JP2004340666A - 平面表示パネルの検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】平面表示パネルを、人間の目の特性に合わせた周囲輝度との違いといった僅かな欠陥についても適切に検知することができると共に、極めて高速に処理することができる平面表示パネルの検査装置を提供する。
【解決手段】複数の受光素子を有する光学センサ６と、この光学センサ６を走査させる走査駆動部５と、検査対象のサブピクセルの輝度Ｂ_ｘ，ｙ をこのサブピクセルに対して走査方向に隣接する複数のサブピクセルにおける輝度Ｂ_{ｘ，ｙ−３} 〜Ｂ_{ｘ，ｙ＋３} の平均値（Ｓ_Ｘ ／Ｎ）と比較することで表示欠陥の有無を光学的に検出する機能を有する演算処理部７とを有する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面表示パネルの検査装置に関する。
【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）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】
従来より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ラインセンサと、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、ライン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、ラインセンサは走査方向と直行し、パネルに平行な方向に１列に並べられた複数の受光素子を有しており、このライン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４は検査対象となる一般的な液晶表示パネル２の構成を概略的に示す図である。図４において、Ｐ_１，１ 〜Ｐ_Ｎ，Ｍ はカラー表示のためのピクセルを示しており、各ピクセルＰ_１，１ 〜Ｐ_Ｎ，Ｍ は例えばそれぞれ色の三原色（赤、緑、青）からなる３つのサブピクセルＲ_１，１ 〜Ｒ_Ｎ，Ｍ ，Ｇ_１，１ 〜Ｇ_Ｎ，Ｍ ，Ｂ_１，１ 〜Ｂ_Ｎ，Ｍ を有する。
【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いる。このため、平面表示パネルの検査装置には明らかな輝点や滅点などの表示欠陥のみならず、同じ明るさで表示したときにおける周囲の輝度との違いによる表示欠陥も検出することが求められるようになってきている。
【０００６】
つまり、人間の目では、周りの明るさに対する検査対象のピクセルの明るさを比較することで、周りとの差が大きいほどこれを欠陥として判断することがあり、平面表示パネルの検査装置にはこのような表示欠陥をも検出することが求められるようになっている。そこで、検査対象となるピクセルに対して、その周囲の所定の領域内に位置する各ピクセルの輝度を平均し、これを検査対象のピクセルの輝度と比較することが行われている。
【０００７】
図５は前記各ピクセルＰ_１，１ 〜Ｐ_Ｎ，Ｍ の欠陥検査を行なう従来の方法を説明する図である。今、ピクセルＰ_ｎ，ｍ を検査する場合には、この周囲１ピクセルの領域Ａ_１ 内に位置する各ピクセルＰ_{ｎ−１，ｍ−１} 〜Ｐ_{ｎ＋１，ｎ＋１} の輝度の平均値を求め、この領域Ａ_１ 内の輝度の平均値とピクセルＰ_ｎ，ｍ の輝度とを比較し、この差が所定した基準内に収まっていないものを表示欠陥として検出することが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法で欠陥検査を行なう場合には、平均値の演算を行なう領域をたとえ周囲１ピクセルの領域Ａ_１ 内に限定したとしても、少なくとも８ピクセル（平均演算から検査対象のピクセルＰ_ｎ，ｍ を除いた場合）の輝度の平均を求める必要が生じ、一つ一つのピクセルＰ_ｎ，ｍ の欠陥検査に多くの演算処理を必要とするという問題があった。
【０００９】
また、前記平均演算を行なうピクセルの数は、平均演算のための領域を２ピクセル分の領域Ａ_２ とした場合には少なくとも２４ピクセル、平均演算のための領域を３ピクセル分の領域とした場合には少なくとも４８ピクセル、というように平均演算の対象となる領域が広くなればなるほど演算処理が飛躍的に多くなり、それだけ長い処理時間を必要としていた。
【００１０】
さらに、近年平面表示パネル２のピクセルＰ_１，１ 〜Ｐ_Ｎ，Ｍ の大きさが微細化しているため、所定の面積を有する領域Ａ_１ ，Ａ_２ …内に入るピクセルの数が多くなっている。また、各ピクセルＰ_１，１ 〜Ｐ_Ｎ，Ｍ が小さくなればなるほど一枚の平面表示パネル２内に位置する全てのピクセルＰ_１，１ 〜Ｐ_Ｎ，Ｍ を検査するためにさらに多くの時間が必要となり、全ての平均を求めるためには多大の時間を要する膨大な演算処理が必要となる。
【００１１】
加えて、前記輝度を検出するためのラインセンサを構成する各受光素子には個体差が生じるものであり、前記領域Ａ_１ ，Ａ_２ 内の各ピクセルの輝度は複数の受光素子によってそれぞれ検出されるものである。したがって、正確な検出を行うためにはラインセンサの各受光素子の個体差を補正する必要があり、これが前記平均値の演算をさらに複雑で時間のかかるものとする。また、ラインセンサの個体差による欠陥の誤検出につながる。
【００１２】
さらに、平面表示パネル２の表示回路が電気回路的に通常縦方向の一列ごとに異なる回路となっている場合に、横方向に隣接する各ピクセルの輝度に電気回路の電気的な特性によって差が生じることがあり、これによって表示欠陥によって生じている輝度の差が検出しにくくなるという問題があった。これに加えて、所定の面積を有する領域Ａ_１ ，Ａ_２ …内に入るピクセルの輝度の平均値を求めることで、表示欠陥によって生じている輝度の差が電気的な特性によって生じる輝度の差にうずもれて、検出困難となることがあった。
【００１３】
したがって、従来の検出方法では製造過程における製品の検査に多大の時間を必要とするので、生産性が低下するため好ましくないだけでなく、二次元方向に広がる所定の面積を有する領域Ａ_１ ，Ａ_２ …の輝度の平均を取ることで、周囲輝度との僅かな表示欠陥の検出が難しくなることもあった。
【００１４】
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、平面表示パネルを、人間の目の特性に合わせた周囲輝度との違いといった僅かな欠陥についても適切に検知することができると共に、極めて高速に処理することができる平面表示パネルの検査装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１発明の平面表示パネルの検査装置は、複数の受光素子を有する光学センサと、この光学センサを走査させる走査駆動部と、検査対象のサブピクセルの輝度をこのサブピクセルに対して走査方向に隣接する複数のサブピクセルにおける輝度の平均値と比較することで表示欠陥の有無を光学的に検出する機能を有する演算処理部とを有することを特徴としている。（請求項１）
【００１６】
すなわち、光学センサはこれを構成する各受光素子の受光特性に個体差が生じるものであるが、平均値の演算対象となるサブピクセルの全ては同じ受光素子によって検出される。したがって、本発明の平面表示パネルの検査装置は受光素子の個体差の補正演算を行わなくてもその影響を全く受けることがなく、極めて精度の高い比較を容易に行うことができる。
【００１７】
また、光学センサの走査方向を電気回路的に同じ回路の制御によって発光するサブピクセルが隣接する方向とすることで、電気的な特性の違いにより生じる輝度の差を無視できるので、サブピクセルの特性によって生じる輝度の差を正しく検出することが可能となる。つまり、平面表示パネルの中には奇数、偶数ラインの輝度が同一の電気回路によって制御されていることがあるが、各ラインは同じ受光素子によってその輝度が検出されてその平均値との比較が行われるので、輝度の平均値演算に電気的特性の違いによる誤差が入ることがない。
【００１８】
同様に、各受光素子が受光する光の色は光学センサの走査の始めから終わりまで同じ色であり、隣接する受光素子が受光する光（異なる色）の輝度と比較することがないので、特に分解能が悪く、各色のサブピクセルに割りつけられる受光素子の数に差が生じる場合であってもモアレ状の輝度変化による問題が生じることはない。さらに、複数台の光学センサを並べて使用する場合に、各光学センサのつなぎ位置に装置誤差が発生することは避けられないが、本発明によればこの装置誤差による影響を除外することができる。
【００１９】
前記光学センサを走査させる方向が同色のサブピクセルが隣接する方向である場合（請求項２）には、図４を用いて説明したように、平面表示パネルの各ピクセルＰ_１，１ 〜Ｐ_Ｎ，Ｍ は一般的に３つのサブピクセルＲ_１，１ 〜Ｒ_Ｎ，Ｍ ，Ｇ_１，１ 〜Ｇ_Ｎ，Ｍ ，Ｂ_１，１ 〜Ｂ_Ｎ，Ｍ からなるので、図示横方向に並ぶサブピクセル（例えばサブピクセルＲ_１，１ ，Ｒ_２，１ ）は離れているのに対し、図示縦方向（走査方向Ｙｄ）に並ぶサブピクセル（例えばサブピクセルＲ_１，１ ，Ｒ_１，２ ）は近接しているので、人間の目にはサブピクセル同士が離れた横方向における色の変化よりもサブピクセル同士が近接する縦方向における色の変化の方が目立つことになるが、この人間の目に目立つ輝度の差を効果的に検出できる。つまり、本発明のように縦方向（走査方向）に隣接するサブピクセルの輝度の違いを検査することは、正確な検査を高速に行えるだけでなく、原理的に人間の目の特性に合わせており、有効である。
【００２０】
また、一般的に、サブピクセルＧ_１，１ 〜Ｇ_Ｎ，Ｍ の輝度は同じように発光させても他のサブピクセルＲ_１，１ 〜Ｒ_Ｎ，Ｍ ，Ｂ_１，１ 〜Ｂ_Ｎ，Ｍ に比べて強くなり、サブピクセルＲ_１，１ 〜Ｒ_Ｎ，Ｍ とサブピクセルＢ_１，１ 〜Ｂ_Ｎ，Ｍ の輝度も異なっている。したがって、異色のサブピクセルが隣接して並ぶ方向に輝度の平均値を取るのではなく、同色のサブピクセルが隣接して並ぶ方向に輝度の平均値を取ることで人間の目に欠陥と判断されやすい僅かな表示欠陥も確実に検出することができる。
【００２１】
なお、本明細書におけるサブピクセルとは、表示の最小単位を示している。したがって、本明細書の詳細な説明ではサブピクセルを一般的な色の三原色を発光させるための表示素子として説明するが、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。
【００２２】
第２発明の平面表示パネルの検査装置は、複数の受光素子を有する光学センサと、この光学センサを同一の電気回路によって制御されて表示される複数のサブピクセルが並ぶ方向で、かつ、前記受光素子の配列方向に直角な方向に走査させる走査駆動部と、前記複数のサブピクセルのうち同じ色のサブピクセルだけを点灯または消灯させた状態で、検査対象のサブピクセルの輝度を走査方向に隣接する表示中のサブピクセルにおける輝度の平均値と比較することで表示欠陥の有無を光学的に検出する機能を有する演算処理部とを有することを特徴としている。（請求項３）
【００２３】
つまり、複数のサブピクセルの各輝度は、この輝度を制御する電気回路の電気的特性によって輝度差が生じるものであるが、光学センサを同じ電気回路によって制御される複数のサブピクセルが並ぶ方向に走査することで、平均値の演算に用いられる各サブピクセルの輝度を制御する電気回路が同じであるから、その電気的特性による輝度の差に影響されることなく、サブピクセルの特性差に基づく輝度の僅かな差を検出することも可能となる。
【００２４】
また、前記演算処理部は同じ色のサブピクセルだけを点灯または消灯させた状態で、光学センサを走査させて、その走査方向に隣接する表示中のサブピクセルにおける輝度の平均値と比較するものであるから、走査方向の直線上に異なる色のサブピクセルがある場合にも、同じ色のサブピクセルの輝度の大きさを適正に比較することができる。つまり、平面表示パネルに三原色（赤，緑，青）の何れか一つを点灯または消灯する場合には、走査駆動部は、光学センサを同色のサブピクセルが隣接する方向として、図４に示す図示横方向（Ｘｄ方向）に走査させることが可能である。
【００２５】
なお、前記表示（点灯または消灯）中のサブピクセルにおける輝度の平均値を求める場合には、各受光素子が表示中のサブピクセルからの光を受光するタイミングに合わせて各輝度値を求め、その平均値を求めることで、正確な輝度を求めることができる。また、より正確な測定を行なうためには検査対象と異なる色のサブピクセルは消灯させることが望ましいが、光学センサが表示中のサブピクセルからの光のみを選択的に受光できるのであれば検査対象と異なる色のサブピクセルの表示状態を特定する必要はない。
【００２６】
前記平均値に所定の値を加減算した値と検査対象のサブピクセルの輝度とを比較することで表示欠陥を検出する処理を行なう場合（請求項４）には、各サブピクセルの輝度の値の大小に係わらず周囲のサブピクセルに比べて所定値以上の差があるものを欠陥として検出できる。また、加減算は演算処理部にとって極めて高速に行える処理であるから、処理速度を高速に保つことができる。
【００２７】
前記平均値に所定の値を乗除算した値と検査対象のサブピクセルの輝度とを比較することで表示欠陥を検出する処理を行なう場合（請求項５）には、人間の目の特性に合わせて、検査対象であるサブピクセルの輝度の値と周囲のサブピクセルの平均値との比を用いて、この比が所定値以上であるものを欠陥として検出できる。また、乗算や除算は演算処理部にとって極めて高速に行える処理であるから、その処理速度を高速に保つことができる。
【００２８】
前記平均値に、所定の値を乗除算し、さらに所定の値を加減算した値と検査対象のサブピクセルの輝度とを比較することで表示欠陥を検出する処理を行なう場合（請求項６）には、検査対象であるサブピクセルの輝度の値と周囲のサブピクセルの平均値との比が所定値であるものと、サブピクセルの輝度の値の対象にかかわらず周囲のサブピクセルに比べて所定値以上の差があるものの両方を用いて欠陥を検出できる。また、乗除算や加減算は演算処理部にとって極めて高速に行える処理であるから、その処理速度を高速に保つことができる。
【００２９】
前記検査対象のサブピクセルの輝度を隣接するサブピクセルの輝度と比較する前に、まず所定の閾値と比較することで、明らかに欠陥であるサブピクセルを表示欠陥として検出する処理を行なう場合（請求項７）には、前記周囲のサブピクセルの輝度の平均値を求めるまでもなく欠陥であることが判断できるサブピクセルを欠陥として検出できるので、平均値を求める演算処理を省略でき、それだけ高速化を図ることができる。
【００３０】
また、上述の乗除算や加減算を用いた検査対象サブピクセルの輝度と周囲ピクセルの輝度平均値との比較によって、周囲ピクセルとの輝度の差がある点を検出可能であるが、これに加えて所定の閾値との比較を行なうことで、明らかに輝度値が高く、単独で輝点と判断できる点や、明らかに輝度値が低く、単独で滅点と判断できる点を検出可能である。なお、さらに別の光学センサでの結果や画像処理を含めて判断する白ゴミ、黒ゴミなどの異物混入点を検出する処理を行ってもよい。
【００３１】
前記光学センサがラインセンサである場合（請求項８）には、平面表示パネルをより詳細に検査することができる。なお、ラインセンサは受光素子を１直線上に配列したものに限られるものではなく、受光素子を複数の直線上に並べて配置したもの（ＴＤＩセンサ）であってもよい。このＴＤＩセンサを用いることで、特に液晶表示パネルの場合に生じる周期的な輝度の変化をキャンセルすることが可能となる。
【００３２】
【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は測定対象の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の表示面と平行し、かつ、平面表示パネル２の同色のサブピクセルが隣接する方向Ｙｄに摺動自在に形成された走査駆動部、６はこの走査駆動部５に設置されたラインセンサ（直線状に複数の受光素子を並べたラインセンサ）、７は各部を制御する演算処理装置である。
【００３３】
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。また、本例の液晶パネル２のＹｄ方向に隣接する各サブピクセルは液晶パネル２内の同じ電気回路によって制御されるものである。
【００３４】
一方、走査駆動部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。
【００３５】
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。
【００３６】
演算処理装置７は例えばパソコンであり、前記各部３〜６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と、各プログラムＳ，Ｐの記憶部７ｂとを有する。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。
【００３７】
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Ｐ_１，１ 〜Ｐ_Ｎ，Ｍ の詳細を示す図である。図２において、Ｂ_１，１ 〜Ｂ_Ｘ，Ｙ は各ピクセルＰ_１，１ 〜Ｐ_Ｎ，Ｍ を構成するサブピクセルＲ_１，１ 〜Ｒ_Ｎ，Ｍ ，Ｇ_１，１ 〜Ｇ_Ｎ，Ｍ ，Ｂ_１，１ 〜Ｂ_Ｎ，Ｍ （図４も参照）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。また、Ｓ_１，０ 〜Ｓ_Ｘ，Ｙ は隣接する同色のサブピクセルの輝度Ｂ_１，１ 〜Ｂ_Ｘ，Ｙ の累算値を示している。
【００３８】
すなわち、本例に示す平面表示パネル２は、サブピクセルＲ_１，１ 〜Ｒ_Ｎ，Ｍ ，Ｇ_１，１ 〜Ｇ_Ｎ，Ｍ ，Ｂ_１，１ 〜Ｂ_Ｎ，Ｍ は図示横方向にＸ個、図示縦方向にＹ個並べてなり、本発明の平面表示パネルの検査装置は、各サブピクセルＲ_１，１ 〜Ｒ_Ｎ，Ｍ ，Ｇ_１，１ 〜Ｇ_Ｎ，Ｍ ，Ｂ_１，１ 〜Ｂ_Ｎ，Ｍ を検査対象としている。
【００３９】
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る。なお、図３に示す検査プログラムＰの流れは本発明を理解しやすくするために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。
【００４０】
また、本例では一例として検査対象である一つのサブピクセルの輝度Ｂ_ｘ，ｙ に対して、走査方向に隣接する例えば７個のサブピクセルの輝度Ｂ_{ｘ，ｙ−３} 〜Ｂ_{ｘ，ｙ＋３} の平均値を算出し、これを検査対象のサブピクセルの輝度Ｂ_ｘ，ｙ と比較する処理を行なう例を示している。なお、本例において平均値を算出するサブピクセルの数は一例として７として説明するが、この値は任意に設定可能である。
【００４１】
図３において、Ｓ１は前記走査駆動部５による走査を開始する処理を実行するステップである。すなわち、検査対象である平面表示パネル２に対してプローバ３ａを介して適当な信号を出力し適当なパターンを表示させた状態で、バックライト４を点灯し、モータ５ｃを駆動することでラインセンサ６を矢印Ｙｄに示す方向に走査させる。
【００４２】
Ｓ２は初めに３ライン分の輝度データＢ_１，１ 〜Ｂ_Ｘ，３ を入力して記憶部７ｂに記憶するステップである。すなわち、本例の場合は検査対象であるサブピクセルに対して前後に隣接する７個のサブピクセルの平均値を求めるために、検査対象となっているサブピクセルよりも先に３ライン分の輝度データＢ_１，１ 〜Ｂ_Ｘ，３ を入力している。
【００４３】
Ｓ３は前記ステップＳ２によって入力した３ライン分の輝度データＢ_１，１ 〜Ｂ_Ｘ，３ をそれぞれ図２に示すように累算値Ｓ_１，０ 〜Ｓ_Ｘ，０ に積分するステップである。すなわち、以下の式（１）に示す累算を行なう。
Ｓ_ｘ，０ ＝ΣＢ_ｘ，ｙ ＝Ｂ_ｘ，１ ＋Ｂ_ｘ，２ ＋Ｂ_ｘ，３ …式（１）
但し、ｘ＝１〜Ｘ
【００４４】
Ｓ４は続くステップＳ５〜Ｓ１３の繰り返し処理を行なうための定数を定めるステップであり、ｙはＹｄ方向の走査に応じて１づつ加算され検査対象となっているサブピクセルのＹｄ方向の位置を示している。また、Ｎは累算値Ｓ_１，０ 〜Ｓ_Ｘ，０ に積算できたサブピクセルの数を示している（本例の場合３ライン分を先読みしているので初期値は３である）。
【００４５】
Ｓ５は１ライン分の輝度データＢ_{１，ｙ＋３} 〜Ｂ_{Ｘ，ｙ＋３} を入力して記憶するステップである。なお、ｙ＋３の値が走査方向の最大値Ｙよりも大きい場合には、このステップＳ５の処理は省略する。
【００４６】
Ｓ６は続くステップＳ７〜Ｓ１２の繰り返し処理を行なうための定数を定めるステップであり、ｘは検査対象となっているサブピクセルのＸｄ方向の位置を示している。本例では、累算値Ｓ_１，ｙ 〜Ｓ_Ｘ，ｙ は前列の累算値Ｓ_{１，ｙ−１} 〜Ｓ_{Ｘ，ｙ−１} を用いて求めることで演算を高速化している。つまり、次のステップＳ７を実行する前に、Ｓ_ｘ，ｙ ＝Ｓ_{ｘ，ｙ−１} とする。
【００４７】
Ｓ７はｙ＋３の値が走査方向の最大値Ｙ以下であるときに、前記累算値Ｓ_１，ｙ 〜Ｓ_Ｘ，ｙ に対して輝度データＢ_{１，ｙ＋３} 〜Ｂ_{Ｘ，ｙ＋３} を加算するステップである。また、累算値Ｓ_１，ｙ 〜Ｓ_Ｘ，ｙ に対する加算が行われたときに、前記値Ｎを一つ繰り上げる処理を行なう。
【００４８】
Ｓ８はｙ−３の値が走査方向の最小値１以上であるときに、前記累算値Ｓ_１，ｙ 〜Ｓ_Ｘ，ｙ から輝度データＢ_{１，ｙ＋３} 〜Ｂ_{Ｘ，ｙ＋３} を減算するステップである。また、累算値Ｓ_１，ｙ 〜Ｓ_Ｘ，ｙ からの減算が行われたときに、前記値Ｎを一つ繰り下げる処理を行なう。
【００４９】
Ｓ９は検査対象となっているサブピクセルの輝度Ｂ_Ｘ，ｙ の大きさを輝点または滅点の閾値と比較するステップである。なお、平面表示パネル２を点灯させている表示内容に合わせて期待される輝度からかけ離れているものをこのステップＳ９によって輝点または滅点として判別し、続くステップＳ１０の処理を飛ばして続くステップＳ１１に処理を移すことにより、サブピクセルを欠陥として検出する。
【００５０】
本例のように、検査対象のサブピクセルの輝度Ｂ_Ｘ，ｙ を隣接するサブピクセルの輝度と比較する前に、まず所定の閾値と比較することで、明らかに欠陥であるサブピクセルを直ちに表示欠陥として検出できるので、以下のステップＳ１０の処理を省略して高速化を達成できる。しかしながら、このステップＳ９の処理は省略することも可能である。
【００５１】
Ｓ１０は前記累算値Ｓ_ｘ，ｙ を用いて検査対象のサブピクセルの輝度Ｂ_Ｘ，ｙ をこのサブピクセルに対して走査方向に隣接する複数のサブピクセルにおける輝度Ｂ_{Ｘ，ｙ−３} 〜Ｂ_{Ｘ，ｙ＋３} の平均値と比較することで表示欠陥かどうかを判断するステップである。このとき、以下の式（２），式（３）に示す不等式が共に満たされているかどうかを判断する。そして、両方の不等式が共に満たされているときに、次のステップＳ１１の処理を飛ばしてステップＳ１２に処理を移す。
【００５２】

但し、Ａは１以上の値であり、前記平均値（Ｓ_ｘ，ｙ ／Ｎ）に対する輝度Ｂ_Ｘ，ｙ の比の上限（閾値）を示しており、Ｂは０以上の値であり、前記平均値（Ｓ_ｘ，ｙ ／Ｎ）に対する輝度Ｂ_Ｘ，ｙ の差の上限（閾値）を示している。
【００５３】
前記式（２），式（３）の計算は、ステップＳ５に示すラインセンサ６による輝度Ｂ_{１，ｙ＋３} 〜Ｂ_{Ｘ，ｙ＋３} に伴ってステップＳ７，Ｓ８によって加減算されることで７ライン分ずつ累算した累算値Ｓ_ｘ，ｙ を利用することで簡潔になっており、これによって更なる高速化を達成している。しかしながら、前記式（２），式（３）の計算は、事実上以下の式（４），式（５）の不等式の演算処理を行っていることになる。

但し、Ｎ＝７とする。また、Ｂ_{ｘ，ｙ−３} ，Ｂ_{ｘ，ｙ−２} ，Ｂ_{ｘ，ｙ−１} ，Ｂ_{ｘ，ｙ＋１} ，Ｂ_{ｘ，ｙ＋２} ，Ｂ_{ｘ，ｙ＋３} が平面表示パネル２の外側に位置する場合にはその項を削除してＮの数を調整する。
【００５４】
なお、上述の演算方法は演算処理を可及的に高速化するために加減算の回数を少なくしたアルゴリズムを示しているが、前記式（４），式（５）に示す演算処理を毎回行なうことで、前記ステップＳ１〜Ｓ１０に示した累算値Ｓ_ｘ，ｙ の演算に伴う処理を省略することも可能である。また、前記式（４），式（５）をそのまま用いた演算の方が、正確な比較を行うことができる。
【００５５】
また、前記平均値の演算には、合計７ピクセルの輝度の平均値を求める例を挙げているので、検査対象となっているピクセルの上下（走査方向の上および下）３ピクセルの輝度Ｂ_{ｘ，ｙ−３} 〜Ｂ_{ｘ，ｙ＋３} の和を求めており、上下３ピクセルが液晶パネル２の外側に位置するときには、前記７ピクセルのうち液晶パネル２内に入ったピクセルのみの平均値を求める例を示している。
【００５６】
しかしながら、検査対象となっているピクセルの上下に同じ数のピクセルを平均値の演算に用いることも可能である。この場合、ｙ＝１のときは、Ｓ_ｘ，１ ＝Ｂ_ｘ，１ となる。また、ｙ＝２のときは、Ｓ_ｘ，２ ＝（Ｂ_ｘ，１ ＋Ｂ_ｘ，２ ＋Ｂ_ｘ，３ ）／３となる。さらに、ｙ＝３のときは、Ｓ_ｘ，３ ＝（Ｂ_ｘ，１ ＋Ｂ_ｘ，２ ＋Ｂ_ｘ，３ ＋Ｂ_ｘ，４ ＋Ｂ_ｘ，５ ）／５となる。そして、この場合、最外周（すなわちｙ＝１およびＹ）の閾値を別に設定することも可能である。
【００５７】
また、前記平均値（Ｓ_ｘ，ｙ ／Ｎ）の中から検査対象となっているサブスペクトルの輝度Ｂ_ｘ，ｙ を除く場合には、前記式（２），式（３）における平均値（Ｓ_ｘ，ｙ ／Ｎ）の部分を、（Ｓ_ｘ，ｙ −Ｂ_ｘ，ｙ ）／（Ｎ−１）とすることで対応することができる。なお、平均値に検査対象となっているサブスペクトルの輝度Ｂ_ｘ，ｙ を含めるかどうかは選択可能とすること望ましい。
【００５８】
同様に、前記平均値から検査対象となっているサブスペクトルの輝度Ｂ_ｘ，ｙ を除く場合の計算は事実上次の式（６），式（７）の不等式の演算処理を行うことである。

但し、Ｎ＝６であり、Ｂ_{ｘ，ｙ−３} ，Ｂ_{ｘ，ｙ−２} ，Ｂ_{ｘ，ｙ−１} ，Ｂ_{ｘ，ｙ＋１} ，Ｂ_{ｘ，ｙ＋２} ，Ｂ_{ｘ，ｙ＋３} が平面表示パネル２の外側に位置する場合にはその項を削除してＮの数を調整する。
【００５９】
Ｓ１１は欠陥が検出されたサブピクセルを記録するステップである。これは例えば座標ｘ，ｙおよび輝度Ｂ_Ｘ，ｙ の値などを記録することによって行える。
【００６０】
Ｓ１２はｘの値を一つ繰り上げて、最大値Ｘを越えないかぎりステップＳ７にジャンプすることにより、ステップＳ７〜Ｓ１２のループ処理を実行するためのステップである。
【００６１】
Ｓ１３はｙの値を一つ繰り上げて、最大値Ｙを越えないかぎりステップＳ７にジャンプすることにより、ステップＳ５〜Ｓ１３のループ処理を実行するためのステップである。
【００６２】
以上、詳述したように極めて簡単な演算による高速処理を実行することで、検査対象のサブピクセルの輝度Ｂ_ｘ，ｙ をこのサブピクセルに対して走査方向に隣接する複数のサブピクセルにおける輝度Ｂ_{Ｘ，ｙ−３} 〜Ｂ_{Ｘ，ｙ＋３} の平均値（Ｓ_ｘ，ｙ ／Ｎ）と比較できる。
【００６３】
加えて、本例の場合は、Ｙｄ方向（走査方向）に並ぶ前記サブピクセルの輝度を制御する電気回路が同じであるから、平均値（Ｓ_ｘ，ｙ ／Ｎ）の算出に用いられる各輝度Ｂ_{Ｘ，ｙ−３} 〜Ｂ_{Ｘ，ｙ＋３} は液晶パネル２内の同じ電気回路によって制御されるものであり、この回路の電気的特性による輝度の差に影響されることなく、サブピクセルの特性の差に基づく輝度の僅かな差を的確に検出できる。また、走査方向に同色のサブピクセルが隣接するので、色の違いによる輝度の検出値の差に影響されることもなくなると共に、人間の目に目立つような欠陥を適正かつ確実に検出できる。
【００６４】
なお、液晶パネル２を９０°回転させた状態で載置台３に載せて検査を行うことも可能である。この場合、同色のサブピクセルだけを点灯または消灯させた状態で検査を行うことで光学センサを走査させるＸｄ方向を同色のサブピクセルが隣接する方向とすることができる。特に、液晶パネル２の図示Ｘｄ方向に並ぶ各サブピクセルの輝度を制御する電気回路が同じである場合に有効である。また、本例の場合、前記表示中のサブピクセルにおける輝度の平均値を求めるときに、各受光素子が表示中のサブピクセルからの光を受光するタイミングに合わせて各輝度値を求め、その平均値を求めることで、正確な輝度を求めることができる。
【００６５】
また、走査駆動部５がラインセンサ６を走査させて、走査方向に並ぶサブピクセルの輝度の平均値を求めているので、この平均値（Ｓ_ｘ，ｙ ／Ｎ）を求めるために検出した各輝度Ｂ_{Ｘ，ｙ−３} 〜Ｂ_{Ｘ，ｙ＋３} は同じ検出素子によって検出される。したがって、この平均値（Ｓ_ｘ，ｙ ／Ｎ）はラインセンサ６を構成する各検出素子の個体差による影響を全く受けることがない。すなわち、前記良否判断を極めて高精度に行うことができる。加えて、ラインセンサ６は受光素子が２次元方向に並べられたイメージセンサに比べて各サブピクセルの詳細部分における輝度をより高精度に検査することができる。
【００６６】
例えば、入力される輝度の信号数が１００の光学センサを考えると、光学センサが２次元イメージセンサの場合には縦方向（Ｙｄ方向）に１０、横方向（Ｘｄ方向）に１０の微小領域における輝度を一時に検出するが、ラインセンサ（ＴＤＩセンサも含む）は１００の測定対象となる微小領域における輝度を横方向（Ｘｄ方向）に並べて検出することができるので、同じ１００の信号を入力するときに１０倍の精度を得ることができる。
【００６７】
前記精度の差は取り込む信号数が多くなればなるほど顕著になり、例えば横方向に１００個の受光素子を装備させる場合は、ラインセンサでは１００個の受光素子を配置するだけですむが、２次元イメージセンサでは縦にも１００個の受光素子が必要であるから合計１００００個の受光素子が必要となり、それだけ製造コストが引き上げられることとなる。ゆえに、本発明における検出精度を高めるためには光学センサとして、２次元イメージセンサを用いるよりもラインセンサ（ＴＤＩセンサ）を用いるほうが望ましい。
【００６８】
さらに、上述の例では検査対象となっているサブピクセルの輝度をＹｄ方向一列に並ぶ周囲のサブピクセルの輝度と比較する例を説明しているが、一つのサブピクセルの輝度そのものを所定の閾値と比較することで、明らかに明るい点や明らかに暗い点も合わせて欠陥として検出してもよい。また、欠陥の種類（すなわち、Ｙｄ方向の周囲ピクセルとの輝度の差がある点（平均値演算によって見つかる欠陥点）、輝点（明らかに輝度値が高く、単独で欠陥点と判断できる点）、滅点（明らかに輝度値が低く、単独で欠陥点と判断できる点）や別カメラなどその他の光学的手段による検出結果や画像処理を用いて判断する白ゴミや黒ゴミ等のの異物混入点など）を区別して検出してもよい。
【００６９】
なお、上述の例においては、ラインセンサ６として例えば直線上に９６個の受光素子を並べたものを用いた例を示しており、これによって液晶表示部の周期的な点滅に影響されることのない検査を行うことが可能となるが、ラインセンサ６は複数の線上に受光素子を並べたものであってもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明では、極めて高速でありながら人間の目の特性に合わせた平面表示パネルの微細な欠陥を的確に検出できる。また、電気的に同一回路になっているサブピクセルの輝度を比較するので、誤差の少ない正確な検査として原理的にも優れている。さらに、各受光素子の個体差による装置誤差を除外することができる。加えて、平面表示パネルの各ピクセルに割り付けられる受光素子の数が異なる場合にもモアレ状の輝度変化の影響を無くすことができ、複数台の光学センサを用いる場合のつなぎ位置の装置誤差も除外することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の平面表示パネルの検査装置の全体的な構成を示す図である。
【図２】一般的な平面表示パネルの構成を説明する図である。
【図３】本発明の平面表示パネルの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】一般的な平面表示パネルの構成を説明する図である。
【図５】従来の平面表示パネルの検査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、２…平面表示パネル、５…走査駆動部、６…光学センサ、６ａ…受光素子を有するセンサ本体、７…演算処理部、Ａ，Ｂ…所定の値、Ｂ_ｘ，ｙ …検査対象のサブピクセルの輝度、Ｂ_{Ｘ，ｙ−３} 〜Ｂ_{Ｘ，ｙ＋３} …隣接する複数のサブピクセルにおける輝度、Ｙｄ…走査方向（同色のサブピクセルが隣接する方向）、（Ｓ_ｘ ／Ｎ）…輝度の平均値、Ｐ…平面表示パネルの検査プログラム。

Claims (8)

1. 複数の受光素子を有する光学センサと、
   この光学センサを走査させる走査駆動部と、
   検査対象のサブピクセルの輝度をこのサブピクセルに対して走査方向に隣接する複数のサブピクセルにおける輝度の平均値と比較することで表示欠陥の有無を光学的に検出する機能を有する演算処理部とを有することを特徴とする平面表示パネルの検査装置。
2. 前記光学センサを走査させる方向が同色のサブピクセルが隣接する方向である請求項１に記載の平面表示パネルの検査装置。
3. 複数の受光素子を有する光学センサと、
   この光学センサを同一の電気回路によって制御されて表示される複数のサブピクセルが並ぶ方向で、かつ、前記受光素子の配列方向に直角な方向に走査させる走査駆動部と、
   前記複数のサブピクセルのうち同じ色のサブピクセルだけを点灯または消灯させた状態で、検査対象のサブピクセルの輝度を走査方向に隣接する表示中のサブピクセルにおける輝度の平均値と比較することで表示欠陥の有無を光学的に検出する機能を有する演算処理部とを有することを特徴とする平面表示パネルの検査装置。
4. 前記平均値に所定の値を加減算した値と検査対象のサブピクセルの輝度とを比較することで表示欠陥を検出する処理を行なう請求項１〜３の何れかに記載の平面表示パネルの検査装置。
5. 前記平均値に所定の値を乗除算した値と検査対象のサブピクセルの輝度とを比較することで表示欠陥を検出する処理を行なう請求項１〜３の何れかに記載の平面表示パネルの検査装置。
6. 前記平均値に、所定の値を乗除算し、さらに所定の値を加減算した値と検査対象のサブピクセルの輝度とを比較することで表示欠陥を検出する処理を行なう請求項１〜３の何れかに記載の平面表示パネルの検査装置。
7. 前記検査対象のサブピクセルの輝度を隣接するサブピクセルの輝度と比較する前に、まず所定の閾値と比較することで、明らかに欠陥であるサブピクセルを表示欠陥として検出する処理を行なう請求項１〜６の何れかに記載の平面表示パネルの検査装置。
8. 前記光学センサがラインセンサである請求項１〜７の何れかに記載の平面表示パネルの検査装置。

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