JP2012189685A - フラットパネルディスプレイ組立装置に用いられる光量調整ガイダンス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明装置の光量調整に不慣れな者でも、自動または手動により光量調整を行う対話型調整ガイダンス機能により、光量調整作業を適正に行えるようにする。
【解決手段】 フラットパネルディスイプレイに設けられたアライメントマークを含む所定領域を照明装置で照明しつつ、カメラで撮像する。この際に、撮像された所定領域の画像データからパタン輝度を算出し、予め設定した規定値と比較して照明強度を調整する信号を出力する。そして、この出力信号により、照明装置の照明光量を調整するとともに、算出されたパタン輝度を画面上に表示するようにする。また、照明光量の光量調整を行う手段として自動または手動のいずれかを選択できるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、フラットパネルディスプレイに設けられたアライメントマークを照明する照明装置の照明光量の調整が適正に行われるようにガイダンスを行う、フラットパネルディスプレイ組立装置に用いられる光量調整ガイダンス装置に関する。

フラットパネルディスプレイ（例えば液晶パネルや有機ＥＬディスプレイパネル等）の製造時には、フラットパネルディスプレイに、位置合せの基準となるアライメントマークが設けられている。図６は、こうしたアライメントマークの一例を示す図である。フラットパネルディスプレイ３の枠体の表側の面の左右の下端付近に、十字状のアライメントマーク３１が設けられている。

フラットパネルディスプレイの製造工程では、図１に示すように、こうしたアライメントマーク３１が設けられたフラットパネルディスプレイ３をカメラ２で撮像し、画像処理装置により、撮像された画像データと、予め登録した辞書画像（アライメントマークを含んだ領域の画像）と相関度の高い領域をサーチすることにより、アライメントマーク３１の位置を求めるようにしている。そして、求めたアライメントマーク３１の位置を基準として、フラットパネルディスプレイ３を載置したステージを移動させることにより、フラットパネルディスプレイ３の位置合せを行っている。

実際に、照明装置の光量を調整する場合には、作業者がモニタに表示された映像を見ながら、照明装置の照明光量の調整を手動で行うようにしていた。

「画像処理」尾崎弘著 共立出版株式会社 １９８３年１１月１日初版第１８０−１８１頁

しかし、こうした照明光量調整作業を、位置合せの際に行われる画像処理に必要な画像状態の適正条件に不慣れな者が行った場合には、照明装置の照明光量を明るくしすぎたり、または光量が不十分となってしまうことが起こりうる。このため、この照明光量の調整作業によって、アライメントマークの誤認識が生じたり、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）有無検査装置の虚報が多発したりする原因となることがある。

本発明は、上述の点に鑑み、照明装置の光量調整に不慣れな者でも、光量調整作業を適正に行うことができる光量調整ガイダンス装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光量調整ガイダンス装置は、フラットパネルディスイプレイに設けられたアライメントマークを照明する照明装置と、
アライメントマークを含む所定領域を撮影するカメラと、
撮像された所定領域の画像データからパタン輝度を算出し、予め設定した規定値と比較して照明強度を調整する信号を出力する画像処理装置と、
画像処理装置からの出力信号により、照明装置の照明光量を調整する照明光量調整装置と、
算出された前記パタン輝度を画面上に表示するモニタと、
照明光量調整装置の光量調整を、自動または手動で行う選択が可能な操作部と、を備える。

本発明によれば、自動または手動の光量調整が可能な対話型調整ガイダンス機能により、照明装置の光量調整に不慣れな者でも、光量調整作業を適正に行うことができる。

本発明の一実施の形態に係る光量調整ガイダンス装置の構成例を示す模式図である。 本発明の一実施の形態に係る光量調整ガイダンス装置における画像処理装置の構成を示したブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る光量調整ガイダンスのモニタの画面の表示レイアウトを示す図である。 本発明の一実施の形態に係る光量調整ガイダンスの画像処理装置で算出されるヒストグラムの表示例である。 本発明の一実施の形態に係る画像処理装置の自動光量調整処理の手順を示すフローチャートである。 フラットパネルディスプレイに設けられたアライメントマークの一例を示す図である。 画像処理装置で算出されるヒストグラムの表示例である。

以下、本発明を実施するための形態を、図を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る光量調整ガイダンス装置の構成を示す模式図である。この光量調整ガイダンス装置１は、フラットパネルディスプレイ組立装置に用いられる。

フラットパネルディスプレイによる組立工程は、通常下記１）〜７）の工程を含んでいる。
１）フラットパネルディスプレイ３の端部におけるＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープ（電子部品の例）貼り付け部分を清掃する端子クリーニング工程、
２）清掃後のフラットパネルディスプレイ端部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ:Anisotropic Conductive Film）を貼り付けるＡＣＦ貼り付け工程、
３）フラットパネルディスプレイ３におけるＡＣＦを貼り付けた位置にＴＡＢテープやＩＣ（電子部品の例）を位置決めして搭載する部品搭載工程（仮圧着）、
４）搭載したＴＡＢテープやＩＣを加熱圧着することで、ＡＣＦによりＴＡＢテープやＩＣ(Integrated Circuit)等の電子部品を固定する本圧着工程、
５）電子部品のずれ検査や粒子、圧痕の検査を行う検査工程、
６）ＴＡＢテープにおけるフラットパネルディスプレイと接続された側と反対側の端部に、予めＡＣＦを貼り付けたＰＣＢ（Printed Circuit Board）を貼り付け搭載・加熱圧着するＰＣＢ搭載工程、
７）周辺基板のずれやＡＣＦの有無などの検査を行う検査工程。

なお、図６に示すように、上記の工程に流されるフラットパネルディスプレイ３には、例えば、工程毎に位置決めを行うため、その枠体の左右の端部にはそれぞれアライメントマーク３１が付されている。

以下、図１に基づいて、本発明の一実施の形態に係る光量調整ガイダンス装置についてその概要を説明する。
上述した工程１）〜７）では、図示しないコンピュータ装置により、カメラ２を用いて、フラットパネルディスプレイ３を撮像して得られた画像データからアライメントマーク３１のサーチを行う。そして、アライメントマーク３１が所定の位置に合うように搬送用のステージ９を動かすことで、位置合わせを行うようにしている。

このとき、照明装置４により、アライメントマーク３１を含むフラットパネルディスプレイ３の所定領域を適切な光量で照射する必要がある。光量調整ガイダンス装置１は、照明装置４の照明光量が適切な光量に調整されるようにガイダンスを行うものである。

図１に示すように、本実施の形態の光量調整ガイダンス装置１は、搬送用のステージ９上のフラットパネルディスプレイ３を撮像するカメラ２と、画像処理装置５と、モニタ６と、制御装置であるＰＬＣ（Programmable Logic Controller）７と、照明光量調整装置８と、照明装置４とから構成される。本実施の形態では、図１には、タッチパネルモニタ６５内にモニタ６がオーバレイされるようになっているが、これに限定されるものではなく、モニタ６とタッチパネルモニタ６５を別々に設けるようにしても良い。

照明装置４は、フラットパネルディスプレイ３のアライメントマークが設けられた所定領域を照射する。照明装置４は、特に限定されず、例えば、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる光源としても良い。さらに、ＬＥＤと組み合わせて、入射された光を拡散するための拡散板、入射された光の一部を反射するハーフミラー等の光学系により構成することもできる。

本実施の形態では、カメラ２は、フラットパネルディスプレイ３に設けられたアライメントマークを含む所定領域に対して、実質的に垂直方向から撮像する。カメラ２は、フラットパネルディスプレイ３の反射光を透過するレンズ２２と、このレンズ２２を透過した反射光に基づいて、画像処理装置５に画像データを送出する撮像部２１を備える。撮像部２１は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラのような撮像素子である。

画像処理装置５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）及びバスからなるコンピュータシステムから構成することができる。この画像処理装置５の詳細な構成は、図２に示されている。

図２に示すように、画像処理装置５は、カメラ２の撮像部２１から送出された画像データについてアライメントマークをサーチするマークサーチ部５１と、サーチされたアライメントマークからヒストグラムを計算するヒストグラム計算部５２とを備える。また、ヒストグラム計算部５２で計算されたヒストグラムからパタン輝度を算出するパタン輝度算出部５３と、このパタン輝度算出部５３で算出されたパタン輝度と、パタン輝度規定値設定部５４で予め設定されたパタン輝度規定値とを比較し、照明光量を調整するように制御を行う制御部５５と、を備える。
なお、パタン輝度規定値設定部５４には、許容されるパターン輝度の範囲が予め規定値として設定されて記憶されている。

マークサーチ部５１は、送出された所定領域の画像データをディジタル画像に変換し画像処理を行う。具体的には、画像データからアライメントマークを正規化相関サーチなどによりサーチする。

一例として、カメラ２によってアライメントマークを撮像した画像データを、明るさを０〜２５５の範囲で捉えた８ビットの階調に変換する。次に、マークサーチ部５１は、アライメントマークを撮像した画像データに対して、辞書画像を１画素ずつずらしながら相関値を算出する。そして、最大の相関値が得られる位置にアライメントマークが存在するとみなし、そのときの一致度を求めることで、アライメントマークの形状を抽出するようにしている。

なお、サーチ処理を高速化する場合には、画像データを圧縮してマークサーチを行う。具体的には、所定領域の画像データと、予め登録されている辞書画像とを、間引き処理によって圧縮し、それらの圧縮画像データ同士のパターンマッチングを行う。まず、おおまかなサーチによって複数の検出点を求める。 次に、求めた複数の検出点を候補点として、正規化相関サーチにより、圧縮前の辞書画像を圧縮前の所定領域内の画像データの候補点の近傍で探し、相関係数が予め設定した閾値を超える候補点を、最終的な検出点とする。このような２段階の処理を行うことにより、最初から非圧縮の画像データ同士でサーチ処理を行う場合よりも、サーチ処理を高速化することができる。

そして、マークサーチ部５１は、アライメントマークに関する画像データをサーチして、そのサーチ結果をヒストグラム計算部５２に出力する。ヒストグラム計算部５２は、所定領域の画像データについて、図４に示すように、横軸に濃淡レベル（例えば、モニタの各画素を８ビット値で示した２５６階調のレベル）、縦軸に各濃淡レベルに対応する画素数を表したヒストグラムを計算して、パタン輝度算出部５３に出力する。

パタン輝度算出部５３は、ヒストグラム計算部５２で計算したヒストグラムから最大パタン輝度ｄ２を算出する（図４参照）。通常、所定領域内の画像データにはアライメントマークが含まれている。このため、図４に示すように、アライメントマークの濃淡レベルが背景部分の濃淡レベルよりも高くなっている。このとき、背景部分の山とアライメントマークの山との境界の谷が閾値ｄ１となる。閾値ｄ１は、例えば、判別分析法によって決定する。そして、アライメントマークの最大頻度となる点ｄ２の画素数をパタン輝度と決定する（非特許文献１参照）。

また、パタン輝度規定値設定部５４では、パタン輝度の許容範囲である最大値及び最小値を予め設定しておく。なお、本実施の形態では、図３に示すように、パタン輝度の最大値である輝度Ｍａｘ設定値６３ａは２３０、パタン輝度の最小値である輝度Ｍｉｎ設定値６３ｂは１００として設定されている。

制御部５５では、パタン輝度算出部５３で算出されたパタン輝度が、パタン輝度規定値設定部５４で設定されたパタン輝度規定値と比較される。制御部５５は、算出されたパタン輝度がパタン輝度規定値の最小値である輝度Ｍｉｎ設定値６３ｂ（許容範囲の下限）未満であれば、照明強度を上げるディジタル信号をＰＬＣ７に送出する。一方、パタン輝度がパタン輝度規定値の最大値である輝度Ｍａｘ設定値６３ａ（許容範囲の上限）を超える場合には、照明強度を下げるディジタル信号がＰＬＣ７に送出する。これにより、照明光量調整装置８により、照明装置４の照明光量が調整される。

具体的には、制御部５５では、制御装置であるＰＬＣ７に例えばイーサネット回線を介してディジタル信号を送出する（イーサネットは登録商標）。ＰＬＣ７は、送出されたディジタル信号をＤ／Ａ変換してアナログ信号を照明光量調整装置８に送出し、この照明光量調整装置８の出力に基づいて、照明装置４の光量を調整する。また、制御部５５は、後述する現在のパタン輝度の最大値６３ｃ及び最小値６３ｄと、ステータス６３ｅをモニタ６に表示するようにディジタル信号を送出する。これらの信号は、図３に示すように、モニタ６の光量調整表示部６３に表示される。

この光量調整表示部６３は、光量調整するためのパタン輝度を表示する欄であり、パタン輝度規定値設定部５４の最大値を示す輝度ＭＡＸ設定値６３ａ、最小値を示す輝度ＭＩＮ設定値６３ｂの他、上述したように現在のパタン輝度の最大値を示す現在の輝度ＭＡＸ値６３ｃ、現在のパタン輝度の最小値を示す現在の輝度ＭＩＮ値６３ｄを表示する。なお、モニタ６の画面上には、光量調整表示部６３のほか、インジケータであるパタン輝度表示部６４と、画像データとして取り込まれたアライメントマーク３１が表示される。

ここで、パタン輝度算出部５３で算出される現在のパタン輝度が、パタン輝度規定値設定部５４の最大値６３ａと最小値６３ｂの範囲内であれば、図３の光量調整表示部６３において、ステータス６３ｅは「Normal」（ノーマル）とされる。 しかし、現在のパタン輝度が上述の規定値の許容範囲外となって、照明光量が最大値６３ａを超過した場合には、ステータス６３ｅには「Over」（オーバー）と表示される。また、照明光量不足の場合、つまり照明光量が最小値６３ｂ未満の場合には、ステータス６３ｅには「Dark」（ダーク）と表示される。なお、図３のモニタ６上に表示された光量調整表示部６３またはパタン輝度表示部６４の結果から照明強度の上げ下げを調整する場合にはタッチパネルモニタ６５上の照明強度調整スイッチ６６を操作する。なお、照明強度調整スイッチ６６は、同様の機能を実現できれば良く、ボリューム等を用いるようにしても良い。

図５は、対話型調光機能ガイダンスの自動光量調整の処理の手順を示すフローチャートである。
作業者が自動モードを選択し、図示しない操作部の自動光量調整ボタンが押すと（ステップＳ１）、サーチ対象となる所定領域の画像データを取込み、マークサーチ処理を行う（ステップＳ２）。このステップＳ２のマークサーチ処理は、画像処理装置５内のマークサーチ部５１において行われる。

ステップＳ２においてマークサーチ処理を終えると、マークサーチ検出に成功したか否かが判断される（ステップＳ３）。ステップＳ３でマークの検出にされなかった場合には、モニタ６にエラー表示を行うなどのエラー処理を行って、マークサーチ処理を終了する。一方、ステップＳ３でマークサーチ検出に成功した場合には、そのサーチ結果を記憶部に格納する。

また、ステップＳ３でマークサーチ検出に成功した場合には、続いて、所定領域であるテンプレート内のヒストグラムを計算する（ステップＳ４）。図４のヒストグラムに示されるように、所定領域内の画像は、一般にはアライメントマークと背景部分とに二極化している。この計算されたヒストグラムから、既に述べた判別分析法により、アライメントマーク及び背景の境界である閾値ｄ１を決定する（ステップＳ５）。

次に、図４に示す閾値ｄ１以上のヒストグラムの最大頻度ｄ２を算出し、これをパタン輝度とする（ステップＳ６）。そして、この算出したパタン輝度が規定値未満かどうか、つまり、パタン輝度既定値の最小値より小さいか否かを判断する（ステップＳ７）。ステップＳ７でパタン輝度が規定値未満であると判定された場合は、制御部５５から照明強度を上げる信号がＰＬＣ７に出力される（ステップＳ８）。そして、再びステップＳ２に戻り、マークのサーチが行われる。

ステップＳ７で、現在のパタン輝度が規定値未満ではないと判定された場合には、次にそのパタン輝度がパタン輝度既定値の最大値以上かどうかが判断される（ステップＳ９）。そして、このステップＳ９で、パタン輝度がパタン輝度既定値の最大値を超えると判定されると、照明強度を下げる信号が制御部５５からＰＬＣ７に出力され（ステップＳ１０）、再びステップＳ２に戻ってマークサーチがなされる。

ステップＳ９で、現在のパタン輝度が規定最大値以下であると判定された場合には、現在の光量の更新確認をした後（ステップＳ１１）、自動光量調整処理を終了する。
上述した自動モードでは、作業者が操作部の自動のボタンを押すと、光量調整ガイダンス装置１により、最適な光量となるように自動調整が行われ、作業者に確認を促しつつ自動的に光量が決定されるようにする。

また、他方、作業者が、図示しない操作部の手動モードを選択すると、作業者がモニタ６のパタン輝度の数値と判定結果であるステータス６３ｅをみながら、照明光量調整装置８を調整することができる。このように、この光量調整ガイダンス装置１によれば、作業者は、アライメントマークの画像が表示されるモニタ６にウィンドウ表示されるガイダンスに従って光量調整設定を行うことができる。このため、光量調整に必要な条件（最大パタン輝度及び最小パタン輝度など）を理解していない者でも、光量調整作業を適正に行うことができる。

また、本発明の実施形態に係る光量調整ガイダンス装置１は、アライメントマークだけでなく、ＡＣＦテープの有無検査にも応用することができる。

なお、本実施の形態の光量調整ガイダンス装置１では、マークサーチ処理を正規化相関により行っているが、これに限定されるものではない。

また、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

１…光量調整ガイダンス装置，２…カメラ，３…フラットパネルディスイプレイ、３１…アライメントマーク、４…照明装置，５…画像処理装置，６…モニタ，７…ＰＬＣ，８…照明光量調整装置，９…ステージ，２１…撮像部，２２…レンズ，５１…マークサーチ部，５２…ヒストグラム計算部，５３…パタン輝度算出部，５４…パタン輝度規定値設定部，５５…制御部、６３…光量調整表示部、６４…パタン輝度表示部、６５…タッチパネルモニタ、６６…照明強度調整スイッチ

Claims (3)

1. フラットパネルディスイプレイに設けられたアライメントマークを照明する照明装置と、
   前記アライメントマークを含む所定領域を撮像するカメラと、
   撮像された前記所定領域の画像データからパタン輝度を算出し、予め設定した規定値と比較して照明強度を調整する信号を出力する画像処理装置と、
   前記画像処理装置からの出力信号により、前記照明装置の照明光量を調整する照明光量調整装置と、
   算出された前記パタン輝度を画面上に表示するモニタと、
   前記照明光量調整装置の光量調整を自動または手動で行う選択が可能な操作部と、を備え、
   前記画像処理装置は、
   前記カメラにより撮像された所定領域の前記画像データと予め登録された辞書画像に基づいて相関値を求めてマークをサーチするマークサーチ部と、
   前記マークサーチ部によりマークが検出された前記画像データからヒストグラムを計算するヒストグラム計算部と、
   前記ヒストグラムから判別分析法により前記アライメントマークの閾値を決定し、前記閾値以上の前記ヒストグラムから前記アライメントマークの最大頻度となる点をパタン輝度として算出するパタン輝度算出部と、
   前記パタン輝度の許容最大値及び許容最小値を上限及び下限とする規定値の範囲を予め設定する規定値設定部と、
   算出された前記パタン輝度が前記許容最小値未満であれば照明強度を上げる信号を出力し、算出された前記パタン輝度が前記許容最大値を超える場合には照明強度を下げる信号を出力する制御部と、を有することを特徴とするフラットパネルディスプレイ組立装置に用いられる光量調整ガイダンス装置。
2. 前記操作部は、照明強度の上げ下げを行う照明強度調整手段を備える、請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ組立装置に用いられる光量調整ガイダンス装置。
3. 前記照明強度調整手段は、照明強度調整スイッチである、請求項２記載のフラットパネルディスプレイ組立装置に用いられる光量調整ガイダンス装置。
   

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