TWI501626B - Display unevenness detection method and device thereof - Google Patents

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Nihon Micronics Kk
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Description

顯示元件之顯示不均檢測方法及其裝置
本發明係關於檢測出顯示元件之顯示不均之方法與裝置。
拍攝顯示元件顯示之影像，並藉由所拍攝之影像資料與顯示用影像資料之比較來檢測出顯示元件之顯示不均之方式，在以根據其而擷取出之修正內容修正顯示用影像資料以解決顯示不均方面，係為有用。相關聯之技術，揭示於日本特許廳公開專利公報特開2010-57149號公報或特開2005-150349號公報。
[先行技術文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-57149號公報
[專利文獻2]日本特開2005-150349號公報
在檢測出顯示元件之顯示不均方面，本發明者群，為了提升檢測精度之進一步提升，而研究了拍攝顯示元件所顯示之影像而得之影像資料之具體解析方法。在其過程中，發現了影像資料之具體解析做法會對顯示不均之檢測精度帶來影響。本發明有鑑於此種問題，本發明之目的在於提供以更高精度檢測出顯示元件之顯示不均之方法與裝置。
本發明之形態，為一種顯示元件之顯示不均檢測方法，其包含：像素值取得步驟，根據拍攝顯示元件所顯示之影像而得之輸出影像資料，取得前述顯示元件之各像素之像素值；微分步驟，取得前述顯示元件之各像素之微分像素值；不均區域檢測步驟，根據前述顯示元件之前述微分像素值超過既定不均判定閾值之像素之分布，檢測出前述顯示元件中之前述顯示不均之產生區域；強度值取得步驟，根據屬於前述產生區域之各像素之前述像素值或前述微分像素值，取得前述產生區域之顯示不均強度值；以及檢測步驟，檢測出前述強度值超過既定不均強度閾值之前述產生區域作為前述顯示不均。
又，本發明之另一形態，為一種顯示元件之顯示不均檢測裝置，其具備：像素值取得手段，將拍攝顯示元件所顯示之影像而得之輸出影像資料之各像素值分配至前述顯示元件之各像素，取得前述顯示元件之各像素之像素值；微分手段，取得前述顯示元件之各像素之微分像素值；像素值比較手段，係比較前述顯示元件之各像素之前述微分像素值與既定不均判定閾值；不均區域檢測手段，根據前述微分像素值超過前述不均判定閾值之像素之分布，檢測出前述顯示元件中之前述顯示不均之產生區域；強度值取得手段，根據屬於前述產生區域之各像素之前述像素值或前述微分像素值，取得前述產生區域之顯示不均強度值；強度值比較手段，比較前述強度值與既定不均強度閾值；以及檢測手段，檢測出前述強度值超過既定不均強度閾值 之前述產生區域作為前述顯示不均。
根據本發明之形態，首先從微分像素值超過判定閾值之像素之分布檢測出顯示元件之不均之產生區域。接著，將從各產生區域之像素值或微分像素值取得之各產生區域之顯示不均強度值超過不均強度閾值之產生區域最終檢測出而作為顯示不均。因此，首先係一次檢測出成為顯示不均候補之區域以作為顯示不均之產生區域。接著，藉由以顯示不均之強度值之高度鎖定出檢測出之產生區域，而最終檢測出在視覺上亦能辨識為不均之顯示不均。藉此，相較於從微分像素值之分布單純檢測出顯示不均之方式，能以更高精度檢測出顯示元件之顯示不均。
以下，說明適用本發明之顯示不均檢測方法之顯示不均檢測裝置之實施形態。本發明之顯示不均檢測裝置，亦可以組裝於顯示元件之製程中之檢查線(未圖示)等之線上形式構成，亦可從檢查線分離而以獨立之單機形式來構成。
又，作為能以本發明之顯示不均檢測裝置檢測出之顯示不均之顯示元件，例如有液晶面板顯示器或電漿面板顯示器、有機EL面板顯示器等。以下實施形態中，係以顯示元件為液晶面板顯示器之情形為例進行說明。
如圖1所示，本實施形態之顯示不均檢測裝置1，係以單機形式構成，係從以CCD(charge-coupled device，電荷耦合元件)攝影機5拍攝液晶面板顯示器3(相當於顯示元 件)顯示之測試圖案等影像所得之輸出影像資料檢測出液晶面板顯示器3之顯示不均。顯示不均檢測裝置1，只要處理能力上無障礙，例如亦能以個人電腦等構成。
顯示不均檢測裝置1具有CPU(中央處理裝置)、RAM(隨機存取記憶體)、ROM(唯讀記憶體)、硬碟等。CPU藉由執行存放於ROM或硬碟之程式來執行液晶面板顯示器3之顯示不均之檢測處理。
顯示不均檢測裝置1進行之液晶面板顯示器3之顯示不均之檢測處理，如圖2所示包含輸出影像資料取得處理(步驟S1)、定址及波紋除去處理(步驟S3)、微分處理(步驟S5)、微分閾值判定(一次閾值判定、二元化)處理(步驟S7)、不均強度計算處理(步驟S9)、不均強度閾值判定(二次閾值判定)處理(步驟S11)、以及結果輸出處理(步驟S13)。
步驟S1之輸出影像資料取得處理中，例如藉由從顯示不均檢測裝置1供應至液晶面板顯示器3之輸入影像資料使液晶面板顯示器3顯示測試圖案等影像，由顯示不均檢測裝置1取得來自已拍攝其顯示畫面之CCD攝影機5之視頻訊號作為液晶面板顯示器3之輸出影像資料。
此處，會產生於液晶面板顯示器3之顯示不均有亮度不均與顏色不均，本實施形態之顯示不均檢測裝置1能檢測出亮度不均與顏色不均之任一者。因此，於液晶面板顯示器3，係適當改變RGB值圖案而顯示適於亮度不均之檢測之影像或適於顏色不均之檢測之影像。接著，顯示不均檢測裝置1針對各影像進行以下步驟之顯示不均之檢測動 作。
步驟S3之定址處理，係將CCD攝影機5之CCD感測器之各像素分配至液晶面板顯示器3之各像素，從構成輸出影像資料之CCD感測器之各像素之像素值切割出液晶面板顯示器3之各像素之像素值。
此外，在顯示元件為有機EL面板顯示器或電漿面板顯示器等時，亦能將一個發光元件作為一個像素來進行定址處理。
此外，液晶面板顯示器3與CCD感測器分別具有將像素配置成矩陣狀之格子圖案。又，CCD攝影機5由於具有較液晶面板顯示器3多之像素，因此來自液晶面板顯示器3之一個像素之影像光係被CCD攝影機5之複數個像素接收。因此，液晶面板顯示器3之各像素之像素值，例如根據與該像素對應之CCD攝影機5之複數個像素中像素值最高之像素來決定。
此時，CCD攝影機5只要具有液晶面板顯示器3之整數倍之像素，則不會於CCD攝影機5之像素週期與液晶面板顯示器3之像素周期之間產生相位差。因此，在液晶面板顯示器3之各像素以相同之像素值發光時，與各像素對應之CCD攝影機5之像素中像素值最高之像素彼此為相同之像素值。因此，於已拍攝液晶面板顯示器3之顯示影像之CCD攝影機5之攝影影像中不會產生波紋紋路。
然而，若CCD攝影機5具有非液晶面板顯示器3之整數倍之數目之像素，則會於CCD攝影機5之像素週期與液 晶面板顯示器3之像素周期之間產生相位差。因此，在液晶面板顯示器3之各像素以相同之像素值發光時，與各像素對應之CCD攝影機5之像素中像素值最高之像素彼此不成為相同之像素值。此原因導致於已拍攝液晶面板顯示器3之顯示影像之CCD攝影機5之攝影影像中產生波紋紋路。
若在包含了此波紋紋路之狀態下直接將來自CCD攝影機5之輸出影像資料使用於液晶面板顯示器3之顯示不均之檢測，則有可能會導致顯示不均之誤檢測。
因此，係在步驟S3進行定址處理與波紋除去處理。波紋除去處理，例如係利用本申請人在日本特開2004-317329號公報之申請中所提出之將CCD感測器之各像素與其周邊像素加算或予以平均化之手法，除去輸出影像資料中之波紋成分。
此外，在顯示元件為有機EL面板顯示器或電漿面板顯示器等時，由於發光元件亦以矩陣狀之格子圖案配置，因此將同樣之波紋除去處理與定址處理一起進行係為有效。不過，波紋除去處理並非必需，在顯示不均之檢測時若波紋紋路之產生不會造成障礙時，則亦可省略波紋除去處理。
在步驟S5之微分處理，係將在步驟S3進行之定址處理及波紋除去處理後之液晶面板顯示器3之各像素之像素值微分，取得微分像素值。此微分像素值，可藉由求出對象像素與其周邊像素之像素值之差分之一般微分處理來求出。
然而，本實施形態中，在步驟S5之微分處理，係如圖 3所示，進行液晶面板顯示器3之各像素之像素值之強調處理(步驟S51)、積分處理(步驟S51)、以及液晶面板顯示器3之各像素之像素值與積分像素值之差分處理(步驟S53)。
在步驟S51之積分處理，係使用空間過濾器將在圖2之步驟S3進行之定址處理及波紋除去處理後之液晶面板顯示器3之各像素之像素值與周邊像素之像素值平均化並予以積分，取得積分像素值。
此處所使用之空間過濾器，必須具有覆蓋會於液晶面板顯示器3產生之顯示不均之矩陣形狀。因此，空間過濾器具有與會於液晶面板顯示器3產生之顯示不均對應之核心大小。例如若顯示不均為最大時有可能具有液晶面板顯示器3之100×100像素量之大小，則使用於積分之空間過濾器亦為100×100之核心大小。亦即，各核心之值為「1」，係數為核心數之逆數(=1/(100×100))。
此外，使用空間過濾器進行步驟S51之積分處理時，若欲積分之對象像素(積分像素值之取得對象像素)接近液晶面板顯示器3之上下左右之外周邊之任一邊，則空間過濾器之一部分核心列會超出液晶面板顯示器3之外側。
此處，參照圖4及圖5，以使用積分用之空間過濾器40(與顯示元件之顯示不均形狀及大小對應之核心大小之空間過濾器)將液晶面板顯示器3之各像素之像素值予以積分之情形為例進行說明。此外，此處說明之例中，如圖4之最右方或圖5之最下方分別顯示之樣圖所示，係示意地顯示空間過濾器40之核心大小為7×7。此空間過濾器40係將 各核心值設為「1」，將各核心之係數設為全核心數之逆數(=1/(7×7))。
首先，圖4中顯示空間過濾器40相對液晶面板顯示器3之左邊31之位置關係與有效核心列之關係。在此例中，在以空間過濾器40將從左邊31起至第3像素為止之像素予以積分時(參照從圖4上方至第3個之例)，空間過濾器40左側之核心列(1列~3列)係超過液晶面板顯示器3之左邊31而超出至外側。
由於在超出液晶面板顯示器3外側之核心列不存在對應之像素列，因此在對此核心列進行積分處理時必須使之無效。因此，針對超出左邊31外側之空間過濾器40之核心列，係使核心無效(核心值=「0」)。
又，在以空間過濾器40將從左邊31起至第4像素之後之像素予以積分時(參照從圖4上方起第4個之後之例)，空間過濾器40整體收容在液晶面板顯示器3內側。此情形下，由於針對全核心分別存在對應之像素，因此原則上無使之無效之核心(列)。
此外，針對存在於液晶面板顯示器3右邊之附近區域內之積分對象像素，只要使用將圖4左右反轉後之內容之空間過濾器40進行積分處理即可。
如圖5所示，在空間過濾器40接近液晶面板顯示器3之上邊35時亦同樣地進行。亦即，積分對象像素位於從上邊35至第3像素時(參照從圖5右方至第3個之例)，空間過濾器40上側之核心列(1列~3列)係超過液晶面板顯示器 3之上邊35而超出至外側。因此，針對超出上邊35外側之空間過濾器40之核心列，係使核心無效(核心值=「0」)。
又，在積分對象像素為從上邊35起至第4像素之後之情形(參照從圖5右方起第4個~最左方之例)，空間過濾器40整體收容在液晶面板顯示器3內側，因此原則上不需於空間過濾器40設定使之無效之核心(列)。
此外，針對存在於液晶面板顯示器3下邊之附近區域內之積分對象像素，只要使用將圖5左右反轉後之內容之空間過濾器40進行積分處理即可。
此外，在使用背光之液晶面板顯示器3中，特別是於畫面之外周緣部配置光源並使用導光板導光至畫面中央之情形下，藉由導光板中之光之減弱，易產生畫面中央亮度相較於畫面外周邊附近之亮度相對低之陰影。此陰影在電漿面板顯示器或有機EL面板顯示器等不使用背光之顯示元件亦會發生。
因此，本實施形態中，在積分對象像素位於液晶面板顯示器3外周邊附近時，係使空間過濾器40具有與接近之邊之延伸方向相同方向之方向性，並降低與該邊之延伸方向正交之方向之感度，來對積分像素值進行陰影修正。
例如，在圖4所示之液晶面板顯示器3之左邊31附近，在從左邊31涵蓋至感度修正線32為止之7像素寬度、左邊31之附近區域33易產生陰影。此情形下，當藉由空間過濾器40積分之對象像素存在於附近區域33內時，係使空間過濾器40具有往左邊31之延伸方向之方向性。接著， 將與左邊31正交之方向(橫方向)之有效核心列原則上設為3列，並將核心大小設為縱×橫=7×3。
不過，圖4最上方之例中，由於重疊於空間過濾器40之中央積分對象像素左側之像素之欲使有效之核心列從空間過濾器40之左邊31超出至外側，因此例外地將有效核心大小設為縱×橫=7×2。
同樣地，在圖5所示之液晶面板顯示器3之上邊35附近，在從上邊35涵蓋至感度修正線36為止之7像素寬度、上邊35之附近區域37易產生陰影。此情形下，當藉由空間過濾器40積分之對象像素存在於附近區域37內時，係使空間過濾器40具有往上邊35之延伸方向之方向性。接著，將與上邊35正交之方向(縱方向)之有效核心列原則上設為3列，並將核心大小設為縱×橫=3×7。
不過，圖5最上方之例中，由於重疊於積分對象像素上側之像素之欲使有效之核心列從空間過濾器40之上邊35超出至外側，因此例外地將有效核心大小設為縱×橫=2×7。
又，在從液晶面板顯示器3之右邊涵蓋至感度修正線(未圖示)為止之7像素寬度、右邊之附近區域內所存在之積分對象像素易產生陰影時，只要使用將圖4左右反轉後之內容之空間過濾器40進行積分處理即可。同樣地，在從液晶面板顯示器3之下邊涵蓋至感度修正線(未圖示)為止之7像素寬度、下邊之附近區域內所存在之積分對象像素易產生陰影時，只要使用將圖5左右反轉後之內容之空間過濾器40進行積分處理即可。
如上述，針對液晶面板顯示器3外周邊附近之積分對象像素，藉由使用使使用之空間過濾器40具有往接近之邊之延伸方向之方向性、並將有效核心大小設為縱×橫=7×2或2×7、或7×3或3×7之空間過濾器40，即能在將積分對象像素之像素值予以積分時同時進行陰影修正。
此外，當積分對象像素存在於較感度修正線32,36更靠液晶面板顯示器3內側時，使用於其像素之積分之空間過濾器40之有效核心大小原則上能設為7×7。不過，在積分對象像素從附近區域33,37內超過感度修正線32,36而移至液晶面板顯示器3內側之當中，空間過濾器40之有效核心大小會從縱×橫=7×3或3×7改變為3×7或7×7，由於積分特性急遽變化，因此不佳。
因此，亦可在位於較附近區域33,37內側之積分對象像素還位於感度修正線32,36附近時，隨著從附近區域33,37遠離，使空間過濾器40之有效核心大小徐徐變化成縱×橫=7×5或5×7、7×7。
此外，上述縱×橫=7×7之核心大小不過為說明上之一例，空間過濾器之核心大小只要為與會產生於液晶面板顯示器3之顯示不均對應之尺寸，可為任意。又，針對用在接近液晶面板顯示器3外周邊之積分對象像素之積分之空間過濾器，可如圖4及圖5所示之空間過濾器40，使與接近之邊之延伸方向正交之方向之有效核心列數為可變，使感度具有方向性。
例如，在空間過濾器具有15×15之核心大小時，能隨 著積分對象像素從附近區域33,37遠離，使空間過濾器之有效核心大小從縱×橫=15×3或3×15依序以15×5或5×15、15×7或7×15、15×9或9×15、15×11或11×15、15×13或13×15、15×15之方式經過多個階段地變化。
此外，在無需考量上述之陰影修正之情形，亦可如圖4及圖5所示之空間過濾器40，將與作為無效核心之液晶面板顯示器3外周邊側之核心列相同或接近其之列數之核心，在液晶面板顯示器3中央側之核心列予以無效化。如此，能使在與液晶面板顯示器3之左邊31或上邊35(或者右邊或下邊)正交之方向之空間過濾器40之方向性(感度)對積分對象像素為均等。亦即，在無需考量陰影修正時，可任意決定是否於液晶面板顯示器3中央側亦設定無效之核心列。
又，在液晶面板顯示器3之四角，例如圖6所示，左邊31與上邊35之兩個附近區域33,37係重複。因此，當於附近區域33,37重覆之區域39內有積分對象像素時，只要合計以圖4及圖5所示之空間過濾器40分別予以無效化之核心列，將空間過濾器40之左右及上下之各2~3列之核心予以無效即可。此情形下亦同樣地，在無需考量陰影修正時，可任意決定是否於液晶面板顯示器3中央側亦將無效之核心列分別設定於縱方向及橫方向。
此外，液晶面板顯示器3之顯示不均，若有於縱橫兩方向分別具有某程度之尺寸者，則亦會有縱方向或橫方向之尺寸較小之線狀不均。相較於於縱橫兩方向具有某程度 之尺寸之顯示不均，線狀之不均由於不均之範圍(面積)較小，因此若進行積分處理則會被周邊像素之像素值拉引而使積分像素值變低，而有難以檢測出作為顯示不均之傾向。
因此，在檢測於縱方向或橫方向尺寸較小之線狀不均時進行之圖2之步驟S5之微分處理，亦可如圖7所示，在同樣地執行圖3之步驟S51之積分處理及步驟S53之差分處理前，進行強調處理(步驟S50)作為前處理。
在步驟S50之強調處理，係將縱方向或橫方向之線狀不均之像素值在線狀不均之延伸方向予以平均化使雜訊成分減低。圖8係顯示進行延伸於縱方向之線狀不均之強調處理之情形。此情形下，係使用與線狀不均同樣地於縱方向具有方向性(排列有有效核心)之強調處理用之空間過濾器50(強調用空間過濾器)。此空間過濾器50，以n×n之核心大小僅於其橫方向中央設有縱1列之有效核心(核心值=「1」)，其他則設為無效核心(核心值=「0」)。有效核心之係數係有效核心數n之逆數(=1/n)。此外，圖8中係顯示n=9之情形。
在使用此空間過濾器50之圖7之步驟S50之線狀不均之強調處理中，線狀不均部分之像素值被平均化為與縱方向之有效核心數n相同之周邊像素之像素值。藉此，線狀不均之縱方向之邊界被明確化，而容易檢測出作為顯示不均。
此外，延伸於橫方向之線狀不均之強調處理，只要使用於橫方向具有方向性之強調處理用之空間過濾器(未圖示) 即可。又，針對點狀密集之點狀缺陷，由於藉由進行此強調處理，像素值即配合周邊像素之像素值而下降，因此作為顯示不均不易誤檢測。
在進行以上說明之步驟S50之強調處理時，係使用強調處理後之液晶面板顯示器3之各像素之像素值進行圖7之步驟S51之積分處理，以取得積分像素值。在此積分處理時，亦可如參照圖4及圖5所說明般，依照積分對象像素與液晶面板顯示器3外周邊之位置關係，使空間過濾器50一部分之核心列無效化。
其次，在圖3或圖7之步驟S53之差分處理，求出進行步驟S51之積分處理前之液晶面板顯示器3之各像素之像素值與步驟S51之積分處理後之積分像素值之差分，取得此差分作為液晶面板顯示器3之各像素之微分像素值。以上，圖2之步驟S5之微分處理即結束。
此外，顯示於圖3之步驟S51旁邊之2個圖表，係顯示步驟S51之積分處理前與處理後之液晶面板顯示器3之某橫方向之1線中之像素值分布。比較此2個圖表後可知，在進行圖3或圖7之步驟S51之積分處理後，係抽出液晶面板顯示器3之像素值變化之低頻成分。在涵蓋液晶面板顯示器3之像素整體產生像素值之偏置時，於所抽出之低頻成分會包含此偏置量。
又，圖3之步驟S53旁邊所示之圖表，係顯示步驟S53之差分處理後之液晶面板顯示器3之某橫方向之1線中之像素值分布。參照此圖表後可知，在進行上述之圖3或圖7 之步驟S53之差分處理後，係僅抽出已從液晶面板顯示器3之像素值變化除去低頻成分後之高頻成分。在涵蓋液晶面板顯示器3之像素整體產生像素值之偏置時，偏置量亦作為低頻成分被排除。
因此，在圖2之步驟S5之微分處理中，藉由進行上述之圖3或圖7之步驟S51或步驟S53之積分處理或差分處理，與求出對象像素與其周邊像素之像素值之差分之一般微分處理相較，能以更高精度檢測出因顯示不均導致於與周邊像素之間有像素值之間隙之液晶面板顯示器3之像素區域。
此外，在圖3之步驟S51之積分處理，係將已在圖2之步驟S3進行之定址處理及波紋除去處理後之液晶面板顯示器3之各像素之像素值予以積分。相對於此，在圖7之步驟S51之積分處理，係將步驟S50之強調處理後之液晶面板顯示器3之各像素之像素值予以積分。亦即，即使同樣係積分處理，用於積分處理之液晶面板顯示器3之各像素之像素值，圖3之步驟S51之積分處理與圖7之步驟S51之積分處理係相異。
因此，在將於縱橫兩方向具有某程度之尺寸之不均與縱方向或橫方向之線狀不均均檢測出作為顯示不均時，需分別進行圖3之步驟之微分處理與圖7之步驟之微分處理。此情形下，只要將圖3之步驟之微分處理與圖7之步驟之微分處理串列地或平行地進行即可。
此處，參照圖9及圖10說明圖2之步驟S5之微分處 理前後之液晶面板顯示器3之輸出影像資料之影像與像素值。
首先，於圖2之步驟S5之微分處理前之液晶面板顯示器3之輸出影像資料中存在有圖9(a)所示之影像之顯示不均。此時之液晶面板顯示器3之對應像素之像素值，為如圖9(b)之值。此外，為了使說明容易，圖9(b)中，並非以RGB各值而係以將顯示畫面濃淡之亮度正規化後之值(平均值=100)顯示各像素之像素值。
因此，若對圖9(b)所示之像素值施以圖2之步驟S5之微分處理，則如圖10(b)所示，僅像素值較平均高之像素其像素值成為1000，其他像素之像素值則為0。若將此以影像表示，則如圖10(a)所示，顯示不均與其周邊之對比差，較圖9(a)所示之微分處理前之對比差大，顯示不均變得明確。
其次，在圖2之步驟S7之微分閾值判定(一次閾值判定)處理，係將與圖10(b)所示之像素值、亦即液晶面板顯示器3之各像素之微分像素值與不均判定閾值比較後予以二元化。不均判定閾值係用以藉由微分像素值判斷是否為液晶面板顯示器3之顯示不均有可能已產生之區域(顯示不均之產生區域)之像素之閾值。
接著，如圖11所示，對微分像素值超過不均判定閾值之像素分配標籤值，對微分像素值為不均判定閾值以下之像素分配「0」。標籤值，係將超過不均判定閾值之像素相鄰之集合體作為1個顯示不均之產生區域，對各顯示不均之 產生區域唯一賦予之值。因此，於相同顯示不均之產生區域內之像素分配相同標籤值。此外，於標籤值係使用「1」以上之整數。
其次，在圖2之步驟S9之不均強度計算處理，就各顯示不均之產生區域計算顯示不均之強度。顯示不均之強度，例如能使用Semiconductor Equipment and Materials International(SEMI註冊商標)規格化後之SEMU(SEMI MURA)值。此處，說明SEMU值之計算方法。
SEMU值之計算，必需有顯示不均之產生區域之平均對比Cx、顯示不均之產生區域之面積Sx、人類之察覺極限之顯示不均之濃度Cjnd。平均對比Cx係在將顯示不均之產生區域之周邊像素之亮度設為100%時之以百分比表示之顯示不均之產生區域之亮度(區域內像素之亮度平均值)。面積Sx係以mm2 表示。察覺極限之顯示不均之濃度Cjnd係以顯示不均之產生區域之面積Sx之函數F(Sx)表示。
針對顯示不均之各產生區域求出上述之平均對比Cx時，必需於各產生區域設定前景(Fore Ground：FG)與背景(Back Ground：BG)。例如，在圖9(a)及圖10(a)顯示之形狀之顯示不均之產生區域之情形，係如圖12所示，顯示不均之產生區域為FG，從FG起相隔2像素之周邊2像素寬度之環狀區域為BG。因此，針對屬於FG之各像素與屬於BG之各像素，分別求出平均亮度值，設為FG值及BG值。
其次，使用下式(1)Cx=(FG值-BG值)/BG值………(1) ，從FG值及BG值求出平均對比Cx。
又，使用下式(2)Cjnd=F(Sx)=1.97×(1/Sx0.33 )+0.72………(2)，求出察覺極限之顯示不均之濃度Cjnd。
接著，使用下式(3)SEMU值=| Cx |/Cjnd………(3)，求出SEMU值。
如以上，由於將平均對比Cx或面積Sx使用於SEMU值之計算，因此必需知道顯示不均之產生區域之正確形狀。從此點來看，針對進行圖7之步驟S50之強調處理而特定出顯示不均之產生區域之線狀不均，亦可從藉由SEMU值計算不均強度之對象排除。其理由在於，在線狀不均之情形，作為顯示不均之產生區域被辨識之形狀，可能會藉由前段之強調處理而從原本之線狀不均形狀些許變化之故。
再者，在圖2之步驟S11之不均強度閾值判定(二次閾值判定)處理，係將在步驟S9計算之顯示不均之產生區域之不均強度之值(SEMU值)與強度閾值比較。強度閾值係用以藉由不均強度之值判定最終檢測出作為顯示不均之顯示不均之產生區域之閾值。此強度閾值，設定為檢測出作為顯示不均之顯示不均產生區域之最低不均強度值。
接著，不均強度值超過強度閾值之顯示不均之產生區域，係檢測出作為顯示不均。另一方面，不均強度值不超過強度閾值之顯示不均之產生區域，則不檢測出作為顯示 不均。所檢測出之顯示不均，最後在步驟S13之結果輸出處理中，將液晶面板顯示器3中之像素位置與不均強度值建立關聯關係後，作為顯示不均之檢測結果資訊輸出至顯示不均檢測裝置1之外部。
以上，係顯示不均檢測裝置1進行之液晶面板顯示器3之顯示不均檢測處理之全部內容。又，本實施形態中，圖2之流程圖中之步驟S3為對應請求項中之像素值取得手段(像素值取得步驟)之處理。又，本實施形態中，圖2之流程圖中之步驟S5為對應請求項中之微分手段(微分步驟)之處理，圖2中之步驟S7為對應請求項中之像素值比較手段及區域檢測手段(區域檢測步驟)之處理。
再者，本實施形態中，圖2中之步驟S9為對應強度值取得手段(強度值取得步驟)之處理，圖2中之步驟S11為對應請求項中之強度值比較手段及顯示不均檢測手段(顯示不均檢測步驟)之處理。
又，本實施形態中，圖7之流程圖中之步驟S50為對應請求項中之強調手段(強調步驟)之處理。再者，本實施形態中，圖3及圖7之流程圖中之步驟S51為對應請求項中之積分手段(積分步驟)之處理，圖3及圖7中之步驟S53為對應請求項中之差分手段(差分步驟)之處理。
此外，顯示不均檢測裝置1輸出之顯示不均之檢測結果資訊例如能利用於生成液晶面板顯示器3依照各個顯示不均之有無或其內容而儲存之對顯示不均消除用輸入影像資料之修正資料。特別是，只要於液晶面板顯示器3之出 貨檢查線等以線上設置顯示不均檢測裝置1，即能使顯示不均檢測步驟與前後之步驟連動。
此情形下，統籌管理出貨檢查線之控制器(未圖示)或個別管理線上之各步驟之單元控制器(未圖示，關於顯示不均檢測步驟，顯示不均檢測裝置1即相當於此)係執行以下步驟。
亦即，如圖13所示，在步驟S101，進行參照圖2之流程圖說明之顯示不均檢測裝置1對顯示不均之檢測處理，其次，從顯示不均檢測裝置1輸出之顯示不均之檢測結果資訊檢測出有無顯示不均(步驟S103)。在不存在顯示不均時(在步驟S103為NO)，則判定為良品，結束與檢查對象之液晶面板顯示器3相關之檢查步驟。
另一方面，在存在顯示不均時(在步驟S103為YES)，則針對該液晶面板顯示器3，顯示不均檢測裝置1將已輸出檢測出顯示不均之內容之檢查結果資訊之次數與設定次數比較(步驟S105)。接著，在輸出次數超過設定次數時(在步驟S105為YES)，則判定為不良品，結束與檢查對象之液晶面板顯示器3相關之檢查步驟。
另一方面，在檢測出顯示不均之檢查結果資訊之輸出次數超過設定次數時(在步驟S105為NO)，則進行生成處理，生成對用以消除顯示不均檢測裝置1檢測出之顯示不均之輸入影像資料之修正資料(步驟S107)。
修正資料之生成處理，由出貨檢查線之修正資料生成單元(未圖示)所具有之單元控制器來執行。已生成之修正資 料，係藉由單元控制器對液晶面板顯示器3所內藏之驅動器電路之快閃記憶體(未圖示)新寫入或覆寫更新。只要此修正資料為適切之內容，於驅動器電路輸入輸入影像資料時，則藉由從快閃記憶體讀出之修正資料對輸入影像資料施加抵銷顯示不均之修正，而使顯示不均從液晶面板顯示器3之顯示畫面消失。
接著，在步驟S107之修正資料生成處理後，再度返回步驟S101，進行參照圖2之流程圖說明之顯示不均檢測裝置1對顯示不均之檢測處理。因此，即使將顯示不均之檢測處理與液晶面板顯示器3之修正資料之更新反覆設定次數，在藉由顯示不均檢測裝置1持續檢測出顯示不均時，該液晶面板顯示器3即被判定為不良品。
如以上所說明，根據本實施形態之顯示不均檢測裝置1，係從CCD攝影機5所取得之液晶面板顯示器3之顯示影像之輸出影像資料取得液晶面板顯示器3之各像素之像素值，進而取得微分像素值，並與不均判定閾值比較。接著，首先檢測出微分像素值超過不均判定閾值之相鄰像素群作為顯示不均之產生區域。
其次，就各顯示不均之產生區域計算顯示不均之強度，將其值與不均強度閾值比較，在超過不均強度閾值時，即最終檢測出其發生區域作為顯示不均。
因此，首先係一次檢測出成為顯示不均候補之區域以作為顯示不均之產生區域。接著，藉由以顯示不均之強度值之高度鎖定出檢測出之產生區域，而最終檢測出在視覺 上亦能辨識之清楚之顯示不均。藉此，相較於從微分像素值之分布單純檢測出顯示不均之方式，能以更高精度檢測出液晶面板顯示器3之顯示不均。
此外，為了檢測出線狀不均，而將包含強調處理之圖7之流程圖之微分處理與圖3之流程圖之微分處理一起進行之構成，亦可省略。又，在圖3或圖7之步驟S51之積分處理時，如參照圖4及圖5所說明般，依照積分對象像素與液晶面板顯示器3外周邊之位置關係，使空間過濾器50一部分之核心列無效化之構成，亦可省略。再者，顯示不均之強度亦可以SEMU值以外之值來評估。
又，如開頭亦有論及，本發明之顯示不均檢測方法與適用此方法之顯示不均檢測裝置，除了上述實施形態所說明之液晶面板顯示器3以外，亦能利用於電漿面板顯示器或有機EL面板顯示器等顯示元件之顯示不均之檢測。
本發明能在藉由影像處理檢測出顯示元件之顯示不均時廣泛地運用。
1‧‧‧顯示不均檢測裝置
3‧‧‧液晶面板顯示器
5‧‧‧CCD攝影機
31‧‧‧左邊
32,36‧‧‧感度修正線
33,37‧‧‧附近區域
35‧‧‧上邊
39‧‧‧區域
40,50‧‧‧空間過濾器
圖1係顯示使用本發明之第1實施形態之顯示不均檢測裝置檢測出顯示元件之顯示不均之狀態之說明圖。
圖2係顯示圖1之顯示不均檢測裝置進行之顯示不均檢測步驟之流程圖。
圖3係顯示圖2之微分處理之具體步驟之流程圖。
圖4係將圖3之積分處理中之積分像素值之取得原理 針對液晶面板顯示器之左邊附近區域之像素顯示之說明圖。
圖5係將圖3之積分處理中之積分像素值之取得原理針對液晶面板顯示器之上邊附近區域之像素顯示之說明圖。
圖6係將圖3之積分處理中之積分像素值之取得原理針對液晶面板顯示器之左上角附近區域之像素顯示之說明圖。
圖7係顯示圖2之微分處理之具體步驟之流程圖。
圖8係顯示圖7之強調處理之原理之說明圖。
圖9(a),(b)係局部顯示圖1之液晶面板顯示器之微分處理前之輸出影像資料之影像及各像素值之說明圖。
圖10(a),(b)係局部顯示圖1之液晶面板顯示器之微分處理後之輸出影像資料之影像及各像素值之說明圖。
圖11係顯示對圖10(b)所示之微分像素值超過不均判定閾值之像素賦予標籤值之狀態之說明圖。
圖12係顯示為了求出SEMU值所必須之顯示不均之產生區域中前景(FG)與背景(BG)之位置關係之說明圖。
圖13係顯示利用圖1之顯示不均檢測裝置對顯示不均之檢測結果之液晶面板顯示器之檢查步驟之流程圖。
1‧‧‧顯示不均檢測裝置
3‧‧‧液晶面板顯示器
5‧‧‧CCD攝影機

Claims (8)

  1. 一種顯示元件之顯示不均檢測方法，其包含：像素值取得步驟，根據拍攝顯示元件所顯示之影像而得之輸出影像資料，取得前述顯示元件之各像素之像素值；微分步驟，取得前述顯示元件之各像素之微分像素值；不均區域檢測步驟，根據前述顯示元件之前述微分像素值超過既定不均判定閾值之像素之分布，檢測出前述顯示元件中之前述顯示不均之產生區域；強度值取得步驟，根據屬於前述產生區域之各像素之前述像素值或前述微分像素值，取得前述產生區域之顯示不均強度值；以及檢測步驟，檢測出前述強度值超過既定不均強度閾值之前述產生區域作為前述顯示不均。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示元件之顯示不均檢測方法，其進一步包含：強調步驟，使用於作為檢測對象之前述顯示不均之延伸方向具有方向性之強調用空間過濾器，將前述顯示元件之各像素值與前述延伸方向之周邊像素之像素值予以平均化，在前述微分步驟針對藉由前述強調步驟而平均化之前述顯示元件之各像素之像素值，取得前述微分像素值。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之顯示元件之顯示不均檢測方法，其中，前述微分步驟包含：積分步驟，藉由使用與前述顯示元件之顯示不均形狀及大小對應之核心大小之空間過濾器，將前述顯示元件之 各像素值與周邊像素之像素值平均化而予以積分，以取得前述顯示元件之各像素之積分像素值；以及差分步驟，藉由前述顯示元件之各像素中前述像素值與前述積分像素值之差分，取得前述顯示元件之各像素之微分像素值。
  4. 如申請專利範圍第3項之顯示元件之顯示不均檢測方法，其中，在前述積分像素值之取得對象像素屬於前述顯示元件之各外周邊之附近區域之任一個時，即在前述積分步驟，使用與邊之延伸方向正交之方向之感度已降低之前述空間過濾器將前述取得對象像素之像素值予以積分，該邊係對應前述取得對象像素所屬於之附近區域。
  5. 一種顯示元件之顯示不均檢測裝置，其具備：像素值取得手段，將拍攝顯示元件所顯示之影像而得之輸出影像資料之各像素值分配至前述顯示元件之各像素，取得前述顯示元件之各像素之像素值；微分手段，取得前述顯示元件之各像素之微分像素值；像素值比較手段，係比較前述顯示元件之各像素之前述微分像素值與既定不均判定閾值；不均區域檢測手段，根據前述微分像素值超過前述不均判定閾值之像素之分布，檢測出前述顯示元件中之前述顯示不均之產生區域；強度值取得手段，根據屬於前述產生區域之各像素之前述像素值或前述微分像素值，取得前述產生區域之顯示不均強度值； 強度值比較手段，比較前述強度值與既定不均強度閾值；以及檢測手段，檢測出前述強度值超過既定不均強度閾值之前述產生區域作為前述顯示不均。
  6. 如申請專利範圍第5項之顯示元件之顯示不均檢測裝置，其進一步具備：強調手段，使用於作為檢測對象之前述顯示不均之延伸方向具有方向性之強調用空間過濾器，將前述顯示元件之各像素值與前述延伸方向之周邊像素之像素值予以平均化；前述微分手段，係針對藉由前述強調手段而平均化之前述顯示元件之各像素之像素值，取得前述微分像素值。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之顯示元件之顯示不均檢測裝置，其中，前述微分手段具備：積分手段，藉由使用與前述顯示元件之顯示不均形狀及大小對應之核心大小之空間過濾器，將前述顯示元件之各像素值與周邊像素之像素值平均化而予以積分，以取得前述顯示元件之各像素之積分像素值；以及差分手段，藉由前述顯示元件之各像素中前述像素值與前述積分像素值之差分，取得前述顯示元件之各像素之微分像素值。
  8. 如申請專利範圍第7項之顯示元件之顯示不均檢測裝置，其中，前述積分手段，在前述積分像素值之取得對象像素屬於前述顯示元件之各外周邊之附近區域之任一個時，即使用與邊之延伸方向正交之方向之感度已降低之前 述空間過濾器將前述取得對象像素之像素值予以積分，該邊係對應前述取得對象像素所屬於之附近區域。
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