JPH09318488A

JPH09318488A - 液晶表示板検査装置

Info

Publication number: JPH09318488A
Application number: JP8133408A
Authority: JP
Inventors: Toyoo Iida; 豊男飯田; Kasuke Nagao; 嘉祐長尾; Masaki Tanaka; 雅樹田中; Ei Takahashi; 映高橋
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】コントラスト差の低い画像を、高速で、か
つ、少ないメモリ容量で画像の欠陥を検査するようにす
る。【解決手段】ＣＣＤカメラ１は、液晶表示板１２を撮
像する。画像入力制御部４は、画像格納部３に格納され
ている画像をＣＲＴ制御部５及び画像処理部６に出力す
る。画像処理部６は、画像から最大コントラスト差を算
出し、最大コントラスト差が所定の基準値未満であると
判断した場合には、画像表示部１０に現在の画像を表示
させる旨の指示をＣＲＴ制御部５に出力する。ＣＲＴ制
御部５は、画像入力制御部４から受けた画像を画像表示
部１０に出力するとともに、再度ＣＣＤカメラ１から画
像を取り込むように指示をカメラ制御部２に出力する。
画像表示部１０は、液晶表示板１２と同じ大きさにした
画像を表示し、液晶表示板１２のバックライト照明を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示板の電極
に電圧を印加して点灯させ、その点灯した液晶表示板の
透過光量を計測することで欠陥を検査する液晶表示板検
査装に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示板を検査する工程においては、
液晶表示板のすべての画素が均一に点灯するか、または
消灯するかを確認して、液晶表示板に欠陥がないか否か
を検査する。

【０００３】このような検査方法は、目視によって頼っ
ていたが、近年、ＣＣＤカメラにより取り込まれた画像
に基づき、コンピュータによる画像処理により欠陥を検
出する手法が取られている。

【０００４】一般に画質検査においては、液晶表示板の
欠陥は、コントラストが低い（欠陥部と周辺部の輝度差
が非常に小さい）ため、欠陥を検出することが困難であ
る。

【０００５】そこで、このコントラスト比が低い液晶表
示板の画質を検査するための手段として、特開平２−１
９３２７１，特開平５−５７０９号公報が開示されてい
るが、これらは非常に感度の高いＣＣＤカメラと非常に
分解能の高いＡＤコンバータとを備える液晶表示板検査
装置が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平２−１９３２７１，特開平５−５７０９号公報
に記載されている方法では、次のような問題点があっ
た。

【０００７】（１）非常に感度の高いＣＣＤカメラと非
常に分解能の高いＡＤコンバータとが必要であるため、
装置自体の価格が非常に高価になり、かつ、大掛かりに
なる。

【０００８】（２）取り込まれた画像のコントラストが
一定以上ないと、つまり、取り込まれた画像の欠陥部分
と非欠陥部間に数値的に有意な差がないと、画像間演算
自体が無意味なものになってしまう。

【０００９】（３）分解能の高いＡＤコンバータは、Ａ
Ｄ変換に要する時間がかかるため、画像の取り込みに時
間がかかる。

【００１０】（４）２値化処理の前に行われる画像間の
強調処理、すなわち、欠陥を強調するための処理、例え
ば微分，ラプラシアン等のフィルタリング処理に要する
演算時間が、画素数が多くなると演算時間が非常にかか
る。

【００１１】（５）上述した画像間の強調処理において
作成される強調画像を格納するメモリの領域を取る必要
がある。

【００１２】そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、コ
ントラスト差の低い画像を、高速で、かつ、少ないメモ
リ容量で画像の欠陥を検査する液晶表示板検査装置を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、点灯した液晶表示板を撮
像する撮像手段を備えており、この撮像手段により撮像
された画像に基づき液晶表示板を欠陥検査する液晶表示
板検査装置において、上記撮像手段により撮像された上
記液晶表示板の画像を表示する表示手段を備えており、
上記液晶表示板の画像を表示させた上記表示手段が、上
記液晶表示板をバックライト照明することを特徴とす
る。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記撮像手段により撮像された上記液晶表
示板の画像からコントラスト差を算出するコントラスト
差算出手段と、このコントラスト差算出手段で算出され
たコントラスト差が所定の基準値以上であるか否かを判
断する判断手段と、上記判断手段により上記コントラス
ト差が上記所定の基準値未満と判断された場合には、上
記液晶表示板の画像を表示させた上記表示手段が、上記
液晶表示板をバックライト照明し、一方、上記所定の基
準値以上と判断された場合には、上記撮像手段により撮
像された画像に基づき上記液晶表示板の欠陥検査するこ
とを特徴とすることを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記表示手段により所定回数、バックライ
ト照明して得た上記液晶表示板の画像に基づき、上記液
晶表示板を欠陥検査することを特徴とする。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれかに記載の発明において、上記表示手段の画面全
体の平均輝度を一定に保つように補正する補正手段を有
することを特徴とする。

【００１７】請求項５記載の発明は、点灯した液晶表示
板を撮像する撮像手段を備えており、この撮像手段によ
り撮像された画像に基づき液晶表示板の欠陥検査する液
晶表示板検査装置において、上記撮像手段により撮像さ
れた上記液晶表示板の画像を分割して表示する表示手段
と、これら表示手段が分割して表示した画像を１画像に
結合合成して表示する画像合成表示手段とを備えてお
り、１画像に結合合成してなる上記液晶表示板の画像を
表示した上記画像合成表示手段が、上記液晶表示板をバ
ックライト照明することを特徴とする。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の
いずれかに記載の発明において、上記表示手段は、ＣＲ
Ｔからなることを特徴とする。

【００１９】請求項７記載の発明は、請求項１乃至５の
いずれかに記載の発明において、上記表示手段が、液晶
表示装置でなることを特徴とする。

【００２０】本発明によれば、撮像された液晶表示板の
画像を表示したＣＲＴ等の表示手段が、液晶表示板をバ
ックライト照明するため、液晶表示板の画像のコントラ
スト差を高くすることがことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示板検
査装置の実施形態を説明する。

【００２２】＜第１実施形態＞図１は本発明に係る液晶
表示板検査装置の第１実施形態の構成を示すブロック図
である。

【００２３】この実施形態の液晶表示板検査装置は、バ
ックライト１３で照射された液晶表示板１２を撮像する
ＣＣＤカメラ１と、ＣＣＤカメラ１の視野範囲を所定の
箇所に移動させるカメラ制御部２と、ＣＣＤカメラ１で
撮像された液晶表示板１２の画像（ディジタル画像）を
格納する画像格納部３と、画像入力制御部４と、ＣＲＴ
制御部５と、ノイズの除去、パターンマッチング、２値
化を行う画像処理部６と、処理結果を表示する入力表示
部７と、欠陥判定部８と、判定結果を表示するＣＲＴ等
からなる検査結果表示部９と、ＣＲＴからなる画像表示
部１０と、液晶表示板の電極に駆動電圧を印加して点灯
させる液晶駆動部１１とから構成されている。

【００２４】画像入力制御部４は、画像格納部３に格納
されているＣＣＤカメラ１が撮像した画像をＣＲＴ制御
部５に出力するように構成されている。

【００２５】また、画像入力制御部４は、所定回数を出
力すると、画像処理部６に対して画像格納部３に格納さ
れている画像を読みだす許可を出力するように構成され
ている。

【００２６】ＣＲＴ制御部５は、画像を液晶表示板１２
の大きさに変換し、この変換したものを画像表示部１０
に表示させるとともに、カメラ制御部２に再度画像を取
り込むように指示を出力するように構成されている。

【００２７】また、ＣＲＴ制御部５は、非欠陥領域の透
過率が１でないときには、後述する処理を繰り返すこと
で、ＣＲＴ制御装置１０の画面全体が暗くなった場合に
は、画像表示全体の平均輝度を一定に保つように補正す
るように構成されている。

【００２８】画像処理部６は、上述したように、ノイズ
除去、２値化、パターンマッチング処理を行い、欠陥候
補を抽出するように構成されているが、さらに詳細のそ
の内容を説明する。

【００２９】つまり、ノイズ除去処理については、画像
処理部６は、画像格納部３に格納されているＣＣＤカメ
ラ１が撮像した画像から、ディジタル化する際に混入す
る誤差や装置自身の持つノイズを除去し、欠陥を強調す
る処理、例えば微分，ラプラシアン等のフィルタリング
処理をするようになっている。

【００３０】２値化処理については、画像処理部６は、
ノイズを除去し、欠陥を強調する処理を行って、欠陥を
強調した画像からその画像の輝度分散を求め、画像内の
各画素における輝度の微分値を算出して微分値分布を
得、得た微分値分布を、基準となる閾値に基づき２値化
するようになっている。

【００３１】パターンマッチング処理については、画像
処理部６は、２値化された微分値分布のうち、所定の閾
値より大きい部分を示す微分値分布を、液晶表示板１２
の欠陥領域として認識し、また、この液晶表示板１２の
欠陥領域の輝度分散、すなわち欠陥内部輝度分散を算出
し、欠陥領域と欠陥内部輝度分散とから、所定の欠陥種
別が有するパターンに基づき、欠陥候補を抽出するよう
になっている。

【００３２】なお、各欠陥候補は、欠陥種別ごとのパタ
ーンマッチングによる相関値を有している。

【００３３】欠陥判定部８は、画像処理部６で処理され
た結果から、一定以上の大きさをもつ領域、一定以上の
輝度差をもつ領域、一定以上のパターンマッチングによ
る相関値をもつ領域を探索し、欠陥として登録するよう
に構成されている。

【００３４】ここで、コントラストが強調できる原理に
ついて説明する。

【００３５】液晶表示板は、駆動電圧により光の透過率
が変化する。そこで、この透過率をｇ（ｘ，ｙ）（０≦
ｇ≦１）とする。バックライトとなる画像表示装置上の
発行強度をｆ（ｘ，ｙ）とする。

【００３６】ＣＣＤカメラ１上で得られる画像の強度ｈ
（ｘ，ｙ）は、ｈ（ｘ，ｙ）＝ｇ（ｘ，ｙ）ｆ（ｘ，ｙ）と考えることができる。

【００３７】ここで、上述のような処理を３回繰り返す
と、ＣＣＤカメラ１で撮像した画像は、ｈ（ｘ，ｙ）＝ｇ（ｘ，ｙ）ｇ（ｘ，ｙ）ｇ（ｘ，ｙ）
ｆ（ｘ，ｙ）となる。

【００３８】いま、ある２点Ｏ１（ｘ１，ｙ１）、Ｏ２
（ｘ２，ｙ２）にわずかな輝度差があると、上述のよう
な処理をｎ回繰り返すことにより、２点Ｏ１と、Ｏ２と
輝度の差は、各点の透過率をｎ乗したものの差；Ｓ_n ＝（｜ｇ（ｘ１，ｙ１）ⁿ−ｇ（ｘ２，ｙ２）ⁿ
｜）に拡大する。

【００３９】因みに、ｇ（ｘ１，ｙ１）＝０．９，ｇ
（ｘ１，ｙ１）＝０．８とし、ｆ（ｘ１，ｙ１）＝ｆ
（ｘ２，ｙ２）＝１とする。

【００４０】この状態で上述の処理を繰り返したときに
は、各値が表１に示すようになる。

【００４１】この表１から分かるように、Ｏ１（ｘ１，
ｙ１）とＯ２（ｘ２，ｙ２）間の輝度差Ｓ_nを３回の操
作で２倍以上に拡大することができる。

【００４２】なお、非欠陥領域の透過率が１でないとき
には、上述のような処理を繰り返すことにより、画面全
体が暗くなるが、そのときはＣＲＴ制御装置５の制御の
もと画像表示全体の平均輝度を一定に保つように補正す
ることにより、上述のような問題点を回避することがで
きる。

【００４３】

【表１】

【００４４】次に、この実施形態の液晶表示板の動作を
図２のフローチャートを参照して説明する。

【００４５】液晶表示板１２がバックライトとしての画
像表示部（ＣＲＴ）１０に載置され、その後、この装置
に電源を入れると、液晶表示板１２は、液晶駆動部１１
により所定の電圧が印加されて点灯するとともに、画像
表示部１０は、ＣＲＴ制御部５の制御に基づき、画面が
均一な輝度で発光し、点灯した液晶表示板１２を照射す
る（ステップ１１０）。

【００４６】ＣＣＤカメラ１は、画像表示部１０による
バックライトで照射され、かつ、点灯している被検査対
象物である液晶表示板１２を撮像し、撮像した画像を画
像格納部３に出力して画像格納部３に格納させる（ステ
ップ１２０）。

【００４７】液晶表示板１２の画像を画像格納部３に格
納し終えると、画像入力制御部４は、画像格納部３に格
納されている画像をＣＲＴ制御部５および画像処理部６
に出力する（ステップ１３０）。

【００４８】画像処理部６は、受けた画像から最大階調
度（最も明るい）と最小階調度（最も暗い）とを求め、
これから最大コントラスト差（輝度差）を算出し（ステ
ップ１４０）、求めた最大コントラスト差が所定の基準
値以上であるか否かを判断する（ステップ１５０）。

【００４９】画像処理部６は、最大コントラスト差が所
定の基準値未満であると判断した場合には（ステップ１
５０；ＮＯ）、画像表示部１０に現在の画像を表示させ
る旨の指示をＣＲＴ制御部５に出力する（ステップ１６
０）。

【００５０】その後、ＣＲＴ制御部５は、画像入力制御
部４から受けた画像を液晶表示板１２の大きさに変換
し、この変換したものを画像表示部１０に出力するとと
もに、再度ＣＣＤカメラ１から画像を取り込むように指
示をカメラ制御部２に出力する。

【００５１】次に、画像表示部１０は、液晶表示板１２
と同じ大きさにした画像を表示し、液晶表示板１２のバ
ックライト照明を行い（ステップ１７０）、処理をステ
ップ１２０に戻し、以下同様な処理を行う。

【００５２】一方、ステップ１５０において。画像処理
部６は、最大コントラスト差が所定の基準値以上である
と判断した場合には（ステップ１５０；ＹＥＳ）、この
画像のノイズを除去し、液晶表示板の欠陥を検査するた
めの特徴パラメータを抽出するため２値化処理し、２値
化処理して得た特徴パラメータをパターンマッチングし
て、欠陥を検出する画像処理を行い、この画像処理内容
を欠陥判定部８および入力画像表示部７に出力する（ス
テップ１８０）。

【００５３】入力画像表示部７は、画像処理部６からの
画像処理内容を画面上に表示するとともに、欠陥判定部
８は、画像処理部６からの画像処理内容から、上述した
ような欠陥判定ルールに従い、被検査対象物である液晶
表示板１２の合否を判定し、この結果を検査結果表示部
９に出力する（ステップ１９０）。

【００５４】その後、検査結果表示部９は、欠陥判定部
からの合否判定を画面上に表示して（ステップ１９
５）、この液晶表示板についての欠陥検査を終了する。

【００５５】この実施形態の液晶表示板検査装置では、
画像処理部６において最大コントラスト差を検出し、こ
のコントラスト差が所定の基準値Ｈ以上であるか否かを
判断し、基準値以上になった場合に合否判定を行うよう
な構成になっているが、これ以外では、画像を所定回数
撮像した後に（上述のステップ１２０からステップ１７
０を所定回数実行する）、合否判定を行うような構成に
してもよい。

【００５６】なお、その場合には、この実施形態の液晶
表示板検査装置を構成する画像入力制御部と同様な制御
部から、画像処理部に対して駆動信号を出力し（図１参
照、これはこの説明を参照するためのために記載したも
のである。）、この駆動信号を受けた画像処理部１０が
画像格納部３から画像を読み出し、上述のような処理
（ステップ１８０からステップ１９５）を行うようにす
る。

【００５７】この実施形態の液晶表示板検査装置では、
ＣＣＤカメラ１で撮像された液晶表示板１２の画像を表
示したＣＲＴ等の画像表示部１０が、液晶表示板１２を
バックライト照明することにより、液晶表示板１２の撮
像された画像のコントラスト差を高くすることがことが
できるため、非常に感度の高いＣＣＤカメラと非常に分
解の高いＡＤコンバータを不要となり、かつ、装置自体
の価格を低価格で、かつ小型化することができる。

【００５８】また、この実施形態の液晶表示板検査装置
では、非常に感度の高いＣＣＤカメラと非常に分解の高
いＡＤコンバータを不要となるため、画像の取り込みに
時間がかからず、検査スピードを向上することができ
る。

【００５９】さらに、欠陥を強調するための画像間の強
調、例えば微分，ラプラシアン等のフィルタリング処理
に要する時間を減少させることができる。

【００６０】さらにまた、欠陥を強調するための画像間
の強調処理において作成される強調画像を格納するメモ
リの領域を減少することができる。

【００６１】＜第２実施形態＞図３は本発明に係る液晶
表示板検査装置の第２実施形態の構成を示すブロック図
である。

【００６２】この実施形態の液晶表示板検査装置は、図
３に示すように、第１実施形態の液晶表示板と基本的に
は同様な構成である。異なるところは、この実施形態の
ＣＲＴでなる画像表示部１０が、４つの表示部分（１０
−１，１０−２，１０−３，１０−４）から構成されて
いる点と、これら４つの表示部（１０−１，１０−２，
１０−３，１０−４）で分割されて表示された画像を１
画像に結合合成して表示する光学的画像合成部１３（１
３−１，１３−２，１３−３，１３−４，１３−５で構
成されている）とを追加構成されている点にある。

【００６３】つまり、この実施形態の液晶表示板検査装
置は、画像表示部１０の解像度が低く、ＣＣＤカメラ１
が撮像した画像を表示することができない場合に用いら
れる。

【００６４】この例では、ＣＣＤカメラ１により撮像さ
れた画像を４分割し、その各々を４つの表示部（１０−
１，１０−２，１０−３，１０−４）に表示し、この表
示された分割画像を光学的画像合成部１３により、もと
の１つの画像に結合合成して表示するとともに、液晶表
示板１２をバックライト照明するようになっている。

【００６５】＜第３実施形態＞図４は本発明に係る液晶
表示板検査装置の第３実施形態の構成を示すブロック図
である。

【００６６】この実施形態の液晶表示板検査装置は、図
４に示すように、第２実施形態の液晶表示板と基本的に
は同様な構成である。異なるところは、画像表示部１０
が、液晶表示板（１０−１，１０−２，１０−３，１０
−４）とバックライト（１４−１，１４−２，１４−
３，１４−４）とで構成されている点にある。

【００６７】

【発明の効果】以上本発明によれば、液晶表示板の画像
を表示したＣＲＴ等の画像表示部が、液晶表示板をバッ
クライト照明することにより、液晶表示板の撮像された
画像のコントラスト差を高くすることがことができるた
め、微小なコントラスト差を検知する非常に感度の高い
ＣＣＤカメラと非常に分解能の高いＡＤコンバータとの
使用が不要となる。

【００６８】このため、ＣＣＤカメラおよびＡＤコンバ
ータを低価格で、かつ、小型化することができ、しいて
は装置自体を低価格で、かつ小型化することができる。

【００６９】また、欠陥を強調するための画像間の強調
処理（フィルタリング処理）に要する時間を減少させる
ことができ、検査スピードを向上させることができる。

【００７０】さらに、上述の画像間の強調処理において
作成される強調画像を減少させることができ、これを格
納するメモリの領域を減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示板検査装置の第１実施形
態の構成を示すブロック図。

【図２】第１実施形態の液晶表示板検査装置の動作を示
すフローチャート。

【図３】本発明に係る液晶表示板検査装置の第２実施形
態の構成を示すブロック図。

【図４】本発明に係る液晶表示板検査装置の第３実施形
態の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１ＣＣＤカメラ２カメラ制御部３画像格納部４画像入力制御部５ＣＲＴ制御部６画像処理部７入力画像表示部８欠陥判定部９検査結果表示部１０画像表示部１１液晶駆動部１２液晶表示板１３光学的画像合成部１４バックライト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋映京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】点灯した液晶表示板を撮像する撮像手段
を備えており、この撮像手段により撮像された画像に基
づき液晶表示板を欠陥検査する液晶表示板検査装置にお
いて、上記撮像手段により撮像された上記液晶表示板の画像を
表示する表示手段を備えており、上記液晶表示板の画像を表示させた上記表示手段が、上
記液晶表示板をバックライト照明することを特徴とする
液晶表示板検査装置。
【請求項２】上記撮像手段により撮像された上記液晶
表示板の画像からコントラスト差を算出するコントラス
ト差算出手段と、このコントラスト差算出手段で算出されたコントラスト
差が所定の基準値以上であるか否かを判断する判断手段
と、上記判断手段により上記コントラスト差が上記所定の基
準値未満と判断された場合には、上記液晶表示板の画像
を表示させた上記表示手段が、上記液晶表示板をバック
ライト照明し、一方、上記所定の基準値以上と判断され
た場合には、上記撮像手段により撮像された画像に基づ
き、上記液晶表示板の欠陥検査することを特徴とするこ
とを特徴とする請求項１記載の液晶表示板検査装置。
【請求項３】上記表示手段により所定回数、バックラ
イト照明して得た上記液晶表示板の画像に基づき、上記
液晶表示板を欠陥検査することを特徴とする請求項１記
載の液晶表示板検査装置。
【請求項４】上記表示手段の画面全体の平均輝度を一
定に保つように補正する補正手段を有することを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示板検査
装置。
【請求項５】点灯した液晶表示板を撮像する撮像手段
を備えており、この撮像手段により撮像された画像に基
づき液晶表示板の欠陥検査する液晶表示板検査装置にお
いて、上記撮像手段により撮像された上記液晶表示板の画像を
分割して表示する表示手段と、これら表示手段が分割して表示した画像を１画像に結合
合成して表示する画像合成表示手段とを備えており、１画像に結合合成してなる上記液晶表示板の画像を表示
した上記画像合成表示手段が、上記液晶表示板をバック
ライト照明することを特徴とする液晶表示板検査装置。
【請求項６】上記表示手段は、ＣＲＴからなることを
特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示
板検査装置。
【請求項７】上記表示手段は、液晶表示装置からなる
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液
晶表示板検査装置。