JP4848448B2 - ガラスびん口部検査方法及び装置 - Google Patents
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Description
CCDカメラのような受光手段がガラスびん口部の外周面を狙って設置されている。
特許文献1に示されるように、光を口部天面に投光した場合、口部の周壁内部に欠陥がないと、受光手段が受光する蛍光の受光量は上部から下部に行くにしたがって滑らかに減少するものとなり、欠陥があると、受光量が上部から下部に行くにしたがって減少する過程で急激な変動が生じるので、欠陥を検出することができる。
特許文献2に示されるように、光をガラスびん口部の外周面から投光した場合、口部周壁内に泡や異物があると、反射光(又は透過光)において当該部分が明るくなり、欠陥を検出することができる。
これは、口部天面に投光し、その反射光を捉えて口部天面に欠陥があるかどうかを検査するものである。
ねじの影響を相殺する高度な画像処理によって、ある程度対処することは可能であるが、例えば、ねじ山の中やその直ぐ内側に泡・異物などがある場合は、ほとんど検出できない。さらに、特開2000−142653に示されるように、口部外周面に縦溝を有し、ねじが縦溝で分断されているびん口部の、ねじと縦溝の影響を相殺する画像処理はほとんど不可能である。
本発明は、ガラスびん口部の周壁内部に泡、異物があるかどうかを検査する方法であって、軸線を中心に回転するガラスびん口部の外周面に横方向から投光した光が口部周壁内部で散乱し、口部天面から放射されるその散乱光を、受光素子がガラスびんの半径方向でかつ前記投光した光の光軸方向に配列されたラインセンサカメラで受光し、その受光量に基づいて、ガラスびん口部の周壁内部に泡、異物があるかどうかを判定することを特徴とするガラスびん口部検査方法である。
びん口部外周面を狙って投光手段を設け、口部外周面に横方向から投光する。受光手段はびん口部天面を狙って設ける。口部周壁内部に泡又は異物がない場合、投光した光はびん口部を横方向に透過し、口部周壁内部で散乱する光は非常に僅かであるので、散乱光は受光手段にほとんど到達しない。
図1に示すように、口部周壁内部に泡又は異物があると、投光した光が泡又は異物で散乱し、多くの散乱光がびん口部天面から放射し、受光手段に到達するので、泡・異物の欠陥を検出することができる。
これにより、複雑な画像処理を行うことなく、ラインデータの簡単な処理で泡や異物の欠陥を高精度で検出できる。
また本発明は、ガラスびん口部の天面内周縁に投光した光の反射光であるエッジ光と、前記散乱光を前記ラインセンサカメラで受光し、その各ラインデータにおいて、前記エッジ光を受光した素子アドレスに基づいて検査を行う検査領域を決定し、その検査領域における受光量に基づいて前記判定を行う請求項1に記載の検査方法である。
したがって、エッジ光を受光した素子アドレスに基づいて検査を行う検査領域を決定し、その検査領域における受光量に基づいて判定を行うことで、例えば、ガラスびんの中心が回転軸とずれ、びんが回転によってブレるような場合でも、適正な検査領域で検査することができ、検査を精度よく行うことが可能となる。
また本発明は、前記ラインセンサの各ラインのラインデータを口部の内側方向から外側方向に向かってサーチし、その受光量データがエッジ信号閾値(EL)を越える領域であって、該領域の幅がエッジ幅閾値(EW)より大きい領域をエッジ領域とし、該エッジ領域内の任意のアドレスに所定のオフセット値(OFS)を加えたアドレスを検査開始位置(GES)とし、該検査開始位置(GES)に所定の検査領域幅値(WID)を加えたアドレスを検査終了位置(GEE)とし、該検査開始位置(GES)から検査終了位置(GEE)までを前記検査領域とする請求項2に記載の検査方法である。
エッジ領域(エッジ光の位置)を検出するのにエッジ信号閾値(EL)とエッジ幅閾値(EW)の2つの閾値を設けたのは、周囲の環境によりエッジ信号閾値(EL)を超えるノイズが入った場合でも、これを排除してエッジ光の位置を確実に検出するためである。
検査開始位置(GES)を求めるためのエッジ領域内の任意のアドレスは、例えばエッジ領域の始端アドレス、終端アドレス、又は中心アドレス等とすることができる。これらの任意のアドレスに適宜のオフセット値(OFS)を加えたアドレスを検査開始位置(GES)とする。
検査終了位置(GEE)は、検査開始位置(GES)に所定の検査領域幅値(WID)を加えたアドレスとすればよい。
また本発明は、前記ラインセンサカメラの各ラインのラインデータAと、そのラインよりも所定の差分間隔(FP)進んだラインのラインデータBを前記検査領域内において差分処理し、その差分データが所定の差分閾値(TH)より大きいデータの素子数を求め、この操作を前記ラインデータAから次々に所定の差分実施回数(VS)繰り返し、差分実施回数(VS)における前記素子数の合計である差分総素子数が所定の差分素子数閾値(PXL)より大きい場合に、泡又は異物の欠陥ありとして判定する請求項2又は3に記載の検査方法である。
本発明においては、単にラインごとの異常成分で判定するものではなく、設定された差分実施回数(VS)の複数のラインデータを総合して判定を行うので、例えば、非常に細かい泡や異物が広範囲に亘ってある場合など、従来検出が困難であった欠陥も精度よく検出することができる。
また本発明は、ガラスびん口部の周壁内部に泡、異物があるかどうかを検査する装置であって、 ガラスびんをその軸線を中心に回転させる回転手段と、 ガラスびん口部の外周面に横方向から投光する投光手段Aと、 投光した光が口部周壁内部で散乱し、口部天面から放射される散乱光を受光する受光手段であって、受光素子がガラスびんの半径方向でかつ前記投光手段Aの光軸方向に配列されたラインセンサカメラと、該受光手段の受光量に基づいてガラスびん口部の周壁内部に泡、異物があるかどうかを判定する泡・異物検出手段を有することを特徴とするガラスびん口部検査装置である。
回転手段はガラスびんをその軸線を中心に回転させることができるものであれば良く、特に制限はないが、例えば、既存の検査機の回転ステーションとすることができる。
投光手段は、例えば、面にLEDをマトリックス状に配置したものとすることができる。
受光手段は、ラインセンサカメラ、CCDカメラなどとすることができる。
泡・異物検出手段は、市販のパーソナルコンピュータに設定することができる。
また本発明は、ガラスびん口部の天面内周縁に投光する投光手段Bと、その光の反射光であるエッジ光と、前記散乱光を受光した前記ラインセンサカメラの各ラインデータにおいて、前記エッジ光を受光した素子アドレスに基づいて検査を行う検査領域を決定する検査領域検出手段を有する請求項5に記載の検査装置である。
投光手段Bは、天面内側縁の曲面部分の狭い範囲に投光できるもの、例えばレーザ光源などが好ましい。
検査領域検出手段は、前記泡・異物検出手段を設けたパーソナルコンピュータ内に設定することができる。
また本発明は、前記検査領域検出手段が、前記ラインセンサの各ラインのラインデータを口部の内側方向から外側方向に向かってサーチし、その受光量データがエッジ信号閾値(EL)を越える領域であって、該領域の幅がエッジ幅閾値(EW)より大きい領域をエッジ領域とし、該エッジ領域内の任意のアドレスに所定のオフセット値(OFS)を加えたアドレスを検査開始位置(GES)とし、該検査開始位置(GES)に所定の検査領域幅値(WID)を加えたアドレスを検査終了位置(GEE)とし、該検査開始位置(GES)から検査終了位置(GEE)までを前記検査領域とするものである請求項6に記載の検査装置である。
また本発明は、前記泡・異物検出手段が、前記ラインセンサカメラの各ラインのラインデータAと、そのラインよりも所定の差分間隔(FP)進んだラインのラインデータBを前記検査領域内において差分処理し、その差分データが所定の差分閾値(TH)より大きいデータの素子数を求め、この操作を前記ラインデータAから次々に所定の差分実施回数(VS)繰り返し、差分実施回数(VS)における前記素子数の合計である差分総素子数が所定の差分素子数閾値(PXL)より大きい場合に、泡又は異物の欠陥ありとして判定するものである請求項6又は7に記載の検査装置である。
ガラスびん回転手段は従来の検査装置の回転ステーションを用いた。
ラインセンサカメラは、受光素子がガラスびんの半径方向に配列されるように、投光した光の散乱光、エッジ光を受光できる位置に配置される。
投光器Aは、びん口部外周面に投光するもので、複数のLEDをマトリックス状に配置したものを用いた。
投光器Bは、びん口部天面内周縁(天面内側縁の曲面部分)に投光するもので、レーザ光源を用いた。
メモリ、検査領域検出手段及び泡・異物検出手段はコンピュータ内に設定されている。
投光器Aは、びん口部外周面に横方向から投光する。投光角度は、必ずしも水平である必要はなく、例えば10°程度傾いていても良い。投光された光は口部周壁内に進入し、その内部で散乱した一部の散乱光が口部天面から放射してラインセンサカメラに至る。
投光器Bは、びん口部天面内周縁に投光する。投光された光は天面内周縁の曲面部分(縦断面におけるR状部分)で反射し、エッジ光としてラインセンサカメラに至る。
ラインセンサカメラで受光した各ラインデータはメモリに蓄積される。メモリから読み出されたラインデータは、検査領域検出手段で検査領域が作成されると共に、泡・異物検出手段で検査される。泡・異物検出手段で不良と判定された場合は、不良信号が出力される。不良信号はメモリに記録される他、警告装置の作動や不良びん排除装置の作動などに利用することができる。
ステップ101……データ処理指令ONか?
という判定が先ず行われ、YESであると、
ステップ102……データ処理(不良を検出)する
へ進み、検査領域検出手段で検査領域が作成されると共に、泡・異物検出手段で検査が行われる。この後、
ステップ103……不良か?
という判定が行われ、YESであると
ステップ104……不良を記録する
へ進み、コンピュータのメモリに不良の情報が記録され、ステップ105へ進む。NOであると、そのままステップ105へ進む。
ステップ105……次のデータ処理指令
からはステップ101へ戻り、次のびんのラインデータについて上記の処理(ステップ101〜105)が繰り返される。
次に、図4,5に基づいて、ラインセンサの各ラインにおける検査領域の検出について説明する。図4は検査領域作成のフローチャート、図5は検査領域作成例の説明図である。
図4において、
ステップ201……エッジ信号閾値EL、エッジ幅閾値EWを設定する
によってエッジ信号閾値EL、エッジ幅閾値EWが設定される。これらの値は、検査するびんの種類により、予め定めておく。
ステップ202……オフセット値OFSを設定する
によってオフセット値OFSが設定される。オフセット値OFSは、エッジ領域(E1〜E2)の始端アドレス(E1)に加えて検査開始位置アドレスGESを決定するための素子数で、検査するびんの種類により、予め定めておく。
ステップ203……検査領域幅値WIDを設定する
によって検査領域幅値WIDが設定される。領域幅値WIDは、検査するびんの種類により、予め定めておく。
ステップ204……データのアドレスを設定する
によってデータを格納するメモリのアドレスが設定され、
ステップ205……メモリのアドレスセーブエリアをクリアする
という処理が行われる。この後、メモリより読み出される各アドレスのラインデータについて以下の処理が行われる。
によってラインデータを口部天面の内側方向から外側方向に向かってサーチし、
ステップ207……エッジ信号閾値EL及びエッジ幅閾値EWを超えるエッジ領域を探す
という処理が行われ、最初にエッジ信号閾値EL及びエッジ幅閾値EWを超える領域(E1〜E2)をエッジ領域とする。
ステップ208……オフセット値により検査開始位置アドレスGESを算出する
の処理で、エッジ領域(E1〜E2)の始端アドレスE1にオフセット値OFSを加えたアドレスが検査開始位置アドレスGESとして設定され、
ステップ209……検査領域幅値により検査終了位置アドレスGEEを算出し、そのラインデータの検査領域を作成する
によって、検査開始位置アドレスGESに検査領域幅値WIDを加えたアドレスが検査終了位置アドレスGEEとして設定され、検査開始位置アドレスGESから検査終了位置アドレスGEEまでの検査領域が作成される。
ステップ210……取り込んだデータ毎に検査領域を作成する(取り込み数N回)
という処理で、N番目のラインデータまで、メモリからラインデータを取り込み、そのラインデータ毎にステップ206〜209の処理を行う。取り込み数Nは予め設定しておくが、容器口部全周のライン数nよりも若干多い数で、好ましくはn+10からnの1.3倍程度である。
ステップ211……取り込んだラインデータ順にデータをセーブする
によって検査領域が作成されたラインデータを順番にメモリにセーブし、各ラインデータに基づいて泡・異物検出手段による泡・異物検査が行われる。
投光器Bから投光され口部天面内周縁で反射したエッジ光が検出されて、口部天面内周縁付近の受光量が多くなっている。この受光量の多い部分で、エッジ信号閾値EL及びエッジ幅閾値EWを超える領域(E1〜E2)がエッジ領域である。
エッジ領域(E1〜E2)の始端アドレスE1にオフセット値OFSを加えたアドレスが検査開始位置アドレスGESとなる。
検査開始位置アドレスGESに検査領域幅値WIDを加えたアドレスが検査終了位置アドレスGEEとなり、検査開始位置アドレスGESから検査終了位置アドレスGEEまでが検査領域となる。
この場合、検査領域に泡・異物がないので、受光素子の受光量は低い値となっている。
図6は泡・異物検出のフローチャートである。同図において、
ステップ301……差分フィルタFを設定する
で差分フィルタFが設定される。差分フィルタFは2つのラインデータを検査ゲート内において差分するものである。
ステップ302……差分間隔FPを設定する
で差分間隔FPが設定される。これにより、各ラインデータはそのFP個先のラインデータと差分処理を行うことになる。FPは、例えば3〜10とすることができる。
ステップ303……差分閾値THを設定する
で差分閾値THが設定される。差分閾値THは検査するびんの種類により、予め定めておく。
ステップ304……差分素子数閾値PXLを設定する
で差分素子数閾値PXLを設定する。差分素子数閾値PXLは検査するびんの種類により、予め定めておく。
ステップ305……差分実施回数VSを設定する
で差分実施回数VSが設定される。これにより、VS個の差分データが1セットとして取り扱われることになる。VSは、例えば2〜10とすることができる。
ステップ307……取り込みデータAのラインデータからFP番目進んだラインデータをロードし、取り込みデータBとする
ステップ308……取り込みデータAと取り込みデータBを比較する
の処理の後、
ステップ309……Fを使用して取り込みデータAとFP進んだ取り込みデータBを差分する
によって、検査領域内における取り込みデータA、Bの電圧の差分データが作成される。
ステップ310……差分データがTHより大きいか?
という判定が行われ、YESの場合はステップ311に進み、NOの場合はステップ312に進む。YESの場合、
ステップ311……THより大きいデータの素子数を算出し、セーブする
という処理が行われた後、
ステップ312……次のラインデータをロードし、取り込みデータAとし、そのラインデータからFP進んだラインデータをロードし、取り込みデータBとする
の処理が行われる。ここでいう「次のラインデータ」とは、ステップ309における「取り込みデータA」の次のラインデータである。
ステップ313……取り込みデータAと取り込みデータBを比較する
の処理の後、
ステップ314……VS回比較したか?
の判定が行われる。これは、VS回の差分データから泡・異物欠陥の判定を行うためのものである。NOの場合はステップ309〜314が繰り返され、YESの場合は、
ステップ315……VS回分のTHより大きいデータの素子数をロードし、全てを加算し、差分総素子数としてセーブする
の処理を行う。これは、VS回分の各差分データにおいて、電圧が差分閾値THより大きい素子数をカウントし、VS回分を合計し、メモリにセーブする処理である。その後、
ステップ316……次のラインデータをロードし、取り込みデータAとする
という処理が行われる。ここでいう「次のラインデータ」とは、ステップ313における「取り込みデータA」の次のラインデータである。その後、
ステップ317……所定のラインデータをロードし、取り込みデータAとしたか?
の判定が行われる。ここで、所定のラインデータとは、容器口部全周の全てのラインデータについてステップ315の処理が行われるように、任意に定めればよく、例えば(N−VS)番目のラインデータとすることができる。ステップ317でNOの場合は、ステップ307〜ステップ317の処理が繰り返され、YESの場合は、
ステップ318……全ての差分総素子数をロードする
によって、ステップ315でセーブされた全ての差分総素子数をロードし、
ステップ319……全ての差分総素子数の中にPXLより大きいものがあるか?
の判定が行われる。全ての差分総素子数の中に差分素子数閾値PXLより大きいものが1つでもあれば、泡・異物欠陥ありと判定され、1つもなければ良品(泡・異物なし)と判定される。
このように、取り込み1番目のラインデータから取り込み5番目のラインデータまでの差分処理結果を1セットとして判定を行う。
その後は、次の、取り込み6番目のラインデータから取り込み10番目のラインデータまでの差分処理結果を1セットとして判定を行う。
これらの処理を、所定のラインデータが取り込まれるまで行った後(ステップ317)、全ての差分総素子数と差分素子数閾値PXLを比較して判定を行う(ステップ319)。
検査結果を表1に示す。
これにより、本発明の効果が実証された。
Claims (8)
- ガラスびん口部の周壁内部に泡、異物があるかどうかを検査する方法であって、
軸線を中心に回転するガラスびん口部の外周面に横方向から投光した光が口部周壁内部で散乱し、口部天面から放射されるその散乱光を、受光素子がガラスびんの半径方向でかつ前記投光した光の光軸方向に配列されたラインセンサカメラで受光し、その受光量に基づいて、ガラスびん口部の周壁内部に泡、異物があるかどうかを判定することを特徴とするガラスびん口部検査方法。 - ガラスびん口部の天面内周縁に投光した光の反射光であるエッジ光と、前記散乱光を前記ラインセンサカメラで受光し、その各ラインデータにおいて、前記エッジ光を受光した素子アドレスに基づいて検査を行う検査領域を決定し、その検査領域における受光量に基づいて前記判定を行う請求項1に記載の検査方法。
- 前記ラインセンサの各ラインのラインデータを口部の内側方向から外側方向に向かってサーチし、その受光量データがエッジ信号閾値(EL)を越える領域であって、該領域の幅がエッジ幅閾値(EW)より大きい領域をエッジ領域とし、
該エッジ領域内の任意のアドレスに所定のオフセット値(OFS)を加えたアドレスを検査開始位置(GES)とし、
該検査開始位置(GES)に所定の検査領域幅値(WID)を加えたアドレスを検査終了位置(GEE)とし、該検査開始位置(GES)から検査終了位置(GEE)までを前記検査領域とする請求項2に記載の検査方法。 - 前記ラインセンサカメラの各ラインのラインデータAと、そのラインよりも所定の差分間隔(FP)進んだラインのラインデータBを前記検査領域内において差分処理し、その差分データが所定の差分閾値(TH)より大きいデータの素子数を求め、
この操作を前記ラインデータAから次々に所定の差分実施回数(VS)繰り返し、
差分実施回数(VS)における前記素子数の合計である差分総素子数が所定の差分素子数閾値(PXL)より大きい場合に、泡又は異物の欠陥ありとして判定する請求項2又は3に記載の検査方法。 - ガラスびん口部の周壁内部に泡、異物があるかどうかを検査する装置であって、
ガラスびんをその軸線を中心に回転させる回転手段と、
ガラスびん口部の外周面に横方向から投光する投光手段Aと、
投光した光が口部周壁内部で散乱し、口部天面から放射される散乱光を受光する受光手段であって、受光素子がガラスびんの半径方向でかつ前記投光手段Aの光軸方向に配列されたラインセンサカメラと、
該受光手段の受光量に基づいてガラスびん口部の周壁内部に泡、異物があるかどうかを判定する泡・異物検出手段
を有することを特徴とするガラスびん口部検査装置。 - ガラスびん口部の天面内周縁に投光する投光手段Bと、
その光の反射光であるエッジ光と、前記散乱光を受光した前記ラインセンサカメラの各ラインデータにおいて、前記エッジ光を受光した素子アドレスに基づいて検査を行う検査領域を決定する検査領域検出手段を有する請求項5に記載の検査装置。 - 前記検査領域検出手段が、
前記ラインセンサの各ラインのラインデータを口部の内側方向から外側方向に向かってサーチし、その受光量データがエッジ信号閾値(EL)を越える領域であって、該領域の幅がエッジ幅閾値(EW)より大きい領域をエッジ領域とし、
該エッジ領域内の任意のアドレスに所定のオフセット値(OFS)を加えたアドレスを検査開始位置(GES)とし、
該検査開始位置(GES)に所定の検査領域幅値(WID)を加えたアドレスを検査終了位置(GEE)とし、該検査開始位置(GES)から検査終了位置(GEE)までを前記検査領域とするものである請求項6に記載の検査装置。 - 前記泡・異物検出手段が、
前記ラインセンサカメラの各ラインのラインデータAと、そのラインよりも所定の差分間隔(FP)進んだラインのラインデータBを前記検査領域内において差分処理し、その差分データが所定の差分閾値(TH)より大きいデータの素子数を求め、
この操作を前記ラインデータAから次々に所定の差分実施回数(VS)繰り返し、
差分実施回数(VS)における前記素子数の合計である差分総素子数が所定の差分素子数閾値(PXL)より大きい場合に、泡又は異物の欠陥ありとして判定するものである請求項6又は7に記載の検査装置。
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