TWI630453B - 投影式複檢機及其校正方法 - Google Patents

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Abstract

本發明在提出一種投影式複檢機及其補償校正方法，使得該投影式複檢機在不同的操作環境中，均能藉由該補償校正方法對投射出的圖像予以補償修正，提供操作人員在複檢時能夠在待複檢物上更快速的找出需確認是否為真實缺陷的位置。

Description

投影式複檢機及其校正方法
本發明係關於一種用於檢測電路的光學檢測、複檢方法，更特別的是關於一種應用於投影式複檢機的補償校正方法。
光學辨識系統如自動光學檢測機(Automated Optical Inspection,AOI)及外觀終檢機(Automatic Final Inspection,AFI)等檢測機台，如今已經被普遍應用在電子業之電路板組裝生產線上的檢測流程中，用以取代以往的人工目測檢視作業，它利用影像技術比對待測物與標準影像是否有差異來判斷待測物有否符合標準，由此可知，自動光學檢測大幅節省了檢測時間及人力成本。此外，自動光學檢測設備還具有較高之穩定度以及操作彈性等優點。
而經由光學檢測後，會再將光學檢測機台之檢測結果及可能存在缺陷的待複檢物A送至複檢站，經人工辨識後確認是否為真的缺陷或僅是光學檢測機台的誤判，進而操作人員再將待複檢物A進行標識或是修復的動作。而在複檢站時，為能方便人員判斷光學檢測機台檢出的缺陷是位在待複檢物A的何處位置上，習知之投影式複檢站技術如圖1所示，包括有顯示單元10、運算單元20、投影單元30、平台40，其設計之方式將待複檢物A放置於投影單元的下方平台40上，再透過上方之投影單元30將前端經光學檢測機台檢測後判讀的可能缺陷處 投射於待複檢物A上，以方便人員能夠直接目視該檢出缺陷在待複檢物A上的實際位置及判斷是否為真的缺陷。
然而，習知之投影式複檢機在各廠家使用環境及條件不一，例如因實際待複檢物A大小不同故投影單元架設的高度不同，又或者是使用者使用時擺放平台40不完全水平等因素，這導致上方投影單元30投射出的影像有所偏差，而其投射出的缺陷位置處也相對會有偏差，例如圖1當中箭頭所指實際待複檢物A旁投射出誤差的虛線處，如果缺陷位置位在待複檢物A的右下角，則投影單元30投射出的缺陷位置會讓操作者難以辨示位在實際待複檢物A上的何處位置上，故如何補償校正投影式複檢機使其能適用於不同操作環境，以方便操作人員能更準確的比對出是否為真實缺陷，此實為業界亟待解決的問題，本發明案即為此提出解決方案。
本發明之一目的在於縮短光學檢測機於檢測流程中所需的時間，特別是在光學複檢站之複檢流程中。
本發明之另一目的在於提供一種投影式複檢機的檢測方法，以供操作人員在複檢時能夠在實際待複檢物上更快速的找出需確認是否為真實缺陷的位置。
本發明的又一目的為，提出一種投影式複檢機的補償校正方法，使得其在不同的操作環境中，均能經由該校正方法讓投影式複檢機投射出的圖像予以補償修正。
為達上述之目的，本發明提出一種投影式複檢機，包含：顯示單元，可用於顯示理論值圖像； 指令輸入裝置，可用於選取理論值圖像及待複檢物上相對應之至少2點；運算單元，其根據理論值圖像及待複檢物上選定之至少2點計算校量；及投影單元，用以輸出校正後的圖像。
為達上述之目的，本發明提出一種投影式複檢機的校正方法，包含：步驟S100：於一理論值圖像上選定至少2點；步驟S200：於一投影平面上根據實際待複檢物選定對應於理論值圖像上之該至少2點；步驟S300：運算單元根據步驟S100及步驟S200選定之該至少2點來計算校正量；及步驟S400：輸出校正後的投影圖像。
於本發明之一實施例中，操作者於一顯示單元上，利用指令輸入裝置(例如：滑鼠、觸控螢幕、觸控板、觸控筆等)從正確的待複檢物理論值圖像上選定至少2點做為參考點，例如可選左上角及右下角各1點，接著從投影單元下方根據實際待複檢物的位置，利用指令輸入裝置點選相應於理論值圖像上選定之該至少2點(左上角及右下角)，藉由在理論值圖像及實際待複檢物上選定之該至少2點來計算投影偏差量，再經補償後輸出校正過的投影圖像；當然，也可先從投影單元下方根據實際待複檢物選定至少2點做為參考點，再從顯示單元的理論值圖像上選定相應之該至少2點，亦即於理論值圖像及實際待複檢物上選取參考點之先後可互相置換。
於本發明之另一實施例中，操作者於一顯示單元上，利用指令輸入裝置(例如：滑鼠、觸控螢幕、觸控板、觸控筆等)從正確的待複檢物理論值圖 像上選定角落4點做為參考點，從左上角開始順時鐘分別為左上、右上、右下、左下，接著從投影單元下方根據實際待複檢物的位置，利用指令輸入裝置依相同順序點選相應於理論值圖像上選定的4點，藉由在理論值圖像及實際待複檢物上選定之該4點來計算投影偏差量，再經補償後輸出校正過的投影圖像；當然，也可先從投影單元下方根據實際待複檢物選定角落4點做為參考點，再從顯示單元的理論值圖像上依相同順序點選相應之該4點，亦即於理論值圖像及實際待複檢物上選取參考點之先後可互相置換。
於本發明之再一實施例中，操作者亦可選定非位於角落的至少2點來做為參考點，但該參考點是需要能夠被操作員輕易辨視的，例如可選擇位於實際待複檢物上具有金屬線路轉折處、油膜標號處、電路元件較大處做為參考點的選擇，如此能夠較輕易的在實際待複檢物上選定相應於理論值圖像上之參考點。
於本發明之再一實施例中，亦可由內建程式來自動選定理論值圖像上之該至少2點，例如可由內建程式來自動預設理論值圖像上的角落4點為選定之參考點，則操作者在使用時僅需使用指令輸入裝置在實際待複檢物上依序選擇角落之4點即可完成投影偏差量的計算，毋需再於理論值圖像中選定對應之參考點。
10‧‧‧顯示單元
20‧‧‧運算單元
30‧‧‧投影單元
40‧‧‧平台
50‧‧‧指令輸入裝置
A‧‧‧待複檢物
101‧‧‧理論值圖像
S100~S400‧‧‧步驟
第1圖係習知之投影式複檢站之相關示意圖。
第2圖係為本發明一實施例中投影式複檢機的校正示意圖。
第3圖係為本發明另一實施例中投影式複檢機的校正示意圖。
第4圖係為本發明再一實施例中投影式複檢機的校正示意圖。
第5圖係為本發明投影式複檢機之校正步驟示意圖。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：請參閱第2圖，係本發明一實施例中操作者於複檢機(或稱為複檢站)進行複檢工作時的相關操作方式，複檢機可能的設備包括有：顯示單元10、運算單元20、投影單元30、平台40、指令輸入裝置50等，但複檢機之設備並非一定要完全包括前述5項裝置，例如運算單元20可能存在於複檢機之前的光學檢測機台(圖未示)之中；又例如平台40未必需要，投影單元30亦可將需投影之畫面直接投射在操作者原有環境裡的工作台面上(圖未示)。
複檢機中的顯示單元10、投影單元30、指令輸入裝置50等均連接至圖2中未示出的運算單元20，複檢機首先於運算單元20上先接收一正確的理論值圖像101並呈現於顯示單元10之上，以供操作者能清楚瞭解待複檢物A的正確圖像為何，該理論值圖像101上包括有相關電路及元件分佈圖案(圖未示)，接著利用指令輸入裝置50(例如滑鼠、觸控筆、觸控板或觸控螢幕等)於理論值圖像101上選定2點為參考點(本實施例中以虛線圈選處左上角及右下角參考點為例)，此時因實際待複檢物A已放置於投影單元30投射於平台40或操作者工作台面之投影平面上，故可再將指令輸入裝置50之游標移動至該投影平面上，並選定實際待複檢物A上對應於理論值圖像101之2點位置(左上角及右下角)，此時運算單元20根據理論值圖像101及實際待複檢物A上各選定之對應2點來計算投影偏差 量，將此偏差量補償修正後再投影輸出校正後的圖像。較佳的，於實際待複檢物A上選定該2點之順序和在理論值圖像101上選定之順序相同。
前述運算單元20計算偏差量之方法可為插值法、二次插值法等求取多項式參數之方式，於此不再贅述。另外，運算單元20亦可存在於複檢機(或稱複檢站)之前的光學檢測機台中。而經此校正後，投影單元30所投射出的缺陷位置標示能夠更準確的供操作者辨視位在實際待複檢物A的何處位置上，且能夠克服不同操作環境、不同投影單元30架設高度、不同平台40之傾斜度所產生之投影誤差。
再請參閱第3圖，係本發明另一實施例中操作者於複檢機(或稱複檢站)進行複檢工作時的相關操作方式，同樣的，顯示單元10、投影單元30、指令輸入裝置50等均連接至圖3中未示出的運算單元20，複檢機首先於運算單元20上接收一正確的理論值圖像101並呈現於顯示單元10之上，以供操作者能清楚瞭解待複檢物A的正確圖像為何，該理論值圖像101上包括有相關電路及元件分佈圖案(圖未示)，接著利用指令輸入裝置50(例如滑鼠、觸控筆、觸控板或觸控螢幕等)於理論值圖像101上選定角落4點為參考點(本實施例中以虛線圈選處左上角、右上角、右下角及左下角參考點為例)，此時因實際待複檢物A已放置於投影單元30投射於平台40或操作者工作台面之投影平面上，故可再將指令輸入裝置50之游標移動至該投影平面上，並依序選定實際待複檢物A上對應於理論值圖像101之4點位置(左上角、右上角、右下角及左下角)，此時運算單元20根據理論值圖像101及實際待複檢物A上各選定之對應4點來計算投影偏差量，將此偏差量補償修正後再投影輸出校正後的圖像。較佳的，於實際待複檢物A上選定該4點之順序和在理論值圖像101上選定之順序相同。
前述運算單元20計算偏差量之方法可為插值法、二次插值法等求取多項式參數之方式，於此不再贅述。另外，運算單元20亦可存在於複檢機之前的光學檢測機台中。而經此校正後，投影單元30所投射出的缺陷位置標示能夠更準確的供操作者辨視位在實際待複檢物A的何處位置上，且能夠克服不同操作環境、不同投影單元30架設高度、不同平台40之傾斜度所產生之投影誤差。
再請參閱第4圖，係本發明之再一實施例中操作者於複檢機(或稱複檢站)進行複檢工作時的相關操作方式，同樣的，顯示單元10、投影單元30、指令輸入裝置50等均連接至圖4中未示出的運算單元20，複檢機首先於運算單元20接收一正確的理論值圖像101並呈現於顯示單元10之上，以供操作者能清楚瞭解待複檢物A的正確圖像為何。在本實施例中，該理論值圖像101在非角落部分有讓操作者能較易辨示的電路及元件分佈圖案(例如十字圖案及編碼00)，接著利用指令輸入裝置50(例如滑鼠、觸控筆、觸控板或觸控螢幕等)於理論值圖像101上選定角十字圖案及編碼00位置為參考點，此時因實際待複檢物A已放置於投影單元30投射於平台40或操作者工作台面之投影平面上，故可再將指令輸入裝置50之游標移動至該投影平面上，並依序選定實際待複檢物A上的十字圖案及編碼00位置，此時運算單元20根據理論值圖像101及實際待複檢物A上所選定之十字圖案及編碼00位置計算投影偏差量，將此偏差量補償修正後再投影輸出校正後的圖像。較佳的，於實際待複檢物A上選定該2點之順序和在理論值圖像101上選定之順序相同。
同樣的，前述運算單元計算偏差量之方法可為插值法、二次插值法等求取多項式參數之方式，於此不再贅述。另外，運算單元20亦可存在於複檢機之前的光學檢測機台中。而經此校正後，投影單元30所投射出的缺陷位置 標示能夠更準確的供操作者辨視位在實際待複檢物A的何處位置上，且能夠克服不同操作環境、不同投影單元30架設高度、不同平台40之傾斜度所產生之投影誤差。
本發明案之再一實施例為，因正確的理論值圖像101係由待複檢物A的設計生產者所提供，其圖檔如CAM檔是預先輸入於運算單元20中，故也可將理論值圖像101上之該至少2點選取之方式內建於運算單元20的程式中，例如可預設固定選取理論值圖像101上的4個角落，則操作者在使用本發明案之複檢流程時即可省略在理論值圖像101上選取參考點的動作，直接在投影單元30之投射平面上選定實際待複檢物A對應於該預設之4個角落參考點即可，較佳的，其選取之順序和預設之順序相同，例如可以實際待複檢物A的左上角開始依順時針或逆時針方向選取。而實際運用中，順時針或逆時針的選取方式僅為較符合邏輯的選取方式，本發明案不依此順序為限，亦可以左上、右下、右上、左下等方式選取，於實際運用時僅需教導操作者選取的順序即可。
本發明案之又一實施例為，在計算投影偏差量時主要是根據理論值圖像101及實際待複檢物A上選取的相對應參考點來計算，故先選取理論值圖像101上之參考點再選取實際待複檢物A上之參考點，或者先選取實際待複檢物A上之參考點再選取理論值圖像101上之參考點皆是可以的，此先後順序並非本發明案之限制。
再者，在本發明案中所列舉之實施例也並非是申請專利範圍之限制，在參考點的選擇個數上僅需至少2點以上；若選擇為2點，則較佳的該2點大致位於理論值圖像101或實際待複檢物A之對角線相對位置上；若選擇為4點，則較佳的該4點大至位於理論值圖像101或實際待複檢物A的4個角落。當然，也可 以理論值圖像101或實際待複檢物A上較能輕易辨示的金屬線路轉折處、油膜標號處、電路元件較大處來做為參考點的選擇。
再請參閱第5圖，此為本發明案投影式複檢機之主要校正方法流程圖，包括有步驟S100~步驟S400(其中步驟S100及步驟S200可前後互換)：步驟S100：於一理論值圖像上選定至少2點；步驟S200：於一投影平面上根據實際待複檢物選定對應於理論值圖像上之該至少2點；步驟S300：運算單元根據步驟S100及步驟S200選定之該至少2點來計算校正量；及步驟S400：輸出校正後的圖像。
最後，本發明案經由校正補償後，輸出校正後的圖像，該校正後的輸出圖像可為缺陷位置標示圖，用以將缺陷透過投影單元30投射於實際待複檢物A上，較佳的，該缺陷位置標示可用顏色、圈圈、叉叉等圖案來表示；校正後的輸出圖像也可為待複檢物A之輪廓圖，用以告知操作者待複檢物A應擺放之正確位置；除此之外，校正後的輸出圖像也可為待複檢物A的全部或部分內容，或者為前述圖示兩者以上混合者。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。

Claims (10)

  1. 一種投影式複檢機，包含：顯示單元，可用於顯示理論值圖像；指令輸入裝置，可用於選取理論值圖像及待複檢物上相對應之至少2點；運算單元，其根據理論值圖像及待複檢物上選定之該至少2點計算校正量；及投影單元，用以輸出校正後的圖像。
  2. 如請求項第1項所述之投影式複檢機，於選定2點時，該2點大致位於對角線位置；於選定4點時，該4點大致位於4個角落。
  3. 如請求項第1項所述之投影式複檢機，該指令輸入裝置選取理論值圖像及待複檢物上對應之至少2點時，其選取之順序相同。
  4. 如請求項第1項所述之投影式複檢機，該投影單元輸出之校正後的圖像可為缺陷位置標示圖、待複檢物輪廓圖、待複檢物全部圖像、待複檢物部分圖像，或者為前述兩者以上混合者。
  5. 一種投影式複檢機之校正方法，包含：步驟S100：於一理論值圖像上選定至少2點；步驟S200：於一投影平面上根據實際待複檢物選定對應於理論值圖像上之該至少2點；步驟S300：運算單元根據步驟S100及步驟S200選定之該至少2點來計算校正量；及步驟S400：輸出校正後的圖像。
  6. 如請求項第5項所述之校正方法，步驟S100及步驟S200可前後置換。
  7. 如請求項第5或6項所述之校正方法，於步驟S100及步驟S200選定該至少2點時，其選定的順序相同。
  8. 如請求項第5或6項所述之校正方法，該步驟S100可預設於程式中，則操作者可省略步驟S100的操作動作。
  9. 如請求項第5或6項所述之校正方法，於步驟S100、S200中選定為2點時，該2點大致位於對角線位置；於步驟S100、S200中選定為4點時，該4點大致位於4個角落。
  10. 如請求項第5或6項所述之校正方法，於步驟S400輸出之校正後的圖像可為缺陷位置標示圖、待複檢物輪廓圖、待複檢物全部圖像、待複檢物部分圖像，或者為前述兩者以上混合者。
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