JP2001228050A - 点欠陥検出装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光変調装置上の点欠陥を検査員の目視検査で
はなく、自動的にかつ正確に検出することができ、その
処理時間も短くすることのできる点欠陥検出装置及びそ
の方法を提供する。 【解決手段】 処理装置６は、画像撮り込み装置５によ
り撮り込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装
置５のノイズを除去するノイズ除去機能と、ノイズ除去
機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点
欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フ
ィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置
１の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、点欠陥強調
機能により光変調装置１の点欠陥部が強調された画像デ
ータに基づいて、光変調装置１上の点欠陥を検出し、点
欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光変調装置の点欠
陥を検出する点欠陥検出装置及びその方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、光変調装置である液晶パネル上の
輝点や黒点などの点欠陥を検出する主な方法としては、
検査対象の液晶パネルを液晶プロジェクタにセットし、
暗室内において実際に投影し、その投影されたものを検
査員の目視検査により検出していた。その検査方法とし
ては、液晶プロジェクタにセットした液晶パネルにパタ
ーンジェネレータを接続し、そのパターンジェネレータ
から、全白、全黒、中間調、横線、斜線、白黒、黒白等
の各種検査パターンを切り替えて出力して、プロジェク
タによりその検査パターンを投影し、その投影された検
査パターンにより、黒点、輝点、中間調輝点などの欠
陥、また、隣接する画素間のショートによる欠陥を検出
するものであった。

【０００３】また、従来検査サンプルの表面の欠陥を検
出するものとして、特開平６−２０７９０９号公報に記
載された表面欠陥検査装置があった。これは、ＣＣＤカ
メラなどの固体撮像素子により撮像された画像に欠陥部
を強調する何らかの空間フィルタ演算を施してから欠陥
部抽出のための二値化を行い、膨張・収縮や孤立点除去
といった処理によってノイズ除去や欠陥部の整形を施す
とともに、画像の光学的な輝度むらをシェーディング処
理により改善することによって欠陥領域の判定を行うも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
点欠陥の検出では、検査員の目視検査で点欠陥の検出を
行うため、検査員による検査レベルのばらつきが生じる
という問題点があり、また、特開平６−２０７９０９号
公報に記載されたもので液晶パネルの点欠陥を検出する
場合、特開平６−２０７９０９号公報に記載されたもの
は、ラプラシアン演算を行うため、固体撮像素子の各素
子の素子特性のばらつきなどによるＣＣＤノイズの発生
や横線の検査パターンを表示させた時などのモアレ縞の
発生などによる背景ノイズと検査対象の液晶パネル上の
点欠陥とを分離することが困難であるという問題点があ
った。また、特開平３−２２７５５０号公報に記載され
たようなＣＣＤノイズの除去のために３×３のメディア
ン処理を施すものもあるが、そのメディアン処理では処
理対象となるマトリックス内の輝度値を一旦大きさで並
び替えてから中央値を取り出すという作業を行うため、
処理時間がかかるという問題点があった。

【０００５】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、光変調装置上の点欠陥を検査員
の目視検査ではなく、自動的にかつ正確に検出すること
ができ、その処理時間も短くすることのできる点欠陥検
出装置及びその方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る点欠陥検出
装置は、光変調装置と、光変調装置に表示された画像パ
ターンを撮り込む画像撮り込み装置と、画像撮り込み装
置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置
と、を備えた点欠陥検出装置において、処理装置は、画
像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれ
る、画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機
能と、ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像デー
タに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠
陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を
行い、光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能
と、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調
された画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を
検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを含む
ものである。

【０００７】また、本発明に係る点欠陥検出装置は、光
変調装置と、光変調装置に出力する信号を生成するパタ
ーン生成装置と、表示されたパターンを撮り込む画像撮
り込み装置と、画像撮り込み装置により撮り込まれた画
像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装
置において、処理装置は、画像撮り込み装置により撮り
込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノ
イズを除去するノイズ除去機能と、ノイズ除去機能によ
りノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調
用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを
使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点欠陥
部を強調する点欠陥強調機能と、点欠陥強調機能により
光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づい
て、光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力
する点欠陥検出機能とを含むものである。

【０００８】また、本発明に係る点欠陥検出装置は、光
変調装置と、光変調装置に出力する信号を生成するパタ
ーン生成装置と、光変調装置がセットされ、光変調装置
の表示に基づいた画像を投影する画像投影装置と、投影
されたパターンを撮り込む画像撮り込み装置と、画像撮
り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処
理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、処理装置
は、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに
含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ
除去機能と、ノイズ除去機能によりノイズ除去された画
像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び
黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算
処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強
調機能と、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部
が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点
欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能と
を含むものである。

【０００９】また、本発明に係る点欠陥検出装置は、光
変調装置と、光変調装置に光を照射する光源と、光変調
装置にパターンを表示させるパターン生成装置と、光源
からの光が光変調装置によって変調され、光変調装置か
ら出射する光を撮り込む画像撮り込み装置と、画像撮り
込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理
装置と、を備えた点欠陥検出装置において、処理装置
は、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに
含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ
除去機能と、ノイズ除去機能によりノイズ除去された画
像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び
黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算
処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強
調機能と、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部
が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点
欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能と
を含むものである。

【００１０】また、本発明に係る点欠陥検出装置の画像
撮り込み装置は、光変調装置の表示に基づいた画像を、
光を減衰させる減衰手段を介して撮り込むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の輝点欠陥強調用の
空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、
その周囲の画素の値との差が＋方向に強調されるように
重み付けするマトリックス状のフィルタである。また、
本発明に係る点欠陥検出装置の黒点欠陥強調用の空間フ
ィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周
囲の画素の値との差が−方向に強調されるように重み付
けするマトリックス状のフィルタである。

【００１１】また、本発明に係る点欠陥検出装置の処理
装置は、さらに、画像撮り込み装置により撮り込まれた
画像データから、画像撮り込み装置のノイズ及び光変調
装置の点欠陥部を除去し、さらに膨張させた膨張背景画
像を生成し、その生成した膨張背景画像を、画像撮り込
み装置により撮り込まれた画像データに合成する膨張背
景画像生成機能を含むものである。また、本発明に係る
点欠陥検出装置の処理装置は、さらに、画像撮り込み装
置により撮り込まれた画像データから、光変調装置の表
示領域のみのマスク画像を生成し、その生成したマスク
画像を、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が
強調された画像に合成するマスク機能を含むものであ
る。

【００１２】また、本発明に係る点欠陥検出装置の処理
装置は、さらに、画像撮り込み装置により撮り込まれた
画像データの輝度むらを補正する機能を含むものであ
る。また、本発明に係る点欠陥検出装置の輝度むらを補
正する機能は、光学的に場所による透過率を変化させた
グラディエントフィルタを使用して補正を行うものであ
る。また、本発明に係る点欠陥検出装置の輝度むらを補
正する機能は、空間フィルタを使用した演算処理により
補正を行うものである。

【００１３】また、本発明に係る点欠陥検出装置のノイ
ズ除去機能は、空間フィルタを使用した演算処理により
画像撮り込み装置のノイズの除去を行うものである。ま
た、本発明に係る点欠陥検出装置は、点欠陥検出機能か
ら出力された点欠陥情報を表示する表示装置を備えるも
のである。また、本発明に係る点欠陥検出装置の画像取
り込み装置は、光変調装置の１００％付近の輝点は飽和
させる条件で画像を取り込むものである。また、本発明
に係る点欠陥検出装置の光変調装置は、液晶パネルであ
る。

【００１４】また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光
変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置によっ
て変調された光に基づく画像パターンを撮り込む工程
と、撮り込まれた画像データから光変調装置の点欠陥部
以外のノイズを除去する工程と、ノイズが除去された画
像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒
点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処
理を行い、点欠陥部を強調する工程と、点欠陥部が強調
された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工
程と、からなる。

【００１５】また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光
変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置にパタ
ーンを表示させる工程と、光変調装置によって変調され
た光に基づく画像パターンを撮り込む工程と、撮り込ま
れた画像データから点欠陥部以外のノイズを除去する工
程と、ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥
強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィル
タを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調
する工程と、点欠陥部が強調された画像データに基づい
て、点欠陥情報を検出する工程と、からなる。

【００１６】また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光
変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置にパタ
ーンを表示させる工程と、光変調装置によって変調され
た光に基づく画像パターンを投影する工程と、投影され
た画像パターンを撮り込む工程と、撮り込まれた画像デ
ータから点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、ノイ
ズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空
間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用し
て畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程
と、点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠
陥情報を検出する工程と、からなる。

【００１７】また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光
変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置に光を
照射する工程と、光変調装置にパターンを表示させる工
程と、光変調装置によって変調された光を撮り込む工程
と、撮り込まれた光に基づく画像データから点欠陥部以
外のノイズを除去する工程と、ノイズが除去された画像
データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点
欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理
を行い、点欠陥部を強調する工程と、点欠陥部が強調さ
れた画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程
と、からなる。

【００１８】また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光
変調装置によって変調された光を撮り込む際、光を減衰
させる減衰手段を介して撮り込むものである。また、本
発明に係る点欠陥検出方法は、輝点欠陥強調用の空間フ
ィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周
囲の画素の値との差が＋方向に強調されるように重み付
けするマトリックス状のフィルタである。また、本発明
に係る点欠陥検出方法は、黒点欠陥強調用の空間フィル
タは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の
画素の値との差が−方向に強調されるように重み付けす
るマトリックス状のフィルタである。

【００１９】また、本発明に係る点欠陥検出方法は、撮
り込まれた画像データから、光変調装置の点欠陥部を含
むノイズを除去し、さらに膨張させた膨張背景画像を生
成し、その生成した膨張背景画像を、撮り込まれた画像
データに合成する工程からなる。また、本発明に係る点
欠陥検出方法は、撮り込まれた画像データから、光変調
装置の表示領域のみのマスク画像を生成し、その生成し
たマスク画像を、点欠陥部が強調された画像に合成する
工程からなる。

【００２０】また、本発明に係る点欠陥検出方法は、撮
り込まれた画像データの輝度むらを補正する工程からな
る。また、本発明に係る点欠陥検出方法は、輝度むらを
補正する工程は、光学的に場所による透過率を変化させ
たグラディエントフィルタを使用して補正を行うもので
ある。また、本発明に係る点欠陥検出方法は、輝度むら
を補正する工程は、空間フィルタを使用した演算処理に
より補正を行うものである。

【００２１】また、本発明に係る点欠陥検出方法は、撮
り込まれた画像データから光変調装置の点欠陥部以外の
ノイズを除去する際、空間フィルタを使用した演算処理
によりノイズの除去処理を行うものである。また、本発
明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置によって変調さ
れた光を取り込む際、光変調装置の１００％付近の輝点
は飽和させる条件で画像を取り込むものである。また、
本発明に係る点欠陥検出方法において、光変調装置は液
晶パネルである。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態に係
る点欠陥検出装置の構成を示す図である。図において、
１は検査対象の光変調装置である液晶パネル、２は画像
投影装置であるプロジェクタであり、液晶パネル１を外
部からセットできるようになっている。３は液晶パネル
１に各種パターンを出力するパターン生成装置であるパ
ターンジェネレータ、４はスクリーン、５はスクリーン
に投影された画像を撮影する画像撮り込み装置であるＣ
ＣＤカメラであり、液晶パネル１の解像度以上の解像度
を有するＣＣＤを搭載している。６はパターンジェネレ
ータ３及びＣＣＤカメラ５を制御し、液晶パネル１の点
欠陥を検出するコンピュータ装置、７はコンピュータ装
置６に接続された表示装置である。

【００２３】次に、この実施の形態の点欠陥検出動作に
ついて説明する。図２はこの実施の形態の点欠陥検出動
作を示す説明するための説明図であり、図２に示す動作
はコンピュータ装置６上で実行されるプログラムにより
実現されているものである。図３〜図１０は点欠陥検出
処理途中の処理画像の一例を示す図である。まず、プロ
ジェクタ２に検査対象の液晶パネル１をセットし、コン
ピュータ装置６によりパターンジェネレータ３を制御し
液晶パネル１上に特定のパターンを表示させ、それをプ
ロジェクタ２によりスクリーン４に投影する。そして、
スクリーン４上に投影された画像をＣＣＤカメラ５で撮
影し、その撮影データの画像をコンピュータ装置６に出
力し、コンピュータ装置６により点欠陥検出処理を行い
液晶パネル１の点欠陥の検出結果を表示装置７などに表
示するなどして出力する。

【００２４】ここで、コンピュータ装置６による点欠陥
検出の動作について説明する。まず、ＣＣＤカメラ５に
も素子特性のばらつきなどにより隣接する素子よりも著
しく明るい又は暗い画素が存在している。そして、この
ようなＣＣＤカメラ５でスクリーン４上に投影された画
像を撮影した撮影データの画像としては、図３に示すよ
うに、ＣＣＤカメラ５の素子特性のばらつきなどによる
ＣＣＤノイズ（図３のａ部）と液晶パネル１の輝点の点
欠陥による欠陥部（図３のｂ部）の両方が混在した画像
となっている（図２のＳ１００）。なお、ここでは、投
影された画像の光学的な輝度むらを、プロジェクタ２に
光学的に場所による透過率を変化させたグラディエント
フィルタを用いるか、コンピュータ装置６側でシェーデ
ィング処理を施すなどして改善しているものとして説明
する。

【００２５】この図３に示すような画像に基づいて、液
晶パネル１の点欠陥の検出を行うと、液晶パネル１の点
欠陥による欠陥部の情報だけではなく、ＣＣＤカメラ５
の素子特性のばらつきなどによるＣＣＤノイズの情報も
液晶パネル１の点欠陥として検出してしまうことにな
る。そこで、図３に示すように、ＣＣＤカメラ５のＣＣ
ＤノイズはＣＣＤ素子１画素分として現れ、液晶パネル
１の点欠陥は、ＣＣＤカメラ５の解像度を液晶パネル１
の解像度以上にしているので、ＣＣＤ素子の数画素分と
して現れるため、これを利用してＣＣＤカメラ５で撮影
した画像に対して空間フィルタを使用しＣＣＤノイズの
除去を行っている（図２のＳ１０１）。

【００２６】この実施の形態では、空間フィルタとし
て、２×２Ｏｐｅｎ（収縮＋膨張）フィルタを使用して
ＣＣＤノイズの除去処理を行っている。２×２Ｏｐｅｎ
フィルタは、収縮と膨張を実行するフィルタで、暗い背
景に明るいオブジェクトのある画像では小さな点を消す
作用がある。この２×２Ｏｐｅｎ（収縮＋膨張）フィル
タにより図３に示す画像を処理した結果は、図４に示す
ように、ＣＣＤカメラ５の素子特性のばらつきなどによ
るＣＣＤノイズが除去され、液晶パネル１の点欠陥のみ
の情報を持つ画像となる。この２×２Ｏｐｅｎフィルタ
による処理は、メディアン処理よりも高速に処理できる
ため、処理時間を短縮させることができる。

【００２７】また、図４に示すような画像の場合、後述
する点欠陥強調演算の際に画像のエッジ部分の演算が正
確にできないため、ＣＣＤノイズや点欠陥の欠陥部など
のない膨張させた背景画像を生成し、図４に示す画像に
合成する処理を行う（図２のＳ１０２〜Ｓ１０４）。ま
ず、図３に示す画像に、１１×１１のＯｐｅｎフィルタ
を作用させ、図５に示すような背景画像を生成し（図２
のＳ１０２）、さらに、図５に示す画像に１１×１１の
膨張処理を２回実施することにより、図６に示すような
元画像よりも大きな膨張背景画像を生成する（図２のＳ
１０３）。

【００２８】そして、図４に示すようなＣＣＤノイズが
除去された画像と図６に示すような膨張背景画像をｍａ
ｘｉｍｕｍ演算により２枚の画像の明るい方の画像を残
すように合成し、図７に示すような画像を生成する（図
２のＳ１０４）。この膨張背景画像を生成し、ＣＣＤノ
イズが除去された画像と合成することにより、投影され
た画像の周囲に継ぎ目無く膨張画像を付加することがで
きる。

【００２９】そして、図７に示すような膨張背景画像が
合成された画像では、微少なレベルの輝点欠陥などの検
出が難しいため、空間フィルタを使用して欠陥強調演算
を行う（図２のＳ１０５）。この実施の形態では、空間
フィルタとして輝点欠陥の強調には７×７Ｔｏｐｈａｔ
フィルタ、黒点欠陥の強調には７×７Ｗｅｌｌフィルタ
を使用して、点欠陥の強調処理を行っている。

【００３０】７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び７×７Ｗ
ｅｌｌフィルタは共に、周囲に対して孤立しているかを
検出するため、着目する画素の値を、その周囲の画素の
値との差がより強調されるように重み付けをして畳み込
み演算するためのフィルタであり、例えば図１１に示す
ような空間フィルタである。図１１において、図１１の
（ａ）は７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ、図１１の（ｂ）
は７×７Ｗｅｌｌフィルタの一例を示している。

【００３１】ここで、まず、図７に示す輝点欠陥の強調
について説明する。図７に示すような輝点欠陥を有する
画像を、図１１の（ａ）に示すような、７×７Ｔｏｐｈ
ａｔフィルタにより強調処理した結果は、図８に示すよ
うに輝度の小さい輝点欠陥が強調され点欠陥が検出しや
すい画像となっている。また、図７に示す画像は背景画
像が膨張されて合成されているため、強調処理において
実際の投影範囲の画像のエッジ部が強調されることがな
くエッジ部周辺の欠陥も正確に強調されている。

【００３２】そして、図８に示すような点欠陥の強調処
理後の画像は、背景画像が膨張されて合成された画像を
処理した結果のため、実際の投影範囲の画像以外の余分
な画像が存在する。したがって、図３に示す画像を小さ
なマトリックスのＯｐｅｎ処理などで、微少な欠陥部を
消し（図２のＳ１０６）、その画像を二値化するなどし
て（図２のＳ１０７）、図９に示すような実際の投影範
囲のみのマスク画像を生成する（図２のＳ１０８）。

【００３３】そして、図８に示す画像と図９に示す画像
をＡＮＤ演算し（図２のＳ１０９）、図１０に示すよう
な結果画像を生成する（図２のＳ１１０）。そして、図
１０に示すような結果画像をあるしきい値で二値化する
などして点欠陥の検出を行う（図２のＳ１１１）。これ
らの処理により、投影範囲のエッジ部の点欠陥の強調も
正確に処理され、点欠陥を容易に検出する事ができるよ
うになっている。

【００３４】また、点欠陥が、図１２に示すように黒点
欠陥の場合は、７×７Ｗｅｌｌフィルタにより点欠陥の
強調処理を行い、図１３に示すような画像とし、さら
に、強調処理後の画像から実際の投影範囲のみのデータ
を取り出すことにより、図１４に示すように投影範囲の
エッジ部の点欠陥の強調も正確に処理され、点欠陥を容
易に検出する事ができるようになっている。なお、点欠
陥が黒点欠陥の場合は、７×７Ｗｅｌｌフィルタによる
処理において投影画像部のエッジは外側に形成されるた
め、輝点欠陥のように背景画像を膨張させて合成する必
要はなく、図１２に示す画像を７×７Ｗｅｌｌフィルタ
により処理した図１３に示す画像と図９に示すマスク画
像をＡＮＤ演算することにより図１４に示す結果画像を
得ることができる。

【００３５】この実施の形態によれば、Ｏｐｅｎフィル
タにより、ＣＣＤノイズを除去し、Ｏｐｅｎフィルタを
使用して背景画像の膨張背景画像を生成し、その画像を
元の投影画像に合成し、７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及
び７×７Ｗｅｌｌフィルタにより液晶パネルの点欠陥部
を強調するようにしたので、点欠陥の検出に関する計算
処理を短くすることができ、投影画像のエッジ部の点欠
陥も正確に検出することが可能となる。また、７×７Ｔ
ｏｐｈａｔフィルタや７×７Ｗｅｌｌフィルタでは、周
囲に対して孤立しているものが強調されているので、液
晶パネルの点欠陥のような周囲に対して孤立しているも
のは強調され、モアレ縞のように周囲に対して孤立して
いないものは強調されない。従って、モアレ縞が発生し
ている画像においても、液晶パネルの点欠陥部のみ強調
され、その結果画像を二値化などすることにより液晶パ
ネルの点欠陥を正確に検出することが可能となる。

【００３６】なお、実施の形態では、検査対象の液晶パ
ネル１を透過型の液晶パネルとして説明したが、反射型
の液晶パネルでもよく、また、ＤＭＤ（デジタルミラー
デバイス）などの検査にも適用することができる。

【００３７】また、実施の形態では、点欠陥を強調する
空間フィルタとして、７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び
７×７Ｗｅｌｌフィルタを使用したが、図１４に示すよ
うな５×５Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び５×５Ｗｅｌｌフ
ィルタなどの他のＴｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌフ
ィルタを空間フィルタとして使用してもよい。図１４に
おいて、図１４の（ａ）は５×５Ｔｏｐｈａｔフィル
タ、図１４の（ｂ）は５×５Ｗｅｌｌフィルタの一例を
示している。なお、Ｔｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌ
フィルタによる重み付けは、図１１及び図１４に示すも
のに限定されるものではなく、他の重み付けを有するＴ
ｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌフィルタを使用しても
よい。

【００３８】また、この実施の形態では、図１に示すよ
うに、プロジェクタ２により画像を投影し、その投影さ
れた画像をＣＣＤカメラ５で撮影するようになっている
が、図１６に示すように、検査対象の液晶パネル１を透
過した光を直接ＣＣＤカメラ５で取り込むようにしても
よい。図１６において、１は検査対象の液晶パネル、３
は液晶パネル１に各種パターンを出力するパターンジェ
ネレータ、５は液晶パネルを透過した光を取り込むＣＣ
Ｄカメラであり、液晶パネル１の解像度以上の解像度を
有するＣＣＤを搭載している。６はパターンジェネレー
タ３及びＣＣＤカメラ５を制御し、液晶パネル１の点欠
陥を検出するコンピュータ装置、７はコンピュータ装置
６に接続された表示装置、８は液晶パネル１に光を照射
する光源、９は液晶パネル１を透過する光を減衰させる
高速シャッターや減光フィルタなどの減衰手段である。

【００３９】次に、この点欠陥検出装置の動作について
説明する。まず、検査対象の液晶パネル１に光源から光
を照射し、コンピュータ装置６によりパターンジェネレ
ータ３を制御し液晶パネル１上に特定のパターンを表示
させ、その液晶パネル１を透過した光を減衰手段９を介
してＣＣＤカメラ５で撮影し、その撮影データの画像を
コンピュータ装置６に出力し、コンピュータ装置６によ
り点欠陥検出処理を行い液晶パネル１の点欠陥の検出結
果を表示装置７などに表示するなどして出力する。コン
ピュータ装置６による点欠陥検出の動作については、上
記の図１に示す点欠陥検出装置と同様であり、コンピュ
ータ装置６により各種空間フィルタを使用して、ＣＣＤ
カメラ５で撮影した画像を処理し、点欠陥の検出を行
う。

【００４０】また、この実施の形態では、図１及び図１
６に示すように、コンピュータ装置６を使用して点欠陥
の検出処理を行っているが、これに限らず、上記のよう
な点欠陥検出処理の動作を行うものであれば、ＣＰＵボ
ードや専用ＬＳＩなどを使用してもよい。この図１に示
す点欠陥検出装置の場合、プロジェクタ２内に、パター
ンジェネレータ３とＣＣＤカメラ５を内蔵させ、さらに
ＣＰＵボードや専用ＬＳＩなどを組み込み、点欠陥検出
処理を行わせることにより、１筐体で点欠陥検出装置を
構成すれば、設置場所をとらず、簡単に液晶パネルの点
欠陥の検出を行うことが可能となる。

【００４１】また、図１６に示す点欠陥検出装置の場
合、１筐体内にパターンジェネレータ３、ＣＣＤカメラ
５、光源８及び減衰手段９を内蔵させ、さらにＣＰＵボ
ードや専用ＬＳＩなどを組み込み、点欠陥検出処理を行
わせることにより、１筐体で点欠陥検出装置を構成する
ことができ、設置場所をとらず、また、その筐体を完全
密封の状態にすれば、暗室内で作業する必要もなく、作
業員のストレスを軽減でき、簡単に液晶パネルの点欠陥
の検出を行うことが可能となる。

【００４２】また、この実施の形態では、投影された画
像の光学的な輝度むらを改善しているものとして説明し
ているが、ここで、この光学的な輝度むらを改善するシ
ェーディング処理について説明する。まず、ＣＣＤカメ
ラ５で撮影した画像から、液晶パネルの点欠陥やＣＣＤ
ノイズを除去した輝度むらの情報のみの画像を生成す
る。そして、元画像から輝度むらの情報のみの画像を減
算または除算することにより、輝度むらのない画像を生
成する。ここでは、輝度むらの情報のみの画像を、１１
×１１のＯｐｅｎフィルタを作用させた後、１１×１１
の膨張処理を施すことにより生成させている。

【００４３】また、この実施の形態ではＣＣＤカメラ５
での画像の取り込みは、ＣＣＤカメラ５のカメラ絞りや
シャッター速度などの調整により、通常の取り込みを行
い１００％輝点でもＣＣＤカメラ５のＣＣＤが飽和しな
いようにしているが、微弱な輝点欠陥をより検出できる
ように、ＣＣＤカメラ５のカメラ絞りやシャッター速度
などの調整により、１００％付近の輝点は飽和させるよ
うにして、微弱な輝点欠陥をより正確に検出できるよう
にしてもよい。この場合、１００％付近の輝点欠陥は、
通常の取り込みで検出し、微弱な輝点欠陥の検出は、１
００％付近の輝点を飽和させるようにＣＣＤカメラを調
整する取り込みで検出するようにしてもよい。

【００４４】また、この実施の形態ではＣＣＤカメラ５
での画像を取り込んでいるが、液晶パネルの表示に基づ
いた表示画像を取り込むことのできるものであれば、他
の装置などで取り込むようにしてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、処理装置
のノイズ除去機能により、画像撮り込み装置により撮り
込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノ
イズを除去し、処理装置の点欠陥強調機能により、ノイ
ズ除去により除去された画像データに対して、輝点欠陥
強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィル
タを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点
欠陥部を強調し、処理装置の点欠陥検出機能により、点
欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された
画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を検出
し、点欠陥情報を出力するようにしたので、点欠陥の検
出に関する計算処理を短くすることができるという効果
を有する。

【００４６】また、処理装置の膨張背景画像生成機能に
より、画像撮り込み装置から撮り込まれた画像データか
ら、画像撮り込み装置のノイズ及び光変調装置の点欠陥
部を除去し、さらに膨張させた膨張背景画像を生成し、
画像撮り込み装置から撮り込まれた画像データに合成す
るようにしたので、光変調装置の表示部のエッジ部の点
欠陥も正確に検出することができる、また、マスク機能
により、画像撮り込み装置から撮り込まれた画像データ
から、光変調装置の表示領域のみのマスク画像を生成
し、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調
された画像に合成するようにしたので、光変調装置の表
示領域外のデータが無くなり、正確に点欠陥を検出する
ことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る点欠陥検出装置の
構成を示す図である。

【図２】実施の形態の点欠陥検出動作を示す説明するた
めの説明図である。

【図３】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図
である。

【図４】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図
である。

【図５】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図
である。

【図６】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図
である。

【図７】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図
である。

【図８】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図
である。

【図９】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図
である。

【図１０】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す
図である。

【図１１】７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び７×７Ｗｅ
ｌｌフィルタの一例を示す図である。

【図１２】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す
図である。

【図１３】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す
図である。

【図１４】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す
図である。

【図１５】Ｔｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌフィルタ
の他の例を示す図である。

【図１６】点欠陥検出装置の他の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 検査対象の液晶パネル ２ プロジェクタ ３ パターンジェネレータ ４ スクリーン ５ ＣＣＤカメラ ６ コンピュータ装置 ７ 表示装置 ８ 光源 ９ 減衰手段

フロントページの続き (72)発明者 齋藤 雅夫 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2G086 EE10 2H088 EA12 FA12 FA13 FA30 MA20

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光変調装置と、 前記光変調装置に表示された画像パターンを撮り込む画
   像撮り込み装置と、 前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを
   演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置におい
   て、 前記処理装置は、 前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに
   含まれる、前記画像撮り込み装置のノイズを除去するノ
   イズ除去機能と、 前記ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データ
   に対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥
   強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行
   い、前記光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機
   能と、 前記点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調
   された画像データに基づいて、前記光変調装置上の点欠
   陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを
   含むことを特徴とする点欠陥検出装置。
2. 【請求項２】 光変調装置と、 前記光変調装置に出力する信号を生成するパターン生成
   装置と、 表示されたパターンを撮り込む画像撮り込み装置と、 前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを
   演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置におい
   て、 前記処理装置は、 前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに
   含まれる、前記画像撮り込み装置のノイズを除去するノ
   イズ除去機能と、 前記ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データ
   に対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥
   強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行
   い、前記光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機
   能と、 前記点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調
   された画像データに基づいて、前記光変調装置上の点欠
   陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを
   含むことを特徴とする点欠陥検出装置。
3. 【請求項３】 光変調装置と、 前記光変調装置に出力する信号を生成するパターン生成
   装置と、 前記光変調装置がセットされ、前記光変調装置の表示に
   基づいた画像を投影する画像投影装置と、 投影されたパターンを撮り込む画像撮り込み装置と、 前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを
   演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置におい
   て、 前記処理装置は、 前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに
   含まれる、前記画像撮り込み装置のノイズを除去するノ
   イズ除去機能と、 前記ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データ
   に対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥
   強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行
   い、前記光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機
   能と、 前記点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調
   された画像データに基づいて、前記光変調装置上の点欠
   陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを
   含むことを特徴とする点欠陥検出装置。
4. 【請求項４】 光変調装置と、 前記光変調装置に光を照射する光源と、 前記光変調装置にパターンを表示させるパターン生成装
   置と、 前記光源からの光が前記光変調装置によって変調され、
   前記光変調装置から出射する光を撮り込む画像撮り込み
   装置と、 前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを
   演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置におい
   て、 前記処理装置は、 前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに
   含まれる、前記画像撮り込み装置のノイズを除去するノ
   イズ除去機能と、 前記ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データ
   に対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥
   強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行
   い、前記光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機
   能と、 前記点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調
   された画像データに基づいて、前記光変調装置上の点欠
   陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを
   含むことを特徴とする点欠陥検出装置。
5. 【請求項５】 前記画像撮り込み装置は、前記光変調装
   置の表示に基づいた画像を、光を減衰させる減衰手段を
   介して撮り込むことを特徴とする請求項４記載の点欠陥
   検出装置。
6. 【請求項６】 前記輝点欠陥強調用の空間フィルタは、
   画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の
   値との差が＋方向に強調されるように重み付けするマト
   リックス状のフィルタであることを特徴とする請求項１
   から請求項５のいずれかに記載の点欠陥検出装置。
7. 【請求項７】 前記黒点欠陥強調用の空間フィルタは、
   画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の
   値との差が−方向に強調されるように重み付けするマト
   リックス状のフィルタであることを特徴とする請求項１
   から請求項６のいずれかに記載の点欠陥検出装置。
8. 【請求項８】 前記処理装置は、 さらに、前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像
   データから、前記画像撮り込み装置のノイズ及び光変調
   装置の点欠陥部を除去し、さらに膨張させた膨張背景画
   像を生成し、その生成した膨張背景画像を、前記画像撮
   り込み装置により撮り込まれた画像データに合成する膨
   張背景画像生成機能を含むことを特徴とする請求項１か
   ら請求項７のいずれかに記載の点欠陥検出装置。
9. 【請求項９】 前記処理装置は、 さらに、前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像
   データから、前記光変調装置の表示領域のみのマスク画
   像を生成し、その生成したマスク画像を、前記点欠陥強
   調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像に
   合成するマスク機能を含むことを特徴とする請求項１か
   ら請求項８のいずれかに記載の点欠陥検出装置。
10. 【請求項１０】 前記処理装置は、 さらに、前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像
    データの輝度むらを補正する機能を含むことを特徴とす
    る請求項１から請求項９のいずれかに記載の点欠陥検出
    装置。
11. 【請求項１１】 前記輝度むらを補正する機能は、光学
    的に場所による透過率を変化させたグラディエントフィ
    ルタを使用して補正を行うことを特徴とする請求項１０
    記載の点欠陥検出装置。
12. 【請求項１２】 前記輝度むらを補正する機能は、空間
    フィルタを使用した演算処理により補正を行うことを特
    徴とする請求項１０記載の点欠陥検出装置。
13. 【請求項１３】 前記ノイズ除去機能は、空間フィルタ
    を使用した演算処理により前記画像撮り込み装置のノイ
    ズの除去を行うことを特徴とする請求項１から請求項１
    ２のいずれかに記載の点欠陥検出装置。
14. 【請求項１４】 前記点欠陥検出機能から出力された点
    欠陥情報を表示する表示装置を備えることを特徴とする
    請求項１から請求項１３のいずれかに記載の点欠陥検出
    装置。
15. 【請求項１５】 前記画像取り込み装置は、前記光変調
    装置の１００％付近の輝点は飽和させる条件で画像を取
    り込むことを特徴とする請求項１から請求項１４のいず
    れかに記載の点欠陥検出装置。
16. 【請求項１６】 前記光変調装置は、液晶パネルである
    ことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに
    記載の点欠陥検出装置。
17. 【請求項１７】 光変調装置の点欠陥検出方法におい
    て、 前記光変調装置によって変調された光に基づく画像パタ
    ーンを撮り込む工程と、 撮り込まれた画像データから前記光変調装置の点欠陥部
    以外のノイズを除去する工程と、 ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用
    の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使
    用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工
    程と、 点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情
    報を検出する工程と、からなる点欠陥検出方法。
18. 【請求項１８】 光変調装置の点欠陥検出方法におい
    て、 前記光変調装置にパターンを表示させる工程と、 前記光変調装置によって変調された光に基づく画像パタ
    ーンを撮り込む工程と、 撮り込まれた画像データから点欠陥部以外のノイズを除
    去する工程と、 ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用
    の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使
    用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工
    程と、 点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情
    報を検出する工程と、からなる点欠陥検出方法。
19. 【請求項１９】 光変調装置の点欠陥検出方法におい
    て、 前記光変調装置にパターンを表示させる工程と、 前記光変調装置によって変調された光に基づく画像パタ
    ーンを投影する工程と、 投影された画像パターンを撮り込む工程と、 撮り込まれた画像データから点欠陥部以外のノイズを除
    去する工程と、 ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用
    の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使
    用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工
    程と、 点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情
    報を検出する工程と、からなる点欠陥検出方法。
20. 【請求項２０】 光変調装置の点欠陥検出方法におい
    て、 前記光変調装置に光を照射する工程と、 前記光変調装置にパターンを表示させる工程と、 前記光変調装置によって変調された光を撮り込む工程
    と、 撮り込まれた光に基づく画像データから点欠陥部以外の
    ノイズを除去する工程と、 ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用
    の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使
    用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工
    程と、 点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情
    報を検出する工程と、からなる点欠陥検出方法。
21. 【請求項２１】 前記光変調装置によって変調された光
    を撮り込む際、光を減衰させる減衰手段を介して撮り込
    むことを特徴とする請求項２０記載の点欠陥検出方法。
22. 【請求項２２】 前記輝点欠陥強調用の空間フィルタ
    は、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画
    素の値との差が＋方向に強調されるように重み付けする
    マトリックス状のフィルタであることを特徴とする請求
    項１７から請求項２１のいずれかに記載の点欠陥検出方
    法。
23. 【請求項２３】 前記黒点欠陥強調用の空間フィルタ
    は、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画
    素の値との差が−方向に強調されるように重み付けする
    マトリックス状のフィルタであることを特徴とする請求
    項１７から請求項２２のいずれかに記載の点欠陥検出方
    法。
24. 【請求項２４】 撮り込まれた画像データから、光変調
    装置の点欠陥部を含むノイズを除去し、さらに膨張させ
    た膨張背景画像を生成し、その生成した膨張背景画像
    を、撮り込まれた画像データに合成する工程からなるこ
    とを特徴とする請求項１７から請求項２３のいずれか記
    載の点欠陥検出方法。
25. 【請求項２５】 撮り込まれた画像データから、前記光
    変調装置の表示領域のみのマスク画像を生成し、その生
    成したマスク画像を、点欠陥部が強調された画像に合成
    する工程からなることを特徴とする請求項１７から請求
    項２４のいずれかに記載の点欠陥検出方法。
26. 【請求項２６】 撮り込まれた画像データの輝度むらを
    補正する工程からなることを特徴とする請求項１７から
    請求項２５のいずれか記載の点欠陥検出方法。
27. 【請求項２７】 前記輝度むらを補正する工程は、光学
    的に場所による透過率を変化させたグラディエントフィ
    ルタを使用して補正を行うことを特徴とする請求項２６
    記載の点欠陥検出方法。
28. 【請求項２８】 前記輝度むらを補正する工程は、空間
    フィルタを使用した演算処理により補正を行うことを特
    徴とする請求項２６記載の点欠陥検出方法。
29. 【請求項２９】 撮り込まれた画像データから前記光変
    調装置の点欠陥部以外のノイズを除去する際、空間フィ
    ルタを使用した演算処理によりノイズの除去処理を行う
    ことを特徴とする請求項１７から請求項２８のいずれか
    に記載の点欠陥検出方法。
30. 【請求項３０】 前記光変調装置によって変調された光
    を取り込む際、前記光変調装置の１００％付近の輝点は
    飽和させる条件で画像を取り込むことを特徴とする請求
    項１７から請求項２９のいずれかに記載の点欠陥検出方
    法。
31. 【請求項３１】 前記光変調装置は液晶パネルであるこ
    とを特徴とする請求項１７から請求項３０のいずれかに
    記載の点欠陥検出方法。