JP3829024B2 - Display screen inspection method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示画面の検査方法と装置に関し、詳しくは陰極線管(CRT)、液晶表示パネル、プラズマディスプレイパネルなどの表示画面を構成する多数の表示画素による表示特性の欠陥を検査する表示画面の検査方法と装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
上記表示画面の検査は通常、人による目視判定か、自動機での画像処理を伴う自動判定かで行われている。人による場合、検査対象の機種が切り換わっても容易に対応でき立上がりは早い。しかし、欠陥のある画素の詳細位置を特定するには長い時間が掛かり、スループットが低下する。また、検査には個人差があって検査精度を維持し統一するのに問題がある。自動機による場合は人による場合の前記問題は解消できる。しかし、検査対象の機種が切り換わると、検査のための条件設定など調整に多くの時間を費やす。
【0003】
自動機による検査は、表示画素が多い上記CRT、液晶表示パネル、プラズマディスプレイパネルなどには特に有効であり、主流をなしている。しかも、近時の表示画面の大型化、表示画素の高密度化で画素数が勢い膨大化するのに伴い、検査のさらなる高速化が望まれている。
【0004】
これに対応するのに従来、表示画面のサイズを圧縮して検査する手法が用いられている。二次元に広がる画面サイズを縦横でそれぞれ1/2に圧縮できると、画素数は全体で1/4と少なくなり、以降の処理速度は4倍になる。このような表示画面のサイズ圧縮は、表示画面を構成する各画素ごとに検出した例えば図8の(a)に示すような輝度特性のデータにつき、所定の区分aで寄り合う例えば4つずつの画素に対応した一組のデータ4つずつを、それぞれ例えば図8の(a1)に示すような平均値を取るなどした1つのデータb1に圧縮し、以降圧縮した各圧縮データb1を基準データと比較して圧縮画素の欠陥の判定と検出が行われる。
【0005】
具体的に説明すると、図8の(a)に示す縦横番地0・0、0・1、1・0、1・1での4つのデータ99、100、100、100は、その平均を取って図8の(a1)の縦横番地1・1に示す1つのデータ100に圧縮される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような圧縮手法で検査すると、検査誤差が生じ欠陥画素が検出できないことがときとしてあり、万一の場合最終製品になってしまってからの歩留り低下や信頼性の低下につながり得る。
【0007】
そこで、本発明者等はこれにつき種々に実験をし検討を重ねたところ、上記従来の圧縮手法に問題があることを知見した。具体的に説明すると、上記従来のように圧縮を行うデータの組み合わせを、図8の(a)に示す場合の区分aの指定位置に対し、例えば、図8の(b)〜(d)のように少し違えて位置指定した区分a1〜a3にて行うと、各画素のデータのうちの欠陥部分に対応するデータが、圧縮データの上で残らず、欠陥を検出できなくなることがある。
【0008】
図8の(a)〜(d)で取り扱っている画素データの値およびその配列位置はそれぞれ共通したもので、例えば120以上の輝度が過剰で欠陥であるとしたとき、隣接し合う4つの画素データが146、151、154、142となる欠陥画像部分cをいずれも持っている。従って、これらが基準データと比較されると欠陥画素として判定され検出される。
【0009】
ところが、この欠陥画像部分cの4つの画素データ146、151、154、142は、図8の(a)〜(d)に示すような各圧縮操作のための区分指定の位置の違いによって、図8の(a)では縦横番地5・6、5・7、6・6、6・7に位置して、上下2つのデータ圧縮区分a・に2つずつ別れて所属し、図8の(b)では縦横番地4・5、4・6、5・5、5・6に位置して、左右2つのデータ圧縮区分a1・に2つずつ別れて所属し、図8の(c)では縦横番地5・5、5・6、6・5、6・6に位置して、上下左右4つの組み合わせ区分a2・・・に1つずつ別れて所属し、図8の(d)では縦横番地4・6、4・7、5・6、5・7に位置して、1つのデータ圧縮区分a3に4つ全てが所属している。
【0010】
図8の(a)の欠陥画像部分cの上側画素データ146、151は同じ区分aにある他の2つの画素データ102、101との組み合わせで平均を取って図8の(a1)における縦横番地3・4での1つのデータ125に圧縮され、欠陥画像部分cの残る下側画素データ154、142は同じ区分aにある他の2つの画素データ106、100との組み合わせで平均を取って図8の(a1)における縦横番地4・4での1つのデータ126に圧縮され、それらが所属するいずれの区分a・の圧縮画素でも基準データ120との比較において欠陥として判定されて検出され、その検出された位置の番地データから欠陥位置が特定する。
【0011】
図8の(b)の欠陥画像部分cの左側画素データ146、154は同じ区分a1にある他の2つの画素データ100、100との組み合わせで平均を取って図8の(b1)における縦横番地3・3での1つのデータ125に圧縮され、欠陥画像部分cの残る右側画素データ151、142は同じ区分a1にある他の2つの画素データ102、100との組み合わせで平均を取って図8の(b1)における縦横番地3・4での1つのデータ124に圧縮され、それらが所属するいずれの区分a1・の圧縮画素でも基準データ120との比較において欠陥として判定されて検出され、その検出された位置の番地データから欠陥位置が特定する。
【0012】
図8の(c)の欠陥画素cの左上画素データ146は同じ区分a2にある他の3つの画素データ105、102、100との組み合わせで平均を取って図8の(c1)における縦横番地3・3での1つのデータ113に圧縮され、欠陥画素cの右上画素データ151は同じ区分a2にある他の3つの画素データ101、100、102との組み合わせで平均を取って図8の(c1)における縦横番地3・4での1つのデータ114に圧縮され、欠陥画素cの左下画素データ154は同じ区分a2にある他の3つの画素データ100、108、106との組み合わせで平均を取って図8の(c1)における縦横番地4・3での1つのデータ117に圧縮され、欠陥画像cの右下画素データ142は同じ区分a2にある他の3つの画素データ100、100、100との組み合わせで平均を取って図8の(c1)における縦横番地4・4での1つのデータ111に圧縮され、それらが所属するいずれの区分a2の圧縮画素でも基準データ120との比較において欠陥として判定されず検出されない。
【0013】
図8の(d)の欠陥画素cの上下左右の4つの各画素データ146、151、154、142は同じ区分a3でのそのままの組み合わせで平均を取って図8の(d1)における縦横番地4・4での1つのデータ148に圧縮され、それらが所属する区分a3における圧縮画素での基準データ120との比較において欠陥として判定されて検出され、その検出された位置の番地データから欠陥位置が特定する。
【0014】
これは、同じデータ配列であっても欠陥を検出する圧縮操作を行う区分の指定位置の違いによって、欠陥部分の検出結果が大きく違うことを意味し、1つの指定区分に欠陥画像cのデータがあっても、その1つの区分における全てのデータが欠陥でない限り、圧縮する複数のデータの値の組み合わせの違いによって、圧縮したデータに欠陥情報として残らないことが起こり得る。そして、表示装置の製造上で各表示画素に欠陥が生じる位置や形状、大きさは一定しないため、上記従来のものはこの問題を避けられない。同一表示画面を繰り返して検査してより精度のよい検査結果を得ようとするような場合に、各回の撮像によって一画素程度の撮像位置ずれが起きて検査結果がまちまちになるようなことも解消する。圧縮する複数のデータの数を半減させれば前記問題の生じる確率は半減するものの問題は避けられない上、処理速度が大きく低下する。
【0015】
本発明の目的は、高い圧縮率で高速に処理できるようにしながら、欠陥画素が欠落しにくく信頼性の高い欠陥検査ができる表示画面の検査方法と装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の表示画面の検査方法は、表示画面を構成する各画素ごとに検出した所定の表示特性のデータにつき、所定の区分に含む複数の画素に対応した一組のデータずつをそれぞれ1つのデータに圧縮し、この圧縮した各圧縮データをそれらに対応した各圧縮画素位置に倣った配列の圧縮画像データとして取り扱い、この圧縮画像データを前記圧縮対象となる所定の区分の指定位置を同一区分の一部の画素が重複して存在する条件を満足して複数位置にシフトした各シフト条件ごとに得、各シフト条件での圧縮画像データの対応し合う圧縮画素データどうしを1つの判定対象圧縮データに合成し、この各判定対象圧縮データを基準データと比較して各圧縮画素ごとに表示特性の欠陥を判定し検出することを主たる特徴とするものである。
【0017】
これを達成する表示画面の検査装置としては、表示画面を構成する各画素ごとの所定の表示特性を検出する検出手段と、検出された各データを各画素の配列に対応する縦横番地をもって取り扱えるように記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された各画素データの、所定の区分に含む複数の画素に対応した一組のものずつをそれぞれ1つのデータに圧縮し、この圧縮した各圧縮データをそれらに対応した各圧縮画素位置に倣った配列の圧縮画像データとし、この圧縮画像データを前記圧縮対象となる所定の区分の指定位置を同一区分での一部の画素が重複して存在する条件を満足して複数位置にシフトした各シフト条件ごとに生成する画像圧縮手段と、各シフト条件での圧縮画像データの対応し合う圧縮画素データどうしを1つの判定対象圧縮データに合成する圧縮画像合成手段と、合成された前記各判定対象圧縮データを基準データと比較して各圧縮画素ごとの表示特性の欠陥を判定し検出する欠陥判定手段とを備えたことを主たる特徴とするもので足りる。
【0018】
これらの構成では、表示画面の各画素の所定の特性の画素データを基準データと比較して欠陥画素を検出するのに、前記各画素データの複数ずつを1つの圧縮データに圧縮するが、この圧縮した各圧縮データをそれらに対応した各圧縮画素位置に倣った配列の圧縮画像データとして取り扱い、この圧縮画像データを前記圧縮対象となる所定の区分の指定位置を同一区分の一部の画素が重複して存在する条件を満足して複数位置にシフトした各シフト条件ごとに得て、各シフト条件での圧縮画像データの対応し合う圧縮画素データどうしを1つの判定対象圧縮データに合成することにより、得られた判定対象圧縮データは、前記同一区分の一部の画素データが重複するシフト条件に従い1つの画素データにつきまわりの画素データとの組み合わせを前記シフト回数分だけ異ならせた圧縮情報を含んで合成され、圧縮する複数の画素データの組み合わせの違いによって従来欠落しやすかった欠陥画像部分のデータを拾いやすくなるので、こうして得られた判定対象圧縮データを基準データと比較することにより、前記シフト処理と合成処理を行うだけで特に処理時間が長くなるようなことなく高精度に欠陥を判定して検出することができ、従来同様にその検出位置の番地データから欠陥位置が特定する。
【0019】
所定の表示特性は、輝度の高低、カラー特性など各種のものについて検査することができる。複数の圧縮画素データの合成は、対応し合う圧縮画像デーダどうしの平均値を得てもよいし、中央値、最大値、最小値の1つを得てもよい。最大値は輝度過剰画素の欠陥を逃さないので輝度過剰な欠陥の検出に特に適し、最小値は輝度不足画素の欠陥を逃さないので輝度不足な欠陥の検出に特に適し、輝度過剰または輝度不足の欠陥が指定した区分に複数以上あるような面積の欠陥を検出するような場合に有効である。
【0020】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、可能な限りにおいてそれ単独で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の表示画面の検査方法と装置の実施の形態について、その実施例とともに図1〜図7を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【0022】
本実施の形態は液晶ディスプレイ(LCD)パネルを被検査体として各画素の輝度過剰画素を欠陥として検出する検査を行う場合の一例である。しかし、本発明はこれに限られることはなく、CRT、プラズマディスプレイパネルなどをも含め、多数の表示画素から構成される表示画面を持つ各種の表示装置の表示画面の検査に適用して有効であるし、欠陥とする表示特性も上記輝度過剰に限られることはなく、輝度不足、あるいはカラー表示画面の表示画素ではそれらのカラー特性などの欠陥も検出することができる。
【0023】
本実施の形態の表示画面の検査方法は、例えば図1に示すような検査装置を用いて行われ、被検査体1は検査ステージ2の上に載置され、装置上の検査原点に対し高精度な位置決めが行われる。これは例えば被検査体1の表示画面1aを構成する各画素を高精度に位置認識するのに役立つ。被検査体1の表示画面1aはこれも装置上の検査原点に対して高精度に位置決めされた撮像カメラ3によって上方から撮像される。撮像カメラ3は例えばCCDエリアセンサ3aを用いたもので、CCDエリアセンサ3aは表示画面1aの縦横に広がりを持って並んだ各画素1a1と1対1で対応するセンサ画素3a1を有し、被検査体1の表示画面1aの各画素1a1の表示状態、つまり駆動状態を各センサ画素3a1で受光し電気信号として外部に出力する。本実施の形態では輝度信号でよいのでモノクロでの濃淡検出データをそのまま用いることができる。しかし、CCDエリアセンサ3aは被検査体1の表示画面1aの全面積分を一括撮像できる大きさのものでもよいが、部分画面を順次シフトしていきながら全画面分を撮像してもよい。
【0024】
撮像カメラ3で撮像した上記表示画面1aの各画素1a1での表示状態の撮像情報はマイクロコンピュータ4に入力され画像メモリ5に格納されるようにする。ここで画像メモリ5には表示画面1aでの各画素1a1の配列位置に対応する番地指定のもとに各画素1a1からの撮像情報を格納し、各画素1a1ごとの撮像情報を各画素1a1の実際の配列位置に対応して取り扱えるようにする。しかし、その具体的なデータ展開の手法は自由に選択できる。また、画像メモリ5に格納するデータは撮像情報における検査対象となる表示特性についてのものにしておくのが後の利用に便利であり、本実施の形態では各画素1a1での表示輝度データである。図3の(a)〜(d)は画像メモリ5に格納された各画素データ1a2が、表示画面1aの各画素1a1の実際の配列に対応して取り扱えるように縦横の番地指定をして格納された状態を模式的に示している。
【0025】
このように、画像メモリ5に所定の撮像データが所定の形式のもとに格納されると、マイクロコンピュータ4によってプログラムメモリ6に格納されたプログラムに従って、それに含まれ、あるいは他から受け取る画像処理アルゴリズムを用い、画像メモリ5に格納された上記のような撮像データから撮像した表示画面1aの各画素データ1a2につき欠陥の判定および検出を行う検査処理を行う。
【0026】
この検査は本実施の形態の場合、表示画面1aを構成する各画素1a1ごとに検出した所定の表示特性の画素データ1a2につき、例えば図3の(a)に示す所定の区分Sに含む複数の画素に対応した画素データ1a2の一組ずつをそれぞれ、図3の(a1)に示す1つの圧縮データ1a3に圧縮する。
【0027】
例えば図3の(a)を例に取ると縦横番地0・0、0・1、1・0、1・1を含む区分Sでの画素データ1a2の組み合わせは99、100、100、100であり、これを平均を取った1つの圧縮データ1a3として図3の(a1)における縦横番地1・1での100に圧縮している。他の各画素1a1についても余すことのない図3の(a)に示すような区分Sの指定のもとに同様の画像圧縮を行う。
【0028】
次いで、前記のように圧縮した各圧縮データ1a3をそれらに対応した各圧縮画素位置に倣った配列の図3の(a1)に示すような圧縮画像データD1として取り扱うようにし、前記圧縮対象となる所定の区分Sの指定位置を同一の区分S内の一部の画素データ1a2が重複して存在する条件を満足して、図3の(b)、(c)、(d)に示すような複数位置にシフトした各シフト条件ごとの圧縮画像データD2〜D4を図3の(b1)〜(d1)に示すように得て同様に取り扱う。図3の(b)は図3の(a)の場合に対し、区分Sの指定位置が縦横に一画素分シフトしていて、例えば縦横番地1・1の画素データ100が図3の(a)および(b)の双方の区分Sに重複して存在し、それぞれの区分Sにて異なった他のデータとの組み合わせで前記圧縮に供される。図3の(c)は図3の(a)の場合に対し、指定区分Sが横方向に一画素分シフトしていて、例えば縦横番地0・1、1・1の画素データ100、100が図3の(a)および(c)の双方の区分Sに重複して存在し、それぞれの区分Sにて異なった他のデータとの組み合わせで前記圧縮に供される。図3の(d)は図3の(a)の場合に対し、指定区分Sが縦方向に一画素分シフトしていて、例えば縦横番地1・0、1・1の画素データ100、100が図3の(a)および(d)の双方の区分Sに重複して存在し、それぞれの区分Sにて異なった他のデータとの組み合わせで前記圧縮に供される。このように、同一の撮像データにつき図3の(a)〜(d)に示すデータ圧縮対象となる区分Sをシフトした、各シフト条件での圧縮操作で、図3の(a)の区分位置では図3の(a1)のように圧縮画像データD1が得られ、図3の(b)の区分位置では図3の(b1)のように圧縮画像データD2が得られ、図3の(c)の区分位置では図3の(c1)のように圧縮画像データD3が得られ、図3の(d)の区分位置では図3の(d1)のように圧縮画像データD4が得られる。
【0029】
なお図3に示す実施例は、図8の(a)〜(d)で取り扱った画素データおよびその配列と、それぞれで指定した区分の位置設定とを同じにして、本実施の形態が図8で説明した1回の圧縮操作しか行わない従来手法と比較されやすくしている。
【0030】
次いで、各シフト条件での図3の(a1)、(b1)、(c1)、(d1)に示す圧縮画像データD1〜D4の例えば同一縦横番地どうしで対応し合う圧縮データ1a3どうしを図3の(e)に示すような1つの判定対象圧縮データ1a4に合成し、この各判定対象圧縮データ1a4を基準データ例えば120と比較して各圧縮画素ごとに表示特性の欠陥を判定し検出する。判定対象圧縮データ1a4は例えば図3の(a1)、(b1)、(c1)、(d1)の各縦横番地1・1での圧縮画素データ1a3については、それぞれ100、99、100、99であるので、図3の(e)に示す縦横番地1・1での1つのデータ99に合成される。このようにして得た図3の(e)に示すような各判定対象圧縮データ1a4の合成画像データの配列から、縦横番地3・4のデータで代表される欠陥画像Eを判定でき検出できる。そして検出された縦横番地3・4から欠陥画像Eの位置が特定する。これによって、CCDエリアセンサ3aと被検査体1との間の位置ずれなどで考えられる取り込み画素データに対する区分位置の一画素レベル程度のずれなどの影響も受けなくなるのは勿論である。また、上記のような複数の画素データ1a2の平均化による圧縮、およびそれによって得られた複数の圧縮画像データD1〜D4の合成処理の連動は、幾つかの画素1a1の表示特性を均した状態で基準レベルと比較したいような場合に特に有効である。
【0031】
上記実施例での圧縮画像データD1〜D4相互の合成は平均値を取ることによって行っている。他の合成の実施例としては、中央値、最大値、最小値などを得るような合成処理を行ってもよく、最大値は輝度過剰の欠陥を逃さないので輝度過剰の検出に好適であり、最小値は輝度不足の欠陥を逃さないので輝度不足の欠陥の検出に好適であり、輝度過剰または輝度不足の欠陥が指定した区分に複数以上あるような面積の欠陥を検出するような場合に有効である。
【0032】
上記のような検査方法は、図1に示すように被検査体1の表示画面1aを構成する各画素ごとの所定の表示特性を検出する検出手段としての上記撮像カメラ3からの撮像情報をマイクロコンピュータ4の内部機能によって達成するためマイクロコンピュータ4は、図2に示すように撮像カメラ3からの撮像情報を受信して撮像情報から検査対象となる表示特性のデータを、記憶手段としての画像メモリ5に対し表示画素1a1の二次元配列に対応する番地指定のもとに記憶させる入力部21と、画像メモリ5に記憶された画素データ1a2を基に、表示画面1aの表示特性の欠陥を判定し検出するとともに、その位置を特定するための処理をするのに、画像メモリ5に格納された各画素データ1a2の、所定の区分に含む複数の画素に対応した一組のものずつをそれぞれ1つの圧縮データ1a3として圧縮し、この圧縮した各圧縮データ1a3をそれらに対応した各圧縮画素位置に倣った配列の圧縮画像データとし、この圧縮画像データを前記圧縮対象となる各区分の指定位置を同一区分Sの一部の画素1a1が重複して存在する条件を満足して複数位置にシフトした各シフト条件ごとの圧縮画像データD1〜D4などとして生成する画像圧縮手段としての画像圧縮部22と、各シフト条件での圧縮画像データの対応し合う圧縮画素データどうしを1つの判定対象圧縮データに合成する圧縮画像合成手段としての圧縮画像合成部23と、合成された前記各判定対象圧縮データを基準データと比較して各圧縮画素ごとの表示特性の欠陥を検出する欠陥判定手段としての欠陥判定部24とを設け、これらを図2に示すフローチャートのステップ#1〜ステップ#4のように処理の順位に従って順次働かせればよい。もっとも、これらの処理はマイクロコンピュータ4によらないでも専用の処理回路、処理装置によることもできる。
【0033】
なお、画像圧縮部22では、全てのシフト圧縮画像を生成する必要のないことが考えられる。例えば図4に示すような細長い被検査体1の撮像画像Fが検査対象になる場合、データ数が極端に少ない横方向の相対位置ずれが欠陥部分Eを逃さず検出するのに重要になってくる。圧縮を横1/5、縦1/5で行う場合25種類の圧縮画像が考えられるが、図5に示すように○印を付して圧縮対象画素を示したように、横方向には密に圧縮処理をし、縦方向には間引きをして圧縮処理することにより、検査精度に影響なく処理速度を高められる。なお、検出すべき欠陥部分Eの形、起こり得る相対位置ずれの方向に応じて、シフト圧縮画像の生成数を変更することが望ましい。
【0034】
さらに、対象データの平均値を取る平滑化圧縮に関しては、予めフィルタエレメントを図6に示すように設定することも考えられる。図6の(a)は横1/2、縦1/2のフィルタエレメントFE1を示し、圧縮対象となる1つの区分Sでの縦2×横2の4つの画素データを、4つの位置にシフトして圧縮して合成することになるのに対応して、各シフト位置にて取り扱うまわりの画素データを含む縦3×横3の9つの画素データのそれぞれが加算処理される回数を、各画素に対応して示してあり、中央の画素が最大回数4になる。図6の(b)は横1/3、縦1/3のフィルタエレメントFE2を示し、圧縮対象となる1つの区分Sでの縦3×横3の9つの画素データを、9つの位置にシフトして圧縮して合成することになるのに対応して、各シフト位置にて取り扱うまわりの画素データを含む縦5×横5の25個の画素データのそれぞれが加算処理される回数を、各画素に対応して示してあり、中央の画素が最大回数9になる。図6の(c)は横1/4、縦1/4のフィルタエレメントFE3を示し、圧縮対象となる1つの区分Sでの縦4×横4に並ぶ16個の画素データが、16の位置にシフトして圧縮して合成することになるのに対応して、各シフト位置にて取り扱うまわりの画素データを含む縦7×横7の49個の画素データがのそれぞれが加算処理される回数を、各画素に対応して示してあり、中央の画素が最大回数16になる。
【0035】
図6の(a)の横1/2、縦1/2のフィルタエレメントの具体的な用い方につき説明すると、図7の(a)〜(d)の斜線部分で示した横2×縦2の画素の部分画像31を圧縮する場合、前記の横、縦にシフトすることに関連して、それを含む縦3×横3の9つの画素の部分画像32に対して図6の(a)のフィルタエレメントを当てがう。これを各画素データに番地符号a11〜a13、a21〜a23、a31〜a33を付して一般化して示したのが図7の(e)であり、各画素データa11〜a13、a21〜a23、a31〜a33の値のそれぞれを、図6の(a)に示すフィルタエレメントFE1の対応する画素位置にある加算回数と掛け合わせ、その各乗算結果を加算し合った値を、画素データ数16で除算すると、4つの位置にシフトとして平滑化して圧縮し合成したデータが得られる。これを計算式で示すと以下の通りでありマイクロコンピュータ4で演算すると圧縮濃度値として出力することができる。
【0036】
(1/16)×[(a11+a13+a31+a33)+2×(a12+a21+a23+a32)+4×a21]
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の説明で明らかなように、前記同一区分の一部の画素データが重複するシフト条件に従い1つの画素データにつきまわりの画素データとの組み合わせを前記シフト回数分だけ異ならせた圧縮情報を含んで合成した判定対象圧縮データを得て、これを基準データと比較し表示画面の表示特性の欠陥を判定して検出しその位置を特定することにより、圧縮する複数の画素データの組み合わせの違いによって従来欠落しやすかった欠陥画像部分のデータを拾いやすくなり、前記シフト処理と合成処理を行うだけで特に処理時間が長くなるようなことなく高精度に欠陥を判定して検出することができ、処理の高速化を妨げることなく検査精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の表示画面の検査装置の概略構成図である。
【図2】図1の装置の検査処理を行う主な処理部を処理作業のフローに合わせて示したフローチャートである。
【図3】図1の画像圧縮部および圧縮画像合成部での具体的な1つの実施例操作を模式的に示す説明図で、その(a)〜(d)は検査対象画素列に対し設定した圧縮対象区分の各シフト位置を示し、その(a1)〜(d1)は各シフト位置での圧縮画像例を示し、その(e)は各圧縮画像を合成した圧縮合成画像を示す。
【図4】縦長な表示画面を撮像して検査する際の撮像画像の一例を示す図である。
【図5】図5の撮像画像に適した別の圧縮手法を示す説明図である。
【図6】画像圧縮および合成の操作に用いるフィルタエレメントの例を示す模式図である。
【図7】図6のフィルタエレメントを用いて画像の圧縮合成を行う場合の説明図で、その(a)〜(d)は圧縮区分の位置を違えて示し、その(e)は1つの圧縮対象区分についてのシフト操作による処理対象画素を含む部分画像を一般化して示す部分画像図である。
【図8】従来の検査方法における画像圧縮操作の一例で、その(a)〜(d)は同一の検査対象画素列に対し異なって設定した圧縮対象区分の各位置を示し、その(a1)〜(d1)は各設定位置での圧縮画像例を示す。
【符号の説明】
1 被検査体
1a 表示画面
1a1 表示画素
1a2 画素データ
1a3 圧縮データ
1a4 判定対象圧縮データ
3 撮像カメラ
3a CCDエリアセンサ
3a1 センサ画素
4 マイクロコンピュータ
5 画像メモリ
6 プログラムメモリ
21 画像入力部
22 画像圧縮部
23 圧縮画像合成部
24 欠陥判定部
D1〜D4 圧縮画像データ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a display screen inspection method and apparatus, and more particularly, a display screen inspection for inspecting defects in display characteristics due to a large number of display pixels constituting a display screen such as a cathode ray tube (CRT), a liquid crystal display panel, a plasma display panel and the like. It relates to a method and a device.
[0002]
[Prior art]
The inspection of the display screen is usually performed by visual determination by a person or automatic determination with image processing by an automatic machine. In the case of humans, even if the model to be inspected changes, it can be easily handled and the rise is quick. However, it takes a long time to specify the detailed position of a defective pixel, resulting in a decrease in throughput. In addition, there is a problem in maintaining and unifying inspection accuracy due to individual differences in inspection. In the case of using an automatic machine, the above-mentioned problem caused by a person can be solved. However, when the model to be inspected is switched, it takes a lot of time for adjustment such as setting of conditions for the inspection.
[0003]
Inspection by an automatic machine is particularly effective for the above-mentioned CRT, liquid crystal display panel, plasma display panel and the like having many display pixels, and has become mainstream. In addition, with the recent increase in the size of display screens and the increase in the density of display pixels, the number of pixels has increased and the speed of inspection has been further increased.
[0004]
In order to cope with this, a method of compressing and inspecting the size of the display screen is conventionally used. If the screen size spread in two dimensions can be compressed to ½ in both the vertical and horizontal directions, the total number of pixels is reduced to ¼, and the subsequent processing speed is quadrupled. Such size reduction of the display screen is performed by, for example, four each approaching in a predetermined section a with respect to the luminance characteristic data shown in FIG. 8A detected for each pixel constituting the display screen. Each set of four data corresponding to a pixel is compressed into one data b1, for example, taking an average value as shown in (a1) of FIG. 8, and each compressed data b1 compressed thereafter is used as reference data. In comparison, the compressed pixel defect is determined and detected.
[0005]
Specifically, the four
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the inspection is performed by the compression method as described above, there is a case where an inspection error occurs and a defective pixel cannot be detected. In the unlikely case, it may lead to a decrease in yield and reliability after the final product is obtained. .
[0007]
Accordingly, the present inventors have conducted various experiments and studies on this, and found that there is a problem with the conventional compression method. More specifically, the combination of data to be compressed as in the conventional case is compared with the designated position of the section a in the case shown in FIG. 8A, for example, in (b) to (d) of FIG. If the positions a1 to a3 are specified with slightly different positions, the data corresponding to the defective portion of the data of each pixel does not remain on the compressed data, and the defect may not be detected.
[0008]
The values of the pixel data handled in FIGS. 8A to 8D and the arrangement positions thereof are common to each other. For example, if the luminance of 120 or more is excessive and defective, four adjacent pixels All have defect image portions c whose data are 146, 151, 154, 142. Therefore, when these are compared with the reference data, they are determined as defective pixels and detected.
[0009]
However, the four pieces of
[0010]
The
[0011]
The
[0012]
The upper
[0013]
The four
[0014]
This means that even if the data arrangement is the same, the detection result of the defective portion is greatly different depending on the designated position of the section where the compression operation for detecting the defect is performed. The data of the defect image c is included in one designated section. Even if it exists, unless all the data in the one section are defective, it may happen that the compressed data does not remain as defect information due to the difference in the combination of the values of a plurality of data to be compressed. Since the position, shape, and size at which a defect occurs in each display pixel in manufacturing the display device is not constant, the above-described conventional device cannot avoid this problem. When you want to obtain a more accurate inspection result by repeatedly inspecting the same display screen, it is also possible to eliminate an imaging position shift of about one pixel due to each imaging, resulting in mixed inspection results To do. If the number of data to be compressed is halved, the probability of occurrence of the problem is halved, but the problem is unavoidable and the processing speed is greatly reduced.
[0015]
An object of the present invention is to provide a display screen inspection method and apparatus capable of performing defect inspection with high reliability and being capable of performing defect inspection with high reliability while allowing high-speed processing at a high compression rate.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a display screen inspection method according to the present invention is a method corresponding to a plurality of pixels included in a predetermined section, with respect to data of a predetermined display characteristic detected for each pixel constituting the display screen. Each set of data is compressed into one data, each compressed data is handled as compressed image data having an array following each corresponding compression pixel position, and this compressed image data is a predetermined compression target. Compressed pixels corresponding to the compressed image data under each shift condition are obtained for each shift condition shifted to a plurality of positions satisfying the condition that some pixels of the same segment overlap and exist in the designated position of the segment Mainly, the data is combined into one determination target compressed data, and each determination target compressed data is compared with reference data to determine and detect a defect in display characteristics for each compression pixel. It is an butterfly.
[0017]
As a display screen inspection apparatus that achieves this, detection means for detecting predetermined display characteristics for each pixel constituting the display screen, and each detected data can be handled with vertical and horizontal addresses corresponding to the arrangement of each pixel. Each of the pixel data stored in the storage means and a set corresponding to a plurality of pixels included in the predetermined section, respectively, is compressed into one data, and each compressed data is compressed. A condition in which compressed image data having an arrangement following each compressed pixel position corresponding to them is used, and this compressed image data has a specified position of the predetermined section to be compressed and a part of pixels in the same section overlap. The image compression means for generating each shift condition that has been shifted to a plurality of positions satisfying the above, and the compressed pixel data corresponding to the compressed image data under each shift condition are combined into one determination target pressure. Compressed image combining means for combining with data, and defect determining means for comparing each of the combined determination target compressed data with reference data to determine and detect a display characteristic defect for each compressed pixel. Features are enough.
[0018]
In these configurations, in order to detect defective pixels by comparing pixel data having predetermined characteristics of each pixel of the display screen with reference data, a plurality of each of the pixel data is compressed into one compressed data. Each compressed data is treated as compressed image data having an array following each corresponding compressed pixel position, and this compressed image data is assigned to a specified position of a predetermined section to be compressed by some pixels in the same section. Obtaining for each shift condition that has been shifted to a plurality of positions while satisfying the overlapping conditions, and combining the corresponding compressed pixel data of the compressed image data under each shift condition into one determination target compressed data Thus, the obtained determination target compressed data is a combination of surrounding pixel data per pixel data according to a shift condition in which some pixel data in the same section overlap. Since it is easy to pick up the data of the defective image portion that has been easily lost due to the difference in the combination of a plurality of pixel data to be compressed, the determination target obtained in this way By comparing the compressed data with the reference data, it is possible to determine and detect defects with high accuracy without performing any particular processing time by simply performing the shift processing and the composition processing. The defect position is specified from the address data of the position.
[0019]
The predetermined display characteristics can be inspected for various types such as brightness and color characteristics. For the combination of a plurality of compressed pixel data, an average value of corresponding compressed image data may be obtained, or one of a median value, a maximum value, and a minimum value may be obtained. The maximum value is particularly suitable for detecting over-brightness defects because it does not miss over-brightness pixels, and the minimum value is particularly suitable for detection of under-brightness defects because it does not miss under-brightness pixels. This is effective when detecting a defect having an area in which there are a plurality of defects in a specified category.
[0020]
Further objects and features of the present invention will become apparent from the following detailed description and drawings. Each feature of the present invention can be used alone or in combination in various combinations as much as possible.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, embodiments of the display screen inspection method and apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7 together with the examples thereof for the understanding of the present invention.
[0022]
This embodiment is an example of a case where a liquid crystal display (LCD) panel is used as an object to be inspected and an inspection for detecting an excessive luminance pixel of each pixel as a defect is performed. However, the present invention is not limited to this, and is effective when applied to inspection of display screens of various display devices having display screens composed of a large number of display pixels, including CRTs and plasma display panels. In addition, the display characteristics to be defective are not limited to the above excessive luminance, and defects such as insufficient luminance or their color characteristics can be detected in the display pixels of the color display screen.
[0023]
The display screen inspection method of the present embodiment is performed using, for example, an inspection apparatus as shown in FIG. 1, and the
[0024]
The imaging information of the display state at each pixel 1a1 of the
[0025]
As described above, when predetermined imaging data is stored in the
[0026]
In the case of this embodiment, this inspection is performed for a plurality of pixel data 1a2 having a predetermined display characteristic detected for each pixel 1a1 constituting the
[0027]
For example, taking FIG. 3A as an example, the combinations of the pixel data 1a2 in the section S including the vertical and
[0028]
Next, the compressed data 1a3 compressed as described above is handled as compressed image data D1 as shown in FIG. 3A1 in an array following the compressed pixel positions corresponding to the compressed data 1a3, and becomes the compression target. As shown in (b), (c), and (d) of FIG. 3, satisfying the condition that a part of the pixel data 1a2 in the same section S exists at the designated position of the predetermined section S. The compressed image data D2 to D4 for each shift condition shifted to a plurality of positions are obtained as shown in (b1) to (d1) of FIG. In FIG. 3B, the designated position of the section S is shifted by one pixel vertically and horizontally with respect to the case of FIG. 3A. For example, the
[0029]
In the embodiment shown in FIG. 3, the pixel data handled in (a) to (d) of FIG. 8 and the arrangement thereof are set in the same manner as the position setting of each designated segment. It is easy to compare with the conventional method which performs only one compression operation described in the above.
[0030]
Next, the compressed data 1a3 corresponding to each other in, for example, the same vertical and horizontal addresses of the compressed image data D1 to D4 shown in (a1), (b1), (c1), and (d1) of FIG. Are combined with one determination target compressed data 1a4 as shown in (e), and each determination target compressed data 1a4 is compared with reference data, for example, 120 to determine and detect a display characteristic defect for each compression pixel. The determination target compressed data 1a4 is, for example, 100, 99, 100, and 99 for the compressed pixel data 1a3 at the vertical and
[0031]
In the above embodiment, the compressed image data D1 to D4 are combined by taking an average value. As another example of the synthesis, a synthesis process for obtaining a median value, a maximum value, a minimum value, or the like may be performed, and the maximum value is suitable for detection of excessive luminance because an excessive luminance defect is not missed. The minimum value is suitable for detecting defects with insufficient brightness because it does not miss defects with insufficient brightness, and is effective when detecting defects with an area that has more than one defect in the specified category. It is.
[0032]
In the inspection method as described above, as shown in FIG. 1, the imaging information from the
[0033]
It is conceivable that the
[0034]
Furthermore, regarding smoothing compression that takes the average value of the target data, it may be possible to set the filter elements in advance as shown in FIG. FIG. 6A shows a filter element FE1 of 1/2 horizontal and 1/2 vertical, and four pixel data of 2 × 2 horizontal in one section S to be compressed are shifted to four positions. In response to the compression and synthesis, the number of times each of the 9 pixel data of 3 × 3 pixels including the surrounding pixel data handled at each shift position is added is calculated for each pixel. The center pixel is the maximum number of
[0035]
The specific usage of the 1/2 horizontal and 1/2 vertical filter elements in FIG. 6A will be described. The horizontal 2 × vertical 2 indicated by the hatched portions in FIGS. 7A to 7D. In the case of compressing the
[0036]
(1/16) × [(a11 + a13 + a31 + a33) + 2 × (a12 + a21 + a23 + a32) + 4 × a21]
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, as is apparent from the above description, the combination of the surrounding pixel data with respect to one pixel data is made different by the number of shifts according to the shift condition in which a part of the pixel data of the same section overlaps. A plurality of pieces of pixel data to be compressed by obtaining the compression data to be determined including the compressed information, comparing it with the reference data, determining and detecting defects in the display characteristics of the display screen, and specifying their positions It is easier to pick up the data of defective image parts that have been easy to be missing due to the difference in combination, and it is possible to detect and detect defects with high accuracy without performing processing time by simply performing the shift process and the composition process. The inspection accuracy can be improved without impeding the speeding up of the process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a display screen inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing main processing units that perform inspection processing of the apparatus of FIG. 1 in accordance with the flow of processing work;
FIGS. 3A and 3B are explanatory views schematically showing one specific embodiment operation in the image compression unit and the compressed image synthesis unit in FIG. 1, wherein (a) to (d) are set for a pixel row to be inspected; Each of the shift positions of the compression target section is shown, (a1) to (d1) are examples of compressed images at the respective shift positions, and (e) is a compressed composite image obtained by combining the compressed images.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a captured image when a vertically long display screen is imaged and inspected.
5 is an explanatory diagram showing another compression method suitable for the captured image of FIG. 5. FIG.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a filter element used for image compression and composition operations.
7 is an explanatory diagram when compressing and synthesizing an image using the filter element of FIG. 6, in which (a) to (d) show different positions of compression sections, and (e) shows one compression. It is a partial image figure which generalizes and shows the partial image containing the process target pixel by shift operation about an object division.
FIG. 8 shows an example of an image compression operation in a conventional inspection method, in which (a) to (d) show positions of compression object sections set differently for the same inspection object pixel column, and (a1) ˜ (d1) shows examples of compressed images at each setting position.
[Explanation of symbols]
1 Inspected object
1a Display screen
1a1 Display pixel
1a2 Pixel data
1a3 compressed data
1a4 Determination target compressed data
3 Imaging camera
3a CCD area sensor
3a1 Sensor pixel
4 Microcomputer
5 Image memory
6 Program memory
21 Image input section
22 Image compression unit
23 Compressed image composition unit
24 Defect determination unit
D1-D4 compressed image data
Claims (7)
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