シェーディング補正方法、欠陥検出方法、欠陥検出装置、欠陥検出装置の制御方法プログラム
【課題】表示デバイスの表示欠陥検出工程においてシェーディング除去の精度を高め、表示欠陥を高精度に検出できるシェーディング補正方法、欠陥検出方法、欠陥検出装置、その制御方法プログラムを提供すること。
【解決手段】欠陥検出装置は、撮像画像中の部分画像が中間部画像であるか周辺部画像であるかのエリア情報を判定し（ＳＴ２１）、部分画像中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にある適用画素か否かを判定し（ＳＴ２２）、中間部画像に対応した中間部画像用平滑フィルタと周辺部画像に対応した周辺部画像用平滑フィルタとからエリア情報に基づいて選択した平滑フィルタを部分画像の適用画素に適用する（ＳＴ２３）ことで、部分画像中の着目画素の背景輝度値を算出して背景画像を生成する。この背景画像と撮像画像との差分をとることで、撮像画像からシェーディングを適切に除去することができる。
【解決手段】欠陥検出装置は、撮像画像中の部分画像が中間部画像であるか周辺部画像であるかのエリア情報を判定し（ＳＴ２１）、部分画像中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にある適用画素か否かを判定し（ＳＴ２２）、中間部画像に対応した中間部画像用平滑フィルタと周辺部画像に対応した周辺部画像用平滑フィルタとからエリア情報に基づいて選択した平滑フィルタを部分画像の適用画素に適用する（ＳＴ２３）ことで、部分画像中の着目画素の背景輝度値を算出して背景画像を生成する。この背景画像と撮像画像との差分をとることで、撮像画像からシェーディングを適切に除去することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル等の画像表示デバイスやその応用製品であるプロジェクタ等の製造における検査工程において、画像表示デバイスの表示欠陥を精度よく検出するためにシェーディングを除去するシェーディング補正方法、欠陥検出方法、欠陥検出装置、その制御方法プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)等の液晶パネル（画像表示デバイス）の表示外観検査において、液晶パネルに表示される画像に現れる表示欠陥（例えば、シミ、ムラ、スジなど）を画像処理で検出する場合、ＣＣＤカメラ等の撮像装置で画像表示デバイスやその表示画像を撮像して画像データを取得し、その画像データに基づいて表示欠陥を検出している。
ＣＣＤカメラで取得した画像データには、液晶パネルに照射される光束の照明ムラやレンズ等による画像の周辺光量の低下等に起因するシェーディングが含まれている。このため、表示欠陥の検出精度を向上させるには、画像データ中の欠陥成分以外の成分（シェーディング）の除去（シェーディング補正）が必要である。
そして、画像処理を用いてシェーディング補正を行う方法として、以下の技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、検査対象となる液晶パネルに表示された画像をＣＣＤカメラで撮像することで取得した画像データ（検査画像データ）から、予め作成しておいた背景画像データとの差をとるシェーディング補正を採用している。ここで、背景画像データは、できるだけ欠陥の少ない検査対象ではない液晶パネルに表示される画像をＣＣＤカメラで撮像することで画像データを複数取得し、複数の画像データを平均化したものである。
一方、特許文献２に記載の技術では、検査画像データと、検査画像データから生成したシェーディング補正パターン（背景画像データ）との差をとるシェーディング補正を採用している。ここでは、シェーディングのゲインを求めるとともに、適宜な演算によってシェーディング補正パターンを生成し、このシェーディング補正パターンに基づいてシェーディング補正を行う方法が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６８１０３号公報
【特許文献２】特開２００４−２７２０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、背景画像データは、検査対象とは異なる液晶パネルに表示された画像を撮像することで取得されたものでり、検査画像データの取得時と液晶パネルの設置位置が微小にずれていた場合には、対応する画素の位置が微小にずれてしまう。このため、検査画像データと背景画像データとの差をとった場合には、対応する画素間で差をとることができず、検査画像データからシェーディングを適切に除去することができない。すなわち、表示欠陥を精度よく検出できないという問題がある。
一方、特許文献２に記載の技術では、画像中央部と画像周辺部とのシェーディングのゲインを求め、このゲインを画像周辺部の輝度値に掛けることで画像中央部と画像周辺部との輝度差を補正した背景画像データを生成しているものの、このように算出したゲインを一律に掛けてしまうと、画像周辺部に表示欠陥があった場合には、この欠陥成分も含んだ背景画像データが生成され、この背景画像データとの差分をとった検査画像データから欠陥成分を除去してしまうこととなる。このため、特許文献２に記載の技術においても、表示欠陥を精度よく検出することができず、特に、画像周辺部におけるシェーディング補正の精度が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、表示デバイスの表示欠陥検出工程においてシェーディング除去の精度を高め、表示欠陥を高精度に検出できるシェーディング補正方法、欠陥検出方法、欠陥検出装置、その制御方法プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシェーディング補正方法は、検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像と、前記撮像画像から生成した背景画像と、の差分をとることで前記撮像画像からシェーディングを除去するシェーディング補正方法であって、前記撮像画像の中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定工程と、前記部分画像中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定工程と、前記中間部画像に対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像に対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の予め準備した平滑フィルタから前記エリア情報に基づいて平滑フィルタを選択するとともに、選択した平滑フィルタを前記部分画像の前記適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出工程とを備え、前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として前記エリア情報判定工程、前記適用画素判定工程および前記背景輝度値算出工程を実行して前記背景画像を生成することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、撮像画像から背景画像を生成し、これらの撮像画像と背景画像との差分をとることでシェーディングを除去することにより、撮像画像と背景画像との間で表示デバイスの画素位置がずれることがなく、互いに対応する画素間で差分をとることができるとともに、照明の条件のばらつき等の影響も排除してシェーディングカーブを合致させることもでき、撮像画像からシェーディングを適切に除去することができる。従って、微小なコントラストである表示欠陥を精度よく検出することができる。
また、エリア情報判定工程によって部分画像が中間部画像であるか周辺部画像であるかを判断するとともに、周辺部画像に対しては、周辺部画像用平滑フィルタを適用することで、検査対象部よりも外側の検査非対象部の影響を適切に評価したシェーディング補正が実行できる。
さらに、適用画素判定工程によって所定輝度範囲外の画素、つまり表示欠陥の可能性がある画素や、非透過部あるいは非発光部である検査非対象部を除外し、適用画素のみに平滑フィルタを適用することで、背景画像に欠陥成分が含まれることなく、この背景画像と撮像画像との差分をとった差分画像から欠陥成分を除去してしまうことが防止できる。ここで、部分画像中の適用画素のみに平滑フィルタを適用する際には、各適用画素と平滑フィルタの係数を掛け合わせて合計値を求めてから、適用画素に対応した平滑フィルタの係数値の和で合計値を除することで、着目画素の背景輝度値を適切に算出することができる。
従って、検査対象部の周辺部や表示欠陥の可能性がある部分におけるシェーディング除去精度を高めることができ、表示欠陥の検出精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明において、前記エリア情報判定工程では、前記部分画像が前記検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部および右縦辺部のいずれの位置の周辺部画像か、または前記部分画像が前記検査対象部の上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の四隅いずれの位置の周辺部画像かのエリア情報を判定し、前記周辺部画像用平滑フィルタは、前記上辺部および下辺部の周辺部画像に対応した第１周辺部画像用平滑フィルタと、前記左縦辺部および右縦辺部の周辺部画像に対応した第２周辺部画像用平滑フィルタと、前記四隅の周辺部画像に対応した第３周辺部画像用平滑フィルタと、を含んだ少なくとも３種類が予め準備され、前記背景輝度値算出工程では、前記上辺部および下辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記第１周辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記左縦辺部および右縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に第２周辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記四隅の周辺部画像の前記適用画素に第３周辺部画像用平滑フィルタを適用して各々の周辺部画像における前記着目画素の背景輝度値を算出することが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、部分画像が検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部のいずれの位置のものかを判定し、この判定した部分画像の位置に応じて第１〜第３の周辺部画像用平滑フィルタを選択して適用することで、検査対象部の周辺部におけるシェーディング除去精度をさらに高めることができる。
【００１１】
本発明において、前記第１周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から上側および下側に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成され、前記第２周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から左側および右側に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成され、前記第３周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から径方向に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成されていることが好ましい。
ここで、強調処理とは、対象とする画素の輝度値の重み付けを強める、つまり大きな係数をかける処理を意味し、弱調処理とは、強調処理するフィルタ値よりも小さなフィルタ値（係数）をかけることで、対象とする画素の輝度値の重み付けを弱める処理を意味する。
【００１２】
このような構成によれば、検査対象部における上辺部および下辺部の周辺部画像に対して適用する第１周辺部画像用平滑フィルタが、着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素、つまり上辺部および下辺部における検査対象部と検査非対象部との境界線に沿った適用画素に対して、その輝度値の重み付けを強める処理をするとともに、境界線から離れた適用画素ほど輝度値の重み付けを弱める処理をすることとなる。従って、輝度変化の大きい検査対象部と検査非対象部との境界部分における背景輝度値を精度よく算出することができ、生成される背景画像を用いたシェーディング除去の精度をより一層向上させることができる。
また、第２周辺部画像用平滑フィルタでは、第１周辺部画像用平滑フィルタと略同様に、着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素、つまり左縦辺部および右縦辺部における検査対象部と検査非対象部との境界線に沿った適用画素に対して、その輝度値の重み付けを強める処理をすることで、境界部分（検査対象部の左右縦辺部）における背景輝度値を精度よく算出することができる。
さらに、第３周辺部画像用平滑フィルタでは、第１および第２周辺部画像用平滑フィルタと略同様に、着目画素、つまり上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部における検査対象部と検査非対象部との境界線が交差する位置の適用画素に対して、その輝度値の重み付けを強める処理をするとともに、境界線の交差位置から離れた適用画素ほど輝度値の重み付けを弱める処理をすることで、交差位置（検査対象部の四隅）における背景輝度値を精度よく算出することができる。
【００１３】
また、本発明では、前記エリア情報判定工程では、前記部分画像が前記検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部および右縦辺部のいずれの位置の周辺部画像か、または前記部分画像が前記検査対象部の上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の四隅いずれの位置の周辺部画像かのエリア情報を判定し、前記周辺部画像用平滑フィルタは、前記上辺部の周辺部画像に対応した上辺部画像用平滑フィルタと、前記下辺部の周辺部画像に対応した下辺部画像用平滑フィルタと、前記左縦辺部の周辺部画像に対応した左縦辺部画像用平滑フィルタと、前記右縦辺部の周辺部画像に対応した右縦辺部画像用平滑フィルタと、前記上左隅部の周辺部画像に対応した上左隅部画像用平滑フィルタと、前記上右隅部の周辺部画像に対応した上右隅部画像用平滑フィルタと、前記下左隅部の周辺部画像に対応した下左隅部画像用平滑フィルタと、前記下右隅部の周辺部画像に対応した下右隅部画像用平滑フィルタと、を含んだ少なくとも８種類が予め準備され、前記背景輝度値算出工程では、前記上辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記上辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記下辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記下辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記左縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記左縦辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記右縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記右縦辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記上左隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記上左隅部画像用平滑フィルタを適用し、前記上右隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記上右隅部画像用平滑フィルタを適用し、前記下左隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記下左隅部画像用平滑フィルタを適用し、前記下右隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記下右隅部画像用平滑フィルタを適用して各々の周辺部画像における前記着目画素の背景輝度値を算出する構成でもよい。
【００１４】
この際、本発明では、前記上辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から下側に離れた画素ほど弱調処理し、前記左右に並ぶ各画素よりも上側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記下辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から上側に離れた画素ほど弱調処理し、前記左右に並ぶ各画素よりも下側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記左縦辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から右側に離れた画素ほど弱調処理し、前記上下に並ぶ各画素よりも左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記右縦辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から左側に離れた画素ほど弱調処理し、前記上下に並ぶ各画素よりも右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記上左隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から下側かつ右側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも上側の画素および左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記上右隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から下側かつ左側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも上側の画素および右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記下左隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から上側かつ右側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも下側の画素および左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記下右隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から上側かつ左側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも下側の画素および右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成されていることが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、前述の第１〜第３の周辺部画像用平滑フィルタに替えて８種類の周辺部画像用平滑フィルタを用いて各々の周辺部画像における着目画素の背景輝度値を算出することで、背景輝度値の算出精度をより一層向上させることができる。
ここで、例えば上辺部画像用平滑フィルタにおいて着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素よりも上側の画素を除外処理するとは、検査対象部の上辺よりも上側の検査非対象部に対応した部分の輝度値を０（ゼロ）にする処理を意味する。従って、生成される背景画像から検査非対象部の影響を除外することができる。
【００１６】
本発明では、前記エリア情報判定工程では、予め準備した上辺部判定用パターンフィルタ、下辺部判定用パターンフィルタ、左縦辺部判定用パターンフィルタ、右縦辺部判定用パターンフィルタ、上左隅部判定用パターンフィルタ、上右隅部判定用パターンフィルタ、下左隅部判定用パターンフィルタ、下右隅部判定用パターンフィルタからなる８種類のパターンフィルタを用い、各パターンフィルタを前記部分画像に適用して前記エリア情報を判定することが好ましい。
このような構成によれば、検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の各位置に対応した８種類のパターンフィルタを用いてエリア情報を判定することで、周辺部画像が検査対象部のいずれの位置の画像であるかを精度よく判定することができ、前記各種の平滑フィルタの適用を適正に実行することができる。
【００１７】
一方、本発明の欠陥検出方法は、検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出方法であって、前記表示デバイスを撮像して撮像画像を取得する撮像画像取得工程と、前記撮像画像から背景画像を生成する背景画像生成工程と、前記撮像画像と前記背景画像との差分をとることで前記撮像画像からシェーディングを除去した差分画像を生成するシェーディング補正工程と、前記差分画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出工程とを備え、前記背景画像生成工程は、前記撮像画像の中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定工程と、前記部分画像中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定工程と、前記中間部画像に対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像に対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の予め準備した平滑フィルタから前記エリア情報に基づいて平滑フィルタを選択するとともに、選択した平滑フィルタを前記部分画像の適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出工程とを備えるとともに、前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として前記エリア情報判定工程、前記適用画素判定工程および前記背景輝度値算出工程を実行して背景画像を生成することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の欠陥検出装置は、検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出装置であって、前記表示デバイスに光束を照射する光源装置と、前記表示デバイスを介した光束を撮像する撮像装置と、前記表示デバイスおよび前記撮像装置を駆動制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記表示デバイスを駆動して検査画像を表示させる画像表示制御部と、前記表示デバイスに表示された検査画像を前記撮像装置に撮像させて撮像画像データを取得する画像データ取得部と、前記撮像画像データから背景画像データを生成する背景画像データ生成部と、前記撮像画像データと前記背景画像データとの差分をとることで前記撮像画像データからシェーディングを除去した差分画像データを生成するシェーディング補正部と、前記差分画像データに基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出部と、各種データを記憶するデータ記憶部とを備え、前記背景画像データ生成部には、前記撮像画像データの中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定部と、前記部分画像データ中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定部と、前記エリア情報に基づいて前記データ記憶部から読み出した平滑フィルタデータを前記部分画像データの適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出部とが設けられ、前記データ記憶部には、前記中間部画像データに対応した中間部画像用平滑フィルタデータと、前記周辺部画像データに対応した周辺部画像用平滑フィルタデータとを含んだ少なくとも２種類の平滑フィルタデータが記憶されていることを特徴とする。
【００１９】
以上のような本発明の欠陥検出方法および欠陥検出装置によれば、前述のシェーディング補正方法と同様に、表示デバイスの欠陥検出工程において、検査対象部の周辺部や表示欠陥の可能性がある部分におけるシェーディング除去精度を高めることができ、表示欠陥の検出精度を向上させることができる。
また、データ記憶部に、前記第１〜第３の周辺部画像用平滑フィルタや、検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の各位置に対応した８種類の平滑フィルタ、あるいは検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の各位置に対応した８種類のパターンフィルタデータ等を記憶させておけば、これらの平滑フィルタやパターンフィルタを演算により算出する必要がなく、記憶しておいた平滑フィルタやパターンフィルタを読み出すだけで各部分画像に適用することができ、平滑化やパターンマッチングの処理を迅速に実行させることができる。
【００２０】
一方、本発明の欠陥検出装置の制御方法プログラムは、前記いずれかの欠陥検出装置を駆動制御するものであって、前記欠陥検出装置を構成する制御装置に、撮像画像データの中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報の判定と、前記部分画像データ中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かの判定、および所定輝度範囲内にあると判定した適用画素の記録と、前記中間部画像データに対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像データに対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の平滑フィルタから前記エリア情報に基づいた平滑フィルタの選択と、前記選択した平滑フィルタを前記部分画像データの前記適用画素に適用することによる前記着目画素の背景輝度値の算出と、前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として背景輝度値を算出することによる前記背景画像の生成と、を実行させることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、前述のシェーディング補正方法、欠陥検出方法および欠陥検出装置と同様に、表示デバイスの欠陥検出工程において、検査対象部の周辺部や表示欠陥の可能性がある部分におけるシェーディング除去精度を高めることができ、表示欠陥の検出精度を向上させることができる。そして、ＣＰＵを備えたコンピュータ等を制御装置に用い、このコンピュータで当該制御方法プログラムが実行されるようにすれば、各工程の処理速度を高めて欠陥検出処理全体を迅速に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
[第１実施形態]
本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔欠陥検出装置の構成〕
図１は、欠陥検出装置１の構成を示す図である。
欠陥検出装置１は、検査対象である画像表示デバイスとしての液晶パネル１０の表示外観検査を行い液晶パネル１０の表示欠陥を検出する装置である。この欠陥検出装置１は、図１に示すように、光学系２と、スクリーン３と、撮像装置としてのＣＣＤカメラ４と、パネル制御装置５と、制御装置６とを備える。
【００２３】
ここで、検査対象となる液晶パネル１０は、透過型の液晶パネルであり、例えば、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶分子が密閉封入された構成を有し、光学系２からの光束を透過させる画像表示部１１と、この画像表示部１１の外周を囲んで設けられ光束を透過させない外周フレーム部１２とを有して構成されている。そして、液晶パネル１０は、例えば、欠陥検出装置１内のパネル設置部（図示略）に設置した状態でパネル制御装置５と電気的に接続し、パネル制御装置５によりＴＦＴ基板と対向基板との間に所定の電圧値（０Ｖも含む）の電圧が印加されることで液晶分子の配設状態を変化させ、入射光束を透過若しくは遮断することにより所定の光学像を形成する。なお、本実施形態では、液晶パネル１０は、電圧を印加しない（電圧値が０Ｖ）状態において、入射光束を遮断して黒表示を実施するノーマリーブラックモードで構成されている。また、液晶パネル１０としては、電圧を印加しない状態において、入射光束を全て透過して白表示を実施するノーマリーホワイトモードで構成しても構わない。
【００２４】
光学系２は、光源から射出された光束を液晶パネル１０に照射し、液晶パネル１０を介した光束をスクリーン３に向けて拡大投射する光学系である。この光学系２は、図１に示すように、光源装置２１と、光源装置２１から射出された光束を集光して液晶パネル１０に照射する集光レンズ２２と、液晶パネル１０にて形成された光学像をスクリーン３に向けて拡大投射する投射レンズ２３とを備える。
これらのうち、光源装置２１は、具体的な図示は省略するが、放電発光を実施する光源ランプと、光源ランプから射出された光束を反射するリフレクタとを備える。そして、光源ランプから放射された光束は、リフレクタにて集光レンズ２２に向けて射出される。
なお、光源装置２１としては、放電発光型の光源装置に限らず、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)素子、レーザダイオード、有機ＥＬ(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用してもよい。
【００２５】
スクリーン３は、投射レンズ２３により拡大投射された光学像（表示画像）を反射して投影する反射型スクリーンとして構成されている。なお、スクリーン３としては、反射型スクリーンに限らず、入射した光学像を透過して投影する透過型スクリーンとして構成してもよい。
【００２６】
ＣＣＤカメラ４は、制御装置６による制御の下、スクリーン３の投射面を撮像し、撮像した画像に応じた信号を制御装置６に出力する。このＣＣＤカメラ４は、具体的な図示は省略するが、エリアセンサであるＣＣＤと、光束を集光してＣＣＤに照射する集光レンズと、制御装置６による制御の下、ＣＣＤによる入射光束の受光時間を変更可能とするシャッター等を備える。
なお、ＣＣＤカメラ４のＣＣＤは、液晶パネル１０の解像度以上の解像度を有しているものが好ましい。
パネル制御装置５は、制御装置６による制御の下、液晶パネル１０に所定の電圧値の電圧を印加し、液晶パネル１０に所定の光学像を形成させる。
【００２７】
図２は、制御装置６の概略構成を示すブロック図である。
制御装置６は、例えば、所定のプログラムを読み込んで実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)等を備えたコンピュータで構成され、欠陥検出装置１全体を制御する。この制御装置６は、図２に示すように、制御部６１と、メモリ６２とを備える。
制御部６１は、メモリ６２に記憶された制御プログラムにしたがって所定の処理（欠陥検出処理）を実行する部分であり、画像表示制御部６１１と、画像データ取得部６１２と、背景画像生成部６１３と、シェーディング補正部６１４と、欠陥検出部６１５等を備えて構成されている。
【００２８】
画像表示制御部６１１は、メモリ６２に記憶された液晶パネル１０に印加する電圧値に関する電圧値情報を読み出し、電圧値情報に基づく検査用電圧値で液晶パネル１０を駆動させるための所定の制御信号をパネル制御装置５に出力する。そして、パネル制御装置５は、画像表示制御部６１１から出力された制御信号にしたがって、検査用電圧値で液晶パネル１０を駆動し、液晶パネル１０に検査画像を形成させる。
なお、本実施形態では、検査用電圧値としては、液晶パネル１０が５０％の透過率で光束を透過して検査画像（中間の階調値であるグレー画像）を形成するように駆動させる電圧値に設定されている。
【００２９】
画像データ取得部６１２は、液晶パネル１０にて検査画像が形成されている際に、ＣＣＤカメラ４に所定の制御信号を出力してＣＣＤカメラ４にスクリーン３の投射面（検査画像を含む）を撮像させる。また、画像データ取得部６１２は、ＣＣＤカメラ４から出力される電気信号を入力してコンピュータにて読取可能な信号（デジタル信号）に変換し、画素毎に画素値（輝度値）に関する情報を含んだ検査画像データ（撮像画像データ）Ｐを取得する。そして、画像データ取得部６１２は、取得した検査画像データＰをメモリ６２に記憶させる。
取得した検査画像データＰは、図３にも示すように、液晶パネル１０の画像表示部１１に対応する検査対象部Ｐ１と、液晶パネル１０の外周フレーム部１２に対応する検査非対象部Ｐ２とが含まれた画像データとして記憶されている。
【００３０】
背景画像生成部６１３は、画像データ取得部６１２にて取得されてメモリ６２に記憶された検査画像データＰから背景画像データＰ’（図１２参照）を生成する。この背景画像生成部６１３は、エリア情報判定部６１３Ａと、フィルタ適用画素判定部６１３Ｂと、背景輝度値算出部６１３Ｃとを備える。
エリア情報判定部６１３Ａは、検査画像データＰの中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像データＱが検査対象部Ｐ１のみで構成された中間部画像データＱ１であるか、検査非対象部Ｐ２を含んで構成された周辺部画像データＱ２であるかのエリア情報を判定し、メモリ６２に記憶させる。ここで、部分画像データＱは、例えば、９×９の８１個の画素から構成された画像データであり、その中央の画素を着目画素としたものである。そして、エリア情報の判定は、後述するパターンフィルタによるパターンマッチングにより実施する。
フィルタ適用画素判定部６１３Ｂは、部分画像データＱ中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定し、メモリ６２に記憶させる。
背景輝度値算出部６１３Ｃは、エリア情報に基づいてメモリ６２から読み出した平滑フィルタデータ（後述）を部分画像データＱに適用して着目画素の背景輝度値を算出する。
そして、背景画像生成部６１３は、検査画像データＰにおける検査対象部Ｐ１の全画素をそれぞれ着目画素として背景輝度値を算出し、この背景輝度値に基づく背景画像データＰ’を生成し、生成した背景画像データＰ’をメモリ６２に記憶させる。
【００３１】
シェーディング補正部６１４は、背景画像データＰ’と検査画像データＰとを対応する画素毎に差分をとる（シェーディング補正）。そして、シェーディング補正部６１４は、シェーディング補正を実施することで、光源装置２１から射出された光束の照明ムラや光学系２を構成する各レンズ２２，２３による画像の周辺光量の低下等に起因するシェーディング（表示欠陥成分以外の成分）を除去した差分画像データＲを生成する。このシェーディング補正部６１４は、差分画像データ生成部６１４Ａを備える。
差分画像データ生成部６１４Ａは、メモリ６２に記憶された背景画像データＰ’と検査画像データＰとにおける互いに対応する画素毎に各画素値の差分をとり、差分画像データＲを生成し、生成した差分画像データＲをメモリ６２に記憶させる。
【００３２】
欠陥検出部６１５は、メモリ６２に記憶された差分画像データＲを読み出し、差分画像データＲに基づいて、表示欠陥を強調する一般的な欠陥強調処理を実施し、シミ、ムラ、スジなどの表示欠陥に相当する画素位置を特定する。
メモリ６２は、所定の制御プログラム、制御部６１にて処理を実行するための情報、および制御部６１にて処理されたデータ等の他に、パターンフィルタデータ６２１と、平滑フィルタデータ６２２とを記憶する。
【００３３】
パターンフィルタデータ６２１には、図４に示すような８種類（パターンＡ〜パターンＨ）のパターンフィルタが格納されている。これらのパターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８は、部分画像データＱに対応した９×９の８１個の係数から構成され、検査対象部Ｐ１の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部のいずれかの位置における部分画像データＱにマッチし、この部分画像データＱがいずれの位置の周辺部画像データＱ２であるかをエリア情報判定部６１３Ａが判定する。すなわち、各パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８と部分画像データＱの対応する各画素値とを掛け合わせた場合に、マッチするパターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８を掛けた場合の合計値が他のパターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８を掛けた合計値よりも大きくなることで、いずれの位置の周辺部画像データＱ２であるかが判定できるようになっている。一方、エリア情報判定部６１３Ａは、各パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８と部分画像データＱの対応する各画素値とを掛け合わせた合計値が、所定の閾値よりも小さくなる場合には、この部分画像データＱを中間部画像データＱ１と判定する。
【００３４】
上辺部判定用パターンフィルタＰＴ１は、上から４行目までの各係数が全てマイナス値（-1/36 ）に設定され、上から５行目の係数が全て０（ゼロ）に設定され、上から６行目から９行目までの各係数が全てプラス値（ 1/36 ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
下辺部判定用パターンフィルタＰＴ２は、上辺部判定用パターンフィルタＰＴ１とは逆に、上から４行目までの各係数が全てプラス値（ 1/36 ）に設定され、上から５行目の係数が全て０（ゼロ）に設定され、上から６行目から９行目までの各係数が全てマイナス値（-1/36 ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
左縦辺部判定用パターンフィルタＰＴ３は、左から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/36 ）に設定され、左から５列目の係数が全て０（ゼロ）に設定され、左から６列目から９列目までの各係数が全てプラス値（ 1/36 ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
右縦辺部判定用パターンフィルタＰＴ４は、左縦辺部判定用パターンフィルタＰＴ３とは逆に、右から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/36 ）に設定され、右から５列目の係数が全て０（ゼロ）に設定され、右から６列目から９列目までの各係数が全てプラス値（ 1/36 ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
【００３５】
上左隅部判定用パターンフィルタＰＴ５は、上から４行目までの各係数および左から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/56 ）に設定され、下から４行目まででかつ右から４列目までの係数（右下の係数）が全てプラス値（ 1/16 ）に設定され、残りの係数が０（ゼロ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
上右隅部判定用パターンフィルタＰＴ６は、上左隅部判定用パターンフィルタＰＴ５と左右対称に構成され、上から４行目までの各係数および右から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/56 ）に設定され、下から４行目まででかつ左から４列目までの係数（左下の係数）が全てプラス値（ 1/16 ）に設定され、残りの係数が０（ゼロ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
下左隅部判定用パターンフィルタＰＴ７は、上左隅部判定用パターンフィルタＰＴ５と上下対称に構成され、下から４行目までの各係数および左から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/56 ）に設定され、上から４行目まででかつ右から４列目までの係数（右上の係数）が全てプラス値（ 1/16 ）に設定され、残りの係数が０（ゼロ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
下右隅部判定用パターンフィルタＰＴ８は、下左隅部判定用パターンフィルタＰＴ７と左右対称に構成され、下から４行目までの各係数および右から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/56 ）に設定され、上から４行目まででかつ左から４列目までの係数（左上の係数）が全てプラス値（ 1/16 ）に設定され、残りの係数が０（ゼロ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
【００３６】
一方、平滑フィルタデータ６２２には、図５〜図７に示すような９種類の平滑フィルタが格納されている。９種類の平滑フィルタＦ１〜Ｆ９のうち、平滑フィルタＦ１〜Ｆ８は、前記パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８によって判定された上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の各位置における周辺部画像データＱ２に対して平滑化を行うもので、平滑フィルタＦ９は、中間部画像データＱ１に対して平滑化を行うものである。そして、平滑フィルタＦ１〜Ｆ９は、部分画像データＱに対応した９×９の８１個の係数から構成されており、背景輝度値算出部６１３Ｃにて、平滑フィルタＦ１〜Ｆ９の各係数が対応する部分画像データＱの各画素に掛け合わされる。平滑フィルタＦ９は、９×９の全ての係数が同じ係数値（ 1.0）に設定され、中間部画像データＱ１の各画素に重み付けすることなく、平滑化するフィルタ配列を有して構成されている。
【００３７】
そして、検査対象部Ｐ１の上辺部の周辺部画像データＱ２に対応した上辺部画像用平滑フィルタＦ１は、上から４行目までの各係数が全て０（ゼロ）に設定され、上から５行目の各係数が最大の値（ 5.0）に設定されるとともに、上から６行目から９行目の各係数が５行目の係数よりも小さくかつ下の行ほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.7）ようなフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、上辺部画像用平滑フィルタＦ１における上から５行目の中央の係数は、周辺部画像データＱ２の着目画素に対応したものであり、最大の値に設定された上から５行目の各係数は、着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理する（重み付けを強める）ように設定されている。そして、上辺部画像用平滑フィルタＦ１における上から６行目から９行目の各係数は、着目画素を含んで左右に並ぶ各画素（５行目の各画素）から下側に離れた画素ほど弱調処理する（重み付けを弱める）ように設定され、上から１行目から４行目までの０の係数は、着目画素よりも上側の画素、つまり検査非対象部Ｐ２側の画素を除外処理するように設定されている。
【００３８】
検査対象部Ｐ１の下辺部の周辺部画像データＱ２に対応した下辺部画像用平滑フィルタＦ２は、上辺部画像用平滑フィルタＦ１と上下対称なフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、下辺部画像用平滑フィルタＦ２は、周辺部画像データＱ２の着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理するように設定され、着目画素を含んで左右に並ぶ各画素から上側に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも下側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
また、検査対象部Ｐ１の左縦辺部の周辺部画像データＱ２に対応した左縦辺部画像用平滑フィルタＦ３は、上辺部画像用平滑フィルタＦ１を反時計回りに９０°回転させたフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、左縦辺部画像用平滑フィルタＦ３は、周辺部画像データＱ２の着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理するように設定され、着目画素を含んで上下に並ぶ各画素から右側に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも左側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
また、検査対象部Ｐ１の右縦辺部の周辺部画像データＱ２に対応した右縦辺部画像用平滑フィルタＦ４は、左縦辺部画像用平滑フィルタＦ３と左右対称なフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、右縦辺部画像用平滑フィルタＦ４は、周辺部画像データＱ２の着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理するように設定され、着目画素を含んで上下に並ぶ各画素から左側に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも右側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
【００３９】
一方、検査対象部Ｐ１の上左隅部の周辺部画像データＱ２に対応した上左隅部画像用平滑フィルタＦ５は、上から４行目までの各係数および左から４列目までの各係数が全て０（ゼロ）に設定され、中央の１つの係数（５行目−５列目）が最大の値（ 5.0）に設定されるとともに、この中央の係数よりも下側かつ右側の各係数が右下に向かうほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.1）ようなフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、上左隅部画像用平滑フィルタＦ５における中央の係数は、周辺部画像データＱ２の着目画素に対応したものであり、着目画素を強調処理する（重み付けを強める）ように設定されている。そして、上左隅部画像用平滑フィルタＦ５における中央の係数よりも下側かつ右側の各係数は、着目画素よりも右下の径方向に離れた画素ほど弱調処理する（重み付けを弱める）ように設定され、上から４行目および左から４列目までの０の各係数は、着目画素よりも上側および左側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
【００４０】
検査対象部Ｐ１の上右隅部の周辺部画像データＱ２に対応した上右隅部画像用平滑フィルタＦ６は、上左隅部画像用平滑フィルタＦ５と左右対称なフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、上右隅部画像用平滑フィルタＦ６は、周辺部画像データＱ２の着目画素を強調処理するように設定され、着目画素よりも左下の径方向に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも上側および右側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
また、検査対象部Ｐ１の下左隅部の周辺部画像データＱ２に対応した下左隅部画像用平滑フィルタＦ７は、上左隅部画像用平滑フィルタＦ５と上下対称なフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、下左隅部画像用平滑フィルタＦ７は、周辺部画像データＱ２の着目画素を強調処理するように設定され、着目画素よりも右上の径方向に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも下側および左側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
また、検査対象部Ｐ１の下右隅部の周辺部画像データＱ２に対応した下右隅部画像用平滑フィルタＦ８は、下左隅部画像用平滑フィルタＦ７と左右対称なフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、下右隅部画像用平滑フィルタＦ８は、周辺部画像データＱ２の着目画素を強調処理するように設定され、着目画素よりも左上の径方向に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも下側および右側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
【００４１】
〔欠陥検出方法〕
次に、上述した欠陥検出装置１による欠陥検出方法を図面に基づいて説明する。
図８は、欠陥検出方法を説明するフローチャートである。
なお、以下では、液晶パネル１０を欠陥検出装置１におけるパネル設置部（図示略）に設置した状態とし、液晶パネル１０とパネル制御装置５とが電気的に接続されているものとする。
作業者は、制御装置６の操作部（図示略）を操作し、液晶パネル１０の欠陥検出を実行する旨の設定入力を実施する。そして、制御装置６の制御部６１は、操作部から出力される操作信号に応じて、メモリ６２に記憶された制御プログラムを読み出し、制御プログラムにしたがって、以下に示すように、液晶パネル１０の欠陥検出処理を実行する。
【００４２】
先ず、制御部６１は、光源装置２１を点灯させ、光源装置２１から射出された光束を液晶パネル１０に導入し、制御部６１の画像表示制御部６１１は、液晶パネル１０に検査画像を表示させる制御信号をパネル制御装置５に出力する。この処理によってスクリーン３には、液晶パネル１０を透過した検査画像が投影表示される。この状態において、制御部６１の画像データ取得部６１２は、ＣＣＤカメラ４に所定の制御信号を出力してＣＣＤカメラ４にスクリーン３の投射面を撮像させ検査画像データＰを取得する（処理ＳＴ１：検査画像データ取得工程）。そして、画像データ取得部６１２は、取得した検査画像データＰをメモリ６２に記憶させる。
処理ＳＴ１の後、制御部６１の背景画像生成部６１３は、メモリ６２に記憶された検査画像データＰを読み出し、この検査画像データＰに基づいて背景画像データＰ’を生成する（処理ＳＴ２：背景画像生成工程）。
【００４３】
図９は、背景画像生成工程ＳＴ２を説明するフローチャートである。
処理ＳＴ２では、先ず、背景画像生成部６１３のエリア情報判定部６１３Ａは、メモリ６２に記憶されたパターンフィルタデータ６２１を読み出し、パターンフィルタデータ６２１に格納されたパターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８を、部分画像データＱに適用する。具体的には、エリア情報判定部６１３Ａは、図１０に示すような任意の着目画素を中心とする９×９の部分画像データＱにおける各画素の輝度値（図中の数値）に対し、図４に示す各パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８の対応する係数を掛け合わせるとともに、掛け合わせた値を合計する。この合計値は、以下の表に一例を示すように、一つの部分画像データＱに対し、各パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８ごとに算出される。
これに続いてエリア情報判定部６１３Ａは、各画素の輝度値と係数とを掛け合わせた合計値が、所定の閾値（例えば、０．５）を超えるか否かを判定するとともに、合計値が閾値よりも小さい場合には、当該部分画像Ｑを中間部画像データＱ１と判定する。一方、合計値が閾値を超えた場合には、当該部分画像Ｑを周辺部画像データＱ２と判定するとともに、合計値が最大となるパターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８を判別し、その最大となるパターンフィルタに対応する位置と、周辺部画像データＱ２の位置とを関連づけて、エリア情報としてメモリ６２に記憶させる（処理ＳＴ２１：エリア情報判定工程）。
【００４４】
以上のように処理ＳＴ２１では、部分画像データＱが中間部画像データＱ１であるか周辺部画像データＱ２であるかが判定されるとともに、周辺部画像データＱ２である場合には、検査対象部Ｐ１の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部のいずれの位置の画像であるかが判定される。具体的には、図１０に部分画像１として例示する部分画像データＱの場合において、パターンＡである上辺部判定用パターンフィルタＰＴ１を適用したときの合計値（0.932785）が、閾値を超えかつ最大であることから、検査対象部Ｐ１の上辺部（パターンＡ）の周辺部画像データＱ２であると判定される。また、図１０に部分画像２として例示する部分画像データＱの場合において、パターンＥである上左隅部判定用パターンフィルタＰＴ５を適用したときの合計値（0.877976）が、閾値を超えかつ最大であることから、検査対象部Ｐ１の上左隅部（パターンＥ）の周辺部画像データＱ２であると判定される。一方、図１０に部分画像３として例示する部分画像データＱの場合において、各パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８（パターンＡ〜パターンＨ）を適用したときの合計値が、閾値を超えないことから、中間部画像データＱ１（外周以外）であると判定される。
【００４５】
【表１】
【００４６】
処理ＳＴＳＴ２１の後、背景画像生成部６１３のフィルタ適用画素判定部６１３Ｂは、部分画像データＱの各画素の輝度値に基づいてフィルタ適用画素を判定し、判定したフィルタ適用画素の位置情報をメモリ６２に記憶させる（処理ＳＴ２２：フィルタ適用画素判定工程）。
この処理ＳＴ２２では、部分画像データＱの各画素の輝度値からそれらの平均輝度値を算出し、算出した平均輝度値よりも小さな輝度値である下限閾値と平均輝度値よりも大きな輝度値である上限閾値とを設定し、これらの下限閾値と上限閾値との間（所定輝度範囲内）に各画素の輝度値があるか否かを判定する。そして、下限閾値と上限閾値との間に収まる輝度値を有した画素をフィルタ適用画素として判定する。具体的には、図１０の部分画像１であれば、算出された平均輝度値（79.0）に対し、下限閾値を平均輝度値−２０（59.0）に設定し、上限閾値を平均輝度値＋４０（ 119.0）に設定した結果、図１１の部分画像１において、ハッチングで示す画素がフィルタ適用画素として判定される。また、図１０の部分画像２であれば、算出された平均輝度値（61.9）に対し、下限閾値を平均輝度値−２０（41.9）に設定し、上限閾値を平均輝度値＋４０（ 101.9）に設定した結果、図１１の部分画像２において、ハッチングで示す画素がフィルタ適用画素として判定される。また、図１０の部分画像３であれば、算出された平均輝度値（ 127.9）に対し、下限閾値を平均輝度値−２０（ 107.9）に設定し、上限閾値を平均輝度値＋４０（ 167.9）に設定した結果、図１１の部分画像３において、ハッチングで示す画素がフィルタ適用画素として判定される。
【００４７】
処理ＳＴ２２の後、背景画像生成部６１３の背景輝度値算出部６１３Ｃは、メモリ６２に記憶された部分画像データＱのエリア情報、フィルタ適用画素の位置情報、および平滑フィルタデータ６２２とを読み出し、平滑フィルタデータ６２２に格納された平滑フィルタＦ１〜Ｆ９をエリア情報に応じて選択し、選択した平滑フィルタを部分画像データＱのフィルタ適用画素に適用する（処理ＳＴ２３：平滑フィルタ適用工程）。
具体的には、背景輝度値算出部６１３Ｃは、部分画像データＱが中間部画像データＱ１である場合には、平滑フィルタＦ９を選択し、部分画像データＱが周辺部画像データＱ２である場合には、平滑フィルタＦ１〜Ｆ８のうち、周辺部画像データＱ２の位置に応じた平滑フィルタを選択する。そして、部分画像データＱにおけるフィルタ適用画素と、これらの画素位置に対応した平滑フィルタＦ１〜Ｆ９の係数とを掛け合わせてるとともに、掛け合わせた値を合計する。さらに、掛け合わせたフィルタ適用画素の輝度値と平滑フィルタＦ１〜Ｆ９の係数との合計値を、掛けた平滑フィルタＦ１〜Ｆ９の係数の和で除することで、部分画像データＱにおける着目画素の背景輝度値を算出する。
そして、背景画像生成部６１３は、検査画像データＰにおける検査対象部Ｐ１の全画素をそれぞれ着目画素とし、この着目画素を中心とする部分画像データＱに対して上記ＳＴ２１〜ＳＴ２３の各工程を繰り返して全画素の背景輝度値を算出し、この背景輝度値に基づく背景画像データＰ’を生成し、生成した背景画像データＰ’をメモリ６２に記憶させる。
【００４８】
以上のような処理ＳＴ２の後、制御部６１のシェーディング補正部６１４は、以下に示すように、シェーディング補正を実施する（処理ＳＴ３：シェーディング補正工程）。
図１２は、シェーディング補正工程ＳＴ３を説明するための図である。
具体的に、図１２（Ａ）は、処理ＳＴ１において画像データ取得部６１２にて取得した検査画像データＰを示している。図１２（Ｂ）は、処理ＳＴ２において背景画像生成部６１３にて生成された背景画像データＰ’を示している。図１２（Ｃ）は、処理ＳＴ３において差分画像データ生成部６１４Ａにて生成された差分画像データＲを示している。また、図１２において上方側の図は、検査画像データＰ、背景画像データＰ’、および差分画像データＲに基づく各画像を示している。図１２において下方側の図は、上方側の図における所定の水平ラインＨＬ上での画素毎の輝度値（画素値）を示している。すなわち、横軸が画素位置を示し、縦軸が輝度値を示している。
【００４９】
処理ＳＴ３では、差分画像データ生成部６１４Ａは、メモリ６２に記憶された検査画像データＰおよび背景画像データＰ’を読み出し、対応する画素毎に、検査画像データＰの各画素値から背景画像データＰ’の各画素値の差分をとり、差分画像データＲを生成する。そして、差分画像データ生成部６１４Ａは、生成した差分画像データＲをメモリ６２に記憶させる。
そして、シェーディング補正工程ＳＴ３により、図１２（Ｃ）に示すように、シェーディングが除去された差分画像データＲが生成される。
【００５０】
処理ＳＴ３の後、制御部６１の欠陥検出部６１５は、メモリ６２に記憶された差分画像データＲを読み出し、差分画像データＲに基づいて、表示欠陥成分を強調する一般的な欠陥強調処理を実施し、表示欠陥である画素位置を特定する（処理ＳＴ４：欠陥検出工程）。
例えば、欠陥検出部６１５は、所定のフィルタを用い、差分画像データＲにおける画素毎に、注目する画素に対して水平方向および垂直方向に位置する各画素の画素値を積算する。そして、欠陥検出部６１５は、画素毎に積算された各積算値を予め設定された閾値と比較することで、表示欠陥成分である画素位置を特定する。
【００５１】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、検査画像データ取得工程ＳＴ１にて取得した検査画像データＰに基づき、背景画像生成工程ＳＴ２にて検査画像データＰから背景画像データＰ’を生成し、シェーディング補正工程ＳＴ３にて検査画像データＰと背景画像データＰ’との差分をとって差分画像データＲを生成してシェーディングを除去することにより、検査画像データＰと背景画像データＰ’との間で画素位置がずれることがなく、互いに対応する画素間で差分をとることができるとともに、照明の条件のばらつき等の影響も排除してシェーディングカーブを合致させることもでき、検査画像データＰからシェーディングを適切に除去することができる。従って、微小なコントラストである表示欠陥を精度よく検出することができる。
【００５２】
また、背景画像生成工程ＳＴ２において、エリア情報判定工程ＳＴ２１にて部分画像データＱが中間部画像データＱ１であるか周辺部画像データＱ２であるかを判断するとともに、平滑フィルタ適用工程ＳＴ２３にて周辺部画像データＱ２に対しては、周辺部画像用の平滑フィルタＦ１〜Ｆ８を適用することで、検査対象部Ｐ１の外周部におけるシェーディング補正の精度を向上させることができる。
さらに、背景画像生成工程ＳＴ２のフィルタ適用画素判定工程ＳＴ２２において、下限閾値と上限閾値との間に収まらない輝度値を有した画素を除外することで、表示欠陥の可能性がある画素や、非透過部あるいは非発光部である検査非対象部Ｐ２の画素をフィルタ適用画素から除外することで、背景画像データＰ’に欠陥成分が含まれることなく、この背景画像データＰ’と検査画像データＰとの差分をとった差分画像データＲから欠陥成分を除去してしまうことが防止できる。
【００５３】
また、平滑フィルタ適用工程ＳＴ２３において、周辺部画像データＱ２が検査対象部Ｐ１の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部のいずれの位置の画像であるかに応じて、８種類の平滑フィルタＦ１〜Ｆ８から適宜選択した平滑フィルタを適用することで、検査対象部Ｐ１と検査非対象部Ｐ２との境界部分を強調した背景画像データＰ’を生成することができ、検査対象部Ｐ１の外周部におけるシェーディング除去精度をさらに高めることができる。
【００５４】
[第２実施形態]
本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
第２実施形態は、平滑フィルタの構成が前記第１実施形態と相違し、欠陥検出装置１の構成や、欠陥検出方法等は第１実施形態と略同様である。以下、相違点について詳しく説明する。
図１３は、第２実施形態の平滑フィルタＦ１１〜Ｆ１４を示す図である。
４種類の平滑フィルタＦ１１〜Ｆ１４は、メモリ６２に記憶された平滑フィルタデータ６２２に格納されており、これらのうち、平滑フィルタＦ１１〜Ｆ１３の３種類（第１〜第３の平滑フィルタ）は、前記パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８によって判定された上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の各位置における周辺部画像データＱ２に対して平滑化を行うもので、平滑フィルタＦ１４は、前記平滑フィルタＦ９と同一のものであり、中間部画像データＱ１に対して平滑化を行うものである。
【００５５】
第１平滑フィルタＦ１１は、検査対象部Ｐ１の上辺部および下辺部の周辺部画像データＱ２に対応したものであり、上から５行目の各係数が最大の値（ 5.0）に設定されるとともに、上から４行目までの各係数が５行目の係数よりも小さくかつ上の行ほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.7）ように設定され、上から６行目から９行目の各係数が５行目の係数よりも小さくかつ下の行ほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.7）ように設定されたフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、第１平滑フィルタＦ１１における上から５行目の中央の係数は、周辺部画像データＱ２の着目画素に対応したものであり、最大の値に設定された上から５行目の各係数は、着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理する（重み付けを強める）ように設定されている。そして、第１平滑フィルタＦ１１における上から４行目までの各係数、および上から６行目から９行目の各係数は、着目画素を含んで左右に並ぶ各画素（５行目の各画素）から上側および下側にそれぞれ離れた画素ほど弱調処理する（重み付けを弱める）ように設定されている。
【００５６】
第２平滑フィルタＦ１２は、検査対象部Ｐ１の左縦辺部および右縦辺部の周辺部画像データＱ２に対応したものであり、左から５列目の各係数が最大の値（ 5.0）に設定されるとともに、左から４列目までの各係数が５列目の係数よりも小さくかつ左の列ほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.7）ように設定され、右から４列目までの各係数が５列目の係数よりも小さくかつ右の列ほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.7）ように設定されたフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、第２平滑フィルタＦ１２における左から５列目の中央の係数は、周辺部画像データＱ２の着目画素に対応したものであり、最大の値に設定された左から５列目の各係数は、着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理する（重み付けを強める）ように設定されている。そして、第２平滑フィルタＦ１２における左から４列目までの各係数、および右から４列目までの各係数は、着目画素を含んで上下に並ぶ各画素（５列目の各画素）から左側および右側にそれぞれ離れた画素ほど弱調処理する（重み付けを弱める）ように設定されている。
【００５７】
第３平滑フィルタＦ１３は、検査対象部Ｐ１の上左隅部、上右隅部、下左隅部および上右隅部の周辺部画像データＱ２に対応したものであり、上から５行目で左から５列目（中央）の係数が最大の値（ 5.0）に設定されるとともに、この中央の係数よりも径方向外側に向かうほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.1）ようなフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、第３平滑フィルタＦ１３における中央の係数は、周辺部画像データＱ２の着目画素に対応したものであり、着目画素を強調処理する（重み付けを強める）ように設定され、着目画素よりも径方向外側に離れた画素ほど弱調処理する（重み付けを弱める）ように設定されている。
【００５８】
上述した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて以下の効果がある。
また、周辺部画像データＱ２が検査対象部Ｐ１の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部のいずれの位置の画像であるかに応じて、３種類の平滑フィルタＦ１１〜Ｆ１３から適宜選択した平滑フィルタを適用することで、検査対象部Ｐ１と検査非対象部Ｐ２との境界部分を強調した背景画像データＰ’を生成することができ、少ない平滑フィルタであっても検査対象部Ｐ１の外周部におけるシェーディング除去精度をさらに高めることができる。
【００５９】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、周辺部画像データＱ２用の平滑フィルタとして８種類の平滑フィルタＦ１〜Ｆ８、または３種類の平滑フィルタＦ１１〜Ｆ１３を予め準備したが、平滑フィルタの数やそのフィルタ配列は特に限定されず、隅部を含めた上辺部および下辺部用の平滑フィルタと縦辺部用の平滑フィルタとからなる２種類の平滑フィルタを適用してもよい。さらに、周辺部画像データＱ２に対して４種類〜７種類の平滑フィルタを適用してもよく、９種類以上の平滑フィルタを適用してもよい。
【００６０】
また、前記実施形態では、部分画像データＱが検査対象部Ｐ１のいずれの位置の画像であるかのエリア情報を判定する方法として、パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８を適用するとともに閾値を用いたが、エリア情報の判定は、パターンマッチングによるものに限られず、その他の適宜な方法が採用可能である。
また、前記実施形態では、部分画像データＱとして、９×９の８１個の画素から構成された画像サイズを採用したが、これに限らず、部分画像のサイズとしては、３×３や５×５、７×７などの任意の画像サイズが採用可能である。
また、前記実施形態において、パターンフィルタや平滑フィルタに用いた係数は、一つの例示であり、これらのフィルタの係数は、任意に設定することができる。
【００６１】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の欠陥検出装置の構成を示す図。
【図２】前記欠陥検出装置における制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】前記欠陥検出装置で撮像した撮像画像を示す図。
【図４】前記制御装置に記憶されたパターンフィルタを示す図。
【図５】前記制御装置に記憶された平滑フィルタを示す図。
【図６】前記制御装置に記憶された平滑フィルタを示す図。
【図７】前記制御装置に記憶された平滑フィルタを示す図。
【図８】前記欠陥検出装置における欠陥検出方法を説明するフローチャート。
【図９】前記欠陥検出方法における背景画像生成手順を説明するフローチャート。
【図１０】前記背景画像生成手順における部分画像を説明するための図。
【図１１】前記部分画像におけるフィルタ適用画素を説明するための図。
【図１２】前記欠陥検出装置におけるシェーディング補正工程を説明するための図。
【図１３】第２実施形態の平滑フィルタを示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１…欠陥検出装置、１０…液晶パネル（表示デバイス）、２１…光源装置、４…ＣＣＤカメラ（撮像装置）、６…制御装置、６１…制御部、６２…メモリ（データ記憶部）、６１１…画像表示制御部、６１２…画像データ取得部、６１３…背景画像生成部、６１４…シェーディング補正部、６１５…欠陥検出部、６１３Ａ…エリア情報判定部、６１３Ｂ…フィルタ適用画素判定部、６１３Ｃ…背景輝度値算出部、６２１…パターンフィルタデータ、６２２…平滑フィルタデータ、Ｆ１〜Ｆ９，Ｆ１１〜Ｆ１４…平滑フィルタ、ＰＴ１〜ＰＴ８…パターンフィルタ、Ｐ…検査画像データ（撮像画像）、Ｐ１…検査対象部、Ｐ２…検査非対象部、Ｐ’…背景画像データ（背景画像）、Ｑ…部分画像データ（部分画像）、Ｑ１…中間部画像データ（中間部画像）、Ｑ２…周辺部画像データ（周辺部画像）、Ｒ…差分画像データ（差分画像）、ＳＴ１…検査画像データ取得工程、ＳＴ２…背景画像生成工程、ＳＴ２１…エリア情報判定工程、ＳＴ２２…フィルタ適用画素判定工程、ＳＴ２３…平滑フィルタ適用工程、ＳＴ３…シェーディング補正工程、ＳＴ４…欠陥検出工程。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル等の画像表示デバイスやその応用製品であるプロジェクタ等の製造における検査工程において、画像表示デバイスの表示欠陥を精度よく検出するためにシェーディングを除去するシェーディング補正方法、欠陥検出方法、欠陥検出装置、その制御方法プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)等の液晶パネル（画像表示デバイス）の表示外観検査において、液晶パネルに表示される画像に現れる表示欠陥（例えば、シミ、ムラ、スジなど）を画像処理で検出する場合、ＣＣＤカメラ等の撮像装置で画像表示デバイスやその表示画像を撮像して画像データを取得し、その画像データに基づいて表示欠陥を検出している。
ＣＣＤカメラで取得した画像データには、液晶パネルに照射される光束の照明ムラやレンズ等による画像の周辺光量の低下等に起因するシェーディングが含まれている。このため、表示欠陥の検出精度を向上させるには、画像データ中の欠陥成分以外の成分（シェーディング）の除去（シェーディング補正）が必要である。
そして、画像処理を用いてシェーディング補正を行う方法として、以下の技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、検査対象となる液晶パネルに表示された画像をＣＣＤカメラで撮像することで取得した画像データ（検査画像データ）から、予め作成しておいた背景画像データとの差をとるシェーディング補正を採用している。ここで、背景画像データは、できるだけ欠陥の少ない検査対象ではない液晶パネルに表示される画像をＣＣＤカメラで撮像することで画像データを複数取得し、複数の画像データを平均化したものである。
一方、特許文献２に記載の技術では、検査画像データと、検査画像データから生成したシェーディング補正パターン（背景画像データ）との差をとるシェーディング補正を採用している。ここでは、シェーディングのゲインを求めるとともに、適宜な演算によってシェーディング補正パターンを生成し、このシェーディング補正パターンに基づいてシェーディング補正を行う方法が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６８１０３号公報
【特許文献２】特開２００４−２７２０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、背景画像データは、検査対象とは異なる液晶パネルに表示された画像を撮像することで取得されたものでり、検査画像データの取得時と液晶パネルの設置位置が微小にずれていた場合には、対応する画素の位置が微小にずれてしまう。このため、検査画像データと背景画像データとの差をとった場合には、対応する画素間で差をとることができず、検査画像データからシェーディングを適切に除去することができない。すなわち、表示欠陥を精度よく検出できないという問題がある。
一方、特許文献２に記載の技術では、画像中央部と画像周辺部とのシェーディングのゲインを求め、このゲインを画像周辺部の輝度値に掛けることで画像中央部と画像周辺部との輝度差を補正した背景画像データを生成しているものの、このように算出したゲインを一律に掛けてしまうと、画像周辺部に表示欠陥があった場合には、この欠陥成分も含んだ背景画像データが生成され、この背景画像データとの差分をとった検査画像データから欠陥成分を除去してしまうこととなる。このため、特許文献２に記載の技術においても、表示欠陥を精度よく検出することができず、特に、画像周辺部におけるシェーディング補正の精度が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、表示デバイスの表示欠陥検出工程においてシェーディング除去の精度を高め、表示欠陥を高精度に検出できるシェーディング補正方法、欠陥検出方法、欠陥検出装置、その制御方法プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシェーディング補正方法は、検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像と、前記撮像画像から生成した背景画像と、の差分をとることで前記撮像画像からシェーディングを除去するシェーディング補正方法であって、前記撮像画像の中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定工程と、前記部分画像中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定工程と、前記中間部画像に対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像に対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の予め準備した平滑フィルタから前記エリア情報に基づいて平滑フィルタを選択するとともに、選択した平滑フィルタを前記部分画像の前記適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出工程とを備え、前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として前記エリア情報判定工程、前記適用画素判定工程および前記背景輝度値算出工程を実行して前記背景画像を生成することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、撮像画像から背景画像を生成し、これらの撮像画像と背景画像との差分をとることでシェーディングを除去することにより、撮像画像と背景画像との間で表示デバイスの画素位置がずれることがなく、互いに対応する画素間で差分をとることができるとともに、照明の条件のばらつき等の影響も排除してシェーディングカーブを合致させることもでき、撮像画像からシェーディングを適切に除去することができる。従って、微小なコントラストである表示欠陥を精度よく検出することができる。
また、エリア情報判定工程によって部分画像が中間部画像であるか周辺部画像であるかを判断するとともに、周辺部画像に対しては、周辺部画像用平滑フィルタを適用することで、検査対象部よりも外側の検査非対象部の影響を適切に評価したシェーディング補正が実行できる。
さらに、適用画素判定工程によって所定輝度範囲外の画素、つまり表示欠陥の可能性がある画素や、非透過部あるいは非発光部である検査非対象部を除外し、適用画素のみに平滑フィルタを適用することで、背景画像に欠陥成分が含まれることなく、この背景画像と撮像画像との差分をとった差分画像から欠陥成分を除去してしまうことが防止できる。ここで、部分画像中の適用画素のみに平滑フィルタを適用する際には、各適用画素と平滑フィルタの係数を掛け合わせて合計値を求めてから、適用画素に対応した平滑フィルタの係数値の和で合計値を除することで、着目画素の背景輝度値を適切に算出することができる。
従って、検査対象部の周辺部や表示欠陥の可能性がある部分におけるシェーディング除去精度を高めることができ、表示欠陥の検出精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明において、前記エリア情報判定工程では、前記部分画像が前記検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部および右縦辺部のいずれの位置の周辺部画像か、または前記部分画像が前記検査対象部の上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の四隅いずれの位置の周辺部画像かのエリア情報を判定し、前記周辺部画像用平滑フィルタは、前記上辺部および下辺部の周辺部画像に対応した第１周辺部画像用平滑フィルタと、前記左縦辺部および右縦辺部の周辺部画像に対応した第２周辺部画像用平滑フィルタと、前記四隅の周辺部画像に対応した第３周辺部画像用平滑フィルタと、を含んだ少なくとも３種類が予め準備され、前記背景輝度値算出工程では、前記上辺部および下辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記第１周辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記左縦辺部および右縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に第２周辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記四隅の周辺部画像の前記適用画素に第３周辺部画像用平滑フィルタを適用して各々の周辺部画像における前記着目画素の背景輝度値を算出することが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、部分画像が検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部のいずれの位置のものかを判定し、この判定した部分画像の位置に応じて第１〜第３の周辺部画像用平滑フィルタを選択して適用することで、検査対象部の周辺部におけるシェーディング除去精度をさらに高めることができる。
【００１１】
本発明において、前記第１周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から上側および下側に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成され、前記第２周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から左側および右側に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成され、前記第３周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から径方向に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成されていることが好ましい。
ここで、強調処理とは、対象とする画素の輝度値の重み付けを強める、つまり大きな係数をかける処理を意味し、弱調処理とは、強調処理するフィルタ値よりも小さなフィルタ値（係数）をかけることで、対象とする画素の輝度値の重み付けを弱める処理を意味する。
【００１２】
このような構成によれば、検査対象部における上辺部および下辺部の周辺部画像に対して適用する第１周辺部画像用平滑フィルタが、着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素、つまり上辺部および下辺部における検査対象部と検査非対象部との境界線に沿った適用画素に対して、その輝度値の重み付けを強める処理をするとともに、境界線から離れた適用画素ほど輝度値の重み付けを弱める処理をすることとなる。従って、輝度変化の大きい検査対象部と検査非対象部との境界部分における背景輝度値を精度よく算出することができ、生成される背景画像を用いたシェーディング除去の精度をより一層向上させることができる。
また、第２周辺部画像用平滑フィルタでは、第１周辺部画像用平滑フィルタと略同様に、着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素、つまり左縦辺部および右縦辺部における検査対象部と検査非対象部との境界線に沿った適用画素に対して、その輝度値の重み付けを強める処理をすることで、境界部分（検査対象部の左右縦辺部）における背景輝度値を精度よく算出することができる。
さらに、第３周辺部画像用平滑フィルタでは、第１および第２周辺部画像用平滑フィルタと略同様に、着目画素、つまり上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部における検査対象部と検査非対象部との境界線が交差する位置の適用画素に対して、その輝度値の重み付けを強める処理をするとともに、境界線の交差位置から離れた適用画素ほど輝度値の重み付けを弱める処理をすることで、交差位置（検査対象部の四隅）における背景輝度値を精度よく算出することができる。
【００１３】
また、本発明では、前記エリア情報判定工程では、前記部分画像が前記検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部および右縦辺部のいずれの位置の周辺部画像か、または前記部分画像が前記検査対象部の上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の四隅いずれの位置の周辺部画像かのエリア情報を判定し、前記周辺部画像用平滑フィルタは、前記上辺部の周辺部画像に対応した上辺部画像用平滑フィルタと、前記下辺部の周辺部画像に対応した下辺部画像用平滑フィルタと、前記左縦辺部の周辺部画像に対応した左縦辺部画像用平滑フィルタと、前記右縦辺部の周辺部画像に対応した右縦辺部画像用平滑フィルタと、前記上左隅部の周辺部画像に対応した上左隅部画像用平滑フィルタと、前記上右隅部の周辺部画像に対応した上右隅部画像用平滑フィルタと、前記下左隅部の周辺部画像に対応した下左隅部画像用平滑フィルタと、前記下右隅部の周辺部画像に対応した下右隅部画像用平滑フィルタと、を含んだ少なくとも８種類が予め準備され、前記背景輝度値算出工程では、前記上辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記上辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記下辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記下辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記左縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記左縦辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記右縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記右縦辺部画像用平滑フィルタを適用し、前記上左隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記上左隅部画像用平滑フィルタを適用し、前記上右隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記上右隅部画像用平滑フィルタを適用し、前記下左隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記下左隅部画像用平滑フィルタを適用し、前記下右隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記下右隅部画像用平滑フィルタを適用して各々の周辺部画像における前記着目画素の背景輝度値を算出する構成でもよい。
【００１４】
この際、本発明では、前記上辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から下側に離れた画素ほど弱調処理し、前記左右に並ぶ各画素よりも上側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記下辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から上側に離れた画素ほど弱調処理し、前記左右に並ぶ各画素よりも下側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記左縦辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から右側に離れた画素ほど弱調処理し、前記上下に並ぶ各画素よりも左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記右縦辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から左側に離れた画素ほど弱調処理し、前記上下に並ぶ各画素よりも右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記上左隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から下側かつ右側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも上側の画素および左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記上右隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から下側かつ左側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも上側の画素および右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記下左隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から上側かつ右側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも下側の画素および左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、前記下右隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から上側かつ左側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも下側の画素および右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成されていることが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、前述の第１〜第３の周辺部画像用平滑フィルタに替えて８種類の周辺部画像用平滑フィルタを用いて各々の周辺部画像における着目画素の背景輝度値を算出することで、背景輝度値の算出精度をより一層向上させることができる。
ここで、例えば上辺部画像用平滑フィルタにおいて着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素よりも上側の画素を除外処理するとは、検査対象部の上辺よりも上側の検査非対象部に対応した部分の輝度値を０（ゼロ）にする処理を意味する。従って、生成される背景画像から検査非対象部の影響を除外することができる。
【００１６】
本発明では、前記エリア情報判定工程では、予め準備した上辺部判定用パターンフィルタ、下辺部判定用パターンフィルタ、左縦辺部判定用パターンフィルタ、右縦辺部判定用パターンフィルタ、上左隅部判定用パターンフィルタ、上右隅部判定用パターンフィルタ、下左隅部判定用パターンフィルタ、下右隅部判定用パターンフィルタからなる８種類のパターンフィルタを用い、各パターンフィルタを前記部分画像に適用して前記エリア情報を判定することが好ましい。
このような構成によれば、検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の各位置に対応した８種類のパターンフィルタを用いてエリア情報を判定することで、周辺部画像が検査対象部のいずれの位置の画像であるかを精度よく判定することができ、前記各種の平滑フィルタの適用を適正に実行することができる。
【００１７】
一方、本発明の欠陥検出方法は、検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出方法であって、前記表示デバイスを撮像して撮像画像を取得する撮像画像取得工程と、前記撮像画像から背景画像を生成する背景画像生成工程と、前記撮像画像と前記背景画像との差分をとることで前記撮像画像からシェーディングを除去した差分画像を生成するシェーディング補正工程と、前記差分画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出工程とを備え、前記背景画像生成工程は、前記撮像画像の中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定工程と、前記部分画像中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定工程と、前記中間部画像に対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像に対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の予め準備した平滑フィルタから前記エリア情報に基づいて平滑フィルタを選択するとともに、選択した平滑フィルタを前記部分画像の適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出工程とを備えるとともに、前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として前記エリア情報判定工程、前記適用画素判定工程および前記背景輝度値算出工程を実行して背景画像を生成することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の欠陥検出装置は、検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出装置であって、前記表示デバイスに光束を照射する光源装置と、前記表示デバイスを介した光束を撮像する撮像装置と、前記表示デバイスおよび前記撮像装置を駆動制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記表示デバイスを駆動して検査画像を表示させる画像表示制御部と、前記表示デバイスに表示された検査画像を前記撮像装置に撮像させて撮像画像データを取得する画像データ取得部と、前記撮像画像データから背景画像データを生成する背景画像データ生成部と、前記撮像画像データと前記背景画像データとの差分をとることで前記撮像画像データからシェーディングを除去した差分画像データを生成するシェーディング補正部と、前記差分画像データに基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出部と、各種データを記憶するデータ記憶部とを備え、前記背景画像データ生成部には、前記撮像画像データの中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定部と、前記部分画像データ中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定部と、前記エリア情報に基づいて前記データ記憶部から読み出した平滑フィルタデータを前記部分画像データの適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出部とが設けられ、前記データ記憶部には、前記中間部画像データに対応した中間部画像用平滑フィルタデータと、前記周辺部画像データに対応した周辺部画像用平滑フィルタデータとを含んだ少なくとも２種類の平滑フィルタデータが記憶されていることを特徴とする。
【００１９】
以上のような本発明の欠陥検出方法および欠陥検出装置によれば、前述のシェーディング補正方法と同様に、表示デバイスの欠陥検出工程において、検査対象部の周辺部や表示欠陥の可能性がある部分におけるシェーディング除去精度を高めることができ、表示欠陥の検出精度を向上させることができる。
また、データ記憶部に、前記第１〜第３の周辺部画像用平滑フィルタや、検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の各位置に対応した８種類の平滑フィルタ、あるいは検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の各位置に対応した８種類のパターンフィルタデータ等を記憶させておけば、これらの平滑フィルタやパターンフィルタを演算により算出する必要がなく、記憶しておいた平滑フィルタやパターンフィルタを読み出すだけで各部分画像に適用することができ、平滑化やパターンマッチングの処理を迅速に実行させることができる。
【００２０】
一方、本発明の欠陥検出装置の制御方法プログラムは、前記いずれかの欠陥検出装置を駆動制御するものであって、前記欠陥検出装置を構成する制御装置に、撮像画像データの中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報の判定と、前記部分画像データ中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かの判定、および所定輝度範囲内にあると判定した適用画素の記録と、前記中間部画像データに対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像データに対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の平滑フィルタから前記エリア情報に基づいた平滑フィルタの選択と、前記選択した平滑フィルタを前記部分画像データの前記適用画素に適用することによる前記着目画素の背景輝度値の算出と、前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として背景輝度値を算出することによる前記背景画像の生成と、を実行させることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、前述のシェーディング補正方法、欠陥検出方法および欠陥検出装置と同様に、表示デバイスの欠陥検出工程において、検査対象部の周辺部や表示欠陥の可能性がある部分におけるシェーディング除去精度を高めることができ、表示欠陥の検出精度を向上させることができる。そして、ＣＰＵを備えたコンピュータ等を制御装置に用い、このコンピュータで当該制御方法プログラムが実行されるようにすれば、各工程の処理速度を高めて欠陥検出処理全体を迅速に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
[第１実施形態]
本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔欠陥検出装置の構成〕
図１は、欠陥検出装置１の構成を示す図である。
欠陥検出装置１は、検査対象である画像表示デバイスとしての液晶パネル１０の表示外観検査を行い液晶パネル１０の表示欠陥を検出する装置である。この欠陥検出装置１は、図１に示すように、光学系２と、スクリーン３と、撮像装置としてのＣＣＤカメラ４と、パネル制御装置５と、制御装置６とを備える。
【００２３】
ここで、検査対象となる液晶パネル１０は、透過型の液晶パネルであり、例えば、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶分子が密閉封入された構成を有し、光学系２からの光束を透過させる画像表示部１１と、この画像表示部１１の外周を囲んで設けられ光束を透過させない外周フレーム部１２とを有して構成されている。そして、液晶パネル１０は、例えば、欠陥検出装置１内のパネル設置部（図示略）に設置した状態でパネル制御装置５と電気的に接続し、パネル制御装置５によりＴＦＴ基板と対向基板との間に所定の電圧値（０Ｖも含む）の電圧が印加されることで液晶分子の配設状態を変化させ、入射光束を透過若しくは遮断することにより所定の光学像を形成する。なお、本実施形態では、液晶パネル１０は、電圧を印加しない（電圧値が０Ｖ）状態において、入射光束を遮断して黒表示を実施するノーマリーブラックモードで構成されている。また、液晶パネル１０としては、電圧を印加しない状態において、入射光束を全て透過して白表示を実施するノーマリーホワイトモードで構成しても構わない。
【００２４】
光学系２は、光源から射出された光束を液晶パネル１０に照射し、液晶パネル１０を介した光束をスクリーン３に向けて拡大投射する光学系である。この光学系２は、図１に示すように、光源装置２１と、光源装置２１から射出された光束を集光して液晶パネル１０に照射する集光レンズ２２と、液晶パネル１０にて形成された光学像をスクリーン３に向けて拡大投射する投射レンズ２３とを備える。
これらのうち、光源装置２１は、具体的な図示は省略するが、放電発光を実施する光源ランプと、光源ランプから射出された光束を反射するリフレクタとを備える。そして、光源ランプから放射された光束は、リフレクタにて集光レンズ２２に向けて射出される。
なお、光源装置２１としては、放電発光型の光源装置に限らず、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)素子、レーザダイオード、有機ＥＬ(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用してもよい。
【００２５】
スクリーン３は、投射レンズ２３により拡大投射された光学像（表示画像）を反射して投影する反射型スクリーンとして構成されている。なお、スクリーン３としては、反射型スクリーンに限らず、入射した光学像を透過して投影する透過型スクリーンとして構成してもよい。
【００２６】
ＣＣＤカメラ４は、制御装置６による制御の下、スクリーン３の投射面を撮像し、撮像した画像に応じた信号を制御装置６に出力する。このＣＣＤカメラ４は、具体的な図示は省略するが、エリアセンサであるＣＣＤと、光束を集光してＣＣＤに照射する集光レンズと、制御装置６による制御の下、ＣＣＤによる入射光束の受光時間を変更可能とするシャッター等を備える。
なお、ＣＣＤカメラ４のＣＣＤは、液晶パネル１０の解像度以上の解像度を有しているものが好ましい。
パネル制御装置５は、制御装置６による制御の下、液晶パネル１０に所定の電圧値の電圧を印加し、液晶パネル１０に所定の光学像を形成させる。
【００２７】
図２は、制御装置６の概略構成を示すブロック図である。
制御装置６は、例えば、所定のプログラムを読み込んで実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)等を備えたコンピュータで構成され、欠陥検出装置１全体を制御する。この制御装置６は、図２に示すように、制御部６１と、メモリ６２とを備える。
制御部６１は、メモリ６２に記憶された制御プログラムにしたがって所定の処理（欠陥検出処理）を実行する部分であり、画像表示制御部６１１と、画像データ取得部６１２と、背景画像生成部６１３と、シェーディング補正部６１４と、欠陥検出部６１５等を備えて構成されている。
【００２８】
画像表示制御部６１１は、メモリ６２に記憶された液晶パネル１０に印加する電圧値に関する電圧値情報を読み出し、電圧値情報に基づく検査用電圧値で液晶パネル１０を駆動させるための所定の制御信号をパネル制御装置５に出力する。そして、パネル制御装置５は、画像表示制御部６１１から出力された制御信号にしたがって、検査用電圧値で液晶パネル１０を駆動し、液晶パネル１０に検査画像を形成させる。
なお、本実施形態では、検査用電圧値としては、液晶パネル１０が５０％の透過率で光束を透過して検査画像（中間の階調値であるグレー画像）を形成するように駆動させる電圧値に設定されている。
【００２９】
画像データ取得部６１２は、液晶パネル１０にて検査画像が形成されている際に、ＣＣＤカメラ４に所定の制御信号を出力してＣＣＤカメラ４にスクリーン３の投射面（検査画像を含む）を撮像させる。また、画像データ取得部６１２は、ＣＣＤカメラ４から出力される電気信号を入力してコンピュータにて読取可能な信号（デジタル信号）に変換し、画素毎に画素値（輝度値）に関する情報を含んだ検査画像データ（撮像画像データ）Ｐを取得する。そして、画像データ取得部６１２は、取得した検査画像データＰをメモリ６２に記憶させる。
取得した検査画像データＰは、図３にも示すように、液晶パネル１０の画像表示部１１に対応する検査対象部Ｐ１と、液晶パネル１０の外周フレーム部１２に対応する検査非対象部Ｐ２とが含まれた画像データとして記憶されている。
【００３０】
背景画像生成部６１３は、画像データ取得部６１２にて取得されてメモリ６２に記憶された検査画像データＰから背景画像データＰ’（図１２参照）を生成する。この背景画像生成部６１３は、エリア情報判定部６１３Ａと、フィルタ適用画素判定部６１３Ｂと、背景輝度値算出部６１３Ｃとを備える。
エリア情報判定部６１３Ａは、検査画像データＰの中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像データＱが検査対象部Ｐ１のみで構成された中間部画像データＱ１であるか、検査非対象部Ｐ２を含んで構成された周辺部画像データＱ２であるかのエリア情報を判定し、メモリ６２に記憶させる。ここで、部分画像データＱは、例えば、９×９の８１個の画素から構成された画像データであり、その中央の画素を着目画素としたものである。そして、エリア情報の判定は、後述するパターンフィルタによるパターンマッチングにより実施する。
フィルタ適用画素判定部６１３Ｂは、部分画像データＱ中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定し、メモリ６２に記憶させる。
背景輝度値算出部６１３Ｃは、エリア情報に基づいてメモリ６２から読み出した平滑フィルタデータ（後述）を部分画像データＱに適用して着目画素の背景輝度値を算出する。
そして、背景画像生成部６１３は、検査画像データＰにおける検査対象部Ｐ１の全画素をそれぞれ着目画素として背景輝度値を算出し、この背景輝度値に基づく背景画像データＰ’を生成し、生成した背景画像データＰ’をメモリ６２に記憶させる。
【００３１】
シェーディング補正部６１４は、背景画像データＰ’と検査画像データＰとを対応する画素毎に差分をとる（シェーディング補正）。そして、シェーディング補正部６１４は、シェーディング補正を実施することで、光源装置２１から射出された光束の照明ムラや光学系２を構成する各レンズ２２，２３による画像の周辺光量の低下等に起因するシェーディング（表示欠陥成分以外の成分）を除去した差分画像データＲを生成する。このシェーディング補正部６１４は、差分画像データ生成部６１４Ａを備える。
差分画像データ生成部６１４Ａは、メモリ６２に記憶された背景画像データＰ’と検査画像データＰとにおける互いに対応する画素毎に各画素値の差分をとり、差分画像データＲを生成し、生成した差分画像データＲをメモリ６２に記憶させる。
【００３２】
欠陥検出部６１５は、メモリ６２に記憶された差分画像データＲを読み出し、差分画像データＲに基づいて、表示欠陥を強調する一般的な欠陥強調処理を実施し、シミ、ムラ、スジなどの表示欠陥に相当する画素位置を特定する。
メモリ６２は、所定の制御プログラム、制御部６１にて処理を実行するための情報、および制御部６１にて処理されたデータ等の他に、パターンフィルタデータ６２１と、平滑フィルタデータ６２２とを記憶する。
【００３３】
パターンフィルタデータ６２１には、図４に示すような８種類（パターンＡ〜パターンＨ）のパターンフィルタが格納されている。これらのパターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８は、部分画像データＱに対応した９×９の８１個の係数から構成され、検査対象部Ｐ１の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部のいずれかの位置における部分画像データＱにマッチし、この部分画像データＱがいずれの位置の周辺部画像データＱ２であるかをエリア情報判定部６１３Ａが判定する。すなわち、各パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８と部分画像データＱの対応する各画素値とを掛け合わせた場合に、マッチするパターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８を掛けた場合の合計値が他のパターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８を掛けた合計値よりも大きくなることで、いずれの位置の周辺部画像データＱ２であるかが判定できるようになっている。一方、エリア情報判定部６１３Ａは、各パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８と部分画像データＱの対応する各画素値とを掛け合わせた合計値が、所定の閾値よりも小さくなる場合には、この部分画像データＱを中間部画像データＱ１と判定する。
【００３４】
上辺部判定用パターンフィルタＰＴ１は、上から４行目までの各係数が全てマイナス値（-1/36 ）に設定され、上から５行目の係数が全て０（ゼロ）に設定され、上から６行目から９行目までの各係数が全てプラス値（ 1/36 ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
下辺部判定用パターンフィルタＰＴ２は、上辺部判定用パターンフィルタＰＴ１とは逆に、上から４行目までの各係数が全てプラス値（ 1/36 ）に設定され、上から５行目の係数が全て０（ゼロ）に設定され、上から６行目から９行目までの各係数が全てマイナス値（-1/36 ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
左縦辺部判定用パターンフィルタＰＴ３は、左から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/36 ）に設定され、左から５列目の係数が全て０（ゼロ）に設定され、左から６列目から９列目までの各係数が全てプラス値（ 1/36 ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
右縦辺部判定用パターンフィルタＰＴ４は、左縦辺部判定用パターンフィルタＰＴ３とは逆に、右から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/36 ）に設定され、右から５列目の係数が全て０（ゼロ）に設定され、右から６列目から９列目までの各係数が全てプラス値（ 1/36 ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
【００３５】
上左隅部判定用パターンフィルタＰＴ５は、上から４行目までの各係数および左から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/56 ）に設定され、下から４行目まででかつ右から４列目までの係数（右下の係数）が全てプラス値（ 1/16 ）に設定され、残りの係数が０（ゼロ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
上右隅部判定用パターンフィルタＰＴ６は、上左隅部判定用パターンフィルタＰＴ５と左右対称に構成され、上から４行目までの各係数および右から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/56 ）に設定され、下から４行目まででかつ左から４列目までの係数（左下の係数）が全てプラス値（ 1/16 ）に設定され、残りの係数が０（ゼロ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
下左隅部判定用パターンフィルタＰＴ７は、上左隅部判定用パターンフィルタＰＴ５と上下対称に構成され、下から４行目までの各係数および左から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/56 ）に設定され、上から４行目まででかつ右から４列目までの係数（右上の係数）が全てプラス値（ 1/16 ）に設定され、残りの係数が０（ゼロ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
下右隅部判定用パターンフィルタＰＴ８は、下左隅部判定用パターンフィルタＰＴ７と左右対称に構成され、下から４行目までの各係数および右から４列目までの各係数が全てマイナス値（-1/56 ）に設定され、上から４行目まででかつ左から４列目までの係数（左上の係数）が全てプラス値（ 1/16 ）に設定され、残りの係数が０（ゼロ）に設定されたフィルタ配列を有して構成されている。
【００３６】
一方、平滑フィルタデータ６２２には、図５〜図７に示すような９種類の平滑フィルタが格納されている。９種類の平滑フィルタＦ１〜Ｆ９のうち、平滑フィルタＦ１〜Ｆ８は、前記パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８によって判定された上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の各位置における周辺部画像データＱ２に対して平滑化を行うもので、平滑フィルタＦ９は、中間部画像データＱ１に対して平滑化を行うものである。そして、平滑フィルタＦ１〜Ｆ９は、部分画像データＱに対応した９×９の８１個の係数から構成されており、背景輝度値算出部６１３Ｃにて、平滑フィルタＦ１〜Ｆ９の各係数が対応する部分画像データＱの各画素に掛け合わされる。平滑フィルタＦ９は、９×９の全ての係数が同じ係数値（ 1.0）に設定され、中間部画像データＱ１の各画素に重み付けすることなく、平滑化するフィルタ配列を有して構成されている。
【００３７】
そして、検査対象部Ｐ１の上辺部の周辺部画像データＱ２に対応した上辺部画像用平滑フィルタＦ１は、上から４行目までの各係数が全て０（ゼロ）に設定され、上から５行目の各係数が最大の値（ 5.0）に設定されるとともに、上から６行目から９行目の各係数が５行目の係数よりも小さくかつ下の行ほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.7）ようなフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、上辺部画像用平滑フィルタＦ１における上から５行目の中央の係数は、周辺部画像データＱ２の着目画素に対応したものであり、最大の値に設定された上から５行目の各係数は、着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理する（重み付けを強める）ように設定されている。そして、上辺部画像用平滑フィルタＦ１における上から６行目から９行目の各係数は、着目画素を含んで左右に並ぶ各画素（５行目の各画素）から下側に離れた画素ほど弱調処理する（重み付けを弱める）ように設定され、上から１行目から４行目までの０の係数は、着目画素よりも上側の画素、つまり検査非対象部Ｐ２側の画素を除外処理するように設定されている。
【００３８】
検査対象部Ｐ１の下辺部の周辺部画像データＱ２に対応した下辺部画像用平滑フィルタＦ２は、上辺部画像用平滑フィルタＦ１と上下対称なフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、下辺部画像用平滑フィルタＦ２は、周辺部画像データＱ２の着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理するように設定され、着目画素を含んで左右に並ぶ各画素から上側に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも下側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
また、検査対象部Ｐ１の左縦辺部の周辺部画像データＱ２に対応した左縦辺部画像用平滑フィルタＦ３は、上辺部画像用平滑フィルタＦ１を反時計回りに９０°回転させたフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、左縦辺部画像用平滑フィルタＦ３は、周辺部画像データＱ２の着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理するように設定され、着目画素を含んで上下に並ぶ各画素から右側に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも左側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
また、検査対象部Ｐ１の右縦辺部の周辺部画像データＱ２に対応した右縦辺部画像用平滑フィルタＦ４は、左縦辺部画像用平滑フィルタＦ３と左右対称なフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、右縦辺部画像用平滑フィルタＦ４は、周辺部画像データＱ２の着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理するように設定され、着目画素を含んで上下に並ぶ各画素から左側に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも右側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
【００３９】
一方、検査対象部Ｐ１の上左隅部の周辺部画像データＱ２に対応した上左隅部画像用平滑フィルタＦ５は、上から４行目までの各係数および左から４列目までの各係数が全て０（ゼロ）に設定され、中央の１つの係数（５行目−５列目）が最大の値（ 5.0）に設定されるとともに、この中央の係数よりも下側かつ右側の各係数が右下に向かうほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.1）ようなフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、上左隅部画像用平滑フィルタＦ５における中央の係数は、周辺部画像データＱ２の着目画素に対応したものであり、着目画素を強調処理する（重み付けを強める）ように設定されている。そして、上左隅部画像用平滑フィルタＦ５における中央の係数よりも下側かつ右側の各係数は、着目画素よりも右下の径方向に離れた画素ほど弱調処理する（重み付けを弱める）ように設定され、上から４行目および左から４列目までの０の各係数は、着目画素よりも上側および左側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
【００４０】
検査対象部Ｐ１の上右隅部の周辺部画像データＱ２に対応した上右隅部画像用平滑フィルタＦ６は、上左隅部画像用平滑フィルタＦ５と左右対称なフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、上右隅部画像用平滑フィルタＦ６は、周辺部画像データＱ２の着目画素を強調処理するように設定され、着目画素よりも左下の径方向に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも上側および右側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
また、検査対象部Ｐ１の下左隅部の周辺部画像データＱ２に対応した下左隅部画像用平滑フィルタＦ７は、上左隅部画像用平滑フィルタＦ５と上下対称なフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、下左隅部画像用平滑フィルタＦ７は、周辺部画像データＱ２の着目画素を強調処理するように設定され、着目画素よりも右上の径方向に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも下側および左側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
また、検査対象部Ｐ１の下右隅部の周辺部画像データＱ２に対応した下右隅部画像用平滑フィルタＦ８は、下左隅部画像用平滑フィルタＦ７と左右対称なフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、下右隅部画像用平滑フィルタＦ８は、周辺部画像データＱ２の着目画素を強調処理するように設定され、着目画素よりも左上の径方向に離れた画素ほど弱調処理するように設定され、着目画素よりも下側および右側の画素（検査非対象部Ｐ２側の画素）を除外処理するように設定されている。
【００４１】
〔欠陥検出方法〕
次に、上述した欠陥検出装置１による欠陥検出方法を図面に基づいて説明する。
図８は、欠陥検出方法を説明するフローチャートである。
なお、以下では、液晶パネル１０を欠陥検出装置１におけるパネル設置部（図示略）に設置した状態とし、液晶パネル１０とパネル制御装置５とが電気的に接続されているものとする。
作業者は、制御装置６の操作部（図示略）を操作し、液晶パネル１０の欠陥検出を実行する旨の設定入力を実施する。そして、制御装置６の制御部６１は、操作部から出力される操作信号に応じて、メモリ６２に記憶された制御プログラムを読み出し、制御プログラムにしたがって、以下に示すように、液晶パネル１０の欠陥検出処理を実行する。
【００４２】
先ず、制御部６１は、光源装置２１を点灯させ、光源装置２１から射出された光束を液晶パネル１０に導入し、制御部６１の画像表示制御部６１１は、液晶パネル１０に検査画像を表示させる制御信号をパネル制御装置５に出力する。この処理によってスクリーン３には、液晶パネル１０を透過した検査画像が投影表示される。この状態において、制御部６１の画像データ取得部６１２は、ＣＣＤカメラ４に所定の制御信号を出力してＣＣＤカメラ４にスクリーン３の投射面を撮像させ検査画像データＰを取得する（処理ＳＴ１：検査画像データ取得工程）。そして、画像データ取得部６１２は、取得した検査画像データＰをメモリ６２に記憶させる。
処理ＳＴ１の後、制御部６１の背景画像生成部６１３は、メモリ６２に記憶された検査画像データＰを読み出し、この検査画像データＰに基づいて背景画像データＰ’を生成する（処理ＳＴ２：背景画像生成工程）。
【００４３】
図９は、背景画像生成工程ＳＴ２を説明するフローチャートである。
処理ＳＴ２では、先ず、背景画像生成部６１３のエリア情報判定部６１３Ａは、メモリ６２に記憶されたパターンフィルタデータ６２１を読み出し、パターンフィルタデータ６２１に格納されたパターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８を、部分画像データＱに適用する。具体的には、エリア情報判定部６１３Ａは、図１０に示すような任意の着目画素を中心とする９×９の部分画像データＱにおける各画素の輝度値（図中の数値）に対し、図４に示す各パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８の対応する係数を掛け合わせるとともに、掛け合わせた値を合計する。この合計値は、以下の表に一例を示すように、一つの部分画像データＱに対し、各パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８ごとに算出される。
これに続いてエリア情報判定部６１３Ａは、各画素の輝度値と係数とを掛け合わせた合計値が、所定の閾値（例えば、０．５）を超えるか否かを判定するとともに、合計値が閾値よりも小さい場合には、当該部分画像Ｑを中間部画像データＱ１と判定する。一方、合計値が閾値を超えた場合には、当該部分画像Ｑを周辺部画像データＱ２と判定するとともに、合計値が最大となるパターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８を判別し、その最大となるパターンフィルタに対応する位置と、周辺部画像データＱ２の位置とを関連づけて、エリア情報としてメモリ６２に記憶させる（処理ＳＴ２１：エリア情報判定工程）。
【００４４】
以上のように処理ＳＴ２１では、部分画像データＱが中間部画像データＱ１であるか周辺部画像データＱ２であるかが判定されるとともに、周辺部画像データＱ２である場合には、検査対象部Ｐ１の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部のいずれの位置の画像であるかが判定される。具体的には、図１０に部分画像１として例示する部分画像データＱの場合において、パターンＡである上辺部判定用パターンフィルタＰＴ１を適用したときの合計値（0.932785）が、閾値を超えかつ最大であることから、検査対象部Ｐ１の上辺部（パターンＡ）の周辺部画像データＱ２であると判定される。また、図１０に部分画像２として例示する部分画像データＱの場合において、パターンＥである上左隅部判定用パターンフィルタＰＴ５を適用したときの合計値（0.877976）が、閾値を超えかつ最大であることから、検査対象部Ｐ１の上左隅部（パターンＥ）の周辺部画像データＱ２であると判定される。一方、図１０に部分画像３として例示する部分画像データＱの場合において、各パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８（パターンＡ〜パターンＨ）を適用したときの合計値が、閾値を超えないことから、中間部画像データＱ１（外周以外）であると判定される。
【００４５】
【表１】
【００４６】
処理ＳＴＳＴ２１の後、背景画像生成部６１３のフィルタ適用画素判定部６１３Ｂは、部分画像データＱの各画素の輝度値に基づいてフィルタ適用画素を判定し、判定したフィルタ適用画素の位置情報をメモリ６２に記憶させる（処理ＳＴ２２：フィルタ適用画素判定工程）。
この処理ＳＴ２２では、部分画像データＱの各画素の輝度値からそれらの平均輝度値を算出し、算出した平均輝度値よりも小さな輝度値である下限閾値と平均輝度値よりも大きな輝度値である上限閾値とを設定し、これらの下限閾値と上限閾値との間（所定輝度範囲内）に各画素の輝度値があるか否かを判定する。そして、下限閾値と上限閾値との間に収まる輝度値を有した画素をフィルタ適用画素として判定する。具体的には、図１０の部分画像１であれば、算出された平均輝度値（79.0）に対し、下限閾値を平均輝度値−２０（59.0）に設定し、上限閾値を平均輝度値＋４０（ 119.0）に設定した結果、図１１の部分画像１において、ハッチングで示す画素がフィルタ適用画素として判定される。また、図１０の部分画像２であれば、算出された平均輝度値（61.9）に対し、下限閾値を平均輝度値−２０（41.9）に設定し、上限閾値を平均輝度値＋４０（ 101.9）に設定した結果、図１１の部分画像２において、ハッチングで示す画素がフィルタ適用画素として判定される。また、図１０の部分画像３であれば、算出された平均輝度値（ 127.9）に対し、下限閾値を平均輝度値−２０（ 107.9）に設定し、上限閾値を平均輝度値＋４０（ 167.9）に設定した結果、図１１の部分画像３において、ハッチングで示す画素がフィルタ適用画素として判定される。
【００４７】
処理ＳＴ２２の後、背景画像生成部６１３の背景輝度値算出部６１３Ｃは、メモリ６２に記憶された部分画像データＱのエリア情報、フィルタ適用画素の位置情報、および平滑フィルタデータ６２２とを読み出し、平滑フィルタデータ６２２に格納された平滑フィルタＦ１〜Ｆ９をエリア情報に応じて選択し、選択した平滑フィルタを部分画像データＱのフィルタ適用画素に適用する（処理ＳＴ２３：平滑フィルタ適用工程）。
具体的には、背景輝度値算出部６１３Ｃは、部分画像データＱが中間部画像データＱ１である場合には、平滑フィルタＦ９を選択し、部分画像データＱが周辺部画像データＱ２である場合には、平滑フィルタＦ１〜Ｆ８のうち、周辺部画像データＱ２の位置に応じた平滑フィルタを選択する。そして、部分画像データＱにおけるフィルタ適用画素と、これらの画素位置に対応した平滑フィルタＦ１〜Ｆ９の係数とを掛け合わせてるとともに、掛け合わせた値を合計する。さらに、掛け合わせたフィルタ適用画素の輝度値と平滑フィルタＦ１〜Ｆ９の係数との合計値を、掛けた平滑フィルタＦ１〜Ｆ９の係数の和で除することで、部分画像データＱにおける着目画素の背景輝度値を算出する。
そして、背景画像生成部６１３は、検査画像データＰにおける検査対象部Ｐ１の全画素をそれぞれ着目画素とし、この着目画素を中心とする部分画像データＱに対して上記ＳＴ２１〜ＳＴ２３の各工程を繰り返して全画素の背景輝度値を算出し、この背景輝度値に基づく背景画像データＰ’を生成し、生成した背景画像データＰ’をメモリ６２に記憶させる。
【００４８】
以上のような処理ＳＴ２の後、制御部６１のシェーディング補正部６１４は、以下に示すように、シェーディング補正を実施する（処理ＳＴ３：シェーディング補正工程）。
図１２は、シェーディング補正工程ＳＴ３を説明するための図である。
具体的に、図１２（Ａ）は、処理ＳＴ１において画像データ取得部６１２にて取得した検査画像データＰを示している。図１２（Ｂ）は、処理ＳＴ２において背景画像生成部６１３にて生成された背景画像データＰ’を示している。図１２（Ｃ）は、処理ＳＴ３において差分画像データ生成部６１４Ａにて生成された差分画像データＲを示している。また、図１２において上方側の図は、検査画像データＰ、背景画像データＰ’、および差分画像データＲに基づく各画像を示している。図１２において下方側の図は、上方側の図における所定の水平ラインＨＬ上での画素毎の輝度値（画素値）を示している。すなわち、横軸が画素位置を示し、縦軸が輝度値を示している。
【００４９】
処理ＳＴ３では、差分画像データ生成部６１４Ａは、メモリ６２に記憶された検査画像データＰおよび背景画像データＰ’を読み出し、対応する画素毎に、検査画像データＰの各画素値から背景画像データＰ’の各画素値の差分をとり、差分画像データＲを生成する。そして、差分画像データ生成部６１４Ａは、生成した差分画像データＲをメモリ６２に記憶させる。
そして、シェーディング補正工程ＳＴ３により、図１２（Ｃ）に示すように、シェーディングが除去された差分画像データＲが生成される。
【００５０】
処理ＳＴ３の後、制御部６１の欠陥検出部６１５は、メモリ６２に記憶された差分画像データＲを読み出し、差分画像データＲに基づいて、表示欠陥成分を強調する一般的な欠陥強調処理を実施し、表示欠陥である画素位置を特定する（処理ＳＴ４：欠陥検出工程）。
例えば、欠陥検出部６１５は、所定のフィルタを用い、差分画像データＲにおける画素毎に、注目する画素に対して水平方向および垂直方向に位置する各画素の画素値を積算する。そして、欠陥検出部６１５は、画素毎に積算された各積算値を予め設定された閾値と比較することで、表示欠陥成分である画素位置を特定する。
【００５１】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、検査画像データ取得工程ＳＴ１にて取得した検査画像データＰに基づき、背景画像生成工程ＳＴ２にて検査画像データＰから背景画像データＰ’を生成し、シェーディング補正工程ＳＴ３にて検査画像データＰと背景画像データＰ’との差分をとって差分画像データＲを生成してシェーディングを除去することにより、検査画像データＰと背景画像データＰ’との間で画素位置がずれることがなく、互いに対応する画素間で差分をとることができるとともに、照明の条件のばらつき等の影響も排除してシェーディングカーブを合致させることもでき、検査画像データＰからシェーディングを適切に除去することができる。従って、微小なコントラストである表示欠陥を精度よく検出することができる。
【００５２】
また、背景画像生成工程ＳＴ２において、エリア情報判定工程ＳＴ２１にて部分画像データＱが中間部画像データＱ１であるか周辺部画像データＱ２であるかを判断するとともに、平滑フィルタ適用工程ＳＴ２３にて周辺部画像データＱ２に対しては、周辺部画像用の平滑フィルタＦ１〜Ｆ８を適用することで、検査対象部Ｐ１の外周部におけるシェーディング補正の精度を向上させることができる。
さらに、背景画像生成工程ＳＴ２のフィルタ適用画素判定工程ＳＴ２２において、下限閾値と上限閾値との間に収まらない輝度値を有した画素を除外することで、表示欠陥の可能性がある画素や、非透過部あるいは非発光部である検査非対象部Ｐ２の画素をフィルタ適用画素から除外することで、背景画像データＰ’に欠陥成分が含まれることなく、この背景画像データＰ’と検査画像データＰとの差分をとった差分画像データＲから欠陥成分を除去してしまうことが防止できる。
【００５３】
また、平滑フィルタ適用工程ＳＴ２３において、周辺部画像データＱ２が検査対象部Ｐ１の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部のいずれの位置の画像であるかに応じて、８種類の平滑フィルタＦ１〜Ｆ８から適宜選択した平滑フィルタを適用することで、検査対象部Ｐ１と検査非対象部Ｐ２との境界部分を強調した背景画像データＰ’を生成することができ、検査対象部Ｐ１の外周部におけるシェーディング除去精度をさらに高めることができる。
【００５４】
[第２実施形態]
本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
第２実施形態は、平滑フィルタの構成が前記第１実施形態と相違し、欠陥検出装置１の構成や、欠陥検出方法等は第１実施形態と略同様である。以下、相違点について詳しく説明する。
図１３は、第２実施形態の平滑フィルタＦ１１〜Ｆ１４を示す図である。
４種類の平滑フィルタＦ１１〜Ｆ１４は、メモリ６２に記憶された平滑フィルタデータ６２２に格納されており、これらのうち、平滑フィルタＦ１１〜Ｆ１３の３種類（第１〜第３の平滑フィルタ）は、前記パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８によって判定された上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の各位置における周辺部画像データＱ２に対して平滑化を行うもので、平滑フィルタＦ１４は、前記平滑フィルタＦ９と同一のものであり、中間部画像データＱ１に対して平滑化を行うものである。
【００５５】
第１平滑フィルタＦ１１は、検査対象部Ｐ１の上辺部および下辺部の周辺部画像データＱ２に対応したものであり、上から５行目の各係数が最大の値（ 5.0）に設定されるとともに、上から４行目までの各係数が５行目の係数よりも小さくかつ上の行ほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.7）ように設定され、上から６行目から９行目の各係数が５行目の係数よりも小さくかつ下の行ほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.7）ように設定されたフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、第１平滑フィルタＦ１１における上から５行目の中央の係数は、周辺部画像データＱ２の着目画素に対応したものであり、最大の値に設定された上から５行目の各係数は、着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理する（重み付けを強める）ように設定されている。そして、第１平滑フィルタＦ１１における上から４行目までの各係数、および上から６行目から９行目の各係数は、着目画素を含んで左右に並ぶ各画素（５行目の各画素）から上側および下側にそれぞれ離れた画素ほど弱調処理する（重み付けを弱める）ように設定されている。
【００５６】
第２平滑フィルタＦ１２は、検査対象部Ｐ１の左縦辺部および右縦辺部の周辺部画像データＱ２に対応したものであり、左から５列目の各係数が最大の値（ 5.0）に設定されるとともに、左から４列目までの各係数が５列目の係数よりも小さくかつ左の列ほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.7）ように設定され、右から４列目までの各係数が５列目の係数よりも小さくかつ右の列ほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.7）ように設定されたフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、第２平滑フィルタＦ１２における左から５列目の中央の係数は、周辺部画像データＱ２の着目画素に対応したものであり、最大の値に設定された左から５列目の各係数は、着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理する（重み付けを強める）ように設定されている。そして、第２平滑フィルタＦ１２における左から４列目までの各係数、および右から４列目までの各係数は、着目画素を含んで上下に並ぶ各画素（５列目の各画素）から左側および右側にそれぞれ離れた画素ほど弱調処理する（重み付けを弱める）ように設定されている。
【００５７】
第３平滑フィルタＦ１３は、検査対象部Ｐ１の上左隅部、上右隅部、下左隅部および上右隅部の周辺部画像データＱ２に対応したものであり、上から５行目で左から５列目（中央）の係数が最大の値（ 5.0）に設定されるとともに、この中央の係数よりも径方向外側に向かうほど徐々に小さな値になる（4.4〜0.1）ようなフィルタ配列を有して構成されている。すなわち、第３平滑フィルタＦ１３における中央の係数は、周辺部画像データＱ２の着目画素に対応したものであり、着目画素を強調処理する（重み付けを強める）ように設定され、着目画素よりも径方向外側に離れた画素ほど弱調処理する（重み付けを弱める）ように設定されている。
【００５８】
上述した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて以下の効果がある。
また、周辺部画像データＱ２が検査対象部Ｐ１の上辺部、下辺部、左縦辺部、右縦辺部、上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部のいずれの位置の画像であるかに応じて、３種類の平滑フィルタＦ１１〜Ｆ１３から適宜選択した平滑フィルタを適用することで、検査対象部Ｐ１と検査非対象部Ｐ２との境界部分を強調した背景画像データＰ’を生成することができ、少ない平滑フィルタであっても検査対象部Ｐ１の外周部におけるシェーディング除去精度をさらに高めることができる。
【００５９】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、周辺部画像データＱ２用の平滑フィルタとして８種類の平滑フィルタＦ１〜Ｆ８、または３種類の平滑フィルタＦ１１〜Ｆ１３を予め準備したが、平滑フィルタの数やそのフィルタ配列は特に限定されず、隅部を含めた上辺部および下辺部用の平滑フィルタと縦辺部用の平滑フィルタとからなる２種類の平滑フィルタを適用してもよい。さらに、周辺部画像データＱ２に対して４種類〜７種類の平滑フィルタを適用してもよく、９種類以上の平滑フィルタを適用してもよい。
【００６０】
また、前記実施形態では、部分画像データＱが検査対象部Ｐ１のいずれの位置の画像であるかのエリア情報を判定する方法として、パターンフィルタＰＴ１〜ＰＴ８を適用するとともに閾値を用いたが、エリア情報の判定は、パターンマッチングによるものに限られず、その他の適宜な方法が採用可能である。
また、前記実施形態では、部分画像データＱとして、９×９の８１個の画素から構成された画像サイズを採用したが、これに限らず、部分画像のサイズとしては、３×３や５×５、７×７などの任意の画像サイズが採用可能である。
また、前記実施形態において、パターンフィルタや平滑フィルタに用いた係数は、一つの例示であり、これらのフィルタの係数は、任意に設定することができる。
【００６１】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の欠陥検出装置の構成を示す図。
【図２】前記欠陥検出装置における制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】前記欠陥検出装置で撮像した撮像画像を示す図。
【図４】前記制御装置に記憶されたパターンフィルタを示す図。
【図５】前記制御装置に記憶された平滑フィルタを示す図。
【図６】前記制御装置に記憶された平滑フィルタを示す図。
【図７】前記制御装置に記憶された平滑フィルタを示す図。
【図８】前記欠陥検出装置における欠陥検出方法を説明するフローチャート。
【図９】前記欠陥検出方法における背景画像生成手順を説明するフローチャート。
【図１０】前記背景画像生成手順における部分画像を説明するための図。
【図１１】前記部分画像におけるフィルタ適用画素を説明するための図。
【図１２】前記欠陥検出装置におけるシェーディング補正工程を説明するための図。
【図１３】第２実施形態の平滑フィルタを示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１…欠陥検出装置、１０…液晶パネル（表示デバイス）、２１…光源装置、４…ＣＣＤカメラ（撮像装置）、６…制御装置、６１…制御部、６２…メモリ（データ記憶部）、６１１…画像表示制御部、６１２…画像データ取得部、６１３…背景画像生成部、６１４…シェーディング補正部、６１５…欠陥検出部、６１３Ａ…エリア情報判定部、６１３Ｂ…フィルタ適用画素判定部、６１３Ｃ…背景輝度値算出部、６２１…パターンフィルタデータ、６２２…平滑フィルタデータ、Ｆ１〜Ｆ９，Ｆ１１〜Ｆ１４…平滑フィルタ、ＰＴ１〜ＰＴ８…パターンフィルタ、Ｐ…検査画像データ（撮像画像）、Ｐ１…検査対象部、Ｐ２…検査非対象部、Ｐ’…背景画像データ（背景画像）、Ｑ…部分画像データ（部分画像）、Ｑ１…中間部画像データ（中間部画像）、Ｑ２…周辺部画像データ（周辺部画像）、Ｒ…差分画像データ（差分画像）、ＳＴ１…検査画像データ取得工程、ＳＴ２…背景画像生成工程、ＳＴ２１…エリア情報判定工程、ＳＴ２２…フィルタ適用画素判定工程、ＳＴ２３…平滑フィルタ適用工程、ＳＴ３…シェーディング補正工程、ＳＴ４…欠陥検出工程。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像と、前記撮像画像から生成した背景画像と、の差分をとることで前記撮像画像からシェーディングを除去するシェーディング補正方法であって、
前記撮像画像の中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定工程と、
前記部分画像中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定工程と、
前記中間部画像に対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像に対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の予め準備した平滑フィルタから前記エリア情報に基づいて平滑フィルタを選択するとともに、選択した平滑フィルタを前記部分画像の前記適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出工程とを備え、
前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として前記エリア情報判定工程、前記適用画素判定工程および前記背景輝度値算出工程を実行して前記背景画像を生成することを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項２】
請求項１に記載のシェーディング補正方法において、
前記エリア情報判定工程では、
前記部分画像が前記検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部および右縦辺部のいずれの位置の周辺部画像か、または前記部分画像が前記検査対象部の上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の四隅いずれの位置の周辺部画像かのエリア情報を判定し、
前記周辺部画像用平滑フィルタは、
前記上辺部および下辺部の周辺部画像に対応した第１周辺部画像用平滑フィルタと、
前記左縦辺部および右縦辺部の周辺部画像に対応した第２周辺部画像用平滑フィルタと、
前記四隅の周辺部画像に対応した第３周辺部画像用平滑フィルタと、
を含んだ少なくとも３種類が予め準備され、
前記背景輝度値算出工程では、
前記上辺部および下辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記第１周辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記左縦辺部および右縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に第２周辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記四隅の周辺部画像の前記適用画素に第３周辺部画像用平滑フィルタを適用して各々の周辺部画像における前記着目画素の背景輝度値を算出することを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項３】
請求項２に記載のシェーディング補正方法において、
前記第１周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から上側および下側に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記第２周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から左側および右側に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記第３周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から径方向に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成されていることを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項４】
請求項１に記載のシェーディング補正方法において、
前記エリア情報判定工程では、
前記部分画像が前記検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部および右縦辺部のいずれの位置の周辺部画像か、または前記部分画像が前記検査対象部の上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の四隅いずれの位置の周辺部画像かのエリア情報を判定し、
前記周辺部画像用平滑フィルタは、
前記上辺部の周辺部画像に対応した上辺部画像用平滑フィルタと、
前記下辺部の周辺部画像に対応した下辺部画像用平滑フィルタと、
前記左縦辺部の周辺部画像に対応した左縦辺部画像用平滑フィルタと、
前記右縦辺部の周辺部画像に対応した右縦辺部画像用平滑フィルタと、
前記上左隅部の周辺部画像に対応した上左隅部画像用平滑フィルタと、
前記上右隅部の周辺部画像に対応した上右隅部画像用平滑フィルタと、
前記下左隅部の周辺部画像に対応した下左隅部画像用平滑フィルタと、
前記下右隅部の周辺部画像に対応した下右隅部画像用平滑フィルタと、
を含んだ少なくとも８種類が予め準備され、
前記背景輝度値算出工程では、
前記上辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記上辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記下辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記下辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記左縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記左縦辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記右縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記右縦辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記上左隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記上左隅部画像用平滑フィルタを適用し、
前記上右隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記上右隅部画像用平滑フィルタを適用し、
前記下左隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記下左隅部画像用平滑フィルタを適用し、
前記下右隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記下右隅部画像用平滑フィルタを適用して各々の周辺部画像における前記着目画素の背景輝度値を算出することを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項５】
請求項４に記載のシェーディング補正方法において、
前記上辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から下側に離れた画素ほど弱調処理し、前記左右に並ぶ各画素よりも上側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記下辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から上側に離れた画素ほど弱調処理し、前記左右に並ぶ各画素よりも下側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記左縦辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から右側に離れた画素ほど弱調処理し、前記上下に並ぶ各画素よりも左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記右縦辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から左側に離れた画素ほど弱調処理し、前記上下に並ぶ各画素よりも右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記上左隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から下側かつ右側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも上側の画素および左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記上右隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から下側かつ左側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも上側の画素および右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記下左隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から上側かつ右側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも下側の画素および左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記下右隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から上側かつ左側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも下側の画素および右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成されていることを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のシェーディング補正方法において、
前記エリア情報判定工程では、
予め準備した上辺部判定用パターンフィルタ、下辺部判定用パターンフィルタ、左縦辺部判定用パターンフィルタ、右縦辺部判定用パターンフィルタ、上左隅部判定用パターンフィルタ、上右隅部判定用パターンフィルタ、下左隅部判定用パターンフィルタ、下右隅部判定用パターンフィルタからなる８種類のパターンフィルタを用い、各パターンフィルタを前記部分画像に適用して前記エリア情報を判定することを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項７】
検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
前記表示デバイスを撮像して撮像画像を取得する撮像画像取得工程と、
前記撮像画像から背景画像を生成する背景画像生成工程と、
前記撮像画像と前記背景画像との差分をとることで前記撮像画像からシェーディングを除去した差分画像を生成するシェーディング補正工程と、
前記差分画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出工程とを備え、
前記背景画像生成工程は、
前記撮像画像の中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定工程と、
前記部分画像中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定工程と、
前記中間部画像に対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像に対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の予め準備した平滑フィルタから前記エリア情報に基づいて平滑フィルタを選択するとともに、選択した平滑フィルタを前記部分画像の適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出工程とを備えるとともに、
前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として前記エリア情報判定工程、前記適用画素判定工程および前記背景輝度値算出工程を実行して背景画像を生成することを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項８】
検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出装置であって、
前記表示デバイスに光束を照射する光源装置と、
前記表示デバイスを介した光束を撮像する撮像装置と、
前記表示デバイスおよび前記撮像装置を駆動制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記表示デバイスを駆動して検査画像を表示させる画像表示制御部と、
前記表示デバイスに表示された検査画像を前記撮像装置に撮像させて撮像画像データを取得する画像データ取得部と、
前記撮像画像データから背景画像データを生成する背景画像データ生成部と、
前記撮像画像データと前記背景画像データとの差分をとることで前記撮像画像データからシェーディングを除去した差分画像データを生成するシェーディング補正部と、
前記差分画像データに基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出部と、
各種データを記憶するデータ記憶部とを備え、
前記背景画像データ生成部には、
前記撮像画像データの中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定部と、
前記部分画像データ中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定部と、
前記エリア情報に基づいて前記データ記憶部から読み出した平滑フィルタデータを前記部分画像データの適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出部とが設けられ、
前記データ記憶部には、
前記中間部画像データに対応した中間部画像用平滑フィルタデータと、前記周辺部画像データに対応した周辺部画像用平滑フィルタデータとを含んだ少なくとも２種類の平滑フィルタデータが記憶されていることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の欠陥検出装置を駆動制御する欠陥検出装置の制御方法プログラムであって、
前記欠陥検出装置を構成する制御装置に、
撮像画像データの中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報の判定と、
前記部分画像データ中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かの判定、および所定輝度範囲内にあると判定した適用画素の記録と、
前記中間部画像データに対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像データに対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の平滑フィルタから前記エリア情報に基づいた平滑フィルタの選択と、
前記選択した平滑フィルタを前記部分画像データの前記適用画素に適用することによる前記着目画素の背景輝度値の算出と、
前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として背景輝度値を算出することによる前記背景画像の生成と、
を実行させることを特徴とする欠陥検出装置の制御方法プログラム。
【請求項１】
検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像と、前記撮像画像から生成した背景画像と、の差分をとることで前記撮像画像からシェーディングを除去するシェーディング補正方法であって、
前記撮像画像の中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定工程と、
前記部分画像中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定工程と、
前記中間部画像に対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像に対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の予め準備した平滑フィルタから前記エリア情報に基づいて平滑フィルタを選択するとともに、選択した平滑フィルタを前記部分画像の前記適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出工程とを備え、
前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として前記エリア情報判定工程、前記適用画素判定工程および前記背景輝度値算出工程を実行して前記背景画像を生成することを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項２】
請求項１に記載のシェーディング補正方法において、
前記エリア情報判定工程では、
前記部分画像が前記検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部および右縦辺部のいずれの位置の周辺部画像か、または前記部分画像が前記検査対象部の上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の四隅いずれの位置の周辺部画像かのエリア情報を判定し、
前記周辺部画像用平滑フィルタは、
前記上辺部および下辺部の周辺部画像に対応した第１周辺部画像用平滑フィルタと、
前記左縦辺部および右縦辺部の周辺部画像に対応した第２周辺部画像用平滑フィルタと、
前記四隅の周辺部画像に対応した第３周辺部画像用平滑フィルタと、
を含んだ少なくとも３種類が予め準備され、
前記背景輝度値算出工程では、
前記上辺部および下辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記第１周辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記左縦辺部および右縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に第２周辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記四隅の周辺部画像の前記適用画素に第３周辺部画像用平滑フィルタを適用して各々の周辺部画像における前記着目画素の背景輝度値を算出することを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項３】
請求項２に記載のシェーディング補正方法において、
前記第１周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から上側および下側に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記第２周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から左側および右側に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記第３周辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から径方向に離れた画素ほど弱調処理するフィルタ配列を有して構成されていることを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項４】
請求項１に記載のシェーディング補正方法において、
前記エリア情報判定工程では、
前記部分画像が前記検査対象部の上辺部、下辺部、左縦辺部および右縦辺部のいずれの位置の周辺部画像か、または前記部分画像が前記検査対象部の上左隅部、上右隅部、下左隅部および下右隅部の四隅いずれの位置の周辺部画像かのエリア情報を判定し、
前記周辺部画像用平滑フィルタは、
前記上辺部の周辺部画像に対応した上辺部画像用平滑フィルタと、
前記下辺部の周辺部画像に対応した下辺部画像用平滑フィルタと、
前記左縦辺部の周辺部画像に対応した左縦辺部画像用平滑フィルタと、
前記右縦辺部の周辺部画像に対応した右縦辺部画像用平滑フィルタと、
前記上左隅部の周辺部画像に対応した上左隅部画像用平滑フィルタと、
前記上右隅部の周辺部画像に対応した上右隅部画像用平滑フィルタと、
前記下左隅部の周辺部画像に対応した下左隅部画像用平滑フィルタと、
前記下右隅部の周辺部画像に対応した下右隅部画像用平滑フィルタと、
を含んだ少なくとも８種類が予め準備され、
前記背景輝度値算出工程では、
前記上辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記上辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記下辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記下辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記左縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記左縦辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記右縦辺部の周辺部画像の前記適用画素に前記右縦辺部画像用平滑フィルタを適用し、
前記上左隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記上左隅部画像用平滑フィルタを適用し、
前記上右隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記上右隅部画像用平滑フィルタを適用し、
前記下左隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記下左隅部画像用平滑フィルタを適用し、
前記下右隅部の周辺部画像の前記適用画素に前記下右隅部画像用平滑フィルタを適用して各々の周辺部画像における前記着目画素の背景輝度値を算出することを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項５】
請求項４に記載のシェーディング補正方法において、
前記上辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から下側に離れた画素ほど弱調処理し、前記左右に並ぶ各画素よりも上側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記下辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の左右に並ぶ各画素を強調処理し、前記左右に並ぶ各画素から上側に離れた画素ほど弱調処理し、前記左右に並ぶ各画素よりも下側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記左縦辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から右側に離れた画素ほど弱調処理し、前記上下に並ぶ各画素よりも左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記右縦辺部画像用平滑フィルタは、前記着目画素および着目画素の上下に並ぶ各画素を強調処理し、前記上下に並ぶ各画素から左側に離れた画素ほど弱調処理し、前記上下に並ぶ各画素よりも右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記上左隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から下側かつ右側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも上側の画素および左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記上右隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から下側かつ左側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも上側の画素および右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記下左隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から上側かつ右側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも下側の画素および左側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成され、
前記下右隅部画像用平滑フィルタは、前記着目画素を強調処理し、前記着目画素から上側かつ左側の径方向に離れた画素ほど弱調処理し、前記着目画素よりも下側の画素および右側の画素を除外処理するフィルタ配列を有して構成されていることを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のシェーディング補正方法において、
前記エリア情報判定工程では、
予め準備した上辺部判定用パターンフィルタ、下辺部判定用パターンフィルタ、左縦辺部判定用パターンフィルタ、右縦辺部判定用パターンフィルタ、上左隅部判定用パターンフィルタ、上右隅部判定用パターンフィルタ、下左隅部判定用パターンフィルタ、下右隅部判定用パターンフィルタからなる８種類のパターンフィルタを用い、各パターンフィルタを前記部分画像に適用して前記エリア情報を判定することを特徴とするシェーディング補正方法。
【請求項７】
検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出方法であって、
前記表示デバイスを撮像して撮像画像を取得する撮像画像取得工程と、
前記撮像画像から背景画像を生成する背景画像生成工程と、
前記撮像画像と前記背景画像との差分をとることで前記撮像画像からシェーディングを除去した差分画像を生成するシェーディング補正工程と、
前記差分画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出工程とを備え、
前記背景画像生成工程は、
前記撮像画像の中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定工程と、
前記部分画像中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定工程と、
前記中間部画像に対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像に対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の予め準備した平滑フィルタから前記エリア情報に基づいて平滑フィルタを選択するとともに、選択した平滑フィルタを前記部分画像の適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出工程とを備えるとともに、
前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として前記エリア情報判定工程、前記適用画素判定工程および前記背景輝度値算出工程を実行して背景画像を生成することを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項８】
検査対象の表示デバイスの表示画像を撮像して取得した撮像画像に基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出装置であって、
前記表示デバイスに光束を照射する光源装置と、
前記表示デバイスを介した光束を撮像する撮像装置と、
前記表示デバイスおよび前記撮像装置を駆動制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記表示デバイスを駆動して検査画像を表示させる画像表示制御部と、
前記表示デバイスに表示された検査画像を前記撮像装置に撮像させて撮像画像データを取得する画像データ取得部と、
前記撮像画像データから背景画像データを生成する背景画像データ生成部と、
前記撮像画像データと前記背景画像データとの差分をとることで前記撮像画像データからシェーディングを除去した差分画像データを生成するシェーディング補正部と、
前記差分画像データに基づいて前記表示デバイスの表示欠陥を検出する欠陥検出部と、
各種データを記憶するデータ記憶部とを備え、
前記背景画像データ生成部には、
前記撮像画像データの中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報を判定するエリア情報判定部と、
前記部分画像データ中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かを判定して所定輝度範囲内にあると判定した適用画素を記録する適用画素判定部と、
前記エリア情報に基づいて前記データ記憶部から読み出した平滑フィルタデータを前記部分画像データの適用画素に適用して前記着目画素の背景輝度値を算出する背景輝度値算出部とが設けられ、
前記データ記憶部には、
前記中間部画像データに対応した中間部画像用平滑フィルタデータと、前記周辺部画像データに対応した周辺部画像用平滑フィルタデータとを含んだ少なくとも２種類の平滑フィルタデータが記憶されていることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の欠陥検出装置を駆動制御する欠陥検出装置の制御方法プログラムであって、
前記欠陥検出装置を構成する制御装置に、
撮像画像データの中で任意の着目画素を含む所定サイズの部分画像が、前記表示デバイスの検査対象部の画像のみで構成された中間部画像であるか、前記検査対象部外側の検査非対象部の画像を含んで構成された周辺部画像であるかのエリア情報の判定と、
前記部分画像データ中の各画素ごとの輝度値が所定輝度範囲内にあるか否かの判定、および所定輝度範囲内にあると判定した適用画素の記録と、
前記中間部画像データに対応した中間部画像用平滑フィルタと前記周辺部画像データに対応した周辺部画像用平滑フィルタとを含んだ少なくとも２種類の平滑フィルタから前記エリア情報に基づいた平滑フィルタの選択と、
前記選択した平滑フィルタを前記部分画像データの前記適用画素に適用することによる前記着目画素の背景輝度値の算出と、
前記検査対象部の複数の画素をそれぞれ着目画素として背景輝度値を算出することによる前記背景画像の生成と、
を実行させることを特徴とする欠陥検出装置の制御方法プログラム。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図３】
【公開番号】特開２００８−３０６３（Ｐ２００８−３０６３Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７５７４４（Ｐ２００６−１７５７４４）
【出願日】平成１８年６月２６日（２００６．６．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２６日（２００６．６．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]