JP4672497B2 - 蛍光体パネルの検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、平面状の電子放出源（エミッタ）から真空中に電子を放って蛍光体を励起させて発光させる表示装置（以下、電界放出ディスプレイと言う）などにおける蛍光塗料が塗布されたパネル（蛍光体パネル）を検査する検査装置に関し、特に、蛍光体の欠落や印刷ずれを検査する検査装置に関する。

例えば、蛍光体パネルを用いて、電界放出ディスプレイなどが構成されている。
図４には、電界放出ディスプレイ用の蛍光体パネルを検査する検査装置の構成例を示してある。
戴置台２１の上に電界放出ディスプレイ用の蛍光体パネル２２が載置されている。蛍光体パネル２２の上方には、蛍光体パネル２２に塗布された蛍光体を発光させるために紫外線を照射する紫外線照明部２３と、レンズ２４と、カラーカメラ２５と、紫外線照明部２３とレンズ２４とカラーカメラ２５を蛍光体パネル２２上で移動するための移動機構部２６が設けられている。
また、移動機構部２６を駆動するための駆動部２７と、駆動部２７を制御する制御部２８と、画像処理部２９と、画像処理部２９による処理結果を表示する表示器３０と、画像処理部２９を操作する操作部３１が設けられている。

本例の検査装置の動作例を示す。
蛍光体パネル２２上の蛍光体面に紫外線照明部２３から紫外線を照射し、当該蛍光体面を発光させる。この発光面からの発光は、レンズ２４を介してカラ−カメラ２５により撮像される。
制御部２８により制御されて、駆動部２７が移動機構部２６を駆動して、紫外線照明部２３、レンズ２４、カラーカメラ２５を蛍光体パネル２２上で移動させる。これにより、蛍光体パネル２２上で発光した蛍光体面の撮像画像が、画像処理部２９へ送られる。
画像処理部２９は、送られてきた画像を画像処理して、蛍光体の欠落や印刷ずれを検査する（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−２３３２１３号公報

しかしながら、図４に示されるような検査装置では、蛍光体の発光面を検査するに際して、例えば電界放出ディスプレイとしての表示面における蛍光体の欠落や印刷ずれを検出することができないといった不具合があった。このため、このような検査を可能とする検査装置の開発が必要であった。
具体的には、図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、電界放出ディスプレイでは、パネル４１に設けられた窓４２を通して、蛍光体４３が発光した光により表示を行うが、従来では、このような窓４２の位置に対して蛍光体４３の欠落や印刷ずれを検出することができなかった。

本発明は、このような従来の課題を解決するために為されたもので、電界放出ディスプレイなどに用いられる蛍光体パネルについて、蛍光体の欠落や印刷ずれを検査することができる検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る蛍光体パネルの検査装置では、次のような構成により、表示装置に用いられる蛍光体パネルにおける蛍光体の塗布状態を検査する。
紫外線照射手段が、検査対象となる蛍光体パネルに対して、一方の面の側から、紫外線を照射する。白色光照射手段が、前記検査対象となる蛍光体パネルに対して、前記一方の面の側から、白色光を照射する。撮像手段が、前記検査対象となる蛍光体パネルに対して、前記紫外線及び前記白色光が照射される面の側とは反対の面の側から、画像を撮像する。検出手段が、前記撮像手段により撮像された画像に基づいて、蛍光体による発光色が撮像されるべきであるが他の色が撮像された画素に対応した前記蛍光体パネルの面上の位置に、蛍光体の異常が存在することを検出する。
従って、本来は蛍光体による発光色が撮像されるべきであるのに他の色が撮像された画素を検出し、蛍光体パネルの面上における当該画素に対応した位置に蛍光体の異常が存在することを検出することにより、例えば、電界放出ディスプレイなどに用いられる蛍光体パネルについて、蛍光体の塗布状態の異常を検出することができ、蛍光体の欠落や印刷ずれを検査することができる。

ここで、表示装置としては、例えば電界放出ディスプレイなど、種々なものが用いられてもよい。
また、蛍光体パネルとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、蛍光体による発光により表示すべき領域を区切る窓が付されたものを用いることができる。
また、紫外線や白色光を照射する側である蛍光体パネルの面としては、例えば、窓が付された蛍光体パネルについて、当該窓が付された面とは反対側の面を用いることができ、この場合、撮像される画像は当該窓を通過してきた光によるものとなる。
また、例えば、紫外線照射手段により紫外線を照射する位置を移動させる手段や、白色光照射手段により白色光を照射する位置を移動させる手段や、撮像手段により画像を撮像する位置を移動させる手段を備えることもできる。

また、例えば、蛍光体による発光色の色を特定する情報が、ＲＧＢ系或いは色度や輝度を用いて、予め設定される。
また、蛍光体による発光色が撮像されるべき画素或いは蛍光体パネルの面上の位置としては、本来は蛍光体が塗布されていて蛍光体からの発光色が撮像されると予想される画素或いは蛍光体パネルの面上の位置に相当する。このため、このような画素或いは蛍光体パネルの面上の位置について、蛍光体からの発光色が撮像されない場合には、正常な塗布状態ではなく、異常な塗布状態であるとみなすことができる。
また、蛍光体による発光色が撮像されるべき画素或いは蛍光体パネルの面上の位置としては、例えば、窓が付された蛍光体パネルについて、当該窓の内側に対応する画素或いは蛍光体パネルの面上の位置を用いることができ、この場合、例えば、窓の位置を特定する情報が予め設定され、或いは、画像処理などにより窓の位置が推定的に検出される。

また、撮像された画像に基づいて蛍光体の異常を検出する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、蛍光体による発光色が撮像されるべきであるが白色が撮像された画素があった場合に、当該画素に対応した蛍光体パネルの面上の位置に蛍光体の欠落が存在することを検出する態様や、或いは、蛍光体による原色の発光色が撮像されるべきであるが混合色（この場合、白色以外）が撮像された画素があった場合に、当該画素に対応した前記蛍光体パネルの面上の位置に蛍光体の印刷ずれが存在することを検出する態様などを用いることができる。

以上説明したように、本発明に係る蛍光体パネルの検査装置によると、表示装置に用いられる蛍光体パネルにおける蛍光体の塗布状態を検査するに際して、検査対象となる蛍光体パネルに対して、一方の面の側から紫外線及び白色光を照射し、他方の面の側から画像を撮像し、撮像した画像に基づいて、蛍光体による発光色が撮像されるべきであるが他の色が撮像された画素を検出し、当該画素に対応した蛍光体パネルの面上の位置に蛍光体の異常が存在することを検出するようにしたため、例えば、電界放出ディスプレイなどに用いられる蛍光体パネルについて、蛍光体の欠落や印刷ずれを検査することができる。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例として、電界放出ディスプレイ用の蛍光体パネルを検査する検査装置の構成例を示してある。
本例の検査装置では、電界放出ディスプレイとして実際に表示する面における蛍光体の欠落や印刷ずれを検出する。
本例の検査装置は、戴置台１と、紫外線照明部４と、白色照明部５と、紫外線照明部４及び白色照明部５を移動させるための移動機構部（第１の移動機構部）６と、レンズ７と、カラーカメラ８と、レンズ７及びカラーカメラ８を移動させるための移動機構部（第２の移動機構部）９と、駆動部１０と、制御部１１と、画像処理部１２と、表示部１３と、操作部１４を備えている。
また、戴置台１には、蛍光体３が塗布された電界放出ディスプレイ用の蛍光体パネル２が戴置されている。なお、蛍光体パネル２は、例えば、図５（ａ）に示されるような構成を有している。

戴置台１は、その上に電界放出ディスプレイ用の蛍光体パネル２を戴置する台であり、本例では、蛍光体パネル２に蛍光体３が塗布された面が下側に向くように、当該蛍光体パネル２が戴置される。
紫外線照明部４は、戴置台１の下方に設けられており、戴置された蛍光体パネル２に塗布された蛍光体３を発光させるための紫外線を照射する。
白色照明部５は、戴置台１の下方に設けられており、戴置された蛍光体パネル２に対して白色光を照射する。
第１の移動機構部６は、紫外線照明部４及び白色照明部５を蛍光体パネル２の下方で移動させる。本例では、紫外線照明部４や白色照明部５からの照射が蛍光体パネル２の面上に当たる位置を任意に移動させることができる構成となっている。

レンズ７は、戴置台１の上方に設けられている。
カラーカメラ８は、戴置台１の上方に設けられており、レンズ７を介して入力される光によりカラーの画像を撮像する。
第２の移動機構部９は、レンズ７及びカラーカメラ８を蛍光体パネル２の上方で移動させる。本例では、レンズ７及びカラーカメラ８により撮像対象とする蛍光体パネル２上の位置を任意に移動させることができる構成となっている。

駆動部１０は、第１の移動機構部６や第２の移動機構部９を駆動する。
制御部１１は、駆動部１０を制御する。
画像処理部１２は、レンズ７及びカラーカメラ８により撮像された画像のデータを入力して、画像処理を行う。
表示部１３は、画像処理部１２により行われた画像処理の結果などを画面に表示する。
操作部１４は、例えば、人（オペレータ）により操作されるキーやマウスなどから構成されており、画像処理部１２により行われる画像処理などに関する操作を受け付ける。

本例の検査装置により行われる動作の一例を示す。
電界放出ディスプレイ用の蛍光体パネル２上の蛍光体３の面に、紫外線照明部４から紫外線を照射し、当該蛍光体面上の蛍光体３を発光させる。また、白色照明部５から白色光を照射し、当該蛍光体面を明るくする。この透過面の画像が、レンズ７を介してカラーカメラ８により撮像される。
制御部１１により制御されて、駆動部１０が、第１の移動機構部６を駆動して、紫外線照明部４及び白色照明部５を蛍光体パネル２の下で移動させる。これとともに、制御部１１により制御されて、駆動部１０が、第２の移動機構部９を駆動して、レンズ７及びカラーカメラ８を蛍光体パネル２の上で移動させる。

本例では、蛍光体パネル２の下からの照射位置と蛍光体パネル２の上における撮像位置とが対応するようにして、蛍光体パネル２の面の全体の領域或いは検査が必要な領域にわたって、第１の移動機構部６及び第２の移動機構部９を移動させるように制御する。
これにより、蛍光体パネル２で発光した透過面の撮像画像が、画像処理部１２へ送られる。
画像処理部１２は、送られてきた画像を画像処理して、蛍光体３の欠落や印刷ずれを検査する。

図２を参照して、本例の画像処理部１２により行われる検査処理の手順の一例を示す。
（処理Ｓ１）カラーカメラ８の入力画像Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）から濃淡画像を算出する。
濃淡画像をｙＩｍｇ（ｈ，ｖ）とすると、式１のように表される。
（数１）
ｙＩｍｇ（ｈ，ｖ）
＝ＭＡＸ［Ｒ（ｈ，ｖ）／Ｒ（ｈ，ｖ）ｍａｘ × ２５５，
Ｇ（ｈ，ｖ）／Ｇ（ｈ，ｖ）ｍａｘ × ２５５，
Ｂ（ｈ，ｖ）／Ｂ（ｈ，ｖ）ｍａｘ × ２５５］
・・（式１）

ここで、ＭＡＸ［］は、［］内にカンマ（，）で区切られて並べられたものの中で最大値を算出することを示す。
Ｒ（ｈ，ｖ）は、カメラの入力画像Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）のＲ成分を示す。
Ｒ（ｈ，ｖ）ｍａｘは、カメラの入力画像Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）のＲ成分の最大値を示す。
Ｇ（ｈ，ｖ）は、カメラの入力画像Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）のＧ成分を示す。
Ｇ（ｈ，ｖ）ｍａｘは、カメラの入力画像Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）のＧ成分の最大値を示す。
Ｂ（ｈ，ｖ）は、カメラの入力画像Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）のＢ成分を示す。
Ｂ（ｈ，ｖ）ｍａｘは、カメラの入力画像Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）のＢ成分の最大値を示す。
（ｈ，ｖ）は、蛍光体パネル２の面上の座標位置を示す。ｈは水平方向Ｈの座標位置を示し、ｖは垂直方向Ｖの座標位置を示す。

なお、本例では、蛍光体パネル２に塗布されている蛍光体３の色は事前に認識してあり、塗布されていない色に関しては自動調整を行わない。
例えば、Ｒ及びＧの蛍光体３が塗布され、Ｂの蛍光体は塗布されていない場合には、式１は、式２のように置き換えて算出する。
（数２）
ｙＩｍｇ（ｈ，ｖ）
＝ＭＡＸ［Ｒ（ｈ，ｖ）／Ｒ（ｈ，ｖ）ｍａｘ × ２５５，
Ｇ（ｈ，ｖ）／Ｇ（ｈ，ｖ）ｍａｘ × ２５５，
Ｂ（ｈ，ｖ）］
・・（式２）

（処理Ｓ２）２値化処理を施す。
濃淡画像ｙＩｍｇ（ｈ，ｖ）が、任意の閾値Ｙｔｈ以上である場合には、その位置の画素には蛍光体３が塗布されていると判定する。すなわち、２値化処理画像をｙ２Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）として、式３のような判定を行う。
（数３）
ｙＩｍｇ（ｈ，ｖ）≧Ｙｔｈである場合には、
ｙ２Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）＝１とし、
ｙＩｍｇ（ｈ，ｖ）＜Ｙｔｈである場合には、
ｙ２Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）＝０とする。
・・（式３）

（処理Ｓ３）ラベリング処理を行うことで、蛍光体３が塗布されている領域を抽出する。
本例では、２値化処理画像ｙ２Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）が１である画素の集合領域は蛍光体３が塗布されている領域であると判定し、２値化処理画像ｙ２Ｉｍｇ（ｈ，ｖ）が０である画素の集合領域は蛍光体３が塗布されていない領域であると判定する。

（処理Ｓ４）蛍光体３が塗布されている領域（本例では、各窓に対応した複数の領域）を抽出した後に、抽出された各領域に対して、蛍光体パネル２に設けられた窓のサイズを測定する。
本例では、式４により、ラベリングされた各領域に対して、ｈ方向の画素数Ｈ及びｖ方向の画素数Ｖに基づいて窓のサイズを算出する。
ここで、αは、ｈ方向のカメラ１画素の倍率（μｍ／画素）である。
また、βは、ｖ方向のカメラ１画素の倍率（μｍ／画素）である。
（数４）
窓のサイズ＝（Ｈ × α）×（Ｖ × β）
・・（式４）

（処理Ｓ５）抽出された各領域内（本例では、各窓内）の全ての画素について、カラーカメラ８からの入力画像のＲＧＢ系の値（ｒ，ｇ，ｂ）を色度ｘ、ｙ及び輝度Ｙへ変換する。
図３（ａ）には、ｈ−ｖ平面において、ＲＧＢ系のカメラ入力値（ｒ，ｇ，ｂ）を色度ｘ、ｙ及び輝度Ｙへ変換する一例を示してある。
また、図３（ｂ）には、色度ｘを横軸として色度ｙを縦軸とした色度図の一例を示してある。

（処理Ｓ６）カラーカメラ８により取得された画像の全ての画素について、色度ｘ、ｙが予め登録されている白領域内にある画素を抽出することで、蛍光体３の欠落を検出する。
本例では、蛍光体３の欠落部については、本来は蛍光体３が発光するべき部分に実際には蛍光体３が無いことから、白色照明の光がカラーカメラ８に入光するため、撮像画像では白く映し出される。このことに着目して、色度図における白部分にデータが存在するか否かにより、蛍光体３の欠落を検出する。
図３（ｃ）には、蛍光体３の欠落が無い正常な状態における画像及び色度図の例を示してある。この状態では、白部分は現れない。
また、図３（ｄ）には、蛍光体３の欠落がある状態における画像及び色度図の例を示してある。この状態では、白部分が現れ、白部分に対応する画素位置において蛍光体３の欠落が発生していると判定する。

（処理Ｓ７）カラーカメラ８により取得された画像の全ての画素について、色度ｘ、ｙが予め登録されている色ずれ領域内にある画素を抽出することで、蛍光体３の印刷ずれを検出する。
本例では、蛍光体３の欠落部を検出する場合と同様に、本来は蛍光体３が発光する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）以外の混色部にデータが存在するか否かにより、蛍光体３の印刷ずれを検出する。
また、図３（ｅ）には、蛍光体３の印刷ずれがある状態における画像及び色度図の例を示してある。この状態では、例えば黄部分が現れ、黄部分に対応する画素位置において蛍光体３の印刷ずれが発生していると判定する。

（処理Ｓ８）蛍光体３の欠落部分として抽出された画素領域の大きさや、蛍光体３の印刷ずれ部分として抽出された画素領域の大きさに応じて、欠陥の有無を判定する。
例えば、このような画素領域に含まれる画素の数が、所定数以上である場合には欠陥として、所定数未満である場合には欠陥とはしないような態様や、或いは、このような画素領域のｈ方向或いはｖ方向の少なくとも一方の画素数が所定数以上である場合には欠陥とするような態様などを用いることができる。

以上のように、本例の検査装置では、電界放出ディスプレイ用の蛍光体パネル２について、蛍光体３の塗布状態を検査するに際して、蛍光塗料の欠落を検出することや、蛍光塗料の印刷ずれを検出することや、蛍光体パネル２の窓のサイズを検出することができる。
例えば、従来の検査装置では、蛍光体の発光面を検査するに際して、電界放出ディスプレイとして実際に表示する面における蛍光体の欠落や印刷ずれを検査することができなかったが、本例の検査装置では、電界放出ディスプレイとして実際に表示する面における蛍光体３の欠落や印刷ずれを検査することができ、また、蛍光体パネル２の面に設けられた窓のサイズを測定することもできる。

なお、本例の検査装置では、紫外線照明部４の機能により紫外線照射手段が構成されており、白色照明部５の機能により白色光照射手段が構成されており、レンズ７の機能やカラーカメラ８の機能により撮像手段が構成されており、画像処理部１２の機能により検出手段が構成されている。また、駆動部１０の機能や第１の移動機構部６の機能により第１の移動手段が構成されており、駆動部１０の機能や第２の移動機構部９の機能により第２の移動手段が構成されている。

ここで、本発明に係る検査装置や表示装置や蛍光体パネルなどの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係る検査装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

本発明の一実施例に係る電界放出ディスプレイ用蛍光体パネルの検査装置の構成例を示す図である。 画像処理部により行われる検査処理の手順の一例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は色度図を説明するための図であり、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は各状態における色度図の例を示す図である。 電界放出ディスプレイ用蛍光体パネルの検査装置の構成例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は電界放出ディスプレイ用蛍光体パネルを説明するための図である。

符号の説明

１、２１・・戴置台、 ２、２２・・電界放出ディスプレイ用の蛍光体パネル、 ３、４３・・蛍光体、 ４、２３・・紫外線照明部、 ５・・白色照明部、 ６、９、２６・・移動機構部、 ７、２４・・レンズ、 ８、２５・・カラーカメラ、 １０、２７・・駆動部、 １１、２８・・制御部、 １２、２９・・画像処理部、 １３、３０・・表示部、 １４、３１・・操作部、 ４１・・パネル、 ４２・・窓、

Claims (2)

1. 蛍光体パネルに設けられた表示すべき領域を区切る窓を通して、蛍光体が発光した光により表示を行う表示装置の前記蛍光体パネルにおける蛍光体の塗布状態を検査する検査装置において、
   検査対象となる蛍光体パネルに対して、蛍光体が塗布された面に紫外線を照射し、塗布された前記蛍光体を発光させる紫外線照射手段と、
   前記検査対象となる蛍光体パネルに対して、前記蛍光体が塗布された面に白色光を照射する白色光照射手段と、
   前記検査対象となる蛍光体パネルに対して、前記紫外線及び前記白色光が照射される前記蛍光体が塗布された面とは反対の面の側から、画像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された画像に基づいて、前記窓を通して得られる蛍光体による発光色が撮像されるべきであるのに他の色が撮像された画素に対応した前記蛍光体パネルの面上の前記窓の位置に蛍光体の異常が存在することを検出する検出手段と、
   を備えたことを特徴とする検査装置。
2. 前記請求項１に記載の検査装置であって、
   前記紫外線照射手段または前記白色光照射手段、または、これら両方の手段は照射する位置を移動することができることを特徴とする検査装置。

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