JP3675279B2 - 点欠陥検出装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光変調装置の点欠陥を検出する点欠陥検出装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光変調装置である液晶パネル上の輝点や黒点などの点欠陥を検出する主な方法としては、検査対象の液晶パネルを液晶プロジェクタにセットし、暗室内において実際に投影し、その投影されたものを検査員の目視検査により検出していた。
その検査方法としては、液晶プロジェクタにセットした液晶パネルにパターンジェネレータを接続し、そのパターンジェネレータから、全白、全黒、中間調、横線、斜線、白黒、黒白等の各種検査パターンを切り替えて出力して、プロジェクタによりその検査パターンを投影し、その投影された検査パターンにより、黒点、輝点、中間調輝点などの欠陥、また、隣接する画素間のショートによる欠陥を検出するものであった。
【０００３】
また、従来検査サンプルの表面の欠陥を検出するものとして、特開平６−２０７９０９号公報に記載された表面欠陥検査装置があった。
これは、ＣＣＤカメラなどの固体撮像素子により撮像された画像に欠陥部を強調する何らかの空間フィルタ演算を施してから欠陥部抽出のための二値化を行い、膨張・収縮や孤立点除去といった処理によってノイズ除去や欠陥部の整形を施すとともに、画像の光学的な輝度むらをシェーディング処理により改善することによって欠陥領域の判定を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の点欠陥の検出では、検査員の目視検査で点欠陥の検出を行うため、検査員による検査レベルのばらつきが生じるという問題点があり、また、特開平６−２０７９０９号公報に記載されたもので液晶パネルの点欠陥を検出する場合、特開平６−２０７９０９号公報に記載されたものは、ラプラシアン演算を行うため、固体撮像素子の各素子の素子特性のばらつきなどによるＣＣＤノイズの発生や横線の検査パターンを表示させた時などのモアレ縞の発生などによる背景ノイズと検査対象の液晶パネル上の点欠陥とを分離することが困難であるという問題点があった。
また、特開平３−２２７５５０号公報に記載されたようなＣＣＤノイズの除去のために３×３のメディアン処理を施すものもあるが、そのメディアン処理では処理対象となるマトリックス内の輝度値を一旦大きさで並び替えてから中央値を取り出すという作業を行うため、処理時間がかかるという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、光変調装置上の点欠陥を検査員の目視検査ではなく、自動的にかつ正確に検出することができ、その処理時間も短くすることのできる点欠陥検出装置及びその方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る点欠陥検出装置は、光変調装置と、光変調装置に表示された画像パターンを撮り込む画像撮り込み装置と、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、処理装置は、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを含むものである。
【０００７】
また、本発明に係る点欠陥検出装置は、光変調装置と、光変調装置に出力する信号を生成するパターン生成装置と、表示されたパターンを撮り込む画像撮り込み装置と、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、処理装置は、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを含むものである。
【０００８】
また、本発明に係る点欠陥検出装置は、光変調装置と、光変調装置に出力する信号を生成するパターン生成装置と、光変調装置がセットされ、光変調装置の表示に基づいた画像を投影する画像投影装置と、投影されたパターンを撮り込む画像撮り込み装置と、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、処理装置は、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを含むものである。
【０００９】
また、本発明に係る点欠陥検出装置は、光変調装置と、光変調装置に光を照射する光源と、光変調装置にパターンを表示させるパターン生成装置と、光源からの光が光変調装置によって変調され、光変調装置から出射する光を撮り込む画像撮り込み装置と、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、処理装置は、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを含むものである。
【００１０】
また、本発明に係る点欠陥検出装置の画像撮り込み装置は、光変調装置の表示に基づいた画像を、光を減衰させる減衰手段を介して撮り込むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の輝点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が＋方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の黒点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が−方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタである。
【００１１】
また、本発明に係る点欠陥検出装置の処理装置は、さらに、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データから、画像撮り込み装置のノイズ及び光変調装置の点欠陥部を除去し、さらに膨張させた膨張背景画像を生成し、その生成した膨張背景画像を、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに合成する膨張背景画像生成機能を含むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の処理装置は、さらに、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データから、光変調装置の表示領域のみのマスク画像を生成し、その生成したマスク画像を、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像に合成するマスク機能を含むものである。
【００１２】
また、本発明に係る点欠陥検出装置の処理装置は、さらに、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データの輝度むらを補正する機能を含むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の輝度むらを補正する機能は、光学的に場所による透過率を変化させたグラディエントフィルタを使用して補正を行うものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の輝度むらを補正する機能は、空間フィルタを使用した演算処理により補正を行うものである。
【００１３】
また、本発明に係る点欠陥検出装置のノイズ除去機能は、空間フィルタを使用した演算処理により画像撮り込み装置のノイズの除去を行うものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置は、点欠陥検出機能から出力された点欠陥情報を表示する表示装置を備えるものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の画像撮り込み装置は、光変調装置の１００％付近の輝点は飽和させる条件で画像を撮り込むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の光変調装置は、液晶パネルである。
【００１４】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置によって変調された光に基づく画像パターンを撮り込む工程と、撮り込まれた画像データから光変調装置の点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる。
【００１５】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置にパターンを表示させる工程と、光変調装置によって変調された光に基づく画像パターンを撮り込む工程と、撮り込まれた画像データから点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる。
【００１６】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置にパターンを表示させる工程と、光変調装置によって変調された光に基づく画像パターンを投影する工程と、投影された画像パターンを撮り込む工程と、撮り込まれた画像データから点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる。
【００１７】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置に光を照射する工程と、光変調装置にパターンを表示させる工程と、光変調装置によって変調された光を撮り込む工程と、撮り込まれた光に基づく画像データから点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる。
【００１８】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置によって変調された光を撮り込む際、光を減衰させる減衰手段を介して撮り込むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、輝点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が＋方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタである。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、黒点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が−方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタである。
【００１９】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、撮り込まれた画像データから、光変調装置の点欠陥部を含むノイズを除去し、さらに膨張させた膨張背景画像を生成し、その生成した膨張背景画像を、撮り込まれた画像データに合成する工程からなる。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、撮り込まれた画像データから、光変調装置の表示領域のみのマスク画像を生成し、その生成したマスク画像を、点欠陥部が強調された画像に合成する工程からなる。
【００２０】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、撮り込まれた画像データの輝度むらを補正する工程からなる。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、輝度むらを補正する工程は、光学的に場所による透過率を変化させたグラディエントフィルタを使用して補正を行うものである。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、輝度むらを補正する工程は、空間フィルタを使用した演算処理により補正を行うものである。
【００２１】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、撮り込まれた画像データから光変調装置の点欠陥部以外のノイズを除去する際、空間フィルタを使用した演算処理によりノイズの除去処理を行うものである。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置によって変調された光を撮り込む際、
光変調装置の１００％付近の輝点は飽和させる条件で画像を撮り込むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出方法において、光変調装置は液晶パネルである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態に係る点欠陥検出装置の構成を示す図である。
図において、１は検査対象の光変調装置である液晶パネル、２は画像投影装置であるプロジェクタであり、液晶パネル１を外部からセットできるようになっている。３は液晶パネル１に各種パターンを出力するパターン生成装置であるパターンジェネレータ、４はスクリーン、５はスクリーンに投影された画像を撮影する画像撮り込み装置であるＣＣＤカメラであり、液晶パネル１の解像度以上の解像度を有するＣＣＤを搭載している。６はパターンジェネレータ３及びＣＣＤカメラ５を制御し、液晶パネル１の点欠陥を検出するコンピュータ装置、７はコンピュータ装置６に接続された表示装置である。
【００２３】
次に、この実施の形態の点欠陥検出動作について説明する。
図２はこの実施の形態の点欠陥検出動作を示す説明するための説明図であり、図２に示す動作はコンピュータ装置６上で実行されるプログラムにより実現されているものである。
図３〜図１０は点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
まず、プロジェクタ２に検査対象の液晶パネル１をセットし、コンピュータ装置６によりパターンジェネレータ３を制御し液晶パネル１上に特定のパターンを表示させ、それをプロジェクタ２によりスクリーン４に投影する。
そして、スクリーン４上に投影された画像をＣＣＤカメラ５で撮影し、その撮影データの画像をコンピュータ装置６に出力し、コンピュータ装置６により点欠陥検出処理を行い液晶パネル１の点欠陥の検出結果を表示装置７などに表示するなどして出力する。
【００２４】
ここで、コンピュータ装置６による点欠陥検出の動作について説明する。
まず、ＣＣＤカメラ５にも素子特性のばらつきなどにより隣接する素子よりも著しく明るい又は暗い画素が存在している。
そして、このようなＣＣＤカメラ５でスクリーン４上に投影された画像を撮影した撮影データの画像としては、図３に示すように、ＣＣＤカメラ５の素子特性のばらつきなどによるＣＣＤノイズ（図３のａ部）と液晶パネル１の輝点の点欠陥による欠陥部（図３のｂ部）の両方が混在した画像となっている（図２のＳ１００）。
なお、ここでは、投影された画像の光学的な輝度むらを、プロジェクタ２に光学的に場所による透過率を変化させたグラディエントフィルタを用いるか、コンピュータ装置６側でシェーディング処理を施すなどして改善しているものとして説明する。
【００２５】
この図３に示すような画像に基づいて、液晶パネル１の点欠陥の検出を行うと、液晶パネル１の点欠陥による欠陥部の情報だけではなく、ＣＣＤカメラ５の素子特性のばらつきなどによるＣＣＤノイズの情報も液晶パネル１の点欠陥として検出してしまうことになる。
そこで、図３に示すように、ＣＣＤカメラ５のＣＣＤノイズはＣＣＤ素子１画素分として現れ、液晶パネル１の点欠陥は、ＣＣＤカメラ５の解像度を液晶パネル１の解像度以上にしているので、ＣＣＤ素子の数画素分として現れるため、これを利用してＣＣＤカメラ５で撮影した画像に対して空間フィルタを使用しＣＣＤノイズの除去を行っている（図２のＳ１０１）。
【００２６】
この実施の形態では、空間フィルタとして、２×２Ｏｐｅｎ（収縮＋膨張）フィルタを使用してＣＣＤノイズの除去処理を行っている。
２×２Ｏｐｅｎフィルタは、収縮と膨張を実行するフィルタで、暗い背景に明るいオブジェクトのある画像では小さな点を消す作用がある。
この２×２Ｏｐｅｎ（収縮＋膨張）フィルタにより図３に示す画像を処理した結果は、図４に示すように、ＣＣＤカメラ５の素子特性のばらつきなどによるＣＣＤノイズが除去され、液晶パネル１の点欠陥のみの情報を持つ画像となる。
この２×２Ｏｐｅｎフィルタによる処理は、メディアン処理よりも高速に処理できるため、処理時間を短縮させることができる。
【００２７】
また、図４に示すような画像の場合、後述する点欠陥強調演算の際に画像のエッジ部分の演算が正確にできないため、ＣＣＤノイズや点欠陥の欠陥部などのない膨張させた背景画像を生成し、図４に示す画像に合成する処理を行う（図２のＳ１０２〜Ｓ１０４）。
まず、図３に示す画像に、１１×１１のＯｐｅｎフィルタを作用させ、図５に示すような背景画像を生成し（図２のＳ１０２）、さらに、図５に示す画像に１１×１１の膨張処理を２回実施することにより、図６に示すような元画像よりも大きな膨張背景画像を生成する（図２のＳ１０３）。
【００２８】
そして、図４に示すようなＣＣＤノイズが除去された画像と図６に示すような膨張背景画像をｍａｘｉｍｕｍ演算により２枚の画像の明るい方の画像を残すように合成し、図７に示すような画像を生成する（図２のＳ１０４）。
この膨張背景画像を生成し、ＣＣＤノイズが除去された画像と合成することにより、投影された画像の周囲に継ぎ目無く膨張画像を付加することができる。
【００２９】
そして、図７に示すような膨張背景画像が合成された画像では、微少なレベルの輝点欠陥などの検出が難しいため、空間フィルタを使用して欠陥強調演算を行う（図２のＳ１０５）。
この実施の形態では、空間フィルタとして輝点欠陥の強調には７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ、黒点欠陥の強調には７×７Ｗｅｌｌフィルタを使用して、点欠陥の強調処理を行っている。
【００３０】
７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び７×７Ｗｅｌｌフィルタは共に、周囲に対して孤立しているかを検出するため、着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差がより強調されるように重み付けをして畳み込み演算するためのフィルタであり、例えば図１１に示すような空間フィルタである。図１１において、図１１の（ａ）は７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ、図１１の（ｂ）は７×７Ｗｅｌｌフィルタの一例を示している。
【００３１】
ここで、まず、図７に示す輝点欠陥の強調について説明する。
図７に示すような輝点欠陥を有する画像を、図１１の（ａ）に示すような、７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタにより強調処理した結果は、図８に示すように輝度の小さい輝点欠陥が強調され点欠陥が検出しやすい画像となっている。
また、図７に示す画像は背景画像が膨張されて合成されているため、強調処理において実際の投影範囲の画像のエッジ部が強調されることがなくエッジ部周辺の欠陥も正確に強調されている。
【００３２】
そして、図８に示すような点欠陥の強調処理後の画像は、背景画像が膨張されて合成された画像を処理した結果のため、実際の投影範囲の画像以外の余分な画像が存在する。
したがって、図３に示す画像を小さなマトリックスのＯｐｅｎ処理などで、微少な欠陥部を消し（図２のＳ１０６）、その画像を二値化するなどして（図２のＳ１０７）、図９に示すような実際の投影範囲のみのマスク画像を生成する（図２のＳ１０８）。
【００３３】
そして、図８に示す画像と図９に示す画像をＡＮＤ演算し（図２のＳ１０９）、図１０に示すような結果画像を生成する。
そして、図１０に示すような結果画像をあるしきい値で二値化するなどして点欠陥の検出を行う（図２のＳ１１０）。
これらの処理により、投影範囲のエッジ部の点欠陥の強調も正確に処理され、点欠陥を容易に検出する事ができるようになっている。
【００３４】
また、点欠陥が、図１２に示すように黒点欠陥の場合は、７×７Ｗｅｌｌフィルタにより点欠陥の強調処理を行い、図１３に示すような画像とし、さらに、強調処理後の画像から実際の投影範囲のみのデータを取り出すことにより、図１４に示すように投影範囲のエッジ部の点欠陥の強調も正確に処理され、点欠陥を容易に検出する事ができるようになっている。
なお、点欠陥が黒点欠陥の場合は、７×７Ｗｅｌｌフィルタによる処理において投影画像部のエッジは外側に形成されるため、輝点欠陥のように背景画像を膨張させて合成する必要はなく、図１２に示す画像を７×７Ｗｅｌｌフィルタにより処理した図１３に示す画像と図９に示すマスク画像をＡＮＤ演算することにより（図２のＳ１１１）、図１４に示す結果画像を得ることができる（図２のＳ１１２）。
【００３５】
この実施の形態によれば、Ｏｐｅｎフィルタにより、ＣＣＤノイズを除去し、Ｏｐｅｎフィルタを使用して背景画像の膨張背景画像を生成し、その画像を元の投影画像に合成し、７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び７×７Ｗｅｌｌフィルタにより液晶パネルの点欠陥部を強調するようにしたので、点欠陥の検出に関する計算処理を短くすることができ、投影画像のエッジ部の点欠陥も正確に検出することが可能となる。
また、７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタや７×７Ｗｅｌｌフィルタでは、周囲に対して孤立しているものが強調されているので、液晶パネルの点欠陥のような周囲に対して孤立しているものは強調され、モアレ縞のように周囲に対して孤立していないものは強調されない。従って、モアレ縞が発生している画像においても、液晶パネルの点欠陥部のみ強調され、その結果画像を二値化などすることにより液晶パネルの点欠陥を正確に検出することが可能となる。
【００３６】
なお、実施の形態では、検査対象の液晶パネル１を透過型の液晶パネルとして説明したが、反射型の液晶パネルでもよく、また、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）などの検査にも適用することができる。
【００３７】
また、実施の形態では、点欠陥を強調する空間フィルタとして、７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び７×７Ｗｅｌｌフィルタを使用したが、図１４に示すような５×５Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び５×５Ｗｅｌｌフィルタなどの他のＴｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌフィルタを空間フィルタとして使用してもよい。
図１４において、図１４の（ａ）は５×５Ｔｏｐｈａｔフィルタ、図１４の（ｂ）は５×５Ｗｅｌｌフィルタの一例を示している。
なお、Ｔｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌフィルタによる重み付けは、図１１及び図１４に示すものに限定されるものではなく、他の重み付けを有するＴｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌフィルタを使用してもよい。
【００３８】
また、この実施の形態では、図１に示すように、プロジェクタ２により画像を投影し、その投影された画像をＣＣＤカメラ５で撮影するようになっているが、図１６に示すように、検査対象の液晶パネル１を透過した光を直接ＣＣＤカメラ５で取り込むようにしてもよい。
図１６において、１は検査対象の液晶パネル、３は液晶パネル１に各種パターンを出力するパターンジェネレータ、５は液晶パネルを透過した光を取り込むＣＣＤカメラであり、液晶パネル１の解像度以上の解像度を有するＣＣＤを搭載している。６はパターンジェネレータ３及びＣＣＤカメラ５を制御し、液晶パネル１の点欠陥を検出するコンピュータ装置、７はコンピュータ装置６に接続された表示装置、８は液晶パネル１に光を照射する光源、９は液晶パネル１を透過する光を減衰させる高速シャッターや減光フィルタなどの減衰手段である。
【００３９】
次に、この点欠陥検出装置の動作について説明する。
まず、検査対象の液晶パネル１に光源から光を照射し、コンピュータ装置６によりパターンジェネレータ３を制御し液晶パネル１上に特定のパターンを表示させ、その液晶パネル１を透過した光を減衰手段９を介してＣＣＤカメラ５で撮影し、その撮影データの画像をコンピュータ装置６に出力し、コンピュータ装置６により点欠陥検出処理を行い液晶パネル１の点欠陥の検出結果を表示装置７などに表示するなどして出力する。
コンピュータ装置６による点欠陥検出の動作については、上記の図１に示す点欠陥検出装置と同様であり、コンピュータ装置６により各種空間フィルタを使用して、ＣＣＤカメラ５で撮影した画像を処理し、点欠陥の検出を行う。
【００４０】
また、この実施の形態では、図１及び図１６に示すように、コンピュータ装置６を使用して点欠陥の検出処理を行っているが、これに限らず、上記のような点欠陥検出処理の動作を行うものであれば、ＣＰＵボードや専用ＬＳＩなどを使用してもよい。
この図１に示す点欠陥検出装置の場合、プロジェクタ２内に、パターンジェネレータ３とＣＣＤカメラ５を内蔵させ、さらにＣＰＵボードや専用ＬＳＩなどを組み込み、点欠陥検出処理を行わせることにより、１筐体で点欠陥検出装置を構成すれば、設置場所をとらず、簡単に液晶パネルの点欠陥の検出を行うことが可能となる。
【００４１】
また、図１６に示す点欠陥検出装置の場合、１筐体内にパターンジェネレータ３、ＣＣＤカメラ５、光源８及び減衰手段９を内蔵させ、さらにＣＰＵボードや専用ＬＳＩなどを組み込み、点欠陥検出処理を行わせることにより、１筐体で点欠陥検出装置を構成することができ、設置場所をとらず、また、その筐体を完全密封の状態にすれば、暗室内で作業する必要もなく、作業員のストレスを軽減でき、簡単に液晶パネルの点欠陥の検出を行うことが可能となる。
【００４２】
また、この実施の形態では、投影された画像の光学的な輝度むらを改善しているものとして説明しているが、ここで、この光学的な輝度むらを改善するシェーディング処理について説明する。
まず、ＣＣＤカメラ５で撮影した画像から、液晶パネルの点欠陥やＣＣＤノイズを除去した輝度むらの情報のみの画像を生成する。
そして、元画像から輝度むらの情報のみの画像を減算または除算することにより、輝度むらのない画像を生成する。
ここでは、輝度むらの情報のみの画像を、１１×１１のＯｐｅｎフィルタを作用させた後、１１×１１の膨張処理を施すことにより生成させている。
【００４３】
また、この実施の形態ではＣＣＤカメラ５での画像の撮り込みは、ＣＣＤカメラ５のカメラ絞りやシャッター速度などの調整により、通常の撮り込みを行い１００％輝点でもＣＣＤカメラ５のＣＣＤが飽和しないようにしているが、微弱な輝点欠陥をより検出できるように、ＣＣＤカメラ５のカメラ絞りやシャッター速度などの調整により、１００％付近の輝点は飽和させるようにして、微弱な輝点欠陥をより正確に検出できるようにしてもよい。
この場合、１００％付近の輝点欠陥は、通常の撮り込みで検出し、微弱な輝点欠陥の検出は、１００％付近の輝点を飽和させるようにＣＣＤカメラを調整する撮り込みで検出するようにしてもよい。
【００４４】
また、この実施の形態ではＣＣＤカメラ５での画像を撮り込んでいるが、液晶パネルの表示に基づいた表示画像を撮り込むことのできるものであれば、他の装置などで撮り込むようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、処理装置のノイズ除去機能により、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去し、処理装置の点欠陥強調機能により、ノイズ除去により除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調し、処理装置の点欠陥検出機能により、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力するようにしたので、点欠陥の検出に関する計算処理を短くすることができるという効果を有する。
【００４６】
また、処理装置の膨張背景画像生成機能により、画像撮り込み装置から撮り込まれた画像データから、画像撮り込み装置のノイズ及び光変調装置の点欠陥部を除去し、さらに膨張させた膨張背景画像を生成し、画像撮り込み装置から撮り込まれた画像データに合成するようにしたので、光変調装置の表示部のエッジ部の点欠陥も正確に検出することができる、また、マスク機能により、画像撮り込み装置から撮り込まれた画像データから、光変調装置の表示領域のみのマスク画像を生成し、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像に合成するようにしたので、光変調装置の表示領域外のデータが無くなり、正確に点欠陥を検出することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る点欠陥検出装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態の点欠陥検出動作を示す説明するための説明図である。
【図３】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図４】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図５】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図６】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図７】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図８】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図９】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図１０】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図１１】７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び７×７Ｗｅｌｌフィルタの一例を示す図である。
【図１２】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図１３】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図１４】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図１５】Ｔｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌフィルタの他の例を示す図である。
【図１６】点欠陥検出装置の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 検査対象の液晶パネル
２ プロジェクタ
３ パターンジェネレータ
４ スクリーン
５ ＣＣＤカメラ
６ コンピュータ装置
７ 表示装置
８ 光源
９ 減衰手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、光変調装置の点欠陥を検出する点欠陥検出装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光変調装置である液晶パネル上の輝点や黒点などの点欠陥を検出する主な方法としては、検査対象の液晶パネルを液晶プロジェクタにセットし、暗室内において実際に投影し、その投影されたものを検査員の目視検査により検出していた。
その検査方法としては、液晶プロジェクタにセットした液晶パネルにパターンジェネレータを接続し、そのパターンジェネレータから、全白、全黒、中間調、横線、斜線、白黒、黒白等の各種検査パターンを切り替えて出力して、プロジェクタによりその検査パターンを投影し、その投影された検査パターンにより、黒点、輝点、中間調輝点などの欠陥、また、隣接する画素間のショートによる欠陥を検出するものであった。
【０００３】
また、従来検査サンプルの表面の欠陥を検出するものとして、特開平６−２０７９０９号公報に記載された表面欠陥検査装置があった。
これは、ＣＣＤカメラなどの固体撮像素子により撮像された画像に欠陥部を強調する何らかの空間フィルタ演算を施してから欠陥部抽出のための二値化を行い、膨張・収縮や孤立点除去といった処理によってノイズ除去や欠陥部の整形を施すとともに、画像の光学的な輝度むらをシェーディング処理により改善することによって欠陥領域の判定を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の点欠陥の検出では、検査員の目視検査で点欠陥の検出を行うため、検査員による検査レベルのばらつきが生じるという問題点があり、また、特開平６−２０７９０９号公報に記載されたもので液晶パネルの点欠陥を検出する場合、特開平６−２０７９０９号公報に記載されたものは、ラプラシアン演算を行うため、固体撮像素子の各素子の素子特性のばらつきなどによるＣＣＤノイズの発生や横線の検査パターンを表示させた時などのモアレ縞の発生などによる背景ノイズと検査対象の液晶パネル上の点欠陥とを分離することが困難であるという問題点があった。
また、特開平３−２２７５５０号公報に記載されたようなＣＣＤノイズの除去のために３×３のメディアン処理を施すものもあるが、そのメディアン処理では処理対象となるマトリックス内の輝度値を一旦大きさで並び替えてから中央値を取り出すという作業を行うため、処理時間がかかるという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、光変調装置上の点欠陥を検査員の目視検査ではなく、自動的にかつ正確に検出することができ、その処理時間も短くすることのできる点欠陥検出装置及びその方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る点欠陥検出装置は、光変調装置と、光変調装置に表示された画像パターンを撮り込む画像撮り込み装置と、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、処理装置は、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを含むものである。
【０００７】
また、本発明に係る点欠陥検出装置は、光変調装置と、光変調装置に出力する信号を生成するパターン生成装置と、表示されたパターンを撮り込む画像撮り込み装置と、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、処理装置は、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを含むものである。
【０００８】
また、本発明に係る点欠陥検出装置は、光変調装置と、光変調装置に出力する信号を生成するパターン生成装置と、光変調装置がセットされ、光変調装置の表示に基づいた画像を投影する画像投影装置と、投影されたパターンを撮り込む画像撮り込み装置と、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、処理装置は、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを含むものである。
【０００９】
また、本発明に係る点欠陥検出装置は、光変調装置と、光変調装置に光を照射する光源と、光変調装置にパターンを表示させるパターン生成装置と、光源からの光が光変調装置によって変調され、光変調装置から出射する光を撮り込む画像撮り込み装置と、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、処理装置は、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能とを含むものである。
【００１０】
また、本発明に係る点欠陥検出装置の画像撮り込み装置は、光変調装置の表示に基づいた画像を、光を減衰させる減衰手段を介して撮り込むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の輝点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が＋方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の黒点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が−方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタである。
【００１１】
また、本発明に係る点欠陥検出装置の処理装置は、さらに、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データから、画像撮り込み装置のノイズ及び光変調装置の点欠陥部を除去し、さらに膨張させた膨張背景画像を生成し、その生成した膨張背景画像を、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに合成する膨張背景画像生成機能を含むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の処理装置は、さらに、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データから、光変調装置の表示領域のみのマスク画像を生成し、その生成したマスク画像を、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像に合成するマスク機能を含むものである。
【００１２】
また、本発明に係る点欠陥検出装置の処理装置は、さらに、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データの輝度むらを補正する機能を含むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の輝度むらを補正する機能は、光学的に場所による透過率を変化させたグラディエントフィルタを使用して補正を行うものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の輝度むらを補正する機能は、空間フィルタを使用した演算処理により補正を行うものである。
【００１３】
また、本発明に係る点欠陥検出装置のノイズ除去機能は、空間フィルタを使用した演算処理により画像撮り込み装置のノイズの除去を行うものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置は、点欠陥検出機能から出力された点欠陥情報を表示する表示装置を備えるものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の画像撮り込み装置は、光変調装置の１００％付近の輝点は飽和させる条件で画像を撮り込むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出装置の光変調装置は、液晶パネルである。
【００１４】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置によって変調された光に基づく画像パターンを撮り込む工程と、撮り込まれた画像データから光変調装置の点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる。
【００１５】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置にパターンを表示させる工程と、光変調装置によって変調された光に基づく画像パターンを撮り込む工程と、撮り込まれた画像データから点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる。
【００１６】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置にパターンを表示させる工程と、光変調装置によって変調された光に基づく画像パターンを投影する工程と、投影された画像パターンを撮り込む工程と、撮り込まれた画像データから点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる。
【００１７】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置の点欠陥検出方法において、光変調装置に光を照射する工程と、光変調装置にパターンを表示させる工程と、光変調装置によって変調された光を撮り込む工程と、撮り込まれた光に基づく画像データから点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる。
【００１８】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置によって変調された光を撮り込む際、光を減衰させる減衰手段を介して撮り込むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、輝点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が＋方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタである。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、黒点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が−方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタである。
【００１９】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、撮り込まれた画像データから、光変調装置の点欠陥部を含むノイズを除去し、さらに膨張させた膨張背景画像を生成し、その生成した膨張背景画像を、撮り込まれた画像データに合成する工程からなる。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、撮り込まれた画像データから、光変調装置の表示領域のみのマスク画像を生成し、その生成したマスク画像を、点欠陥部が強調された画像に合成する工程からなる。
【００２０】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、撮り込まれた画像データの輝度むらを補正する工程からなる。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、輝度むらを補正する工程は、光学的に場所による透過率を変化させたグラディエントフィルタを使用して補正を行うものである。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、輝度むらを補正する工程は、空間フィルタを使用した演算処理により補正を行うものである。
【００２１】
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、撮り込まれた画像データから光変調装置の点欠陥部以外のノイズを除去する際、空間フィルタを使用した演算処理によりノイズの除去処理を行うものである。
また、本発明に係る点欠陥検出方法は、光変調装置によって変調された光を撮り込む際、
光変調装置の１００％付近の輝点は飽和させる条件で画像を撮り込むものである。
また、本発明に係る点欠陥検出方法において、光変調装置は液晶パネルである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態に係る点欠陥検出装置の構成を示す図である。
図において、１は検査対象の光変調装置である液晶パネル、２は画像投影装置であるプロジェクタであり、液晶パネル１を外部からセットできるようになっている。３は液晶パネル１に各種パターンを出力するパターン生成装置であるパターンジェネレータ、４はスクリーン、５はスクリーンに投影された画像を撮影する画像撮り込み装置であるＣＣＤカメラであり、液晶パネル１の解像度以上の解像度を有するＣＣＤを搭載している。６はパターンジェネレータ３及びＣＣＤカメラ５を制御し、液晶パネル１の点欠陥を検出するコンピュータ装置、７はコンピュータ装置６に接続された表示装置である。
【００２３】
次に、この実施の形態の点欠陥検出動作について説明する。
図２はこの実施の形態の点欠陥検出動作を示す説明するための説明図であり、図２に示す動作はコンピュータ装置６上で実行されるプログラムにより実現されているものである。
図３〜図１０は点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
まず、プロジェクタ２に検査対象の液晶パネル１をセットし、コンピュータ装置６によりパターンジェネレータ３を制御し液晶パネル１上に特定のパターンを表示させ、それをプロジェクタ２によりスクリーン４に投影する。
そして、スクリーン４上に投影された画像をＣＣＤカメラ５で撮影し、その撮影データの画像をコンピュータ装置６に出力し、コンピュータ装置６により点欠陥検出処理を行い液晶パネル１の点欠陥の検出結果を表示装置７などに表示するなどして出力する。
【００２４】
ここで、コンピュータ装置６による点欠陥検出の動作について説明する。
まず、ＣＣＤカメラ５にも素子特性のばらつきなどにより隣接する素子よりも著しく明るい又は暗い画素が存在している。
そして、このようなＣＣＤカメラ５でスクリーン４上に投影された画像を撮影した撮影データの画像としては、図３に示すように、ＣＣＤカメラ５の素子特性のばらつきなどによるＣＣＤノイズ（図３のａ部）と液晶パネル１の輝点の点欠陥による欠陥部（図３のｂ部）の両方が混在した画像となっている（図２のＳ１００）。
なお、ここでは、投影された画像の光学的な輝度むらを、プロジェクタ２に光学的に場所による透過率を変化させたグラディエントフィルタを用いるか、コンピュータ装置６側でシェーディング処理を施すなどして改善しているものとして説明する。
【００２５】
この図３に示すような画像に基づいて、液晶パネル１の点欠陥の検出を行うと、液晶パネル１の点欠陥による欠陥部の情報だけではなく、ＣＣＤカメラ５の素子特性のばらつきなどによるＣＣＤノイズの情報も液晶パネル１の点欠陥として検出してしまうことになる。
そこで、図３に示すように、ＣＣＤカメラ５のＣＣＤノイズはＣＣＤ素子１画素分として現れ、液晶パネル１の点欠陥は、ＣＣＤカメラ５の解像度を液晶パネル１の解像度以上にしているので、ＣＣＤ素子の数画素分として現れるため、これを利用してＣＣＤカメラ５で撮影した画像に対して空間フィルタを使用しＣＣＤノイズの除去を行っている（図２のＳ１０１）。
【００２６】
この実施の形態では、空間フィルタとして、２×２Ｏｐｅｎ（収縮＋膨張）フィルタを使用してＣＣＤノイズの除去処理を行っている。
２×２Ｏｐｅｎフィルタは、収縮と膨張を実行するフィルタで、暗い背景に明るいオブジェクトのある画像では小さな点を消す作用がある。
この２×２Ｏｐｅｎ（収縮＋膨張）フィルタにより図３に示す画像を処理した結果は、図４に示すように、ＣＣＤカメラ５の素子特性のばらつきなどによるＣＣＤノイズが除去され、液晶パネル１の点欠陥のみの情報を持つ画像となる。
この２×２Ｏｐｅｎフィルタによる処理は、メディアン処理よりも高速に処理できるため、処理時間を短縮させることができる。
【００２７】
また、図４に示すような画像の場合、後述する点欠陥強調演算の際に画像のエッジ部分の演算が正確にできないため、ＣＣＤノイズや点欠陥の欠陥部などのない膨張させた背景画像を生成し、図４に示す画像に合成する処理を行う（図２のＳ１０２〜Ｓ１０４）。
まず、図３に示す画像に、１１×１１のＯｐｅｎフィルタを作用させ、図５に示すような背景画像を生成し（図２のＳ１０２）、さらに、図５に示す画像に１１×１１の膨張処理を２回実施することにより、図６に示すような元画像よりも大きな膨張背景画像を生成する（図２のＳ１０３）。
【００２８】
そして、図４に示すようなＣＣＤノイズが除去された画像と図６に示すような膨張背景画像をｍａｘｉｍｕｍ演算により２枚の画像の明るい方の画像を残すように合成し、図７に示すような画像を生成する（図２のＳ１０４）。
この膨張背景画像を生成し、ＣＣＤノイズが除去された画像と合成することにより、投影された画像の周囲に継ぎ目無く膨張画像を付加することができる。
【００２９】
そして、図７に示すような膨張背景画像が合成された画像では、微少なレベルの輝点欠陥などの検出が難しいため、空間フィルタを使用して欠陥強調演算を行う（図２のＳ１０５）。
この実施の形態では、空間フィルタとして輝点欠陥の強調には７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ、黒点欠陥の強調には７×７Ｗｅｌｌフィルタを使用して、点欠陥の強調処理を行っている。
【００３０】
７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び７×７Ｗｅｌｌフィルタは共に、周囲に対して孤立しているかを検出するため、着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差がより強調されるように重み付けをして畳み込み演算するためのフィルタであり、例えば図１１に示すような空間フィルタである。図１１において、図１１の（ａ）は７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ、図１１の（ｂ）は７×７Ｗｅｌｌフィルタの一例を示している。
【００３１】
ここで、まず、図７に示す輝点欠陥の強調について説明する。
図７に示すような輝点欠陥を有する画像を、図１１の（ａ）に示すような、７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタにより強調処理した結果は、図８に示すように輝度の小さい輝点欠陥が強調され点欠陥が検出しやすい画像となっている。
また、図７に示す画像は背景画像が膨張されて合成されているため、強調処理において実際の投影範囲の画像のエッジ部が強調されることがなくエッジ部周辺の欠陥も正確に強調されている。
【００３２】
そして、図８に示すような点欠陥の強調処理後の画像は、背景画像が膨張されて合成された画像を処理した結果のため、実際の投影範囲の画像以外の余分な画像が存在する。
したがって、図３に示す画像を小さなマトリックスのＯｐｅｎ処理などで、微少な欠陥部を消し（図２のＳ１０６）、その画像を二値化するなどして（図２のＳ１０７）、図９に示すような実際の投影範囲のみのマスク画像を生成する（図２のＳ１０８）。
【００３３】
そして、図８に示す画像と図９に示す画像をＡＮＤ演算し（図２のＳ１０９）、図１０に示すような結果画像を生成する。
そして、図１０に示すような結果画像をあるしきい値で二値化するなどして点欠陥の検出を行う（図２のＳ１１０）。
これらの処理により、投影範囲のエッジ部の点欠陥の強調も正確に処理され、点欠陥を容易に検出する事ができるようになっている。
【００３４】
また、点欠陥が、図１２に示すように黒点欠陥の場合は、７×７Ｗｅｌｌフィルタにより点欠陥の強調処理を行い、図１３に示すような画像とし、さらに、強調処理後の画像から実際の投影範囲のみのデータを取り出すことにより、図１４に示すように投影範囲のエッジ部の点欠陥の強調も正確に処理され、点欠陥を容易に検出する事ができるようになっている。
なお、点欠陥が黒点欠陥の場合は、７×７Ｗｅｌｌフィルタによる処理において投影画像部のエッジは外側に形成されるため、輝点欠陥のように背景画像を膨張させて合成する必要はなく、図１２に示す画像を７×７Ｗｅｌｌフィルタにより処理した図１３に示す画像と図９に示すマスク画像をＡＮＤ演算することにより（図２のＳ１１１）、図１４に示す結果画像を得ることができる（図２のＳ１１２）。
【００３５】
この実施の形態によれば、Ｏｐｅｎフィルタにより、ＣＣＤノイズを除去し、Ｏｐｅｎフィルタを使用して背景画像の膨張背景画像を生成し、その画像を元の投影画像に合成し、７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び７×７Ｗｅｌｌフィルタにより液晶パネルの点欠陥部を強調するようにしたので、点欠陥の検出に関する計算処理を短くすることができ、投影画像のエッジ部の点欠陥も正確に検出することが可能となる。
また、７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタや７×７Ｗｅｌｌフィルタでは、周囲に対して孤立しているものが強調されているので、液晶パネルの点欠陥のような周囲に対して孤立しているものは強調され、モアレ縞のように周囲に対して孤立していないものは強調されない。従って、モアレ縞が発生している画像においても、液晶パネルの点欠陥部のみ強調され、その結果画像を二値化などすることにより液晶パネルの点欠陥を正確に検出することが可能となる。
【００３６】
なお、実施の形態では、検査対象の液晶パネル１を透過型の液晶パネルとして説明したが、反射型の液晶パネルでもよく、また、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）などの検査にも適用することができる。
【００３７】
また、実施の形態では、点欠陥を強調する空間フィルタとして、７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び７×７Ｗｅｌｌフィルタを使用したが、図１４に示すような５×５Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び５×５Ｗｅｌｌフィルタなどの他のＴｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌフィルタを空間フィルタとして使用してもよい。
図１４において、図１４の（ａ）は５×５Ｔｏｐｈａｔフィルタ、図１４の（ｂ）は５×５Ｗｅｌｌフィルタの一例を示している。
なお、Ｔｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌフィルタによる重み付けは、図１１及び図１４に示すものに限定されるものではなく、他の重み付けを有するＴｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌフィルタを使用してもよい。
【００３８】
また、この実施の形態では、図１に示すように、プロジェクタ２により画像を投影し、その投影された画像をＣＣＤカメラ５で撮影するようになっているが、図１６に示すように、検査対象の液晶パネル１を透過した光を直接ＣＣＤカメラ５で取り込むようにしてもよい。
図１６において、１は検査対象の液晶パネル、３は液晶パネル１に各種パターンを出力するパターンジェネレータ、５は液晶パネルを透過した光を取り込むＣＣＤカメラであり、液晶パネル１の解像度以上の解像度を有するＣＣＤを搭載している。６はパターンジェネレータ３及びＣＣＤカメラ５を制御し、液晶パネル１の点欠陥を検出するコンピュータ装置、７はコンピュータ装置６に接続された表示装置、８は液晶パネル１に光を照射する光源、９は液晶パネル１を透過する光を減衰させる高速シャッターや減光フィルタなどの減衰手段である。
【００３９】
次に、この点欠陥検出装置の動作について説明する。
まず、検査対象の液晶パネル１に光源から光を照射し、コンピュータ装置６によりパターンジェネレータ３を制御し液晶パネル１上に特定のパターンを表示させ、その液晶パネル１を透過した光を減衰手段９を介してＣＣＤカメラ５で撮影し、その撮影データの画像をコンピュータ装置６に出力し、コンピュータ装置６により点欠陥検出処理を行い液晶パネル１の点欠陥の検出結果を表示装置７などに表示するなどして出力する。
コンピュータ装置６による点欠陥検出の動作については、上記の図１に示す点欠陥検出装置と同様であり、コンピュータ装置６により各種空間フィルタを使用して、ＣＣＤカメラ５で撮影した画像を処理し、点欠陥の検出を行う。
【００４０】
また、この実施の形態では、図１及び図１６に示すように、コンピュータ装置６を使用して点欠陥の検出処理を行っているが、これに限らず、上記のような点欠陥検出処理の動作を行うものであれば、ＣＰＵボードや専用ＬＳＩなどを使用してもよい。
この図１に示す点欠陥検出装置の場合、プロジェクタ２内に、パターンジェネレータ３とＣＣＤカメラ５を内蔵させ、さらにＣＰＵボードや専用ＬＳＩなどを組み込み、点欠陥検出処理を行わせることにより、１筐体で点欠陥検出装置を構成すれば、設置場所をとらず、簡単に液晶パネルの点欠陥の検出を行うことが可能となる。
【００４１】
また、図１６に示す点欠陥検出装置の場合、１筐体内にパターンジェネレータ３、ＣＣＤカメラ５、光源８及び減衰手段９を内蔵させ、さらにＣＰＵボードや専用ＬＳＩなどを組み込み、点欠陥検出処理を行わせることにより、１筐体で点欠陥検出装置を構成することができ、設置場所をとらず、また、その筐体を完全密封の状態にすれば、暗室内で作業する必要もなく、作業員のストレスを軽減でき、簡単に液晶パネルの点欠陥の検出を行うことが可能となる。
【００４２】
また、この実施の形態では、投影された画像の光学的な輝度むらを改善しているものとして説明しているが、ここで、この光学的な輝度むらを改善するシェーディング処理について説明する。
まず、ＣＣＤカメラ５で撮影した画像から、液晶パネルの点欠陥やＣＣＤノイズを除去した輝度むらの情報のみの画像を生成する。
そして、元画像から輝度むらの情報のみの画像を減算または除算することにより、輝度むらのない画像を生成する。
ここでは、輝度むらの情報のみの画像を、１１×１１のＯｐｅｎフィルタを作用させた後、１１×１１の膨張処理を施すことにより生成させている。
【００４３】
また、この実施の形態ではＣＣＤカメラ５での画像の撮り込みは、ＣＣＤカメラ５のカメラ絞りやシャッター速度などの調整により、通常の撮り込みを行い１００％輝点でもＣＣＤカメラ５のＣＣＤが飽和しないようにしているが、微弱な輝点欠陥をより検出できるように、ＣＣＤカメラ５のカメラ絞りやシャッター速度などの調整により、１００％付近の輝点は飽和させるようにして、微弱な輝点欠陥をより正確に検出できるようにしてもよい。
この場合、１００％付近の輝点欠陥は、通常の撮り込みで検出し、微弱な輝点欠陥の検出は、１００％付近の輝点を飽和させるようにＣＣＤカメラを調整する撮り込みで検出するようにしてもよい。
【００４４】
また、この実施の形態ではＣＣＤカメラ５での画像を撮り込んでいるが、液晶パネルの表示に基づいた表示画像を撮り込むことのできるものであれば、他の装置などで撮り込むようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、処理装置のノイズ除去機能により、画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、画像撮り込み装置のノイズを除去し、処理装置の点欠陥強調機能により、ノイズ除去により除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、光変調装置の点欠陥部を強調し、処理装置の点欠陥検出機能により、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力するようにしたので、点欠陥の検出に関する計算処理を短くすることができるという効果を有する。
【００４６】
また、処理装置の膨張背景画像生成機能により、画像撮り込み装置から撮り込まれた画像データから、画像撮り込み装置のノイズ及び光変調装置の点欠陥部を除去し、さらに膨張させた膨張背景画像を生成し、画像撮り込み装置から撮り込まれた画像データに合成するようにしたので、光変調装置の表示部のエッジ部の点欠陥も正確に検出することができる、また、マスク機能により、画像撮り込み装置から撮り込まれた画像データから、光変調装置の表示領域のみのマスク画像を生成し、点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像に合成するようにしたので、光変調装置の表示領域外のデータが無くなり、正確に点欠陥を検出することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る点欠陥検出装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態の点欠陥検出動作を示す説明するための説明図である。
【図３】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図４】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図５】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図６】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図７】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図８】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図９】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図１０】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図１１】７×７Ｔｏｐｈａｔフィルタ及び７×７Ｗｅｌｌフィルタの一例を示す図である。
【図１２】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図１３】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図１４】点欠陥検出処理途中の処理画像の一例を示す図である。
【図１５】Ｔｏｐｈａｔフィルタ及びＷｅｌｌフィルタの他の例を示す図である。
【図１６】点欠陥検出装置の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 検査対象の液晶パネル
２ プロジェクタ
３ パターンジェネレータ
４ スクリーン
５ ＣＣＤカメラ
６ コンピュータ装置
７ 表示装置
８ 光源
９ 減衰手段
Claims (31)
- 光変調装置と、
前記光変調装置に表示された画像パターンを撮り込む画像撮り込み装置と、
前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、
前記処理装置は、
前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、前記画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、
前記ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、前記光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、
前記点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、前記光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能と
を含むことを特徴とする点欠陥検出装置。 - 光変調装置と、
前記光変調装置に出力する信号を生成するパターン生成装置と、
表示されたパターンを撮り込む画像撮り込み装置と、
前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、
前記処理装置は、
前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、前記画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、
前記ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、前記光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、
前記点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、前記光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能と
を含むことを特徴とする点欠陥検出装置。 - 光変調装置と、
前記光変調装置に出力する信号を生成するパターン生成装置と、
前記光変調装置がセットされ、前記光変調装置の表示に基づいた画像を投影する画像投影装置と、
投影されたパターンを撮り込む画像撮り込み装置と、
前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、
前記処理装置は、
前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、前記画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、
前記ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、前記光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、
前記点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、前記光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能と
を含むことを特徴とする点欠陥検出装置。 - 光変調装置と、
前記光変調装置に光を照射する光源と、
前記光変調装置にパターンを表示させるパターン生成装置と、
前記光源からの光が前記光変調装置によって変調され、前記光変調装置から出射する光を撮り込む画像撮り込み装置と、
前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データを演算する処理装置と、を備えた点欠陥検出装置において、
前記処理装置は、
前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに含まれる、前記画像撮り込み装置のノイズを除去するノイズ除去機能と、
前記ノイズ除去機能によりノイズ除去された画像データに対して、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、前記光変調装置の点欠陥部を強調する点欠陥強調機能と、
前記点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像データに基づいて、前記光変調装置上の点欠陥を検出し、点欠陥情報を出力する点欠陥検出機能と
を含むことを特徴とする点欠陥検出装置。 - 前記画像撮り込み装置は、前記光変調装置の表示に基づいた画像を、光を減衰させる減衰手段を介して撮り込むことを特徴とする請求項４記載の点欠陥検出装置。
- 前記輝点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が＋方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の点欠陥検出装置。
- 前記黒点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が−方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の点欠陥検出装置。
- 前記処理装置は、
さらに、前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データから、前記画像撮り込み装置のノイズ及び光変調装置の点欠陥部を除去し、さらに膨張させた膨張背景画像を生成し、その生成した膨張背景画像を、前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データに合成する膨張背景画像生成機能を含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の点欠陥検出装置。 - 前記処理装置は、
さらに、前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データから、前記光変調装置の表示領域のみのマスク画像を生成し、その生成したマスク画像を、前記点欠陥強調機能により光変調装置の点欠陥部が強調された画像に合成するマスク機能を含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の点欠陥検出装置。 - 前記処理装置は、
さらに、前記画像撮り込み装置により撮り込まれた画像データの輝度むらを補正する機能を含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の点欠陥検出装置。 - 前記輝度むらを補正する機能は、光学的に場所による透過率を変化させたグラディエントフィルタを使用して補正を行うことを特徴とする請求項１０記載の点欠陥検出装置。
- 前記輝度むらを補正する機能は、空間フィルタを使用した演算処理により補正を行うことを特徴とする請求項１０記載の点欠陥検出装置。
- 前記ノイズ除去機能は、空間フィルタを使用した演算処理により前記画像撮り込み装置のノイズの除去を行うことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の点欠陥検出装置。
- 前記点欠陥検出機能から出力された点欠陥情報を表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の点欠陥検出装置。
- 前記画像撮り込み装置は、前記光変調装置の１００％付近の輝点は飽和させる条件で画像を撮り込むことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の点欠陥検出装置。
- 前記光変調装置は、液晶パネルであることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の点欠陥検出装置。
- 光変調装置の点欠陥検出方法において、
前記光変調装置によって変調された光に基づく画像パターンを撮り込む工程と、
撮り込まれた画像データから前記光変調装置の点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、
ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、
点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる点欠陥検出方法。 - 光変調装置の点欠陥検出方法において、
前記光変調装置にパターンを表示させる工程と、
前記光変調装置によって変調された光に基づく画像パターンを撮り込む工程と、
撮り込まれた画像データから点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、
ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、
点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる点欠陥検出方法。 - 光変調装置の点欠陥検出方法において、
前記光変調装置にパターンを表示させる工程と、
前記光変調装置によって変調された光に基づく画像パターンを投影する工程と、
投影された画像パターンを撮り込む工程と、
撮り込まれた画像データから点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、
ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、
点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる点欠陥検出方法。 - 光変調装置の点欠陥検出方法において、
前記光変調装置に光を照射する工程と、
前記光変調装置にパターンを表示させる工程と、
前記光変調装置によって変調された光を撮り込む工程と、
撮り込まれた光に基づく画像データから点欠陥部以外のノイズを除去する工程と、
ノイズが除去された画像データに対し、輝点欠陥強調用の空間フィルタ及び黒点欠陥強調用の空間フィルタを使用して畳み込み演算処理を行い、点欠陥部を強調する工程と、
点欠陥部が強調された画像データに基づいて、点欠陥情報を検出する工程と、からなる点欠陥検出方法。 - 前記光変調装置によって変調された光を撮り込む際、光を減衰させる減衰手段を介して撮り込むことを特徴とする請求項２０記載の点欠陥検出方法。
- 前記輝点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が＋方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタであることを特徴とする請求項１７から請求項２１のいずれかに記載の点欠陥検出方法。
- 前記黒点欠陥強調用の空間フィルタは、画像データ内の着目する画素の値を、その周囲の画素の値との差が−方向に強調されるように重み付けするマトリックス状のフィルタであることを特徴とする請求項１７から請求項２２のいずれかに記載の点欠陥検出方法。
- 撮り込まれた画像データから、光変調装置の点欠陥部を含むノイズを除去し、さらに膨張させた膨張背景画像を生成し、その生成した膨張背景画像を、撮り込まれた画像データに合成する工程からなることを特徴とする請求項１７から請求項２３のいずれか記載の点欠陥検出方法。
- 撮り込まれた画像データから、前記光変調装置の表示領域のみのマスク画像を生成し、その生成したマスク画像を、点欠陥部が強調された画像に合成する工程からなることを特徴とする請求項１７から請求項２４のいずれかに記載の点欠陥検出方法。
- 撮り込まれた画像データの輝度むらを補正する工程からなることを特徴とする請求項１７から請求項２５のいずれか記載の点欠陥検出方法。
- 前記輝度むらを補正する工程は、光学的に場所による透過率を変化させたグラディエントフィルタを使用して補正を行うことを特徴とする請求項２６記載の点欠陥検出方法。
- 前記輝度むらを補正する工程は、空間フィルタを使用した演算処理により補正を行うことを特徴とする請求項２６記載の点欠陥検出方法。
- 撮り込まれた画像データから前記光変調装置の点欠陥部以外のノイズを除去する際、空間フィルタを使用した演算処理によりノイズの除去処理を行うことを特徴とする請求項１７から請求項２８のいずれかに記載の点欠陥検出方法。
- 前記光変調装置によって変調された光を撮り込む際、前記光変調装置の１００％付近の輝点は飽和させる条件で画像を撮り込むことを特徴とする請求項１７から請求項２９のいずれかに記載の点欠陥検出方法。
- 前記光変調装置は液晶パネルであることを特徴とする請求項１７から請求項３０のいずれかに記載の点欠陥検出方法。
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