JP3471436B2 - 画質検査装置及びその画像合成方法 - Google Patents

画質検査装置及びその画像合成方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低コストで高解像度の
画像を得る画質検査装置及びその画像合成方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネ
ルのような、フラットパネルディスプレイの画質検査に
おいて、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）カメラを使
って検査対象物の画素の明暗を測定する場合、少ないＣ
ＣＤ画素数で検査対象パネルの画素の明暗を、いかに忠
実に取り込むことができるかが、検査装置を安価で測定
精度が良く、製造ラインでの使用に適した装置にするた
めの条件となっている。従来、例えばＬＣＤパネルの画
素サイズ３００μｍ平方に対して、ＣＣＤ画素で明暗を
測定し、その測定結果によりＬＣＤの画像を作成するた
めには、ＬＣＤ画素の位置を特定するために、１個のＬ
ＣＤ画素に対して多数のＣＣＤ画素が対応する必要があ
り、例えば、ＬＣＤ１画素に対して３６個のＣＣＤ画素
を対応させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】１個のＬＣＤ画素に対
して多数のＣＣＤ画素を対応させる方法では、ＣＣＤの
画素密度を高くする必要があり、ＣＣＤが高価になる。
本発明は、検査対象パネル１０をＣＣＤカメラのＣＣＤ
画素により測定するときに、少ないＣＣＤ画素数で検査
対象パネル１０の画像の明暗を忠実に高解像度で測定す
ることを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、ＬＣＤのような検査対象パネル
の画像明暗データを取り込むため、ＣＣＤのような撮像
素子が内蔵されたカメラ部を設ける。カラーの画像につ
いて、赤、緑、青の明るさを区別して測定したり、白の
明るさを測定するため、赤、緑、青及び透明の４種類の
光学フィルタを回転板に実装する。また、カメラ部に画
像を結像するための絞りと焦点調整の機構を持った光学
レンズ部を設ける。ガラスの厚さと回転傾斜角により画
像を移動可能なＸ方向平面平行板及びＹ方向平面平行板
を設ける。上記回転板、Ｘ方向平面平行板及びＹ方向平
面平行板は、それぞれモータＡ、モータＢ及びモータＣ
により駆動され、各モータはモータ制御部で制御する。
カメラ部から出力された画像明暗データは、Ａ／Ｄ変換
部でデジタルに変換され、画像メモリＡに一時的に記憶
する。平面平行板によるＸ方向・Ｙ方向の画像移動制御
により得られた画像明暗データは、移動に対応した画像
はめ込み処理を行い、１枚の撮像素子画像として画像合
成メモリＢに記憶する。画像合成制御及びモータ制御を
実行し、画像合成されたデータを演算処理して、画像欠
陥の検出をＣＰＵ制御部で行う。
【０００５】一方、画像合成は次のように行う。まず、
平面平行板によるＸ方向及びＹ方向への移動が無い検査
対象パネルの画像を撮像素子で取り込み、画像メモリＡ
に書き込み更に画像合成メモリＢに書き込む。次に、平
面平行板の回転傾斜角を制御することにより検査対象パ
ネルの画像を移動させ、移動した検査対象パネルの画像
明暗データを画像メモリＡに書き込み更に画像合成メモ
リＢの移動に対応した位置にはめ込み処理を行う。例え
ば、Ｘ方向へ画像を移動した場合は、移動が無い時の画
像データに対し、Ｘ方向移動に対応したメモリの位置に
画像データを記憶する。平面平行板の回転傾斜角の制御
による画像の移動と、移動した画像の画像メモリＡへの
書き込み、更に、画像合成メモリＢの、移動に対応した
位置へのはめ込み処理を繰り返すことで、画像合成メモ
リへのはめ込み処理をし、１枚の撮像素子画像を得る。
この結果、検査対象パネルの画素数に対し少ない撮像素
子の画素数で分解能の高い測定ができる。
【０００６】
【作用】上記のように構成された画質検査装置において
は、検査対象パネルの画素数に対して、撮像素子の画素
数を多くする事無く測定解像度を上げることができ、精
度の良い測定が可能になる。
【０００７】
【実施例】図１に本発明の画質検査装置の構成を示す。
この画質検査装置は、検査対象パネル１０の画像明暗デ
ータを取り込むための撮像素子、例えばＣＣＤが内蔵さ
れたカメラ部１９、画像をＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅ
ｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）、透明板の４種類の光学フィルタ
を通して取り込むため、それら光学フィルタを実装した
回転板１４、カメラ部１９に画像を結像するための絞り
と焦点調整の機構を持つ光学レンズ部１３、ガラスの厚
さと回転傾斜角により、±数μｍの精度で画像を±４０
０μｍ程度まで移動可能なＸ方向平面平行板１１及びＹ
方向平面平行板１２、回転板１４、Ｘ方向平面平行板１
１及びＹ方向平面平行板１２を回転させるモータＡ１
５、モータＢ１６及びモータＣ１７と、これらのモータ
を制御するモータ制御部１８、カメラ部１９から出力さ
れた画像明暗データをデジタルに変換するＡ／Ｄ変換部
２０、Ａ／Ｄ変換された画像明暗データを一時蓄える画
像メモリＡ２１、平面平行板によるＸ方向・Ｙ方向の画
像移動制御にもとずき画像はめ込み処理をし、１枚のＣ
ＣＤ画像として合成する画像合成メモリＢ２２、及び、
画像合成制御及びモータ制御を実行し、画像合成された
データを演算処理して、画像欠陥の検出をするＣＰＵ制
御部２３で構成される。
【０００８】図２に平面平行板による画像ずらしを行わ
ない場合の制御フローを示す。この場合、ＬＣＤ１画素
に対してＣＣＤ４画素が割り当てられ、図３に示すよう
に６４０×４８０画素のＬＣＤを１２８０×９６０画素
のＣＣＤに取り込むことができる。
【０００９】平面平行板としてガラスを使用したとき
の、ガラス板の両面を平面にかつ両面を平行に磨いた平
面平行ガラスの傾き及び厚さと、検査対象パネルの画像
のずれの原理を図４に示す。図４（ａ）のように平面平
行ガラス３０が検査対象パネル１０と平行な場合、検査
対象パネル１０の画像は、平面平行ガラスを直進する。
一方、図４（ｂ）のように平面平行ガラス３０を傾斜さ
せると、ガラスの屈折により、検査対象パネルの画像が
距離ｄだけずれてＣＣＤに取り込まれる。
【００１０】図５にＬＣＤ１画素が３００μｍ角で、Ｌ
ＣＤ１画素に対しＣＣＤ４画素が対応し、平面平行板に
よる画像ずらしをＸ方向及びＹ方向に７５μｍとした場
合の画像取り込みの制御フローを示す。この場合、画像
合成メモリＢ２２にＬＣＤ１画素当たり４×４＝１６画
素のデータ取り込み画像が得られ、ＬＣＤ１画素当たり
ＣＣＤ１６画素の分解能と等価なデータを得ることがで
きる。ＬＣＤ全体としては、図６に示すように６４０×
４８０画素のＬＣＤを２５６０×１９２０画素のＣＣＤ
と等価なデータとして画像合成メモリＢ２２に取り込む
ことができる。
【００１１】図７にＬＣＤ１画素が３００μｍ角で、Ｌ
ＣＤ１画素に対しＣＣＤ４画素が対応し、平面平行板に
よる画像ずらしをＸ方向及びＹ方向に５０μｍと１００
μｍとした場合の、画像合成メモリＢ２２に取り込まれ
るＬＣＤ１画素当たりのデータ取り込みを示す。この場
合、画像合成メモリＢ２２にＬＣＤ１画素当たり６×６
＝３６画素のデータ取り込み画像が得られ、ＬＣＤ１画
素当たりＣＣＤ３６画素の分解能と等価なデータを得る
ことができる。ＬＣＤ全体としては、図８に示すように
６４０×４８０画素のＬＣＤを３８４０×２８８０画素
のＣＣＤと等価なデータとして画像合成メモリＢ２２に
取り込むことができる。
【００１２】平面平行板によりＸ方向及びＹ方向に任意
にＬＣＤ画像をずらせることができるため、図９（ａ）
のようにＸ方向にのみ５０μｍと１００μｍずらせてデ
ータを取得したり、図９（ｂ）のようにＹ方向にのみ５
０μｍと１００μｍずらせてデータを取得することがで
きる。
【００１３】以上のように、平面平行板によるＬＣＤ画
像の移動は、プログラムにより設定できるため、試験対
象物の欠陥の種類に応じて、移動方向及び移動距離を選
択できる。
【００１４】なお、以上の説明は、主にＬＣＤパネルを
検査対象パネルとし、ＣＣＤを撮像素子として詳述して
きたが、この発明はこれに限るものではなく、検査対象
パネルとしてＥＬ（Erectoro Luminesence）パネルやプ
ラズマディスプレイパネルなどのフラットパネルディス
プレイ全般に及び、撮像素子としてＭＯＳ（Metal Oxid
e Semiconductor）型センサなどに及ぶものである。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、検査対象パネルの画素数に対して撮像素子
の画素数を多くすることなく解像度を上げることがで
き、検査対象パネルの画像の明暗を忠実に精度良く測定
することができる。また、撮像素子の画素密度を低くす
ることができるため、低コストで高解像度の画像を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画質検査装置の構成を示す説明図であ
る。
【図２】画像ずらしを行わない場合の画像取り込み制御
の流れ図である。
【図３】図２の制御による、ＬＣＤパネルと画像合成メ
モリＢの関係を示す説明図である。
【図４】平面平行ガラスによる画像移動の説明図であ
る。
【図５】画像ずらしにより、ＬＣＤ１画素当たりＣＣＤ
１６画素の分解能で測定する場合の画像取り込み制御の
流れ図である。
【図６】図５の制御による、ＬＣＤパネルと画像合成メ
モリＢの関係を示す説明図である。
【図７】画像ずらしにより、ＬＣＤ１画素当たりＣＣＤ
３６画素の分解能で測定する場合の説明図である。
【図８】図７の制御による、ＬＣＤパネルと画像合成メ
モリＢの関係を示す説明図である。
【図９】画像ずらしにより、Ｘ方向及びＹ方向にずらせ
た場合の説明図である。
【符号の説明】
１０ 検査対象パネル １１ Ｘ方向平面平行板 １２ Ｙ方向平面平行板 １３ 光学レンズ部 １４ 回転板 １５ モータＡ １６ モータＢ １７ モータＣ １８ モータ制御部 １９ カメラ部 ２０ Ａ／Ｄ変換部 ２１ 画像メモリＡ ２２ 画像合成メモリＢ ２３ ＣＰＵ制御部 ３０ 平面平行ガラス
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−236783（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−187920（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−341076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−251380（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−55535（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/18 G01N 21/88

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 検査対象パネル（１０）の画像明暗デー
    タを取り込むための撮像素子が内蔵されたカメラ部（１
    ９）と、 画像明暗データを赤、緑、青及び透明の４種類の光学フ
    ィルタを通して取り込むため、それら光学フィルタを実
    装した回転板（１４）と、 カメラ部（１９）に画像を結像するための絞り及び焦点
    調整の機構を持つ光学レンズ部（１３）と、 ガラスの厚さと回転傾斜角により画像を移動可能なＸ方
    向平面平行板（１１）及びＹ方向平面平行板（１２）
    と、 回転板（１４）、Ｘ方向平面平行板（１１）及びＹ方向
    平面平行板（１２）を回転させるモータＡ（１５）、モ
    ータＢ（１６）、及びモータＣ（１７）と、これらのモ
    ータを制御するモータ制御部（１８）と、 カメラ部（１９）から出力された画像明暗データをデジ
    タルに変換するＡ／Ｄ変換部（２０）と、 Ａ／Ｄ変換された画像明暗データを一時蓄える画像メモ
    リＡ（２１）と、 平面平行板によるＸ方向・Ｙ方向の画像移動制御にもと
    ずき画像はめ込み処理をし、１枚の撮像素子画像として
    合成する画像合成メモリＢ（２２）と、 画像合成制御及びモータ制御をし、画像合成されたデー
    タを演算処理し、画像欠陥を検出するＣＰＵ制御部（２
    ３）と、 を具備することを特徴とする画質検査装置。
  2. 【請求項２】 カメラ部（１９）内の撮像素子で取り込
    んだ、検査対象パネル（１０）の画像明暗データを、画
    像メモリＡ（２１）に取り込み、更に画像合成メモリＢ
    （２２）に書き込み、 平面平行板の回転傾斜角を制御することにより検査対象
    パネル（１０）の画像を移動させ、 移動した検査対象パネル（１０）の画像明暗データを画
    像メモリＡ（２１）に取り込み、更に画像合成メモリＢ
    （２２）の、画像移動に対応した位置に、はめ込み処理
    をし、 以上、平面平行板の回転傾斜角の制御による画像の移動
    と、移動した画像明暗データを画像メモリＡ（２１）に
    取り込み、更に画像合成メモリＢ（２２）の、画像移動
    に対応した位置への、はめ込み処理を繰り返し、画像合
    成メモリＢ（２２）へのはめ込み処理をし、１枚の撮像
    素子画像を得る、 以上を特徴とする画像合成方法。
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