CN108269282A - 对位装置和对位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对位装置和对位方法。上述对位装置包括一储存装置、一影像撷取装置以及一处理器。上述储存装置储存多组预设参考点信息。上述影像撷取装置撷取多个影像，其中每一上述影像分别对应一待测电路板之不同区块以及上述多组预设参考点信息的一组。上述处理器耦接至上述储存装置和上述影像撷取装置，且上述处理器，在每一上述影像中选取一第一候选参考点，并根据上述第一候选参考点以及上述预设参考点信息，找寻匹配上述第一候选参考点的全部其他候选参考点，以产生对应每一上述影像的一对位信息。

Description

对位装置和对位方法

技术领域

本发明涉及一对位技术，特别涉及藉由一对位装置根据预设参考点信息找到待测的电路板每一区块对应的候选参考点的对位信息，并根据对位信息来进行检测的对位技术。

背景技术

在印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)自动化光学检测(AutomatedOptical Inspection，AOI)的检测过程中，首要先知道电路板上所有的元件的位置，才能够开始进行元件缺陷的检测。在检测前，会先找寻电路板的影像的参考点，然后逐一推算出所有在电路板上待检测的元件位置。然而，在电路板放在输送带输送的动态流线的情况之下，影像中的参考点不一定会是当初预设参考点位置。参考点的座标位置会因为取像时间的差异、输送带输送的速度、以及电路板在输送带的偏移或旋转角度等影响，而使得实际的参考点将会出现在不同于预设参考点的影像位置，因而造成无法成精准的影像对位。

因此，如何解决电路板在输送带输送的过程中，电路板发生平移和旋转的情况时所造成无法准确地完成影像对位的问题，将是值得讨论的课题。

发明内容

有鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供了藉由一对位装置根据预设参考点信息找到待测的电路板每一区块对应的候选参考点的对位信息，并根据对位信息来进行检测的对位方法。

根据本发明的一实施例提供了一种对位装置。上述对位装置包括一储存装置、一影像撷取装置以及一处理器。上述储存装置储存多组预设参考点信息。上述影像撷取装置撷取多个影像，其中每一上述影像分别对应一待测电路板的不同区块以及上述多组预设参考点信息的一组。上述处理器耦接至上述储存装置和上述影像撷取装置，且上述处理器，在每一上述影像中选取一第一候选参考点，并根据上述第一候选参考点以及上述预设参考点信息，找寻匹配上述第一候选参考点的全部其他候选参考点，以产生对应每一上述影像的一对位信息。

根据本发明的一实施例提供了一种对位方法。上述对位方法的步骤包括：撷取多个影像，其中每一上述影像分别对应一待测电路板的不同区块；在每一上述影像中，选取一第一候选参考点；以及根据上述第一候选参考点以及预先储存的预设参考点信息，找寻匹配上述第一候选参考点的全部其他候选参考点，以产生对应每一上述影像的一对位信息。

在一些实施例中，上述对位方法的步骤更包括，根据一霍夫转换方法，在每一上述影像中找到多个参考点，且根据上述预设参考点信息，从上述多个参考点选取上述第一候选参考点。在一些实施例中，上述对位方法的步骤更包括，根据上述预设参考点信息，从上述多个参考点中选取包含在每一上述影像的一特定区域的一第一部分的多个参考点，以及从上述第一部分的多个参考点选取上述第一候选参考点，其中上述其他候选参考点不包括于上述第一部分的多个参考点中。

在一些实施例中，上述对位方法的步骤更包括，当上述第一候选参考点与上述其他候选参考点的一者匹配失败时，从上述第一部分的多个参考点选取一新的第一候选参考点；以及找寻匹配上述新的第一候选参考点的其他候选参考点。在一些实施例中，上述种对位方法的步骤更包括，当上述第一候选参考点与全部上述其他候选参考点匹配成功时，根据上述预设参考点信息以及上述第一候选参考点和上述其它候选参考点，产生对应每一上述影像的上述对位信息；以及将上述对位信息储存在上述储存装置。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1显示根据本发明的实施例所述的对位装置100的方框图；

图2显示根据本发明的一实施例所述的电路板200不同区块的示意图；

图3A显示根据本发明的一实施例所述的对应电路板200的一区块的影像301的示意图；

图3B显示根据本发明的一实施例所述的对应电路板200的一区块的影像302的示意图；

图4根据本发明一实施例所述对位方法的流程图400。

其中，附图标记

100 对位装置

110 储存装置

120 影像撷取装置

130 处理器

200 电路板

200-1、200-2、200-3、200-4 区块

301、302 影像

400 流程图

A1、B1、C1、D1 预设参考点

A2、B2、C2、D2 候选参考点

P1 特定区域

具体实施方式

本章节所叙述的是实施本发明的最佳方式，目的在于说明本发明的精神而非用以限定本发明的保护范围，本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。

图1显示根据本发明的实施例所述的对位装置100的方框图。对位装置100可应用于印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)的自动光学检测(Automated OpticalInspection，AOI)。此外，根据本发明的实施例，对位装置100可应用于表面黏着技术(Surface-Mount Technology，SMT)所制作的电路板。表面黏着技术是目前常用的将电子元件焊接于电路板(Printed Circuit Board，PCB)表面的技术。有别于使用插入式封装技术(Through Hole Technology，THT)，将电子元件安置在电路板的一面，并将接脚焊在电路板的另一面，表面黏着技术可以大幅降低电子产品的体积。

如图1所示，对位装置100中包括一储存装置110、一影像撷取装置120以及一处理器130，其中储存装置110和影像撷取装置120分别耦接至处理器130。注意地是，在图1中的方框图，仅为了方便说明本发明的实施例，但本发明并不以此为限。

根据本发明的实施例，影像撷取装置120可指一或多个拍摄装置(例如：相机)，其可用以撷取电路板的不同区块的影像，并传送给处理器130。

根据本发明的一实施例，当要对一电路板200放上输送带(conveyor)进行检测前，会预先针对电路板200撷取多个影像，且会在每一影像中分别选定多个预设参考点(至少两个)，并将每一影像中选定的多个预设参考点的相关座标信息，以及多个预设参考点彼此相对应的向量和角度关系储存在储存装置110中，以作为对应每一影像的一组预设参考点信息(亦可称作黄金取样(Golden Sample))。此外，特别说明地是，针对电路板200所撷取的每一影像会分别对应电路板200的不同区块。也就是说，在本发明的实施例中，会将电路板200分成多个区块(或部分)来进行检测。因此，每一区块都会对应到一截取的影像以及一组预设参考点信息。图2显示根据本发明的一实施例所述的电路板200不同区块的示意图。如图2所示，电路板200分成4个区块(200-1、200-2、200-3以及200-4)来进行检测。注意地是，在图2中的示意图，仅为了方便说明本发明的实施例，但本发明并不以此为限。在不同应用中，亦可将电路板分成不同数目的区块来进行检测。

根据本发明的实施例，当要对电路板200放上输送带进行检测时，影像撷取装置120会针对在输送带输送的待测的电路板200撷取多个影像。根据本发明的实施例，影像撷取装置120所撷取的每一影像会分别对应此待测的电路板200的不同区块，且影像撷取装置120所撷取的每一影像亦会分别对应预先撷取的多个影像。以图2为例，若要将电路板200分成四个区块200-1、200-2、200-3以及200-4来进行检测，在对电路板200检测前，会预先撷取区块200-1、200-2、200-3以及200-4的影像，以产生四张预先撷取的影像以及四组预设参考点信息。当要对电路板200进行检测时，影像撷取装置120亦会对应电路板200的区块200-1、200-2、200-3以及200-4，对待测的电路200板撷取四张影像。

根据本发明的实施例，影像撷取装置120撷取完影像后，处理器130会根据一霍夫转换方法(霍夫转换检测圆)，在每一撷取的影像中找到多个参考点。接着，处理器130会根据储存在储存装置110的预设参考点信息，从多个参考点中选取包含在每一影像的一特定区域的一第一部分的多个参考点，并在从第一部分的多个参考点中选取一第一候选参考点。以下将以图3A-图3B来做说明。

图3A显示根据本发明的一实施例所述的对应电路板200的一区块的影像301的示意图。如图3A所示，影像301可表示对应电路板200的一区块(例如：区块200-1、200-2、200-3以及200-4的一者，底下将以区块200-1来做说明)所预先撷取的影像。在影像301中包含了预先选定的预设参考点A1、B1、C1以及D1，且预设参考点A1、B1、C1以及D1的相关座标信息，以及预设参考点A1、B1、C1以及D1彼此相对应的向量和角度(例如：图3A所示的θ1和θ2)关系都会储存在储存装置110中，以作为对应影像301(或区块200-1)的预设参考点信息。特别说明地是，影像301亦会包含在电路板200上的元件的图像，但在图3A中并未显示。此外，在图3A显示4个预设参考点A1、B1、C1以及D1，但本发明并不以此为限。

图3B显示根据本发明的一实施例所述的对应电路板200的一区块的影像302的示意图。如图3B所示，影像302可表示，当对电路板200进行检测时，影像撷取装置120对应电路板200的区块200-1所撷取的影像。影像302中显示了对应预设参考点A1、B1、C1以及D1的候选参考点A2、B2、C2以及D2。也就是说，既然影像301和影像302都是对应区块200-1，在影像302就应会具有对应预设参考点A1、B1、C1以及D1的候选参考点A2、B2、C2以及D2。处理器130如何找到候选参考点A2、B2、C2以及D2将在底下会有更详细的描述。

如图3B所示，当影像撷取装置120撷取完影像302后，处理器130会根据一霍夫转换方法，在撷取的影像302中找到多个参考点。若要以预设参考点A1为选取第一候选参考点的基准(即找出参考点A2为第一候选参考点)，处理器130会根据预设参考点A1所对应的预设参考点信息，从影像302的多个参考点中筛选出一特定区域P1所包含的参考点(即第一部分的多个参考点)，并从第一部分的多个参考点选取一者作为第一候选参考点(即图3B所示的A2)。也就是说，处理器130会根据预设参考点A1的预设参考点信息，判断预设参考点A1大概会落在影像302的哪一区域，并选取该区域所包含的参考点的一者为第一候选参考点A2。根据本发明的一实施例，特定区域P1的长宽可约为200像素，但本发明并不以此为限。根据本发明的实施例，其他候选参考点B2、C2以及D2不会包含于特定区域P1中。

根据本发明的一实施例，当处理器130选取完第一候选参考点A2后，处理器130会根据第一候选参考点A2以及对应影像301的预设参考点信息，找寻是否有匹配第一候选参考点A2的其他候选参考点(即候选参考点B2、C2以及D2)。处理器130会根据预设参考点信息所包含的预设参考点A1、B1、C1以及D1的相关座标信息，以及预设参考点A1、B1、C1以及D1彼此相对应的向量和角度关系，来找寻是否有匹配选取的第一候选参考点A2的其他候选参考点B2、C2以及D2。更明确地来说，由于第一候选参考点A2和其他候选参考点B2、C2以及D2的向量和角度关系应系和预设参考点A1、B1、C1以及D1彼此相对应的向量和角度关系相同，因此，若选取的第一候选参考点A2为正确的，就应会满足预设参考点A1、B1、C1以及D1彼此相对应的向量和角度关系，因而找到其他候选参考点B2、C2以及D2。

当第一候选参考点A2与其他候选参考点B2、C2以及D2的一者匹配失败时(即无法找到匹配的其他候选参考点B2、C2以及D2的任一者)，处理器130会从第一部分的多个参考点中再选取另一者为第一候选参考点A2，并找寻是否有匹配新的第一候选参考点A2的其他候选参考点B2、C2以及D2。也就是说，选取的第一候选参考点A2要同时与其他候选参考点B2、C2以及D2匹配成功，处理器130才会判定为匹配成功。

当第一候选参考点A2与全部其他候选参考点B2、C2以及D2匹配成功时，处理器130会根据预设参考点信息以及第一候选参考点A2和其他候选参考点B2、C2以及D2，产生影像301对应的一对位信息，并将对位信息储存在储存装置110中。根据本发明的一实施例，对位信息中包含了电路板200在输送带输送的过程中的平移的距离和旋转的角度的相关信息。由于电路板200在输送带输送的过程中，电路板200可能会发生平移和旋转的情况，因而造成在进行影像对位程序(即寻找对应预设参考点A1、B1、C1以及D1的候选参考点A2、B2、C2以及D2)时无法准确地完成影像对位。因此，处理器130根据对位信息即可得知电路板200在输送带运输的过程中的平移的距离和旋转的角度，因而可准确地完成影像对位。

根据本发明的一实施例，如同第一候选参考点A2，处理器130亦会根据预设参考点B1、C1以及D1所对应的预设参考点信息，从多个参考点点中筛选出分别对应预设参考点B1、C1以及D1的特定区域(图未显示)，并根据预设参考点信息，将第一候选参考点A2和该些特定区域所包含的参考点进行匹配，找寻是否有匹配第一候选参考点A2的其他候选参考点B2、C2以及D2。

根据本发明的一实施例，储存装置110会储存一座标文件信息。根据本发明的一实施例，座标文件信息包含待测电路板200上的所有元件所对应的座标信息。当处理器130取得电路板200的每一区块对应的对位信息后，处理器130即可根据座标文件信息，找到电路板200上每一元件的位置，以进行自动光学检测。

特别说明地是，上述实施例虽仅以区块200-1来做说明，但本发明并不以此为限。对位装置100的处理器130亦会对电路板200上的其他区块进行相同的操作。也就是说，对位装置100的处理器130会对电路板200上所有的区块都进行上述实施例针对区块200-1所进行的操作。此外，在本发明的实施例，处理器130亦可以其他预设参考点B1、C1或D1为选取第一候选参考点的基准(即找出参考点B2、C2或D2为第一候选参考点)。

图4根据本发明一实施例所述对位方法的流程图400，此测试方法适用于藉由对位装置100对电路板200进行一光学检测。如图4所示，在步骤S410，对位装置100撷取多个影像，其中每一影像会分别对应待测电路板200的不同区块。在步骤S420中，对位装置100在每一影像中，选取一第一候选参考点。在步骤S430中，对位装置100根据第一候选参考点以及预先储存的预设参考点信息，找寻是否有匹配第一候选参考点的全部其他候选参考点。

当第一候选参考点与上述其他候选参考点的一者匹配失败时，回到步骤S420。对位装置100会再重新选取一新的第一候选参考点，并找寻是否有匹配新的第一候选参考点的其他候选参考点。

当第一候选参考点与全部其他候选参考点匹配成功时，进行步骤S440。在步骤S440，对位装置100可根据预设参考点信息以及全部候选参考点(即每一影像对应的第一候选参考点和其它候选参考点)，产生每一影像对应的对位信息。根据本发明的一实施例，对位装置100会根据对位信息对电路板200进行自动光学检测。根据本发明的一实施例，每一影像对应的对位信息会储存在对位装置100的储存装置110中。

根据本发明的一实施例，在步骤420中，对位装置100可根据一霍夫转换方法，在每一影像中找到多个参考点，且根据预设参考点信息，从多个参考点选取一第一候选参考点。根据本发明的一实施例，对位装置100可根据预设参考点信息，从多个参考点中选取包含在每一影像的一特定区域的一第一部分的多个参考点，以及从第一部分的多个参考点选取出第一候选参考点，其中其他候选参考点不包括于第一部分的多个参考点中。根据本发明的一实施例，当第一候选参考点与其他候选参考点的一者匹配失败时，对位装置100可从第一部分的多个参考点中重新选取一新的第一候选参考点。

根据本发明的一实施例，预设参考点信息可包含多个预设参考点的座标信息，以及多个预设参考点彼此对应的向量和角度关系，且其中多个预设参考点分别对应一候选参考点。在此实施例中，在步骤S430，对位装置100根据第一候选参考点以及多个预设参考点彼此对应的向量和角度关系，找寻是否有匹配第一候选参考点的其他候选参考点。根据本发明的一实施例，对位方法的步骤更包括预先储存一座标文件信息，其中座标文件信息包含待测电路板200上的多个元件对应的多个座标。

通过本发明的实施例所提出的对位方法，对位装置100可根据对位信息得知电路板200在输送带运输的过程中的平移的距离和旋转的角度，因而达成在影像对位程序时，可准确地完成预设参考点和候选参考点的影像对位。因此，本发明的实施例所提出的对位方法将可解决电路板200在输送带输送的过程中，电路板200发生平移和旋转的情况时所造成无法准确地完成影像对位的问题。

本发明的说明书所揭露的方法和演算法的步骤，可直接通过执行一处理器直接应用在硬件以及软件模块或两者的结合上。一软件模块(包括执行指令和相关数据)和其它数据可储存在数据记忆体中，像是随机存取记忆体(RAM)、快闪记忆体(flash memory)、只读记忆体(ROM)、可抹除可规化只读记忆体(EPROM)、电子可抹除可规划只读记忆体(EEPROM)、暂存器、硬盘、可携式硬盘、光盘只读记忆体(CD-ROM)、DVD或在此领域现有技术中任何其它电脑可读取的储存媒体格式。一储存媒体可耦接至一机器装置，举例来说，像是电脑/处理器(为了说明的方便，在本说明书以处理器来表示)，上述处理器可通过来读取信息(例如是程序码)，以及写入信息至储存媒体。一储存媒体可整合一处理器。一特殊应用集成电路(ASIC)包括处理器和储存媒体。一用户设备则包括一特殊应用集成电路。换句话说，处理器和储存媒体以不直接连接用户设备的方式，包含于用户设备中。此外，在一些实施例中，任何适合电脑程序的产品包括可读取的储存媒体，其中可读取的储存媒体包括和一或多个所揭露实施例相关的程序码。在一些实施例中，电脑程序的产品可包括封装材料。

本说明书中所提到的「一实施例」或「实施例」，表示与实施例有关的所述特定的特征、结构、或特性是包含根据本发明的至少一实施例中，但并不表示它们存在于每一个实施例中。因此，在本说明书中不同地方出现的「在一实施例中」或「在实施例中」词组并不必然表示本发明的相同实施例。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种对位装置，其特征在于，包括：

一储存装置，储存多组预设参考点信息；

一影像撷取装置，撷取多个影像，其中每一上述影像分别对应一待测电路板的不同区块以及上述多组预设参考点信息的一组；以及

一处理器，耦接至上述储存装置和上述影像撷取装置，且上述处理器，在每一上述影像中选取一第一候选参考点，并根据上述第一候选参考点以及上述预设参考点信息，找寻匹配上述第一候选参考点的全部其他候选参考点，以产生对应每一上述影像的一对位信息。

2.根据权利要求1所述的对位装置，其特征在于，上述处理器根据一霍夫转换方法，在每一上述影像中找到多个参考点，且根据上述预设参考点信息，从上述多个参考点选取上述第一候选参考点。

3.根据权利要求2所述的对位装置，其特征在于，上述处理器根据上述预设参考点信息，从上述多个参考点中选取包含在每一上述影像的一特定区域的一第一部分的多个参考点，以及从上述第一部分的多个参考点选取上述第一候选参考点，其中上述其他候选参考点不包括于上述第一部分的多个参考点中。

4.根据权利要求3所述的对位装置，其特征在于，当上述第一候选参考点与上述其他候选参考点的一者匹配失败时，上述处理器从上述第一部分的多个参考点选取一新的第一候选参考点，并找寻匹配上述新的第一候选参考点的其他候选参考点。

5.根据权利要求3所述的对位装置，其特征在于，当上述第一候选参考点与全部上述其他候选参考点匹配成功，上述处理器根据上述预设参考点信息以及上述第一候选参考点和上述其他候选参考点，产生对应每一上述影像的上述对位信息，并将上述对位信息储存在上述储存装置。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的对位装置，其特征在于，上述预设参考点信息包含多个预设参考点的座标信息，以及上述多个预设参考点彼此的向量和角度关系，且其中上述多个预设参考点分别对应上述候选参考点，且其中上述处理器根据上述第一候选参考点以及上述向量和角度关系，找寻匹配上述第一候选参考点的上述其他候选参考点。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的对位装置，其特征在于，上述储存装置更储存一座标文件信息，其中上述座标文件信息包含上述待测电路板上的多个元件对应的多个座标。

8.一种对位方法，其特征在于，包括：

撷取多个影像，其中每一上述影像分别对应一待测电路板的不同区块；

在每一上述影像中，选取一第一候选参考点；以及

根据上述第一候选参考点以及预先储存的预设参考点信息，找寻匹配上述第一候选参考点的全部其他候选参考点，以产生对应每一上述影像的一对位信息。

9.根据权利要求8所述的对位方法，其特征在于，更包括：

根据一霍夫转换方法，在每一上述影像中找到多个参考点，且根据上述预设参考点信息，从上述多个参考点选取上述第一候选参考点。

10.根据权利要求9所述的对位方法，其特征在于，更包括：

根据上述预设参考点信息，从上述多个参考点中选取包含在每一上述影像的一特定区域的一第一部分的多个参考点，以及从上述第一部分的多个参考点选取上述第一候选参考点，其中上述其他候选参考点不包括于上述第一部分的多个参考点中。

11.根据权利要求10所述的对位方法，其特征在于，更包括：

当上述第一候选参考点与上述其他候选参考点的一者匹配失败时，从上述第一部分的多个参考点选取一新的第一候选参考点；以及

找寻匹配上述新的第一候选参考点的其他候选参考点。

12.根据权利要求10所述的对位方法，其特征在于，更包括：

当上述第一候选参考点与全部上述其他候选参考点匹配成功时，根据上述预设参考点信息以及上述第一候选参考点和上述其它候选参考点，产生对应每一上述影像的上述对位信息；以及

将上述对位信息储存在上述储存装置。

13.根据权利要求8-12任意一项所述的对位方法，其中上述预设参考点信息包含多个预设参考点的座标信息，以及上述多个预设参考点彼此的向量和角度关系，且其中上述多个预设参考点分别对应上述候选参考点，其特征在于，上述对位方法，更包括：

根据上述第一候选参考点以及上述向量和角度关系，找寻是否有匹配上述第一候选参考点的上述其他候选参考点。

14.根据权利要求8-12任意一项所述的对位方法，其特征在于，更包括：

储存一座标文件信息，其中上述座标文件信息包含上述待测电路板上的多个元件对应的多个座标。