JPH04220511A - 表示画面における直線性の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示画面における直線
性の検査方法、特にＣＲＴなどの表示画面上の、例えば
格子状の検査用パターンをテレビカメラで撮影して検査
用画像デ−タを求め、プロセッサを用いてこの検査用画
像デ−タを演算処理することにより当該表示画面での直
線性を検査する場合、当該検査に先だって、良好な直線
性を持つ基準表示画面を用いることよりテレビカメラの
レンズの光学的特性などによって生じる検査用パターン
の画像歪みを調べておき、前記検査用画像デ−タ中の当
該画像歪みを補正してから前記演算処理を実行するよう
にしたものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＣＲＴなどの表示画面では表示
される文字，図形などに歪みが生じないことが必要であ
り、製造ラインやユーザサイドにおいて表示画面上に各
種の検査用パターンを与えて目視によりその直線性の検
査を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな目視による検査では、検査スピードが遅くまた検査
結果の質についてのばらつきが生じる等の問題点があっ
た。そして、このことは表示画面の精度が上がるにした
がって顕著になっている。

【０００４】そこで、本発明では、表示画面上の検査用
パターンをテレビカメラで撮影して検査用画像デ−タを
求め、この検査用画像デ−タをプロセッサで処理するこ
とにより表示画面の直線性の検査を行うといった自動検
査化を図るとともに、検査に先だってテレビカメラ自身
の特性に基づく検査用パターンの画像歪みを調べておき
、前記検査用画像デ−タに対し所定の変換を行なって画
像歪みを補正し、この補正後の画像デ−タを用いて表示
画面の直線性の検査を行うことにより検査のスピードア
ップを図り、かつ検査の精度を上げることを目的とする
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、検査対象の表
示画面上の検査用パターンをテレビカメラで撮影して検
査用画像デ−タを求め、プロセッサでこの検査用画像デ
−タを処理することにより当該表示画面の直線性を検査
する方法において、この検査に先だって良好な直線性を
持つ基準表示画面に前記検査用パターンと同一のものを
与え、このパターンをテレビカメラで撮影して求めた画
像デ−タからテレビカメラ自体の特性に基づく画像歪み
の状態を把握しておき、前記検査用画像デ−タの画像歪
みを補正してから前記の検査を行うようにしたものであ
る。

【０００６】図１は、本発明の原理説明図である。図に
おいて、１は、基準表示画面であり、良好な直線性を持
っていることが既に分かっている表示画面である。２は
、検査対象の表示画面であり、検査用パターンが与えら
れている。３は、テレビカメラであり、各表示画面の検
査用パターンを撮影してその画像デ−タを求めているが
、当該画像デ−タはレンズの光学的特性などによる画像
歪みが必然的に伴ったものになっている。４は、メモリ
であり、各種画像デ−タを格納している。５は、プロセ
ッサであり、レンズの光学的特性などによるテレビカメ
ラ自体の画像歪みを求める演算処理や、テレビカメラで
撮影して求めた検査用画像デ−タ中の画像歪みを補正す
る演算処理を実行している。６は、検査用パターンであ
り、各ラインの両方の端部のそれぞれが、当該ラインと
直交する最も外側のラインよりも所定長だけ飛び出した
状態の格子パターンとなっている。

【０００７】ここで、表示画面における直線性を検査す
る手順は次のようになっている。すなわち、■基準表示
画面１の検査用パターン６をテレビカメラ３で撮影して
更正用画像デ−タを求め、これをメモリ４に格納する。 ■撮影に伴う画像歪みが少ない格子パターン中央部の前
記更正用画像デ−タと、予め分かっている格子ピッチと
に基づいて理想画像デ−タを求め、これをメモリ４に格
納する。なお、理想画像デ−タは、検査用パターン６か
ら直接求めるようにしてもよい。■更正用画像デ−タと
理想画像デ−タとの写像関係を求め、これをテレビカメ
ラ自体の特性に基づく画像歪みを表す関係式として用い
る。なお、この写像関係は各画像デ−タ中の、格子点の
位置についてのデ−タに基づいて算出している。■検査
対象の表示画面２の検査用パターン６をテレビカメラ３
で撮影して検査用画像デ−タを求め、これをメモリ４に
格納する。■この検査用画像デ−タに、先に求めた写像
関係に基づく変換処理を実行して修正デ−タを求める。 ■この修正デ−タに対して検査プログラムを実行し、検
査対象の表示画面２の検査用パターン６の歪み状態につ
いて調べる。といった手順により、検査対象の表示画面
の直線性についての検査を実行している。

【０００８】

【作用】本発明おいては、基準表示画面１の検査用パタ
ーンを撮影して求めた更正用画像デ−タと、理想画像デ
−タとの間の写像関係を算出している。そして、検査対
象の表示画面２の検査用パターンを撮影して求めた検査
用画像デ−タに対してこの写像関係に基づく変換処理を
実行することにより、テレビカメラ自体によって生じる
画像歪みを補正した修正デ−タを求め、この修正デ−タ
を使って検査対象の表示画面の直線性についての検査プ
ログラムを実行している。

【０００９】また、検査用パターンとして、図示のよう
に端部のそれぞれが所定長だけ飛び出した状態の格子パ
ターンを用いることにより、格子点付近のパターンをす
べての格子点で同じ状態になるようにして格子点の位置
を求める際の検出アルゴリズムを共通なものにしている
。

【００１０】

【実施例】図２，図３，図４，図５，図６及び図７を用
いて本発明の実施例を説明する。

【００１１】図２は、表示画面の直線性についての検査
装置の概要を示す説明図である。図において、２１はＣ
ＲＴなどの表示装置，２２はレンズ，２３はテレビカメ
ラ，２４はテレビカメラの出力である画像デ−タを多階
調デ−タに変換するＡ／Ｄ変換器，２５は更正用画像デ
−タや検査用画像デ−タなどを格納するメモリ，　２６
は修正デ−タなどを格納するメモリ，２７は演算途中の
デ−タや結果デ−タなどを保持するためのＲＡＭ，　２
８は検査システムで使用するテレビカメラによって生じ
る画像歪みを表す関係式の係数などを格納する係数ＲＯ
Ｍ，　２９は検査用プログラムを格納するプログラムＲ
ＯＭ，　３０は各種の演算処理を実行する高速プロセッ
サ，　３１はＣＰＵである。

【００１２】図３は、基準表示画面を用いて更正用画像
デ−タと理想画像デ−タとの間の写像関係を求める手順
を示す説明図である。すなわち、■′基準表示画面の格
子パターンを撮影して求めた更正用画像デ−タ（多階調
デ−タ）をメモリに格納し、次のステップに進む。■′
この更正用画像デ−タを二値化し、次のステップに進む
。（図４参照）■′メモリ内の“１”の画像数をｘ軸上
およびｙ軸上でそれぞれ加算して作成した投影分布の立
上がり点および立下がり点をすべて求め、次のステップ
に進む。（図５参照）■′この立上がり点および立下が
り点に基づいて大きめの格子点検出ウィンドウを格子点
の数だけ設定し、次のステップに進む。■′この格子点
検出ウィンドウを用いて格子点の中心座標を検出し、次
のステップに進む。（図６参照）■′すべての格子点の
中心座標を検出したかどうかを判断し、「　ＹＥＳ」の
場合は次のステップに進み、「ＮＯ」の場合はステップ
■′に戻る。■′相互に隣接する三角形を構成する格子
点のそれぞれについての更正用画像デ−タにおける位置
座標と、理想画像デ−タにおける位置座標との間の写像
関係を表す歪補正用係数を算出し、次のステップに進む
。 （図７参照）■′この歪補正用係数を係数ＲＯＭ２９に
格納する。といった手順により、更正用画像デ−タと理
想画像デ−タとの間の写像関係を求めている。

【００１３】図４は、更正用画像デ−タなどの例えば　
２５６段階の多階調デ−タの各濃度と、その濃度の画素
数との関係を示す濃度ヒストグラムである。そして、格
子パターン全体の画素数は予め分かっているから、当該
濃度ヒストグラムの明るい方から順に画素数を累積して
いってこの既知の画素数に最も近くなる濃度を求め、こ
の濃度ｔを閾値にして多階調デ−タの二値化を行なって
いる。なお、この濃度ヒストグラムは格子パターン（検
査パターン）の部分を「明」、背景部分を「暗」として
作成している。

【００１４】図５は、メモリ内の“１”の画素数をｘ軸
上およびｙ軸上でそれぞれ加算して作成した投影分布を
示す説明図である。ここで、ｘ軸上，ｙ軸上のそれぞれ
の立上がり点および立下がり点は格子パターン（検査用
パターン）６の部分に対応しており、各点のｘ，ｙ座標
はＲＡＭ２７に格納される。

【００１５】図６は、格子点検出ウィンドウを用いて格
子点の中心座標を求める状態を示す説明図である。格子
点検出ウィンドウ３０は、図５の投影分布から求めた上
がり点および立下がり点に基づいて格子点ごとに設定し
たものである。そして、各格子点検出ウィンドウ毎に投
影分布を作成し、ｘ軸上，ｙ軸上それぞれの山を２等分
する重心位置（ｘｇ　，ｙｇ　）を求め、これを各格子
点の中心座標としている。

【００１６】そして、格子パターン（検査用パターン）
６の中心付近の格子点については撮影に伴う画像歪みが
少ないので、この中心付近の格子点の中心座標を基準に
して予め分かっているｘ，ｙ方向の本来の格子ピッチを
用いれば、格子パターンの理想画像デ−タを計算により
求めることができる。

【００１７】そこで、この計算により求めた格子点の中
心座標と、実際の計測により求めた格子点の中心座標（
ｘ１ｇ，ｙ１ｇ）との関係を格子点検出ウィンドウ３０
ごとに算出している。次に、この関係を算出する具体例
について図７を参照して説明する。

【００１８】図７は、本来の格子パターンと、テレビカ
メラを通した格子パターンとの関係を示す説明図である
。すなわち、本来Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置にある格子点の
それぞれが、テレビカメラでの撮影に伴う画像歪みのた
めにＳ，Ｔ，Ｕ，Ｖにシフトしている。そして、各格子
点のシフトの態様は、本来の位置座標を（ｘ，ｙ）、シ
フト後の位置座標を（ｘ′，ｙ′）とするとき、ｘ′＝
ａｘ＋ｂｙ＋ｃ　　　　（ｘ＝ｇｘ′＋ｈｙ′＋ｉ）ｙ
′＝ｄｘ＋ｅｙ＋ｆ　　　　（ｙ＝ｊｘ′＋ｋｙ′＋ｌ
）で表される線形変換による写像であると仮定する。な
お、遠近法的な幾何学歪みは通常この式で与えられる。 また、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，
ｌは歪補正用係数である。

【００１９】次に、シフト前後の３つの隣接した位置、
例えばＢ，Ｃ，Ｄの位置とＴ，Ｕ，Ｖの位置にある格子
点で形成される２つの三角形において、

【数１】 の６つの方程式をたてる。ここで、（ｘ１　，ｙ１　）
，（ｘ２　，ｙ２　），（ｘ３　，ｙ３　）はそれぞれ
Ｂ，Ｃ，Ｄの、また（ｘ１　′，ｙ１　′），（ｘ２′
，ｙ２　′），（ｘ３　′，ｙ３　′）はそれぞれＴ，
Ｕ，Ｖの位置座標である。

【００２０】前記方程式を解くことによりすべての歪補
正用係数が求められる。また、このような演算を、隣接
した位置にある三角形のすべてに対して実行することに
より、表示画面全体についての当該三角形単位での歪補
正用係数が求まることになる。

【００２１】係数ＲＯＭ２８に格納されるこの歪補正用
係数は同一のテレビカメラを用いるシステムで使用され
るもので、その態様は、検査対象の表示画面上の格子パ
ターンを撮影して得られる格子点の位置座標（ｘ′，ｙ
′）に、対応する三角形の歪補正用係数ｇ，ｈ，ｉ，ｊ
，ｋ，ｌを用いて、 ｘ＝ｇｘ′＋ｈｙ′＋ｉ ｙ＝ｊｘ′＋ｋｙ′＋ｌ の演算を行ない、この演算後の修正位置座標（ｘ，ｙ）
からなる格子パターンに対して検査プログラムを実行す
るようになっている。

【００２２】

【発明の効果】本発明においては、テレビカメラを用い
た、表示画面の直線性の検査に先だって、良好な直線性
を持っている基準表示画面上の検査用パターンをテレビ
カメラで撮影して更正用画像デ−タを求め、この更正用
画像デ−タと理想画像デ−タとから、テレビカメラの使
用によって生じる画像歪みを補正するための歪補正用係
数を算出し、検査の際はこの歪補正用係数を用いて検査
用画像デ−タを修正する構成にしているので、検査時間
を短縮化するとともに検査の精度を上げることができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】表示画面の直線性についての検査装置の概要を
示す説明図である。

【図３】基準表示画面を用いて更正用画像デ−タと理想
画像デ−タとの間の写像関係を求める手順を示す説明図
である。

【図４】検査用画像デ−タなどの多階調デ−タの各濃度
と、その濃度の画素数との関係を示す濃度ヒストグラム
である。

【図５】メモリ内の“１”の画素数をｘ軸上およびｙ軸
上でそれぞれ加算して作成した投影分布を示す説明図で
ある。

【図６】格子点検出ウィンドウを用いて格子点ごとにそ
の中心座標を求める状態を示す説明図である。

【図７】本来の格子パターンと、テレビカメラを通した
格子パターンとの関係を示す説明図である。

【符号の説明】

図１において、 １・・・基準表示画面 ２・・・検査対象の表示画面 ３・・・テレビカメラ ４・・・メモリ ５・・・プロセッサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表示画面上の検査用パタ−ンをテレビ
   カメラで撮影して求めた画像データをメモリに格納し、
   プロセッサを用いてこのメモリ中の画像データを演算処
   理することにより、当該表示画面の直線性を検査する方
   法であって、先ず、所定の直線性を持つ基準表示画面に
   おける前記検査用パタ−ンを前記テレビカメラで撮影し
   て求めた更正用画像デ−タと、当該テレビカメラ自体の
   特性に基づく画像歪みがないものと仮定したときの当該
   検査用パタ−ンの理想画像デ−タとの間の写像関係を算
   出し、続いて、検査対象の表示画面における前記検査用
   パタ−ンを前記テレビカメラで撮影して検査用画像デ−
   タを求め、この検査用画像デ−タに対して前記写像関係
   に基づく変換処理を実行し、この変換処理で求めた修正
   画像データに対して検査用の演算処理を実行することに
   より、当該検査用パタ−ンの歪み状態を調べ、テレビカ
   メラ自体の特性に基づく画像歪みを補正するようにした
   ことを特徴とする表示画面における直線性の検査方法。
2. 【請求項２】　　前記検査用パタ−ンとして、各ライン
   の両方の端部のそれぞれが、当該ラインと直交する最も
   外側のラインよりも所定長だけ飛び出した状態の格子パ
   ターンを用いたことを特徴とする請求項１記載の表示画
   面における直線性の検査方法。
3. 【請求項３】　　前記理想画像デ−タは、テレビカメラ
   自体の特性に基づく画像歪みが少ない格子パターン中央
   部の前記更正用画像デ−タと、予め分かっている格子ピ
   ッチとから求めるようにしたことを特徴とする請求項２
   記載の表示画面における直線性の検査方法。
4. 【請求項４】　　写像関係は、相互に隣接して三角形を
   構成する格子点のそれぞれについての更正用画像デ−タ
   における位置座標と、理想画像デ−タにおける位置座標
   との間のものであり、前者を（ｘ′，ｙ′）、後者を（
   ｘ，ｙ）とするとき、 ｘ′＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃ ｙ′＝ｄｘ＋ｅｙ＋ｆ で表される（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは定数）ことを特
   徴とする請求項２又は請求項３記載の表示画面における
   直線性の検査方法。