JP2004317445A - 欠陥密集度検査装置および欠陥密集度検査プログラム - Google Patents
欠陥密集度検査装置および欠陥密集度検査プログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】平面表示パネルなどの検査対象物に散在する表示欠陥など、３点の検出対象点が所定の直径を有する基準円の中に密集しているかどうかの判断を高速かつ正確に行える欠陥密集度検査装置および欠陥密集度検査プログラムを提供する。
【解決手段】検査対象物２に散在する各検出対象点Ｐの座標位置を検出する検出部１Ａと、検出した座標位置を用いて各検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ の点情報テーブルＴを作成して各検出対象点Ｐの密集度を判断する演算処理部７ａとを有し、この演算処理部７ａが、前記点情報テーブルＴの中から３点Ｐのセットを抽出し、前記３点が基準円８の中に密集していると判断する機能を有する。
【選択図】 図４
【解決手段】検査対象物２に散在する各検出対象点Ｐの座標位置を検出する検出部１Ａと、検出した座標位置を用いて各検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ の点情報テーブルＴを作成して各検出対象点Ｐの密集度を判断する演算処理部７ａとを有し、この演算処理部７ａが、前記点情報テーブルＴの中から３点Ｐのセットを抽出し、前記３点が基準円８の中に密集していると判断する機能を有する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、欠陥密集度検査装置および欠陥密集度検査プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ブラウン管に代わる小型かつ軽量の表示装置として、液晶表示パネルやプラズマディスプレイなどの平面表示パネルを用いた平面表示装置（ＦＰＤ）が注目されるに至っている。そして、このＦＰＤの中心部を構成する平面表示パネルの品質を検査する装置として、ＣＣＤアレイセンサなどよりなる光学センサ（例えばラインセンサやＴＤＩセンサ）を用いた検査装置が開発され、この種の検査装置に関する出願も多数行われるに至っている。
【０００３】
一般的に平面表示パネルの検査装置は、複数の受光素子を配列してなるセンサと、この受光素子に平面表示パネルの像を結像させる光学系とを有している。そして、センサをその受光素子の並ぶ方向に直角な方向にスキャンすることにより平面表示パネルの各部における表示欠陥の有無を光学的に検出するように構成している。つまり、センサは走査方向に１列に並べられた複数の受光素子を有しており、このセンサのスキャンによって平面表示パネルの全面の画像を取り込み、これによって欠陥検査を行っていた。
【０００４】
図５は検査対象となる一般的な液晶表示パネル２の欠陥検査方法を概略的に示す図である。図５において、Ｐ１ 〜Ｐ３ は一般的な検査装置を用いて欠陥検出した３つのピクセル（検出対象点）を示しており、各点Ｐ１ 〜Ｐ３ は図示を省略するが詳細には、カラー表示のための図外の色の三原色（赤、緑、青）からなる３つのサブピクセルを有する。また、（Ｘ１ ，Ｙ１ ）〜（Ｘ３ ，Ｙ３ ）は各点Ｐ１ 〜Ｐ３ の座標位置（すなわち、原点からの距離によって表わした座標）を示している。
【０００５】
ところで、表示欠陥の検査レベルは製造技術の向上に伴って日ごとに水準が高くなっており、表示欠陥として検出された各点Ｐ１ 〜Ｐ３ の数のみならず、各点Ｐ１ 〜Ｐ３ 間の距離などの密集度も重要な判断基準となって、液晶表示パネルの検査装置の業界では距離、点欠陥分布という規格がある。例えば、２点間の距離において離れた２点間の場合の欠陥は許容されるものであるが、近接した２点の欠陥は許容されるものではなく、これを排除する必要がある。
【０００６】
ここで、例えば２点Ｐ１ ，Ｐ２ 間の密集度を判断するとすると、２点Ｐ１ ，Ｐ２ 間の距離を測ればよく、この距離Ｄ１−２ はピタゴラスの定義により、以下の式（１）に示すように容易に求めることができる。なお、本明細書における各点Ｐ１ ，Ｐ２ …の座標位置（Ｘ１ ，Ｘ２ ），（Ｘ２ ，Ｙ２ ）…は、説明を簡単にするために、すべて原点からの距離によって表わされる位置として説明する。
Ｄ１−２ ＝√（（Ｘ１ −Ｘ２ ）２ ＋（Ｙ１ −Ｙ２ ）２ ） … 式（１）
【０００７】
一般に、液晶表示パネルの検査装置における点欠陥分布の規格では、１０ｍｍφ（直径１０ｍｍ）が人間の目で感じる密集度ということになっており、この１０ｍｍφの円内に表示欠陥とされた３点以上の検出対象点（図５の場合、点Ｐ１ 〜Ｐ３ ）が含まれているかどうかを判断するように求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記３点の検出対象点Ｐ１ 〜Ｐ３ は様々な形状となるので、これが１０ｍｍφの円内に入るかどうかを判断する処理は複雑であるため、これを自動化することは困難であるとされている。そこで、現状では、図５に符号１０に示すような、定規のようなものを用意し、作業者がこの定規１０を用いて手作業によって良否判定を行っていた。
【０００９】
すなわち、定規１０には１０ｍｍφの円１０ａをくりぬいてあり、作業者は定規１０を矢印Ａに示すように移動させて、円１０ａの中に表示欠陥として検出された各点Ｐ１ …がいくつ入っているかを数えるということが実際に行われている。そして、このときの判断は全て作業者各自に任されているため、作業者はその能力に応じてランク付けされている場合もある。
【００１０】
ところが、どんなに優れた作業者であっても、上述のような作業には妥当な作業時間が必要であるだけでなく、上述のような判断には人為的なミスが生じていた。さらに、作業者の判断が基準となるので、作業者によって判断が異なる場合もあり、再現性の低下が生じることは避けられず、これが生産性に大きな影響を及ぼすことが考えられる。
【００１１】
これは、液晶パネルのような平面表示パネルにおける欠陥検査のみならず、検査対象物に散在する検出対象点の密集度を検出するあらゆる欠陥密集度検査に共通していることであり、密集度の検査には上述の理由から人による判断が入ることがあった。
【００１２】
本発明は、上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、平面表示パネルなどの検査対象物に散在する表示欠陥など、３点の検出対象点が所定の直径を有する基準円の中に密集しているかどうかの判断を高速かつ正確に行える欠陥密集度検査装置および欠陥密集度検査プログラムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の欠陥密集度検査装置は、検査対象物に散在する各検出対象点の座標位置を検出する検出部と、検出した座標位置を用いて各検出対象点の点情報テーブルを作成して各検出対象点の密集度を判断する演算処理部とを有し、この演算処理部が、前記点情報テーブルの中から３点のセットを抽出し、抽出した各セットについて、抽出した３点が一直線上に位置するか３点によって形成される三角形が鈍角を有する三角形であり、かつ、この三角形の最大辺の長さが密集判断の基準円の直径以下であるときにこの３点が基準円の中に密集していると判断する一方、前記三角形の全ての角が鋭角であり、かつ、この三角形の外接円の直径が前記基準円の直径以下であるときに、前記３点が基準円の中に密集していると判断する機能を有することを特徴としている。（請求項１）
【００１４】
すなわち、従来は難しいとされていた、３点の検出対象点が基準円の中に密集しているかどうかの判断を迅速かつ正確に行うことができる。これは抽出した３点によって形成される三角形が鈍角を有する三角形であるときに最も長い辺を中心線とする円内に全ての点が入ることと、前記三角形の全ての角が鋭角であるときにこの三角形の外接円内に全ての点が入ることに着目したものである。
【００１５】
なお、前記三角形が直角三角形であるときには、最も長い辺を中心線とする円と外接円が同じであるので、何方の方法であっても判断できるが、処理速度を考慮すると、演算がより簡単な、三角形の最も長い辺の長さと基準円の直径を比較する処理を行なうことが望ましい。
【００１６】
また、本発明における欠陥には異物の混入という概念も含まれており、この場合に本発明は異物密集度検査装置ということができる。加えて、異物として細菌などの微生物や浮遊粒子状物質なども考えられるので、本発明は、微生物密集度検査装置や浮遊粒子状物質の密集度検査装置なども含む。
【００１７】
さらに、前記演算処理部はＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサを有するものであることに限定される必要はなく、デジタルまたはアナログの演算部を有するハードウェアによって構成されていても、プログラマブルロジックによって構成されていてもよい。すなわち、処理速度の更なる高速化を達成するために各部をハードウェアによって形成することが可能である。
【００１８】
前記演算処理部が、前記三角形の３つの辺のうち最大の辺の長さの２乗が残る２つの辺の長さの２乗の和よりも小さいときに、三角形の全ての角が鋭角であると判断し、三角形の３つの辺のうち最大の辺の長さの２乗が残る２つの辺の長さの２乗の和よりも大きいときに鈍角を有すると判断する機能を有する場合（請求項２）には、３点によって形成される三角形の形状を正確かつ迅速に判断できる。なお、この判断基準はピタゴラスの三平方の定理を応用したものである。
【００１９】
前記検査対象物が平面表示パネルであり、検出対象点が平面表示パネルの欠陥である場合（請求項３）には、平面表示パネルの点欠陥分布の規格に合わせた３点の欠陥を人手によらず演算処理によって検出でき、処理速度を可及的に高速化できるだけでなく、判断基準が確立できて正確であり、再現性が向上する。
【００２０】
なお、本発明の欠陥密集度検査装置における検出対象点は、例えば、液晶表示パネルなどの平面表示パネルにおける表示の最小単位であるサブピクセルである。また、以下の説明では検出対象点を一般的な色の三原色を発光させるための各サブピクセルとして説明するが、本発明はこの点に限定されるものではない。すなわち、本明細書におけるサブピクセルという表現にはモノクロ表示するための単色（例えば白色や緑色など）のピクセルや例えば、赤と緑などの２色表示を行なう各色のピクセルも含まれている。
【００２１】
本発明の欠陥密集度検査プログラムは、検査対象物に散在する各検出対象点の座標位置を示す点情報テーブルの中から３点をセットとして抽出するステップと、抽出した各セットについて、抽出した３点が一直線上に位置するか３点によって形成される三角形が鈍角を有する三角形であり、かつ、３点のうち最も離れた２点間の距離が密集判断の基準円の直径以下であるときに、この３点が基準円の中に密集していると判断するステップと、前記三角形の全ての角が鋭角であり、かつ、この三角形の外接円の直径が基準円の直径以下であるときに、前記３点が基準円の中に密集していると判断するステップとを有することを特徴としている（請求項４）。
【００２２】
前記欠陥密集度検査プログラムは、既存の欠陥密集度検査装置の演算処理部によって実行でき、３点が基準円の中に密集しているかどうかの判断をプログラムの書換えまたは追加によって容易に行うことができる。なお、本発明における欠陥には液晶表示パネルの場合は液晶部に混入した異物という概念も含まれており、この場合に本発明は異物密集度検査プログラムということができる。加えて、異物として細菌などの微生物や浮遊粒子状物質なども考えられるので、本発明は、微生物密集度検査プログラムや浮遊粒子状物質の密集度検査プログラムなども含む。
【００２３】
さらに、本発明の欠陥密集度検査プログラムは演算処理部のＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサによって順次実行されるプログラムであることに限定されるものではなく、プログラマブルロジックにプログラムされて形成されたハードウェアであってもよい。
【００２４】
前記点情報テーブルの中から各検出対象点のセットを抽出するステップにおいて、抽出した３点のうち、１点と残りの２点間における一方の座標の差が何れも基準円の直径以下であり、かつ、この３点における他方の座標の最大値から最小値を減算した値が基準円の直径以下であるときに、この３点を抽出する処理を実行させる場合（請求項５）には、基準円内に入る可能性がある３点だけを抽出できるので、基準円内に入る可能性のない３点について比較的複雑な演算処理を実行することがなく、それだけ演算処理を高速に行うことができる。
【００２５】
前記三角形が鈍角を有する三角形であるか、全ての角が鋭角であるかどうかを判断する手順として、三角形の３つの辺のうち最大の辺の長さの２乗に対する残る２つの辺の長さの２乗の和を比較し、これが小さいときに、三角形の全ての角が鋭角であると判断し、大きいときに鈍角のある三角形と判断する処理を実行する場合（請求項６）には、３点によって形成される三角形の形状を正確かつ迅速に判断できる。
【００２６】
なお、前記三角形の形状の判断基準はピタゴラスの三平方の定理を応用したものであり、具体的には前記三角形が直角三角形であるときに、最大の辺の長さの２乗と、残る２つの辺の長さの２乗の和が等しくなることに着目したアルゴリズムである。したがって、最大の辺の長さの２乗に対する残る２つの辺の長さの２乗の和を比較した結果が小さいときは全ての角が鋭角である三角形であり、大きいときは鈍角のある三角形であることを的確に判断できる。
【００２７】
前記基準円の中に密集していると判断した３点のセット数を用いて、密集度の評価をランク付けするステップを有する場合（請求項７）には、検査対象物の密集度を適正に評価できる。
【００２８】
前記検出対象点の数が設定数以上である場合に、定められた所定のランクであると判断して、３点の検出対象点が前記基準円の中に密集しているかどうかの判断を行わない場合（請求項８）には、検出対象点の数が所定の設定数以上である欠陥の多い検査対象物を密集度の評価を行うまでもなく欠陥過多であると判断でき、処理速度を向上できる。
【００２９】
前記検査対象物が平面表示パネルであり、検出対象点が平面表示パネルの欠陥である場合（請求項９）には、平面表示パネルの点欠陥分布の規格に合わせた３点の欠陥をプログラムによる演算処理によって検出でき、処理速度を可及的に高速化でき、判断基準が確立できて正確であり、再現性が向上する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の平面表示パネルの検査装置１の第１実施例を示す図である。図１において、２は検査対象物である平面表示パネルの一例としての液晶パネル、３は液晶パネル２をセットする載置台、４はこの載置台３の裏面側から液晶パネル２に均一な光を平面的に照射する光源、５は載置台３に対して液晶パネル２の表示面と平行する方向Ｙｄに摺動自在に形成された走査部、６はこの走査部５に設置されたセンサ（本例の場合は、ラインセンサまたはＴＤＩセンサ）、７は各部を制御する演算処理装置である。
【００３１】
液晶パネル２は一般的にその周囲に表示内容を示す電気信号を授受するためのコネクタ部２ａを有しており、前記載置台３は前記液晶パネル２のコネクタ部２ａに対して電気的に接触するためのコネクタ部３ａ（プローバ）を有している。
【００３２】
一方、走査部５は例えば複数のラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…を並べて固定することで、１直線上（１列）に並べられたラインセンサ６を保持するブラケット５ａと、このブラケット５ａを液晶パネル２から所定の距離だけ離して固定するための保持部材５ｂと、この保持部材５ｂを両矢印Ｙｄに示す走査方向に移動させることでラインセンサ６を液晶表示面２ｂに対して走査するためのモータ５ｃとを有している。
【００３３】
前記各ラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…はラインセンサ６を構成する複数の受光素子を有するセンサ本体６ａと、液晶表示面２ｂをラインセンサユニットの各受光素子に結像させるための光学系としての集光レンズ６ｂとを有しており、全てのラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…がまとめて１列のラインセンサ６を形成する。
【００３４】
演算処理装置７は例えばパソコンであり、前記各部３〜６からなる検出部１Ａを適宜制御する制御プログラムＳと、液晶パネル２の検査プログラムＰとを実行する演算処理部７ａ、および、各プログラムＳ，Ｐの記憶部７ｂを有する。また、記憶部７ｂには検出部１Ａを用いて検査対象物２の二次元方向に分布する各検査対象点を検査することで表示欠陥として検出された各検出対象点の中から座標位置を記録してなる点情報テーブルＴを作成すると共に、検査プログラムＰの動作によって点情報テーブルＴの内容に基づいて、表示欠陥として検出された各点の欠陥密集度を検査する。なお、本例にはパソコン７の基本的な構成を示しており、その詳細な構成は種々に考えられる。
【００３５】
図２は本発明の平面表示パネル２を構成する各ピクセルの詳細を示す図である。図２において、Ｐ１，１ 〜ＰＸ，Ｙ は検出の最小単位を示してカラー表示するための３原色の各サブピクセル（検査対象点）、Ｂ１，１ 〜ＢＸ，Ｙ は前記各サブピクセルＰ１，１ 〜ＰＸ，Ｙ における輝度をラインセンサ６によって計測した値を示している。
【００３６】
前記演算処理部７ａは検査プログラムＰの欠陥検出プログラムＰａの動作によって前記検出部１Ａを駆動し、所定の表示を行った状態で各サブピクセルＰ１，１ 〜ＰＸ，Ｙ の輝度Ｂ１，１ 〜ＢＸ，Ｙ を測定することにより、輝度値そのものが異常なサブピクセル、周囲のサブピクセルに対して輝度に差が生じているサブピクセルを欠陥情報として記録する。また、全欠陥情報の中ら欠陥密集度検査の対象となっている欠陥情報を検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ として検出し、各点Ｐ１ 〜ＰＮ の座標を点情報テーブルＴに記録し、この点情報テーブルＴの内容に基づいて欠陥密集度の検査を行なう。
【００３７】
図３は前記検査プログラムＰの流れの一例を示す図であり、図３に示す符号Ｐｂは、欠陥検出プログラムＰａの動作によって検出された各検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ についてその密集度を検査する欠陥密集度検査プログラムである。また、図４は欠陥密集度検査プログラムＰｂにおける判断方法を説明する図である。なお、本例における欠陥密集度検査プログラムＰｂは本発明を理解しやすくするために、その概略的な流れを示す単なる一例であるから、その詳細な点は本発明を限定するものではないことはいうまでもない。
【００３８】
図３において、Ｓ１は前記点情報テーブルＴ内の同一座標の輝点・滅点を輝点１つに纏めるステップである。すなわち、前記欠陥検出プログラムＰａによって検出された欠陥情報を記録してなる点情報テーブルＴには、輝度値そのものが異常なもの、周囲のサブピクセルに対して輝度に差が生じているものなど、種々の欠陥がそれぞれ欠陥として記録されているが、以下に例示する欠陥密集度検査プログラムＰｂにおいては座標情報が重要であり、欠陥の種類を考慮することは行っていない。
【００３９】
しかしながら、欠陥検出プログラムＰａが欠陥の種類を点情報テーブルＴ内に記録している場合には、欠陥の種類（輝点，滅点，周囲輝度との差が有る点，異物の混入点等）ごとの欠陥密集度、欠陥の種類によらない欠陥密集度、欠陥の種類の組み合わせによる欠陥密集度など、種々の欠陥密集度を分けて検査できるようにすることが考えられる。
【００４０】
これによって、例えば、より目立つ欠陥としての輝点のみの密集度を検査したり、滅点のみの密集度や、種類によらない欠陥の密集度などを、密集度判断の基準円の大きさや欠陥セット数を変えてそれぞれ検査することなど、目視では決して行えない、より綿密な検査を行うことができる。
【００４１】
Ｓ２は前記点情報テーブルＴ内の検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ の数Ｎを別途設定できる数と比較するステップである。そしてこのステップＳ２において、検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ の数Ｎが別途設定できる設定数以上であるときにステップＳ３にジャンプし、前記設定数に満たないときにステップＳ４に処理を進める。
【００４２】
Ｓ３は前記検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ の数Ｎが多いときに液晶表示パネル２のランクをランクＲｄ（すなわちエラーランク）とするステップである。また、このステップＳ３によるランク付けが終了すると欠陥密集度検査の処理を終了する。
【００４３】
一方、Ｓ４は点情報テーブルＴ内で密集度の検査対象となる３点のセットを抽出するステップである。点情報テーブルＴにＮ個の検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ が記録されている場合は、 ＮＣ３ 通りの組み合わせが考えられる。以下、ここで検出対象点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ のセットが抽出されたものとして説明する。また、各検出対象点Ｐ１ 〜Ｐ３ の座標は座標（Ｘ１ ，Ｙ１ ）〜（Ｘ３ ，Ｙ３ ）［ｍｍ］として説明する。
【００４４】
Ｓ５はステップＳ４によって抽出された３点について、そのうちの１点（例えば点Ｐ１ ）と残りの２点（例えば点Ｐ２ ，Ｐ３ ）間におけるＸ座標の差を密集判断の基準円８（図４に図示）の直径Ｄ［ｍｍ］と比較するステップである。すなわち、以下の式（１），式（２）に示す不等式が共に成り立つことを確認する。
（Ｘ２ −Ｘ１ ）≦Ｄ … 式（１）
（Ｘ３ −Ｘ１ ）≦Ｄ … 式（２）
【００４５】
もし、この段階で前記式（１），式（２）に示す不等式の何れか一方または両方が成り立たない場合は、後述するステップＳ６〜Ｓ１２の処理を飛ばして、ステップＳ１３にジャンプする。すなわち、３点のＸ座標の差が既に直径Ｄを越えているときには、この３点のセットが基準円８内に入ることがなく、以下のステップＳ６〜Ｓ１２の処理を行うまでもなく、この３点は密集していないと判断でき、処理速度を高速に行うことができる。また、大多数の３点セットはこのステップＳ５の処理によって判断できる。
【００４６】
また、本例ではまず一方の座標として、Ｘ座標の差を用いて大雑把に基準円８内に入るかどうかを判断しているが、まず、もう一方の座標としてＹ座標の差を用いて大雑把に基準円８内に入るかどうかを判断してもよい。
【００４７】
Ｓ６は前記３点におけるＹ座標の最大値Ｙｍａｘ から最小値Ｙｍｉｎ を減算した値（本例の場合はＹ３ −Ｙ１ ［ｍｍ］）を基準円８の直径Ｄと比較するステップである。すなわち、本例の場合、以下の式（３）に示す不等式が共に成り立つかどうかを確認する。
Ｙｍａｘ −Ｙｍｉｎ ≦Ｄ … 式（３）
【００４８】
前記式（３）が成り立つ場合には、処理を次のステップＳ７に進め、成り立たない場合には、後述するステップＳ７〜Ｓ１２の処理を飛ばして、ステップＳ１３にジャンプする。すなわち、前記式（３）が成り立たない場合には、３点のＹ軸方向の幅が既に基準円８の直径を越えているので、この３点のセットが基準円８内に入ることがなく、以下のステップＳ６〜Ｓ１２の処理を行うまでもなく、この３点は密集していないと判断でき、処理速度を高速に行うことができる。
【００４９】
Ｓ７は前記３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ の距離Ａ，Ｂ，Ｃ（すなわち図４に仮想線で示す三角形または直線の各辺の長さ）をそれぞれ計算によって求めると共に、最も長い辺をＡとする処理を行なうステップである。なお、前記距離Ａ〜Ｃは例えば以下の式（４）〜式（６）に示すピタゴラスの三平方の定理によって求めることができる。
Ａ＝√（（Ｘ２ −Ｘ１ ）２ ＋（Ｙ２ −Ｙ１ ）２ ） … 式（４）
Ｂ＝√（（Ｘ３ −Ｘ２ ）２ ＋（Ｙ３ −Ｙ２ ）２ ） … 式（５）
Ｃ＝√（（Ｘ１ −Ｘ３ ）２ ＋（Ｙ１ −Ｙ３ ）２ ） … 式（６）
但し、点Ｐ１ ，Ｐ２ 間が最も離れているとする。
【００５０】
Ｓ８は前記３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ が一直線上に位置する、または、３点によって形成される三角形が鈍角を有する三角形であるかどうかを判断するステップである。具体的には、これは、以下の式（７）に示す不等式が成り立つかどうかを判断するステップである。このステップＳ８において、式（７）に示す不等式が成り立つ場合には、続くステップＳ９の処理を実行し、成り立たない場合にはステップＳ１０を実行する。
Ａ２ ≧Ｂ２ ＋Ｃ２ … 式（７）
【００５１】
すなわち、図４（Ｃ）に示すように、仮に前記３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ が直角三角形であるとき、三平方の定理により式（７）の左辺と右辺は等しくなる。一方、仮に前記３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ が、図４（Ａ）に示すように一直線上に並ぶ場合や、図４（Ｂ）に示すように、角度α１３２ が鈍角になる場合に、前記式（７）の右辺は左辺よりも小さくなる。したがって、極めて簡単な計算を用いることで３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ によって形成される三角形の形状を判断できる。
【００５２】
なお、本例では前記式（７）の左辺と右辺が等しい場合も含めて不等式が成り立つ場合を判断しているので、３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ によって形成される三角形が直角三角形である場合も含めて次のステップＳ９に処理を進めるようにしている。これによって、続くステップＳ１０の演算処理を行わないことにより、処理速度を向上している。しかしながら、式（７）の左辺と右辺が等しい場合は後述するステップＳ１０，Ｓ１１による処理を行っても、これが密集しているかどうかを正しく判断できる。
【００５３】
Ｓ９は前記三角形の最大辺の長さＡと密集判断の基準円８の直径Ｄを比較するステップである。すなわち、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）から理解できるように、配置された３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ は少なくとも、その最大辺の長さＡ［ｍｍ］が基準円８の直径Ｄ［ｍｍ］と同じであるか、直径Ｄよりも短いときに３点とも基準円８内に入ると判断できることが分かる。つまり、以下の式（８）の不等式が成り立つときには、３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ は密集していないと判断でき、ステップＳ１３にジャンプできる。一方、式（８）の不等式が成り立たない場合には密集していると判断でき、ステップＳ１２にジャンプする。
Ａ＞Ｄ … 式（８）
【００５４】
Ｓ１０は３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ によって形成される三角形の外接円の直径２Ｒ［ｍｍ］を算出するステップである。すなわち、以下の式（９）の演算を行なう。
２Ｒ＝√｛（４×Ａ２×Ｂ２×Ｃ２）／［（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×（−Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×（Ａ−Ｂ＋Ｃ） ×（Ａ＋Ｂ−Ｃ）］｝… 式（９）
【００５５】
Ｓ１１はステップＳ１０において求めた直径２Ｒ［ｍｍ］を基準円８の直径Ｄ［ｍｍ］と比較するステップである。すなわち、図４（Ｄ）に示すように、３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ によって形成される三角形の全ての角が鋭角β１２３ ，β２１３ ，β１３２ であるときには、その外接円の直径２Ｒを基準円８の直径Ｄと比較することで、これが密集しているかどうかを判断できる。
【００５６】
つまり、以下の式（１０）の不等式が成り立つときには、３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ は密集していないと判断でき、ステップＳ１３にジャンプできる。一方、式（１０）の不等式が成り立たない場合には密集していると判断でき次のステップＳ１２の処理を行なう。
２Ｒ＞Ｄ … 式（１０）
【００５７】
Ｓ１２は密集した３点のセットを記録するステップであり、例えば、その位置や密集していると判断された欠陥点セットの数（密集したセット数）の計数を行なう。
【００５８】
Ｓ１３は次の検査対象となる３点のセットを準備するステップである。これは、前記点情報テーブルＴの中から総当たりの３点抽出を行なうための処理であり、この処理は ＮＣ３ 回繰り返される。
【００５９】
Ｓ１４は点情報テーブルＴの中から総当たりの３点抽出が終了したかどうかを判断するステップである。すなわち、ステップＳ１３によって新たな３点の抽出を行うための組み合わせを定めることができなかったかどうかを判断するステップである。そして、総当たりの３点抽出が終了していないときには、前記ステップＳ４に戻って、前記ステップＳ４〜Ｓ１４の繰り返し処理を行なう。一方、点情報テーブルＴ内の全ての組み合わせが終了したときには次のステップＳ１５の処理を行なう。
【００６０】
Ｓ１５は密集した３点であると判断したセット数を用いて液晶表示パネル２ ランク付け評価を行なうステップである。例えば、密集した３点がなかった場合には、ランクＲａ、１つの密集した３点を見いだした場合にはランクＲｂ、２つの密集した３点を見いだした場合にはランクＲｃ、それ以上はランクＲｄ（すなわち、エラーランク）とする。
【００６１】
本例のように、液晶表示パネル２のランクを付けを行なうことにより、液晶表示パネル２の仕上がり状態を容易に判別できるので、以後の仕分けを容易におこなうことができる。なお、このランク付けの基準は任意に設定可能とすることが望ましいことはいうまでもない。
【００６２】
また、本発明によれば、従来は難しいとされていた、３点の欠陥が所定の直径Ｄの基準円８内に密集するかどうかの判断を演算処理によって行なうことができるので、作業者の目視による判断を行う必要がなく、それだけ処理が早くなって生産性の向上を達成できる。加えて、人為的なミスの発生や再現性の不良がなく、検査対象物が所定の基準を満たすものであるかどうかを明確に判断できる。
【００６３】
なお、上述の説明では、本発明の欠陥密集度検査装置および欠陥密集度検査プログラムの好適な実施例として、液晶表示パネルの検査装置に応用した例を示しているが、本発明はこの点に限定されるものではない。すなわち、プラズマディスプレイなどの平面表示パネルの欠陥密集度検査装置に応用することも可能である。
【００６４】
また、欠陥として何らかの異物の密集度を検査するものであれば、あらゆる分野に応用でき、例えば、浮遊粒子状物質をフィルタに捕らえたときの各粒子の密集度や、培養した細菌の密集度など、種々の分野においてそのまま応用することができる。
【００６５】
加えて、前記欠陥密集度検査プログラムＰｂは、ソフトウェアとして記録媒体に記録した状態で供給することにより、従来の欠陥検査装置において、本発明の欠陥密集度検査を行うことができる。しかしながら、欠陥密集度検査プログラムはプログラマブルロジックなどに書き込まれて、結果的に集積回路を形成するものであってもよい。
【００６６】
さらには、本発明の欠陥密集度検査装置は、上述したソフトウェアによる処理に準じた演算処理を行なって、欠陥密集度の検査を行なうハードウェアを有するものであってもよい。
【００６７】
なお、上述の各例ではセンサ６をラインセンサとした例を示しているが、本発明はこの点を限定するものではなく、二次元方向に複数の受光素子を配列してなる平面状のセンサ（ＣＣＤ二次元イメージセンサなど）を用いてもよい。この場合、センサ６を上述したように走査させる必要がない。
【００６８】
【発明の効果】
本発明では、従来から困難とされてきた検査対象物に散在する３点の検出対象点の密集度を演算処理部による計算によって判断することができ、検査対象物に散在する欠陥の状態をより迅速かつ的確に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の欠陥密集度検査装置の全体的な構成を示す図である。
【図２】平面表示パネルの構成を説明する図である。
【図３】本発明の欠陥密集度検査プログラムの動きを理解するための一例を示す図である。
【図４】本発明の欠陥密集度検査方法を説明する図である。
【図５】従来の欠陥密集度検査を行なう方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…液晶パネルの異物検査装置、１Ａ…検出部、２…検査対象物（平面表示パネル）、７ａ…演算処理部、８…基準円、Ａ…最大辺の長さ、Ｂ，Ｃ…残る２つの辺の長さ、Ｄ…基準円の直径、２Ｒ…外接円の直径、Ｐ１ ，Ｐ２ ，…検出対象点（欠陥）、Ｐｂ…欠陥密集度検査プログラム、Ｔ…点情報テーブル、（Ｘ１ ，Ｙ１ ），（Ｘ２ ，Ｙ２ ），…座標位置、α１３２ …鈍角、β１２３ ，β２１３ ，β１３２ …鋭角。
【発明の属する技術分野】
本発明は、欠陥密集度検査装置および欠陥密集度検査プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ブラウン管に代わる小型かつ軽量の表示装置として、液晶表示パネルやプラズマディスプレイなどの平面表示パネルを用いた平面表示装置（ＦＰＤ）が注目されるに至っている。そして、このＦＰＤの中心部を構成する平面表示パネルの品質を検査する装置として、ＣＣＤアレイセンサなどよりなる光学センサ（例えばラインセンサやＴＤＩセンサ）を用いた検査装置が開発され、この種の検査装置に関する出願も多数行われるに至っている。
【０００３】
一般的に平面表示パネルの検査装置は、複数の受光素子を配列してなるセンサと、この受光素子に平面表示パネルの像を結像させる光学系とを有している。そして、センサをその受光素子の並ぶ方向に直角な方向にスキャンすることにより平面表示パネルの各部における表示欠陥の有無を光学的に検出するように構成している。つまり、センサは走査方向に１列に並べられた複数の受光素子を有しており、このセンサのスキャンによって平面表示パネルの全面の画像を取り込み、これによって欠陥検査を行っていた。
【０００４】
図５は検査対象となる一般的な液晶表示パネル２の欠陥検査方法を概略的に示す図である。図５において、Ｐ１ 〜Ｐ３ は一般的な検査装置を用いて欠陥検出した３つのピクセル（検出対象点）を示しており、各点Ｐ１ 〜Ｐ３ は図示を省略するが詳細には、カラー表示のための図外の色の三原色（赤、緑、青）からなる３つのサブピクセルを有する。また、（Ｘ１ ，Ｙ１ ）〜（Ｘ３ ，Ｙ３ ）は各点Ｐ１ 〜Ｐ３ の座標位置（すなわち、原点からの距離によって表わした座標）を示している。
【０００５】
ところで、表示欠陥の検査レベルは製造技術の向上に伴って日ごとに水準が高くなっており、表示欠陥として検出された各点Ｐ１ 〜Ｐ３ の数のみならず、各点Ｐ１ 〜Ｐ３ 間の距離などの密集度も重要な判断基準となって、液晶表示パネルの検査装置の業界では距離、点欠陥分布という規格がある。例えば、２点間の距離において離れた２点間の場合の欠陥は許容されるものであるが、近接した２点の欠陥は許容されるものではなく、これを排除する必要がある。
【０００６】
ここで、例えば２点Ｐ１ ，Ｐ２ 間の密集度を判断するとすると、２点Ｐ１ ，Ｐ２ 間の距離を測ればよく、この距離Ｄ１−２ はピタゴラスの定義により、以下の式（１）に示すように容易に求めることができる。なお、本明細書における各点Ｐ１ ，Ｐ２ …の座標位置（Ｘ１ ，Ｘ２ ），（Ｘ２ ，Ｙ２ ）…は、説明を簡単にするために、すべて原点からの距離によって表わされる位置として説明する。
Ｄ１−２ ＝√（（Ｘ１ −Ｘ２ ）２ ＋（Ｙ１ −Ｙ２ ）２ ） … 式（１）
【０００７】
一般に、液晶表示パネルの検査装置における点欠陥分布の規格では、１０ｍｍφ（直径１０ｍｍ）が人間の目で感じる密集度ということになっており、この１０ｍｍφの円内に表示欠陥とされた３点以上の検出対象点（図５の場合、点Ｐ１ 〜Ｐ３ ）が含まれているかどうかを判断するように求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記３点の検出対象点Ｐ１ 〜Ｐ３ は様々な形状となるので、これが１０ｍｍφの円内に入るかどうかを判断する処理は複雑であるため、これを自動化することは困難であるとされている。そこで、現状では、図５に符号１０に示すような、定規のようなものを用意し、作業者がこの定規１０を用いて手作業によって良否判定を行っていた。
【０００９】
すなわち、定規１０には１０ｍｍφの円１０ａをくりぬいてあり、作業者は定規１０を矢印Ａに示すように移動させて、円１０ａの中に表示欠陥として検出された各点Ｐ１ …がいくつ入っているかを数えるということが実際に行われている。そして、このときの判断は全て作業者各自に任されているため、作業者はその能力に応じてランク付けされている場合もある。
【００１０】
ところが、どんなに優れた作業者であっても、上述のような作業には妥当な作業時間が必要であるだけでなく、上述のような判断には人為的なミスが生じていた。さらに、作業者の判断が基準となるので、作業者によって判断が異なる場合もあり、再現性の低下が生じることは避けられず、これが生産性に大きな影響を及ぼすことが考えられる。
【００１１】
これは、液晶パネルのような平面表示パネルにおける欠陥検査のみならず、検査対象物に散在する検出対象点の密集度を検出するあらゆる欠陥密集度検査に共通していることであり、密集度の検査には上述の理由から人による判断が入ることがあった。
【００１２】
本発明は、上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、平面表示パネルなどの検査対象物に散在する表示欠陥など、３点の検出対象点が所定の直径を有する基準円の中に密集しているかどうかの判断を高速かつ正確に行える欠陥密集度検査装置および欠陥密集度検査プログラムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の欠陥密集度検査装置は、検査対象物に散在する各検出対象点の座標位置を検出する検出部と、検出した座標位置を用いて各検出対象点の点情報テーブルを作成して各検出対象点の密集度を判断する演算処理部とを有し、この演算処理部が、前記点情報テーブルの中から３点のセットを抽出し、抽出した各セットについて、抽出した３点が一直線上に位置するか３点によって形成される三角形が鈍角を有する三角形であり、かつ、この三角形の最大辺の長さが密集判断の基準円の直径以下であるときにこの３点が基準円の中に密集していると判断する一方、前記三角形の全ての角が鋭角であり、かつ、この三角形の外接円の直径が前記基準円の直径以下であるときに、前記３点が基準円の中に密集していると判断する機能を有することを特徴としている。（請求項１）
【００１４】
すなわち、従来は難しいとされていた、３点の検出対象点が基準円の中に密集しているかどうかの判断を迅速かつ正確に行うことができる。これは抽出した３点によって形成される三角形が鈍角を有する三角形であるときに最も長い辺を中心線とする円内に全ての点が入ることと、前記三角形の全ての角が鋭角であるときにこの三角形の外接円内に全ての点が入ることに着目したものである。
【００１５】
なお、前記三角形が直角三角形であるときには、最も長い辺を中心線とする円と外接円が同じであるので、何方の方法であっても判断できるが、処理速度を考慮すると、演算がより簡単な、三角形の最も長い辺の長さと基準円の直径を比較する処理を行なうことが望ましい。
【００１６】
また、本発明における欠陥には異物の混入という概念も含まれており、この場合に本発明は異物密集度検査装置ということができる。加えて、異物として細菌などの微生物や浮遊粒子状物質なども考えられるので、本発明は、微生物密集度検査装置や浮遊粒子状物質の密集度検査装置なども含む。
【００１７】
さらに、前記演算処理部はＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサを有するものであることに限定される必要はなく、デジタルまたはアナログの演算部を有するハードウェアによって構成されていても、プログラマブルロジックによって構成されていてもよい。すなわち、処理速度の更なる高速化を達成するために各部をハードウェアによって形成することが可能である。
【００１８】
前記演算処理部が、前記三角形の３つの辺のうち最大の辺の長さの２乗が残る２つの辺の長さの２乗の和よりも小さいときに、三角形の全ての角が鋭角であると判断し、三角形の３つの辺のうち最大の辺の長さの２乗が残る２つの辺の長さの２乗の和よりも大きいときに鈍角を有すると判断する機能を有する場合（請求項２）には、３点によって形成される三角形の形状を正確かつ迅速に判断できる。なお、この判断基準はピタゴラスの三平方の定理を応用したものである。
【００１９】
前記検査対象物が平面表示パネルであり、検出対象点が平面表示パネルの欠陥である場合（請求項３）には、平面表示パネルの点欠陥分布の規格に合わせた３点の欠陥を人手によらず演算処理によって検出でき、処理速度を可及的に高速化できるだけでなく、判断基準が確立できて正確であり、再現性が向上する。
【００２０】
なお、本発明の欠陥密集度検査装置における検出対象点は、例えば、液晶表示パネルなどの平面表示パネルにおける表示の最小単位であるサブピクセルである。また、以下の説明では検出対象点を一般的な色の三原色を発光させるための各サブピクセルとして説明するが、本発明はこの点に限定されるものではない。すなわち、本明細書におけるサブピクセルという表現にはモノクロ表示するための単色（例えば白色や緑色など）のピクセルや例えば、赤と緑などの２色表示を行なう各色のピクセルも含まれている。
【００２１】
本発明の欠陥密集度検査プログラムは、検査対象物に散在する各検出対象点の座標位置を示す点情報テーブルの中から３点をセットとして抽出するステップと、抽出した各セットについて、抽出した３点が一直線上に位置するか３点によって形成される三角形が鈍角を有する三角形であり、かつ、３点のうち最も離れた２点間の距離が密集判断の基準円の直径以下であるときに、この３点が基準円の中に密集していると判断するステップと、前記三角形の全ての角が鋭角であり、かつ、この三角形の外接円の直径が基準円の直径以下であるときに、前記３点が基準円の中に密集していると判断するステップとを有することを特徴としている（請求項４）。
【００２２】
前記欠陥密集度検査プログラムは、既存の欠陥密集度検査装置の演算処理部によって実行でき、３点が基準円の中に密集しているかどうかの判断をプログラムの書換えまたは追加によって容易に行うことができる。なお、本発明における欠陥には液晶表示パネルの場合は液晶部に混入した異物という概念も含まれており、この場合に本発明は異物密集度検査プログラムということができる。加えて、異物として細菌などの微生物や浮遊粒子状物質なども考えられるので、本発明は、微生物密集度検査プログラムや浮遊粒子状物質の密集度検査プログラムなども含む。
【００２３】
さらに、本発明の欠陥密集度検査プログラムは演算処理部のＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサによって順次実行されるプログラムであることに限定されるものではなく、プログラマブルロジックにプログラムされて形成されたハードウェアであってもよい。
【００２４】
前記点情報テーブルの中から各検出対象点のセットを抽出するステップにおいて、抽出した３点のうち、１点と残りの２点間における一方の座標の差が何れも基準円の直径以下であり、かつ、この３点における他方の座標の最大値から最小値を減算した値が基準円の直径以下であるときに、この３点を抽出する処理を実行させる場合（請求項５）には、基準円内に入る可能性がある３点だけを抽出できるので、基準円内に入る可能性のない３点について比較的複雑な演算処理を実行することがなく、それだけ演算処理を高速に行うことができる。
【００２５】
前記三角形が鈍角を有する三角形であるか、全ての角が鋭角であるかどうかを判断する手順として、三角形の３つの辺のうち最大の辺の長さの２乗に対する残る２つの辺の長さの２乗の和を比較し、これが小さいときに、三角形の全ての角が鋭角であると判断し、大きいときに鈍角のある三角形と判断する処理を実行する場合（請求項６）には、３点によって形成される三角形の形状を正確かつ迅速に判断できる。
【００２６】
なお、前記三角形の形状の判断基準はピタゴラスの三平方の定理を応用したものであり、具体的には前記三角形が直角三角形であるときに、最大の辺の長さの２乗と、残る２つの辺の長さの２乗の和が等しくなることに着目したアルゴリズムである。したがって、最大の辺の長さの２乗に対する残る２つの辺の長さの２乗の和を比較した結果が小さいときは全ての角が鋭角である三角形であり、大きいときは鈍角のある三角形であることを的確に判断できる。
【００２７】
前記基準円の中に密集していると判断した３点のセット数を用いて、密集度の評価をランク付けするステップを有する場合（請求項７）には、検査対象物の密集度を適正に評価できる。
【００２８】
前記検出対象点の数が設定数以上である場合に、定められた所定のランクであると判断して、３点の検出対象点が前記基準円の中に密集しているかどうかの判断を行わない場合（請求項８）には、検出対象点の数が所定の設定数以上である欠陥の多い検査対象物を密集度の評価を行うまでもなく欠陥過多であると判断でき、処理速度を向上できる。
【００２９】
前記検査対象物が平面表示パネルであり、検出対象点が平面表示パネルの欠陥である場合（請求項９）には、平面表示パネルの点欠陥分布の規格に合わせた３点の欠陥をプログラムによる演算処理によって検出でき、処理速度を可及的に高速化でき、判断基準が確立できて正確であり、再現性が向上する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の平面表示パネルの検査装置１の第１実施例を示す図である。図１において、２は検査対象物である平面表示パネルの一例としての液晶パネル、３は液晶パネル２をセットする載置台、４はこの載置台３の裏面側から液晶パネル２に均一な光を平面的に照射する光源、５は載置台３に対して液晶パネル２の表示面と平行する方向Ｙｄに摺動自在に形成された走査部、６はこの走査部５に設置されたセンサ（本例の場合は、ラインセンサまたはＴＤＩセンサ）、７は各部を制御する演算処理装置である。
【００３１】
液晶パネル２は一般的にその周囲に表示内容を示す電気信号を授受するためのコネクタ部２ａを有しており、前記載置台３は前記液晶パネル２のコネクタ部２ａに対して電気的に接触するためのコネクタ部３ａ（プローバ）を有している。
【００３２】
一方、走査部５は例えば複数のラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…を並べて固定することで、１直線上（１列）に並べられたラインセンサ６を保持するブラケット５ａと、このブラケット５ａを液晶パネル２から所定の距離だけ離して固定するための保持部材５ｂと、この保持部材５ｂを両矢印Ｙｄに示す走査方向に移動させることでラインセンサ６を液晶表示面２ｂに対して走査するためのモータ５ｃとを有している。
【００３３】
前記各ラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…はラインセンサ６を構成する複数の受光素子を有するセンサ本体６ａと、液晶表示面２ｂをラインセンサユニットの各受光素子に結像させるための光学系としての集光レンズ６ｂとを有しており、全てのラインセンサユニット６Ａ，６Ｂ，…がまとめて１列のラインセンサ６を形成する。
【００３４】
演算処理装置７は例えばパソコンであり、前記各部３〜６からなる検出部１Ａを適宜制御する制御プログラムＳと、液晶パネル２の検査プログラムＰとを実行する演算処理部７ａ、および、各プログラムＳ，Ｐの記憶部７ｂを有する。また、記憶部７ｂには検出部１Ａを用いて検査対象物２の二次元方向に分布する各検査対象点を検査することで表示欠陥として検出された各検出対象点の中から座標位置を記録してなる点情報テーブルＴを作成すると共に、検査プログラムＰの動作によって点情報テーブルＴの内容に基づいて、表示欠陥として検出された各点の欠陥密集度を検査する。なお、本例にはパソコン７の基本的な構成を示しており、その詳細な構成は種々に考えられる。
【００３５】
図２は本発明の平面表示パネル２を構成する各ピクセルの詳細を示す図である。図２において、Ｐ１，１ 〜ＰＸ，Ｙ は検出の最小単位を示してカラー表示するための３原色の各サブピクセル（検査対象点）、Ｂ１，１ 〜ＢＸ，Ｙ は前記各サブピクセルＰ１，１ 〜ＰＸ，Ｙ における輝度をラインセンサ６によって計測した値を示している。
【００３６】
前記演算処理部７ａは検査プログラムＰの欠陥検出プログラムＰａの動作によって前記検出部１Ａを駆動し、所定の表示を行った状態で各サブピクセルＰ１，１ 〜ＰＸ，Ｙ の輝度Ｂ１，１ 〜ＢＸ，Ｙ を測定することにより、輝度値そのものが異常なサブピクセル、周囲のサブピクセルに対して輝度に差が生じているサブピクセルを欠陥情報として記録する。また、全欠陥情報の中ら欠陥密集度検査の対象となっている欠陥情報を検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ として検出し、各点Ｐ１ 〜ＰＮ の座標を点情報テーブルＴに記録し、この点情報テーブルＴの内容に基づいて欠陥密集度の検査を行なう。
【００３７】
図３は前記検査プログラムＰの流れの一例を示す図であり、図３に示す符号Ｐｂは、欠陥検出プログラムＰａの動作によって検出された各検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ についてその密集度を検査する欠陥密集度検査プログラムである。また、図４は欠陥密集度検査プログラムＰｂにおける判断方法を説明する図である。なお、本例における欠陥密集度検査プログラムＰｂは本発明を理解しやすくするために、その概略的な流れを示す単なる一例であるから、その詳細な点は本発明を限定するものではないことはいうまでもない。
【００３８】
図３において、Ｓ１は前記点情報テーブルＴ内の同一座標の輝点・滅点を輝点１つに纏めるステップである。すなわち、前記欠陥検出プログラムＰａによって検出された欠陥情報を記録してなる点情報テーブルＴには、輝度値そのものが異常なもの、周囲のサブピクセルに対して輝度に差が生じているものなど、種々の欠陥がそれぞれ欠陥として記録されているが、以下に例示する欠陥密集度検査プログラムＰｂにおいては座標情報が重要であり、欠陥の種類を考慮することは行っていない。
【００３９】
しかしながら、欠陥検出プログラムＰａが欠陥の種類を点情報テーブルＴ内に記録している場合には、欠陥の種類（輝点，滅点，周囲輝度との差が有る点，異物の混入点等）ごとの欠陥密集度、欠陥の種類によらない欠陥密集度、欠陥の種類の組み合わせによる欠陥密集度など、種々の欠陥密集度を分けて検査できるようにすることが考えられる。
【００４０】
これによって、例えば、より目立つ欠陥としての輝点のみの密集度を検査したり、滅点のみの密集度や、種類によらない欠陥の密集度などを、密集度判断の基準円の大きさや欠陥セット数を変えてそれぞれ検査することなど、目視では決して行えない、より綿密な検査を行うことができる。
【００４１】
Ｓ２は前記点情報テーブルＴ内の検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ の数Ｎを別途設定できる数と比較するステップである。そしてこのステップＳ２において、検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ の数Ｎが別途設定できる設定数以上であるときにステップＳ３にジャンプし、前記設定数に満たないときにステップＳ４に処理を進める。
【００４２】
Ｓ３は前記検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ の数Ｎが多いときに液晶表示パネル２のランクをランクＲｄ（すなわちエラーランク）とするステップである。また、このステップＳ３によるランク付けが終了すると欠陥密集度検査の処理を終了する。
【００４３】
一方、Ｓ４は点情報テーブルＴ内で密集度の検査対象となる３点のセットを抽出するステップである。点情報テーブルＴにＮ個の検出対象点Ｐ１ 〜ＰＮ が記録されている場合は、 ＮＣ３ 通りの組み合わせが考えられる。以下、ここで検出対象点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ のセットが抽出されたものとして説明する。また、各検出対象点Ｐ１ 〜Ｐ３ の座標は座標（Ｘ１ ，Ｙ１ ）〜（Ｘ３ ，Ｙ３ ）［ｍｍ］として説明する。
【００４４】
Ｓ５はステップＳ４によって抽出された３点について、そのうちの１点（例えば点Ｐ１ ）と残りの２点（例えば点Ｐ２ ，Ｐ３ ）間におけるＸ座標の差を密集判断の基準円８（図４に図示）の直径Ｄ［ｍｍ］と比較するステップである。すなわち、以下の式（１），式（２）に示す不等式が共に成り立つことを確認する。
（Ｘ２ −Ｘ１ ）≦Ｄ … 式（１）
（Ｘ３ −Ｘ１ ）≦Ｄ … 式（２）
【００４５】
もし、この段階で前記式（１），式（２）に示す不等式の何れか一方または両方が成り立たない場合は、後述するステップＳ６〜Ｓ１２の処理を飛ばして、ステップＳ１３にジャンプする。すなわち、３点のＸ座標の差が既に直径Ｄを越えているときには、この３点のセットが基準円８内に入ることがなく、以下のステップＳ６〜Ｓ１２の処理を行うまでもなく、この３点は密集していないと判断でき、処理速度を高速に行うことができる。また、大多数の３点セットはこのステップＳ５の処理によって判断できる。
【００４６】
また、本例ではまず一方の座標として、Ｘ座標の差を用いて大雑把に基準円８内に入るかどうかを判断しているが、まず、もう一方の座標としてＹ座標の差を用いて大雑把に基準円８内に入るかどうかを判断してもよい。
【００４７】
Ｓ６は前記３点におけるＹ座標の最大値Ｙｍａｘ から最小値Ｙｍｉｎ を減算した値（本例の場合はＹ３ −Ｙ１ ［ｍｍ］）を基準円８の直径Ｄと比較するステップである。すなわち、本例の場合、以下の式（３）に示す不等式が共に成り立つかどうかを確認する。
Ｙｍａｘ −Ｙｍｉｎ ≦Ｄ … 式（３）
【００４８】
前記式（３）が成り立つ場合には、処理を次のステップＳ７に進め、成り立たない場合には、後述するステップＳ７〜Ｓ１２の処理を飛ばして、ステップＳ１３にジャンプする。すなわち、前記式（３）が成り立たない場合には、３点のＹ軸方向の幅が既に基準円８の直径を越えているので、この３点のセットが基準円８内に入ることがなく、以下のステップＳ６〜Ｓ１２の処理を行うまでもなく、この３点は密集していないと判断でき、処理速度を高速に行うことができる。
【００４９】
Ｓ７は前記３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ の距離Ａ，Ｂ，Ｃ（すなわち図４に仮想線で示す三角形または直線の各辺の長さ）をそれぞれ計算によって求めると共に、最も長い辺をＡとする処理を行なうステップである。なお、前記距離Ａ〜Ｃは例えば以下の式（４）〜式（６）に示すピタゴラスの三平方の定理によって求めることができる。
Ａ＝√（（Ｘ２ −Ｘ１ ）２ ＋（Ｙ２ −Ｙ１ ）２ ） … 式（４）
Ｂ＝√（（Ｘ３ −Ｘ２ ）２ ＋（Ｙ３ −Ｙ２ ）２ ） … 式（５）
Ｃ＝√（（Ｘ１ −Ｘ３ ）２ ＋（Ｙ１ −Ｙ３ ）２ ） … 式（６）
但し、点Ｐ１ ，Ｐ２ 間が最も離れているとする。
【００５０】
Ｓ８は前記３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ が一直線上に位置する、または、３点によって形成される三角形が鈍角を有する三角形であるかどうかを判断するステップである。具体的には、これは、以下の式（７）に示す不等式が成り立つかどうかを判断するステップである。このステップＳ８において、式（７）に示す不等式が成り立つ場合には、続くステップＳ９の処理を実行し、成り立たない場合にはステップＳ１０を実行する。
Ａ２ ≧Ｂ２ ＋Ｃ２ … 式（７）
【００５１】
すなわち、図４（Ｃ）に示すように、仮に前記３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ が直角三角形であるとき、三平方の定理により式（７）の左辺と右辺は等しくなる。一方、仮に前記３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ が、図４（Ａ）に示すように一直線上に並ぶ場合や、図４（Ｂ）に示すように、角度α１３２ が鈍角になる場合に、前記式（７）の右辺は左辺よりも小さくなる。したがって、極めて簡単な計算を用いることで３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ によって形成される三角形の形状を判断できる。
【００５２】
なお、本例では前記式（７）の左辺と右辺が等しい場合も含めて不等式が成り立つ場合を判断しているので、３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ によって形成される三角形が直角三角形である場合も含めて次のステップＳ９に処理を進めるようにしている。これによって、続くステップＳ１０の演算処理を行わないことにより、処理速度を向上している。しかしながら、式（７）の左辺と右辺が等しい場合は後述するステップＳ１０，Ｓ１１による処理を行っても、これが密集しているかどうかを正しく判断できる。
【００５３】
Ｓ９は前記三角形の最大辺の長さＡと密集判断の基準円８の直径Ｄを比較するステップである。すなわち、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）から理解できるように、配置された３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ は少なくとも、その最大辺の長さＡ［ｍｍ］が基準円８の直径Ｄ［ｍｍ］と同じであるか、直径Ｄよりも短いときに３点とも基準円８内に入ると判断できることが分かる。つまり、以下の式（８）の不等式が成り立つときには、３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ は密集していないと判断でき、ステップＳ１３にジャンプできる。一方、式（８）の不等式が成り立たない場合には密集していると判断でき、ステップＳ１２にジャンプする。
Ａ＞Ｄ … 式（８）
【００５４】
Ｓ１０は３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ によって形成される三角形の外接円の直径２Ｒ［ｍｍ］を算出するステップである。すなわち、以下の式（９）の演算を行なう。
２Ｒ＝√｛（４×Ａ２×Ｂ２×Ｃ２）／［（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×（−Ａ＋Ｂ＋Ｃ）×（Ａ−Ｂ＋Ｃ） ×（Ａ＋Ｂ−Ｃ）］｝… 式（９）
【００５５】
Ｓ１１はステップＳ１０において求めた直径２Ｒ［ｍｍ］を基準円８の直径Ｄ［ｍｍ］と比較するステップである。すなわち、図４（Ｄ）に示すように、３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ によって形成される三角形の全ての角が鋭角β１２３ ，β２１３ ，β１３２ であるときには、その外接円の直径２Ｒを基準円８の直径Ｄと比較することで、これが密集しているかどうかを判断できる。
【００５６】
つまり、以下の式（１０）の不等式が成り立つときには、３点Ｐ１ ，Ｐ２ ，Ｐ３ は密集していないと判断でき、ステップＳ１３にジャンプできる。一方、式（１０）の不等式が成り立たない場合には密集していると判断でき次のステップＳ１２の処理を行なう。
２Ｒ＞Ｄ … 式（１０）
【００５７】
Ｓ１２は密集した３点のセットを記録するステップであり、例えば、その位置や密集していると判断された欠陥点セットの数（密集したセット数）の計数を行なう。
【００５８】
Ｓ１３は次の検査対象となる３点のセットを準備するステップである。これは、前記点情報テーブルＴの中から総当たりの３点抽出を行なうための処理であり、この処理は ＮＣ３ 回繰り返される。
【００５９】
Ｓ１４は点情報テーブルＴの中から総当たりの３点抽出が終了したかどうかを判断するステップである。すなわち、ステップＳ１３によって新たな３点の抽出を行うための組み合わせを定めることができなかったかどうかを判断するステップである。そして、総当たりの３点抽出が終了していないときには、前記ステップＳ４に戻って、前記ステップＳ４〜Ｓ１４の繰り返し処理を行なう。一方、点情報テーブルＴ内の全ての組み合わせが終了したときには次のステップＳ１５の処理を行なう。
【００６０】
Ｓ１５は密集した３点であると判断したセット数を用いて液晶表示パネル２ ランク付け評価を行なうステップである。例えば、密集した３点がなかった場合には、ランクＲａ、１つの密集した３点を見いだした場合にはランクＲｂ、２つの密集した３点を見いだした場合にはランクＲｃ、それ以上はランクＲｄ（すなわち、エラーランク）とする。
【００６１】
本例のように、液晶表示パネル２のランクを付けを行なうことにより、液晶表示パネル２の仕上がり状態を容易に判別できるので、以後の仕分けを容易におこなうことができる。なお、このランク付けの基準は任意に設定可能とすることが望ましいことはいうまでもない。
【００６２】
また、本発明によれば、従来は難しいとされていた、３点の欠陥が所定の直径Ｄの基準円８内に密集するかどうかの判断を演算処理によって行なうことができるので、作業者の目視による判断を行う必要がなく、それだけ処理が早くなって生産性の向上を達成できる。加えて、人為的なミスの発生や再現性の不良がなく、検査対象物が所定の基準を満たすものであるかどうかを明確に判断できる。
【００６３】
なお、上述の説明では、本発明の欠陥密集度検査装置および欠陥密集度検査プログラムの好適な実施例として、液晶表示パネルの検査装置に応用した例を示しているが、本発明はこの点に限定されるものではない。すなわち、プラズマディスプレイなどの平面表示パネルの欠陥密集度検査装置に応用することも可能である。
【００６４】
また、欠陥として何らかの異物の密集度を検査するものであれば、あらゆる分野に応用でき、例えば、浮遊粒子状物質をフィルタに捕らえたときの各粒子の密集度や、培養した細菌の密集度など、種々の分野においてそのまま応用することができる。
【００６５】
加えて、前記欠陥密集度検査プログラムＰｂは、ソフトウェアとして記録媒体に記録した状態で供給することにより、従来の欠陥検査装置において、本発明の欠陥密集度検査を行うことができる。しかしながら、欠陥密集度検査プログラムはプログラマブルロジックなどに書き込まれて、結果的に集積回路を形成するものであってもよい。
【００６６】
さらには、本発明の欠陥密集度検査装置は、上述したソフトウェアによる処理に準じた演算処理を行なって、欠陥密集度の検査を行なうハードウェアを有するものであってもよい。
【００６７】
なお、上述の各例ではセンサ６をラインセンサとした例を示しているが、本発明はこの点を限定するものではなく、二次元方向に複数の受光素子を配列してなる平面状のセンサ（ＣＣＤ二次元イメージセンサなど）を用いてもよい。この場合、センサ６を上述したように走査させる必要がない。
【００６８】
【発明の効果】
本発明では、従来から困難とされてきた検査対象物に散在する３点の検出対象点の密集度を演算処理部による計算によって判断することができ、検査対象物に散在する欠陥の状態をより迅速かつ的確に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の欠陥密集度検査装置の全体的な構成を示す図である。
【図２】平面表示パネルの構成を説明する図である。
【図３】本発明の欠陥密集度検査プログラムの動きを理解するための一例を示す図である。
【図４】本発明の欠陥密集度検査方法を説明する図である。
【図５】従来の欠陥密集度検査を行なう方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…液晶パネルの異物検査装置、１Ａ…検出部、２…検査対象物（平面表示パネル）、７ａ…演算処理部、８…基準円、Ａ…最大辺の長さ、Ｂ，Ｃ…残る２つの辺の長さ、Ｄ…基準円の直径、２Ｒ…外接円の直径、Ｐ１ ，Ｐ２ ，…検出対象点（欠陥）、Ｐｂ…欠陥密集度検査プログラム、Ｔ…点情報テーブル、（Ｘ１ ，Ｙ１ ），（Ｘ２ ，Ｙ２ ），…座標位置、α１３２ …鈍角、β１２３ ，β２１３ ，β１３２ …鋭角。
Claims (9)
- 検査対象物に散在する各検出対象点の座標位置を検出する検出部と、検出した座標位置を用いて各検出対象点の点情報テーブルを作成して各検出対象点の密集度を判断する演算処理部とを有し、
この演算処理部が、
前記点情報テーブルの中から３点の検出対象点のセットを抽出し、
抽出した各セットについて、
抽出した３点が一直線上に位置するか３点によって形成される三角形が鈍角を有する三角形であり、かつ、最も離れた２点間の距離が密集判断の基準円の直径以下であるときにこの３点が基準円の中に密集していると判断する一方、
前記三角形の全ての角が鋭角であり、かつ、この三角形の外接円の直径が前記基準円の直径以下であるときに、前記３点が基準円の中に密集していると判断する機能を有することを特徴とする欠陥密集度検査装置。 - 前記演算処理部が、前記三角形の３つの辺のうち最大の辺の長さの２乗が残る２つの辺の長さの２乗の和よりも小さいときに、三角形の全ての角が鋭角であると判断し、
三角形の３つの辺のうち最大の辺の長さの２乗が残る２つの辺の長さの２乗の和よりも大きいときに鈍角を有すると判断する機能を有する請求項１に記載の欠陥密集度検査装置。 - 前記検査対象物が平面表示パネルであり、検出対象点が平面表示パネルの欠陥である請求項１または２に記載の欠陥密集度検査装置。
- 検査対象物に散在する各検出対象点の座標位置を示す点情報テーブルの中から３点をセットとして抽出するステップと、
抽出した各セットについて、
抽出した３点が一直線上に位置するか３点によって形成される三角形が鈍角を有する三角形であり、かつ、３点のうち最も離れた２点間の距離が密集判断の基準円の直径以下であるときに、この３点が基準円の中に密集していると判断するステップと、
前記三角形の全ての角が鋭角であり、かつ、この三角形の外接円の直径が基準円の直径以下であるときに、前記３点が基準円の中に密集していると判断するステップとを有することを特徴とする欠陥密集度検査プログラム。 - 前記点情報テーブルの中から各検出対象点のセットを抽出するステップにおいて、抽出した３点のうち、１点と残りの２点間におけるＸ座標Ｙ座標のうち一方の座標ＸまたはＹの差が何れも基準円の直径以下であり、かつ、
この３点における他方の座標の最大値から最小値を減算した値が基準円の直径以下であるときに、この３点を抽出する処理を実行させる請求項４に記載の欠陥密集度検査プログラム。 - 前記三角形が鈍角を有する三角形であるか、全ての角が鋭角であるかどうかを判断する手順として、
三角形の３つの辺のうち最大の辺の長さの２乗に対する残る２つの辺の長さの２乗の和を比較し、
これが小さいときに、三角形の全ての角が鋭角であると判断し、
大きいときに鈍角のある三角形と判断する処理を実行する請求項４または５に記載の欠陥密集度検査プログラム。 - 前記基準円の中に密集していると判断した３点のセット数を用いて、密集度の評価をランク付けするステップを有する請求項４〜６の何れかに記載の欠陥密集度検査プログラム。
- 前記検出対象点の数が設定数以上である場合に、定められた所定のランクであると判断して、３点の検出対象点が前記基準円の中に密集しているかどうかの判断を行わない請求項７に記載の欠陥密集度検査プログラム。
- 前記検査対象物が平面表示パネルであり、検出対象点が平面表示パネルの欠陥である請求項４〜８の何れかに記載の欠陥密集度検査プログラム。
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| JP2008196951A (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-28 | Micronics Japan Co Ltd | 欠陥検査方法及び欠陥検査装置 |
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2003
- 2003-04-18 JP JP2003114947A patent/JP4264287B2/ja not_active Expired - Fee Related
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