JP3618713B2

JP3618713B2 - Display screen inspection method and display screen inspection apparatus

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Publication number: JP3618713B2
Application number: JP2001369996A
Authority: JP
Inventors: 真彦宇野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2021-12-04
Also published as: JP2003167530A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディスプレイ画面検査方法およびディスプレイ画面検査装置に関する。さらに詳しくは、液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイに代表されるディスプレイ画面の検査のためのディスプレイ画面検査方法およびディスプレイ画面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４〜１６は、たとえば特開平６−２５０１３９号公報に示された従来の液晶表示パネルの検査方法を示す図である。まず、検査装置を説明する。図１４において、検査テーブル５１は互いに直行するＸ、Ｙのニ軸方向に摺動可能で、かつ水平方向に回転可能とされており、この上面に液晶表示パネル５５が搭載される。前記検査テーブル５１には、液晶の表示領域に対応する部分に開口５１ａが設けられている。また、該検査テーブル５１の下方には、バックライト５２が配置されており、該バックライト５２からの放出光は前記開口５１ａを通して液晶表示パネル５５に照射される。前記検査テーブル５１の左右には、測定を終了した液晶表示パネル５５を検査テーブル５１から取り除くアンローダ５３と、新たに測定を行なう液晶表示パネル５５を検査テーブル５１に搭載するローダ５４が配置されている。また、検査テーブル５１の側方には、液晶表示パネル５５の接続端子に接続して、液晶表示パネル５５を点灯するためのプローバ５６が配置されている。液晶表示パネル５５の上方には、フォトセルがマトリックス状に配列されたＣＣＤカメラ５７が配置されており、液晶表示パネル５５の点灯輝度を取り込む。該ＣＣＤカメラ５７には、ＡＤまたはＡＣコンバータ５９、演算回路６０、画像メモリ６１および表示回路６２を有する画像処理装置５８が接続されている。
【０００３】
かかる検査装置を用いた検査方法においては、液晶表示パネル５５をＣＣＤカメラ５７で撮像し、個々の画素を構成する各セルに関して輝度計測領域を設け、その領域内の輝度の平均値を求めることで検査を行なっている。図１５は、ＣＣＤカメラ５７の撮像画像であり、Ｒ（赤）、Ｒ（Ｒ１（１行目の表示画素））、Ｒ（Ｒ２（２行目の表示画素））、Ｇ（緑）、Ｂ（青）は液晶の１画素のＲＧＢを構成する各セルの位置を表し、マトリックス状に配列されたフォトセルＳはＣＣＤカメラの１受光素子を示す。
【０００４】
つぎに動作について説明する。この従来の検査方法では、まず最初にＣＣＤカメラのアライメントを行なう。アライメントは、たとえば図１６に示すように、液晶表示パネルの画面上の所定の３点（アライメント用表示画素Ｍ１〜Ｍ３）について画像上での位置計測を行ない、それらの画像上の距離と実際のＸＹ方向基準距離Ｘｏ、Ｙｏを比較する。ついで液晶表示パネルの位置と傾きを計算することで、各セルの位置を特定する。なお、図１６において、６５は全表示領域であり、６５Ａ〜６５Ｃは視野区画である。つぎに各セルの位置に基づいて、輝度計測領域を設け、領域内の輝度平均値と予め定めたしきい値とを比較して各セルの検査を行なう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の検査方法では、輝度平均値と予め定めたしきい値を単に比較しているため、正確な検査ができない。なぜなら、高い輝度をもった輝点欠陥セル（制御不可能であり常に点灯しているセル）が存在した場合、その欠陥セルの明るさによって、光がまわりこみ、周辺のセルの計測輝度が上がってしまう状況が生じるためである。輝度の影響は周囲２セル四方に及ぶため、予め定めたしきい値と比較して検査すると、輝点欠陥セルの周辺セルは欠陥と誤認識され、正しい検査ができないという問題がある。
【０００６】
また、従来の検査方法のアライメント方法では、単にディスプレイ画面上の所定の数点の画面上の位置の測定結果と、その実際の距離を用いてアライメントを実行しているが、実際にはＣＣＤカメラのレンズ歪みなどがあるため、これでは精密にセルの位置計測を行なうことが難しい。また、ＣＣＤカメラを保持する機構の弾性変形やガタなどによってＣＣＤカメラの位置計測に関してわずかでも誤差が生じた場合、アライメントに狂いが生じるという問題がある。液晶の場合、１セルの短辺が１００μｍ以下であるので、わずかなアライメントの狂いも許されない。
【０００７】
また、従来の検査方法では、撮像方法の詳細が記述されていないが、たとえば液晶表示パネルの輝度のダイナミックレンジは非常に大きく、現存する通常のＣＣＤカメラの約１００倍のダイナミックレンジが必要である。このため、低輝度のセルから高輝度のセルまで計測および検査するためには、通常の固定条件下の撮像では到底無理であるという問題がある。
【０００８】
さらに、従来の検査方法では、計測方法の詳細が記述されていないが、色の異なるセルに関しては、撮像手段によって色に関する感度が異なることや、カラーフィルタの透過光量特性が色によって異なるため、液晶の色の異なる各セルで、同一のしきい値を用いると正確に検査できないという問題がある。
【０００９】
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、ディスプレイの検査を正確に、かつ精度よく行なうことができるディスプレイ画面検査方法およびディスプレイ画面検査装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のディスプレイ画面検査方法は、ディスプレイ画面の所定の表示領域に関して、撮像手段を用いて撮像した、位置計測パターンを表示させたディスプレイ画面の画像を用いて、個々の画素を構成する各セルの位置を計測し、前記撮像手段を用いて撮像した、検査パターンを表示させたディスプレイ画面の画像を用いて、前記計測した各セルの位置にそれぞれ輝度計測領域を設け、それぞれの輝度計測領域内で輝度計測を行ない、得られた輝度計測結果の平均値または中央値を計算し、しきい値と比較して、各セルの検査を行なう方法であって、各セルの輝度平均値または中央値としきい値を比較する際に、検査対象のセルの近傍に高い輝度のセルが存在した場合、その近傍のセルの輝度値に応じて、しきい値を高くすることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載のディスプレイ画面検査方法は、前記輝度計測について、撮像手段の露光時間を変えて複数回、それぞれの輝度計測領域内で輝度計測を行ない、得られた輝度計測の結果を合成して、それぞれの輝度計測領域内の輝度を計算する。
【００１２】
請求項３記載のディスプレイ画面検査方法は、予めディスプレイ画面上の特定の座標位置と、前記座標位置に関する撮像手段で得られる画像上の位置と、その際の撮像手段の絶対位置のデータの集合を複数用いて、撮像手段の絶対位置とディスプレイ画面上の変換式を計算しておき、検査の際には、撮像手段の絶対位置と前記変換式を用いて得られる計測パターンの画像上の予想位置と、実際の計測パターンの画像上の位置のずれを計測し、このずれ量を用いて画像座標とディスプレイ座標の変換式を新たに計算し、この変換式を用いて、検査したセルの画像上の位置をディスプレイ座標位置に変換して出力する。
【００１３】
請求項４記載のディスプレイ画面検査方法は、前記位置計測パターンについて、ディスプレイ画面上の所定位置の複数のセルを点灯して、複数点のセルの位置を計測し、それらを小領域に分割して、その各小領域ごとに画像座標とディスプレイ座標の関係を曲線回帰することにより、撮像手段の画像の歪み量を補正して、各セルの位置を計算する。
【００１４】
請求項５記載のディスプレイ画面検査方法は、前記しきい値の作成について、検査領域全体に関して、色の異なるセル毎に平均値または中央値を計算し、その平均値または中央値に基準値を足しこむことにより色の異なるセルごとにしきい値を作成する。
【００１５】
請求項６記載のディスプレイ画面検査方法は、前記輝度計測について、色の異なるセルごとに、輝度計測の結果を撮像手段の感度特性に基づく係数を乗じて補正する。
【００１６】
さらに請求項７記載のディスプレイ画面検査装置は、ディスプレイ画面を撮像する撮像手段と、ディスプレイ画面の画面制御を行なうディスプレイ画面制御手段と、撮像手段を保持して移動を可能にする移動手段と、撮像手段の絶対位置を計測する計測手段と、撮像手段を用いて撮像した、位置計測パターンを表示させたディスプレイ画面の画像を処理して、個々の画素を構成する各セルの位置を計測し、撮像手段を用いて撮像した、検査パターンを表示させたディスプレイ画面の画像を処理して、前記計測した各セルの位置にそれぞれ輝度計測領域を設け、それぞれの輝度計測領域内で輝度計測を行ない、得られた輝度計測結果の平均値または中央値を計算し、しきい値と比較して、各セルの検査を行ない、各セルの輝度平均値または中央値としきい値を比較する際には、検査対象となるセルの近傍に高い輝度のセルが存在した場合、近傍のセルの輝度値に応じて、しきい値を高くするように構成した画像処理手段と、検査の全体の流れの制御を行なう制御手段を備えてなることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１にかかわるディスプレイ画面検査方法およびディスプレイ画面検査装置を説明するための図である。図１において、１はＣＣＤカメラなどの撮像手段、２はディスプレイ画面制御手段、３は撮像手段１を移動させる移動手段、４は撮像位置の計測手段、５は画像処理手段、６は制御手段、７は判定結果の出力値である。８は検査対象物である液晶表示パネルなどに代表されるディスプレイ装置である。
【００１８】
つぎに動作について説明する。まずディスプレイ画面全体において、粗検査を行ない、欠陥が存在するおおよその場所に撮像手段１を移動させる。粗検査は、直接人が目視で行なってもよいし、別の装置で検査し、その結果をもとに撮像手段１を移動させてもよい。人が粗検査を行なう場合は、ディスプレイ画面制御手段２が、ディスプレイ装置８を制御することにより、粗検査に適した画面パターン、たとえば全黒画面などを表示させる。撮像手段１の移動は、移動手段３によって行なわれ、ＸＹ方向に移動可能である。この動作は制御手段６の信号に基づいて自動で行なうことができるが、人が手で動かしてもよい。また、本実施の形態１では、移動手段３は撮像手段１を保持し、ディスプレイ装置８の上部に位置しているが、撮像手段１を固定しておいて別の移動手段がディスプレイ装置８を動かすように構成することもできる。これは撮像手段１の視野を移動させるという機能において同等であるためである。ついで制御手段６から画面制御指示がディスプレイ画面制御手段２に送られたのち、ディスプレイ装置８に計測パターンが表示される。撮像手段１は、計測パターンが表示されたディスプレイ装置８の一部または全部を撮像し、画像を画像処理手段５に蓄える。ついで制御手段６から画面制御指示がディスプレイ画面制御手段２に送られたのち、ディスプレイ装置８に検査パターンが表示される。撮像手段１は、検査パターンが表示されたディスプレイ装置８の一部または全部を撮像し、画像を画像処理手段５に蓄える。この際、計測パターンと検査パターンは共に露光時間を変えて２種類以上のパターンを適用してもかまわない。また、該計測パターンと検査パターンの表示順序は、必ずしも計測パターンが先である必要はなく、検査パターンを先に表示することもできる。通常、パターンを発生させるのに必要な時間や、パターン間の切り替え時間を考慮し、時間的に最短になるようにパターンを発生させるのがよい。また、検査パターンを撮像する際は、撮像手段１の露光時間を、たとえば１／２ｓ、１／２０ｓ、１／２００ｓなどのように、複数回切り替えて撮像し、画像を蓄積する。なお、特別な撮像手段によっては、該撮像手段の内部回路において同様の処理を行なうものもあるが、その際は、その機能を用いてもよい。
【００１９】
図２は蓄積した画像に関して、検査の手順を示すフローチャートである。図２において、ステップＳ１では、計測パターンの画像を画像処理し、画像に写っている各セルの画像上の位置を計測する。ステップＳ２では、ステップＳ１で得られた各セルの画像上の位置を元に、検査パターンの画像から各セルの発光位置に輝度計測領域を設けて輝度計測を行ない、各セルの輝度の平均値または中央値を計測する。ステップＳ３では、検査対象のセルの周辺に高輝度のセルがあるか否かを調べ、存在する場合は、しきい値を変更する（ステップＳ４）。ついでステップＳ５〜Ｓ７では、このしきい値と検査対象のセルに関する輝度の平均値または中央値を比較し、ディスプレイ装置のセルの良否を判定する。このステップＳ３〜Ｓ７は、検査パターンの画像に写っている全部のセルまたは一部のセルに対して行ない、ついでステップＳ８では、全部のセルの判定が終了するまで繰り返す。全セルの判定終了後、ステップＳ９では、欠陥セルの画像位置をディスプレイ画面座標に変換し、ステップＳ１０では、欠陥セルの有無、欠陥セルの輝度情報および欠陥位置などを出力する。
【００２０】
つぎに各ステップの内容を詳細に説明する。
【００２１】
ステップＳ１では、計測パターンの画像を画像処理し、画像に写っている各セルの画像上の位置を計算する。図３〜４に計測パターンの一例としてクロスハッチ画像ＣＰを示す。理由は後述するが、ディスプレイ装置がカラーＴＦＴ液晶表示装置である場合、クロスハッチは、特定の色のセルだけを用いて構成している。図３〜４ではクロスハッチのラインがとくにＸ方向において連続していないように見えるが、これは、たとえばＧ（緑）のセルだけを点灯しており、Ｒ（赤）およびＢ（青）のセルを消灯しているためである。
【００２２】
前記画像処理手段５は、まず計測パターンが撮像された画像を用いて、所定の位置にある複数のセルの位置を画像計測する。図５に計測パターンから計測された複数のセルの中心位置Ｐを示す。図６は図５の計測を行なうための計測手法の一例を示したものであり、既知技術であるＸＹ方向の投影を用いている。図６（ａ）〜（ｂ）に示されるように、投影により、クロスハッチラインＬ１、Ｌ２の概略位置は計算できるので、その位置に計測領域Ｚを設け、図６（ｃ）に示されるように、領域内の重心計算によってそれぞれの縦横ラインＬＹ、ＬＸの正確な位置を計算し、その交点を所定のセルＣの中心位置Ｐとする。この際、重心計算をするうえで、特定色だけでクロスハッチラインが構成されている方が望ましい。色が異なるセルの輝度は、撮像手段の感度や液晶パネルを構成するカラーフィルタの透過特性などで異なるため、色の異なるセルでラインを構成した場合、重心位置がセルの中心位置と著しくずれる場合があるためである。図５のように複数のセルＣの中心位置Ｐを計算したのち、これらの中心位置Ｐと既知であるクロスハッチの基本データ（クロスハッチを構成しているセルの色、クロスハッチの間隔が何セル分で構成されているか、セルの縦横長さの比など）を組み合わせて計算することにより、画面上に映っている全セルの画像上の正確な位置を求める。
【００２３】
ステップＳ２では、検査パターンが撮像された画像に関して、以下のように画像処理を行なう。ステップＳ２のフローチャートを図７に示す。たとえば検査パターンが全黒画面（画面の全セルを消灯した画面）１種類であり、露光時間が１／２ｓ、１／２０ｓ、１／２００ｓと切り替えられて撮像されている場合は、３枚の検査パターンの画像が蓄積されている。ステップＳ２１では、計測パターンの画像計測結果により、画像上の全セルに関して、セルの発光領域に輝度計測領域を設けることができるため、検査パターンの画像に関して各セルの輝度計測領域内で画像の輝度計測を行ない、その平均値または中央値を計測する。ステップＳ２２では、前記平均値または中央値を並べた新しい画像（セル内輝度画像）を作成する。なお、平均値のかわりに中央値を用いてもよい理由は、中央値の方が平均値よりもノイズに対して影響を受けないためである。たとえば突発的に高い輝度のノイズが１つ入っても中央値はほとんど変わらないが、平均値は大きな影響を受ける。
【００２４】
各セルの輝度計測領域は、１つのセルの発光領域に関して複数設定してもよい。また、それぞれの輝度計測領域は、液晶の発光部分でないブラックマトリクス部分を避けて設定するものとする。ステップＳ２１、Ｓ２２は３つの露光時間の異なる同一の検査パターンの画像についてそれぞれ行なう（ステップＳ２３）ため、本実施の形態１では、３枚のセル内輝度画像が作成される（ステップＳ２４）。ついでつぎの検査パターンの画像があるか否かを判断する（ステップＳ２５）。
【００２５】
図８（ａ）〜（ｃ）ではＲ、Ｇ、Ｂのセルの発光領域（矢印Ｗ）に関して、各セルに対して３つの輝度計測領域、すなわちＷＲ１〜ＷＲ３、ＷＧ１〜ＷＧ３およびＷＢ１〜ＷＢ３を設定し、３つの露光時間に基づく３枚のセル内輝度画像Ｅ１〜Ｅ３および合成輝度画像Ｅを作成する例を示す。輝度計測領域ＷＲ１〜ＷＲ３、ＷＧ１〜ＷＧ３、ＷＢ１〜ＷＢ３の画像上での１辺の長さは、撮像手段１の受光素子の３ピクセル以上で構成するのが望ましい。これ以下になると、１セルにおける輝度計測の母集団の数が少なくなり、計測値の信頼性が低下するほか、検査対象の１セルの大きさと撮像手段１の受光素子の１ピクセルの大きさが近くなるため、モアレ縞（干渉）が生じやすくなり計測が難しくなる。
【００２６】
３枚のセル内輝度画像Ｅ１〜Ｅ３は、それぞれが感度の異なる画像と考えることができる。露光時間の長い画像から構成したセル内輝度画像は、高感度の画像であり、暗い輝度をもったセルの輝度を正確に測定しているが、高い輝度をもったセルに関しては輝度値が飽和している。一方、露光時間の短い画像から構成したセル内輝度画像は、高い輝度をもったセルの輝度を正確に測定しているが、低い輝度をもったセルに関しては輝度値が黒レベル（暗電流成分またはノイズ成分とも呼ぶ）と変わらないレベルになっており正しく測定できていない。これは液晶表示パネルの輝度のダイナミックレンジが、撮像手段１の有するダイナミックレンジをはるかにこえているためである。
【００２７】
このため、ステップＳ２４では、これら３枚の画像Ｅ１〜Ｅ３を、たとえば以下の手順で合成して、合成輝度画像Ｅを作成する。ここでは、撮像手段１の輝度階調が２５６階調（輝度にして０〜２５５）を有するとする。合成の仕方の一例としては、つぎの手順（ステップ２４１、ステップ２４２）がある。
【００２８】
ステップ２４１では、３枚のセル内輝度画像で注目画素の輝度値がいちばん１２８の値に近い画像を選択する。
【００２９】
ステップ２４２では、
▲１▼露光時間が１／２ｓのときのセル内輝度画像である場合、該１／２ｓ露光時間のセル内輝度画像の輝度を出力する。
▲２▼露光時間が１／２０ｓのセル内輝度画像である場合、
（ｉ）輝度が黒レベル以下であるなら、１／２ｓ露光時間のセル内輝度画像の輝度を出力する。
（ｉｉ）輝度が黒レベルより上であるなら、（１／２０ｓ露光時間のセル内輝度画像の輝度−黒レベル）×輝度比１（１０＝（１／２）／（１／２０））を出力する。▲３▼露光時間が１／２００ｓのセル内輝度画像である場合、
（ｉ）輝度が黒レベル以下であるなら、（１／２０ｓ露光時間のセル内輝度画像の輝度−黒レベル）×輝度比１（１０＝（１／２）／（１／２０））を出力する。
（ｉｉ）輝度が黒レベルより上であるなら、（１／２００ｓ露光時間のセル内輝度画像の輝度−黒レベル）×輝度比２（１００＝（１／２）／（１／２００））を出力する。
【００３０】
まず、ステップ２４１において、黒レベル付近の輝度や飽和付近の輝度を有していないセル内輝度画像を選択し、ステップ２４２において合成処理を行なう。合成処理における輝度比１、２は露光時間の比に相当する。
【００３１】
検査パターンが全黒画面以外に全赤画面、全緑画面または全青画面がある場合には、それらのパターンの数だけ、同様に合成輝度画像を作成する。
【００３２】
ここまでの手順によって、撮像手段のダイナミックレンジを拡大して、各セルの輝度計測領域内の平均値または中央値を計測できたので、ステップＳ３〜Ｓ８では、これらの値と所定のしきい値を比較して、良否を判定する。しきい値は、セルの色ごとに設定されているものとする。
【００３３】
たとえば輝点欠陥を判定する場合、全黒画像に対して得られた前記平均値または中央値と、輝点欠陥の最小輝度に相当するしきい値とを比較し、しきい値以上の値が得られた場合に、そのセルを不良品と判定する。中間階調の輝度を表示した場合のセルの明るさの範囲が指定値に入っているかどうかを検査する場合は、良品を規定する上限しきい値と下限しきい値の２つを定めて、比較すればよい。
【００３４】
つぎに輝点欠陥の判定について説明する。
【００３５】
高い輝度を有する輝点欠陥が存在しなければ、各セルの輝度計測領域内の平均値または中央値と予め設定したしきい値を比較して良否を決めればよいが、高い輝度を有する輝点欠陥が存在する場合には、欠陥セルの周辺のセルに光がまわりこんで、周辺のセルの輝度が高くなってしまう。このため、固定したしきい値を比較に用いると、高輝度の輝点欠陥の周辺のセルは欠陥と誤認識されるという問題が生じる。
【００３６】
そこで、ステップＳ４では、たとえばつぎのようにして、高輝度輝点欠陥の周辺のセルに適用するしきい値を高くするように変更する。まず前記合成輝度画像Ｅについて、図９に示されるように、検査対象の画素ｐｔの周辺２画素、本実施の形態では、画素ｐｔの回りの２４画素（画素ｐｔから半径２つの画素すべての画素）において、画素ｐｔの輝度より高い輝度をもち、かつ予め指定した輝度γ以上の明るさをもった高輝度画素であるか否かを調べる。高輝度画素でない場合は、通常どおり検査対象の画素の輝度としきい値を比較し、検査対象の画素に該当するセルの良否を決定する。しきい値は、検査対象物である液晶表示パネルなどに色が異なるセルがある場合には、色ごとに設けるものとする。
【００３７】
一方、高輝度画素である場合は、図１０に示すしきい値増分係数マップＭを用いてしきい値増分を計算する。しきい値増分係数マップＭは、高輝度画素ｐを中心にしており、検査対象の画素の位置からマップＭ上で値を得て、しきい値増分値をつぎの式で計算する。
【００３８】
しきい値増分値＝高輝度画素の輝度値 × マップ上の値
【００３９】
図９〜１０の例の場合、図９において上の高輝度画素ｐ１の輝度をＧＵとし、下の高輝度画素ｐ２の輝度をＧＤとすると、しきい値増分値はそれぞれつぎのようになる。なお、図９では、説明上ｐｔ、ｐ１、ｐ２をわかりやすくするために斜線を入れている。
【００４０】
しきい値増分値（ｐ１）＝ＧＵ × ０．８β （１）
しきい値増分値（ｐ２）＝ＧＤ × ０．５α （２）
【００４１】
この例の場合のように、検査対象の画素に対し、高輝度画素が複数存在する場合は、前記式（１）、（２）により計算される値のうち、値の大きな方をしきい値増分値とする。ここで、α、βの値は検査対象物であるディスプレイ装置８の種類（液晶Ａまたは液晶Ｂなど）によって変更する値であり、α＞βとする。α、βの値や、係数マップＭ上の各値を実験に基づいて所定の値に設定することにより、高輝度画素が周囲に与える輝度の影響を設定することができる。たとえば、α＝０．１５、β＝０．０１などに設定される。
【００４２】
このようにして、しきい値増分値を決定したあと、検査対象の画素の輝度を、（予め設定されたしきい値＋しきい値増分値）と比較し、検査対象の画素に該当するセルの良否を決定する。
【００４３】
このステップＳ３〜Ｓ８による輝点欠陥の判定処理をまとめるとつぎの手順（ステップ３１〜３５）になる。
【００４４】
ステップ３１では、輝度合成画像の座標から、検査対象の画素の色を判別する。
【００４５】
ステップ３２では、周辺画素に検査対象の画素の輝度より高い輝度をもつ高輝度画素があるか否かを調べる。
▲１▼周辺画素に高輝度画素がない場合、検査対象の画素の色の違いによりつぎの（ｉ）〜（ｉｉｉ）の手順を行ない、当該検査対象の画素の判定を終了する。
（ｉ）検査対象の画素の色がＲの場合、輝度がＲＴｈより大きければ欠陥とする。それ以外は良とする。
（ｉｉ）検査対象の画素の色がＧの場合、輝度がＧＴｈより大きければ欠陥とする。それ以外は良とする。
（ｉｉｉ）検査対象の画素の色がＢの場合、輝度がＢＴｈより大きければ欠陥とする。それ以外は良とする。
▲２▼周辺画素に高輝度画素がある場合、ステップＳ３３へ進む。
【００４６】
ステップ３３では、周辺の高輝度画素の最高輝度値がγ以下であるか否かを調べる。
▲１▼周辺の高輝度画素の最高輝度値がγ以下である場合、ステップ３２の高輝度画素がない場合と同様の判定処理を行なう。
▲２▼周辺の高輝度画素の最高輝度値がγより大である場合、つぎのステップ３４へ進む。
【００４７】
ステップ３４では、周辺の各高輝度画素より、係数マップを用いて、しきい値増分値を計算し、そのうちの最大値をＴｈＵｐとする。
【００４８】
ステップ３５では、検査対象の画素の色の違いにより検査対象の画素の輝度を（しきい値＋しきい値増分値）と比較する。
▲１▼検査対象の画素がＲの場合、輝度が（ＲＴｈ＋ＴｈＵｐ）より大きければ欠陥とする。それ以外は良とする。
▲２▼検査対象の画素がＧの場合、輝度が（ＧＴｈ＋ＴｈＵｐ）より大きければ欠陥とする。それ以外は良とする。
▲３▼検査対象の画素がＢの場合、輝度が（ＢＴｈ＋ＴｈＵｐ）より大きければ欠陥とする。それ以外は良とする。
【００４９】
ここで、ＲＴｈ、ＧＴｈおよびＢＴｈは、各セルの色ごとに予め設定したしきい値である。
【００５０】
検査パターンと合成輝度画像が共に複数ある場合には、各合成輝度画像に対して、同様の検査を繰り返す。
【００５１】
ステップＳ３〜Ｓ８により、欠陥の有無と欠陥セルの画像上の座標が既知となる。ついでステップＳ９では、欠陥セルの画像上の位置をディスプレイ座標に変換する。欠陥セルの位置をディスプレイ座標に変換することで、欠陥セルの位置を、検査装置に依存しない形で出力でき便利である。もちろん欠陥セルの位置をディスプレイ座標で出力する必要のない場合はこのステップは不要である。ついでステップＳ１０では、欠陥セルの有無、欠陥セルの輝度情報および欠陥位置などを出力する。
【００５２】
本実施の形態１では、前記のように構成することで、周辺の明るいセルの有無によらず、安定した検査を行なうことができる。
【００５３】
実施の形態２
実施の形態１のステップＳ２では、最初に輝度計測領域内の輝度計測を行なって、平均値または中央値を求めてから、露光時間の異なるセル内輝度画像を合成したが、ステップＳ２はつぎのように構成してもよい。
【００５４】
最初に、露光時間の異なる撮像画像を、実施の形態１のステップ２４１、２４２と同様の手順で合成し、撮像画像の合成輝度画像を作成する。ついでこの合成輝度画像に対して、ステップＳ２１と同様に、各セルの輝度計測領域内で輝度計測を行ない、平均値または中央値を求め、そののち、ステップＳ２２と同様に、平均値または中央値を並べて新しい画像を作成する。この方法により、ステップＳ２４で得られる合成輝度画像に相当する画像を得ることができる。このようにしても、実施の形態１と同じ効果を奏することができる。
【００５５】
実施の形態３
実施の形態１のステップＳ９の画像座標とディスプレイ座標の変換処理において用いる変換式は、検査を開始する前につぎのように求めることができる。ここで、とくに述べない点に関しては、実施の形態１と同様である。
【００５６】
図１１に示すように、計測パターンを表示させたディスプレイの左上隅ＦＬに撮像手段１を移動させたのち、撮像し、ステップＳ１と同様にして、クロスハッチの計測を行なう。この計測が終了した時点で、ディスプレイ座標と画像座標の対応付け（変換）が可能となる。なぜなら、撮像している箇所は、ディスプレイの左上隅ＦＬとわかっているので、図１２に示されるように、撮像されたクロスハッチ左上のディスプレイ座標は、（０、０）座標のＧのセルであることが既知であるためである。撮像手段１のカメラの位置はそのカメラの視点である、撮像画像の中心で代表できるため、このときの画像の中心位置をディスプレイ座標で表したものを、（^ＤＸ_１、^ＤＹ_１）とする。また、このときの計測手段４から得られる撮像手段１の絶対位置を（^ＷＸ_１、^ＷＹ_１）とする。
【００５７】
この絶対座標とディスプレイ座標の変換式をつぎのようなアフィン変換で行なえると仮定する。
（^ＤＸ、^ＤＹ）^Ｔ＝Ａ（^ＷＸ、^ＷＹ）^Ｔ＋ｂ（３）
【００５８】
ここで、Ａは２×２の行列で回転、ＸＹ方向の倍率、歪みを示し、ｂは２次元ベクトルで並進成分を示す。Ｔはベクトルの転置を示す。今回の場合、本実施の形態では、少なくとも前記ディスプレイ座標と絶対座標の組み合わせが３点あれば、アフィン変換の各係数であるＡおよびｂが計算できるが、本実施の形態では、図１１に示されるように、ディスプレイ画像の４隅（左上隅ＦＬ、右上隅ＦＲ、右下隅ＲＲ、左下隅ＲＬ）を撮像することで、４点の座標の組み合わせからＡおよびｂを計算する。なお、３点以上の座標の組み合わせから計算する場合は、式（３）の形に対して最小２乗法などの回帰計算を行なう。
【００５９】
このアフィン変換式を前もって計算しておくことにより、実施の形態１のステップＳ１において、画像座標とディスプレイ座標との変換式を正確に計算することができる。また、ステップＳ１において、図５に示されるように複数のセルＣの中心位置Ｐを計算するが、同時に、計測手段４により、撮像手段１の絶対位置（^ＷＸ_Ｍ、^ＷＹ_Ｍ）^Ｔを取得する。この絶対位置を、式（３）を使ってディスプレイ画面の座標（^ＤＸ_Ｍ、^ＤＹ_Ｍ）^Ｔに変換する。このディスプレイ座標は、撮像手段１の位置や変換式が極めて正確であれば、現画像の中央位置に見える点のディスプレイ座標となる。クロスハッチは予め設定したところに表示するため、この画面の中央位置を示す座標（^ＤＸ_Ｍ、^ＤＹ_Ｍ）^Ｔから一番近くに見えるはずのクロスハッチ上の計測点位置、すなわち計測点のディスプレイ座標（^ＤＸ_Ｐ、^ＤＹ_Ｐ）^Ｔが計算できる。また、ステップＳ１の画像計測において、ディスプレイ座標と画像座標の倍率が計算できるため、（^ＤＸ_Ｍ、^ＤＹ_Ｍ）^Ｔと（^ＤＸ_Ｐ、^ＤＹ_Ｐ）^Ｔの差に倍率を掛けて計算することで、画像座標も計算できる。この画像座標の位置を計測点の予想位置と呼ぶことにする。
【００６０】
ところが実際には、その予想した画像座標の位置にクロスハッチ上の計測点が計測されるとは限らない。それは移動手段３の機構的な弾性変形や、計測手段４の計測誤差があるので、画像上でずれた位置にクロスハッチの計測点が実測される場合があるためである。そこで、前記予想位置から画像上、最も近い位置にある計測点の画像座標が、ディスプレイ画像の（^ＤＸ_Ｐ、^ＤＹ_Ｐ）^Ｔに該当していると仮定する。この仮定が成立するためには、誤差などによるずれ量が、クロスハッチ間隔の１／２以下である必要がある。逆に、ずれ量の上限が見積もれる場合は、クロスハッチ間隔をその上限値の倍以上に設定すれば仮定は常に正しく成立するので、そのように実施する。この１点で画像座標とディスプレイ座標の整合がとれれば、予め表示位置が決まっている計測点のディスプレイ座標はすべて決定されるので、すべての計測点で、ディスプレイ座標と画像座標の対応が正確にとれ、計測誤差などの影響を取り除くことができる。画像座標とディスプレイ座標の変換式においても、式（３）と同じアフィン変換の式を用いることにすれば、３点以上の座標の組み合わせで、画像座標とディスプレイ座標の変換式を計算することができる。
【００６１】
これで得られた変換式を実施の形態１におけるステップＳ９で用いれば、ディスプレイ座標での出力は可能となる。
【００６２】
実施の形態４
実施の形態３においては、画像座標とディスプレイ座標の変換式をアフィン変換の式を用いて構成したが、つぎのようにすればさらに多数の点、すなわちほとんどすべての計測点を用いて、アフィン変換より精度のよい変換式を構成することが可能である。
【００６３】
今回の例では、計測点は、格子状に整列しているため、図１３に示されるように、その９点の集合ごとに小領域ＳＲを作成する。そしてその各領域ごとに画像座標とディスプレイ座標の関係を２次曲線で回帰し、そのパラメータを各領域ごとに保存する。２次曲線の形は、たとえばつぎの式（４）、（５）のようになる。
【００６４】
【数１】

【００６５】
ここで、（Ｘ、Ｙ）は変換前の座標であり、（Ｕ、Ｖ）は変換後の座標であり、ａ_ｉｊ、ｂ_ｉｊは２次曲線のパラメータである。また、ａ、ｂはそれぞれ６つある。ディスプレイ座標から画像座標の変換式を求める際には、（Ｘ、Ｙ）をディスプレイ座標とし、（Ｕ、Ｖ）を画像座標とし、９点の座標の組み合わせから、パラメータを計算しておく。また、画像座標からディスプレイ座標の変換式が必要な場合は、（Ｘ、Ｙ）を画像座標、（Ｕ、Ｖ）をディスプレイ座標としてパラメータを計算しておく。これらのパラメータは各小領域ごとに計算し、小領域の中心である点の画像座標およびディスプレイ座標ともに保存しておく。実際の変換では、画像座標が与えられた場合、どの計測点に近いかで、どの小領域に属するかをまず計算し、属する小領域のパラメータを用いて式（４）、（５）に基づいて変換の計算を行なう。
【００６６】
前述したアフィン変換では、画面上の位置によらず変換計算は一定である。ところが、撮像手段を構成するレンズの歪みは画面中央では少なく、周辺部では大きいという特性がある。すなわち画面上の位置により歪み量が異なる。こういった場合、画面上で常に一定の計算方式では精度よく変換計算を行なうことができない。このように、複数の計測点を小領域にわけ、各小領域ごとに回帰計算のパラメータを変えて変換計算を行なえば、画面上の位置により異なる歪み量を補正することでき、より正確なディスプレイ座標と画像座標の変換式を得ることができる。
【００６７】
実施の形態３の場合の、ステップＳ１において、複数の計測点の画像座標とディスプレイ座標が得られた段階で、ディスプレイ座標と画像座標の変換式を計算しておけば、ステップＳ２において、検査対象となる全セルのディスプレイ座標を元に輝度計測領域を計算し、前記変換式を適用して輝度計測領域の画像座標を求めることで、より正確なセルの位置を計算できる。
【００６８】
実施の形態５
実施の形態１において、ステップＳ２で用いるＲＴｈ、ＧＴｈ、ＢＴｈなどの予め設定しておくしきい値の計算方法をつぎのように行なってもよい。
【００６９】
まずセル内輝度画像の合成画像が得られた時点で、一旦、画面内の全セルについて、色ごとに分類した平均値または中央値である、Ｒ_ＢＡＳＥ、Ｇ_ＢＡＳＥ、Ｂ_ＢＡＳＥを計算しておく。通常、欠陥セルの数は画面全体のセルの数に比べて非常に少ないはずなので、これらの値は、正常なセルのもつ代表的な輝度値と考えることができる。また、通常、撮像手段の色に対する感度の違いや、検査対象物である液晶表示装置を構成するカラーフィルタの透過特性により、色によって正常なセルの輝度値が異なるのが普通である。そこで、これらの正常なセルの輝度値と考えられる値に対して、異常値を検出する基準値を足しこむことでしきい値を構成する。すなわち、
ＲＴｈ＝Ｒ_ＢＡＳＥ＋Ｒ_{ＳＴＤ・ＶＡＬＵＥ}
ＧＴｈ＝Ｇ_ＢＡＳＥ＋Ｇ_{ＳＴＤ・ＶＡＬＵＥ}
ＢＴｈ＝Ｂ_ＢＡＳＥ＋Ｂ_{ＳＴＤ・ＶＡＬＵＥ}
とすることで、より正確に検査が可能なしきい値を構成することができる。ここで、Ｒ_{ＳＴＤ・ＶＡＬＵＥ}、Ｇ_{ＳＴＤ・ＶＡＬＵＥ}およびＢ_{ＳＴＤ・ＶＡＬＵＥ}は、それぞれＲ、ＧおよびＢに相当する異常値を検出するしきい値である。
【００７０】
また、撮像手段の色による感度特性が予め既知である場合は、ステップＳ２で得られる輝度計測の結果に、その感度特性に基づく係数を掛けて輝度を補正してもよい。このようにすることで、セルの色に左右されない正確な検査が実現できる。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、各セルの輝度平均値または中央値としきい値を比較する際に、検査対象となるセルの近傍に高い輝度のセルが存在した場合、その近傍のセルの輝度値に応じて、しきい値を高くするため、高い輝度をもった輝点欠陥セルが存在しても、正確に、かつ精度よく検査を行なうことができる。
【００７２】
請求項２記載の発明によれば、前記輝度計測について、撮像手段の露光時間を変えて複数回、それぞれの輝度計測領域内で輝度計測を行ない、得られた輝度計測の結果を合成して、それぞれの輝度計測領域内の輝度を計算するため、撮像手段のダイナミックレンジ不足を解消することができ、暗い欠陥に関しても明るい欠陥に関しても同時に検査することができる。
【００７３】
請求項３記載の発明によれば、予めディスプレイ画面上の特定の座標位置と、該座標位置に関する撮像手段で得られる画像上の位置と、その際の撮像手段の絶対位置のデータの集合を複数用いて、撮像手段の絶対位置とディスプレイ画面上の変換式を計算しておき、検査の際には、撮像手段の絶対位置と前記変換式を用いて得られる計測パターンの画像上の予想位置と、実際の計測パターンの画像上の位置のずれを計測し、このずれ量を用いて画像座標とディスプレイ座標の変換式を新たに計算し、この変換式を用いて、検査したセルの画像上の位置をディスプレイ座標位置に変換して出力するため、移動手段の弾性変形またはガタなどに基づく計測手段の測定誤差に影響されないで、正確なディスプレイ座標位置を出力できる。
【００７４】
請求項４記載の発明によれば、前記位置計測パターンについて、ディスプレイ画面上の所定位置の複数のセルを点灯して、複数点のセルの位置を計測し、それらを小領域に分割して、その各小領域ごとに画像座標とディスプレイ座標の関係を曲線回帰することにより、撮像手段の画像の歪み量を補正して、各セルの位置を計算するため、セルの輝度計測領域を正確に設定することができる。
【００７５】
請求項５記載の発明によれば、前記しきい値の作成において、検査領域全体に関して、色の異なるセルごとに平均値または中央値を計算し、その平均値または中央値に基準値を足しこむことにより色の異なるセルごとにしきい値を作成するため、撮像手段の色による感度の違いや、検査対象のセルの色による発光量の違いがあっても、正確に検査することができる。
【００７６】
請求項６に記載の発明によれば、前記輝度計測においてて、色の異なるセルごとに、輝度計測の結果を撮像手段の感度特性に基づく係数を乗じて補正するため、撮像手段の色による感度の違いを補正し、正確に検査することができる。
【００７７】
請求項７記載の発明によれば、ディスプレイ画面を撮像する撮像手段と、ディスプレイ画面の画面制御を行なうディスプレイ画面制御手段と、撮像手段を保持して移動を可能にする移動手段と、撮像手段の絶対位置を計測する計測手段と、撮像手段を用いて撮像した、位置計測パターンを表示させたディスプレイ画面の画像を処理して、個々の画素を構成する各セルの位置を計測し、撮像手段を用いて撮像した、検査パターンを表示させたディスプレイ画面の画像を処理して、前記計測した各セルの位置にそれぞれ輝度計測領域を設け、それぞれの輝度計測領域内で輝度計測を行ない、得られた輝度計測の結果の平均値または中央値を計算し、しきい値と比較して、各セルの検査を行ない、各セルの輝度平均値または中央値としきい値を比較する際には、検査対象となるセルの近傍に高い輝度のセルが存在した場合、近傍のセルの輝度値に応じて、しきい値を高くするように構成した画像処理手段と、検査の全体の流れの制御を行なう制御手段を備えているため、高い輝度をもった輝点欠陥セルが存在しても、正確に、かつ精度よく検査を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかわるディスプレイ画面検査装置を示す構成図である。
【図２】実施の形態１にかかわるディスプレイ画面検査方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】実施の形態１の計測パターンを説明するための図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】実施の形態１の計測パターンから計測された複数のセルの中心位置を説明するための図である。
【図６】実施の形態１の計測パターンから複数のセルの中心位置の計測する方法を説明するための図であり、図６（ａ）は投影処理を説明する図、図６（ｂ）はウインドウ設置、重心計測およびライン抽出を説明する図および図６（ｃ）は交点検出を説明する図である。
【図７】実施の形態１にかかわるディスプレイ画面検査方法のステップ２を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態１にかかわるディスプレイ画面検査方法のステップ２におけるセル内輝度画像および合成輝度画像の作成手順を説明するための図である。
【図９】実施の形態１にかかわるディスプレイ画面検査方法において、検査対象の画素周辺で高輝度セルの存在の有無を説明するための図である。
【図１０】実施の形態１にかかわるディスプレイ画面検査方法において、高輝度セルによるしきい値上昇値を計算するためのしきい値増分係数マップを説明するための図である。
【図１１】実施の形態３にかかわるディスプレイ画面検査方法において、ディスプレイ座標と絶対座標の変換式を求める方法を説明するための図である。
【図１２】ディスプレイ画像の左上隅を示す図である。
【図１３】実施の形態４にかかわるディスプレイ画面検査方法において、画像座標とディスプレイ座標の変換式を求める方法を説明するための図である。
【図１４】従来の液晶表示パネルの検査方法を説明するための構成ブロック図である。
【図１５】従来の液晶表示パネルの検査方法において、液晶表示パネルの表示画素と、ＣＣＤカメラに内蔵されたエリア型フォトセンサを構成するフォトセルの相対位置関係を説明するための図である。
【図１６】従来の液晶表示パネルの検査方法において、液晶表示パネルのアライメントを説明するための図である。
【符号の説明】
１撮像手段、２ディスプレイ画面制御手段、３移動手段、４計測手段、５画像処理手段、６制御手段、７判定結果、８ディスプレイ装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a display screen inspection method and a display screen inspection apparatus. More specifically, the present invention relates to a display screen inspection method and a display screen inspection apparatus for inspecting a display screen represented by a flat panel display such as a liquid crystal display.
[0002]
[Prior art]
14 to 16 are diagrams showing a conventional liquid crystal display panel inspection method disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-250139. First, the inspection apparatus will be described. In FIG. 14, the inspection table 51 is slidable in the biaxial directions of X and Y perpendicular to each other and is rotatable in the horizontal direction, and the liquid crystal display panel 55 is mounted on the upper surface. The inspection table 51 is provided with an opening 51a in a portion corresponding to a liquid crystal display area. A backlight 52 is disposed below the inspection table 51, and light emitted from the backlight 52 is applied to the liquid crystal display panel 55 through the opening 51a. On the left and right sides of the inspection table 51, an unloader 53 that removes the liquid crystal display panel 55 that has been measured from the inspection table 51, and a loader 54 that mounts the liquid crystal display panel 55 that performs a new measurement on the inspection table 51 are arranged. . A prober 56 for lighting the liquid crystal display panel 55 connected to the connection terminal of the liquid crystal display panel 55 is disposed on the side of the inspection table 51. Above the liquid crystal display panel 55, a CCD camera 57 in which photocells are arranged in a matrix is arranged to capture the lighting brightness of the liquid crystal display panel 55. Connected to the CCD camera 57 is an image processing device 58 having an AD or AC converter 59, an arithmetic circuit 60, an image memory 61 and a display circuit 62.
[0003]
In an inspection method using such an inspection apparatus, a liquid crystal display panel 55 is imaged by a CCD camera 57, a luminance measurement region is provided for each cell constituting each pixel, and an average value of luminance in the region is obtained. We are inspecting. FIG. 15 is a captured image of the CCD camera 57, and R (red), R (R1 (display pixel in the first row)), R (R2 (display pixel in the second row)), G (green), B (Blue) represents the position of each cell constituting RGB of one pixel of the liquid crystal, and the photocells S arranged in a matrix form one light receiving element of the CCD camera.
[0004]
Next, the operation will be described. In this conventional inspection method, the CCD camera is first aligned. For example, as shown in FIG. 16, the alignment is performed by measuring the position of three predetermined points (alignment display pixels M1 to M3) on the screen of the liquid crystal display panel. The XY direction reference distances Xo and Yo are compared. Next, the position and inclination of the liquid crystal display panel are calculated to identify the position of each cell. In FIG. 16, reference numeral 65 denotes an entire display area, and reference numerals 65A to 65C denote visual field sections. Next, a luminance measurement region is provided based on the position of each cell, and each cell is inspected by comparing the average luminance value in the region with a predetermined threshold value.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional inspection method simply compares the brightness average value with a predetermined threshold value, accurate inspection cannot be performed. This is because when there is a bright spot defect cell with high brightness (a cell that is uncontrollable and always lit), the brightness of the defective cell causes light to wrap around, increasing the measurement brightness of surrounding cells. This is because a situation occurs. Since the influence of the luminance extends in two surrounding square cells, there is a problem that when the inspection is performed in comparison with a predetermined threshold value, the peripheral cells of the bright spot defective cell are erroneously recognized as defects and cannot be correctly inspected.
[0006]
Further, in the alignment method of the conventional inspection method, alignment is performed simply by using the measurement results of a predetermined number of screen positions on the display screen and their actual distances. Therefore, it is difficult to accurately measure the cell position. In addition, there is a problem that an alignment error occurs when a slight error occurs in the position measurement of the CCD camera due to elastic deformation or backlash of the mechanism that holds the CCD camera. In the case of liquid crystal, since the short side of one cell is 100 μm or less, a slight misalignment is not allowed.
[0007]
Further, in the conventional inspection method, details of the imaging method are not described. However, for example, the dynamic range of the luminance of the liquid crystal display panel is very large, and a dynamic range about 100 times that of an existing normal CCD camera is required. . For this reason, in order to measure and inspect from a low-brightness cell to a high-brightness cell, there is a problem that imaging under normal fixed conditions is impossible.
[0008]
Furthermore, in the conventional inspection method, the details of the measurement method are not described. However, regarding cells of different colors, the sensitivity relating to the color differs depending on the imaging means, and the transmitted light amount characteristics of the color filter differ depending on the color. If the same threshold value is used in each cell having a different color, there is a problem that accurate inspection cannot be performed.
[0009]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a display screen inspection method and a display screen inspection apparatus capable of accurately and accurately inspecting a display.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The display screen inspection method according to claim 1, wherein each pixel constituting each pixel is configured by using an image of a display screen on which a position measurement pattern is displayed, which is imaged using an imaging unit, with respect to a predetermined display area of the display screen. A luminance measurement area is provided at each measured cell position using an image of a display screen on which an inspection pattern is displayed, which is obtained by measuring the position of the cell and imaged using the imaging unit, and each luminance measurement area In this method, luminance is measured in the cell, the average value or median value of the obtained luminance measurement results is calculated, and each cell is inspected by comparing with the threshold value. When comparing the value with the threshold value, if a cell with high brightness exists in the vicinity of the cell to be inspected, the threshold value should be increased according to the brightness value of the neighboring cell. To.
[0011]
The display screen inspection method according to claim 2, with respect to the luminance measurement, performs luminance measurement in each luminance measurement region a plurality of times while changing an exposure time of the imaging unit, and combines the obtained luminance measurement results. The luminance in each luminance measurement area is calculated.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a display screen inspection method comprising: a set of data of a specific coordinate position on a display screen in advance, a position on an image obtained by an imaging unit related to the coordinate position, and an absolute position of the imaging unit at that time. Use the multiple to calculate the absolute position of the imaging means and the conversion formula on the display screen, and at the time of inspection, the absolute position of the imaging means and the expected position on the image of the measurement pattern obtained using the conversion formula Then, the displacement of the position of the actual measurement pattern on the image is measured, and the conversion formula between the image coordinates and the display coordinates is newly calculated by using the deviation amount. The position of is converted to the display coordinate position and output.
[0013]
The display screen inspection method according to claim 4, for the position measurement pattern, lights a plurality of cells at predetermined positions on the display screen, measures the positions of a plurality of cells, and divides them into small regions. The position of each cell is calculated by correcting the distortion amount of the image of the imaging means by performing a curve regression on the relationship between the image coordinates and the display coordinates for each small area.
[0014]
The display screen inspection method according to claim 5, for the creation of the threshold value, calculates an average value or a median value for each cell having a different color with respect to the entire inspection area, and adds a reference value to the average value or the median value. The threshold value is created for each cell having a different color.
[0015]
The display screen inspection method according to claim 6 corrects the luminance measurement result by multiplying the luminance measurement result by a coefficient based on the sensitivity characteristic of the imaging means for each cell having different colors.
[0016]
The display screen inspection apparatus according to claim 7 further includes an imaging unit that images the display screen, a display screen control unit that controls the screen of the display screen, a moving unit that holds the imaging unit and enables movement, and an imaging Measuring means for measuring the absolute position of the means, and processing the image of the display screen on which the position measurement pattern is displayed, which is picked up using the image pickup means, measures the position of each cell constituting each pixel, and picks up the image By processing the image of the display screen on which the inspection pattern is displayed, which is picked up using the means, a brightness measurement area is provided at each measured cell position, and the brightness measurement is performed in each brightness measurement area. The average value or median value of the measured luminance measurement results is calculated, compared with the threshold value, each cell is inspected, and the average luminance value or center value of each cell Image processing means configured to increase the threshold value in accordance with the luminance value of the neighboring cell when a high-luminance cell exists in the vicinity of the cell to be inspected. And a control means for controlling the entire flow of the inspection.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
FIG. 1 is a diagram for explaining a display screen inspection method and a display screen inspection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is an imaging means such as a CCD camera, 2 is a display screen control means, 3 is a moving means for moving the imaging means 1, 4 is an imaging position measuring means, 5 is an image processing means, 6 is a control means, 7 is an output value of the determination result. Reference numeral 8 denotes a display device typified by a liquid crystal display panel or the like as an inspection object.
[0018]
Next, the operation will be described. First, a rough inspection is performed on the entire display screen, and the imaging means 1 is moved to an approximate location where a defect exists. The rough inspection may be performed directly by human eyes, or may be inspected by another apparatus, and the imaging unit 1 may be moved based on the result. When a person performs a rough inspection, the display screen control means 2 controls the display device 8 to display a screen pattern suitable for the rough inspection, such as an all black screen. The imaging unit 1 is moved by the moving unit 3 and can be moved in the XY directions. This operation can be automatically performed based on a signal from the control means 6, but it may be moved manually by a person. In the first embodiment, the moving means 3 holds the imaging means 1 and is positioned above the display device 8. However, another moving means fixes the imaging means 1 and the display device 8 is fixed. It can also be configured to move. This is because the functions of moving the field of view of the imaging means 1 are equivalent. Next, after a screen control instruction is sent from the control means 6 to the display screen control means 2, a measurement pattern is displayed on the display device 8. The imaging unit 1 captures part or all of the display device 8 on which the measurement pattern is displayed, and stores the image in the image processing unit 5. Next, after a screen control instruction is sent from the control means 6 to the display screen control means 2, an inspection pattern is displayed on the display device 8. The imaging unit 1 captures a part or all of the display device 8 on which the inspection pattern is displayed, and stores the image in the image processing unit 5. At this time, two or more types of patterns may be applied to the measurement pattern and the inspection pattern by changing the exposure time. The display order of the measurement pattern and the inspection pattern does not necessarily need to be the measurement pattern first, and the inspection pattern can be displayed first. In general, it is preferable to generate a pattern so as to be the shortest in time in consideration of the time required for generating the pattern and the switching time between patterns. Further, when the inspection pattern is imaged, the exposure time of the imaging means 1 is switched multiple times such as 1 / 2s, 1 / 20s, 1 / 200s, etc., and the image is accumulated. Some special image pickup means perform the same processing in the internal circuit of the image pickup means. In this case, the function may be used.
[0019]
FIG. 2 is a flowchart showing an inspection procedure for the accumulated image. In FIG. 2, in step S1, the measurement pattern image is subjected to image processing, and the position of each cell in the image is measured. In step S2, based on the position of each cell on the image obtained in step S1, a luminance measurement region is provided at the light emission position of each cell from the inspection pattern image, and the luminance measurement is performed. Or measure the median. In step S3, it is checked whether there is a high-luminance cell around the cell to be inspected, and if it exists, the threshold value is changed (step S4). Then, in steps S5 to S7, the threshold value is compared with the average value or median value of the luminance related to the cell to be inspected, and the quality of the cell of the display device is determined. Steps S3 to S7 are performed for all or some of the cells shown in the inspection pattern image, and then, in step S8, the determination is repeated until the determination of all the cells is completed. After the determination of all the cells, in step S9, the image position of the defective cell is converted into display screen coordinates, and in step S10, the presence / absence of the defective cell, the luminance information of the defective cell, the defect position, and the like are output.
[0020]
Next, the contents of each step will be described in detail.
[0021]
In step S1, the measurement pattern image is subjected to image processing, and the position of each cell in the image is calculated. 3 to 4 show a cross hatch image CP as an example of a measurement pattern. Although the reason will be described later, when the display device is a color TFT liquid crystal display device, the cross hatch is configured using only cells of a specific color. 3-4, the cross hatch lines do not seem to be particularly continuous in the X direction. For example, only G (green) cells are lit, and R (red) and B (blue) This is because the cell is turned off.
[0022]
The image processing means 5 first measures the position of a plurality of cells at a predetermined position using an image obtained by capturing a measurement pattern. FIG. 5 shows the center positions P of a plurality of cells measured from the measurement pattern. FIG. 6 shows an example of a measurement method for performing the measurement of FIG. 5, and the projection in the XY directions, which is a known technique, is used. As shown in FIGS. 6A and 6B, the approximate positions of the cross hatch lines L1 and L2 can be calculated by projection. Therefore, a measurement region Z is provided at that position, as shown in FIG. 6C. Then, the accurate positions of the vertical and horizontal lines LY and LX are calculated by calculating the center of gravity in the region, and the intersection is set as the center position P of a predetermined cell C. At this time, in calculating the center of gravity, it is desirable that the cross hatch line is composed of only a specific color. The brightness of cells with different colors varies depending on the sensitivity of the imaging means and the transmission characteristics of the color filters that make up the liquid crystal panel.Therefore, when the line is configured with cells of different colors, the center of gravity position deviates significantly from the center position of the cell. Because there is. As shown in FIG. 5, after calculating the center positions P of a plurality of cells C, the center position P and known basic data of the cross hatch (the color of the cells constituting the cross hatch and the cross hatch interval are The accurate position on the image of all the cells shown on the screen is obtained by calculating a combination of cell lengths or ratios of vertical and horizontal lengths of cells.
[0023]
In step S2, image processing is performed on the image obtained by capturing the inspection pattern as follows. The flowchart of step S2 is shown in FIG. For example, if the inspection pattern is one type of all black screen (screen in which all cells of the screen are turned off) and the exposure time is switched to 1/2 s, 1/20 s, 1/200 s, three images are taken. An image of the inspection pattern is accumulated. In step S21, the luminance measurement area can be provided in the light emitting area of the cell for all the cells on the image based on the image measurement result of the measurement pattern. Therefore, the luminance of the image within the luminance measurement area of each cell with respect to the image of the inspection pattern. Measure and measure the average or median value. In step S22, a new image (in-cell luminance image) in which the average value or the median value is arranged is created. The reason why the median value may be used instead of the average value is that the median value is less affected by noise than the average value. For example, even if one suddenly high-intensity noise enters, the median value hardly changes, but the average value is greatly affected.
[0024]
A plurality of luminance measurement areas for each cell may be set for the light emission area of one cell. In addition, each luminance measurement region is set to avoid a black matrix portion that is not a light emitting portion of the liquid crystal. Since Steps S21 and S22 are respectively performed for images of the same inspection pattern having three different exposure times (Step S23), in this first embodiment, three in-cell luminance images are created (Step S24). Next, it is determined whether there is an image of the next inspection pattern (step S25).
[0025]
8A to 8C, three luminance measurement regions, that is, WR1 to WR3, WG1 to WG3, and WB1 to WB3 are provided for each cell with respect to the emission regions (arrows W) of the R, G, and B cells. An example is shown in which three in-cell luminance images E1 to E3 and a combined luminance image E are set and based on three exposure times. The length of one side of the luminance measurement regions WR1 to WR3, WG1 to WG3, and WB1 to WB3 on the image is preferably composed of 3 pixels or more of the light receiving element of the imaging means 1. Below this, the number of luminance measurement populations in one cell is reduced, the reliability of the measurement value is lowered, and the size of one cell to be inspected and the size of one pixel of the light receiving element of the imaging means 1 are reduced. Since they are close to each other, moire fringes (interference) are likely to occur, making measurement difficult.
[0026]
The three in-cell luminance images E1 to E3 can be considered as images having different sensitivities. In-cell luminance image composed of images with long exposure time is a high-sensitivity image and accurately measures the luminance of cells with dark luminance, but the luminance value is saturated for cells with high luminance doing. On the other hand, in-cell luminance images composed of images with a short exposure time accurately measure the luminance of cells with high luminance, but the luminance value for cells with low luminance is black level (dark current component). (It is also called a noise component) and the level is the same as that of the noise component. This is because the dynamic range of the brightness of the liquid crystal display panel far exceeds the dynamic range of the imaging means 1.
[0027]
For this reason, in step S24, these three images E1 to E3 are synthesized by the following procedure, for example, to create a synthesized luminance image E. Here, it is assumed that the luminance gradation of the imaging unit 1 has 256 gradations (brightness is 0 to 255). As an example of the synthesis method, there are the following procedures (step 241 and step 242).
[0028]
In step 241, an image in which the luminance value of the target pixel is closest to the value of 128 is selected from the three intra-cell luminance images.
[0029]
In step 242,
(1) In the case of an in-cell luminance image when the exposure time is 1/2 s, the luminance of the in-cell luminance image of the 1/2 s exposure time is output.
(2) When the in-cell luminance image has an exposure time of 1/20 s,
(I) If the luminance is less than or equal to the black level, the luminance of the in-cell luminance image of 1 / 2s exposure time is output.
(Ii) If the luminance is above the black level, (the luminance of the in-cell luminance image at the 1 / 20s exposure time minus the black level) × luminance ratio 1 (10 = (1/2) / (1/20)) Output. (3) When the in-cell luminance image has an exposure time of 1/200 s,
(I) If the luminance is less than or equal to the black level, (luminance of the in-cell luminance image of the 1 / 20s exposure time−black level) × luminance ratio 1 (10 = (1/2) / (1/20)) is output. To do.
(Ii) If the luminance is above the black level, (luminance of the in-cell luminance image at the 1 / 200s exposure time−black level) × luminance ratio 2 (100 = (1/2) / (1/200)) Output.
[0030]
First, in step 241, an in-cell luminance image that does not have luminance near the black level or luminance near saturation is selected, and in step 242, a composition process is performed. The

luminance ratios

1 and 2 in the composition process correspond to the ratio of the exposure time.
[0031]
When the inspection pattern includes an all-red screen, an all-green screen, or an all-blue screen in addition to the all-black screen, a composite luminance image is similarly created for the number of patterns.
[0032]
With the procedure so far, the dynamic range of the imaging means can be expanded and the average value or median value in the luminance measurement area of each cell can be measured. In steps S3 to S8, these values and a predetermined threshold value are obtained. Are compared to determine pass / fail. The threshold value is set for each cell color.
[0033]
For example, when determining a bright spot defect, the average value or median value obtained for an all black image is compared with a threshold value corresponding to the minimum brightness of the bright spot defect, and a value equal to or greater than the threshold value is determined. If it is obtained, the cell is determined to be defective. When inspecting whether the brightness range of the cell when displaying the brightness of the intermediate gradation is within the specified value, the upper threshold value and the lower threshold value defining the non-defective product are determined, Compare.
[0034]
Next, determination of bright spot defects will be described.
[0035]
If there is no bright spot defect with high brightness, the average or median value in the brightness measurement area of each cell can be compared with a preset threshold value to determine pass / fail, but the bright spot with high brightness When there is a defect, light spills around the defective cell and the brightness of the peripheral cell increases. For this reason, when a fixed threshold value is used for comparison, a problem arises that cells around a bright spot defect with high luminance are erroneously recognized as a defect.
[0036]
Therefore, in step S4, for example, the threshold value applied to the cells around the high-luminance bright spot defect is changed as follows, for example. First, with respect to the composite luminance image E, as shown in FIG. 9, two pixels around the pixel pt to be inspected, in the present embodiment, 24 pixels around the pixel pt (all pixels having two radii from the pixel pt). ), Whether or not the pixel is a high-intensity pixel having a luminance higher than that of the pixel pt and having a brightness equal to or higher than a predetermined luminance γ. If the pixel is not a high luminance pixel, the luminance of the pixel to be inspected is compared with the threshold value as usual, and the quality of the cell corresponding to the pixel to be inspected is determined. The threshold value is provided for each color when there is a cell having a different color in a liquid crystal display panel or the like as an inspection object.
[0037]
On the other hand, in the case of a high-luminance pixel, the threshold increment is calculated using the threshold increment coefficient map M shown in FIG. The threshold increment coefficient map M is centered on the high-luminance pixel p, obtains a value on the map M from the position of the pixel to be inspected, and calculates the threshold increment value by the following equation.
[0038]
Threshold increment value = Brightness value of high brightness pixel x Value on map
[0039]
In the case of the examples of FIGS. 9 to 10, when the luminance of the upper high luminance pixel p1 in FIG. 9 is GU and the luminance of the lower high luminance pixel p2 is GD, the threshold increment values are as follows. In FIG. 9, pt, p1, and p2 are hatched for easy understanding.
[0040]
Threshold increment value (p1) = GU × 0.8β (1)
Threshold increment value (p2) = GD x 0.5α (2)
[0041]
As in the case of this example, when there are a plurality of high-luminance pixels for the pixel to be inspected, the larger one of the values calculated by the equations (1) and (2) is used as the threshold value. Incremental value. Here, the values of α and β are values that change depending on the type of the display device 8 (liquid crystal A or liquid crystal B or the like) that is the inspection object, and α> β. By setting the values of α and β and the values on the coefficient map M to predetermined values based on experiments, it is possible to set the influence of the luminance that the high luminance pixel gives to the surroundings. For example, α = 0.15 and β = 0.01 are set.
[0042]
After determining the threshold increment value in this way, the luminance of the pixel to be inspected is compared with (preset threshold value + threshold increment value), and the cell corresponding to the pixel to be inspected Determine the quality.
[0043]
The bright spot defect determination process in steps S3 to S8 is summarized as follows (steps 31 to 35).
[0044]
In step 31, the color of the pixel to be inspected is determined from the coordinates of the luminance composite image.
[0045]
In step 32, it is checked whether or not there is a high luminance pixel having a luminance higher than that of the pixel to be inspected in the peripheral pixels.
(1) If there is no high-luminance pixel in the surrounding pixels, the following steps (i) to (iii) are performed according to the color difference of the pixel to be inspected, and the determination of the pixel to be inspected is completed.
(I) When the color of the pixel to be inspected is R, if the luminance is higher than RTh, it is determined as a defect. Other than that, it is good.
(Ii) When the color of the pixel to be inspected is G, if the luminance is larger than GTh, it is determined as a defect. Other than that, it is good.
(Iii) When the color of the pixel to be inspected is B, if the luminance is higher than BTh, it is determined as a defect. Other than that, it is good.
{Circle around (2)} If there are high-luminance pixels in the surrounding pixels, the process proceeds to step S33.
[0046]
In step 33, it is checked whether or not the maximum luminance value of the surrounding high luminance pixels is equal to or less than γ.
{Circle around (1)} When the maximum luminance value of the surrounding high-luminance pixels is γ or less, the same determination processing as in the case where there is no high-luminance pixel in step 32 is performed.
{Circle around (2)} When the maximum luminance value of the surrounding high luminance pixels is larger than γ, the process proceeds to the next step 34.
[0047]
In step 34, a threshold value increment value is calculated from each peripheral high-brightness pixel using a coefficient map, and the maximum value among them is set as ThUp.
[0048]
In step 35, the luminance of the pixel to be inspected is compared with (threshold value + threshold increment value) by the difference in color of the pixel to be inspected.
(1) When the pixel to be inspected is R, if the luminance is higher than (RTh + ThUp), it is determined as a defect. Other than that, it is good.
{Circle around (2)} When the pixel to be inspected is G, if the luminance is larger than (GTh + ThUp), it is determined as a defect. Other than that, it is good.
(3) When the pixel to be inspected is B, if the luminance is higher than (BTh + ThUp), it is determined as a defect. Other than that, it is good.
[0049]
Here, RTh, GTh, and BTh are threshold values set in advance for each color of each cell.
[0050]
When there are a plurality of inspection patterns and composite luminance images, the same inspection is repeated for each composite luminance image.
[0051]
Through steps S3 to S8, the presence or absence of a defect and the coordinates on the image of the defective cell are known. In step S9, the position of the defective cell on the image is converted into display coordinates. By converting the position of the defective cell into display coordinates, the position of the defective cell can be output in a form independent of the inspection apparatus. Of course, this step is not necessary when it is not necessary to output the position of the defective cell in display coordinates. In step S10, the presence / absence of a defective cell, the luminance information of the defective cell, and the defect position are output.
[0052]
In the first embodiment, by configuring as described above, a stable inspection can be performed regardless of the presence or absence of surrounding bright cells.
[0053]
Embodiment 2
In step S2 of the first embodiment, the luminance measurement in the luminance measurement region is first performed to obtain the average value or the median value, and then the in-cell luminance images with different exposure times are synthesized, but step S2 is as follows. You may comprise.
[0054]
First, captured images having different exposure times are synthesized in the same procedure as in steps 241 and 242 of the first embodiment, and a synthesized luminance image of the captured image is created. Next, as in step S21, luminance measurement is performed on the combined luminance image in the luminance measurement region of each cell to obtain an average value or median value. After that, as in step S22, the average value or median value is obtained. To create a new image. By this method, an image corresponding to the combined luminance image obtained in step S24 can be obtained. Even if it does in this way, there can exist the same effect as Embodiment 1. FIG.
[0055]
Embodiment 3
The conversion formula used in the image coordinate / display coordinate conversion process in step S9 of the first embodiment can be obtained as follows before the inspection is started. Here, the points not particularly described are the same as those in the first embodiment.
[0056]
As shown in FIG. 11, after moving the imaging means 1 to the upper left corner FL of the display on which the measurement pattern is displayed, the imaging is performed, and the cross hatch measurement is performed in the same manner as in step S1. When this measurement is completed, it is possible to associate (convert) display coordinates and image coordinates. Because the location being imaged is known as the upper left corner FL of the display, as shown in FIG. 12, the upper left display coordinates of the imaged cross hatch are G cells of (0, 0) coordinates. This is because it is already known. Since the position of the camera of the imaging means 1 can be represented by the center of the captured image, which is the viewpoint of the camera, the center position of the image at this time is expressed in display coordinates (^DX₁,^DY₁). Further, the absolute position of the image pickup means 1 obtained from the measurement means 4 at this time is expressed as (^WX₁,^WY₁).
[0057]
It is assumed that the conversion formula between the absolute coordinates and the display coordinates can be performed by the following affine transformation.
(^DX,^DY)^T  = A (^WX,^WY)^T  + B (3)
[0058]
Here, A is a 2 × 2 matrix indicating rotation, magnification in the XY directions, and distortion, and b is a two-dimensional vector indicating a translational component. T indicates vector transposition. In this case, in this embodiment, if there are at least three combinations of the display coordinates and absolute coordinates, A and b, which are the coefficients of the affine transformation, can be calculated. In this embodiment, FIG. As shown, A and b are calculated from the combination of the coordinates of the four points by imaging the four corners (the upper left corner FL, the upper right corner FR, the lower right corner RR, and the lower left corner RL) of the display image. When calculating from a combination of three or more coordinates, regression calculation such as least squares is performed on the form of equation (3).
[0059]
By calculating the affine transformation formula in advance, the transformation formula between the image coordinates and the display coordinates can be accurately calculated in step S1 of the first embodiment. In step S1, the center positions P of the plurality of cells C are calculated as shown in FIG. 5. At the same time, the absolute position of the imaging unit 1 (^WX_M,^WY_M)^T  To get. This absolute position is expressed by the coordinates of the display screen (3)^DX_M,^DY_M)^T  Convert to The display coordinates are the display coordinates of a point that can be seen at the center position of the current image if the position of the imaging means 1 and the conversion formula are extremely accurate. Since the crosshatch is displayed at a preset location, coordinates indicating the center position of this screen (^DX_M,^DY_M)^T  Position of the measurement point on the cross hatch that should be visible from^DX_P,^DY_P)^T  Can be calculated. In addition, in the image measurement in step S1, the magnification between the display coordinates and the image coordinates can be calculated.^DX_M,^DY_M)^T  When(^DX_P,^DY_P)^T  Image coordinates can also be calculated by multiplying the difference by the magnification. The position of this image coordinate is called the expected position of the measurement point.
[0060]
However, actually, the measurement point on the cross hatch is not always measured at the position of the predicted image coordinate. This is because the cross-hatch measurement point may be actually measured at a position shifted on the image because of the mechanical elastic deformation of the moving unit 3 and the measurement error of the measurement unit 4. Therefore, the image coordinates of the measurement point closest to the image from the predicted position is ((^DX_P,^DY_P)^T  Assuming that In order to hold this assumption, the amount of deviation due to an error or the like needs to be ½ or less of the cross hatch interval. On the contrary, when the upper limit of the deviation amount is estimated, the assumption is always true if the cross hatch interval is set to be not less than twice the upper limit value. If the image coordinates and the display coordinates are matched at this one point, all the display coordinates of the measurement points whose display positions are determined in advance are determined. Therefore, the correspondence between the display coordinates and the image coordinates is accurate at all the measurement points. It is possible to remove the influence of measurement errors and the like. In the conversion formula between image coordinates and display coordinates, if the same affine transformation formula as the formula (3) is used, the conversion formula between the image coordinates and the display coordinates can be calculated by combining three or more coordinates. it can.
[0061]
If the conversion formula thus obtained is used in step S9 in the first embodiment, output in display coordinates becomes possible.
[0062]
Embodiment 4
In the third embodiment, the conversion formula between the image coordinates and the display coordinates is configured using the affine transformation formula. However, if the following formula is used, an affine transformation is performed using a larger number of points, that is, almost all measurement points. It is possible to construct a more accurate conversion formula.
[0063]
In this example, since the measurement points are arranged in a grid, a small region SR is created for each set of nine points as shown in FIG. Then, the relationship between the image coordinates and the display coordinates is regressed with a quadratic curve for each area, and the parameters are stored for each area. The shape of the quadratic curve is, for example, the following equations (4) and (5).
[0064]
[Expression 1]

[0065]
Here, (X, Y) are coordinates before conversion, (U, V) are coordinates after conversion, and a_ij, B_ijIs a parameter of the quadratic curve. There are six a and b. When obtaining a conversion formula of image coordinates from display coordinates, (X, Y) is set as display coordinates, (U, V) is set as image coordinates, and parameters are calculated from combinations of nine coordinates. If a conversion formula from image coordinates to display coordinates is required, parameters are calculated using (X, Y) as image coordinates and (U, V) as display coordinates. These parameters are calculated for each small area, and both the image coordinates and the display coordinates of the point that is the center of the small area are stored. In actual conversion, when image coordinates are given, it is first calculated which small region belongs to which measurement point, and based on the equations (4) and (5) using the parameters of the small region to which it belongs. To calculate the conversion.
[0066]
In the affine transformation described above, the transformation calculation is constant regardless of the position on the screen. However, the distortion of the lens constituting the imaging means is small at the center of the screen and large at the peripheral part. That is, the amount of distortion varies depending on the position on the screen. In such a case, conversion calculation cannot be performed accurately with a constant calculation method on the screen. In this way, if multiple measurement points are divided into small areas, and conversion calculations are performed by changing the regression calculation parameters for each small area, different distortion amounts can be corrected depending on the position on the screen, and a more accurate display A conversion formula between coordinates and image coordinates can be obtained.
[0067]
In the case of the third embodiment, when the image coordinates and display coordinates of a plurality of measurement points are obtained in step S1, the conversion formula between the display coordinates and the image coordinates is calculated. By calculating the luminance measurement area based on the display coordinates of all the cells and obtaining the image coordinates of the luminance measurement area by applying the conversion formula, a more accurate cell position can be calculated.
[0068]
Embodiment 5
In the first embodiment, a preset threshold value calculation method such as RTh, GTh, BTh used in step S2 may be performed as follows.
[0069]
First, when a composite image of the in-cell luminance image is obtained, R is an average value or median value classified for each color for all cells in the screen._BASE, G_BASE, B_BASECalculate. Usually, since the number of defective cells should be very small compared to the number of cells on the entire screen, these values can be considered as representative luminance values of normal cells. In general, the luminance value of a normal cell differs depending on the color due to the difference in sensitivity of the image pickup means with respect to the color and the transmission characteristics of the color filter constituting the liquid crystal display device that is the inspection object. Therefore, a threshold value is configured by adding a reference value for detecting an abnormal value to a value considered to be a luminance value of these normal cells. That is,
RTh = R_BASE  + R_{STD / VALUE}
GTh = G_BASE  + G_{STD / VALUE}
BTh = B_BASE  + B_{STD / VALUE}
By doing so, it is possible to configure a threshold value that enables more accurate inspection. Where R_{STD / VALUE}, G_{STD / VALUE}And B_{STD / VALUE}Are threshold values for detecting abnormal values corresponding to R, G, and B, respectively.
[0070]
In addition, when the sensitivity characteristic by the color of the imaging unit is known in advance, the luminance may be corrected by multiplying the result of the luminance measurement obtained in step S2 by a coefficient based on the sensitivity characteristic. By doing in this way, an accurate inspection independent of the cell color can be realized.
[0071]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when a luminance average value or a median value of each cell is compared with a threshold value and there is a high luminance cell in the vicinity of the cell to be inspected, Since the threshold value is increased in accordance with the luminance value, the inspection can be performed accurately and accurately even if a bright spot defect cell having a high luminance exists.
[0072]
According to the invention of claim 2, for the luminance measurement, the luminance measurement is performed in each luminance measurement region a plurality of times by changing the exposure time of the imaging means, and the obtained luminance measurement results are combined, Since the luminance in each luminance measurement area is calculated, the shortage of the dynamic range of the imaging means can be solved, and both dark defects and bright defects can be inspected simultaneously.
[0073]
According to the invention described in claim 3, a plurality of sets of data of specific coordinate positions on the display screen in advance, positions on the image obtained by the image pickup means relating to the coordinate positions, and absolute positions of the image pickup means at that time The absolute position of the imaging means and the conversion formula on the display screen are calculated in advance, and at the time of inspection, the absolute position of the imaging means and the expected position on the image of the measurement pattern obtained using the conversion formula are calculated. Measure the position shift of the actual measurement pattern on the image, and use this shift amount to newly calculate the conversion formula between the image coordinates and the display coordinates, and use this conversion formula on the image of the inspected cell. Since the position is converted into the display coordinate position and output, the accurate display coordinate position can be output without being affected by the measurement error of the measuring means based on the elastic deformation of the moving means or the backlash.
[0074]
According to invention of Claim 4, about the said position measurement pattern, the several cell of the predetermined position on a display screen is lighted, the position of the cell of several points is measured, those are divided | segmented into a small area, For each small area, the regression of the relationship between the image coordinates and the display coordinates is regressed to correct the image distortion of the imaging means and calculate the position of each cell. can do.
[0075]
According to the invention of claim 5, in the creation of the threshold value, an average value or a median value is calculated for each cell having a different color with respect to the entire inspection region, and a reference value is added to the average value or the median value. Thus, since the threshold value is created for each cell having a different color, even if there is a difference in sensitivity due to the color of the imaging means or a difference in the amount of light emission due to the color of the cell to be inspected, the inspection can be performed accurately.
[0076]
According to the sixth aspect of the present invention, in the luminance measurement, for each cell having a different color, the luminance measurement result is corrected by multiplying the coefficient based on the sensitivity characteristic of the imaging unit. It is possible to correct the difference and accurately inspect.
[0077]
According to the seventh aspect of the present invention, there are provided imaging means for imaging the display screen, display screen control means for controlling the screen of the display screen, moving means for holding the imaging means and enabling movement, Measuring means for measuring the absolute position; processing the image on the display screen displaying the position measurement pattern imaged using the imaging means; measuring the position of each cell constituting each pixel; An image of the display screen on which the inspection pattern is displayed is processed, and a brightness measurement area is provided at each measured cell position, and brightness measurement is performed in each brightness measurement area. Calculate the average or median of the brightness measurement results, compare with the threshold value, inspect each cell, and compare the average brightness value or median value of each cell with the threshold value When there is a high brightness cell in the vicinity of the cell to be inspected, the image processing means configured to increase the threshold according to the brightness value of the neighboring cell, and the entire inspection Therefore, even if there is a bright spot defect cell having a high luminance, the inspection can be performed accurately and accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a display screen inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a display screen inspection method according to the first embodiment;
FIG. 3 is a diagram for explaining a measurement pattern according to the first embodiment.
4 is an enlarged view of a main part of FIG. 3;
5 is a diagram for explaining center positions of a plurality of cells measured from a measurement pattern according to Embodiment 1. FIG.
6A and 6B are diagrams for explaining a method of measuring the center positions of a plurality of cells from a measurement pattern according to the first embodiment. FIG. 6A is a diagram for explaining projection processing, and FIG. FIG. 6C is a diagram for explaining window installation, barycenter measurement, and line extraction, and FIG. 6C is a diagram for explaining intersection detection.
FIG. 7 is a flowchart for explaining step 2 of the display screen inspection method according to the first embodiment;
FIG. 8 is a diagram for explaining a procedure for creating an in-cell luminance image and a composite luminance image in step 2 of the display screen inspection method according to the first embodiment;
FIG. 9 is a diagram for explaining the presence / absence of a high-luminance cell in the vicinity of a pixel to be inspected in the display screen inspection method according to the first embodiment.
10 is a diagram for explaining a threshold increment coefficient map for calculating a threshold increase value by a high-luminance cell in the display screen inspection method according to the first embodiment. FIG.
FIG. 11 is a diagram for explaining a method for obtaining a conversion formula between display coordinates and absolute coordinates in the display screen inspection method according to the third embodiment;
FIG. 12 is a diagram showing an upper left corner of a display image.
FIG. 13 is a diagram for explaining a method for obtaining a conversion formula between image coordinates and display coordinates in the display screen inspection method according to the fourth embodiment;
FIG. 14 is a block diagram illustrating a conventional method for inspecting a liquid crystal display panel.
FIG. 15 is a diagram for explaining a relative positional relationship between display pixels of a liquid crystal display panel and photocells constituting an area photosensor built in a CCD camera in a conventional liquid crystal display panel inspection method;
FIG. 16 is a diagram for explaining alignment of a liquid crystal display panel in a conventional liquid crystal display panel inspection method;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging means, 2 Display screen control means, 3 Moving means, 4 Measuring means, 5 Image processing means, 6 Control means, 7 Determination result, 8 Display apparatus.

Claims

With respect to a predetermined display area of the display screen, the position of each cell constituting each pixel is measured using an image of the display screen on which the position measurement pattern is displayed, which is imaged using the imaging means, and the imaging means Using the image of the display screen on which the inspection pattern is displayed, the brightness measurement area is provided at each measured cell position, the brightness measurement is performed in each brightness measurement area, and the obtained brightness The average or median of the measurement results is calculated and compared with the threshold value, and each cell is inspected. When comparing the average brightness value or median value of each cell with the threshold value, A display screen inspection method in which when a high-luminance cell exists in the vicinity of a target cell, the threshold value is increased according to the luminance value of the cell in the vicinity.

For the luminance measurement, change the exposure time of the imaging means multiple times, measure the luminance in each luminance measurement area, synthesize the obtained luminance measurement results, and calculate the luminance in each luminance measurement area The display screen inspection method according to claim 1.

Using a plurality of sets of data of specific coordinate positions on the display screen in advance, positions on the image obtained by the imaging means relating to the coordinate positions, and absolute positions of the imaging means at that time, the absolute position of the imaging means and the display The conversion formula on the screen is calculated, and at the time of inspection, the absolute position of the imaging means, the expected position on the image of the measurement pattern obtained using the conversion formula, and the position on the image of the actual measurement pattern Measure the displacement of the image, calculate a new conversion formula between the image coordinates and the display coordinates using this displacement amount, and use this conversion equation to convert the position of the inspected cell image to the display coordinate position and output it. The display screen inspection method according to claim 1.

With respect to the position measurement pattern, a plurality of cells at predetermined positions on the display screen are turned on, the positions of a plurality of cells are measured, and the cells are divided into small areas, and the image coordinates and the display are displayed for each small area. The display screen inspection method according to claim 1, wherein the position of each cell is calculated by correcting the distortion amount of the image of the imaging means by performing a curve regression on the relationship of coordinates.

In the creation of the threshold value, the average value or median value is calculated for each cell of different colors, and the reference value is added to the average value or median value for the entire inspection area, and the threshold value is set for each cell of different colors. The display screen inspection method according to claim 1, wherein:

The display screen inspection method according to claim 1, wherein the brightness measurement is corrected by multiplying a result of the brightness measurement by a coefficient based on a sensitivity characteristic of the imaging unit for each cell having a different color.

Imaging means for imaging the display screen, display screen control means for controlling the screen of the display screen, moving means for holding and moving the imaging means, measuring means for measuring the absolute position of the imaging means, and imaging The image of the display screen that displays the position measurement pattern captured using the means is processed, the position of each cell that constitutes each pixel is measured, and the inspection pattern that is captured using the image capturing means is displayed. The display screen image is processed, a luminance measurement area is provided at each measured cell position, luminance measurement is performed in each luminance measurement area, and the average value or median value of the obtained luminance measurement results When each cell is inspected by comparing with the threshold value, and the luminance average value or median value of each cell is compared with the threshold value, the cell to be inspected is calculated. Image processing means configured to increase the threshold value in accordance with the brightness value of the neighboring cell and a control means for controlling the entire flow of the inspection. Display screen inspection device.