TWI693559B - 非同軸視覺系統應用於量測物品之上下重合度的方法 - Google Patents
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Abstract
一種非同軸視覺系統應用於量測物品之上下重合度的方法，其步驟依序如下：將待測物就定位、透過非同軸的視覺模組對待測物上方及下方的溝槽進行座標原點設定及相對座標確認、將待測物旋轉180度、透過預設的程式演算法進行參數值運算待測物旋轉前後的座標偏差值、確認待測物上下重合度量測結果；本發明完全無需使用任何校正片量測與校正，透過該視覺模組視覺角度偵測、將待測物旋轉、再透過參數值運算，即可精準確定偏差值，並且後續依據該偏差值進行校正即可進行精準有效率的調整待測物上下重合度。
Description
本發明係有關於一種應用於量測物品之上下重合度的方法；更詳而言之，特別係關於一種適用於非同軸視覺系統，依然能夠精準量測物品上下重合度，且不須使用校正片進行視覺調校，並更精準的量測物品之上下重合度的方法。
習知在量測物品的上下重合度時，通常會在垂直方向切開一刀，並將待測物上下側面立起，再置於顯微鏡下由人工量測待測物上下之偏差，其缺點在於必須破壞樣品進行量測，且人工量測誤差極大，若數據量大，量測時間更是耗時。
接續前述，因此發展出可進行同時對待測物上下量測的方式，而習知的對待測物上下同時量測重合度之方式大多為透過同軸視覺系統進行偏差值檢測，也就是說置於待測物上下的視覺系統必須擺在相同的(Z軸)垂直線上，且不能有角度的差異，否則會產生量測上的誤差，並且量測過程必須使用專屬的校正片，藉由垂直線(Z軸)上升的變化，層層堆疊影像量測的校正數值，在實施上十分繁雜，且由於一般校正片為單面印刷的透明玻璃，因此上方視覺系統可直接看到校正印刷面，但下方視覺系統必須透過玻璃，才能看到校正印刷的背面，然而玻璃或其他不同的介質便存在著光折射失真的問題，因此容易造成精度失準，因此校正手法相當困難，一旦設備使用年限久或受到碰撞，就需要重新校正精準度時，不僅過程難度極高，並且耗費成本。
有鑑於此，本案申請人遂依其多年從事相關領域之研發經驗，針對前述之缺失進行深入探討，並依前述需求積極尋求解決之道，歷經長時間的努力研究與多次測試，終於完成本發明。
本發明之主要目的在於提供一種應用於量測物品之上下重合度的方法；特別是一種適用於非同軸視覺系統，依然能夠精準量測物品上下重合度，且不須使用校正片進行視覺調校，並更精準的量測物品之上下重合度的方法。
為達上述之目的，本發明非同軸視覺系統應用於量測物品之上下重合度的方法，其步驟依序如下：將待測物就定位、透過非同軸的視覺模組對待測物上方及下方的溝槽進行座標原點設定及相對座標確認、將待測物旋轉180度、透過預設的程式演算法進行參數值運算待測物旋轉前後的座標偏差值、確認待測物上下重合度量測結果。
其中，前述非同軸的視覺模組係包括位於待測物上方的上視覺模組，以及位於待測物下方的下視覺模組；透過上、下視覺模組先行對待測物模擬座標，並對待測物進行原點座標的定義及相對座標的設定與確認。
其中，前述視覺模組係為電荷耦合裝置(Charge Couples Device, CCD)。
其中，前述預設的程式演算法之座標偏差值運算方式係將上視覺模組所量測到的點定為原點，再以原點為中心將待測物旋轉180度，最後將下視覺模組旋轉前所量測之座標減去下視覺模組旋轉後所量測之座標再除以二。
藉由前述之量測方式，完全無需使用任何校正片量測與校正，透過該視覺模組視覺偵測、將待測物旋轉、再透過參數值運算，即可精準確定偏差值，量測過程完全透過數據量測並運算偏差值，因此不會有目測產生的誤差，並且後續依據該偏差值進行校正即可進行精準調整待測物上下的重合度，除了提供更精準量測，也使量測方式更簡潔便利，進而可提高量測的效率。
期許本發明之目的、功效、特徵及結構能夠有更為詳盡之瞭解，茲舉較佳實施例並配合圖式說明如後。
首先請參閱圖1、圖2，圖1為本發明佳實施例的非同軸視覺系統應用於量測物品之上下重合度的方法的步驟示意圖，圖2為本發明較佳實施例的第一態樣示意圖。
如圖所示，本發明較佳實施例非同軸視覺系統應用於量測物品之上下重合度的方法1，其步驟依序如下：將待測物2就定位(A1)、透過非同軸的視覺模組對待測物2上方及下方的溝槽進行座標原點設定及相對座標確認(A2)、將待測物2旋轉180度(A3)、透過預設的程式演算法進行參數值運算待測物2旋轉前後的座標偏差值(A4)、確認待測物2上下重合度量測結果(A5)。
其中，前述非同軸的視覺模組係包括位於待測物2上方的上視覺模組11，以及位於待測物2下方的下視覺模組12；透過上視覺模組11、下視覺模組12先行對待測物2模擬座標，並對待測物2進行原點座標的定義及相對座標的設定與確認。
其中，該視覺模組係為電荷耦合裝置(Charge Couples Device, CCD)。
其中，前述座標偏差值係透過預設的程式演算法之運算方式係將上視覺模組11所量測到的點定為原點，再以原點為中心將待測物2旋轉180度，最後將下視覺模組12旋轉前所量測之座標減去下視覺模組12旋轉後所量測之座標再除以二。
請參閱圖2、圖3，圖2為本發明較佳實施例的第一態樣示意圖，圖3為本發明較佳實施例的第一態樣視覺模組偵測視覺角度示意圖。
藉由前述之量測方式，本實施例中的第一態樣：待測物2是上下完全重合無偏差的情況下，本發明較佳實施例之步驟進行如下所述：
1. 將待測物2就定位(A1)：首先將待測物2經過吸附平台旋轉軸旋轉對位，並使待測物2左右水平，無傾斜(角度)高低差後，即為就定位。
2. 透過非同軸的視覺模組對待測物2上方及下方的溝槽進行座標原點設定及相對座標確認(A2)：將待測物2就定位後，由透過移動平台將上視覺模組11的視覺中心對準待測物2的上方溝槽(上視覺模組視野A)，並將該位置定義原點座標(0，0)，也就是圖3中的的C位置，而另外由於下視覺模組12與上視覺模組11為非同軸之因素，所以下視覺模組12的視覺中心位置不會與上視覺模組11相同(如圖2所示)，因此下視覺模組12的視覺中心對準待測物2下方時，如圖3的下視覺模組視野B可知，該下視覺模組的視覺中心為相對座標位置(-3，4)(D)。
3. 將待測物2旋轉180度(A3)：將待測物2旋轉180度後，由圖2、3可知，上視覺模組11由上視覺模組視野A所讀取待測物2溝槽座標依然是(0，0)(C’)，而下視覺模組12由下視覺模組視野B讀取到的數值也依然會是(-3，4)(D’)。
4. 透過預設的程式演算法進行參數值運算待測物2旋轉前後的座標偏差值(A4)：本實施例的預設程式演算法之座標偏差值運算之方式為：(旋轉前之座標 - 旋轉後之座標)/2，前述座標透過視覺模組偵測，並經過預設參數值運算旋轉前後的座標偏差值，無需人工目測也無需校正片一個一個堆疊嘗試校正，因此更省時也更省人力，也更有效率。
5. 確認待測物2上下重合度量測結果(A5)：由前述參數值可知，下視覺模組12的中心座標的X方向重合度運算結果為((-3)-(-3))/2=0，Y方向重合度偏移為((4)-(4))/2=0，因此成功驗證出該待測物2上下重合度偏移量為0，為完全重合之態樣。
請參閱圖4、圖5，圖4為本發明較佳實施例的第二態樣示意圖，圖5為本發明較佳實施例的第二態樣視覺模組偵測視覺角度示意圖。
延續前述本實施例中的第二態樣：當待測物2上下具有偏差值的情況下，本發明較佳實施例之步驟進行如下所述：
1. 將待測物2就定位(A1)、透過非同軸的視覺模組對待測物2上方及下方的溝槽進行座標原點設定及相對座標確認(A2)，前述兩步驟與前段第一態樣所述待測物2上下完全重合無偏差的實施步驟相同，故不贅述，而不同之處在於：因為待測物2上下具有偏差所以上視覺模組11、下視覺模組12透過上視覺模組視野A、下視覺模組視野B所讀取到的待測物2上下中心座標係與第一態樣不同，本第二態樣上、下視覺模組視野A、B讀取到之待測物上下中心座標分別為(0，0)(E)、(-2，2)(F)。
2. 將待測物2旋轉180度(A3)：定位待測物2上下中心位置座標完成後，將待測物2旋轉180度後，上視覺模組11由上視覺模組視野A讀取待測物上方中心的座標依然是(0，0)(E’)，而下視覺模組12由下視覺模組視野B讀取到的數值則如圖所示為(-4，6)(F’)。
3. 透過預設的程式演算法進行參數值運算待測物2旋轉前後的座標偏差值(A4)、確認待測物2上下重合度量測結果(A5)：參數值的運算(重合度偏移)之方式為：(旋轉前之座標 - 旋轉後之座標)/2，因此下視覺模組12的X方向重合度運算結果為((-2)-(-4))/2=1，Y方向重合度偏移為((2)-6)/2=-2，因此驗證出該待測物2上下重合度X方向偏移量為+1，Y方向偏移量為-2，所以該待測物2上下係為具有偏移，所以為非重合的態樣。
4.最後再利用一般的重合度量測方法做檢測，當待測物2所檢測出的上下重合度偏移量為(+1，-2)的情況下，且在第一態樣中得知在上視覺模組11和下視覺模組12重合度為零的情況下所觀測到的座標值為(-3，4)，因此將重合度為零的座標加上偏移量(-3+1，4-2)即可得到(-2，2)，而(-2，2)正是透過本發明下視覺模組12所觀測到的數值。
本發明於量測過程係透過視覺模組偵測，再由預設參數值運算旋轉前後的座標偏差值，故無需人工目測也無需校正片一個一個堆疊嘗試校正，也因此比習知的量測方法更省時也更省人力，也更有效率。
藉由前述之量測方式，完全無需使用任何校正片量測與校正，透過該視覺模組視覺偵測、將待測物2旋轉、再透過參數值運算，即可精準確定偏差值，量測過程完全透過數據量測並運算偏差值，因此不會有目測產生的誤差，並且後續依據該偏差值進行校正即可進行精準調整待測物上下的重合度，除了提供更精準量測，也使量測方式更簡潔便利，進而可提高量測的效率。
綜合上述，本發明非同軸視覺系統應用於量測物品之上下重合度的方法其優點在於：
1. 更精準的量測方式：透過該視覺模組視覺偵測、將待測物旋轉、再透過參數值運算，即可精準確定偏差值，量測過程全透過數據精準量測，不會有目測的誤差。
2. 更有效率的量測方式：量測過程透過視覺模組偵測，透過預設參數值運算旋轉前後的座標偏差值，無需人工目測也無需校正片一個一個堆疊嘗試校正，因此更省時也更省人力，也更有效率。
3. 不會破壞待測物樣品：僅需透過視覺模組以及程式演算法即可，完全不會傷害樣品。
故，本發明在同類產品中具有極佳之進步性以及實用性，同時查遍國內外關於此類結構之技術資料文獻後，確實未發現有相同或近似之構造存在於本案申請之前，因此本案應已符合『創作性』、『合於產業利用性』以及『進步性』的專利要件，爰依法提出申請之。
唯，以上所述者，僅係本發明之較佳實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之其它等效結構變化者，理應包含在本發明之申請專利範圍內。
１:本發明
１１:上視覺模組
１２:下視覺模組
２:待測物
Ａ:上視覺模組視野
Ｂ:下視覺模組視野
Ｃ:原點座標（0,0）
Ｃ‘ :座標(0,0)
Ｄ:座標(-3,4)
Ｄ‘:座標(-3,4)
Ｅ:座標(0,0)
Ｅ‘:座標(0,0)
Ｆ:座標(-2,2)
Ｆ‘:座標(-4,6)
Ａ１～Ａ５:步驟
圖1：本發明較佳實施例的非同軸視覺系統應用於量測物品之上下重合度的方法的步驟示意圖；
圖2：本發明較佳實施例的第一態樣示意圖；
圖3：本發明較佳實施例的第一態樣視覺模組視覺角度偵測示意圖；
圖4：本發明較佳實施例的第二態樣示意圖；
圖5：本發明較佳實施例的第二態樣視覺模組視覺角度偵測示意圖。
1:本發明
A1~A5:步驟
Claims (2)
- 一種非同軸視覺系統應用於量測物品之上下重合度的方法，其步驟依序如下：將待測物就定位、透過非同軸的視覺模組對待測物上方及下方的溝槽進行座標原點設定及相對座標確認、將待測物旋轉180度、透過預設的程式演算法進行參數值運算待測物旋轉前後的座標偏差值、確認待測物上下重合度量測結果；其中，該非同軸的視覺模組係包括位於待測物上方的上視覺模組，以及位於待測物下方的下視覺模組，其係透過上視覺模組和下視覺模組先行對待測物模擬座標，並對待測物進行原點座標的定義及相對座標的設定與確認，又該座標偏差值係將上視覺模組所量測到的點定為原點，再以原點為中心將待測物旋轉180度，最後將下視覺模組旋轉前所量測到的座標減去旋轉後所量測到的座標再除以二。
- 如請求項第1項所述之非同軸視覺系統應用於量測物品之上下重合度的方法，其中，前述視覺模組係為電荷耦合裝置(Charge Couples Device,CCD)。
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| TWI693559B true TWI693559B (zh) | 2020-05-11 |
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|---|---|
| TW (1) | TWI693559B (zh) |
Citations (4)
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2019
- 2019-06-03 TW TW108119231A patent/TWI693559B/zh active
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| TW202046164A (zh) | 2020-12-16 |
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