JP2018096904A - 検査装置および検査方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】エッジライト型の面光源装置において発生する輝度の不均一に関する不具合を客観的かつ自動的に検査するための技術を提供する。【解決手段】検査装置は、面光源装置の発光面を撮影した画像である発光面画像を取得する画像取得部と、発光面画像内の不具合が現れ得る位置に検査範囲を設定し、検査範囲から下限閾値よりも明るい領域である明領域を検出し、明領域の大きさと明領域の輝度の両方を評価する評価値を計算し、評価値に基づいて不具合の有無を判定する検査部と、検査部により得られた情報を出力する出力部と、を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、エッジライト型の面光源装置の不具合を検査するための技術に関する。
液晶表示装置のバックライトとして、エッジライト型（Edge-lit）の面光源装置が用いられている。エッジライト型とは、面光源装置の発光面の端縁（エッジ）に沿ってＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源を配置し、光源から出射された光を板状のライトガイド（導光板と呼ばれる）により発光面に導く構成である。エッジライト型の面光源装置は、小型化・薄型化が比較的容易であることから、例えばスマートフォンのような小型の電子機器において広く採用されている。
エッジライト型の面光源装置では、導光板の金型や成形の不良、アセンブル時のズレなどの様々な原因により、輝度の不均一に関する不具合が発生することがある。そのような不具合の一つに、光源が配置された部分を除く端部に基準の輝度よりも極端に明るい部分が現れる、というものがある（本明細書ではこの不具合を「ブライトエッジ（Bright edge）」と呼ぶ）。
現状、この種の不具合の検査は、ヒト（検査員）の目視による官能検査に依存しているのが実情である。それゆえ、検査に要する手間及びコスト、属人性の高さなどの課題があり、検査の自動化と客観化（定量化）が求められている。
なお、面光源装置の検査ではないが、特許文献１には、液晶パネルの輝度ムラ（同文献では「シミ欠陥」と称している）を画像処理によって自動で検査する方法が提案されている。しかしながら、本発明者が同文献の方法をブライトエッジの検査に応用できないか試行したが、ヒトの官能検査に近い結果を得ることはできなかった。
特開２００７−１７２３９７号公報
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、エッジライト型の面光源装置において発生する輝度の不均一に関する不具合を客観的かつ自動的に検査するための技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では、ブライトエッジの発生度合いを定量化するための新規の評価値（評価指標）を導入する。そして、本発明は、面光源装置の発光面を撮影した画像から評価値を自動的に計算し、この評価値に基づいてブライトエッジの検査を自動で行うアルゴリズムを提案する。
具体的には、本発明の第一態様は、面光源装置の発光面内の輝度の不均一に関する不具合を検査する検査装置であって、前記面光源装置は、前記発光面の一辺に沿って配置された光源と、前記光源から出射された光を前記発光面に導く導光板と、を有するエッジライト型の面光源装置であり、前記不具合は、前記発光面のうち前記光源が配置された部分を除く端部に、基準輝度よりも明るい部分が現れる不具合であり、
前記検査装置は、前記発光面を撮影した画像である発光面画像を取得する画像取得部と、前記発光面画像内の前記不具合が現れ得る位置に検査範囲を設定し、前記検査範囲から下限閾値よりも明るい領域である明領域を検出し、前記明領域の大きさと前記明領域の輝度の両方を評価する評価値を計算し、前記評価値に基づいて前記不具合の有無を判定する検査部と、前記検査部により得られた情報を出力する出力部と、を有する検査装置を提供する。
この構成によれば、面光源装置の発光面を撮影した画像を基に、ブライトエッジの発生度合いを表す評価値を計算し、かつ、この評価値に基づいてブライトエッジの有無を判定することができる。したがって、ブライトエッジを客観的かつ自動的に検査することが可能となる。しかも、本発明は、明領域の大きさと明領域の輝度の両方を評価する評価値を用いるので、従来の官能検査（ヒトの目視検査）に近い結果を得ることができる。
前記検査部は、前記明領域内に上限閾値よりも明るい部分が含まれる場合に、前記評価値の計算において、前記上限閾値よりも明るい部分の輝度を実際よりも小さく評価してもよい。例えば、前記検査部は、前記明領域内に上限閾値よりも明るい部分が含まれる場合に、前記評価値の計算において、前記上限閾値よりも明るい部分の輝度を前記上限閾値と同じ輝度とみなしてもよい。
ブライトエッジでは局所的に極端に明るいスポットが現れる場合がある。このような場合に、そのスポットの輝度をそのまま評価値に反映すると、評価値が過大になってしまい、ヒトの官能検査の結果と乖離する可能性がある。そこで、本発明のように上限閾値を設定し、上限閾値よりも明るい部分の輝度が評価値に与える影響を小さくすることで、極端に明るいスポットが存在する場合でも妥当な（ヒトの官能検査に近い）評価値を得ることができる。
前記発光面画像が第１方向に平行な辺と第２方向に平行な辺を有する矩形の画像であり、前記不具合が第２方向に平行な辺に沿って現れる場合に、前記検査部は、前記検査範囲内における第１方向の輝度値の変化を示す１次元の輝度プロファイルを生成し、前記輝度プロファイルにおいて輝度値が前記下限閾値を超える第１方向の範囲を前記明領域として検出し、前記明領域内の前記輝度プロファイルと、前記明領域の第１方向の範囲を示す２つの直線と、基準輝度を示す直線と、前記上限閾値を示す直線と、で囲まれる閉領域の面積を、前記評価値として計算してもよい。
ここで、「明領域の第１方向の範囲」が明領域の大きさに相当し、「基準輝度を示す直線」と「輝度プロファイル」の間の幅、及び、「基準輝度を示す直線」と「上限閾値を示す直線」の間の幅が明領域の輝度（基準輝度との輝度差）に相当する。したがって、閉領域の面積は、明領域の大きさと明領域の輝度の両方を評価する評価値の一つに該当する。このような閉領域の面積を評価値として用いることにより、簡易な計算で妥当な評価値を得ることができる。
前記基準輝度は、前記検査範囲の前記輝度プロファイルの内で最も小さい輝度値であってもよい。ヒトは局所的な領域内での相対的な輝度の変動を輝度ムラとして感知しやすい。したがって、検査範囲内の最小輝度に基づき基準輝度を設定することで、局所的な（つまり検査範囲内での）輝度ムラの妥当な評価が可能となる。
前記下限閾値及び前記上限閾値は、前記基準輝度に基づいて設定するとよい。例えば、前記下限閾値を前記基準輝度の約１．０２５倍の値に設定し、前記上限閾値を前記基準輝度の約１．１５倍の値に設定すると、ヒトの官能検査に非常に近い評価値を得ることができる。
前記検査範囲の第２方向の幅は、前記発光面画像の第２方向の幅よりも小さいとよい。発光面画像の第２方向の幅の一部分にのみ、ブライトエッジが現れる場合があるからである。
前記出力部は、前記評価値と、前記不具合の有無の判定結果とを出力してもよい。判定結果の出力により、ブライトエッジの有無や面光源装置の良／不良を即座に判断することができる。また、評価値も出力されるので、判定結果の根拠が確認でき、判定結果の納得性・客観性が向上する。
前記出力部は、前記発光面画像又は前記発光面画像を加工した画像の上に、前記不具合が現れている位置を示す情報を重畳した画像を、出力してもよい。このような重畳画像を出力することにより、ブライトエッジが現れている問題箇所を直観的かつ簡易に把握することができ、現物の確認作業にも有用である。
前記出力部は、前記検査範囲の輝度プロファイルを出力してもよい。輝度プロファイルを出力することにより、明領域の大きさや基準輝度に対する輝度差などを把握することができる。
なお、本発明は、上記構成ないし機能の少なくとも一部を有する検査装置又はブライトエッジ定量化装置として捉えることができる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む、検査方法、検査装置の制御方法、ブライトエッジ定量化方法や、これらの方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、又は、そのようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。上記構成及び処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
本発明によれば、エッジライト型の面光源装置において発生する輝度の不均一に関する不具合を自動的かつ客観的に検査することができる。
図１は面光源装置の基本的な構成を例示する斜視図である。 図２Ａ及び図２Ｂはブライトエッジの一例を示す図である。 図３は検査装置のハードウェア構成を示す図である。 図４は検査装置のブライトエッジ検査処理に関わる機能を示すブロック図である。 図５は検査装置におけるブライトエッジ検査処理のフローチャートである。 図６Ａは入力画像の一例を示す図であり、図６Ｂは入力画像から抽出された発光面画像の一例を示す図である。 図７Ａは検査範囲内の画像の一例を示す図であり、図７Ｂは１次元の輝度データの一例を示す図である。 図８Ａは正規化後の輝度データ（輝度プロファイル）の一例を示す図であり、図８Ｂはブライトエッジ評価値を説明する図である。 図９は検査結果の出力画面の一例を示す図である。
本発明は、エッジライト型の面光源装置においてブライトエッジと呼ばれる不具合が発生しているか否かを客観的（定量的）な評価値により評価し、ブライトエッジの有無を自動で検査するための検査技術に関する。この検査技術は、例えば、面光源装置の製造ライ
ンにおける最終工程でのインライン検査や、面光源装置を組み込んだ製品を製造するメーカにおける部品（面光源装置）の受入検査などに好ましく適用できる。なお、以下の実施形態では、液晶表示装置のバックライトとして用いられる面光源装置の例を述べるが、本発明の検査技術は、照明装置やデジタルサイネージなど、他の用途に用いられる面光源装置の検査にも応用することができる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための好ましい形態の一例を説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている装置の構成や動作は一例であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
（面光源装置）
図１は、面光源装置１の基本的な構成を例示する斜視図である。面光源装置１は、導光板（ライトガイド）１０、複数の光源１１、フレキシブルプリント基板（以下、「ＦＰＣ」とも表記する）１２、フレーム１３、及び固定部材１４を備える。また、面光源装置１は、導光板１０の下面側に配置される反射シート１５を備える。さらに、面光源装置１は、導光板１０の上面側に順に積層される拡散シート１６、プリズムシート１７ａ、１７ｂ、及び遮光シート１８を備える。
導光板１０は、概略板状で、ポリカーボネート樹脂やポリメチルメタクリレート樹脂等の透光性の素材で成形される。導光板１０の上側の面は、光が出射する発光面（光出射面とも称す）となっている。導光板１０は、光源１１から導光板１０内へ導入された光を、全反射を利用して発光面に導き、発光面の全体が略均一に光るようにしたものである。
光源１１は、例えば白色光を出射するＬＥＤ光源である。ただし、白色以外のＬＥＤ光源やＬＥＤ光源以外の光源が用いられてもよいし、複数色（例えばＲＧＢ）の光源が用いられてもよい。光源１１はＦＰＣ１２に実装されており、ＦＰＣ１２からの給電を受けて駆動される。本実施形態では、導光板１０の発光面の一の短辺（「第１の辺」と呼ぶ）に沿って８個の光源１１が等間隔に一列に配置されている。
フレーム１３は、開口を有し、四辺からなる枠状の部材である。フレーム１３は、酸化チタンを含有したポリカーボネート樹脂等により成形される。フレーム１３には、導光板１０がはめ込まれ、フレーム１３の内周面が導光板１０の外周面を形成する側面を囲う。フレーム１３は、高い反射率を有しており、導光板１０内の光が導光板１０の外周面から漏れないように光を反射する。フレーム１３の一辺には、光源１１を収容する収容部が設けられ、収容部には、光源１１からの光を反射する反射壁が設けられる。
固定部材１４は、ＦＰＣ１２の下面等に配置され、ＦＰＣ１２とフレーム１３と導光板１０を固定する。固定部材１４は、例えば、上下面が粘着面となった両面粘着テープであるが、両面粘着テープに限られるものではない。反射シート１５は、反射率の高い白色樹脂シートや金属箔などからなる平滑なシートであり、導光板１０内の光が導光板１０の下側面から漏れないように光を反射する。拡散シート１６は、半透明な樹脂フィルムであり、導光板１０の発光面から発せられた光を拡散させて光の指向特性を広げる。プリズムシート１７ａ及び１７ｂは、上面に三角プリズム状の微細なパターンが形成された透明な樹脂フィルムあり、拡散シート１６によって拡散された光を集光し、面光源装置１を上面側から見た場合の輝度を上昇させる。遮光シート１８は、上下両面が粘着面となった黒色の粘着シートである。遮光シート１８は額縁状となっており、光が漏れ出ることを抑制する。
（ブライトエッジ）
図１に例示したエッジライト型の面光源装置では、導光板１０の金型や成形の不良、各
種部材のアセンブル時のズレ、各種シート１５〜１８の貼り合せ時のズレなどの様々な原因により、輝度の不均一に関する不具合が発生することがある。そのような不具合の一つに、光源１１が配置された部分を除く端部に基準輝度よりも極端に明るい部分が現れる「ブライトエッジ」と呼ばれる不具合がある。ブライトエッジは、光源１１から導光板１０に入射した光が、発光面側に抜けきらず、導光板１０の端部まで到達してしまうことが原因で発生するものであり、発生頻度が最も高い不具合の一つである。図２Ａのように、光源１１が配置された辺（第１の辺）２１に対向する辺２２に沿ってブライトエッジ２０が現れるケースや、図２Ｂのように、光源１１が配置された辺２１に直交する辺２３，２４に沿ってブライトエッジ２０が現れるケースもある。なお、導光板が矩形以外の形状（例えば、円形、楕円形、多角形、非対称形状など）を有する場合もあるが、どのような形状の導光板であっても、光源が配置された部分（つまり、光源からの光が入射する部分）を除く端部においてブライトエッジが発生するおそれがある。
本発明者は、ブライトエッジの定量化アルゴリズムの構築と検査の自動化を実現するにあたり、従来の官能検査の手順及び検査結果を分析し、次のような知見を得るに至った。
（１）検査員は、周りに比べて有意に明るい領域（「明領域」と呼ぶ）に注目する。周りに比べてわずかに明るい程度であれば、輝度の不均一は目立たないため問題としない。
（２）検査員は、明領域の面積が広いほど、輝度の不均一が目立つと判断する。
（３）検査員は、明領域とその周りとの輝度差が大きいほど、輝度の不均一が目立つと判断する。ただし、輝度差があるレベルを超えると、検査員が感じる輝度の不均一度合いはほとんど変わらない。
以上の知見に基づき、本発明者は、明領域の大きさと明領域の輝度の両方を評価する評価値（「ブライトエッジ評価値」と呼ぶ）を設計し、この評価値によりブライトエッジの発生度合いを定量化した。明領域の大きさと明領域の輝度の両方を評価する評価値とは、例えば、評価値が明領域の大きさと明領域の輝度の両方に依存すること、あるいは、評価値が明領域の大きさと明領域の輝度のそれぞれと正の相関をもつことを意味する。このような評価値を導入したことにより、ブライトエッジの発生度合いを定量的かつ客観的に捉えることができるようになり、従来官能検査に頼っていたブライトエッジ検査を自動化できるようになる。以下、本実施形態のブライトエッジ評価値とそれを用いた検査処理の一具体例を詳しく説明する。
（検査装置）
図３を用いて、本発明の実施形態に係る検査装置３の構成を説明する。図３は検査装置３のハードウェア構成を示す図である。この検査装置３は、面光源装置１におけるブライトエッジの発生度合いを定量的に評価し、欠陥として排除すべきブライトエッジの有無を自動で判定する装置である。
図３に示すように、検査装置３は、概略、情報処理装置（コンピュータ）３０と、撮像装置３１と、ステージ３２と、定電流電源３３とを有している。情報処理装置３０は、ハードウェアプロセッサであるＣＰＵ（中央演算処理装置）、主記憶であるメモリ、非一時的にプログラムやデータを記憶する記憶装置（ハードディスク、フラッシュメモリなど）、入力装置（マウス、キーボード、タッチパネルなど）、表示装置、撮像装置３１とのインタフェース、ネットワークインタフェースなどを有する、汎用又は専用のコンピュータにより構成される。
撮像装置３１は、ステージ３２上に載置された面光源装置１を撮影し、デジタル画像を出力する装置である。撮像装置３１としては、例えば、光学系、撮像素子、情報処理装置３０とのインタフェースなどを有するデジタルカメラを用いることができる。面光源装置
１の輝度計測が目的のため、面光源装置１が単色光源であればモノクロのカメラでも構わないし、面光源装置１が複数色の光源であればカラーのカメラであることが好ましい。ステージ３２は、検査対象となる面光源装置１を載置する台である。定電流電源３３は、面光源装置１に電力を供給する装置である。図示しないが、撮像装置３１及びステージ３２は、クリーンベンチ内に設けられていてもよい。
面光源装置１の型番が異なると、発光面の大きさ（縦横の寸法）や発光輝度が異なる可能性がある。したがって、検査対象の発光面の大きさに応じて、ステージ３２と撮像装置３１の間の距離、又は、撮像装置３１のズームを調整することで、撮像装置３１で得られる画像の１画素と発光面上の実寸との対応関係のキャリブレーションを行うことも好ましい。また、検査対象の発光輝度に応じて、撮像装置３１の露光時間を調整することで、撮像装置３１で得られる画像の平均輝度のキャリブレーションを行うことも好ましい。これらのキャリブレーションは、情報処理装置３０が自動で実行してもよいし、作業者が手作業で行ってもよい。
図４は、検査装置３のブライトエッジ検査処理に関わる機能を示すブロック図である。検査装置３は、画像取得部４０と、検査部４１と、出力部４２と、記憶部４３とを有する。画像取得部４０は、検査対象となる面光源装置１を撮影した画像データを撮像装置３１から取得する機能である。検査部４１は、画像取得部４０により取得された画像データを解析することにより、ブライトエッジの有無を検査する機能である。出力部４２は、画像データや検査結果などの情報を表示装置に出力する機能である。記憶部４３は、検査処理に用いる閾値などの設定データを記憶している機能である。これらの機能の詳細は後述する。
図４に示す機能は、基本的に、情報処理装置３０のＣＰＵが必要なプログラムを記憶装置からロードし、実行することにより実現されるものである。ただし、これらの機能の一部又は全部を、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの回路で代替しても構わない。また、クラウドコンピューティングや分散コンピューティングの技術を利用することで、これらの機能の一部又は全部を他のコンピュータにより実行しても構わない。
（検査処理）
図５を参照して、ブライトエッジ検査処理の流れを説明する。図５は検査装置３におけるブライトエッジ検査処理のフローチャートである。
まず、検査員が、面光源装置１をステージ３２上の所定の位置に、発光面を撮像装置３１側に向けて、配置する。そして、面光源装置１を定電流電源３３に接続して光源１１を駆動し、面光源装置１を点灯状態とする。なお、本実施形態の検査装置３では検査対象の設置を手作業により行うが、検査対象の導入・位置決め・電源との接続・排出などを自動化してもよい。
ステップＳ５０において、撮像装置３１が点灯状態の面光源装置１を撮影し、画像取得部４０が画像データを撮像装置３１から取り込む。画像の解像度は任意であるが、本実施形態では、１画素が約０．１ｍｍ（発光面上の実寸）の解像度の画像を用いる。
ステップＳ５１において、画像取得部４０が、ステップＳ５０で取り込まれた入力画像から発光面の領域のみを抽出する。ここで抽出された発光面の領域の画像を、以後、発光面画像と呼ぶ。図６Ａは入力画像６０の一例であり、図６Ｂは入力画像６０から抽出された発光面画像６１の一例である。本実施形態では、発光面の長辺が画像のＸ軸と平行になるように、発光面画像６１を生成する。
発光面の領域抽出はどのような方法を用いてもよい。例えば、画像取得部４０が、（１）原画像を２値化し、（２）クロージング処理により背景領域（発光面以外の領域）のノイズを除去した後、（３）発光面の輪郭を抽出してもよい。さらに、発光面の輪郭が画像座標系に対して傾いている場合には、傾き補正（回転補正）を行ってもよい。あるいは、検査対象のステージ上の位置決め精度が十分高い場合には、原画像中の所定の範囲を切り出すだけでもよい。
次に、検査部４１が発光面画像６１の検査を行う。本実施形態では、図２Ａのように発光面画像のＹ方向に平行な辺に沿って現れるブライトエッジを検査の対象とする（つまり、Ｘ方向が本発明の「第１方向」に対応し、Ｙ方向が本発明の「第２方向」に対応する。）。
まずステップＳ５２において、検査部４１は、発光面画像６１に対し検査範囲（ウィンドウとも呼ぶ）を設定する。検査範囲は、不具合の検出及び評価の計算に用いる局所領域であり、発光面画像６１内の不具合が現れ得る位置に設定される。図６Ｂの例では、光源が発光面画像６１の左側に配置されているため、発光面画像６１の右端に沿って検査範囲６２を設定するとよい。以下、一例として、Ｘ方向幅：１００画素（約１０ｍｍに相当）、Ｙ方向幅：２００画素（約２０ｍｍに装置）の四角形の検査範囲６２を用いる例を説明する。ただし、検査範囲６２のサイズ及び形状は任意であり、検査対象の発光面の大きさやブライトエッジの出現範囲などに合わせて適宜設計すればよい。
ステップＳ５３において、検査部４１は、検査範囲６２内の画像に基づいて、検査範囲６２内におけるＸ方向の輝度値の変化を示す１次元の輝度プロファイルを生成する。例えば、検査部４１は、検査範囲６２内の画像の各列（列はＹ方向に並ぶ２００画素を指す）について輝度値（画素値）の平均を計算し、１次元の輝度データ（１００列分の輝度平均値のデータ）を得る。図７Ａは検査範囲６２内の画像の例、図７Ｂは１次元の輝度データの例を示す。図７Ｂのグラフの横軸は検査範囲６２内のＸ方向の画素位置を示し、縦軸は平均輝度値を示している。次に検査部４１は、１次元の輝度データに平滑化処理を施してノイズを低減した後、基準輝度値で正規化する。基準輝度値は、ブライトエッジが無い領域の輝度値（通常の輝度値）である。本実施形態では、１次元の輝度データの内で最も小さい輝度値を基準輝度値として用いる。ただし、基準輝度値の決め方はこれに限られない。例えば、１次元の輝度データの内の左端（最も光源側）の輝度値を基準輝度値に選んでもよいし、発光面画像の全体又は中央部分における輝度の平均値や最頻値を基準輝度値に選んでもよい。あるいは、記憶部４３に予め設定された固定値を用いてもよい。図８Ａは正規化後の輝度データの例である。縦軸は、基準輝度値を１．０としたときの正規化輝度値を示す。本実施形態では、正規化後の輝度データを輝度プロファイル８０と呼ぶ。
ステップＳ５４において、検査部４１は、輝度プロファイルから明領域を検出する。明領域とは、検査範囲のなかで下限閾値よりも明るい領域である。本実施形態では、下限閾値を基準輝度値の１．０２５倍の値に設定し、輝度プロファイルにおいて輝度値が下限閾値を超えるＸ方向範囲を明領域として検出する（図８Ａ）。ここで下限閾値を設けたのは、基準輝度値（すなわち周りの領域の輝度値）との輝度差がわずか（下限閾値以下）であれば、輝度の不均一は目立たないため、ブライトエッジの評価において考慮する必要がないからである。
ステップＳ５４において明領域が検出された場合、ステップＳ５５に進み、明領域が検出されなかった場合は、ステップＳ５６に進む。ステップＳ５５では、検査部４１が、明領域の輝度プロファイルからブライトエッジ評価値を計算する。具体的には、図８Ｂに示すように、検査部４１は、明領域内の輝度プロファイル８０と、明領域のＸ方向範囲を示す２つの直線８１、８２と、基準輝度値を示す直線８３と、上限閾値を示す直線８４と、
で囲まれる閉領域（ハッチングした領域）８５の面積を計算し、この面積値を当該検査範囲のブライトエッジ評価値とする。
閉領域８５の横幅は明領域の大きさに相当し、閉領域８５の縦幅は明領域の輝度（基準輝度値との輝度差）に相当する。したがって、閉領域８５の面積値は、明領域の大きさと明領域の輝度の両方を評価する評価値に該当する。
ここで上限閾値を設けたのは次のような理由による。ブライトエッジでは局所的に極端に明るいスポットが現れる場合がある。このような場合に、そのスポットの輝度をそのままブライトエッジ評価値の計算に用いると、評価値が過大になってしまい、ヒトの官能検査の結果と乖離する可能性がある。ヒトの官能検査では、輝度があるレベルを超えると、輝度ムラの評価にはほとんど影響を与えない（つまり、輝度があるレベルを超えると、ヒトは実際の輝度値によらず同程度の輝度ムラと感じる傾向にある。）からである。そこで、本実施形態のように上限閾値を設定し、上限閾値よりも明るい部分の輝度が評価値に与える影響を小さくすることで、極端に明るいスポットが存在する場合でも妥当な（ヒトの官能検査に近い）評価値を得ることができる。上限閾値は官能検査の結果や実験結果などに基づいて適当な値に設定すればよい。本実施形態では、上限閾値を基準輝度値の１．１５倍の値に設定する。
ステップＳ５６では、検査部４１がすべての検査範囲について評価値を求めたかを判断し、未処理の検査範囲がある場合は、ステップＳ５２に戻り、検査範囲をＹ方向に所定ピッチ（例えば５ｍｍ）だけずらして、輝度プロファイルの生成及びブライトエッジ評価値の計算（ステップＳ５３〜Ｓ５５）を繰り返す。ステップＳ５２〜Ｓ５５の処理をすべての検査範囲について実行した後、ステップＳ５７に進む。
検査部４１は、すべての検査範囲のブライトエッジ評価値のなかから最大のものを代表評価値として選択し（ステップＳ５７）、代表評価値を判定閾値と比較する（ステップＳ５８）。判定閾値はブライトエッジの有無を判定するための閾値であり、官能検査の結果や実験結果などに基づいて予め決めておけばよい。検査部４１は、代表評価値が判定閾値より大きい場合は「ブライトエッジ有り」と判定し（ステップＳ５９）、そうでない場合は「ブライトエッジ無し」と判定する（ステップＳ６０）。
ステップＳ６１において、出力部４２は、検査部４１により得られた情報を出力する画面を生成し、表示装置に出力する。図９は検査結果の出力画面の一例である。この出力画面では、撮像装置３１から取り込まれた入力画像９０と、入力画像９０から切り出された発光面画像９１と、発光面画像９１に対し輝度ムラを目立たせるための加工を施した加工画像（例えば疑似カラー画像など）９２が表示されている。また、発光面画像９１の上に、ブライトエッジが現れている位置を示す情報（例えば、ブライトエッジ評価値が判定閾値を超えた検査範囲を示す情報）９３が重畳表示されている。さらに、ブライトエッジ評価値の最大値（代表評価値）９４と判定結果９５、及び、その代表評価値が観測された検査範囲の輝度プロファイル９６も表示される。
以上述べた本実施形態の検査装置３によれば、面光源装置１の発光面を撮影した画像を基に、ブライトエッジの発生度合いを表す評価値を計算し、かつ、この評価値に基づいてブライトエッジの有無を判定することができる。したがって、ブライトエッジを客観的かつ自動的に検査することが可能となる。しかも、明領域の大きさと明領域の輝度の両方を評価する評価値を用いるので、従来の官能検査（ヒトの目視検査）に近い結果を得ることができる。
また、図９に示す検査結果を出力することにより、検査員は、ブライトエッジの有無や
面光源装置１の良／不良を即座に判断することができる。また、ブライトエッジ評価値も出力されるので、判定結果の根拠が確認でき、判定結果の納得性・客観性が向上する。また、発光面画像９１の上にブライトエッジの位置を示す情報９３が重畳表示されるので、ブライトエッジが現れている問題箇所を直観的かつ簡易に把握することができ、現物の確認作業にも有用である。さらに、輝度プロファイル９６も表示されるので、明領域の大きさや基準輝度に対する輝度差などを把握することができる。
（その他）
上記の実施形態の説明は、本発明を例示的に説明するものに過ぎない。本発明は上記の具体的な形態には限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では矩形の発光面をもつ面光源装置を例示したが、発光面の形状は矩形に限られない。また、上述したブライトエッジ評価値はあくまで一例であり、明領域の大きさと輝度の両方を評価可能な評価値であればどのように設計してもよい。上述した図５の検査処理では、発光面画像のＹ方向に平行な辺に沿って現れるブライトエッジのみを検査の対象としたが、図２ＢのようにＸ方向に平行な辺に沿って現れるブライトエッジを検査の対象としてもよい。その場合には、例えば、発光面画像の上端及び／又は下端に沿って検査範囲を設定し、検査範囲内におけるＹ方向の輝度プロファイルを基にブライトエッジ評価値を求めればよい。もちろん、Ｙ方向に平行な辺に沿って現れるブライトエッジとＸ方向に平行な辺に沿って現れるブライトエッジの両方を検査の対象としてもよい。また、ブライトエッジの現れる辺が、Ｘ方向とＹ方向のいずれとも非平行である場合や、曲線的な辺である場合でも、その辺に沿うように検査範囲を設定するか、あるいは、その辺がＸ方向又はＹ方向に平行な直線となるように発光面画像をアフィン変換することにより、上記実施形態と同様の方法でブライトエッジの検査を行うことができる。
１：面光源装置
１０：導光板、１１：光源、２０：ブライトエッジ
３：検査装置、３０：情報処理装置、３１：撮像装置、３２：ステージ、３３：定電流電源
４０：画像取得部、４１：検査部、４２：出力部、４３：記憶部
６０：入力画像、６１：発光面画像
７０：検査範囲
８０：輝度プロファイル

Claims (13)

  1. 面光源装置の発光面内の輝度の不均一に関する不具合を検査する検査装置であって、
    前記面光源装置は、前記発光面の一辺に沿って配置された光源と、前記光源から出射された光を前記発光面に導く導光板と、を有するエッジライト型の面光源装置であり、
    前記不具合は、前記発光面のうち前記光源が配置された部分を除く端部に、基準輝度よりも明るい部分が現れる不具合であり、
    前記検査装置は、
    前記発光面を撮影した画像である発光面画像を取得する画像取得部と、
    前記発光面画像内の前記不具合が現れ得る位置に検査範囲を設定し、前記検査範囲から下限閾値よりも明るい領域である明領域を検出し、前記明領域の大きさと前記明領域の輝度の両方を評価する評価値を計算し、前記評価値に基づいて前記不具合の有無を判定する検査部と、
    前記検査部により得られた情報を出力する出力部と、を有する
    ことを特徴とする検査装置。
  2. 前記検査部は、前記明領域内に上限閾値よりも明るい部分が含まれる場合に、前記評価値の計算において、前記上限閾値よりも明るい部分の輝度を実際よりも小さく評価する
    ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
  3. 前記検査部は、前記明領域内に上限閾値よりも明るい部分が含まれる場合に、前記評価値の計算において、前記上限閾値よりも明るい部分の輝度を前記上限閾値と同じ輝度とみなす
    ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
  4. 前記発光面画像が第１方向に平行な辺と第２方向に平行な辺を有する矩形の画像であり、前記不具合が第２方向に平行な辺に沿って現れる場合に、
    前記検査部は、
    前記検査範囲内における第１方向の輝度値の変化を示す１次元の輝度プロファイルを生成し、前記輝度プロファイルにおいて輝度値が前記下限閾値を超える第１方向の範囲を前記明領域として検出し、
    前記明領域内の前記輝度プロファイルと、前記明領域の第１方向の範囲を示す２つの直線と、基準輝度を示す直線と、前記上限閾値を示す直線と、で囲まれる閉領域の面積を、前記評価値として計算する
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載の検査装置。
  5. 前記基準輝度は、前記検査範囲の前記輝度プロファイルの内で最も小さい輝度値であることを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
  6. 前記下限閾値は、前記基準輝度の約１．０２５倍の値に設定される
    ことを特徴とする請求項４又は５に記載の検査装置。
  7. 前記上限閾値は、前記基準輝度の約１．１５倍の値に設定される
    ことを特徴とする請求項４〜６のうちいずれか１項に記載の検査装置。
  8. 前記検査範囲の第２方向の幅は、前記発光面画像の第２方向の幅よりも小さい
    ことを特徴とする請求項４〜７のうちいずれか１項に記載の検査装置。
  9. 前記出力部は、前記評価値と、前記不具合の有無の判定結果とを出力する
    ことを特徴とする請求項４〜８のうちいずれか１項に記載の検査装置。
  10. 前記出力部は、前記発光面画像又は前記発光面画像を加工した画像の上に、前記不具合が現れている位置を示す情報を重畳した画像を、出力する
    ことを特徴とする請求項４〜９のうちいずれか１項に記載の検査装置。
  11. 前記出力部は、前記検査範囲の輝度プロファイルを出力する
    ことを特徴とする請求項４〜１０のうちいずれか１項に記載の検査装置。
  12. 面光源装置の発光面内の輝度の不均一に関する不具合を検査する検査方法であって、
    前記面光源装置は、前記発光面の一辺に沿って配置された光源と、前記光源から出射された光を前記発光面に導く導光板と、を有するエッジライト型の面光源装置であり、
    前記不具合は、前記発光面のうち前記光源が配置された部分を除く端部に、基準輝度よりも明るい部分が現れる不具合であり、
    前記検査方法は、
    前記発光面を撮影した画像である発光面画像を取得するステップと、
    前記発光面画像内の前記不具合が現れ得る位置に検査範囲を設定するステップと、
    前記検査範囲から下限閾値よりも明るい領域である明領域を検出するステップと、
    前記明領域の大きさと前記明領域の輝度の両方を評価する評価値を計算するステップと、
    前記評価値に基づいて前記不具合の有無を判定するステップと、
    判定の結果を出力するステップと、を含む
    ことを特徴とする検査方法。
  13. 請求項１２に記載の検査方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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