JP4332788B2 - Foreign matter inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、被検査物に含まれる異物を検査する異物検査装置に関する。 The present invention relates to a foreign matter inspection apparatus for inspecting foreign matter contained in an inspection object.
従来、例えば流体を噴射するインジェクタのように内部に流体流路を有する被検査物の場合、内部に残留する異物の検査は重要な工程である。インジェクタの場合、内部に異物が残留していると、部品隙間に異物が噛み込み、その結果として動作不良や弁部に異物が付着し、閉弁時における弁密度の低下を招くおそれがある。そのため、被検査物の内部に残留する異物は高精度に検査する必要がある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in the case of an inspected object having a fluid flow path inside, such as an injector for ejecting fluid, inspection of foreign matters remaining inside is an important process. In the case of an injector, if foreign matter remains in the interior, the foreign matter may get caught in the gap between the components, and as a result, the foreign matter may adhere to the malfunction or the valve portion, resulting in a decrease in valve density when the valve is closed. Therefore, it is necessary to inspect the foreign matters remaining inside the inspection object with high accuracy (see, for example, Patent Document 1).
上述のような被検査物を検査する場合、被検査物の一方の端部にフィルタを設置し、他方の端部側から洗浄流体を流し込む。そして、被検査物を通過した洗浄流体を例えばろ紙などのろ過手段でろ過することにより、被検査物に付着した異物は捕集される。さらに、捕集されたろ過手段を観察することにより、捕集された異物の種類および数量などを検出している。 When inspecting the inspection object as described above, a filter is installed at one end of the inspection object, and a cleaning fluid is poured from the other end. And the foreign material adhering to a to-be-inspected object is collected by filtering the washing | cleaning fluid which passed the to-be-inspected object with filtration means, such as a filter paper, for example. Furthermore, by observing the collected filtering means, the type and quantity of the collected foreign matter are detected.
しかしながら、被検査物は各処理工程ごとに洗浄され、ろ過手段により異物が捕集される。そのため、検査の対象となるろ紙などのろ過手段は膨大となり、オペレータが各画像と基準値とを逐次比較すると、検査に長時間を要するという問題がある。また、ある処理工程に異常が生じたとき、過去に発生した同様の症状を確認するためには、保存されているろ紙などのろ過手段からその異常に該当するろ過手段を探し出す必要がある。そのため、処理工程の異常の原因の特定に、長時間を要するという問題がある。 However, the inspection object is washed for each processing step, and foreign matter is collected by the filtering means. Therefore, the filtering means such as filter paper to be inspected becomes enormous, and there is a problem that the inspection takes a long time when the operator sequentially compares each image with the reference value. In addition, when an abnormality occurs in a certain processing step, it is necessary to find out the filtering means corresponding to the abnormality from the stored filtering means such as filter paper in order to confirm the same symptom that has occurred in the past. Therefore, there is a problem that it takes a long time to identify the cause of the abnormality in the processing process.
そこで、本発明の目的は、短時間で容易に、かつ高精度に異常の原因が特定される異物検査装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a foreign substance inspection apparatus in which the cause of an abnormality can be specified easily and with high accuracy in a short time.
請求項1から3のいずれかに記載の発明では、ろ過手段は画像として入力され、異物検出手段は入力された画像から異物に関するデータを検出する。異物に関するデータとしては、例えば異物の種類、数量あるいは大きさなどが含まれる。工程特定手段は、検出された異物に関するデータと第二記録手段に記録されている基準値とを比較する。そして、複数の処理工程のいずれかにおいて異物が被検査物に混入していると判断すると、複数の処理工程のいずれにおいて異物が混入したかを特定する。すなわち、画像の入力、入力された画像を処理することによる異物に関するデータの検出、ならびに検出された異物に関するデータから異常の生じている処理工程の特定は、一連の流れとして実行される。したがって、短時間かつ高精度で異常の生じている処理工程を特定することができる。また、検出された異物に関するデータは第一記録手段に保管される。そのため、検出した異物に関するデータから、過去に生じた類似の症状の記録データが検索される。したがって、複数の処理工程のいずれにおいて異常が生じているか、原因の特定を容易にすることができる。
In the invention according to any one of
また、請求項1記載の発明では、基準データは異物の種類ごとに各処理工程で許容される異物の数を基準値として有している。すなわち、基準データは、異物の種類、処理工程および許容される異物の個数のマップデータを有している。これにより、短時間かつ高精度で異常の生じている処理工程を特定することができる。
請求項2記載の発明では、被検査物から発生した異物を少なくとも金属と非金属とに分離して検出する。金属と非金属とは、光の反射率が異なる。例えば、金属は光を反射しやすいため明るくなり、非金属は光を吸収しやすいため暗くなる。そこで、ろ過手段を入力した画像の明るさから、異物は少なくとも金属と非金属とに分離される。
In the invention described in
In the invention according to claim 2 , the foreign matter generated from the inspection object is detected by separating it into at least a metal and a non-metal. Metal and non-metal have different light reflectivities. For example, a metal is bright because it easily reflects light, and a non-metal is dark because it easily absorbs light. Therefore, the foreign matter is separated into at least a metal and a nonmetal from the brightness of the image input through the filtering means.
請求項3記載の発明では、ろ過手段は画像入力手段により撮影される。撮影された画像は複数の画素から構成されている。そのため、撮影された画像を構成する各画素は所定の階調値を有している。例えば金属と非金属とでは明るさが異なるため、各画素の階調値により異物の種類を特定することができる。したがって、異物の種類、および異物の混入した処理工程を特定することができる。 In the invention of claim 3 , the filtering means is photographed by the image input means. The photographed image is composed of a plurality of pixels. Therefore, each pixel constituting the photographed image has a predetermined gradation value. For example, since the brightness differs between metal and non-metal, the type of foreign matter can be specified by the gradation value of each pixel. Therefore, it is possible to specify the type of foreign matter and the processing process in which the foreign matter is mixed.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による異物検査装置は、図1に示すように異物検査装置10は、コンピュータであり、キーボードやマウスなどの入力部11、コンピュータ本体20および表示手段としてのディスプレイ12から構成されている。本実施形態の異物検査装置10では、被検査物として例えばエンジンに吸入される吸気に燃料を噴射するインジェクタを適用する。インジェクタは、複数の処理工程において組み付けられ、各処理工程が行われるごとに洗浄される。インジェクタは洗浄流体により洗浄される。インジェクタは、例えば洗浄流体を流し込んだり、吹き付けたりすることにより洗浄される。インジェクタを通過した洗浄流体は、ろ過手段としてのフィルタ13によりろ過される。これにより、インジェクタに付着あるいはインジェクタから生じた異物は、フィルタ13に捕集される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the foreign substance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention is a foreign
異物検査装置10のコンピュータ本体20には、画像入力手段としてカメラ21が接続されている。カメラ21は、例えばCCD(Charge Coupled Device)などの複数の撮像素子から構成される撮像部を有している。インジェクタから生じた異物を捕集したフィルタ13は、カメラ21により撮影される。撮影された画像は、電気信号としてコンピュータ本体20に入力される。
A
コンピュータ本体20は、CPU22、記憶部30および処理部40を有している。記憶部30は、第一記憶手段および第二記憶手段を構成しており、ハードディスクドライブ(HDD)31、RAM(Random Access Memory)32およびROM(Read Only Memory)33を有している。HDD31には、コンピュータを異物検査装置10として機能させるためのソフトウェアである異物検査プログラムが記録されている。また、HDD31には、基準データが記録されている。RAM32には、処理部40で処理される各種のデータならびに処理の完了したデータが一時的に保管される。ROM33には、処理部40および異物検査装置10の各部を制御するためのコンピュータプログラムが記録されている。CPU22は、異物検査プログラムにしたがって異物検査装置10の各部を制御する。
The computer
処理部40は、画像処理部41、異物検出部42および工程特定部43から構成されている。画像処理部41はカメラ21から入力された画像を処理する。カメラ21から入力された画像は、撮像部の複数の撮像素子に対応する複数の画素から構成されている。画像を構成する複数の画素は、それぞれ入力された画像の明るさに応じた電気信号を有している。画像処理部41では、カメラ21から入力された画像を構成する各画素ごとの電気信号からデジタルの画像データを作成する。例えば、8bitの画像データを生成する場合、画像を構成する各画素は0〜255のいずれかの階調値を有している。
The
異物検出部42は、画像処理部41で作成された画像データから、異物の種類および数量などを検出する。フィルタ13でろ過された異物には、例えば金属の異物および非金属の異物が含まれる。金属の異物とは、例えばインジェクタを形成するボディなどに生じるバリ、あるいは部材同士の接触により生じる摩耗粉などである。また、非金属の異物とは、例えば各処理工程が行われる施設に浮遊している塵や埃などである。金属の異物は、非金属の異物に比較して光を反射しやすい。そのため、カメラ21でフィルタ13を撮影したとき、金属の異物は他の異物に比較して明るくなる。一方、金属の異物であっても、例えば酸化した金属は光を反射しにくい。そのため、カメラ21でフィルタ13を撮影したとき、金属の異物の中には比較的暗い酸化金属も含まれる。非金属の異物は、金属の異物に比較して光を反射しにくい。また、非金属の異物にはほとんど光を反射しない透明な異物も含まれている。すなわち、異物は、種類ごとに画像に撮影されたときの明るさが異なる。これにより、異物検出部42では、画像データを構成する各画素の階調値から異物の種類を特定している。
The foreign
画像データを構成する画素は異物の大きさに比較して十分に小さい。そのため、異物は、画像において近似した階調値を有する複数の画素の集団を形成する。この画素の集団の数を検出することにより、特定の種類の異物の数量が検出される。さらに、この画素の集団を形成する画素の数を検出することにより、異物の大きさが検出される。これらにより、異物検出部42は、異物の種類および数量に加え、異物の大きさを検出する。
The pixels constituting the image data are sufficiently small compared to the size of the foreign matter. For this reason, the foreign matter forms a group of a plurality of pixels having approximate gradation values in the image. By detecting the number of groups of pixels, the number of specific types of foreign matters is detected. Further, the size of the foreign matter is detected by detecting the number of pixels that form this group of pixels. Thus, the
工程特定部43は、異物検出部42で検出された異物の種類および数量と、HDD31に記録されている基準データとから、異物がインジェクタの処理工程のいずれで生じたかを特定する。基準データは、例えば図2に示すように処理工程ごとに許容される異物の数を異物の種類ごとに基準値として設定したデータである。例えば、加工工程Aにおいて、許容される異物Aの数は10個であり、許容される異物Cの数は1個である。このとき、ある処理工程においてある異物の数が基準データに設定されている基準値よりも大きい場合、工程特定部43はその処理工程において異物の混入が生じていると特定する。なお、図2に示す基準データでは、成形工程、組み付け工程および検査工程をそれぞれさらに三つの要素工程に分割し、各要素工程ごとに異物A、異物Bおよび異物Cについての基準値を設定している。しかし、処理工程の数、各処理工程を構成する要素工程、および異物の種類などは、適用する工程に応じて任意に変更することができる。
The
次に、上記の構成の異物検査装置の作動を図3に基づいて説明する。
(異物の捕集)
インジェクタは、組み付け時の各処理工程ごとに洗浄が行われる。ここで、処理工程には、例えば金属部材の切削あるいは研磨による加工を行う加工工程、各部材の組み付けを行う組み付け工程、および最終的なインジェクタの性能を検査する検査工程などが含まれる。そのため、インジェクタは、例えば加工工程において第一回目の洗浄が行われ、組み付け工程において第二回目の洗浄が行われ、検査工程において第三回目の洗浄が行われる。なお、処理工程は、上記の加工工程、組み付け工程および検査工程に限らず、その他の工程を含んでもよい。
Next, the operation of the foreign matter inspection apparatus having the above configuration will be described with reference to FIG.
(Foreign matter collection)
The injector is cleaned for each processing step during assembly. Here, the processing steps include, for example, a processing step for performing processing by cutting or polishing a metal member, an assembling step for assembling each member, and an inspection step for inspecting the final injector performance. Therefore, for example, the injector is subjected to the first cleaning in the processing step, the second cleaning is performed in the assembly step, and the third cleaning is performed in the inspection step. The processing process is not limited to the above-described processing process, assembly process, and inspection process, and may include other processes.
インジェクタは、例えば水や溶剤などの洗浄流体によって洗浄される。このとき、インジェクタを通過した洗浄流体は、フィルタ13によってろ過される。洗浄流体をフィルタ13でろ過することにより、インジェクタから発生し洗浄流体によって除去された異物はフィルタ13に捕集される(S101)。フィルタ13に捕集される異物は、各処理工程ごとに特性が異なる。例えば、加工工程においては、金属部材の切削あるいは研磨が主であるため、生じる異物は金属が主である。なお、異物検査は、製造するインジェクタの全てを対象とする全体検査でもよく、あるいは製造するインジェクタから任意のものを対象とするサンプリング検査のいずれでもよい。
The injector is cleaned with a cleaning fluid such as water or a solvent. At this time, the cleaning fluid that has passed through the injector is filtered by the
(画像の入力)
フィルタ13による異物の捕集が完了すると、異物をろ過したフィルタ13は異物検査装置10へ移送される(S102)。異物検査装置10では、カメラ21を用いてフィルタ13を撮影する。撮影されたフィルタ13の画像は、電気信号としてコンピュータ本体20に入力される(S103)。コンピュータ本体20の画像処理部41では、カメラ21から入力された電気信号からデジタルの画像データを生成する。そして、所定のアルゴリズムによりデジタルの画像データに画像処理を行う(S104)。画像処理部41では、入力された電気信号を画像を構成する各画素ごとの階調値に変換し、画像データを生成する。生成された画像データは記憶部30のRAM32に一時的に保管されるとともに、画像データに基づく画像がディスプレイ12に表示される。
(Input image)
When the collection of the foreign matter by the
(異物の検出)
画像の入力が完了すると、異物検出部42は生成された画像データから異物の種類および数量などを検出する(S105)。異物検出部42は、画像データを構成する各画素ごとの階調値から、異物の種類、数量および大きさを検出する。異物検出部42は、異物に関するデータとして、異物の種類、数量若しくは大きさのいずれか、またはこれらのうち二つ以上の要素を検出する構成としてもよい。上述のように、撮影されたフィルタ13の画像には、フィルタ13自身を示す背景、フィルタ13に捕集された各種の異物が含まれる。背景となるフィルタ13自身は、ほぼ均一な階調値を有しており、画像に最も多く含まれている。そのため、異物検出部42では、画像データに最も多く含まれる階調値は背景となるフィルタ自身であると判断する。一方、異物は、種類ごとに反射率すなわち階調値が異なる。そこで、異物検出部42では、撮影されたフィルタ13の画像における各画素ごとの階調値から異物の種類を判断する。例えば、階調値の小さな画素は反射率の低い非金属の異物であると判断し、階調値の大きな画素は反射率の高い金属の異物であると判断する。この他、階調値には異物の種類に応じて所定の分布がある。そこで、所定の範囲の大きさを有する階調値ごとに、異物の種類を判断する。異物検出部42では、金属、非金属に加え、反射率の低い酸化した金属、または透明な非金属などが判断される。また、異物に対応する複数の画素からなる画素の集団の数から異物の数量が検出される。さらに、集団を構成する画素の数から異物の大きさが検出される。
(Detection of foreign matter)
When the input of the image is completed, the foreign
(データの蓄積)
異物の検出が完了すると、検査されたフィルタ13の処理工程、インジェクタのサンプリング番号、ならびに検出された異物の種類および数量などを含む記録データは撮影されたフィルタ13の画像データととともにHDD31に保管される(S106)。記録データをHDD31に保管することにより、処理工程の進行による異物の発生状況の変化などが検出される。
(Data accumulation)
When the detection of the foreign matter is completed, the recording data including the processing process of the inspected
(異常の有無の判断)
工程特定部43は、HDD31に保管された記録データとHDD31に記録されている基準データとを比較し(S107)、処理工程に異常が生じているか否かを判断する(S108)。このとき、記録データにおける異物の種類ごとの数量が基準データに設定されている基準値を下回っていると、工程特定部43はフィルタ13の移送元である処理工程において異常が生じていないと判断する。そして、撮影されたフィルタ13の異物検査は終了し、次のフィルタ13の異物検査に移行する。
(Judgment of presence or absence of abnormality)
The
一方、記録データにおける異物の種類ごとの数量が基準データの基準値を上回っていると、工程特定部43はフィルタ13の移送元である処理工程において異物の混入が生じていると判断する(S109)。工程特定部43は、フィルタ13の移送元である処理工程で異物が混入するなどの異常が生じていると判断すると、ディスプレイ12にフィルタ13の移送元である処理工程で異常が生じている旨を表示する(S110)。これにより、異常が生じている処理工程では、異常を解消するための処置が施される。その後、撮影されたフィルタ13の異物検査は終了し、次のフィルタ13の異物検査に移行する。
上記の手順を繰り返すことにより、複数のフィルタ13の異物検査および異常の生じている処理工程の特定が繰り返し実行される。
On the other hand, if the quantity for each type of foreign matter in the recorded data exceeds the reference value of the reference data, the
By repeating the above procedure, the foreign matter inspection of the plurality of
以上、説明した本発明の一実施形態によると、フィルタ13に捕集された異物の種類および数量は入力されたフィルタ13の画像データから検出される。そして、検出された異物の種類および数量と、各処理工程ごとに設定されている基準値とを比較して処理工程の異常の発生の有無を判断し、異常の発生している処理工程を特定している。画像の入力、異物の検出および処理工程の異常の有無は、一連の流れとして実行される。したがって、短時間かつ高精度で異常の生じている処理工程を特定することができる。
As mentioned above, according to one Embodiment of this invention demonstrated, the kind and quantity of the foreign material collected by the
また、本発明の一実施形態では、記録データはHDD31に保管される。そのため、フィルタ13の異物検査により処理工程に異常が生じていると判断されたとき、過去に生じた類似の異常の記録データが検索される。すなわち、検出された異物の種類および数量とHDD31に蓄積されている過去の記録データに含まれる異物の種類および数量との比較が可能となる。これにより、検出された異物の種類および数量から、いずれの処理工程においてどのような異常が生じているか、あるいは異常の原因は何かを容易に特定することができる。また、HDD31に蓄積された記録データを利用することにより、新たな処理工程を追加したとき、蓄積された記録データから新たな処理工程に対応する基準データを作成することができる。さらに、HDD31に記録データを蓄積することにより、各処理工程において異常が生じる時期をあらかじめ推定することも可能である。
In one embodiment of the present invention, the recording data is stored in the
以上、説明した本発明の一実施形態では、被検査物としてインジェクタを適用する例について説明した。しかし、洗浄流体を用いて洗浄可能な被検査物であればインジェクタに限らず適用することができる。 As described above, in the embodiment of the present invention described above, the example in which the injector is applied as the inspection object has been described. However, any inspection object that can be cleaned using a cleaning fluid can be applied without being limited to an injector.
10 異物検査装置、12 ディスプレイ(表示部)、13 フィルタ(ろ過手段)、20 コンピュータ本体、21 カメラ(画像入力手段)、30 記憶部(第一記憶手段、第二記憶手段)、40 処理部、41 画像処理部、42 異物検出部、43 工程特定部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記被検査物から発生した異物を捕集するろ過手段を撮影する画像入力手段と、
前記画像入力手段で撮影された前記ろ過手段の画像を処理し、異物に関するデータを検出する異物検出手段と、
前記異物検出手段で検出された異物に関するデータを記録データとして保管する第一記録手段と、
前記被検査物を処理する複数の処理工程において前記被検査物に混入する異物に関するデータの基準値を基準データとして記録する第二記録手段と、
前記第一記録手段に記録される前記異物検出手段で検出された異物に関するデータと、
前記第二記録手段に記録されている基準データとを比較し、前記複数の処理工程のいずれかにおいて異物が前記被検査物に混入したと判断すると、前記複数の処理工程のいずれにおいて異物が混入したかを特定する工程特定手段と、
前記工程特定手段が前記複数の処理工程のいずれにおいて前記被検査物に異物が混入したかを特定すると、特定された処理工程を表示する表示手段とを備え、
前記異物に関するデータは、異物の種類および種類ごとの異物の数を含み、
前記基準データは、前記異物検出手段で検出された異物に関するデータのうち、異物の種類ごとに、前記複数の処理工程の各処理工程で許容される異物の数を、基準値として有し、
前記工程特定手段は、前記異物検出手段で検出された異物の種類および種類ごとの異物の数と、前記基準データが有している前記各処理工程ごとに許容される種類ごとの異物の数とから、いずれの処理工程で異物が混入したかを特定することを特徴とする異物検査装置。 A foreign matter inspection apparatus for identifying a processing step in which foreign matter mixed in an inspection object occurs,
An image input means for photographing a filtering means for collecting foreign matter generated from the inspection object;
Processing the image of the filtering means photographed by the image input means, and detecting foreign matter detection data;
First recording means for storing data relating to the foreign matter detected by the foreign matter detection means as recording data;
Second recording means for recording, as reference data, a reference value of data relating to foreign matter mixed in the inspection object in a plurality of processing steps for processing the inspection object;
Data relating to the foreign matter detected by the foreign matter detection means recorded in the first recording means;
Comparing with the reference data recorded in the second recording means and determining that foreign matter has entered the inspection object in any of the plurality of processing steps, foreign matter is mixed in any of the plurality of processing steps. Process identification means for identifying whether or not
When the process specifying unit specifies in which of the plurality of processing steps foreign matter is mixed in the inspection object, the process specifying unit includes a display unit that displays the specified processing step.
The data regarding the foreign matter includes the type of foreign matter and the number of foreign matters for each type,
The reference data includes, as a reference value, the number of foreign substances allowed in each processing step of the plurality of processing steps for each type of foreign matter among the data on the foreign matter detected by the foreign matter detection means,
The process specifying means includes the type of foreign matter detected by the foreign matter detection means and the number of foreign matters for each type, and the number of foreign matters per type allowed for each processing step included in the reference data, The foreign substance inspection apparatus characterized by specifying in which processing step the foreign substance is mixed.
前記画像入力手段で撮影された前記ろ過手段の画像から、この画像を構成する画素ごとの階調値を検出し、階調値に応じて異物の種類を検出することを特徴とする請求項1または2記載の異物検査装置。 The foreign object detection means includes
Claim 1, characterized in that said from the image of the captured said filter means by the image input unit, detects the tone value of each pixel constituting the image, detects the type of foreign matter in accordance with the gradation value Or the foreign material inspection apparatus of 2 .
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