表示装置の検査方法、検査装置及び評価方法
【課題】表示装置の表示むらを高精度で検査する。
【解決手段】色むら及び／又は輝度むらを含む表示むらについての検査を行う表示装置の検査方法であって、むら領域２２と周辺部分２１、２３との色及び／又は輝度の変化の大きさと、面内におけるむら領域２２の幾何学的な大きさとの両者を用いて解析することを特徴とする表示装置の検査方法。
【解決手段】色むら及び／又は輝度むらを含む表示むらについての検査を行う表示装置の検査方法であって、むら領域２２と周辺部分２１、２３との色及び／又は輝度の変化の大きさと、面内におけるむら領域２２の幾何学的な大きさとの両者を用いて解析することを特徴とする表示装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子などの表示素子の色むら及び／又は輝度むらの検査方法、検査装置、及び評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶表示素子、カラーＣＲＴ等の表示素子の量産工程における色むらの検査は、限度見本との比較による官能検査が主として行われてきた。人が直接視認するので実際の使用状態に近い検査であって簡便な手法である。これを従来例１と呼ぶ。一方、色むらの客観的な検査方法の一つに面内での比較を行う方法がある。
【０００３】例えば、色むらを検査する場合に、画面全体を白色に表示し、カラー撮像素子などを用いて面内の各部分の色あいを測定し、面内における白色との最大色差（ΔＥｕｖ* 又はΔＥａｂ* ）が幾つ以下であればよいというような検査手法が提案されている。画面上の数点の色、明るさを測定し、そのばらつき、最大−最小の差などを規格化して用いる。例えば、特開平１−２２５２９６号公報、特開平３−１０１５８３号公報、特開平３−２９１０９３号公報に示された手法である。これを従来例２と呼ぶ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】両者を比較すると、従来例１の官能検査では微妙なむらを検出できることもあるが、検査員による個人差や疲労具合等によるばらつきが大きく客観的な検査を連続して行うことが困難である。一方、従来例２のカラー撮像素子などを用いて面内の各部分の色を測定して、検査する方法は、ばらつきを抑えて、安定した検査が期待できるものの、例えば白との色度差が同じであれば、赤い部分と青い部分が混在していてもむらとして検出できない。また、面内における最大色差が同じであっても、その分布具合によってむらに対する人の感じ方が変わる問題もある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、表示むら、すなわち色むら及び／又は輝度むらに対する人の視覚特性を測定した。その結果、視覚特性においては、むらに相当する部分と周辺部分との色の変化量が主要なパラメータであることを確認した。本発明では、色の違い（ΔＥ* ）のみではなく、さらにその空間的変化及び面内における平均値に着目し、ΔＥ* の空間的変化と視角との関係をにおける色むら及び／又は輝度むらの新しい評価方法、検査方法を提供する。本発明において表示むらとは具体的には、輝度むらまたは色むらであり、さらに、輝度むらと色むらとが混在したものを含むものとする。
【０００６】すなわち、請求項１は、表示装置の表示画像を撮像手段によって撮像し、撮像画像を形成し、表示画像の表示むらの検査を行う表示装置の検査方法において、撮像画像に存在する表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとを用いて数値演算することを特徴とする表示装置の検査方法を提供する。この場合、表示画像を人の感じる色及び／又は輝度に相当する中間画像にいったん変換し、その中間画像の空間微分の要素により検査を行うようにする。ここで、幾何学的大きさとは色むらの領域の面内における周期的な位置をも含むものとする。
【０００７】請求項２は、表示むらとして輝度むらを対象とし、輝度むらの尺度として、明度指数（Ｌ* ）を用い、明度指数をパラメータとした撮像画像の空間微分の要素を用いることを特徴とする請求項１記載の表示装置の検査方法を提供する。
【０００８】請求項３は、表示むらとして色むらを対象とし、色むらの尺度として、色度（ｕ’、ｖ’、又はそれらの組み合わせ）又は色空間座標（ｕ* 、ｖ* 、又はそれらの組み合わせ、又はａ* 、ｂ* 、又はそれらの組み合わせ）の関数を用い、それをパラメータとした撮像画像の空間微分の要素を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置の検査方法を提供する。
【０００９】請求項４は、撮像手段の解像度に応じた空間オペレータによる縦微分の画像、横微分の画像の和を算出して数値演算することを特徴とする請求項１、２又は３記載の表示装置の検査方法を提供する。
【００１０】請求項５は、表示装置の表示むらの評価方法であって、表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとの両者をパラメータとする複数のむらパターンを準備し、個々のむらパターンごとに表示装置に表示することを特徴とする表示装置の評価方法を提供する。そして、個々のむらパターンを被験者、または被験者に代わる検査装置が検知しうるか否かの結果を得て、数値処理により表示むらに対する被験者等の検知能力を定量化する。
【００１１】請求項６は、撮像手段と、コンピュータとが備えられ、表示装置の表示画像を撮像手段により撮像して得た撮像画像を用いて、表示むらの検査が行われる表示装置の検査装置において、表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとが数値演算に用いられ、あらかじめ準備された基準値と対比されて、表示むらの判定が行われることを特徴とする表示装置の検査装置を提供する。
【００１２】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、撮像画像の空間微分の要素の度数分布を求め、その統計データの関数を用いることが好ましい。これを本発明の第１の態様と呼ぶ。
【００１３】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、撮像画像の空間微分の要素の対象面内の度数分布のばらつきを表す値を用いることが好ましい。この際、ばらつきを表す値として、度数分布の標準偏差を用いることがさらに好ましい。これを本発明の第２の態様と呼ぶ。
【００１４】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、撮像画像の空間微分の要素の対象面内の平均値及び／又は最大値を用いることが好ましい。これを本発明の第３の態様と呼ぶ。
【００１５】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、撮像画像の空間微分の要素の対象面内の平均値及び最大値を用いて、両者に係数をかけて、総和をとることが好ましい。これを本発明の第４の態様と呼ぶ。
【００１６】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、縦微分の正の成分のみの画像、負の成分のみの画像、絶対値の画像、横微分の正の成分のみの画像、負の成分のみの画像、絶対値の画像のそれぞれに対して解析を行うことにより、むらの種類、原因ごとの検査を行うことが好ましい。これを本発明の第５の態様と呼ぶ。
【００１７】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、表示画像の領域分けを行い、各々の領域ごとの検査を行うことが好ましい。さらに、各領域ごとにおける、表示むらの種類、原因について判定することが好ましい。より精度の高い表示むらの検査を行うことができる。これを本発明の第６の態様と呼ぶ。また、上記の第１〜第６の態様のいずれかを実行する表示装置の検査装置を構成することができる。
【００１８】本発明では、検査対象となる表示装置の表示画面を撮像し、その撮像画像を用いる検査方法であって、色むら及び／又は輝度むらの強さを、むらに相当する部分と周辺部分との色の変化量を用いて検査しているので、人の感覚と合った客観的、かつ安定した表示むらの検査が安定して可能となる。
【００１９】本発明では表示むらに関する人の視覚特性を調べるために、被験者に対して様々なレベルの色の変化量を設定したむらパターン群を表示し、個々のむらパターンに対して被験者がむらを検知しうるか否かを調べた。
【００２０】図１に本発明の構成を示す。横軸は空間的な位置の変化に対応し、面内におけるＸ軸位置とする。縦軸は色差を示す。画面の左側の領域を青、右側を赤とし、その境界部を次第に色変化を呈するように設けた様子を示す模式図（分図（Ａ）〜（Ｄ））である。分図（Ａ）における色変化の勾配が最も急であり、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順に緩やかになる。分図（Ｅ）は画面の色表示を模式的に示したもので、周辺部分２１、２３の間にあるむら領域２２で色の変化が徐々に起きている様子を示す。
【００２１】つまり、色むらを人が認識する際には、境界部の幅と高さが重要であり、色差があってもその変化が緩やかであると人は視認しにくい。また、色差が小さくてもその変化の幅が狭い（急な勾配）であるときには視認できる。この本発明の表示装置の評価方法を用いて被験者に心理物理測定を行った結果を図１１に示す。
【００２２】このグラフの縦軸は表示むら部分と表示むら（以下むらと略記する。）でない部分について色をパラメータとして測定を行った。グラフの縦軸はむら部分とむらでない部分の色度の差、つまり色差を示し、横軸はそのむら部分を視認する際の視角、これは実質的に見ることのできる幾何学的な幅に相当する。そして、グラフ上の各点は被験者がむらを識別できる限界を示す。
【００２３】つまり、むらの変化量、すなわち輝度差もしくは色差が少ない場合にそのむらが離れている場合には視認しにくい。逆にむらの変化量が大きければ、離れていても視認できる。なお、被験者は色覚正常者で視力１．０であった。表示画像は対角が約２．６インチサイズ、横５２ｃｍ、縦３９ｃｍ、画素は６４０×４８０マトリックスサイズのものを用いた。画面を矩形で３分割し、左右で色を変え、その画面の中心部に色が変化する勾配を設定する。その色の変化領域を画面上のほぼ中心領域に固定して表示させ、それを０．８ｍ離れた場所から被験者が視認して試験を行った。
【００２４】この実験の結果を示す図１１のグラフより、むらの知覚はむら部分とむらでない部分の色度差と、色度の変化している幅である視角の関係が一定の値になったときに起こることが確認された。これは、むらに相当する部分と周辺部分との色の変化量がある値になったときに人が色むらに気付くことを意味する。
【００２５】本発明の一例では検査対象をカラー撮像した中間画像を用い、色むら又は輝度むらの強さを、むらに相当する部分と周辺部分との色の変化量を用いて検査を行った。そのため、多数の人が気付く、気付かないといった人の感覚にあった色むら又は輝度むらの検査を連続して安定に行うことが可能となった。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例について説明する。例１においては、表示装置の表示画面に色の変化量を様々に変えた表示パターンを提示し、被験者がむらを検知しうるか否かを試験した。画面は左側（赤）から右側（黒）に色変化があるように設定した。その結果を分析して図１１のグラフを得た。さらに、本例における人の検出限度を以下の式（１）に定めた。
【００２７】
【数１】
検出限度＝（色度差−定数）／視野角 ・・・（１）
【００２８】本例の被験者（２０代男性２名）の場合、上記式（１）中の定数は５、検出限度は８５程度が得られた。式（１）より、視角が０ラジアン近傍を除き、通常、人が視認できるようなある範囲の視角に相当するむらに対しては、色の変化量によりむらの検査ができる。
【００２９】例えば、視野角０．１ラジアン以上の範囲では、ほぼ色度差／視野角が８５となった。これが通常の人の検出限度であると近似できた。また、式（１）による検出限度を他の方法で求めた色の変化量、例えばフィルタリング結果等に換算して判定基準とすることもできる。
【００３０】また、判定基準を式（１）による検出限度を基準として、例えば、検出限度の２倍であるとか、検出限度にばらつきを加えたものというような、検出限度を変数とした検査方式により検査することもできる。
【００３１】図２に本発明の例２である透過型液晶表示素子の色むら検査の構成図を示す。被検査物１である透過型液晶表示素子の表示面は一様な色に表示されており、撮像手段２であるカラーＣＣＤカメラで撮像される。撮像手段２はカラーＣＣＤカメラに限定されず、例えば輝度むらの検査だけならば、モノクロのＣＣＤカメラでもよいし、その他の撮像素子であってもよい。
【００３２】本例における撮像条件としては、１画素の大きさが液晶表示素子上で０．３ｍｍ程度である。図３に本発明におけるデータ処理の流れをフローチャートとして示す。図２の構成であって、カラーＣＣＤカメラ２で撮像された表示画像のＲＧＢの輝度信号は、符号３の画像処理装置によって取り込んだ中間画像を演算、処理して、中間画像の各画素の明度指数（Ｌ* ）又は色度座標（ｕ* 、ｖ* 、ａ*、ｂ* 等）が求められる。
【００３３】例えば、輝度むらを測定したい場合又は色の変化があまりない場合は、各画素の明度指数をその画素の値とし、明度指数による画像を作る。また、色の変化を伴う色むらを検査したい場合は、検査したい被検査物の特性による検査式による値をパラメータに用いて各画素の値とする。
【００３４】検査式の１つの例としては、被検査物上の各点に相当するＣＣＤカメラの各画素の色度座標が、図４R>４に示すようなｕ* 、ｖ* 座標上に座標点４として分布しているような場合には、例えば最小自乗法等によりｕ* 、ｖ* 座標上に回帰直線５を求め、その直線上に適当な原点を設ける。
【００３５】そして、各画素に相当する各点をその直線上に射影し、原点から各直線上の点までの距離によりスカラー値とし、さらにそのスカラー値とＬ* との間でｕ* 、ｖ* の場合と同様の方法で、色度座標、明度指数の要素を含むスカラー値を求め、各画素の値とし、色を表す画像を作る。
【００３６】このように求めた画像に対して、輝度又は色の変化量を求める手段として、さらに例３としては、図５に示すような、縦方向に微分的な働きを持つ７×７の空間オペレータによるフィルタリングを施し、絶対値を求めた画像Ａと、図６に示すような、横方向に微分的な働きを持つ７×７の空間オペレータによるフィルタリングを施し、絶対値を求めた画像Ｂの和により検査を行った。もちろん輝度又は色の変化量を求める手段として、別のオペレータを用いて実現することもできる。
【００３７】ここで、Ｌ* は明度指数として明るさを表し、ｕ* ｖ* 又はａ* ｂ* は色を表す。輝度むらは、ｕ* ｖ* 又はａ* ｂ* が一定の値であり、Ｌ* のみが変化するような場合を意味する。一般に、この際に、ΔＥ* ＝ΔＬ* が成立する。本発明で輝度の差はΔＥ* 又はΔＬ* 、輝度の変化はｄＥ* ／ｄｘもしくは、ｄＬ* ／ｄｘとなる。
【００３８】また、カラーＣＣＤカメラで、フルカラー画像を撮像した場合、ＲＧＢの各輝度に相当するディジタル値が得られる。このＲＧＢの各ディジタル値を座標変換したものをＸＹＺとする。同じ照明下で、白一色の画面を同様にして処理して得たものがＸn Ｙn Ｚn である。さらに、このＸＹＺ、Ｘn Ｙn Ｚn を座標変換して求めたものがＣＩＥＬＡＢ色空間もしくはＣＩＥＬＵＶ色空間である。
【００３９】いくつかの色むらサンプルに対して、本例により検査を行い、また、同じサンプルに対して人による官能検査を行った結果を対比して示したのが図７である。図７の横軸は、人による検査結果を点数化したもの、縦軸は本発明による検査値を表す。本例においては、相関はｒ2 ＝０．９０と高い相関を示した。
【００４０】もちろん、空間オペレータは上記オペレータに限定されず、また７×７にも限定されない。本発明の例４として、図５及び図６と類似の９×９の空間オペレータを用い、図７とは別のサンプル群に対して、人による検査結果と本発明による検査値を比較したところ、図８のような結果を得た。図の見方は図７と同様で、本例における人による検査結果と本発明による検査値の相関はｒ2 ＝０．８４である。
【００４１】本例においては、色むらの発現する位置とその大きさを固定し、表示画像上の色の変化量のみで検査する例を示した。さらに、表示素子の表示面内の色むらの分布具合を第２パラメータとして検査に含めたい場合には、表示画像上の色の変化量の分布具合、例えば面内に変化量がある値以上の面積が何％以上あるかというような指標、又は変化量がある値以上の部分が単位面積あたり何％以上あるかというような指標で色むらの検査を行う。
【００４２】以上の例においては、完成されたＬＣＤ表示素子の検査の場合を示したが、表示部のカラー発色機能部の測定を行う以外に、バックライトと偏光板を組み合わせて、液晶表示素子のセルのギャップ等の検査を間接的に行うことが可能となった。つまり、表示画像に現れるものならばその表示特性を検査することによって構造上の欠点を検出できる。
【００４３】また、本発明の例５として、図９のフローチャートに示す色むらの検査方法を示す。上述した各例においては、各画素ごとに色を表すスカラー値を求めて、中間画像とし、その中間画像を空間微分した画像データにより評価を行った。
【００４４】本例では、各空間微分画像を合成して、１つの画像として評価を行う。例えば、明度指数（Ｌ* ）の変化量、色度の１軸（ｕ* ）の変化量、色度の他の１軸（ｖ* ）の変化量をそれぞれ独立に求め、各画素ごとに例えばａＬ* ＋ｂｕ* ＋ｃｖ* （ａ，ｂ，ｃはそれぞれ係数）やａＬ* 2 ＋ｂｕ* 2 ＋ｃｖ*2のような検査式により検査を行う。
【００４５】また、図１０に構成を示す例６においては、検査すべき対象の色むらに特徴的な波長のみを選択透過する波長選択フィルタを通して被検査物の表示画面を撮像し、上述した各例と同様の検査方法によって検査することもできる。また、上述した各例では赤〜黒における色変化を対象としたが、同様に青から黒、緑から黒、青から緑、赤から緑といった各色の組み合わせの場合にも同様に適用できる。
【００４６】次に本発明の例６として、表示装置の面全体における総合的な判断手法について説明する。表示装置の表示面の輝度むら及び／又は色むらについては、その変化量（近傍における微分値）の平均値（もしくは面全体における総和）が人の表示装置に対する視認性と高い相関関係を持つことがわかった。
【００４７】具体的には、各画素のむらを示す勾配値の面内における平均を算出する。その結果を図１２に示す。縦軸はむらの面内平均値であり、横軸は１対比較法による官能評価結果を対応し、グラフ上の各データ点を得た。相関はｒ2 ≒０．７となった。
【００４８】また、表示むらの検出の際、単独に存在するむらよりも、近傍に２つ存在する方が目立つ傾向にある。また、似たような表示むらが連続してあると、さらに目に付きやすいことがわかった。例えば、ＬＣＤに用いられるガラス基板自身の微妙なうねりに起因するむらは縞模様のような周期性を強く呈する傾向にある。この場合には、画像データにメディアンやスムーシングフィルタなどのバンドパスフィルタをかけることで評価できるようになる。
【００４９】図１３に本発明による検査値（ｇｒａｄ値）の面内のヒストグラムの説明図を示す。符号１３が平均値、符号１４が最大値、符号１５が標準偏差値、符号１６が二値化閾値を意味する。図１３で、むらがないパネルの値は０だけとなり、むらが多いほど右側に広がったグラフとなる。本例では、この図に示す面内の最大値(MAX.)、平均値(AVE.)、標準偏差(STD.)、判別分析法による二値化閾値(THD.)の４種を算出し、評価パラメータとする。
【００５０】MAX.は面内で最も強いむら部分の明るさの変化量を表し、AVE.は局所的な強いむらがあっても大きな値となるが、全体的にむらが強い場合、あるいは面内におけるむら部分のしめる割合が大きい場合（むらが細かい周期である場合など）に大きな値となる。
【００５１】またSTD.はむらの不規則性を表し、強いむらと弱いむらが混在する場合に大きくなることが考えられるが、強いむらがある場合、全体的にむらが強い場合、あるいは多い場合は全体の値が大きくなり、その影響でこの値も大きくなる。THD.はむらの背景からの鮮明さ、区別しやすさを表し、統計的にむらと背景を区別する場合の閾値を表すが、やはり全体的にむらが強い場合は大きな値となる。
【００５２】これらの４つのパラメータは互いに独立ではなく、MAX.を除く３パラメータは全体的なむらの強さを表している。ただし、これらの値は被検物の明るさが異なる場合は結果の値に影響があるため、各値をそれぞれ原画像の全面の平均輝度で割ることにより補正している。
【００５３】表１に本発明で得た上記の各パラメータと人による官能検査との相関を示す。人の評価は、被験者（２０代〜４０代の男女１１名）に対する１対比較法のデータを基にしている。ヒストグラムの標準偏差と人の評価との関係を図１４に、MAX.とAVE.を標準化した２つの独立変数を用い、人による評価を従属変数として重回帰分析を行った結果より求めた式（２）の結果をＹとする。
【００５４】
【数２】
Ｙ＝ａ×(MAX.)＋ｂ×(AVE.) ・・・・（２）
ａ＝1 ・・・・（２Ａ）
ｂ＝1.6 ・・・・（２Ｂ）
【００５５】これらの係数は、両変数を標準化した場合に対するものである。標準化していない場合には、これらの係数はａ＝1 、ｂ＝１９程度となる。このＹの値と人の評価との関係を図１５に示す。
【００５６】表１には各パラメータの標準誤差も併せて示す。標準誤差は、人による評価のばらつきに対して、各パラメータがどの程度の誤差を持つかを評価するために式（３）により求めた。
【００５７】
【数３】パラメータの標準誤差＝((人の評価との標準誤差)2＋ (再現性の標準誤差)2)0.5 ・・・（３）
【００５８】被験者の個人差と再現性より同様に計算した人のばらつきは０．４４であり、表１のＹをはじめ、AVE.、STD.、THD.は人のばらつきに比べかなり小さな誤差に抑えられている。
【００５９】
【表１】
【００６０】また、官能評価によって得た別のサンプルに対して、度数分布の標準偏差及び上記Ｙを求めた結果を図１６、図１７に示す。相関は標準偏差がｒ2 ＝０．８６、Ｙがｒ2 ＝０．８７となる。これらのデータに関して重回帰分析により標準化後の係数ａ、ｂを求めたところ、ａ＝1 、ｂ＝３．４となり、相関はｒ2 ＝０．９１となる。
【００６１】以上の実施例においては、主に面内に生じる不規則な表示むらに関しての評価を行っているが、本発明による検査値の例はこれに限らず、例えばむらの種類ごとの評価もできる。図１８に示すように表示画面を領域１７、１８、１９、２０、２１に分ける。そして、 各々の領域ごとにヒストグラムを算出し、 パラメータを求め評価を行うことにより、 液晶注入口周辺に特異的に起こるむら、 周辺部に額縁状に特異的に起こるむらなどの評価ができる。
【００６２】また、パッチ状に明るさが変わっている領域の評価に関しては、ヒストグラムのパラメータに関して、 平均は高くなるがばらつきは低いという特徴を持つことが考えられ、AVE.／STD.という評価指標を用いると、図１９に示すような評価（ｒ2 ＝０．６０）が可能となる。
【００６３】また、本発明では原画像に図５のようなフィルタを作用させ絶対値を求め、さらに原画像に図６のようなフィルタを作用させ絶対値を求めたものを足しあわせて検査値としているが、図２０のフローチャートに示すように、原画像に図５のようなフィルタを作用させ絶対値を求めた段階の画像に関してヒストグラムを算出し、評価することにより横方向に筋状に特異的に生じるむらの、原画像に図６のようなフィルタを作用させ絶対値を求めた段階の画像に関してヒストグラムを算出し、評価することにより縦方向に筋状に特異的に生じるむらの評価を可能としている。
【００６４】また、図５又は図６のフィルタを作用させて絶対値を求める前の画像に関してヒストグラムを求めることにより、目では捕らえにくいレベルの傾斜むらを評価することも可能としている。
【００６５】
【発明の効果】本発明により色むら及び／又は輝度むらに関して、人の感覚にあった客観的検査が可能となり、量産工場における検査の自動化が可能になった。そして、欠点の検出が高確度で早くできるようになったので、量産工場の各工程へのフィードバックが早くなり、全体の製造歩留を向上できた。また、出荷される製品の高品質化に大きく寄与した。また、本発明はその効果を損しない範囲で種々の応用ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す模式図。
【図２】本発明の１つの実施例を示す構成図。
【図３】本発明の１つの実施例を示すフローチャート。
【図４】色の違いの尺度である、色度の関数を求める手段の実施例の説明図。
【図５】横方向の輝度又は色の変化量を求めるオペレータの一例の模式図。
【図６】縦方向の輝度又は色の変化量を求めるオペレータの一例の模式図。
【図７】本発明の１つの実施例における検査結果と人による検査結果の関係を示すグラフ。
【図８】本発明の別の実施例における検査結果と人による検査結果の関係を示すグラフ。
【図９】本発明の別の実施例を示すフローチャート。
【図１０】本発明のさらに別の実施例を示す構成図。
【図１１】人の色むらに対する知覚特性を示すグラフ。
【図１２】面内において検出された表示むらの傾きの面内平均値と人による官能検査との相関を示すグラフ。
【図１３】本発明による検査値の面内のヒストグラムの説明図。
【図１４】本発明による検査値の面内のヒストグラムの標準偏差と人の評価との相関関係を示すグラフ。
【図１５】本発明による検査値の面内のヒストグラムの最大値と平均値より求めた評価値と人の評価との相関関係を示すグラフ。
【図１６】本発明による検査値の面内のヒストグラムの標準偏差と人の評価との相関関係を示すグラフ。
【図１７】本発明による検査値の面内のヒストグラムの最大値と平均値より求めた評価値と人の評価との相関関係を示すグラフ。
【図１８】本発明における領域分けの説明図。
【図１９】本発明によるパッチ状むらの評価と人の評価との相関関係を示すグラフ。
【図２０】むらの種類ごとに検査を行う本発明のフローチャート。
【符号の説明】
１：被検査物
２：カラーＣＣＤカメラ
３：画像処理装置
４：各画素の（ｕ* 、ｖ* ）座標点
５：回帰直線
６：波長選択フィルタ
２１、２３：周辺部分
２２：むら領域
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子などの表示素子の色むら及び／又は輝度むらの検査方法、検査装置、及び評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶表示素子、カラーＣＲＴ等の表示素子の量産工程における色むらの検査は、限度見本との比較による官能検査が主として行われてきた。人が直接視認するので実際の使用状態に近い検査であって簡便な手法である。これを従来例１と呼ぶ。一方、色むらの客観的な検査方法の一つに面内での比較を行う方法がある。
【０００３】例えば、色むらを検査する場合に、画面全体を白色に表示し、カラー撮像素子などを用いて面内の各部分の色あいを測定し、面内における白色との最大色差（ΔＥｕｖ* 又はΔＥａｂ* ）が幾つ以下であればよいというような検査手法が提案されている。画面上の数点の色、明るさを測定し、そのばらつき、最大−最小の差などを規格化して用いる。例えば、特開平１−２２５２９６号公報、特開平３−１０１５８３号公報、特開平３−２９１０９３号公報に示された手法である。これを従来例２と呼ぶ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】両者を比較すると、従来例１の官能検査では微妙なむらを検出できることもあるが、検査員による個人差や疲労具合等によるばらつきが大きく客観的な検査を連続して行うことが困難である。一方、従来例２のカラー撮像素子などを用いて面内の各部分の色を測定して、検査する方法は、ばらつきを抑えて、安定した検査が期待できるものの、例えば白との色度差が同じであれば、赤い部分と青い部分が混在していてもむらとして検出できない。また、面内における最大色差が同じであっても、その分布具合によってむらに対する人の感じ方が変わる問題もある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、表示むら、すなわち色むら及び／又は輝度むらに対する人の視覚特性を測定した。その結果、視覚特性においては、むらに相当する部分と周辺部分との色の変化量が主要なパラメータであることを確認した。本発明では、色の違い（ΔＥ* ）のみではなく、さらにその空間的変化及び面内における平均値に着目し、ΔＥ* の空間的変化と視角との関係をにおける色むら及び／又は輝度むらの新しい評価方法、検査方法を提供する。本発明において表示むらとは具体的には、輝度むらまたは色むらであり、さらに、輝度むらと色むらとが混在したものを含むものとする。
【０００６】すなわち、請求項１は、表示装置の表示画像を撮像手段によって撮像し、撮像画像を形成し、表示画像の表示むらの検査を行う表示装置の検査方法において、撮像画像に存在する表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとを用いて数値演算することを特徴とする表示装置の検査方法を提供する。この場合、表示画像を人の感じる色及び／又は輝度に相当する中間画像にいったん変換し、その中間画像の空間微分の要素により検査を行うようにする。ここで、幾何学的大きさとは色むらの領域の面内における周期的な位置をも含むものとする。
【０００７】請求項２は、表示むらとして輝度むらを対象とし、輝度むらの尺度として、明度指数（Ｌ* ）を用い、明度指数をパラメータとした撮像画像の空間微分の要素を用いることを特徴とする請求項１記載の表示装置の検査方法を提供する。
【０００８】請求項３は、表示むらとして色むらを対象とし、色むらの尺度として、色度（ｕ’、ｖ’、又はそれらの組み合わせ）又は色空間座標（ｕ* 、ｖ* 、又はそれらの組み合わせ、又はａ* 、ｂ* 、又はそれらの組み合わせ）の関数を用い、それをパラメータとした撮像画像の空間微分の要素を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置の検査方法を提供する。
【０００９】請求項４は、撮像手段の解像度に応じた空間オペレータによる縦微分の画像、横微分の画像の和を算出して数値演算することを特徴とする請求項１、２又は３記載の表示装置の検査方法を提供する。
【００１０】請求項５は、表示装置の表示むらの評価方法であって、表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとの両者をパラメータとする複数のむらパターンを準備し、個々のむらパターンごとに表示装置に表示することを特徴とする表示装置の評価方法を提供する。そして、個々のむらパターンを被験者、または被験者に代わる検査装置が検知しうるか否かの結果を得て、数値処理により表示むらに対する被験者等の検知能力を定量化する。
【００１１】請求項６は、撮像手段と、コンピュータとが備えられ、表示装置の表示画像を撮像手段により撮像して得た撮像画像を用いて、表示むらの検査が行われる表示装置の検査装置において、表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとが数値演算に用いられ、あらかじめ準備された基準値と対比されて、表示むらの判定が行われることを特徴とする表示装置の検査装置を提供する。
【００１２】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、撮像画像の空間微分の要素の度数分布を求め、その統計データの関数を用いることが好ましい。これを本発明の第１の態様と呼ぶ。
【００１３】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、撮像画像の空間微分の要素の対象面内の度数分布のばらつきを表す値を用いることが好ましい。この際、ばらつきを表す値として、度数分布の標準偏差を用いることがさらに好ましい。これを本発明の第２の態様と呼ぶ。
【００１４】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、撮像画像の空間微分の要素の対象面内の平均値及び／又は最大値を用いることが好ましい。これを本発明の第３の態様と呼ぶ。
【００１５】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、撮像画像の空間微分の要素の対象面内の平均値及び最大値を用いて、両者に係数をかけて、総和をとることが好ましい。これを本発明の第４の態様と呼ぶ。
【００１６】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、縦微分の正の成分のみの画像、負の成分のみの画像、絶対値の画像、横微分の正の成分のみの画像、負の成分のみの画像、絶対値の画像のそれぞれに対して解析を行うことにより、むらの種類、原因ごとの検査を行うことが好ましい。これを本発明の第５の態様と呼ぶ。
【００１７】また、請求項１、２、３又は４記載の表示装置の検査方法において、表示画像の領域分けを行い、各々の領域ごとの検査を行うことが好ましい。さらに、各領域ごとにおける、表示むらの種類、原因について判定することが好ましい。より精度の高い表示むらの検査を行うことができる。これを本発明の第６の態様と呼ぶ。また、上記の第１〜第６の態様のいずれかを実行する表示装置の検査装置を構成することができる。
【００１８】本発明では、検査対象となる表示装置の表示画面を撮像し、その撮像画像を用いる検査方法であって、色むら及び／又は輝度むらの強さを、むらに相当する部分と周辺部分との色の変化量を用いて検査しているので、人の感覚と合った客観的、かつ安定した表示むらの検査が安定して可能となる。
【００１９】本発明では表示むらに関する人の視覚特性を調べるために、被験者に対して様々なレベルの色の変化量を設定したむらパターン群を表示し、個々のむらパターンに対して被験者がむらを検知しうるか否かを調べた。
【００２０】図１に本発明の構成を示す。横軸は空間的な位置の変化に対応し、面内におけるＸ軸位置とする。縦軸は色差を示す。画面の左側の領域を青、右側を赤とし、その境界部を次第に色変化を呈するように設けた様子を示す模式図（分図（Ａ）〜（Ｄ））である。分図（Ａ）における色変化の勾配が最も急であり、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順に緩やかになる。分図（Ｅ）は画面の色表示を模式的に示したもので、周辺部分２１、２３の間にあるむら領域２２で色の変化が徐々に起きている様子を示す。
【００２１】つまり、色むらを人が認識する際には、境界部の幅と高さが重要であり、色差があってもその変化が緩やかであると人は視認しにくい。また、色差が小さくてもその変化の幅が狭い（急な勾配）であるときには視認できる。この本発明の表示装置の評価方法を用いて被験者に心理物理測定を行った結果を図１１に示す。
【００２２】このグラフの縦軸は表示むら部分と表示むら（以下むらと略記する。）でない部分について色をパラメータとして測定を行った。グラフの縦軸はむら部分とむらでない部分の色度の差、つまり色差を示し、横軸はそのむら部分を視認する際の視角、これは実質的に見ることのできる幾何学的な幅に相当する。そして、グラフ上の各点は被験者がむらを識別できる限界を示す。
【００２３】つまり、むらの変化量、すなわち輝度差もしくは色差が少ない場合にそのむらが離れている場合には視認しにくい。逆にむらの変化量が大きければ、離れていても視認できる。なお、被験者は色覚正常者で視力１．０であった。表示画像は対角が約２．６インチサイズ、横５２ｃｍ、縦３９ｃｍ、画素は６４０×４８０マトリックスサイズのものを用いた。画面を矩形で３分割し、左右で色を変え、その画面の中心部に色が変化する勾配を設定する。その色の変化領域を画面上のほぼ中心領域に固定して表示させ、それを０．８ｍ離れた場所から被験者が視認して試験を行った。
【００２４】この実験の結果を示す図１１のグラフより、むらの知覚はむら部分とむらでない部分の色度差と、色度の変化している幅である視角の関係が一定の値になったときに起こることが確認された。これは、むらに相当する部分と周辺部分との色の変化量がある値になったときに人が色むらに気付くことを意味する。
【００２５】本発明の一例では検査対象をカラー撮像した中間画像を用い、色むら又は輝度むらの強さを、むらに相当する部分と周辺部分との色の変化量を用いて検査を行った。そのため、多数の人が気付く、気付かないといった人の感覚にあった色むら又は輝度むらの検査を連続して安定に行うことが可能となった。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例について説明する。例１においては、表示装置の表示画面に色の変化量を様々に変えた表示パターンを提示し、被験者がむらを検知しうるか否かを試験した。画面は左側（赤）から右側（黒）に色変化があるように設定した。その結果を分析して図１１のグラフを得た。さらに、本例における人の検出限度を以下の式（１）に定めた。
【００２７】
【数１】
検出限度＝（色度差−定数）／視野角 ・・・（１）
【００２８】本例の被験者（２０代男性２名）の場合、上記式（１）中の定数は５、検出限度は８５程度が得られた。式（１）より、視角が０ラジアン近傍を除き、通常、人が視認できるようなある範囲の視角に相当するむらに対しては、色の変化量によりむらの検査ができる。
【００２９】例えば、視野角０．１ラジアン以上の範囲では、ほぼ色度差／視野角が８５となった。これが通常の人の検出限度であると近似できた。また、式（１）による検出限度を他の方法で求めた色の変化量、例えばフィルタリング結果等に換算して判定基準とすることもできる。
【００３０】また、判定基準を式（１）による検出限度を基準として、例えば、検出限度の２倍であるとか、検出限度にばらつきを加えたものというような、検出限度を変数とした検査方式により検査することもできる。
【００３１】図２に本発明の例２である透過型液晶表示素子の色むら検査の構成図を示す。被検査物１である透過型液晶表示素子の表示面は一様な色に表示されており、撮像手段２であるカラーＣＣＤカメラで撮像される。撮像手段２はカラーＣＣＤカメラに限定されず、例えば輝度むらの検査だけならば、モノクロのＣＣＤカメラでもよいし、その他の撮像素子であってもよい。
【００３２】本例における撮像条件としては、１画素の大きさが液晶表示素子上で０．３ｍｍ程度である。図３に本発明におけるデータ処理の流れをフローチャートとして示す。図２の構成であって、カラーＣＣＤカメラ２で撮像された表示画像のＲＧＢの輝度信号は、符号３の画像処理装置によって取り込んだ中間画像を演算、処理して、中間画像の各画素の明度指数（Ｌ* ）又は色度座標（ｕ* 、ｖ* 、ａ*、ｂ* 等）が求められる。
【００３３】例えば、輝度むらを測定したい場合又は色の変化があまりない場合は、各画素の明度指数をその画素の値とし、明度指数による画像を作る。また、色の変化を伴う色むらを検査したい場合は、検査したい被検査物の特性による検査式による値をパラメータに用いて各画素の値とする。
【００３４】検査式の１つの例としては、被検査物上の各点に相当するＣＣＤカメラの各画素の色度座標が、図４R>４に示すようなｕ* 、ｖ* 座標上に座標点４として分布しているような場合には、例えば最小自乗法等によりｕ* 、ｖ* 座標上に回帰直線５を求め、その直線上に適当な原点を設ける。
【００３５】そして、各画素に相当する各点をその直線上に射影し、原点から各直線上の点までの距離によりスカラー値とし、さらにそのスカラー値とＬ* との間でｕ* 、ｖ* の場合と同様の方法で、色度座標、明度指数の要素を含むスカラー値を求め、各画素の値とし、色を表す画像を作る。
【００３６】このように求めた画像に対して、輝度又は色の変化量を求める手段として、さらに例３としては、図５に示すような、縦方向に微分的な働きを持つ７×７の空間オペレータによるフィルタリングを施し、絶対値を求めた画像Ａと、図６に示すような、横方向に微分的な働きを持つ７×７の空間オペレータによるフィルタリングを施し、絶対値を求めた画像Ｂの和により検査を行った。もちろん輝度又は色の変化量を求める手段として、別のオペレータを用いて実現することもできる。
【００３７】ここで、Ｌ* は明度指数として明るさを表し、ｕ* ｖ* 又はａ* ｂ* は色を表す。輝度むらは、ｕ* ｖ* 又はａ* ｂ* が一定の値であり、Ｌ* のみが変化するような場合を意味する。一般に、この際に、ΔＥ* ＝ΔＬ* が成立する。本発明で輝度の差はΔＥ* 又はΔＬ* 、輝度の変化はｄＥ* ／ｄｘもしくは、ｄＬ* ／ｄｘとなる。
【００３８】また、カラーＣＣＤカメラで、フルカラー画像を撮像した場合、ＲＧＢの各輝度に相当するディジタル値が得られる。このＲＧＢの各ディジタル値を座標変換したものをＸＹＺとする。同じ照明下で、白一色の画面を同様にして処理して得たものがＸn Ｙn Ｚn である。さらに、このＸＹＺ、Ｘn Ｙn Ｚn を座標変換して求めたものがＣＩＥＬＡＢ色空間もしくはＣＩＥＬＵＶ色空間である。
【００３９】いくつかの色むらサンプルに対して、本例により検査を行い、また、同じサンプルに対して人による官能検査を行った結果を対比して示したのが図７である。図７の横軸は、人による検査結果を点数化したもの、縦軸は本発明による検査値を表す。本例においては、相関はｒ2 ＝０．９０と高い相関を示した。
【００４０】もちろん、空間オペレータは上記オペレータに限定されず、また７×７にも限定されない。本発明の例４として、図５及び図６と類似の９×９の空間オペレータを用い、図７とは別のサンプル群に対して、人による検査結果と本発明による検査値を比較したところ、図８のような結果を得た。図の見方は図７と同様で、本例における人による検査結果と本発明による検査値の相関はｒ2 ＝０．８４である。
【００４１】本例においては、色むらの発現する位置とその大きさを固定し、表示画像上の色の変化量のみで検査する例を示した。さらに、表示素子の表示面内の色むらの分布具合を第２パラメータとして検査に含めたい場合には、表示画像上の色の変化量の分布具合、例えば面内に変化量がある値以上の面積が何％以上あるかというような指標、又は変化量がある値以上の部分が単位面積あたり何％以上あるかというような指標で色むらの検査を行う。
【００４２】以上の例においては、完成されたＬＣＤ表示素子の検査の場合を示したが、表示部のカラー発色機能部の測定を行う以外に、バックライトと偏光板を組み合わせて、液晶表示素子のセルのギャップ等の検査を間接的に行うことが可能となった。つまり、表示画像に現れるものならばその表示特性を検査することによって構造上の欠点を検出できる。
【００４３】また、本発明の例５として、図９のフローチャートに示す色むらの検査方法を示す。上述した各例においては、各画素ごとに色を表すスカラー値を求めて、中間画像とし、その中間画像を空間微分した画像データにより評価を行った。
【００４４】本例では、各空間微分画像を合成して、１つの画像として評価を行う。例えば、明度指数（Ｌ* ）の変化量、色度の１軸（ｕ* ）の変化量、色度の他の１軸（ｖ* ）の変化量をそれぞれ独立に求め、各画素ごとに例えばａＬ* ＋ｂｕ* ＋ｃｖ* （ａ，ｂ，ｃはそれぞれ係数）やａＬ* 2 ＋ｂｕ* 2 ＋ｃｖ*2のような検査式により検査を行う。
【００４５】また、図１０に構成を示す例６においては、検査すべき対象の色むらに特徴的な波長のみを選択透過する波長選択フィルタを通して被検査物の表示画面を撮像し、上述した各例と同様の検査方法によって検査することもできる。また、上述した各例では赤〜黒における色変化を対象としたが、同様に青から黒、緑から黒、青から緑、赤から緑といった各色の組み合わせの場合にも同様に適用できる。
【００４６】次に本発明の例６として、表示装置の面全体における総合的な判断手法について説明する。表示装置の表示面の輝度むら及び／又は色むらについては、その変化量（近傍における微分値）の平均値（もしくは面全体における総和）が人の表示装置に対する視認性と高い相関関係を持つことがわかった。
【００４７】具体的には、各画素のむらを示す勾配値の面内における平均を算出する。その結果を図１２に示す。縦軸はむらの面内平均値であり、横軸は１対比較法による官能評価結果を対応し、グラフ上の各データ点を得た。相関はｒ2 ≒０．７となった。
【００４８】また、表示むらの検出の際、単独に存在するむらよりも、近傍に２つ存在する方が目立つ傾向にある。また、似たような表示むらが連続してあると、さらに目に付きやすいことがわかった。例えば、ＬＣＤに用いられるガラス基板自身の微妙なうねりに起因するむらは縞模様のような周期性を強く呈する傾向にある。この場合には、画像データにメディアンやスムーシングフィルタなどのバンドパスフィルタをかけることで評価できるようになる。
【００４９】図１３に本発明による検査値（ｇｒａｄ値）の面内のヒストグラムの説明図を示す。符号１３が平均値、符号１４が最大値、符号１５が標準偏差値、符号１６が二値化閾値を意味する。図１３で、むらがないパネルの値は０だけとなり、むらが多いほど右側に広がったグラフとなる。本例では、この図に示す面内の最大値(MAX.)、平均値(AVE.)、標準偏差(STD.)、判別分析法による二値化閾値(THD.)の４種を算出し、評価パラメータとする。
【００５０】MAX.は面内で最も強いむら部分の明るさの変化量を表し、AVE.は局所的な強いむらがあっても大きな値となるが、全体的にむらが強い場合、あるいは面内におけるむら部分のしめる割合が大きい場合（むらが細かい周期である場合など）に大きな値となる。
【００５１】またSTD.はむらの不規則性を表し、強いむらと弱いむらが混在する場合に大きくなることが考えられるが、強いむらがある場合、全体的にむらが強い場合、あるいは多い場合は全体の値が大きくなり、その影響でこの値も大きくなる。THD.はむらの背景からの鮮明さ、区別しやすさを表し、統計的にむらと背景を区別する場合の閾値を表すが、やはり全体的にむらが強い場合は大きな値となる。
【００５２】これらの４つのパラメータは互いに独立ではなく、MAX.を除く３パラメータは全体的なむらの強さを表している。ただし、これらの値は被検物の明るさが異なる場合は結果の値に影響があるため、各値をそれぞれ原画像の全面の平均輝度で割ることにより補正している。
【００５３】表１に本発明で得た上記の各パラメータと人による官能検査との相関を示す。人の評価は、被験者（２０代〜４０代の男女１１名）に対する１対比較法のデータを基にしている。ヒストグラムの標準偏差と人の評価との関係を図１４に、MAX.とAVE.を標準化した２つの独立変数を用い、人による評価を従属変数として重回帰分析を行った結果より求めた式（２）の結果をＹとする。
【００５４】
【数２】
Ｙ＝ａ×(MAX.)＋ｂ×(AVE.) ・・・・（２）
ａ＝1 ・・・・（２Ａ）
ｂ＝1.6 ・・・・（２Ｂ）
【００５５】これらの係数は、両変数を標準化した場合に対するものである。標準化していない場合には、これらの係数はａ＝1 、ｂ＝１９程度となる。このＹの値と人の評価との関係を図１５に示す。
【００５６】表１には各パラメータの標準誤差も併せて示す。標準誤差は、人による評価のばらつきに対して、各パラメータがどの程度の誤差を持つかを評価するために式（３）により求めた。
【００５７】
【数３】パラメータの標準誤差＝((人の評価との標準誤差)2＋ (再現性の標準誤差)2)0.5 ・・・（３）
【００５８】被験者の個人差と再現性より同様に計算した人のばらつきは０．４４であり、表１のＹをはじめ、AVE.、STD.、THD.は人のばらつきに比べかなり小さな誤差に抑えられている。
【００５９】
【表１】
【００６０】また、官能評価によって得た別のサンプルに対して、度数分布の標準偏差及び上記Ｙを求めた結果を図１６、図１７に示す。相関は標準偏差がｒ2 ＝０．８６、Ｙがｒ2 ＝０．８７となる。これらのデータに関して重回帰分析により標準化後の係数ａ、ｂを求めたところ、ａ＝1 、ｂ＝３．４となり、相関はｒ2 ＝０．９１となる。
【００６１】以上の実施例においては、主に面内に生じる不規則な表示むらに関しての評価を行っているが、本発明による検査値の例はこれに限らず、例えばむらの種類ごとの評価もできる。図１８に示すように表示画面を領域１７、１８、１９、２０、２１に分ける。そして、 各々の領域ごとにヒストグラムを算出し、 パラメータを求め評価を行うことにより、 液晶注入口周辺に特異的に起こるむら、 周辺部に額縁状に特異的に起こるむらなどの評価ができる。
【００６２】また、パッチ状に明るさが変わっている領域の評価に関しては、ヒストグラムのパラメータに関して、 平均は高くなるがばらつきは低いという特徴を持つことが考えられ、AVE.／STD.という評価指標を用いると、図１９に示すような評価（ｒ2 ＝０．６０）が可能となる。
【００６３】また、本発明では原画像に図５のようなフィルタを作用させ絶対値を求め、さらに原画像に図６のようなフィルタを作用させ絶対値を求めたものを足しあわせて検査値としているが、図２０のフローチャートに示すように、原画像に図５のようなフィルタを作用させ絶対値を求めた段階の画像に関してヒストグラムを算出し、評価することにより横方向に筋状に特異的に生じるむらの、原画像に図６のようなフィルタを作用させ絶対値を求めた段階の画像に関してヒストグラムを算出し、評価することにより縦方向に筋状に特異的に生じるむらの評価を可能としている。
【００６４】また、図５又は図６のフィルタを作用させて絶対値を求める前の画像に関してヒストグラムを求めることにより、目では捕らえにくいレベルの傾斜むらを評価することも可能としている。
【００６５】
【発明の効果】本発明により色むら及び／又は輝度むらに関して、人の感覚にあった客観的検査が可能となり、量産工場における検査の自動化が可能になった。そして、欠点の検出が高確度で早くできるようになったので、量産工場の各工程へのフィードバックが早くなり、全体の製造歩留を向上できた。また、出荷される製品の高品質化に大きく寄与した。また、本発明はその効果を損しない範囲で種々の応用ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す模式図。
【図２】本発明の１つの実施例を示す構成図。
【図３】本発明の１つの実施例を示すフローチャート。
【図４】色の違いの尺度である、色度の関数を求める手段の実施例の説明図。
【図５】横方向の輝度又は色の変化量を求めるオペレータの一例の模式図。
【図６】縦方向の輝度又は色の変化量を求めるオペレータの一例の模式図。
【図７】本発明の１つの実施例における検査結果と人による検査結果の関係を示すグラフ。
【図８】本発明の別の実施例における検査結果と人による検査結果の関係を示すグラフ。
【図９】本発明の別の実施例を示すフローチャート。
【図１０】本発明のさらに別の実施例を示す構成図。
【図１１】人の色むらに対する知覚特性を示すグラフ。
【図１２】面内において検出された表示むらの傾きの面内平均値と人による官能検査との相関を示すグラフ。
【図１３】本発明による検査値の面内のヒストグラムの説明図。
【図１４】本発明による検査値の面内のヒストグラムの標準偏差と人の評価との相関関係を示すグラフ。
【図１５】本発明による検査値の面内のヒストグラムの最大値と平均値より求めた評価値と人の評価との相関関係を示すグラフ。
【図１６】本発明による検査値の面内のヒストグラムの標準偏差と人の評価との相関関係を示すグラフ。
【図１７】本発明による検査値の面内のヒストグラムの最大値と平均値より求めた評価値と人の評価との相関関係を示すグラフ。
【図１８】本発明における領域分けの説明図。
【図１９】本発明によるパッチ状むらの評価と人の評価との相関関係を示すグラフ。
【図２０】むらの種類ごとに検査を行う本発明のフローチャート。
【符号の説明】
１：被検査物
２：カラーＣＣＤカメラ
３：画像処理装置
４：各画素の（ｕ* 、ｖ* ）座標点
５：回帰直線
６：波長選択フィルタ
２１、２３：周辺部分
２２：むら領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】表示装置の表示画像を撮像手段によって撮像し、撮像画像を形成し、表示画像の表示むらの検査を行う表示装置の検査方法において、撮像画像に存在する表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとを用いて数値演算することを特徴とする表示装置の検査方法。
【請求項２】表示むらとして輝度むらを対象とし、輝度むらの尺度として、明度指数（Ｌ*）を用い、明度指数をパラメータとした撮像画像の空間微分の要素を用いることを特徴とする請求項１記載の表示装置の検査方法。
【請求項３】表示むらとして色むらを対象とし、色むらの尺度として、色度（ｕ’、ｖ’又はそれらの組み合わせ）又は色空間座標（ｕ* 、ｖ* 、又はそれらの組み合わせ、又はａ* 、ｂ* 、又はそれらの組み合わせ）の関数を用い、それをパラメータとした撮像画像の空間微分の要素を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置の検査方法。
【請求項４】撮像手段の解像度に応じた空間オペレータによる縦微分の画像と、横微分の画像の和を算出して数値演算することを特徴とする請求項１、２又は３記載の表示装置の検査方法。
【請求項５】表示装置の表示むらの評価方法であって、表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとをパラメータとする複数のむらパターンを準備し、個々のむらパターンごとに表示装置に表示することを特徴とする表示装置の評価方法。
【請求項６】撮像手段と、コンピュータとが備えられ、表示装置の表示画像を撮像手段により撮像して得た撮像画像を用いて表示むらの検査が行われる表示装置の検査装置において、表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとが数値演算に用いられ、あらかじめ準備された基準値と対比されて、表示むらの判定が行われることを特徴とする表示装置の検査装置。
【請求項１】表示装置の表示画像を撮像手段によって撮像し、撮像画像を形成し、表示画像の表示むらの検査を行う表示装置の検査方法において、撮像画像に存在する表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとを用いて数値演算することを特徴とする表示装置の検査方法。
【請求項２】表示むらとして輝度むらを対象とし、輝度むらの尺度として、明度指数（Ｌ*）を用い、明度指数をパラメータとした撮像画像の空間微分の要素を用いることを特徴とする請求項１記載の表示装置の検査方法。
【請求項３】表示むらとして色むらを対象とし、色むらの尺度として、色度（ｕ’、ｖ’又はそれらの組み合わせ）又は色空間座標（ｕ* 、ｖ* 、又はそれらの組み合わせ、又はａ* 、ｂ* 、又はそれらの組み合わせ）の関数を用い、それをパラメータとした撮像画像の空間微分の要素を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置の検査方法。
【請求項４】撮像手段の解像度に応じた空間オペレータによる縦微分の画像と、横微分の画像の和を算出して数値演算することを特徴とする請求項１、２又は３記載の表示装置の検査方法。
【請求項５】表示装置の表示むらの評価方法であって、表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとをパラメータとする複数のむらパターンを準備し、個々のむらパターンごとに表示装置に表示することを特徴とする表示装置の評価方法。
【請求項６】撮像手段と、コンピュータとが備えられ、表示装置の表示画像を撮像手段により撮像して得た撮像画像を用いて表示むらの検査が行われる表示装置の検査装置において、表示むらを呈するむら領域と周辺部分との変化の大きさと、むら領域の幾何学的な大きさとが数値演算に用いられ、あらかじめ準備された基準値と対比されて、表示むらの判定が行われることを特徴とする表示装置の検査装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１３】
【図３】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１３】
【図３】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開平１０−９６６８１
【公開日】平成１０年（１９９８）４月１４日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−２０４９９７
【出願日】平成９年（１９９７）７月３０日
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【公開日】平成１０年（１９９８）４月１４日
【国際特許分類】
【出願日】平成９年（１９９７）７月３０日
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
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