JP4379913B2 - 画質検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、フラットパネルディスプレー等の検査対象平面を撮影し、チューニングされる判定パラメータとして設定される判定値に基づいて平面上のシミ、ムラ、点等の欠陥を画像処理を用いて検査し、検査対象毎に特徴量データファイルを生成する画質検査装置に関する。

検査対象平面を撮影し、平面上の欠陥を検査する画質検査装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開平６−３３７６５３号公報

図９は従来の画質検査装置の一例を示す機能ブロック図である。１は画質検査装置、２はこの画質検査装置を操作するユーザである。画質検査装置１において、１１は検査手段であり、検査対象平面の撮影手段１１ａ及び撮影された画像データを取り込み画像処理及び欠陥の不良判定を実行する判定処理手段１１ｂを有する。

１２は判定パラメータ設定手段であり、判定処理手段１１ｂはこの判定パラメータ設定手段１２と通信し、パラメータとして設定された判定値に基づいて判定処理を実行し、検査対象毎の検査結果を特徴量ファイル１３として出力する。

１４は表示手段であり、テキスト形式で出力された特徴量ファイル１３を表示する。ユーザ２は、この表示手段を介して特徴量ファイル１３の情報をチェックして検査結果を確認すると共に、判定が適正な又はユーザの意図的な結果を得るように入力手段１５を介して判定パラメータ設定手段の判定値を操作するチューニングを行う。

図１０は、判定処理手段１１ｂの処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１で撮影手段１１ａより画像を取り込み、ステップＳ２でフィルタ処理を行なう。このフィルタは特殊な微分処理機能を有し、シミや点欠陥のコントラストを増幅させる。

ステップＳ３では、増幅して検出された信号に対して適当な閾値により２値化処理を行い、欠陥であるが否か（白か黒か）を決定する。ステップＳ４でこの欠陥の集合に名前を付けるラベリング処理を実行し、ステップＳ５でラベル毎に特徴量（面積、体積、コントラスト、輝度、標準偏差等）を検出する。シミ欠陥の場合は、面積とコントラストを使用する。どの特徴量を使用するかは検査の種類により異なる。

ステップＳ６では、検出された特徴量に対して判定パラメータ設定手段１２からの判定値が参照され、検出された特徴量を良品とするか不良品とするかを判定する。欠陥が複数ラベルの場合には、各ラベルの判定と検査対象（デバイス）の良、不良判定を行い、デバイス単位の特徴量データファイル１３を出力する。

検査する欠陥の種類毎に使用する特徴量が異なり、フィルタ処理も異なるので、検査する欠陥の種類毎にステップＳ１乃至Ｓ６の処理を繰り返して連続実行する。ある種類の欠陥検査でそのデバイスが不良と判断された場合には次種類の検査は中断され、次のデバイス検査を実行する。

図１１は検査対象デバイス１３ａ乃至１３ｎの特徴量ファイルの内容例を示しており、デバイス１３ａのシミ欠陥検出では面積Ｄ１及びコントラストＤ２の特徴量データが使用され、判定アルゴリズムで３段階評価（１：良品、２：灰色、３：不良）の欠陥のレベルが３、デバイスとしてのランクは３の評価となり、このデバイスは不良品と判定される。このような処理フローで出力される特徴量データファイルはデバイスの数だけ出力されるので、検査デバイス数が膨大であれば数千枚の量となる場合がある。

判定の閾値は、上述のように判定パラメータ設定手段１２で判定値として定義されているので、検出された特徴量に対して不良率を高くしたい場合は、ユーザはその判定値を厳しくするチューニングを行なえばよい。

図１２は、従来のチューニング手順を示すフローチャートである。ユーザ２は、表示手段１４を介して膨大な量の特徴量データファイル１３を直接チェックし、判定パラメータチューニングを行なう。検査毎にどの特徴量を使用して判定を行なっているかという情報は、アルゴリズム解説書というドキュメントを参考にしてステップＳ１でユーザが調査する。

調査後、ステップＳ２で膨大な特徴量データファイルをチェックし必要な情報を抜き出し、
不良、良品のバラツキ等を視覚的に確認するためにステップＳ３で特徴量毎の相関グラフを作成する。シミの場合の相関グラフは、面積とコントラストの相関である。

ユーザはその相関グラフを参考として現在設定されている判定値を確認し、ステップＳ４で判定値を希望する不良率となるように変更するチューニングを実施する。

このようなチューニングは、品質展開を行なう際や検査精度を上げる際に実行される。チューニングの精度を上げるためには、特徴量データファイル数が多いほどよい。従って、ユーザは数千枚もの特徴量データファイルの画面をチェックし、目標値に達するまで何度もチューニングを繰り返して適切な判定値を見つけなければならない。

特徴量データファイル１３と判定パラメータ設定手段１２のファイルとは別ファイルであり、更に欠陥検査項目毎にパラメータ設定をしなければならないため、比較しなければならないデータが多数あり、比較するための資料作成に多大な工数を要する。このような特徴量データファイルの画面チェックと比較資料作成が検査工程の中で大きな時間を占め、検査の高速化の阻害要因となっている。

従って、本発明が解決しようとする課題は、ユーザが欠陥判定のためのパラメータチューニング作業を効率よく実施するための支援情報を出力する手段を備えた画質検査装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）フラットパネルディスプレーの検査対象平面を撮影し、チューニングされる判定パラメータとして設定される判定値に基づいて前記平面上の欠陥を検査して検査対象毎に特徴量データファイルを生成する画質検査装置において、
前記特徴量データファイル及び前記判定値を入力して前記平面上の欠陥であるシミ欠陥の面積とコントラストの相関関係をグラフ出力するパラメータ設定支援手段を備えたことを特徴とする画質検査装置。

（２）前記パラメータ設定支援手段は、前記グラフ上に表示されるカーソルにより前記判定値を設定することを特徴とする（１）に記載の画質検査装置。

（３） 前記パラメータ設定支援手段は、特徴量データの説明及び判定値との関係を出力することを特徴とする（１）に記載の画質検査装置。

（４）前記パラメータ設定支援手段は、検査対象毎に特徴量に対する判定結果一覧を出力することを特徴とする（１）に記載の画質検査装置。

（５）前記判定値情報の編集が判定値一覧出力に反映されることを特徴とする（４）に記載の画質検査装置。
（６）前記パラメータ設定支援手段の出力は、表示又はファイルの少なくともいずれかであることを特徴とする（１）乃至（５）に記載の画質検査装置。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）パラメータ設定支援手段は、デバイス毎の特徴量情報を一覧で出力するので、特徴量データを逐一チェックする従来の煩雑な作業が解消される。

（２）パラメータ設定支援手段は、デバイス毎の判定値情報を出力するので、特徴量データから検索して抽出する従来の煩雑な作業が解消される。

（３）パラメータ設定支援手段は、特徴量データの説明及び判定パラメータ設定値との関係を出力するので、ユーザはアルゴリズム解説書を調査する従来の煩雑な作業が解消される。

（４）パラメータ設定支援手段は、特徴量データの相関関係をグラフ出力するので、ユーザは視覚的に判定値のチューニングが可能となり、従来のグラフ作成の煩雑な作業が解消される。

（５）パラメータ設定支援手段は、デバイス毎の特徴量に対する判定結果一覧を出力するので、ユーザは検査全体でどのぐらいの不良が発生しているか、どの検査で不良検出が多いか等を容易に把握でき、チューニング作業の効率向上に貢献をすることができる。

（６）パラメータ設定支援手段は、判定値情報を編集することにより、判定結果一覧のランク表示が自動的に変化するリンク機能を備えることにより、チューニングのシミュレーションを行なうことが可能である。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明を適用した画質検査装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図９で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付し、説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。

図１において、１００は本発明で導入されたパラメータ設定支援手段であり、特徴量データファイル１３の情報及び判定パラメータ設定手段１２の判定値情報を入力して表示手段１４及びファイル１０１にパラメータチューニングを支援するための情報を出力する。

図２は、表示手段１４に出力される表示画面例のイメージ図であり、使用されているアプリケーションは代表的な表計算ソフトウェアである。表示シートの最上部領域（Ａ）にはデバイス毎の特徴量データ情報が表示される。この表示例では簡単のためデバイス数は４個を示したが、デバイス数が多くなればこの表示領域が拡大される。

表示シートの領域（Ｂ）には、チューニングしたい検査項目、例えばシミ欠陥を指定することでシミ欠陥の判定値情報が表示される。表示シートの領域（Ｃ）には、特徴量データの説明及び判定値との関係が表示される。

表示シートの領域（Ｄ）には、特徴量データの相関関係がグラフ表示される。更に別シートの選択で、検査全体のデバイス毎の特徴量に対する判定結果一覧がトータル画面として表示される。

以下、各表示項目につき説明する。図３は、特徴量ファイル１３の内容例を示すもので、図１１で説明した特徴量ファイル１３ａと同一内容である。シミ欠陥では面積Ｄ１の特徴量4372及びコントラストＤ２の特徴量20.51が判定対象として使用される。

図４は、画面の領域（Ｂ）に表示される判定値情報の内容であり、黒いシミ（SIM_B、プログラムNo.2080）については、最小面積AreaMin1及びAreaMin2につき2000及び９が設定されており、最小コントラストContMin1及びContMin2につき20及び3が夫々設定されている。

図３の特徴量ファイルと図４の判定値をまとめて、デバイス毎のシミ欠陥についての検査結果が特徴量データ情報として画面の領域（Ａ）に表示される。図５はこの表示部分を拡大して示したイメージ図である。

画面の表示領域（Ｃ）に表示されるシミ欠陥に関する特徴量データの説明及び判定値との関係内容は、
Ｄ１：面積 D1>=AreaMin1及びD1>= AreaMin1
Ｄ２：フィルタ画面コントラスト D2>=ContMin1及びD2>= ContMin2
である。ここで使用される判定値は、図４で示したAreaMin1及びContMin1の値2000及び20
である。

図６は、図５に示すシミ欠陥に関する検査結果を、面積とコントラストの相関を表すグラフにした画面のイメージ図である。４個のシミ欠陥をプロットするとＫ１乃至Ｋ４となり、面積の特徴量が2000以上でかつコントラストの特徴量が20以上のシミ欠陥はＫ１であり、不良判定ランク３となる。他のシミ欠陥Ｋ２乃至Ｋ４の特徴量は判定値以下で、ランクは２と判定される。

ユーザはこの相関グラフ上に十字カーソルを表示させることができ、どの判定値レベルまでを不良品（又は良品）にしたいかをカーソルの移動で視覚的に決めることが可能となる。全てのシミ欠陥を良品としたい場合には、AreaMin1を5000、ContMin1を25にすればよいことが一目で認識することができ、判定値をチューニングする作業効率が飛躍的に向上する。

判定パラメータが正しい値（妥当）か否かは、最終的にはユーザの目視結果による（例えば、この点は不良にしたいが他の点は良品にしたい）。目視結果は人間の感性であるが、判定パラメータを編集することで人間の感性に近づけるチューニングが行なわれる。

そこで、本発明のパラメータ設定支援手段では、検査対象デバイス毎に判定（不良、良品）がどうであったという判定結果を一覧で出力させる画面（トータル画面）の表示機能を備えている。図７は、シミ欠陥に関する検査結果を一覧で示すトータル画面のイメージ図である。

このトータル画面とユーザの目視結果を見比べ、ランク３と２の関係から例えばデバイスIMG0003とIMG0011のパネルは良品にしようという判断を行なう。ユーザの目視結果との比較作業環境は、表計算ソフトのマクロ機能を利用する。

現在の判定値で不良品と判定されているものを良品にするためには、前述した図６のグラフを用いて判定値のチューニングを行なう。又図３（Ｂ）に表示されている判定値情報（図４で説明）を編集する（判定値を変更する）ことにより、図７のトータル画面のランク表示が自動的に変化する（不良品が良品になる）リンク機能を備えているので、シミュレーション的にこのトータル画面を使用する可能である。

図８は、以上説明した本発明の判定パラメータ設定支援手段を用いたチューニングの手順をまとめた機能ブロック図である。ユーザはトータル画面と目視結果を比較し、特徴量グラフを利用して判定値情報を編集することで、チューニング作業を従来に比較して飛躍的に短時間で精度よく実施することが可能となる。

以上説明した実施形態では、ユーザ２は表示手段１４の画面をチェックしてパラメータチューニング作業を実施するが、パラメータ設定支援手段１００の出力はファイル１０１の形態で出力させることも可能であり、このファイル内容を別装置に渡して各種の管理情報として利用することが可能である。

本発明を適用した画質検査装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。 表示手段に出力される表示画面例のイメージ図である。 検査対象デバイスの特徴量ファイルの内容例である。 画面の領域（Ｂ）に表示される判定値情報の内容例である。 特徴量データ情報として画面に表示され部分を拡大したイメージ図である。 シミ欠陥に関する検査結果を、面積とコントラストの相関グラフにした画面のイメージ図である。 シミ欠陥に関する検査結果を、一覧で示すトータル画面のイメージ図である。 本発明の判定パラメータ設定支援手段を用いたチューニングの手順をまとめた機能ブロック図である。 従来の画質検査装置の一例を示す機能ブロック図である。 判定処理手段の処理手順を示すフローチャート図である。 検査対象デバイスの特徴量ファイルの内容例である。 従来のチューニング手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画質検査装置
１１ 検査手段
１１ａ 撮影手段
１１ｂ 判定処理手段
１２ 判定パラメータ設定手段
１３ 特徴量データファイル
１４ 表示手段
１５ 入力手段
２ ユーザ
１００ パラメータ設定支援手段
１０１ ファイル

Claims (6)

1. フラットパネルディスプレーの検査対象平面を撮影し、チューニングされる判定パラメータとして設定される判定値に基づいて前記平面上の欠陥を検査して検査対象毎に特徴量データファイルを生成する画質検査装置において、
   前記特徴量データファイル及び前記判定値を入力して前記平面上の欠陥であるシミ欠陥の面積とコントラストの相関関係をグラフ出力するパラメータ設定支援手段を備えたことを特徴とする画質検査装置。
2. 前記パラメータ設定支援手段は、前記グラフ上に表示されるカーソルにより前記判定値を設定することを特徴とする請求項１に記載の画質検査装置。
3. 前記パラメータ設定支援手段は、特徴量データの説明及び判定値との関係を出力することを特徴とする請求項１に記載の画質検査装置。
4. 前記パラメータ設定支援手段は、検査対象毎に特徴量に対する判定結果一覧を出力することを特徴とする請求項１に記載の画質検査装置。
5. 前記判定値情報の編集が判定値一覧出力に反映されることを特徴とする請求項４に記載の画質検査装置。
6. 前記パラメータ設定支援手段の出力は、表示又はファイルの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１乃至５に記載の画質検査装置。