以得到图18(a)所示的信号。然后，对图18(a)所示的信号进行反FFT，从频率轴的信号变换成空间轴的信号。由此，可以得到图18(b)所示的空间轴的信号。通过以上的处理，可以从拍摄图像中除去波纹。将该图像作为一次图像。以后实施图7的步骤S24之后所示的工序。
根据本具体例，与上述的第1具体例相比，可以降低相机的分辨率，从而可以抑制不均匀检查装置的成本。另外，在整形工序(步骤S22)中处理的数据量减少，因此可以提高处理速度。本具体例中的上述以外的结构、动作及效果与上述的第1具体例相同。
以下说明第5具体例。
在通过拍摄取得的拍摄图像中，除了作为检查对象的不均匀外，有时还出现亮度分布不均匀的区域(以下称为“疑似不均匀”)。这样的疑似不均匀包括由显示面板的光学设计引起的疑似不均匀和由摄像部的光学特性引起的疑似不均匀。作为由显示面板的光学设计引起的疑似不均匀，例如包括由于扩散板的不均匀性、光从导光板向液晶面板的出射方向的偏离、以及液晶面板的视野角等引起的疑似不均匀。在出现这样的疑似不均匀的情况下，为了高精度地检测出作为检查对象的不均匀，需要识别疑似不均匀与作为检查对象的不均匀。
因此，在本具体例中事先生成包含疑似不均匀、但不包含不均匀的基准图像。具体地说，对于由显示面板的光学设计引起的疑似不均匀，根据该显示面板的设计数据进行光线跟踪模拟，计算从显示面板的背光灯射出的光线的轨迹。然后，根据该计算结果，考虑显示面板与相机的位置关系，推定拍摄图像的亮度分布。另外，对于由摄像部的光学特性引起的疑似不均匀，利用积分球来检测。由此计算出在拍摄图像中出现的疑似不均匀，生成基准图像。
然后，在图7的步骤S22所示的取得整形图像的工序中，从由作为检查对象的显示面板得到的整形图像中减去基准图像。即，求出整形图像与基准图像的差图像。然后，使用该差图像实施步骤S23以后所示的工序。
目前，在产生上述疑似不均匀的情况下，难以自动地识别疑似不均匀和作为检查对象的不均匀，不得不依赖于检查员的判别。这也成为妨碍不均匀检查自动化的重要因素。但是，根据本具体例，在产生疑似不均匀的情况下，也可以自动且高精度地进行不均匀检测。本具体例中的上述以外的结构、动作及效果与上述的第1具体例相同。
以下说明第6具体例。
在本具体例中，预先取得多张合格的显示面板的拍摄图像，生成它们的平均图像。然后，对该平均图像进行整形，将其作为基准图像。以后的工序与上述第5具体例相同。即，在图7的步骤S22所示的工序中，从由作为检查对象的显示面板得到的整形图像中减去基准图像，求出差图像，使用该差图像实施步骤S23以后所示的工序。利用本具体例也可以得到与第5具体例相同的效果。
以下说明第7具体例。
图19是例示本具体例的不均匀检查方法的流程图。
图20(a)～(c)是例示在本具体例的预备检查中取得的一次图像的模式图。
如图19所示，在本具体例中，首先如步骤S31所示，对作为检查对象的所有显示面板进行预备检查。然后，仅对该预备检查的结果被判定为产生不均匀的可能性高的显示面板，进行步骤S32所示的本检查。
在步骤S31所示的预备检查中，设定多组包括拍摄角度、放大率(变焦倍率)等条件的组，针对这些条件，将判定基准设定成稍微过检测来实施上述第1具体例的不均匀检查。然后，以检测出不均匀的条件组为中心，略微改变各条件的水平，再次将上述的判定基准设为稍微过检测，来实施不均匀检查。例如，将检测出不均匀的条件作为基本条件，设定相对于该基本条件使放大率、即摄像元件密度与显示面板的像点密度之比不同的条件(放大率变更条件)和相对于基本条件使拍摄角度不同的条件(拍摄角度变更条件)这3个条件。另外，在本具体例中，至少在基本条件中，利用大致1个摄像元件来拍摄显示面板的各像点。
如果这样进行预备检查，则得到图20(a)～(c)所示的一次图像。图20(a)是利用基本条件取得的图像，(b)是利用放大率变更条件取得的图像，(c)是利用拍摄角度变更条件取得的图像。在该预备检查中，将判定基准设定为稍微过检测，因此图像整体的亮度差处于一定范围内、即拍摄图像的亮度分布平坦的情况以外的情况被判定为有产生不均匀的可能性。例如，在拍摄图像中摄入了波纹以及照明反射等的情况下，不管有无不均匀，都判定为有产生不均匀的可能性。
因此，通过比较拍摄条件相互不同的拍摄图像，来识别波纹以及照明反射，并从检查对象中除去。即，如果比较图20(a)和(b)，则由于两者的放大率不同，因此波纹332的出现形态发生变化。而不均匀331的出现形态不变。利用该出现形态的差异，来识别波纹，并将该波纹从检查对象中除去。另外，如果比较图20(a)和(c)，则由于两者的拍摄角度不同，因此照明反射333的出现形态发生变化。而不均匀331的出现形态不变。由此来识别照明反射，将其从检查对象中除去。这样来抽取产生不均匀的可能性高的显示面板。
然后，仅对这样抽取的显示面板实施步骤S32所示的本检查。此时，在预备检查中被判定为产生不均匀的可能性高的条件附近，细微地改变拍摄条件来进行拍摄。步骤S32所示的本检查与上述第1具体例中的不均匀检查相同。
根据本具体例，通过进行预备检查，可以减少在本检查中作为检查对象的显示面板的数量以及条件的水平数，因此可以缩短本检查所需的时间。另一方面，在预备检查中，以较少的水平数并使用分辨率低的图像来进行检查，因此需要的时间短。由此可以缩短检查整体所需要的时间。这样，根据本具体例，可以在确保检测精度的同时缩短检查时间。
以下说明第8具体例。
本具体例是上述第2实施方式的具体例，更具体地说，是图4的步骤S11所示的显示面板组装工序的具体例。在本具体例中，说明组装LCD作为显示面板的例子。
首先，制作阵列基板。具体地说，例如使多晶硅层在玻璃基板上成长，在该多晶硅层上形成栅绝缘膜，在该栅绝缘膜上形成栅电极，将该栅电极作为掩模，在多晶硅层上掺杂P+离子。由此制作TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)。然后，形成层间绝缘膜以覆盖栅电极，在其上形成接触孔，并在层间绝缘膜上形成布线。由此在玻璃基板上形成包含TFT的像素电路。然后，形成平坦化膜，形成由ITO(Indium tin oxide：铟锡氧化物)等构成的像素电极，并针对每个单元列形成彩色滤波器(COA：Color filter on Array)。
另一方面，在其它玻璃基板上形成由ITO等构成的对置电极，制作对置基板。然后，向各阵列基板上滴下液晶，将对置基板贴合来密封两板之间。由此制造出LCD。然后，如图4的步骤S12所示，进行不均匀检查。对于该检查，可以应用上述第1～第7中的任意一个具体例。
以上参照实施方式以及具体例说明了本发明的内容，但本发明不限于这些实施方式以及具体例。例如，在上述各具体例中，示出了检查LCD等显示面板的例子，但本发明不限于此，例如，也可以适用于PDP(Plasma Display Panel：等离子显示面板)的不均匀检查。另外，在本发明中，只要是出现不均匀状的缺陷，不管是什么都可以作为检查对象，例如可以适用于喷涂的外观检查等。
另外，在上述的各具体例中，示出了作为拍摄条件主要改变拍摄角度的例子，但本发明不限于此，例如也可以改变照明的亮度、变焦倍率、焦点位置、曝光量、光圈量以及快门速度中的一个以上的条件，在检查对象为显示面板的情况下，除了这些条件，还可以改变在显示面板上显示的测试图案的色调以及/或灰度等级。
另外，上述各具体例在技术可以实现的范围内可以进行任意组合。另外，本领域技术人员还可以对上述各实施方式、各具体例以及将它们相组合的例子进行适当的设计变更以及构成要素的追加和删除，只要包含本发明的要义，这也包含在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种不均匀检查方法，检查面板材料中有无不均匀，其特征在于，包括以下工序：
按照从包括拍摄角度、照明亮度、变焦倍率、焦点位置、曝光量、光圈量、快门速度以及在上述面板材料上显示的测试图案的色调和灰度等级的组中选择的一个以上的条件，拍摄作为检查对象的上述面板材料，取得多张一次图像；
将从包括空间微分图像、差图像以及和图像的组中选择的一个以上的图像生成为二次图像，其中，上述空间微分图像是通过对各个上述一次图像进行空间微分而得到的，上述差图像是从按照相互不同水平的上述条件拍摄的2张上述空间微分图像算出的，上述和图像基于按照相互不同水平的上述条件拍摄的多张上述一次图像；
按照针对不均匀的每个种类决定的加权来合成上述多张二次图像，生成合成图像；以及
根据上述合成图像来判定有无不均匀，
其中，将上述针对不均匀的每个种类决定的加权决定成，使得由检查员判定为有不均匀的区域按照上述不均匀检查方法也判定为有不均匀、由检查员判定为没有不均匀的区域按照上述不均匀检查方法也判定为没有不均匀，
在上述生成为二次图像的工序中，
通过针对上述和图像的各特定区域，按照规定的比例使上述多张一次图像中的第1一次图像中的相当于上述特定区域的区域的像素值、与第2一次图像中的相当于上述特定区域的相邻区域的区域的像素值相加，来生成上述和图像。
2.如权利要求1所述的不均匀检查方法，其特征在于，
将上述针对不均匀的每个种类决定的加权决定成，使得在与上述面板材料有关的上述合成图像中，产生上述不均匀的区域的亮度的熵与上述以外区域的亮度的熵的比值达到极大。
3.如权利要求1所述的不均匀检查方法，其特征在于，
上述面板材料是显示图像的显示面板，
上述取得一次图像的工序包括以下工序：
拍摄上述显示面板，得到拍摄图像；
将表示上述拍摄图像的信号从空间轴的信号变换成频率轴的信号；
从上述频率轴的信号中除去相当于波纹的频率分量；以及
将除去了上述相当于波纹的频率分量后的频率轴的信号变换成空间轴的信号。
4.一种显示面板的制造方法，其特征在于，具备以下工序：
组装显示面板；以及
检查上述显示面板中是否产生不均匀，
其中，在上述检查工序中，将上述显示面板作为成为检查对象的面板材料，实施如权利要求1所述的不均匀检查方法。
5.一种不均匀检查装置，检查面板材料中有无不均匀，其特征在于，包括：
摄像部，按照从包括拍摄角度、照明亮度、变焦倍率、焦点位置、曝光量、光圈量、快门速度以及在上述面板材料上显示的测试图案的色调和灰度等级的组中选择的一个以上的条件，拍摄作为检查对象的上述面板材料；和
运算部，将从包括空间微分图像、差图像以及和图像的组中选择的一个以上的图像生成为二次图像，其中，上述空间微分图像是通过对各个上述一次图像进行空间微分而得到的，上述差图像是从按照相互不同水平的上述条件拍摄的2张上述空间微分图像算出的，上述和图像基于按照相互不同水平的上述条件拍摄的多张上述一次图像，按照针对不均匀的每个种类决定的加权合成上述多张二次图像，生成合成图像，并且根据上述合成图像来判定有无不均匀，
其中，将针对不均匀的每个种类决定的加权决定成，使得由检查员判定为有不均匀的区域按照上述不均匀检查装置也判定为有不均匀、由检查员判定为没有不均匀的区域按照上述不均匀检查装置也判定为没有不均匀，
上述运算部通过针对上述和图像的各特定区域，按照规定的比例使上述多张一次图像中的第1一次图像中的相当于上述特定区域的区域的像素值、与第2一次图像中的相当于上述特定区域的相邻区域的区域的像素值相加，来生成上述和图像。
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