WO2018110090A1 - 検査装置、検査方法、およびプログラム - Google Patents

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嘉典 小西
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for inspecting a defect of an edge light type surface light source device.
  • An edge-lit type surface light source device is used as a backlight of a liquid crystal display device.
  • the edge light type is a light source such as LED (Light Emitting Diode) arranged along the edge of the light emitting surface of the surface light source device, and the light emitted from the light source is a plate-shaped light guide (with a light guide plate). This is a structure that leads to the light emitting surface.
  • the edge light type surface light source device is widely used in small electronic devices such as smartphones because it is relatively easy to reduce the size and thickness.
  • a defect related to uneven brightness may occur due to various causes such as a mold of a light guide plate, a molding defect, and a deviation during assembly.
  • One such problem is that, at the end of the light emitting surface on the side where the light source is disposed, the region close to the light source is locally brightened, and light and dark depending on the arrangement of the light source appears. (This defect is referred to as “hot spot” in this specification).
  • Patent Document 1 proposes a method of automatically inspecting a defect in a plain sheet such as paper or cloth or a defect in a liquid crystal panel by image processing.
  • the method scans an image of the object to be inspected, scans a filter (referred to as “defect reference image” in the same document) that defines a change in luminance of the defect, calculates a normalized correlation coefficient, This is to detect a defective area inside.
  • a filter referred to as “defect reference image” in the same document
  • Patent Document 1 In a hot spot, which is a problem peculiar to the surface light source device, a luminance change (light / dark pattern) according to the arrangement of the light source appears. If a filter matching this light / dark pattern is prepared, the method of Patent Document 1 may be applicable to hot spot inspection.
  • the size of the light-emitting surface and the number, pitch, and arrangement of light sources vary depending on the model (model) of the surface light source device. Therefore, in the case of the conventional filter method, there are many according to the assumed light and dark patterns. There is a problem that a filter must be prepared in advance. In other words, there is a possibility that a light and dark pattern for which no filter is prepared cannot be detected or the detection accuracy is significantly lowered. In addition, when scanning with a large number of filters in order to comprehensively inspect various light and dark patterns, there is a problem that the processing time required for the inspection becomes long.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for objectively and automatically inspecting a defect related to luminance non-uniformity occurring in an edge light type surface light source device. To do. Another object of the present invention is to provide a hot spot inspection technique that can be generally applied to surface light source devices of various types.
  • the present invention introduces a new evaluation value (evaluation index) for quantifying the degree of occurrence of hot spots.
  • the present invention proposes an algorithm for automatically calculating an evaluation value from an image obtained by photographing a light emitting surface of a surface light source device and automatically inspecting a hot spot based on the evaluation value.
  • the first aspect of the present invention is an inspection device for inspecting a defect related to non-uniform brightness in a light emitting surface of a surface light source device, wherein the surface light source device is a first side of the light emitting surface.
  • An edge light type surface light source device having a plurality of light sources arranged along the light guide plate and a light guide plate that guides light emitted from the plurality of light sources to the light emitting surface.
  • the inspection apparatus sets an inspection range at a position where the defect can appear in the light-emitting surface image, and an image acquisition unit that acquires a light-emitting surface image that is an image of the light-emitting surface, and the inspection range within the inspection range Generating a one-dimensional luminance profile indicating a change in luminance value along the first side, detecting an extreme value of the luminance profile, calculating an evaluation value for evaluating a difference between adjacent extreme values, and calculating the evaluation
  • an inspection apparatus having an inspection unit that determines the presence or absence of the defect based on a value and an output unit that outputs information obtained by the inspection unit.
  • the present invention uses an evaluation value that evaluates a difference between adjacent extreme values in a one-dimensional luminance profile, an evaluation independent of the period (pitch) of the light and dark pattern is possible. Therefore, the present invention can be applied universally to various types of surface light source devices having different light emitting surface sizes, light source numbers, pitches, and arrangements.
  • the inspection unit may calculate the evaluation value for the target extreme value based on the target extreme value and two extreme values on both sides of the target extreme value. As a result, it is possible to evaluate, as a defect candidate, a portion where a luminance change of dark ⁇ light ⁇ dark or bright ⁇ dark ⁇ light appears.
  • the evaluation value HS for the noted extreme value may be calculated.
  • abs () is a function for obtaining an absolute value. According to the above formula, it is possible to obtain an evaluation value that does not depend on the magnitude of the luminance value itself (DC component) but depends on the magnitude of change in the luminance value (AC component). Therefore, the present invention can be applied universally to various types of surface light source devices with different brightness.
  • the inspection unit When the distance between adjacent extreme values is greater than the upper limit threshold, the inspection unit does not calculate the evaluation value for the extreme value, or the defect has occurred at the position of the extreme value. It may be determined that there is not. This is because if the distance between extreme values is sufficiently large, the change in luminance is gradual and is not easily perceived as a malfunction. Even if the change in brightness is conspicuous, if the distance between the extreme values is significantly larger than the assumed light source pitch, it is determined that the problem is caused by a cause other than the hot spot. Because it should.
  • the inspection unit When the distance between adjacent extreme values is smaller than the lower limit threshold, the inspection unit does not calculate the evaluation value for the extreme value, or the defect has occurred at the position of the extreme value. It may be determined that there is not. If the distance between extremums is very small (for example, if the distance between extremums is clearly smaller than the expected light source pitch), is this a failure that originated from a different cause than the hot spot? This is because there is a high possibility that the noise is merely a measurement noise.
  • the output unit may output the evaluation value and a determination result of the presence or absence of the defect. From the output of the determination result, it is possible to immediately determine the presence / absence of a hot spot and the quality of the surface light source device. In addition, since the evaluation value is also output, the basis of the determination result can be confirmed, and the satisfaction and objectivity of the determination result are improved.
  • the output unit may output an image in which information indicating a position where the defect appears is superimposed on the light emitting surface image or an image obtained by processing the light emitting surface image.
  • the output unit may output a luminance profile of the inspection range. By outputting the brightness profile, it is possible to grasp the state of the light / dark pattern, the brightness difference between extreme values, and the like.
  • the present invention can be understood as an inspection apparatus or a hot spot quantification apparatus having at least a part of the above configuration or function.
  • the present invention also includes an inspection method, an inspection apparatus control method, a hot spot quantification method, a program for causing a computer to execute these methods, or such a program, including at least a part of the above processing. It can also be understood as a non-temporarily recorded computer-readable recording medium.
  • the present invention it is possible to automatically and objectively inspect defects relating to luminance non-uniformity occurring in an edge light type surface light source device. Further, the present invention can be applied universally to hot spot inspection in surface light source devices of various model numbers.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a basic configuration of a surface light source device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hot spot.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of the inspection apparatus.
  • FIG. 4 is a block diagram showing functions related to hot spot inspection processing of the inspection apparatus.
  • FIG. 5 is a flowchart of hot spot inspection processing in the inspection apparatus.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an example of an input image
  • FIG. 6B is a diagram illustrating an example of a light emitting surface image extracted from the input image.
  • FIG. 7A is a diagram showing an example of an image within the inspection range
  • FIG. 7B is a diagram showing an example of one-dimensional luminance data
  • FIG. 7C is an example of smoothed luminance data (one-dimensional luminance profile).
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an inspection result output screen.
  • FIG. 9 is a flowchart of hot spot inspection processing according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a one-dimensional luminance profile in the second embodiment.
  • the present invention evaluates whether or not a defect called a hot spot has occurred in an edge light type surface light source device using an objective (quantitative) evaluation value, and an inspection for automatically inspecting the presence or absence of a hot spot Regarding technology.
  • This inspection technique can be preferably applied to, for example, in-line inspection at the final process in a surface light source device production line, or acceptance inspection of a part (surface light source device) in a manufacturer that manufactures a product incorporating the surface light source device.
  • an example of a surface light source device used as a backlight of a liquid crystal display device will be described.
  • the inspection technique of the present invention is a surface light source device used for other applications such as an illumination device and digital signage. It can also be applied to inspection.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating the basic configuration of the surface light source device 1.
  • the surface light source device 1 includes a light guide plate (light guide) 10, a plurality of light sources 11, a flexible printed circuit board (hereinafter also referred to as “FPC”) 12, a frame 13, and a fixing member 14. Further, the surface light source device 1 includes a reflection sheet 15 disposed on the lower surface side of the light guide plate 10. Furthermore, the surface light source device 1 includes a diffusion sheet 16, prism sheets 17 a and 17 b, and a light shielding sheet 18 that are sequentially stacked on the upper surface side of the light guide plate 10.
  • FPC flexible printed circuit board
  • the light guide plate 10 has a substantially plate shape and is formed of a light-transmitting material such as polycarbonate resin or polymethyl methacrylate resin.
  • the upper surface of the light guide plate 10 is a light emitting surface from which light is emitted (also referred to as a light emitting surface).
  • the light guide plate 10 guides light introduced from the light source 11 into the light guide plate 10 to the light emitting surface using total reflection so that the entire light emitting surface shines substantially uniformly.
  • the light source 11 is, for example, an LED light source that emits white light. However, LED light sources other than white and light sources other than LED light sources may be used, and light sources of multiple colors (for example, RGB) may be used.
  • the light source 11 is mounted on the FPC 12 and is driven by receiving power from the FPC 12. In the present embodiment, eight light sources 11 are arranged in a line at equal intervals along one short side (referred to as “first side”) of the light emitting surface of the light guide plate 10.
  • the frame 13 is a frame-shaped member having an opening and having four sides.
  • the frame 13 is molded from a polycarbonate resin containing titanium oxide or the like.
  • the light guide plate 10 is fitted into the frame 13, and the inner peripheral surface of the frame 13 surrounds the side surface forming the outer peripheral surface of the light guide plate 10.
  • the frame 13 has a high reflectance, and reflects light so that light in the light guide plate 10 does not leak from the outer peripheral surface of the light guide plate 10.
  • a housing part that houses the light source 11 is provided on one side of the frame 13, and a reflecting wall that reflects light from the light source 11 is provided in the housing part.
  • the fixing member 14 is disposed on the lower surface of the FPC 12 and fixes the FPC 12, the frame 13, and the light guide plate 10.
  • the fixing member 14 is, for example, a double-sided adhesive tape whose upper and lower surfaces are adhesive surfaces, but is not limited to a double-sided adhesive tape.
  • the reflection sheet 15 is a smooth sheet made of a highly reflective white resin sheet, metal foil, or the like, and reflects light so that light in the light guide plate 10 does not leak from the lower surface of the light guide plate 10.
  • the diffusion sheet 16 is a translucent resin film, and diffuses the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate 10 to widen the directional characteristics of the light.
  • the prism sheets 17a and 17b are transparent resin films having a triangular prism-like fine pattern formed on the upper surface, condensing the light diffused by the diffusion sheet 16, and viewing the surface light source device 1 from the upper surface side. Increase the brightness.
  • the light shielding sheet 18 is a black pressure-sensitive adhesive sheet whose upper and lower surfaces are adhesive surfaces. The light shielding sheet 18 has a frame shape and suppresses light from leaking out.
  • FIG. 2 schematically shows an example of a hot spot.
  • the hot spot 20 is caused by the fact that the light incident from the light source 11 is immediately escaped to the light emitting surface side due to the defect of the light guide plate 10, and is one of the problems with the highest occurrence frequency.
  • the inventor Based on the above knowledge, the inventor generates a one-dimensional luminance profile indicating a change in the luminance value along the first side and evaluates the amplitude of the luminance profile (“hot spot evaluation value”).
  • the degree of occurrence of hot spots was quantified using this evaluation value.
  • a specific example of the hot spot evaluation value of the present embodiment and an inspection process using the hot spot evaluation value will be described in detail.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of the inspection apparatus 3.
  • This inspection device 3 is a device that quantitatively evaluates the degree of occurrence of hot spots in the surface light source device 1 and automatically determines the presence or absence of hot spots to be eliminated as defects.
  • the inspection device 3 generally includes an information processing device (computer) 30, an imaging device 31, a stage 32, and a constant current power source 33.
  • the information processing apparatus 30 includes a CPU (central processing unit) that is a hardware processor, a memory that is a main memory, a storage device (such as a hard disk and a flash memory) that temporarily stores programs and data, and an input device (such as a mouse, Keyboard, touch panel, and the like), a display device, an interface with the imaging device 31, a network interface, and the like.
  • a CPU central processing unit
  • the information processing apparatus 30 includes a CPU (central processing unit) that is a hardware processor, a memory that is a main memory, a storage device (such as a hard disk and a flash memory) that temporarily stores programs and data, and an input device (such as a mouse, Keyboard, touch panel, and the like), a display device, an interface with the imaging device 31, a network interface, and the like.
  • the imaging device 31 is a device that photographs the surface light source device 1 placed on the stage 32 and outputs a digital image.
  • a digital camera having an optical system, an imaging device, an interface with the information processing device 30, and the like can be used.
  • a monochrome camera may be used if the surface light source device 1 is a monochromatic light source, and a color camera is preferable if the surface light source device 1 is a light source of multiple colors.
  • the stage 32 is a table on which the surface light source device 1 to be inspected is placed.
  • the constant current power source 33 is a device that supplies power to the surface light source device 1.
  • the imaging device 31 and the stage 32 may be provided in a clean bench.
  • the size of the light emitting surface (vertical and horizontal dimensions) and light emission luminance may be different. Therefore, by adjusting the distance between the stage 32 and the imaging device 31 or the zoom of the imaging device 31 according to the size of the light emitting surface to be inspected, light emission from one pixel of the image obtained by the imaging device 31 is performed. It is also preferable to calibrate the correspondence with the actual size on the surface. It is also preferable to calibrate the average luminance of the image obtained by the imaging device 31 by adjusting the exposure time of the imaging device 31 according to the emission luminance of the inspection target. These calibrations may be automatically executed by the information processing apparatus 30 or manually performed by an operator.
  • FIG. 4 is a block diagram showing functions related to the hot spot inspection process of the inspection apparatus 3.
  • the inspection device 3 includes an image acquisition unit 40, an inspection unit 41, an output unit 42, and a storage unit 43.
  • the image acquisition unit 40 has a function of acquiring image data obtained by photographing the surface light source device 1 to be inspected from the imaging device 31.
  • the inspection unit 41 has a function of inspecting the presence / absence of a hot spot by analyzing the image data acquired by the image acquisition unit 40.
  • the output unit 42 has a function of outputting information such as image data and inspection results to the display device.
  • the storage unit 43 is a function that stores setting data such as a threshold value used for inspection processing. Details of these functions will be described later.
  • the function shown in FIG. 4 is basically realized by loading a program required by the CPU of the information processing device 30 from the storage device and executing it. However, some or all of these functions may be replaced with a circuit such as an ASIC or FPGA. Also, by using cloud computing or distributed computing technology, some or all of these functions may be executed by another computer.
  • FIG. 5 is a flowchart of hot spot inspection processing in the inspection apparatus 3.
  • the inspector arranges the surface light source device 1 at a predetermined position on the stage 32 and the light emitting surface facing the imaging device 31 side. And the surface light source device 1 is connected to the constant current power supply 33, the light source 11 is driven, and the surface light source device 1 is made into a lighting state.
  • the inspection object is manually set, but introduction, positioning, connection to and discharge from the power supply, and the like may be automated.
  • step S50 the imaging device 31 captures the surface light source device 1 in the lighting state, and the image acquisition unit 40 captures the image data from the imaging device 31.
  • the resolution of the image is arbitrary, but in the present embodiment, an image having a resolution of about 0.1 mm (actual size on the light emitting surface) for one pixel is used.
  • step S51 the image acquisition unit 40 extracts only the area of the light emitting surface from the input image captured in step S50.
  • the image of the light emitting surface area extracted here is hereinafter referred to as a light emitting surface image.
  • 6A is an example of the input image 60
  • FIG. 6B is an example of the light emitting surface image 61 extracted from the input image 60.
  • the light emitting surface image 61 is generated so that the long side of the light emitting surface is parallel to the X axis of the image.
  • the image acquisition unit 40 (1) binarizes the original image, (2) removes noise in the background region (region other than the light emitting surface) by closing processing, and (3) extracts the contour of the light emitting surface. May be. Further, when the contour of the light emitting surface is tilted with respect to the image coordinate system, tilt correction (rotation correction) may be performed. Alternatively, when the positioning accuracy on the stage to be inspected is sufficiently high, only a predetermined range in the original image may be cut out.
  • the inspection unit 41 inspects the light emitting surface image 61.
  • the inspection unit 41 sets an inspection range (also referred to as a window) for the light emitting surface image 61.
  • the inspection range is a local region used for defect detection and evaluation calculation, and is set to a position where the defect in the light emitting surface image 61 may appear. Since the hot spot appears at the end on the light source side, an inspection range 62 may be set along the left end of the light emitting surface image 61 as shown in FIG. 6B.
  • a rectangular inspection range 62 having a width in the X direction: 15 pixels (corresponding to about 1.5 mm) and a width in the Y direction: 700 pixels (corresponding to about 70 mm) will be described.
  • the size and shape of the inspection range 62 are arbitrary, and may be appropriately designed according to the size of the light emitting surface to be inspected, the appearance range of hot spots, and the like.
  • step S ⁇ b> 53 the inspection unit 41 generates a one-dimensional luminance profile indicating a change in the luminance value in the Y direction in the inspection range 62 based on the image in the inspection range 62. For example, the inspection unit 41 calculates an average of luminance values (pixel values) for each row of the image within the inspection range 62 (the row indicates 15 pixels arranged in the X direction), and calculates one-dimensional luminance data (for 700 rows). Brightness average value data).
  • FIG. 7A shows an example of an image in the inspection range 62
  • FIG. 7B shows an example of one-dimensional luminance data. The vertical axis of the graph in FIG.
  • FIG. 7B indicates the pixel position in the Y direction within the inspection range 62, and the horizontal axis indicates the average luminance value.
  • the inspection unit 41 performs a smoothing process on the one-dimensional luminance data to reduce noise.
  • FIG. 7C is an example of luminance data after smoothing. It can be seen that high-frequency noise is removed by smoothing.
  • the luminance data after smoothing is referred to as a luminance profile.
  • step S54 the inspection unit 41 detects the extreme values (maximum value and minimum value) of the luminance profile. Since an algorithm for detecting extreme values from a one-dimensional data string can use a known algorithm, a detailed description is omitted. In this example, as shown in FIG. 7C, 15 extreme values P1 to P15 (8 local maximum values and 7 local minimum values) are detected.
  • a hot spot evaluation value is calculated for each detected extreme value.
  • the total number of detected extreme values is denoted by N, and the number of the extreme value of interest is denoted by i.
  • the inspection unit 41 substitutes 2 for i in step S55, and calculates a hot spot evaluation value for the extreme value Pi in step S56.
  • the hot spot evaluation value HS i for the extreme value Pi is calculated by the following equation.
  • val i is a luminance value of the extreme value Pi
  • abs () is a function that takes an absolute value.
  • the evaluation method of the present embodiment can be applied universally to various types of surface light source devices having different reference luminance values.
  • step S57 the inspection unit 41 compares the hot spot evaluation value HS i with a determination threshold value.
  • the determination threshold value is a threshold value for determining the presence / absence of a hot spot, and may be determined in advance based on a result of a sensory test or an experimental result.
  • the inspection unit 41 determines that “a hot spot is generated at the position of the extreme value Pi” (step S58), and otherwise, “the extreme spot value Pi is It is determined that there is no hot spot at the position (step S59).
  • the inspection unit 41 repeats the evaluation of steps S56 to S59 while incrementing i by 1 until i ⁇ N ⁇ 1 (steps S60 and S61). Thereby, the presence or absence of a hot spot is inspected for each position of the extreme values P2 to P14.
  • the hot spot evaluation value is calculated from the extreme value Pi of interest and the extreme values Pi ⁇ 1 and Pi + 1 on both sides thereof, the evaluation values for the extreme values P1 and P15 at both ends are obtained.
  • the evaluation value may be calculated from the extreme value Pi of interest and one of the extreme values Pi ⁇ 1 or Pi + 1, and in that case, all the extreme values P1 to P15 may be calculated. An evaluation value may be calculated.
  • step S62 the output unit 42 generates a screen for outputting the information obtained by the inspection unit 41, and outputs the screen to the display device.
  • FIG. 8 shows an example of an inspection result output screen.
  • the input image 80 captured from the imaging device 31, the light emitting surface image 81 cut out from the input image 80, and the processed image that has been processed to make the luminance unevenness conspicuous on the light emitting surface image 81 ( 82 (for example, a pseudo color image) is displayed.
  • information 83 indicating the position where the hot spot appears (for example, information indicating the position of the extreme value at which the hot spot evaluation value exceeds the determination threshold) is displayed in a superimposed manner.
  • the maximum hot spot evaluation value 84, the determination result 85, and the luminance profile 86 are also displayed.
  • an evaluation value representing the degree of occurrence of a hot spot is calculated based on an image obtained by photographing the light emitting surface of the surface light source device 1, and based on this evaluation value.
  • the presence or absence of a hot spot can be determined. Therefore, the hot spot can be objectively and automatically inspected.
  • the inspection algorithm of the present embodiment uses an evaluation value for evaluating a difference between adjacent extreme values in a one-dimensional luminance profile, an evaluation independent of the period (pitch) of the light / dark pattern is possible. Therefore, the inspection algorithm of the present embodiment can be applied universally to various types of surface light source devices having different light emitting surface sizes, light source numbers, pitches, and arrangements.
  • the extreme value of interest and the extreme values on both sides thereof are used for the evaluation value calculation.
  • a portion where a luminance change of dark ⁇ light ⁇ dark or bright ⁇ dark ⁇ light appears can be evaluated as a hot spot candidate, and the degree of occurrence of the hot spot can be accurately evaluated.
  • the inspector can immediately determine the presence / absence of a hot spot and the quality of the surface light source device 1. Further, since the hot spot evaluation value is also output, the basis of the determination result can be confirmed, and the satisfaction and objectivity of the determination result are improved.
  • information 83 indicating the position of the hot spot is superimposed on the light emitting surface image 81, it is possible to intuitively and easily grasp the problem location where the hot spot appears, and for the actual confirmation work. Useful.
  • the luminance profile 86 is also displayed, it is possible to grasp the state of the light / dark pattern, the luminance difference between extreme values, and the like.
  • FIG. 9 is a flowchart of hot spot inspection processing in the second embodiment.
  • generation of a luminance profile and detection of extreme values are performed by the processing of steps S50 to S54.
  • the processing so far is the same as that of the first embodiment (FIG. 5).
  • FIG. 10 is an example of a luminance profile and detected extreme values. In this example, it is assumed that 13 extreme values P1 to P13 are detected.
  • the inspection unit 41 substitutes the initial value 2 for i in step S55.
  • the inspection unit 41 calculates a distance La between the extreme value Pi and the extreme value Pi-1, and a distance Lb between the extreme value Pi and the extreme value Pi + 1.
  • the inspection unit 41 does not calculate a hot spot evaluation value for the extreme value Pi and sets the evaluation value HS i to zero (or a value). (None) is set (step S93).
  • step S92 when at least one of the distances La and Lb is larger than the upper limit threshold TH2 (step S92; YES), the inspection unit 41 does not calculate the hot spot evaluation value for the extreme value Pi, and the evaluation value HS i is zero. (Or no value) is set (step S93).
  • the lower threshold value is provided in order to exclude an extreme value caused by a cause other than the hot spot or an extreme value caused by simple measurement noise from the calculation of the hot spot evaluation value. Therefore, the lower limit threshold value may be set to a value smaller than the minimum value of the assumed light source pitch (for example, a value about 50% to 90% of the assumed minimum value).
  • the upper limit threshold value is provided in order to exclude an extreme value generated from a cause other than the hot spot from the calculation of the hot spot evaluation value. Therefore, for example, the upper limit threshold value may be set to a value larger than the maximum value of the assumed light source pitch (for example, a value of 120% or more of the assumed maximum value).
  • the lower limit threshold and the upper limit threshold may be set in the storage unit 43 in advance, or may be input by a user (inspector).
  • the distance between the extreme values P2 to P5 is clearly narrower than the light source pitch, and the distance between the extreme values P10 to P11 is significantly wider than the light source pitch. Should not be determined as a hot spot.
  • the evaluation value of these extreme values is zero (or no value) regardless of the luminance difference between the extreme values, so that a determination result that is not a hot spot is obtained. . Therefore, further improvement in determination accuracy can be expected as compared with the first embodiment described above.

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Abstract

検査装置は、面光源装置の発光面を撮影した画像である発光面画像を取得する画像取得部と、発光面画像内の不具合が現れ得る位置に検査範囲を設定し、検査範囲内における前記第１の辺に沿う輝度値の変化を示す１次元の輝度プロファイルを生成し、輝度プロファイルの極値を検出し、隣り合う極値の間の差分を評価する評価値を計算し、評価値に基づいて不具合の有無を判定する検査部と、検査部により得られた情報を出力する出力部と、を有する。

Description

検査装置、検査方法、およびプログラム
　本発明は、エッジライト型の面光源装置の不具合を検査するための技術に関する。
　液晶表示装置のバックライトとして、エッジライト型（Edge-lit）の面光源装置が用いられている。エッジライト型とは、面光源装置の発光面の端縁（エッジ）に沿ってＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源を配置し、光源から出射された光を板状のライトガイド（導光板と呼ばれる）により発光面に導く構成である。エッジライト型の面光源装置は、小型化・薄型化が比較的容易であることから、例えばスマートフォンのような小型の電子機器において広く採用されている。
　エッジライト型の面光源装置では、導光板の金型や成形の不良、アセンブル時のズレなどの様々な原因により、輝度の不均一に関する不具合が発生することがある。そのような不具合の一つに、発光面のうち光源が配置された側の端部において、光源に近接する領域が局所的に明るくなり、光源の配置に応じた明暗が現れる、というものがある（本明細書ではこの不具合を「ホットスポット（Hot spot）」と呼ぶ）。
　現状、この種の不具合の検査は、ヒト（検査員）の目視による官能検査に依存しているのが実情である。それゆえ、検査に要する手間及びコスト、属人性の高さなどの課題があり、検査の自動化と客観化（定量化）が求められている。
　なお、面光源装置の検査ではないが、特許文献１には、紙、布などの無地のシート状物の欠陥や液晶パネルの欠陥を画像処理によって自動で検査する方法が提案されている。その方法は、被検査物を撮影した画像に対し、欠陥の輝度変化を定義したフィルタ（同文献では「欠陥基準画像」と称している）を走査して正規化相関係数を算出し、画像中の欠陥領域を検出するというものである。
特開平１１－１４５５４号公報
　面光源装置特有の不具合であるホットスポットでは、光源の配置に応じた輝度変化（明暗パターン）が現れる。この明暗パターンと一致するフィルタを用意すれば、特許文献１の方法をホットスポットの検査にも適用し得るかもしれない。
　しかしながら、面光源装置の型番（機種）ごとに、発光面のサイズや、光源の数・ピッチ・配置などが様々であるため、従来のフィルタ方式の場合は、想定される明暗パターンにあわせて多数のフィルタをあらかじめ用意しなければならないという課題がある。逆に言うと、フィルタが用意されていない明暗パターンは検出できないか、検出精度が著しく低下するおそれがある。また、様々な明暗パターンを網羅的に検査するために多数のフィルタによる走査を行うと、検査に要する処理時間が長大になるという課題もある。
　本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、エッジライト型の面光源装置において発生する輝度の不均一に関する不具合を客観的かつ自動的に検査するための技術を提供することを目的とする。また本発明の他の目的は、様々な型番の面光源装置に対して汎用的に適用可能なホットスポットの検査技術を提供することである。
　上記目的を達成するために、本発明では、ホットスポットの発生度合いを定量化するための新規の評価値（評価指標）を導入する。そして、本発明は、面光源装置の発光面を撮影した画像から評価値を自動的に計算し、この評価値に基づいてホットスポットの検査を自動で行うアルゴリズムを提案する。
　具体的には、本発明の第一態様は、面光源装置の発光面内の輝度の不均一に関する不具合を検査する検査装置であって、前記面光源装置は、前記発光面の第１の辺に沿って配置された複数の光源と、前記複数の光源から出射された光を前記発光面に導く導光板と、を有するエッジライト型の面光源装置であり、前記不具合は、前記発光面のうち前記第１の辺の側の端部に、前記複数の光源の配置に応じた明暗パターンが現れる不具合であり、
　前記検査装置は、前記発光面を撮影した画像である発光面画像を取得する画像取得部と、前記発光面画像内の前記不具合が現れ得る位置に検査範囲を設定し、前記検査範囲内における前記第１の辺に沿う輝度値の変化を示す１次元の輝度プロファイルを生成し、前記輝度プロファイルの極値を検出し、隣り合う極値の間の差分を評価する評価値を計算し、前記評価値に基づいて前記不具合の有無を判定する検査部と、前記検査部により得られた情報を出力する出力部と、を有する検査装置を提供する。
　この構成によれば、面光源装置の発光面を撮影した画像を基に、ホットスポットの発生度合いを表す評価値を計算し、かつ、この評価値に基づいてホットスポットの有無を判定することができる。したがって、ホットスポットを客観的かつ自動的に検査することが可能となる。しかも、本発明は、１次元の輝度プロファイルにおいて隣り合う極値の間の差分を評価する評価値を用いるので、明暗パターンの周期（ピッチ）に依存しない評価が可能である。したがって、本発明は、発光面のサイズや、光源の数・ピッチ・配置などが異なる、様々な型番の面光源装置に対して汎用的に適用することができる。
　前記検査部は、注目する極値と、前記注目する極値の両隣の２つの極値と、に基づいて、前記注目する極値に対する前記評価値を計算してもよい。これにより、暗→明→暗、又は、明→暗→明という輝度変化が現れている部分を不具合候補として評価することができる。
　例えば、前記注目する極値をｖａｌ２、前記両隣の２つの極値をｖａｌ１、ｖａｌ３としたときに、前記検査部は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
により、前記注目する極値に対する前記評価値ＨＳを計算してもよい。ただし、ａｂｓ（）は絶対値を求める関数である。上記式によれば、輝度値それ自体の大きさ（ＤＣ成分）に依存せず、輝度値の変化の大きさ（ＡＣ成分）に依存する評価値を得ることができる。したがって、本発明は、明るさが異なる様々な型番の面光源装置に対して汎用的に適用することができる。
　前記検査部は、隣り合う極値の間の距離が上限閾値よりも大きい場合に、当該極値に対する前記評価値の計算を行わないか、又は、当該極値の位置に前記不具合は発生していないと判定してもよい。極値間の距離が十分大きいと、輝度の変化が緩やかであるため、不具合として知覚されにくいからである。また、仮に輝度の変化が目立つものであるとしても、極値の間の距離が、想定される光源のピッチに比べて著しく大きい場合には、ホットスポットとは別の原因から生じた不具合と判定すべきだからである。
　前記検査部は、隣り合う極値の間の距離が下限閾値よりも小さい場合に、当該極値に対する前記評価値の計算を行わないか、又は、当該極値の位置に前記不具合は発生していないと判定してもよい。極値間の距離が非常に小さい場合（例えば、極値間の距離が、想定される光源のピッチに比べて明らかに小さい場合）は、ホットスポットとは別の原因から生じた不具合であるか、単なる測定上のノイズである可能性が高いからである。
　前記出力部は、前記評価値と、前記不具合の有無の判定結果とを出力してもよい。判定結果の出力により、ホットスポットの有無や面光源装置の良／不良を即座に判断することができる。また、評価値も出力されるので、判定結果の根拠が確認でき、判定結果の納得性・客観性が向上する。
　前記出力部は、前記発光面画像又は前記発光面画像を加工した画像の上に、前記不具合が現れている位置を示す情報を重畳した画像を、出力してもよい。このような重畳画像を出力することにより、ホットスポットが現れている問題箇所を直観的かつ簡易に把握することができ、現物の確認作業にも有用である。
　前記出力部は、前記検査範囲の輝度プロファイルを出力してもよい。輝度プロファイルを出力することにより、明暗パターンの状態や極値間の輝度差などを把握することができる。
　なお、本発明は、上記構成ないし機能の少なくとも一部を有する検査装置又はホットスポット定量化装置として捉えることができる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む、検査方法、検査装置の制御方法、ホットスポット定量化方法や、これらの方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、又は、そのようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読取可能な記録媒体として捉えることもできる。上記構成及び処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
　本発明によれば、エッジライト型の面光源装置において発生する輝度の不均一に関する不具合を自動的かつ客観的に検査することができる。また本発明は、様々な型番の面光源装置におけるホットスポット検査に対して汎用的に適用することができる。
図１は面光源装置の基本的な構成を例示する斜視図である。 図２はホットスポットの一例を示す図である。 図３は検査装置のハードウェア構成を示す図である。 図４は検査装置のホットスポット検査処理に関わる機能を示すブロック図である。 図５は検査装置におけるホットスポット検査処理のフローチャートである。 図６Ａは入力画像の一例を示す図であり、図６Ｂは入力画像から抽出された発光面画像の一例を示す図である。 図７Ａは検査範囲内の画像の一例を示す図であり、図７Ｂは１次元の輝度データの一例を示す図であり、図７Ｃは平滑化後の輝度データ（１次元の輝度プロファイル）の一例を示す図である。 図８は検査結果の出力画面の一例を示す図である。 図９は第２実施形態におけるホットスポット検査処理のフローチャートである。 図１０は第２実施形態における１次元の輝度プロファイルの一例を示す図である。
　本発明は、エッジライト型の面光源装置においてホットスポットと呼ばれる不具合が発生しているか否かを客観的（定量的）な評価値により評価し、ホットスポットの有無を自動で検査するための検査技術に関する。この検査技術は、例えば、面光源装置の製造ラインにおける最終工程でのインライン検査や、面光源装置を組み込んだ製品を製造するメーカにおける部品（面光源装置）の受入検査などに好ましく適用できる。なお、以下の実施形態では、液晶表示装置のバックライトとして用いられる面光源装置の例を述べるが、本発明の検査技術は、照明装置やデジタルサイネージなど、他の用途に用いられる面光源装置の検査にも応用することができる。
　以下、図面を参照して本発明を実施するための好ましい形態の一例を説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている装置の構成や動作は一例であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　＜第１実施形態＞
　（面光源装置）
　図１は、面光源装置１の基本的な構成を例示する斜視図である。面光源装置１は、導光板（ライトガイド）１０、複数の光源１１、フレキシブルプリント基板（以下、「ＦＰＣ」とも表記する）１２、フレーム１３、及び固定部材１４を備える。また、面光源装置１は、導光板１０の下面側に配置される反射シート１５を備える。さらに、面光源装置１は、導光板１０の上面側に順に積層される拡散シート１６、プリズムシート１７ａ、１７ｂ、及び遮光シート１８を備える。
　導光板１０は、概略板状で、ポリカーボネート樹脂やポリメチルメタクリレート樹脂等の透光性の素材で成形される。導光板１０の上側の面は、光が出射する発光面（光出射面とも称す）となっている。導光板１０は、光源１１から導光板１０内へ導入された光を、全反射を利用して発光面に導き、発光面の全体が略均一に光るようにしたものである。
　光源１１は、例えば白色光を出射するＬＥＤ光源である。ただし、白色以外のＬＥＤ光源やＬＥＤ光源以外の光源が用いられてもよいし、複数色（例えばＲＧＢ）の光源が用いられてもよい。光源１１はＦＰＣ１２に実装されており、ＦＰＣ１２からの給電を受けて駆動される。本実施形態では、導光板１０の発光面の一の短辺（「第１の辺」と呼ぶ）に沿って８個の光源１１が等間隔に一列に配置されている。
　フレーム１３は、開口を有し、四辺からなる枠状の部材である。フレーム１３は、酸化チタンを含有したポリカーボネート樹脂等により成形される。フレーム１３には、導光板１０がはめ込まれ、フレーム１３の内周面が導光板１０の外周面を形成する側面を囲う。フレーム１３は、高い反射率を有しており、導光板１０内の光が導光板１０の外周面から漏れないように光を反射する。フレーム１３の一辺には、光源１１を収容する収容部が設けられ、収容部には、光源１１からの光を反射する反射壁が設けられる。
　固定部材１４は、ＦＰＣ１２の下面等に配置され、ＦＰＣ１２とフレーム１３と導光板１０を固定する。固定部材１４は、例えば、上下面が粘着面となった両面粘着テープであるが、両面粘着テープに限られるものではない。反射シート１５は、反射率の高い白色樹脂シートや金属箔などからなる平滑なシートであり、導光板１０内の光が導光板１０の下側面から漏れないように光を反射する。拡散シート１６は、半透明な樹脂フィルムであり、導光板１０の発光面から発せられた光を拡散させて光の指向特性を広げる。プリズムシート１７ａ及び１７ｂは、上面に三角プリズム状の微細なパターンが形成された透明な樹脂フィルムあり、拡散シート１６によって拡散された光を集光し、面光源装置１を上面側から見た場合の輝度を上昇させる。遮光シート１８は、上下両面が粘着面となった黒色の粘着シートである。遮光シート１８は額縁状となっており、光が漏れ出ることを抑制する。
　（ホットスポット）
　図１に例示したエッジライト型の面光源装置では、導光板１０の金型や成形の不良、各種部材のアセンブル時のズレ、各種シート１５～１８の貼り合せ時のズレなどの様々な原因により、輝度の不均一に関する不具合が発生することがある。そのような不具合の一つに、発光面のうちの第１の辺の側（光源１１が配置された側）の端部に、複数の光源１１の配置に応じた明暗パターンが現れる「ホットスポット」と呼ばれる不具合がある。図２にホットスポットの一例を模式的に示す。ホットスポット２０は、導光板１０の不備によって、光源１１から入射した光がすぐに発光面側に抜けてしまうことが原因で発生するものであり、発生頻度が最も高い不具合の一つである。
　本発明者は、従来の官能検査の手順及び検査結果を分析し、次のような知見を得るに至った。
　（１）ホットスポットでは、光源１１が配置された位置（光源１１から導光板１０に光が入射する位置）の近傍が相対的に明るく、隣接する２つの光源１１の間の領域が相対的に暗くなる。
　（２）複数の光源１１の配列方向（つまり、第１の辺に沿う方向）に沿って、相対的に明るい領域（明領域）と相対的に暗い領域（暗領域）が交互に現れる。
　（３）明領域と暗領域の輝度差が大きいほど輝度の不均一が目立つ。
　以上の知見に基づき、本発明者は、第１の辺に沿う輝度値の変化を示す１次元の輝度プロファイルを生成し、その輝度プロファイルの振幅を評価する評価値（「ホットスポット評価値」と呼ぶ）を設計し、この評価値によりホットスポットの発生度合いを定量化した。このような評価値を導入したことにより、ホットスポットの発生度合いを定量的かつ客観的に捉えることができるようになり、従来官能検査に頼っていたホットスポット検査を自動化できるようになる。以下、本実施形態のホットスポット評価値とそれを用いた検査処理の一具体例を詳しく説明する。
　（検査装置）
　図３を用いて、本発明の実施形態に係る検査装置３の構成を説明する。図３は検査装置３のハードウェア構成を示す図である。この検査装置３は、面光源装置１におけるホットスポットの発生度合いを定量的に評価し、欠陥として排除すべきホットスポットの有無を自動で判定する装置である。
　図３に示すように、検査装置３は、概略、情報処理装置（コンピュータ）３０と、撮像装置３１と、ステージ３２と、定電流電源３３とを有している。情報処理装置３０は、ハードウェアプロセッサであるＣＰＵ（中央演算処理装置）、主記憶であるメモリ、非一時的にプログラムやデータを記憶する記憶装置（ハードディスク、フラッシュメモリなど）、入力装置（マウス、キーボード、タッチパネルなど）、表示装置、撮像装置３１とのインタフェース、ネットワークインタフェースなどを有する、汎用又は専用のコンピュータにより構成される。
　撮像装置３１は、ステージ３２上に載置された面光源装置１を撮影し、デジタル画像を出力する装置である。撮像装置３１としては、例えば、光学系、撮像素子、情報処理装置３０とのインタフェースなどを有するデジタルカメラを用いることができる。面光源装置１の輝度計測が目的のため、面光源装置１が単色光源であればモノクロのカメラでも構わないし、面光源装置１が複数色の光源であればカラーのカメラであることが好ましい。ステージ３２は、検査対象となる面光源装置１を載置する台である。定電流電源３３は、面光源装置１に電力を供給する装置である。図示しないが、撮像装置３１及びステージ３２は、クリーンベンチ内に設けられていてもよい。
　面光源装置１の型番が異なると、発光面の大きさ（縦横の寸法）や発光輝度が異なる可能性がある。したがって、検査対象の発光面の大きさに応じて、ステージ３２と撮像装置３１の間の距離、又は、撮像装置３１のズームを調整することで、撮像装置３１で得られる画像の１画素と発光面上の実寸との対応関係のキャリブレーションを行うことも好ましい。また、検査対象の発光輝度に応じて、撮像装置３１の露光時間を調整することで、撮像装置３１で得られる画像の平均輝度のキャリブレーションを行うことも好ましい。これらのキャリブレーションは、情報処理装置３０が自動で実行してもよいし、作業者が手作業で行ってもよい。
　図４は、検査装置３のホットスポット検査処理に関わる機能を示すブロック図である。検査装置３は、画像取得部４０と、検査部４１と、出力部４２と、記憶部４３とを有する。画像取得部４０は、検査対象となる面光源装置１を撮影した画像データを撮像装置３１から取得する機能である。検査部４１は、画像取得部４０により取得された画像データを解析することにより、ホットスポットの有無を検査する機能である。出力部４２は、画像データや検査結果などの情報を表示装置に出力する機能である。記憶部４３は、検査処理に用いる閾値などの設定データを記憶している機能である。これらの機能の詳細は後述する。
　図４に示す機能は、基本的に、情報処理装置３０のＣＰＵが必要なプログラムを記憶装置からロードし、実行することにより実現されるものである。ただし、これらの機能の一部又は全部を、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの回路で代替しても構わない。また、クラウドコンピューティングや分散コンピューティングの技術を利用することで、これらの機能の一部又は全部を他のコンピュータにより実行しても構わない。
　（検査処理）
　図５を参照して、ホットスポット検査処理の流れを説明する。図５は検査装置３におけるホットスポット検査処理のフローチャートである。
　まず、検査員が、面光源装置１をステージ３２上の所定の位置に、発光面を撮像装置３１側に向けて、配置する。そして、面光源装置１を定電流電源３３に接続して光源１１を駆動し、面光源装置１を点灯状態とする。なお、本実施形態の検査装置３では検査対象の設置を手作業により行うが、検査対象の導入・位置決め・電源との接続・排出などを自動化してもよい。
　ステップＳ５０において、撮像装置３１が点灯状態の面光源装置１を撮影し、画像取得部４０が画像データを撮像装置３１から取り込む。画像の解像度は任意であるが、本実施形態では、１画素が約０．１ｍｍ（発光面上の実寸）の解像度の画像を用いる。
　ステップＳ５１において、画像取得部４０が、ステップＳ５０で取り込まれた入力画像から発光面の領域のみを抽出する。ここで抽出された発光面の領域の画像を、以後、発光面画像と呼ぶ。図６Ａは入力画像６０の一例であり、図６Ｂは入力画像６０から抽出された発光面画像６１の一例である。本実施形態では、発光面の長辺が画像のＸ軸と平行になるように、発光面画像６１を生成する。
　発光面の領域抽出はどのような方法を用いてもよい。例えば、画像取得部４０が、（１）原画像を２値化し、（２）クロージング処理により背景領域（発光面以外の領域）のノイズを除去した後、（３）発光面の輪郭を抽出してもよい。さらに、発光面の輪郭が画像座標系に対して傾いている場合には、傾き補正（回転補正）を行ってもよい。あるいは、検査対象のステージ上の位置決め精度が十分高い場合には、原画像中の所定の範囲を切り出すだけでもよい。
　次に、検査部４１が発光面画像６１の検査を行う。まずステップＳ５２において、検査部４１は、発光面画像６１に対し検査範囲（ウィンドウとも呼ぶ）を設定する。検査範囲は、不具合の検出及び評価の計算に用いる局所領域であり、発光面画像６１内の不具合が現れ得る位置に設定される。ホットスポットは光源側の端部に現れる不具合のため、図６Ｂに示すように、発光面画像６１の左端に沿って検査範囲６２を設定するとよい。以下、一例として、Ｘ方向幅：１５画素（約１．５ｍｍに相当）、Ｙ方向幅：７００画素（約７０ｍｍに相当）の四角形の検査範囲６２を用いる例を説明する。ただし、検査範囲６２のサイズ及び形状は任意であり、検査対象の発光面の大きさやホットスポットの出現範囲などに合わせて適宜設計すればよい。
　ステップＳ５３において、検査部４１は、検査範囲６２内の画像に基づいて、検査範囲６２内におけるＹ方向の輝度値の変化を示す１次元の輝度プロファイルを生成する。例えば、検査部４１は、検査範囲６２内の画像の各行（行はＸ方向に並ぶ１５画素を指す）について輝度値（画素値）の平均を計算し、１次元の輝度データ（７００行分の輝度平均値のデータ）を得る。図７Ａは検査範囲６２内の画像の例、図７Ｂは１次元の輝度データの例を示す。図７Ｂのグラフの縦軸は検査範囲６２内のＹ方向の画素位置を示し、横軸は平均輝度値を示している。次に検査部４１は、１次元の輝度データに平滑化処理を施してノイズを低減する。図７Ｃは平滑化後の輝度データの例である。平滑化により高周波ノイズが除去されていることがわかる。本実施形態では、平滑化後の輝度データを輝度プロファイルと呼ぶ。
　ステップＳ５４において、検査部４１は、輝度プロファイルの極値（極大値及び極小値）を検出する。１次元のデータ列から極値を検出するアルゴリズムは公知のものを利用できるため、詳しい説明を割愛する。本例では、図７Ｃに示すように、１５個の極値Ｐ１～Ｐ１５（８個の極大値と７個の極小値）が検出されたものとする。
　次に、検出された極値のそれぞれに対し、ホットスポット評価値を計算する。以降の説明において、検出された極値の総数をＮ、注目する極値の番号をｉと表記する。まず、検査部４１は、ステップＳ５５においてｉに２を代入し、ステップＳ５６において極値Ｐｉに対するホットスポット評価値を計算する。本実施形態では、極値Ｐｉに対するホットスポット評価値ＨＳｉを下記式により算出する。ただし、ｖａｌｉは極値Ｐｉの輝度値であり、ａｂｓ（）は絶対値をとる関数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　この評価式によれば、輝度値それ自体の大きさ（ＤＣ成分）に依存せず、輝度値の変化の大きさ（ＡＣ成分）に依存する評価値を得ることができる。すなわち、この評価値ＨＳｉによれば輝度値の相対的な変化を主に評価することができるため、基準となる輝度値（輝度ムラが無い状態の輝度値）の大きさによらず、ホットスポットの発生度合いを定量化することが可能になる。したがって、本実施形態の評価手法は、基準となる輝度値が異なる様々な型番の面光源装置に対して汎用的に適用することができる。
　ステップＳ５７において、検査部４１は、ホットスポット評価値ＨＳｉを判定閾値と比較する。判定閾値はホットスポットの有無を判定するための閾値であり、官能検査の結果や実験結果などに基づいて予め決めておけばよい。検査部４１は、ホットスポット評価値ＨＳｉが判定閾値より大きい場合は「極値Ｐｉの位置にホットスポットが発生している」と判定し（ステップＳ５８）、そうでない場合は「極値Ｐｉの位置にホットスポット無し」と判定する（ステップＳ５９）。
　検査部４１は、ｉ≧Ｎ－１となるまでｉを１ずつインクリメントしながら（ステップＳ６０、Ｓ６１）、ステップＳ５６～Ｓ５９の評価を繰り返す。これにより、極値Ｐ２～Ｐ１４のそれぞれの位置に対してホットスポットの有無が検査される。なお、本実施形態では、注目する極値Ｐｉとその両隣の極値Ｐｉ－１、Ｐｉ＋１の３つの極値からホットスポット評価値を計算するので、両端の極値Ｐ１とＰ１５に対する評価値は求めていない。しかし、例えば、注目する極値Ｐｉといずれか一方の極値Ｐｉ－１又はＰｉ＋１とから評価値の計算を行うようにしてもよく、その場合には、全ての極値Ｐ１～Ｐ１５に対して評価値を計算してもよい。
　ステップＳ６２において、出力部４２は、検査部４１により得られた情報を出力する画面を生成し、表示装置に出力する。図８は検査結果の出力画面の一例である。この出力画面では、撮像装置３１から取り込まれた入力画像８０と、入力画像８０から切り出された発光面画像８１と、発光面画像８１に対し輝度ムラを目立たせるための加工を施した加工画像（例えば疑似カラー画像など）８２が表示されている。また、発光面画像８１の上に、ホットスポットが現れている位置を示す情報（例えば、ホットスポット評価値が判定閾値を超えた極値の位置を示す情報）８３が重畳表示されている。さらに、ホットスポット評価値の最大値８４と判定結果８５、及び、輝度プロファイル８６も表示される。
　以上述べた本実施形態の検査装置３によれば、面光源装置１の発光面を撮影した画像を基に、ホットスポットの発生度合いを表す評価値を計算し、かつ、この評価値に基づいてホットスポットの有無を判定することができる。したがって、ホットスポットを客観的かつ自動的に検査することが可能となる。しかも、本実施形態の検査アルゴリズムは、１次元の輝度プロファイルにおいて隣り合う極値の間の差分を評価する評価値を用いるので、明暗パターンの周期（ピッチ）に依存しない評価が可能である。したがって、本実施形態の検査アルゴリズムは、発光面のサイズや、光源の数・ピッチ・配置などが異なる、様々な型番の面光源装置に対して汎用的に適用することができる。
　また、本実施形態の検査アルゴリズムでは、注目する極値とその両隣の極値の３つを評価値の計算に用いている。これにより、暗→明→暗、又は、明→暗→明という輝度変化が現れている部分をホットスポットの候補として評価することができ、ホットスポットの発生度合いを精度良く評価できる。
　また、図８に示す検査結果を出力することにより、検査員は、ホットスポットの有無や面光源装置１の良／不良を即座に判断することができる。また、ホットスポット評価値も出力されるので、判定結果の根拠が確認でき、判定結果の納得性・客観性が向上する。また、発光面画像８１の上にホットスポットの位置を示す情報８３が重畳表示されるので、ホットスポットが現れている問題箇所を直観的かつ簡易に把握することができ、現物の確認作業にも有用である。さらに、輝度プロファイル８６も表示されるので、明暗パターンの状態や極値間の輝度差などを把握することができる。
　＜第２実施形態＞
　次に、図９及び図１０を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態との違いは、ホットスポットの評価を行う際に、隣り合う極値の間の距離を考慮する点である。それ以外の構成については第１実施形態のものと同様であるため、以下では第２実施形態に特有の構成及び処理についてのみ説明する。
　図９は、第２実施形態におけるホットスポット検査処理のフローチャートである。まず、ステップＳ５０～Ｓ５４の処理によって輝度プロファイルの生成及び極値の検出が行われる。ここまでの処理は第１実施形態（図５）と同様である。図１０は、輝度プロファイル及び検出された極値の例である。本例では、１３個の極値Ｐ１～Ｐ１３が検出されたものとする。
　まず、検査部４１は、ステップＳ５５においてｉに初期値２を代入する。そして、ステップＳ９０において、検査部４１は、極値Ｐｉと極値Ｐｉ－１の間の距離Ｌａ、及び、極値Ｐｉと極値Ｐｉ＋１の間の距離Ｌｂを計算する。距離Ｌａ、Ｌｂの少なくとも一方が下限閾値ＴＨ１よりも小さい場合（ステップＳ９１；ＹＥＳ）、検査部４１は、極値Ｐｉに対するホットスポット評価値の計算を行わず、評価値ＨＳｉにゼロ（又は値なし）を設定する（ステップＳ９３）。また、距離Ｌａ、Ｌｂの少なくとも一方が上限閾値ＴＨ２よりも大きい場合も（ステップＳ９２；ＹＥＳ）、検査部４１は、極値Ｐｉに対するホットスポット評価値の計算を行わず、評価値ＨＳｉにゼロ（又は値なし）を設定する（ステップＳ９３）。
　下限閾値は、ホットスポットとは別の原因から生じた極値や、単なる測定上のノイズにより生じた極値を、ホットスポット評価値の計算から除外するために設けられる。したがって、下限閾値は、例えば、想定される光源ピッチのうちの最小値よりも小さい値（例えば想定される最小値の５０％～９０％程度の値）に設定するとよい。一方、上限閾値は、ホットスポットとは別の原因から生じた極値を、ホットスポット評価値の計算から除外するために設けられる。したがって、上限閾値は、例えば、想定される光源ピッチのうちの最大値よりも大きい値（例えば想定される最大値の１２０％以上の値）に設定するとよい。下限閾値及び上限閾値はあらかじめ記憶部４３に設定されていてもよいし、ユーザ（検査員）によって入力されてもよい。
　例えば図１０の例では、極値Ｐ２～Ｐ５の間の距離は光源ピッチに比べて明らかに狭く、極値Ｐ１０～Ｐ１１の間の距離は光源ピッチに比べて著しく広いため、これらの極値についてはホットスポットと判定すべきでない。この点、本実施形態の方法によれば、極値の輝度差によらず、これらの極値の評価値はゼロ（又は値なし）とされるため、ホットスポットではないという判定結果が得られる。したがって、上述した第１実施形態よりもさらに判定精度の向上が期待できる。
　＜その他＞
　上記の実施形態の説明は、本発明を例示的に説明するものに過ぎない。本発明は上記の具体的な形態には限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では矩形の発光面をもつ面光源装置を例示したが、発光面の形状は矩形に限られない。また、上述したホットスポット評価値はあくまで一例であり、輝度プロファイルにおける極値間の輝度差を評価可能な評価値であればどのように設計してもよい。
１：面光源装置
１０：導光板、１１：光源、２０：ホットスポット
３：検査装置、３０：情報処理装置、３１：撮像装置、３２：ステージ、３３：定電流電源
４０：画像取得部、４１：検査部、４２：出力部、４３：記憶部
６０：入力画像、６１：発光面画像、６２：検査範囲

Claims (10)

  1. 　面光源装置の発光面内の輝度の不均一に関する不具合を検査する検査装置であって、
    　前記面光源装置は、前記発光面の第１の辺に沿って配置された複数の光源と、前記複数の光源から出射された光を前記発光面に導く導光板と、を有するエッジライト型の面光源装置であり、
    　前記不具合は、前記発光面のうち前記第１の辺の側の端部に、前記複数の光源の配置に応じた明暗パターンが現れる不具合であり、
    　前記検査装置は、
    　前記発光面を撮影した画像である発光面画像を取得する画像取得部と、
    　前記発光面画像内の前記不具合が現れ得る位置に検査範囲を設定し、前記検査範囲内における前記第１の辺に沿う輝度値の変化を示す１次元の輝度プロファイルを生成し、前記輝度プロファイルの極値を検出し、隣り合う極値の間の差分を評価する評価値を計算し、前記評価値に基づいて前記不具合の有無を判定する検査部と、
    　前記検査部により得られた情報を出力する出力部と、を有する
    ことを特徴とする検査装置。
  2. 　前記検査部は、注目する極値と、前記注目する極値の両隣の２つの極値と、に基づいて、前記注目する極値に対する前記評価値を計算する
    ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
  3. 　前記注目する極値をｖａｌ２、前記両隣の２つの極値をｖａｌ１、ｖａｌ３としたときに、
    　前記検査部は、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
    により、前記注目する極値に対する前記評価値ＨＳを計算する
    ことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
  4. 　前記検査部は、隣り合う極値の間の距離が上限閾値よりも大きい場合に、当該極値に対する前記評価値の計算を行わないか、又は、当該極値の位置に前記不具合は発生していないと判定する
    ことを特徴とする請求項１～３のうちいずれか１項に記載の検査装置。
  5. 　前記検査部は、隣り合う極値の間の距離が下限閾値よりも小さい場合に、当該極値に対する前記評価値の計算を行わないか、又は、当該極値の位置に前記不具合は発生していないと判定する
    ことを特徴とする請求項１～４のうちいずれか１項に記載の検査装置。
  6. 　前記出力部は、前記評価値と、前記不具合の有無の判定結果とを出力する
    ことを特徴とする請求項１～５のうちいずれか１項に記載の検査装置。
  7. 　前記出力部は、前記発光面画像又は前記発光面画像を加工した画像の上に、前記不具合が現れている位置を示す情報を重畳した画像を、出力する
    ことを特徴とする請求項１～６のうちいずれか１項に記載の検査装置。
  8. 　前記出力部は、前記検査範囲の輝度プロファイルを出力する
    ことを特徴とする請求項１～７のうちいずれか１項に記載の検査装置。
  9. 　面光源装置の発光面内の輝度の不均一に関する不具合を検査する検査方法であって、
    　前記面光源装置は、前記発光面の第１の辺に沿って配置された複数の光源と、前記複数の光源から出射された光を前記発光面に導く導光板と、を有するエッジライト型の面光源装置であり、
    　前記不具合は、前記発光面のうち前記第１の辺の側の端部に、前記複数の光源の配置に応じた明暗パターンが現れる不具合であり、
    　前記検査方法は、
    　前記発光面を撮影した画像である発光面画像を取得するステップと、
    　前記発光面画像内の前記不具合が現れ得る位置に検査範囲を設定するステップと、
    　前記検査範囲内における前記第１の辺に沿う輝度値の変化を示す１次元の輝度プロファイルを生成するステップと、
    　前記輝度プロファイルの極値を検出するステップと、
    　隣り合う極値の間の差分を評価する評価値を計算するステップと、
    　前記評価値に基づいて前記不具合の有無を判定するステップと、
    　判定の結果を出力するステップと、を含む
    ことを特徴とする検査方法。
  10. 　請求項９に記載の検査方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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