JPH05240805A - Surface defect detecting device - Google Patents
Surface defect detecting deviceInfo
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- JPH05240805A JPH05240805A JP4039938A JP3993892A JPH05240805A JP H05240805 A JPH05240805 A JP H05240805A JP 4039938 A JP4039938 A JP 4039938A JP 3993892 A JP3993892 A JP 3993892A JP H05240805 A JPH05240805 A JP H05240805A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造スラブ等の移
動する被検査材の微細な表面欠陥を検出する装置に関す
るものであり、特に、カメラにより被検査材表面を撮影
する検査装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting fine surface defects of a moving inspected material such as a continuously cast slab, and more particularly to an inspection apparatus for photographing the surface of the inspected material with a camera. Is.
【0002】[0002]
【従来の技術】連続鋳造スラブ、圧延ラインの鋼板等、
移動中の被検査材の表面検査を行う技術手段として、
(1)オペレータによる目視検査手段、(2)レーザ光
等を被検査材に照射し、その反射光から欠陥を検出する
手段、(3)カメラにより被検査材の二次元画像を直接
撮影する手段、等が提示され、一部実用化されている。
オペレータによる目視検査手段は、オペレータによる個
人差が生じるのみならず、連鋳スラブの観察のように悪
環境下での目視検査はオペレータの負荷が大きく、また
事実上不可能であるケースも見受けられる。レーザ光等
の反射光により欠陥を検出する手段は高速応答性という
点では優れているものの、検出した欠陥の種類やグレー
ドを多種多様に判別するには、反射光の情報のみでは不
足である場合が多い。従って、表面検査を行うには被検
査材表面の二次元画像を撮影し、モニタ上で拡大表示し
て目視判定を行うか又は画像解析を自動的に行う手段が
最も効果的であり、実用性も高い。2. Description of the Related Art Continuous casting slabs, steel plates for rolling lines, etc.
As a technical means to inspect the surface of the material being inspected while moving,
(1) Visual inspection means by an operator, (2) means for irradiating a material to be inspected with laser light or the like and detecting defects from the reflected light, (3) means for directly taking a two-dimensional image of the material to be inspected by a camera , Etc. are presented and partially put into practical use.
The visual inspection means by the operator not only causes individual differences depending on the operator, but also the visual inspection under a bad environment such as observation of the continuous casting slab imposes a heavy burden on the operator, and in some cases it is practically impossible. .. Although the method of detecting defects by reflected light such as laser light is excellent in terms of high-speed response, when the information of reflected light alone is insufficient to distinguish various types and grades of detected defects. There are many. Therefore, the most effective method for surface inspection is to take a two-dimensional image of the surface of the material to be inspected and display it enlarged on a monitor for visual judgment or to perform image analysis automatically. Is also high.
【0003】しかしながら、欠陥検出の分解能、すなわ
ちカメラの撮像分解能を上げるには、撮像範囲を縮小す
るか、極めて多数の撮影素子を有するカメラで被検査材
を撮像しなければならない。実際には、カメラの素子数
には制限があるため、撮像範囲の縮小により欠陥検出の
分解能を向上させざるえをえない。従って、連続鋳造ス
ラブのような広幅材の表面に存在する微小な欠陥検査を
行う場合、多数の撮像カメラを被検査材の幅方向に並
べ、個々のカメラにより撮像された全ての二次元画像を
同時に検査、あるいは自動処理する必要が生じ、著しい
コストアップを招き、現実には対応不可能になるケース
も見受けられる。However, in order to increase the resolution of defect detection, that is, the imaging resolution of the camera, it is necessary to reduce the imaging range or image the material to be inspected with a camera having an extremely large number of imaging elements. In reality, since the number of camera elements is limited, the resolution of defect detection must be improved by reducing the imaging range. Therefore, when inspecting minute defects existing on the surface of a wide material such as a continuous cast slab, a large number of imaging cameras are arranged in the width direction of the material to be inspected and all the two-dimensional images captured by the individual cameras are displayed. At the same time, it becomes necessary to carry out inspection or automatic processing, resulting in a significant increase in cost, and in some cases, it becomes impossible to deal with it in reality.
【0004】この問題を解決するために、特開平2−3
8957号公報、特開平3−35148号公報には、欠
陥の検出のみを行う検出部と、検出部からのトリガー信
号に応じて必要な量だけの画像を撮影し処理する画像撮
影部及びその処理部を備えた装置が開示されている。ま
た、特開昭57−124562号公報には、連続鋳造ス
ラブの表面検査にカメラを用いた装置が開示されてい
る。In order to solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2-3
JP-A-8957 and JP-A-3-35148 disclose a detection unit that only detects defects, an image capturing unit that captures and processes a required amount of images according to a trigger signal from the detection unit, and its processing. An apparatus including a unit is disclosed. Further, JP-A-57-124562 discloses an apparatus using a camera for inspecting the surface of a continuously cast slab.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】特開平2−38957
号公報に記載された装置では、欠陥検出部が、たとえば
レーザ光を投光しその反射光から欠陥を検出するもので
あり、特開平3−35148号公報に記載された装置で
は、欠陥検出部の例として一次元ラインセンサの信号が
異常値を示す時にトリガーを発生するものであるため、
誤検出、過検出の可能性が高い。すなわち、何れの従来
例においても欠陥検出時に欠陥画像が得られないので、
欠陥の発生していない良好な表面を撮像する可能性が残
されている。また、欠陥の見逃し、特に、被検査材の幅
方向、すなわち一次元ラインセンサに平行な欠陥に対す
る検出能力が低く、多様な欠陥を正確に検出することが
できないのである。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the device disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 3-35148, the defect detection unit projects a laser beam and detects a defect from the reflected light. As an example of, because the trigger is generated when the signal of the one-dimensional line sensor shows an abnormal value,
There is a high possibility of false detection and over detection. That is, since no defect image can be obtained at the time of defect detection in any of the conventional examples,
The possibility remains to image a good surface that is not defective. In addition, the defect detection capability, in particular, the defect detection capability in the width direction of the material to be inspected, that is, the defect parallel to the one-dimensional line sensor is low, and various defects cannot be accurately detected.
【0006】また、特開昭57−124562号公報に
記載された装置では、欠陥を検出するに必要なカメラ分
解能などに関して何ら記載がなされていないため、微細
な欠陥を正確に検出する装置になりえないという問題が
あった。本発明は、上記従来の問題を解決するためにな
されたものであり、移動する被検査材の微細な表面欠陥
を正確に検出する表面欠陥検査装置を提供することを課
題とするものである。Further, since the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 57-124562 does not describe anything about the camera resolution necessary for detecting defects, it is an apparatus for accurately detecting fine defects. There was a problem that I could not. The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a surface defect inspection apparatus that accurately detects a fine surface defect of a moving inspection material.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためのものであり、移動する物体を撮像し、その
画像を用いて表面検査を行う表面欠陥検査装置におい
て、次の技術手段から構成されている。 (a)被検査材の移動方向と垂直方向に撮像素子を配し
た一次元ラインカメラによる撮影部、(b)被検査材の
移動速度から一次元ラインカメラの走査周期と信号増幅
率を制御するカメラ制御部、(c)一次元ラインカメラ
の信号を前記カメラ制御部の信号増幅率に応じて増幅す
る信号増幅部、(d)一次元ラインカメラの信号から二
次元画像を生成する画像生成部、(e)画像生成部によ
って生成された二次元画像を映像モニタに出力するため
に、映像モニタの画像解像度に応じて二次元画像をアレ
ンジする画像整理部、(f)前記一次元ラインカメラに
よる撮影部の下流に位置し、ズームレンズを備えた二次
元カメラによる撮影部、(g)前記二次元カメラを移動
する駆動部、(h)前記一次元ラインカメラによる撮像
画像と二次元カメラによる撮像画像を選択し出力する映
像モニタ。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is to solve the above-mentioned problems, and in a surface defect inspection apparatus which images a moving object and inspects the surface using the image, the following technical means is provided. It consists of (A) An image pickup section by a one-dimensional line camera in which an image sensor is arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the inspected material, and (b) a scanning cycle and a signal amplification factor of the one-dimensional line camera are controlled from the moving speed of the inspected material. A camera controller, (c) a signal amplifier that amplifies a signal of the one-dimensional line camera according to a signal amplification factor of the camera controller, and (d) an image generator that generates a two-dimensional image from the signal of the one-dimensional line camera. And (e) an image organizing unit that arranges the two-dimensional image according to the image resolution of the video monitor in order to output the two-dimensional image generated by the image generating unit to the video monitor, (f) the one-dimensional line camera A photographing unit using a two-dimensional camera provided downstream of the photographing unit and having a zoom lens, (g) a driving unit that moves the two-dimensional camera, (h) an image captured by the one-dimensional line camera and a two-dimensional camera. Video monitor for selecting the captured image by the output.
【0008】また、上記(g)に代り、(g’)複数台
の二次元カメラを備えることとしてもよい。Further, instead of (g) above, (g ') a plurality of two-dimensional cameras may be provided.
【0009】[0009]
【作用】本発明によれば、被検査材の移動方向と垂直方
向に撮影素子を配した一次元ラインカメラにより、被検
査材の幅方向に対して高い分解能で表面撮像を行い、被
検査材の移動速度から一次元ラインカメラの走査周期を
制御することにより、被検査材の移動方向に対しても一
定の分解能で表面撮像を行うことができる。また、信号
増幅部の増幅率を制御することにより、露光時間の差、
すなわち一次元ラインカメラの走査周期が被検査材の移
動速度により変化しても、各撮影素子の輝度レベルが走
査毎に変化することがない。さらに、一次元ラインカメ
ラの信号を走査毎に重ねることにより二次元画像を生成
することができる。このようにして生成された画像は、
輝度にばらつきの少ない二次元画像を得ることができる
だけではなく、被検査材の表面を高い分解能で撮像した
結果に等しい効果を得ることができる。さらに、画像整
理部が映像モニタに出力できるようにアレンジすること
で、通常の二次元カメラによる映像出力モニタを用いて
高解像度の画像を観察することができ、この結果、被検
査材の幅方向、移動方向においても正確に欠陥を検出す
ることが可能となる。According to the present invention, the surface of a material to be inspected is imaged at a high resolution in the width direction of the material to be inspected by a one-dimensional line camera having an image pickup device arranged in a direction perpendicular to the moving direction of the material to be inspected. By controlling the scanning cycle of the one-dimensional line camera based on the moving speed of, the surface can be imaged with a constant resolution even in the moving direction of the inspected material. Further, by controlling the amplification factor of the signal amplification unit, the difference in exposure time,
That is, even if the scanning cycle of the one-dimensional line camera changes depending on the moving speed of the material to be inspected, the luminance level of each image pickup element does not change for each scanning. Furthermore, a two-dimensional image can be generated by superimposing the signals of the one-dimensional line camera for each scan. The image generated in this way is
Not only can a two-dimensional image with less variation in brightness be obtained, but an effect equivalent to the result of imaging the surface of the material to be inspected with high resolution can be obtained. Furthermore, by arranging the image arranging unit so that it can be output to a video monitor, it is possible to observe high-resolution images using a video output monitor using a normal two-dimensional camera. The defect can be accurately detected even in the moving direction.
【0010】検出した欠陥をより詳細に分析し、欠陥の
種類、等級を判断する場合は、一次元ラインカメラの下
流に位置したズームレンズを備えた二次元カメラによる
撮影画像を表示し、画像解析すればよい。二次元カメラ
により欠陥を撮像する場合は、欠陥部のみを拡大撮像す
ればよいから、不要な画像を大量に撮影し、記録する必
要がない。また、欠陥の発生位置に応じて二次元カメラ
を移動すれば、被検査材の任意の位置で欠陥判定が可能
になる。When the detected defect is analyzed in more detail and the type and grade of the defect are judged, the image taken by a two-dimensional camera equipped with a zoom lens located downstream of the one-dimensional line camera is displayed and the image is analyzed. do it. When a defect is imaged by a two-dimensional camera, only the defect part needs to be magnified and imaged, so that it is not necessary to capture and record a large amount of unnecessary images. Further, if the two-dimensional camera is moved according to the position where the defect occurs, the defect can be determined at any position on the material to be inspected.
【0011】本発明による第2の発明によれば、あらか
じめ複数台の二次元カメラを配することにより、二次元
カメラを移動する駆動部を廃棄することができる。According to the second aspect of the present invention, by arranging a plurality of two-dimensional cameras in advance, it is possible to dispose the drive unit for moving the two-dimensional cameras.
【0012】[0012]
【実施例】図1は本発明による表面欠陥検査装置を連続
鋳造スラブ20の表面検査に適用した一実施例を示す説
明図である。図1において、被検査材である鋳込み中の
連続鋳造スラブ20の表面は、5000素子を有する一
次元ラインカメラ1によりスラブ幅方向に約0.2mm
の画素解像度で撮像されている。カメラ制御部2は図示
されないプロセス制御装置から鋳込み速度信号10を受
信し、走査同期調整信号11を一次元ラインカメラ1に
送り、一次元ラインカメラ1を制御する。一次元ライン
カメラ1は連続鋳造スラブ20が鋳込み方向、すなわち
移動方向に約0.2mm移動する間に5000個の撮影
素子を1回走査し、その撮像信号を信号増幅部3に送信
する。同時に、カメラ制御部2は、鋳込み速度が変化
し、その結果一次元ラインカメラ1の露光時間が変化し
た場合でも、走査回数毎に輝度ムラが発生しないように
信号増幅部3の増幅率を増幅率調整信号12により調整
している。このようにして繰返し一次元ラインカメラ1
によって撮像された結果は大容量画像メモリを有する画
像生成部4に順次蓄積されていく。さらに、画像整理部
5は画像生成部4に蓄積された信号をTV信号として送
信するために、映像モニタ6の解像度に合せてアナログ
画像信号を映像モニタ6に送信する。その映像は映像モ
ニタ6の画面上に表示される。オペレータあるいは画像
処理装置のような信号処理装置によってこの画像を解析
することにより、連続鋳造スラブ20の表面欠陥を発見
することができる。すなわち、画像として観察できるの
で、被検査材の幅方向、すなわち一次元ラインカメラ1
に平行な欠陥に対しても検出能力が高まることになる。1 is an explanatory view showing an embodiment in which the surface defect inspection apparatus according to the present invention is applied to the surface inspection of a continuous casting slab 20. In FIG. 1, the surface of the continuously cast slab 20 being cast, which is the material to be inspected, is about 0.2 mm in the slab width direction by the one-dimensional line camera 1 having 5000 elements.
The image is captured with the pixel resolution of. The camera control unit 2 receives the pouring speed signal 10 from a process control device (not shown), sends a scanning synchronization adjustment signal 11 to the one-dimensional line camera 1, and controls the one-dimensional line camera 1. The one-dimensional line camera 1 scans 5000 imaging elements once while the continuous casting slab 20 moves about 0.2 mm in the casting direction, that is, the moving direction, and sends the image pickup signal to the signal amplification section 3. At the same time, the camera control unit 2 amplifies the amplification factor of the signal amplification unit 3 so that uneven brightness does not occur for each scanning number even when the casting speed changes and the exposure time of the one-dimensional line camera 1 changes as a result. It is adjusted by the rate adjustment signal 12. In this way, the repetitive one-dimensional line camera 1
The results captured by are sequentially accumulated in the image generation unit 4 having a large-capacity image memory. Further, the image organizing unit 5 transmits an analog image signal to the video monitor 6 according to the resolution of the video monitor 6 in order to transmit the signal accumulated in the image generating unit 4 as a TV signal. The video is displayed on the screen of the video monitor 6. By analyzing this image by an operator or a signal processing device such as an image processing device, surface defects of the continuous casting slab 20 can be found. That is, since it can be observed as an image, the width direction of the material to be inspected, that is, the one-dimensional line camera 1
The detection capability will be enhanced even for defects parallel to.
【0013】次に、発見された表面欠陥の大きさ、種
類、有害無害などを判定するために、ズームレンズを備
えた512×512素子を有する二次元カメラ7を駆動
部8により連続鋳造スラブ20の幅方向の任意の位置に
移動し、観察対象の欠陥をズームレンズにより拡大撮影
し映像モニタ6に表示する。映像モニタ6は一次元ライ
ンカメラ1による映像と二次元カメラ7による映像を切
替出力するスイッチを有することにより、一台の映像モ
ニタによりオペレータによる欠陥の等級判定を実施する
ことができる。あるいは、専用の画像処理装置を接続す
ることにより、欠陥判定を自動化することも可能であ
る。Next, in order to determine the size, type, harmful harmlessness, etc. of the surface defects found, the two-dimensional camera 7 having 512 × 512 elements equipped with a zoom lens is continuously cast by the driving unit 8 into the slab 20. To an arbitrary position in the width direction, the defect of the observation target is magnified and photographed by the zoom lens and displayed on the video monitor 6. Since the image monitor 6 has a switch for switching and outputting the image obtained by the one-dimensional line camera 1 and the image obtained by the two-dimensional camera 7, the defect grade can be judged by the operator using one image monitor. Alternatively, the defect determination can be automated by connecting a dedicated image processing device.
【0014】図2は本発明による第2の表面欠陥検査装
置の一実施例を示すものであり、図1の実施例において
二次元カメラ7を連続鋳造スラブ20の幅方向に千鳥状
に10台並べたものである。一次元ラインカメラ1によ
る撮影結果から欠陥の位置を判定し、欠陥位置に対応す
る二次元カメラ7を選択するスイッチ回路9を有する映
像モニタ6に表示するようにしたものである。FIG. 2 shows an embodiment of the second surface defect inspection apparatus according to the present invention. In the embodiment of FIG. 1, ten two-dimensional cameras 7 are arranged in a zigzag pattern in the width direction of the continuous casting slab 20. They are arranged. The position of the defect is determined from the result of photographing by the one-dimensional line camera 1, and the result is displayed on the video monitor 6 having the switch circuit 9 for selecting the two-dimensional camera 7 corresponding to the defect position.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上説明したように本発明の装置によれ
ば、被検査材表面を一次元ラインカメラを用いて高解像
度の画像を撮像し、その撮像画像から欠陥を発見した後
に二次元カメラにより欠陥部のみの拡大画像を撮像する
ことにしたので、移動する被検査材の微細な表面欠陥を
正確に検出することが可能となった。特に被検査材の幅
方向、すなわち一次元ラインセンサに平行な欠陥に対す
る検出能力が向上するので多様な欠陥に対しても見逃し
率を低減することができる。As described above, according to the apparatus of the present invention, a high-resolution image is taken of the surface of a material to be inspected by using a one-dimensional line camera, and a defect is found in the picked-up image, and then the two-dimensional camera is used. Since it is decided to capture an enlarged image of only the defect portion, it is possible to accurately detect a fine surface defect of the moving inspection material. In particular, the ability to detect defects in the width direction of the material to be inspected, that is, the defects parallel to the one-dimensional line sensor is improved, so that the overlooking rate can be reduced for various defects.
【図1】本発明の第一の実施例を模式的に示す説明図で
ある。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第二の一実施例を模式的に示す説明図
である。FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a second embodiment of the present invention.
1 一次元ラインカメラ 2 カメ
ラ制御部 3 信号増幅部 4 画像
生成部 5 画像整理部 6 映像
モニタ 7 二次元カメラ 8 駆動
部 9 スイッチ回路 10 鋳
込み速度信号 11 走査同期調整信号 12 増
幅率調整信号 20 連続鋳造スラブ1 1-dimensional line camera 2 camera control unit 3 signal amplification unit 4 image generation unit 5 image organization unit 6 image monitor 7 two-dimensional camera 8 drive unit 9 switch circuit 10 casting speed signal 11 scan synchronization adjustment signal 12 amplification factor adjustment signal 20 continuous Casting slab
Claims (2)
て表面検査を行う表面欠陥検査装置において、被検査材
の移動方向と垂直方向に撮像素子を配した一次元ライン
カメラによる撮影部と、被検査材の移動速度から一次元
ラインカメラの走査周期と信号増幅率を制御するカメラ
制御部と、一次元ラインカメラの信号を前記カメラ制御
部の信号増幅率に応じて増幅する信号増幅部と、一次元
ラインカメラの信号から二次元画像を生成する画像生成
部と、画像生成部によって生成された二次元画像を映像
モニタに出力するために、映像モニタの画像解像度に応
じて二次元画像をアレンジする画像整理部と、前記一次
元ラインカメラによる撮影部の下流に位置し、ズームレ
ンズを備えた二次元カメラによる撮影部と、前記二次元
カメラを移動する駆動部と、前記一次元ラインカメラに
よる撮像画像と二次元カメラによる撮像画像を選択し出
力する映像モニタとからなることを特徴とする表面欠陥
検査装置。1. A surface defect inspection apparatus which images a moving object and inspects the surface using the image, and a photographing section using a one-dimensional line camera in which an image sensor is arranged in a direction perpendicular to a moving direction of a material to be inspected. A camera control unit that controls the scanning period and the signal amplification rate of the one-dimensional line camera from the moving speed of the material to be inspected, and a signal amplification unit that amplifies the signal of the one-dimensional line camera according to the signal amplification rate of the camera control unit. And an image generation unit for generating a two-dimensional image from the signal of the one-dimensional line camera, and a two-dimensional image according to the image resolution of the video monitor for outputting the two-dimensional image generated by the image generation unit to the video monitor. And an image organizing unit for arranging the two-dimensional camera and a photographing unit for a two-dimensional camera equipped with a zoom lens, which is located downstream of the photographing unit for the one-dimensional line camera, and a drive unit for moving the two-dimensional camera. A surface defect inspection apparatus comprising: a moving unit; and a video monitor that selects and outputs an image captured by the one-dimensional line camera and an image captured by the two-dimensional camera.
り、複数台の二次元カメラを備えたことを特徴とする請
求項1記載の表面欠陥検査装置。2. The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein a plurality of two-dimensional cameras are provided in place of the drive unit that moves the two-dimensional camera.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4039938A JPH05240805A (en) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | Surface defect detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4039938A JPH05240805A (en) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | Surface defect detecting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05240805A true JPH05240805A (en) | 1993-09-21 |
Family
ID=12566895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4039938A Withdrawn JPH05240805A (en) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | Surface defect detecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH05240805A (en) |
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