JP7173763B2 - 画像生成装置および画像生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスプレイパネルを検査するために用いる画像を生成する画像生成装置および画像生成方法に関する。

液晶ディスプレイパネルや有機ＥＬ（organic electroluminescence）ディスプレイパネル等のディスプレイパネル（以下、単にパネルまたは表示パネルともいう）や、ディスプレイパネルが組み込まれた表示機器（例えばディスプレイや、パーソナルコンピュータ、携帯端末（タブレット端末、スマートフォン、携帯電話等）等）は、製造中や出荷前にディスプレイパネルの外観や点灯状態の検査が行われている。ディスプレイパネルの外観や点灯状態の検査においては、被検査体であるディスプレイパネルをカメラ等の撮像手段で撮像し、その撮像された画像に基づいて検査する方法が以前から行われている。

例えば、特許文献１には、ＣＣＤカメラが液晶表示パネルを撮影することにより得た画像の輝度データに基づいて、輝点欠陥を有する絵素の候補として抽出された各絵素が有する輝度を、その絵素の周囲８近傍の同色の絵素が有する輝度の平均値で除算することによりコントラスト比を算出し、算出した各コントラスト比の和に色情報に対応した補正を行い、補正された欠陥コントラストの和と予め設定された判定閾値とを比較することにより、絵素に輝点欠陥が存在するか否かを判定する技術が開示されている。

特再公表２０１０－１４６７３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、ＣＣＤカメラで液晶表示パネルを撮影することにより得た画像の各画素（画像画素と呼ぶ）の輝度データに基づいて輝点欠陥が存在するか否かを判定する場合、ＣＣＤカメラの撮像素子を構成する多数の受光素子である画素（撮像画素と呼ぶ）の一部に輝度異常値を示す撮像画素が存在すると、検査対象である液晶表示パネルに輝点欠陥がないにもかかわらず、輝点欠陥が存在すると判定されることになる。

すなわち、特許文献１に記載の技術では、輝点欠陥の原因がＣＣＤカメラの撮像素子にあるのか、または液晶表示パネルにあるのかを判定できないので、液晶表示パネルの欠陥を正確に判定することができなかった。

そこで、本発明の目的は、ディスプレイパネルの欠陥を正確に判定するための画像を生成する画像生成装置および画像生成方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像生成装置の第１の特徴は、
被検査体であるディスプレイパネルを載置する載置台と、
前記ディスプレイパネルに対向して設けられた撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像データに基づいて、注目画素の周辺画素の輝度レベルの平均値を周辺画素平均値として算出する算出手段と、
前記注目画素の輝度レベルと前記算出された周辺画素平均値との差分が、設定された閾値以上である場合に、前記注目画素に対応する前記撮像手段の撮像素子の撮像画素に欠陥が生じていると判定する欠陥判定手段と、
前記欠陥判定手段により前記注目画素に対応する前記撮像手段の撮像素子の撮像画素に欠陥が生じていると判定された場合に、前記注目画素の輝度レベルを前記周辺画素平均値に補正し、前記補正することにより得た補正画像データを記憶部に記憶する補正手段と、
を備えたことにある。

本発明に係る画像生成装置の第２の特徴は、
前記欠陥判定手段は、
前記注目画素ごとに前記算出された周辺画素平均値を基に作成される動的な値を前記閾値として設定する閾値設定手段を有することにある。

本発明に係る画像生成装置の第３の特徴は、
前記算出手段と、前記欠陥判定手段と、前記補正手段とは、
前記撮像手段と前記記憶部との間に設けられた集積回路で構成されていることにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像生成方法の第１の特徴は、
被検査体であるディスプレイパネルを載置する載置台と、前記ディスプレイパネルに対向して設けられた撮像手段を用いて前記ディスプレイパネルを検査するための画像を補正する画像生成方法であって、
前記撮像手段により撮像された画像データに基づいて、注目画素の周辺画素の輝度レベルの平均値を周辺画素平均値として算出する算出ステップと、
前記注目画素の輝度レベルと前記算出された周辺画素平均値との差分が、設定された閾値以上である場合に、前記注目画素に対応する前記撮像手段の撮像素子の撮像画素に欠陥が生じていると判定する欠陥判定ステップと、
前記欠陥判定ステップにより前記注目画素に対応する前記撮像手段の撮像素子の撮像画素に欠陥が生じていると判定された場合に、前記注目画素の輝度レベルを前記周辺画素平均値に補正し、前記補正することにより得た補正画像データを記憶部に記憶する補正ステップと、を有することにある。

本発明に係る画像生成装置および画像生成方法によれば、ディスプレイパネルの欠陥を正確に判定するための画像を生成することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像生成装置の概略構成を示す説明図である。 画像生成装置１が備える画像処理装置の構成を説明した機能構成図である。 （ａ）は、カメラによりディスプレイパネルを撮影した画像の一例を示した図である。（ｂ）は、撮像素子の欠陥に起因する周囲より輝度レベルが高い輝度異常点（カメラ起因輝度異常点）近傍の同行の画像画素の輝度レベルを示した図である。（ｃ）は、表示パネルの欠陥に起因する周囲より輝度レベルが高い輝度異常点（パネル起因輝度異常点）近傍の同行の画像画素の輝度レベルを示した図である。 （ａ）は、カメラにより撮影された画像の注目画素および周辺画素を説明した図である。（ｂ）～（ｄ）は、注目画素にカメラ起因輝度異常点が現れたときの各画像画素の輝度レベルの一例を示した図であり、（ｅ）～（ｇ）は、注目画素にパネル起因輝度異常点が現れたときの各画像画素の輝度レベルの一例を示した図である。 （ａ）は、図３（ｂ）に示すように着目画素がカメラ起因輝度異常点である場合において、その画素と同行の各画像画素における、周辺画素の輝度レベルの平均値に対する注目画素の輝度レベルの割合（輝度割合）を示しており、（ｂ）は、着目画素がパネル起因輝度異常点である場合において、その画素と同行の各画素における、周辺画素の輝度レベルの平均値に対する注目画素の輝度レベルの割合（輝度割合）を示している。 第１実施形態の画像生成装置における処理内容を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態の画像生成装置が備える画像処理装置の構成を説明した機能構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る画像生成装置の実施形態を詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像生成装置の概略構成を示す説明図である。以下の説明において、図１における紙面の水平方向をＸ１－Ｘ２方向とする。また、図１の紙面に直交する方向をＹ１－Ｙ２方向とし、紙面奥方向をＹ１方向、紙面手前方向をＹ２方向とする。図１における紙面の上下方向をＺ１－Ｚ２方向とする。

（画像生成装置の全体構成）
本発明の第１実施形態の画像生成装置１は、ディスプレイパネルＰの点灯状態の検査を行うディスプレイパネル検査装置に適用されている。図１に示すように、第１実施形態の画像生成装置１は、被検査体であるディスプレイパネルＰを載置して固定する載置台１１を有している。この載置台１１に載置されるディスプレイパネルＰは、Ｘ１－Ｘ２方向およびＹ１－Ｙ２方向にマトリックス状に表示画素が配列されている。

また、図１に示すように、ディスプレイパネルＰの中央の上方（Ｚ１方向）には、ディスプレイパネルＰに対向して撮像手段としてのカメラ１２が配置されている。このカメラ１２は、例えばＣＣＤセンサーやＣＭＯＳセンサーのような撮像素子を有するデジタル式のカメラであり、画像を表示したディスプレイパネルＰを撮像することによりその表示状態の画像をデジタル画像で得ることができる。この実施形態では、カメラで撮影される画像の各画素は、カメラの撮像素子を構成する受光素子である各画素（撮像画素）に１対１で対応している。カメラ１２は図示しないカメラ固定機構により固定されている。

また、画像生成装置１は、パネル駆動信号発生器１５と、パネル用電源１６と、画像処理装置１７と、入力部１９と、出力部２０とを備えている。

パネル駆動信号発生器１５は、画像処理装置１７の指示に基づき、ディスプレイパネルＰに検査画面などを表示させる。

パネル用電源１６は、ディスプレイパネルＰに電源を供給する。

入力部１９は、例えばマウスやキーボードのように画像生成装置１の操作やデータなどの情報を入力し画像処理装置１７へ供給する。

出力部２０は、画像処理装置１７の指示に基づいて画面などを表示するものであり、操作用モニタ２０ａと画像用モニタ２０ｂを有する。操作用モニタ２０ａは、画像生成装置１やその各構成部（カメラ１２、パネル駆動信号発生器１５、パネル用電源１６）の操作や各種設定、データ入力、動作状況表示等を行う画面を表示する。画像用モニタ２０ｂは、カメラ１２で撮影された画像やその画像を画像処理装置１７で補正した後の補正画像などを表示する。

画像処理装置１７は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の汎用コンピュータによって構成することができる。画像処理装置１７は、カメラ１２やパネル駆動信号発生器１５、パネル用電源１６などの外部機器を制御したり、ディスプレイパネルＰに表示させる画面を生成するための処理を行ったり、カメラ１２によって撮影された画像の補正を行ったり、その補正された補正画像を基にディスプレイパネルＰの欠陥画素を特定するための処理を行ったりする。

図２は、画像生成装置１が備える画像処理装置１７の構成を説明した機能構成図である。

図２に示すように、画像処理装置１７は、プログラムとそれに基づいて各種処理を実行するＣＰＵとによって実現される機能ブロックとしての処理部１７１を備えている。また、処理部１７１には、各種データを記憶する記憶部１７２が接続されている。

記憶部１７２に記憶されるデータとしては、処理部１７１を実現する各種プログラム、処理部１７１によって決定された検査時のディスプレイパネルＰに表示させる画面データ、カメラ１２により撮影された撮影画像データ、処理部１７１によって補正された補正画像データ、欠陥画素特定のために算定された各種データ、各種外部機器制御のためのデータ、ワーキングエリアとして記憶される各種データ、画像処理装置１７や測定対象、カメラの仕様など各種処理に必要な設定条件である各種データなどがある。記憶部１７２は、メモリやハードディスク等の記憶媒体で実現される。また、処理部１７１には各種外部機器と接続するための外部ネットワーク部１７３が接続されている。この外部ネットワーク部１７３を介して、入力部１９や、出力部２０、カメラ１２、パネル駆動信号発生器１５、パネル用電源１６などの外部機器が接続されて、データの送信や受信が行われる。

画像処理装置１７の処理部１７１には、記憶部１７２に記憶されている実行プログラムや各種データと、それによって実行されるＣＰＵ等の演算処理により、算出手段１７１ａと、欠陥判定手段１７１ｂと、補正手段１７１ｄとが仮想的に構築されている。また、欠陥判定手段１７１ｂには、閾値設定手段１７１ｃが含まれる。

上述したように、カメラ１２は、画像を表示したディスプレイパネルＰを撮像することによりその表示状態の撮影画像を得ることができる。このとき、カメラ１２の撮像素子の撮像画素自体に欠陥（撮像画素欠陥）が存在する場合もある。この撮像画素欠陥には、様々な原因がある。例えば、撮像画素の劣化による光の感度異常など、ある撮像素子上で位置が固定的に発生する再現性のある撮像画素欠陥もあるし、撮像素子の特性不良によってランダムに発生する光の感度異常など撮像素子上での位置に再現性のない撮像画素欠陥もある。

カメラ１２の撮像素子に撮像画素欠陥が存在する場合、検査対象であるディスプレイパネルＰに輝点欠陥（表示画素欠陥）がないにもかかわらず、カメラ１２により撮影された画像には、いわゆるホワイトスポットという撮像素子に起因する周囲より輝度レベルが高い輝度異常点が写りこむことになる。

図３は、撮像素子に起因する周囲より輝度レベルが高い輝度異常点（カメラ起因輝度異常点）と、表示パネルに起因する周囲より輝度レベルが高い輝度異常点（パネル起因輝度異常点）とを説明した説明図である。

図３（ａ）は、カメラ１２によりディスプレイパネルＰを撮像した撮影画像の一例を示した図である。

図３（ａ）に示した例では、ホワイトスポットのようなカメラ起因輝度異常点２０５と、パネル起因輝度異常点２１５とが、撮影画像に現れている。

図３（ｂ）は、カメラ起因輝度異常点２０５近傍の同行の画像画素の輝度レベルを示した図であり、図３（ｃ）は、パネル起因輝度異常点２１５近傍の同行の画像画素の輝度レベルを示した図である。なお、図３では、カメラ１２の撮像素子の各画素で検知された輝度レベルを対応する各画像画素に示している。この輝度レベルは光の感度を示しており、輝度が高いほど高くなる。

図３（ｂ）に示すように、カメラ起因輝度異常点２０５の輝度レベルのみが、近傍の同行（Ｘ１－Ｘ２方向）の画像画素の輝度レベルと比較して高くなっている。特に、カメラ起因輝度異常点２０５の隣接画像画素２０４，２０６の輝度レベルは、画像画素２０２～２０３，２０７～２０９の輝度レベルとほぼ同等の値となっている。つまり、カメラ起因輝度異常点２０５の輝度レベルのみが異常に高い値となっているので、カメラ１２の撮像素子のうち、カメラ起因輝度異常点２０５に対応する撮像画素に撮像画素欠陥が存在していると推測できる。

その一方、図３（ｃ）では、パネル起因輝度異常点２１５の輝度レベルをピークとして、パネル起因輝度異常点２１５の隣接画像画素２１４，２１６の輝度レベルも、画像画素２１１，２１８の輝度レベルと比較して高くなっている。すなわち、パネル起因輝度異常点２１５の輝度レベルのみが高いのではなく、パネル起因輝度異常点２１５に隣接する画素の輝度レベルも、パネル起因輝度異常点２１５に近いほど高くなっている。

上述したように、ディスプレイパネルＰの各表示画素により発光された光は、カメラ１２のレンズを経由して撮像素子に入光する。カメラ１２は、この撮像素子に入光された光を電気信号に変換することにより撮影画像をデジタル画像として得ることができる。そのため、ディスプレイパネルＰに輝点欠陥（表示画素欠陥）があると、輝点欠陥（表示画素欠陥）の表示画素から発光された光は、カメラ１２のレンズ等の光学系を経由して複数の撮像画素に入光することになる。これにより、カメラ１２の複数の撮像画素において輝度レベルが高くなる。

図３（ｃ）に示した例では、パネル起因輝度異常点２１５の輝度レベルをピークとして、パネル起因輝度異常点２１５に隣接する画像画素の輝度レベルも、パネル起因輝度異常点２１５に近いほど高くなっているので、カメラ１２の撮像画素に欠陥（撮像画素欠陥）が存在するのではなく、ディスプレイパネルＰの表示画素に輝点欠陥（表示画素欠陥）があると推測できる。

このように、カメラ１２により撮像された撮影画像には、撮像画素欠陥に起因するカメラ起因輝度異常点２０５と、表示画素欠陥に起因するパネル起因輝度異常点２１５とが含まれるので、ディスプレイパネルＰの点灯検査においては、このカメラ起因輝度異常点２０５を除去して、ディスプレイパネルＰの表示画素欠陥のみを検出する必要がある。すなわち、輝点異常点がカメラ１２に起因するのか、またはディスプレイパネルＰに起因するのかを判定する必要がある。

そこで、第１実施形態の画像生成装置１では、まず、算出手段１７１ａが、カメラ１２により撮影された画像に基づいて、注目画素の周辺に位置する画像画素の輝度レベルの平均値を周辺画素平均値として算出する。

図４（ａ）は、カメラ１２により撮影された画像の注目画素および周辺画素を説明した図である。

画像画素１０５を注目画素とすると、注目画素１０５の周辺の画像画素１０１～１０４，１０６～１０９の８画素が周辺画素となる。そこで、算出手段１７１ａは、周辺画素１０１～１０４，１０６～１０９の輝度レベルの平均値を周辺画素平均値として算出する。

欠陥判定手段１７１ｂは、注目画素１０５の輝度レベルと算出された周辺画素平均値との差分が、設定された閾値以上である場合に、注目画素１０５に対応するカメラ１２の撮像素子の撮像画素に欠陥が生じていると判定する。

図４（ｂ）～（ｄ）は、注目画素１０５にカメラ起因輝度異常点（ホワイトスポット）が現れたときの各画像画素の輝度レベルの一例を示した図であり、図４（ｅ）～（ｇ）は、注目画素１０５にパネル起因輝度異常点が現れたときの各画像画素の輝度レベルの一例を示した図である。

図４（ｂ）～（ｄ）に示すように、注目画素１０５にカメラ起因輝度異常点が現れた場合、注目画素１０５の輝度レベルのみが周辺画素と比較して異常に高い値となっている。

算出手段１７１ａは、周辺画素１０１～１０４，１０６～１０９の輝度レベルの平均値を周辺画素平均値１１０として算出する。

そして、欠陥判定手段１７１ｂは、注目画素１０５の輝度レベルと算出された周辺画素平均値１１０との差分１２０が、設定された閾値Ｔｈ以上である場合に、注目画素１０５に対応するカメラ１２の撮像画素に欠陥が生じていると判定する。ここで、閾値Ｔｈは、欠陥判定手段１７１ｂが有する閾値設定手段１７１ｃにより定められている。詳細は後述する。

図４（ｃ）に示した例では、注目画素１０５にカメラ起因輝度異常点が現れているので、周辺画素１０１～１０４，１０６～１０９の輝度は、注目画素１０５の輝度と比較して十分に小さい値となっている。すなわち、差分１２０が大きくなり設定された閾値Ｔｈ以上となるので、欠陥判定手段１７１ｂは、注目画素１０５に対応するカメラ１２の撮像画素に欠陥（撮像画素欠陥）が生じていると判定する。

一方、図４（ｅ）～（ｇ）に示すように、注目画素１０５にパネル起因輝度異常点が現れた場合、注目画素１０５の輝度レベルと共に、周辺画素の輝度レベルも高い値となっている。

算出手段１７１ａは、周辺画素１０１～１０４，１０６～１０９の輝度レベルの平均値を周辺画素平均値１１１として算出する。

図４（ｆ）に示した例では、注目画素１０５にパネル起因輝度異常点が現れており、周辺画素１０１～１０４，１０６～１０９の輝度レベルも、高い値となっている。すなわち、差分１２１が小さくなり設定された閾値Ｔｈ未満となるので、欠陥判定手段１７１ｂは、撮像画素欠陥ではない、すなわちディスプレイパネルＰの表示画素に欠陥（表示画素欠陥）があると判定する。

このようにして、撮像画素欠陥に起因するカメラ起因輝度異常点と、表示画素欠陥に起因するパネル起因輝度異常点とを区別することができる。

そして、補正手段１７１ｄは、欠陥判定手段１７１ｂにより注目画素１０５に対応するカメラ１２の撮像画素に欠陥が生じていると判定された場合に、注目画素１０５の輝度レベルを周辺画素平均値に補正する。補正手段１７１ｄは、撮影画像のそれぞれの画像画素を注目画素１０５として補正した補正画像データを記憶部１７２に記憶する。

これにより、ディスプレイパネルＰの点灯検査に用いられる、撮影画像からカメラ起因輝度異常点を除去した補正画像データを記憶部１７２に記憶することができる。

また、閾値の設定に当たっては注目画素ごとに周辺画素の輝度レベルを基に作成される動的な閾値（動的閾値）を用いると好ましい。動的閾値を設定するには、例えば、周辺画素の輝度レベルの平均値に対して固定係数を掛けた値を基に閾値を作成すると良い。これにより注目画素が変わる毎に閾値も変わるので、閾値をダイナミックに変えることができる。このような動的閾値を用いた判定方式を採用する事により、周囲画素の輝度レベルに対する注目画素の輝度レベルの立ち上がり割合を監視する事ができるため、固定の閾値を用いる場合に比べ、カメラ起因輝度異常点とパネル起因輝度異常点の切り分けをより正確に行うことができる。

ここで、閾値設定手段１７１ｃによる閾値Ｔｈの決定について更に詳細に説明する。

撮影画像から、パネル起因輝度異常点を残しつつ、カメラ起因輝度異常点を除去するためには、パネル起因輝度異常点とカメラ起因輝度異常点とを区別するための閾値Ｔｈを適切に設定する必要がある。

図３（ｂ）に示したように、ある１点の画像画素の輝度レベルのみが、周辺画素の輝度レベルと比較して高くなる場合、その画像画素はカメラ起因輝度異常点であると推測でき、図３（ｃ）に示すように、ある画像画素の輝度レベルが高く、さらにその画像画素の輝度レベルをピークとしてその画像画素に近い画素ほど輝度レベルが高くなっている場合、その画像画素はパネル起因輝度異常点と推測できる。

そのため、例えば、閾値を固定値として単純に隣接する画像画素の輝度レベルの差分が閾値以上となった場合にカメラ起因輝度異常点であると判定するようにすると、図３（ｃ）のように、画像画素２１５と隣接する画像画素２１４との輝度レベルの差分が大きい場合、画像画素２１５をカメラ起因輝度異常点して誤認識してしまう場合がある。

そこで、閾値設定手段１７１ｃは、注目画素ごとに閾値Ｔｈを変動させる。具体的には、注目画素ごとに、算出された周辺画素平均値に、予め設定された閾値倍率ＴＲを乗算した値を閾値Ｔｈとして設定する。なお、閾値Ｔｈが“０”とならないように閾値Ｔｈにオフセット値を加えたものを閾値Ｔｈとすると好ましい。この閾値倍率ＴＲは、カメラ起因輝度異常点が発生したときの周辺画素平均値に対する注目画素の輝度レベルの割合（輝度割合）と、パネル起因輝度異常点が発生したときの輝度割合とに基づいて、カメラ起因輝度異常点とパネル起因輝度異常点とを区別できる値としてユーザにより入力部１９から予め入力される。

図５（ａ）は、図３（ｂ）に示すように画像画素２０５がカメラ起因輝度異常点である場合において、画像画素２０５と同行の各画像画素における周辺画素平均値に対する注目画素の輝度レベルの割合（輝度割合）を示しており、図５（ｂ）は、画像画素２１５がパネル起因輝度異常点である場合において、画像画素２１５と同行の各画像画素における周辺画素平均値に対する注目画素の輝度レベルの割合（輝度割合）を示している。

図５（ａ）に示すように、画素２０５がカメラ起因輝度異常点である場合、画像画素２０５の輝度割合は、画素２０２～２０４，２０６～２０９の輝度割合と比較して十分大きい値となっている。

一方、図５（ｂ）に示すように、画素２１５がパネル起因輝度異常点である場合、画素２１５の輝度割合は、画素２１２～２１４，２１６～２１９の輝度割合より大きいものの、差が小さくなっている。

そのため、閾値倍率ＴＲを低く設定しすぎると、欠陥判定手段１７１ｂがパネル起因輝度異常点をカメラ起因輝度異常点として誤検知してしまう可能性がある。

そこで、カメラ起因輝度異常点とパネル起因輝度異常点とを区別できる適切な閾値倍率ＴＲをユーザが予め設定する。図５に示した例では、閾値倍率ＴＲが周辺画素平均値の１５０％（１．５倍）として設定されている。

これにより、カメラ起因輝度異常点とパネル起因輝度異常点とを区別できるので、カメラ起因輝度異常点を除去して、ディスプレイパネルＰの輝点欠陥のみを検出することができる。

図６は、第１実施形態の画像生成装置１における処理内容を示したフローチャートである。

図６に示すように、カメラ１２が、画像を表示したディスプレイパネルＰを撮像することによりその表示状態の撮影画像を取り込む（ステップＳ１０１）。取り込まれる画像の画素の行数及び列数をここで登録するか、予め設定しておく。画像の画素の行数及び列数は、後述するステップＳ１１７及びステップＳ１１９の判定に利用する。

次に、算出手段１７１ａは、取り込まれた撮影画像の１つの画素を原点の注目画素として指定する（ステップＳ１０３）。ここでは、撮影画像の画素は矩形の画像領域内にマトリックス状に配列されており、その左上の角に位置する画素を原点（０，０）の注目画素とし、上から１行目の画素の並び方向をＸ軸、左から１列目の画素の並び方向をＹ軸としている。

そして、算出手段１７１ａは、カメラ１２により撮像された撮影画像に基づいて、指定した注目画素の周辺の８画素（周辺画素）の輝度レベルを積算し（ステップＳ１０５）、積算した周辺画素の輝度レベルの積算値を、周辺画素数である“８”で除算することにより、周辺画素平均値を算出する（ステップＳ１０７）。なお、注目画素が角に位置する場合は、周辺の３画素（周辺画素）の輝度レベルを積算し、周辺画素数である“３”で除算する。また、注目画素が角以外の周辺に位置している場合は、周辺の５画素（周辺画素）の輝度レベルを積算し、周辺画素数である“５”で除算する。

算出手段１７１ａは、指定した注目画素の輝度レベルと算出された周辺画素平均値との差分を算出する（ステップＳ１０９）。

閾値設定手段１７１ｃは、算出された周辺画素平均値に、予め設定されている閾値倍率ＴＲを乗算した値を閾値Ｔｈとして設定する（ステップＳ１１１）。

次に、欠陥判定手段１７１ｂは、ステップＳ１１１で設定した閾値Ｔｈにオフセット値を加算し、それを新たに閾値Ｔｈとして設定する（ステップＳ１１３）。周辺画素平均値は、“０”となることもあり得る。周辺画素平均値が、“０”である場合、閾値倍率ＴＲを乗算したとしても“０”となる。そこで、閾値Ｔｈが“０”とならないように、欠陥判定手段１７１ｂは、閾値Ｔｈに例えば、“１５０”などの値をオフセット値として加算して新たな閾値Ｔｈとして設定する。オフセット値は予め設定しておく。

欠陥判定手段１７１ｂは、ステップＳ１０９において算出された注目画素の輝度レベルと周辺画素平均値との差分が、ステップＳ１１３において設定された閾値Ｔｈ以上であるか否かを比較する（ステップＳ１１４）。

比較した結果、注目画素の輝度レベルと周辺画素平均値との差分が、ステップＳ１１３で設定された閾値Ｔｈより大きいと判定された場合（ステップＳ１１５；ＹＥＳ）、欠陥判定手段１７１ｂは、注目画素に対応するカメラ１２の撮像素子に撮像画素欠陥が生じていると判定し、補正手段１７１ｄが、注目画素の輝度レベルを周辺画素平均値に補正する（ステップＳ１１６）。注目画素の輝度レベルと周辺画素平均値との差分が、ステップＳ１１３で設定された閾値Ｔｈ以下であると判定された場合（ステップＳ１１５；ＮＯ）は、補正は行わずに次のステップに進む。

次に、補正手段１７１ｄは、注目画素がその行の最後の画素か（最も右側の画素か）否かを判定する。すなわち注目画素の座標のＸの値が、画像画素配列の列数に等しいかどうかを判定する（ステップＳ１１７）。その行の最後の画素では無いと判定された場合（ステップＳ１１７；ＮＯ）は、Ｘの座標値に１を足し（ステップＳ１１８）、次の注目画素を指定し（ステップＳ１０４）、その後のステップの処理を実行する。その行の最後の画素（最も右側の画素）であると判定された場合（ステップＳ１１７；ＹＥＳ）は、注目画素が最終行か否かを判定する。すなわち注目画素の座標のＹの値が、画像画素配列の行数に等しいかどうかを判定する（ステップＳ１１９）。注目画素が最終行でないと判定された場合（ステップＳ１１９；ＮＯ）は、Ｘの座標値を０にすると共にＹの座標値に１を足し（ステップＳ１２０）、次の注目画素を指定し（ステップＳ１０４）、その後のステップの処理を実行する。注目画素が最終行であると判定された場合（ステップＳ１１９；ＹＥＳ）は、補正手段１７１ｄは、補正されなかった場合には撮影画像データを記憶部１７２に記憶し、補正した場合には補正した補正画像データを記憶部１７２に記憶する（ステップＳ１２１）。そして、上述の処理を経てできた撮影画像データは、表示画素欠陥の判定処理等に使われる。 以上のように、第１実施形態の画像生成装置１によれば、被検査体であるディスプレイパネルＰを載置する載置台１１と、ディスプレイパネルＰに対向して設けられたカメラ１２と、カメラ１２により撮像された画像データに基づいて、注目画素の周辺画素の輝度レベルの平均値を周辺画素平均値として算出する算出手段１７１ａと、注目画素の輝度レベルと算出された周辺画素平均値との差分が、設定された閾値以上である場合に、注目画素に対応するカメラ１２の撮像素子の撮像画素に撮像画素欠陥が生じていると判定する欠陥判定手段１７１ｂと、欠陥判定手段１７１ｂにより注目画素に対応するカメラ１２の撮像素子の撮像画素に撮像画素欠陥が生じていると判定された場合に、注目画素の輝度レベルを周辺画素平均値に補正し、補正することにより得た補正画像データを記憶部１７２に記憶する補正手段１７１ｄとを備えている。

そのため、カメラ１２により撮影された画像に、撮像画素欠陥に起因する輝度異常点（カメラ起因輝度異常点）と、表示画素欠陥に起因する輝度異常点（パネル起因輝度異常点）とが含まれる場合であっても、カメラ起因輝度異常点とパネル起因輝度異常点とを区別することができる。これにより、撮像輝度異常点を補正により除去して、ディスプレイパネルＰの輝点欠陥のみを検出することができるので、ディスプレイパネルＰの欠陥を正確に判定することができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る画像生成装置１では、処理部１７１が、プログラムを実行することにより、算出手段１７１ａと、欠陥判定手段１７１ｂと、閾値設定手段１７１ｃと、補正手段１７１ｄとが仮想的に構築したがこれに限らず、集積回路により算出手段と、欠陥判定手段と、閾値設定手段と、補正手段とを実装するようにしてもよい。

本発明の第２実施形態では、集積回路により算出手段と、欠陥判定手段と、閾値設定手段と、補正手段とを実装した画像生成装置１を例に挙げて説明する。

図７は、本発明の第２実施形態の画像生成装置１が備える画像処理装置１７の構成を説明した機能構成図である。

図７に示すように、本発明の第２実施形態の画像生成装置１の画像処理装置１７は、集積回路を有するキャプチャーボート１７４を備えている。

キャプチャーボート１７４は、集積回路により、算出手段１７４ａと、欠陥判定手段１７４ｂと、閾値設定手段１７４ｃと、補正手段１７４ｄとを実装する。なお、これら算出手段１７４ａ、欠陥判定手段１７４ｂ、閾値設定手段１７４ｃ、補正手段１７４ｄの処理内容は、上述した第１実施形態における算出手段１７１ａ、欠陥判定手段１７１ｂ、閾値設定手段１７１ｃ、補正手段１７１ｄと同様の考え方に基づくものであり、図6に示した第１実施形態における処理のフローチャートも、第２実施形態に適用できる。

具体的には、算出手段１７４ａは、積算回路と除算回路とを備えている。そして、積算回路が、カメラ１２により撮像された画像データに基づいて、注目画素の周辺画素の輝度レベルの積算し、除算回路が、積算した値を周辺画素数で除算することにより、周辺画素平均値として算出する。周辺画素数としては、例えば、注目画素が角に位置する時は“３”、辺に位置する時は“５”、それ以外に位置する時は“８”を用いることができる。

欠陥判定手段１７４ｂは、減算回路とセレクタ回路とを備えている。減算回路が、注目画素の輝度レベルから周辺画素平均値を減算することにより差分を算出する。そして、差分から閾値Ｔｈを減算する。そして、セレクタ回路は、差分から閾値Ｔｈを減算した値がプラスの値である場合、カメラの撮像画素欠陥に起因する輝度異常点（カメラ起因輝度異常点）であることを示す信号を補正手段１７４ｄに送り、差分から閾値Ｔｈを減算した値がマイナスの値である場合、カメラの撮像画素欠陥に起因する輝度異常点ではないことを示す信号を補正手段１７４ｄに送る。

閾値設定手段１７４ｃは、乗算回路を備えている。乗算回路は、周辺画素平均値に外部から入力された閾値倍率ＴＲを乗算し、閾値Ｔｈをセレクタ回路へ供給する。

補正手段１７４ｄは、撮影画像に対して、欠陥判定手段１７４ｂからカメラ起因輝度異常点であることを示す信号が供給された画像画素の輝度レベルを周辺画素平均値に補正して記憶部１７２に記憶し、欠陥判定手段１７４ｂからカメラ起因輝度異常点でないことを示す信号が供給された画像画素を補正することなく、記憶部１７２に記憶する。

以上のように、本発明の第２実施形態の画像生成装置１では、キャプチャーボート１７４が、カメラ１２の下流側であって、記憶部１７２の上流側に設けられており、算出手段１７４ａと、欠陥判定手段１７４ｂと、閾値設定手段１７４ｃと、補正手段１７４ｄとが集積回路で構成されている。

そのため、カメラ１２で撮影された画像が撮影画像データとして外部ネットワーク部１７３からキャプチャーボート１７４へ順次供給されると、供給された順に、順次、キャプチャーボート１７４が処理を実行し、実行後の画像データ（補正画像データ）を記憶部１７２に記憶する。そのため、連続的に処理が実行されるので、プログラムを実行することにより、算出手段と、欠陥判定手段と、閾値設定手段と、補正手段とを仮想的に構築するより処理完了までの時間を大幅に短縮することができる。なお、このキャプチャーボート１７４に備えられる集積回路として、回路書き換え可能な半導体チップ（例えばＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ））を用いると、測定対象や撮像手段の仕様に合わせて各種手段を容易にカスタマイズできるためより好ましい。

１ 画像生成装置
１１ 載置台
１２ カメラ
１５ パネル駆動信号発生器
１６ パネル用電源
１７ 画像処理装置
１９ 入力部
２０ 出力部
２０ａ 操作用モニタ
２０ｂ 画像用モニタ
１７１ 処理部
１７１ａ，１７４ａ 算出手段
１７１ｂ，１７４ｂ 欠陥判定手段
１７１ｃ，１７４ｃ 閾値設定手段
１７１ｄ，１７４ｄ 補正手段
１７２ 記憶部
１７３ 外部ネットワーク部
１７４ キャプチャーボート

Claims (5)

1. 被検査体であるディスプレイパネルを載置する載置台と、
   前記ディスプレイパネルに対向して設けられた撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された画像データに基づいて、注目画素の周辺画素の輝度レベルの平均値を周辺画素平均値として算出する算出手段と、
   前記注目画素の輝度レベルと前記算出された周辺画素平均値との差分が、設定された閾値以上である場合に、前記注目画素に対応する前記撮像手段の撮像素子の撮像画素に欠陥が生じていると判定する欠陥判定手段と、
   前記欠陥判定手段により前記注目画素に対応する前記撮像手段の撮像素子の撮像画素に欠陥が生じていると判定された場合に、前記注目画素の輝度レベルを前記周辺画素平均値に補正し、前記補正することにより得た補正画像データを記憶部に記憶する補正手段と、
   を備え、
   前記欠陥判定手段は、前記注目画素ごとに前記算出される周辺画素平均値を基に設定される動的な値を前記閾値として設定する閾値設定手段を有し、
   前記閾値は、前記ディスプレイパネルの欠陥に起因する周辺より輝度レベルが高いパネル起因輝度異常点と、前記撮像手段の欠陥に起因する周辺より輝度レベルが高いカメラ起因輝度異常点とを区別するための周辺画素平均値に対する注目画素の輝度レベルの立ち上がり割合に基づいて設定された値であることを特徴とする画像生成装置。
2. 前記閾値設定手段は、
   前記注目画素ごとに前記算出された周辺画素平均値に、前記パネル起因輝度異常点と前記カメラ起因輝度異常点とを区別するために予め定めた固定変数を乗算し、それにオフセット値を加えた値を前記閾値として設定することを特徴とする請求項１記載の画像生成装置。
3. 前記算出手段と、前記欠陥判定手段と、前記補正手段とは、
   前記撮像手段と前記記憶部との間に設けられた集積回路で構成されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の画像生成装置。
4. 被検査体であるディスプレイパネルを載置する載置台と、前記ディスプレイパネルに対向して設けられた撮像手段を用いて前記ディスプレイパネルを検査するための画像を補正する画像生成方法であって、
   前記撮像手段により撮像された画像データに基づいて、注目画素の周辺画素の輝度レベルの平均値を周辺画素平均値として算出する算出ステップと、
   前記注目画素ごとに、前記算出される周辺画素平均値を基に設定される動的な値を前記閾値として設定する閾値設定ステップと、
   前記注目画素の輝度レベルと前記算出された周辺画素平均値との差分が、設定された閾値以上である場合に、前記注目画素に対応する前記撮像手段の撮像素子の撮像画素に欠陥が生じていると判定する欠陥判定ステップと、
   前記欠陥判定ステップにより前記注目画素に対応する前記撮像手段の撮像素子の撮像画素に欠陥が生じていると判定された場合に、前記注目画素の輝度レベルを前記周辺画素平均値に補正し、前記補正することにより得た補正画像データを記憶部に記憶する補正ステップと、
   を有し、
   前記閾値設定ステップで設定される閾値は、前記ディスプレイパネルの欠陥に起因する周辺より輝度レベルが高いパネル起因輝度異常点と、前記撮像手段の欠陥に起因する周辺より輝度レベルが高いカメラ起因輝度異常点とを区別するための周辺画素平均値に対する注目画素の輝度レベルの立ち上がり割合に基づいて設定された値であることを特徴とする画像生成方法。
5. 前記閾値設定ステップは、
   前記注目画素ごとに前記算出された周辺画素平均値に、前記パネル起因輝度異常点と前記カメラ起因輝度異常点とを区別するために予め定めた固定変数を乗算し、それにオフセット値を加えた値を前記閾値として設定することを特徴とする請求項４記載の画像生成方法。

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