TWI735365B

TWI735365B - 電容器極性判定方法

Info

Publication number: TWI735365B
Application number: TW109137534A
Authority: TW
Inventors: 范綱倫; 孟憲明; 孫武雄; 廖祝湘; 張基霖; 翁仁龍; 宋柏駿
Original assignee: 技嘉科技股份有限公司
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2021-08-01
Also published as: TW202217656A

Abstract

一種電容器極性判定方法，包含：取得一實體電路板影像，比對該實體電路板影像及一電路板設計圖檔以取得一實體電容器影像，基於該實體電容器影像中的一封閉圖案取得一弓形圖案，其中該弓形圖案與該封閉圖案至少部分重疊，以及基於該弓形圖案產生並輸出關聯於該封閉圖案的一電容器的一極性狀態。

Description

電容器極性判定方法

本發明係關於一種電子元件極性狀態判定方法，特別係關於一種運用圖像辨識的電容器極性狀態判定方法。

在工廠製造如電腦主機板、開發板等電路板時，會將各式電子元件結合於基板，而無論是人力或自動化放置電子元件，均存在放置的電子元件的極性正負、腳位方向錯誤的可能性。習知的檢查有無錯誤的方法例如為人力檢查、以電壓或電流檢測器接上部分電子元件或電路板的部分區域並量測其測量值是否符合出廠設定值等。惟，上述檢查方法太過耗時，易使整個電路板製造流程效率低落。現時亦可利用圖像辨識技術輔助檢查，在取得含有電路板的電子元件的影像後，依據處理後的影像判斷電子元件是否存在腳位錯置的情況。

然而，由於各種無法精準控制的環境因素，例如光照方向、取像裝置鏡頭角度、鄰近元件遮蔽等，導致含有電子元件的影像在經過預處理轉換後的圖像過於失真或無法判斷，或是無法辨識出待測電子元件在電路板上的位置等，使得以圖像辨識的方法偶爾會出現檢錯(underlkill)或誤判(overkill)的現象發生，其中檢錯意指電子元件腳位錯誤卻未被驗出，誤判則意指電子元件腳位正確卻判定為反接。

鑒於上述，本發明提供一種以滿足上述需求的電容器極性判定方法，改善因取得電容器影像的環境不佳導致極性判定失準的窘境。

依據本發明一實施例的電容器極性判定方法，可包含：取得一實體電路板影像；比對該實體電路板影像及一電路板設計圖檔以取得一實體電容器影像；基於該實體電容器影像中的一封閉圖案取得一弓形圖案，其中該弓形圖案與該封閉圖案至少部分重疊；以及基於該弓形圖案產生並輸出關聯於該封閉圖案的一電容器的一極性狀態。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

1:電容器

11:實體圖案

31:圖案影像

32:封閉圖案

4:圓形圖案

41:第一弓形圖案

42:第二弓形圖案

圖1係根據本發明一實施例所繪製的電容器極性方法的流程圖。

圖2係為適用於本發明一實施例的電容器極性狀態判定方法的電容器的立體圖。

圖3A係根據本發明一實施例所繪製的實體電容器影像的灰階圖。

圖3B係根據本發明一實施例所繪製的實體電容器影像經二值化處理後的示意圖。

圖3C係根據本發明一實施例所繪製的封閉圖案的示意圖。

圖4係根據本發明一實施例所繪製的圓形圖案的示意圖。

圖5係根據本發明一實施例所繪製的電容器極性方法的細部流程圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參考圖1，其係繪示本發明提供的電容器極性狀態判定方法的第一實施例的流程圖，其可包含以下步驟：步驟S1，取得實體電路板影像；步驟S2，比對實體電路板影像及電路板設計圖檔以取得實體電容器影像；步驟S3，基於實體電容器影像中的封閉圖案取得弓形圖案，其中弓形圖案與封閉圖案至少部分重疊；以及步驟S4，基於弓形圖案產生並輸出關聯於封閉圖案的一電容器的極性狀態。

請一併參考圖1及圖2，以更詳細說明本發明第一實施例，其中圖2為電容器1的立體圖。電容器1之上方表面具有實體圖案11，此實體圖案11用於代表電容器1的極性方向，通常此實體圖案11係呈弓形，且此弓形的弧相對於其弦的方位即表示此電容器1的負極相對於正極的方位。意即，若呈弓形的實體圖案11的弧位在其弦的右側，則電容器1的負極即位在電容器1的正極的右側。本發明一實施例首先係以步驟S1取得一實體電路板影像。於實務上，可以例如藉由取像裝置對電路板拍照、攝錄等方式取得一影像，並以此作為實體電路板影像，其中電路板需至少包含一電容器，意即取像裝置取得的實體電路板影像中至少包含該電容器。此外，為了降低判定電容器極性狀態的電子裝置的運算量或剃除影像中不必要的雜訊，在步驟S1之中除了藉由取像裝置對電路板拍照、攝錄等方式取得一影像(在此定義為初始電路板影像)之外，更可對初始電路板影像進行影像預處理，例如二值化(binarization)，以及例如侵蝕(erosion)及/或膨脹(dilation)等的形態學影像處理，以形成該實體電路板影像，藉此去除不必要的雜訊或增強影像等，且達到改善影像品質且利於後續判斷之目的。

步驟S2比對該實體電路板影像及一電路板設計圖檔以取得一實體電容器影像。具體而言，電路板設計圖檔為此電路板的設計圖檔，尤其為設計圖電子檔。此電路板設計圖檔係表示了電路板的多個電子元件，例如各式電容器、電阻、微晶片、處理晶片…等，且此電路板設計圖檔較佳包含多個預設座標，而其中每個預設座標即係對應至一電子元件。在以下關於本發明之電容器極性狀態判定方法的第一實施例的描述中，將僅以預設座標中的預設電容器座標為例進行說明。在本實施例中，可透過預先設定於電路板及電路板設計圖檔上的多個參考點，即可取得實體電路板影像及電路板設計圖檔之間的轉換矩陣，並以此轉換矩陣將前述的預設電容器座標轉換為實體電路板影像上的實體電容器座標，進而可據以得到涵蓋於實體電路板影像中的實體電容器影像。詳言之，基於實體電容器座標取得實體電容器影像的實施方式可為：以該實體電容器座標為中心向外擴張框出一個取像範圍，其中向外擴張的方式可以是以該實體電容器座標為中心沿實體電容器影像的多個軸(例如相互垂直的縱軸及橫軸)的兩相對方向各伸展一段預設長度，以便該取像範圍包含該電容器。應注意的是，以上取得實體電容器影像的方式僅為一種實施方式的說明，本發明並不以此為限。

在另一種具體的實施方式中，為了降低個人電子裝置運算量或剃除不必要的雜訊，亦可先對取像範圍中的影像進行影像預處理(即如前述的二值化、侵蝕及/或膨脹等影像處理)，再以經過上述影像預處理的內容作為前述的實體電容器影像。實務上相比對範圍較大的初始電路板影像進行的狀況而言，由於只需對範圍較小的實體電容器影像進行，故當影像預處理係在步驟S2中進行而非於步驟S1中進行時，可大幅減少運算量。如圖3A至圖3C所示，其係為對取像範圍中的影像(圖3A)進行二值化(圖3B)之後再進行例如侵蝕或膨脹等形態學影像處理(圖3C)後所獲得的實體電容器影像。由圖3A及圖3C可知，圖3A中係包含圖案影像31，且此圖案影像31即為呈現於實體電路板影像中的例如電容器1的實體圖案11的影像，而圖3C中所示的封閉圖案32係對應於此圖案影像31。由於例如光照方向、取像裝置鏡頭角度、鄰近元件遮蔽等各項環境因素，導致影像經過影像預處理後一些不必要的資料沒被有效剃除，或一些必要的資料被意外剃除等，因而可能造成封閉圖案32與圖案影像31不一致。

請更同時參考圖4。接著在步驟S3中，基於該實體電容器影像中的封閉圖案32取得一弓形圖案(第一弓形圖案41)，其中第一弓形圖案41與封閉圖案32至少部分重疊。較佳地，第一弓形圖案41為涵蓋此封閉圖案32的最小弓形，且第一弓形圖案41的弓係位於其弦的左側或右側(例如圖4所繪示的第一弓形圖案的弓即位於其弦的右側)。

請繼續參考圖2及圖4。接續步驟S3，步驟S4基於前述的弓形圖案產生並輸出關聯於封閉圖案32的一電容器的極性狀態，也就是根據第一弓形圖案41的弓及弦的方位關係可獲得此極性狀態，其中極性狀態係可為「該電容器的負極位在該電容器的正極的左側」或「該電容器的負極位在該電容器的正極的右側」，惟本發明不以此為限。詳言之，請同時參考圖5，本發明一實施例的步驟S4可包含子步驟S41至子步驟S46。在子步驟S41中，係依據第一弓形圖案41產生圓形圖案4，詳言之，利用二分法(bisectors)將第一弓形圖案41的輪廓上的各座標點進行迭代，即可找到圓形圖案4的圓心及其半圓位置，進而產生圓形圖案4，其中第一弓形圖案41的弧至少部分重疊圓形圖案4的外周緣，且該外周緣未與該弧重疊的部分係與第一弓形圖案41的弦形成第二弓形圖案42，例如圓形圖案4係可由第一弓形圖案41的弦左右劃分為兩個弓形圖案(即第一弓形圖案41及第二弓形圖案42)。於子步驟S42中，係比較第一弓形圖案41的一第一特徵值及第二弓形圖案42的一第二特徵值。在本實施例中，第一特徵值及第二特徵值須為各弓形圖案的同一類的物理量，且係用於顯示出第一弓形圖案41及第二弓形圖案42之間的差異。舉例而言，第一及第二特徵值可分別為第一弓形圖案41及第二弓形圖案42的面積，或者分別為第一弓形圖案41及第二弓形圖案42的弧長，惟本發明並不以上述物理量為限。

請仍繼續參閱圖4及圖5。於子步驟S43中，係判斷第一特徵值是否小於第二特徵值，若判斷結果為「是」即續行步驟S44，若判斷結果為「否」則續行步驟S45。詳言之，第一特徵值及第二特徵值係可代表第一弓形圖案41及第二弓形圖案42之間的大小關係。請參照圖2，由於圓形圖案4可對應電容器1的圓形外圍，第一弓形圖案41及第二弓形圖案42中具有較小特徵值的一者可對應於實體圖案11，且第一弓形圖案41及第二弓形圖案42中具有較大特徵值的一者則可對應電容器1的圓形外圍內不包含實體圖案11的部分，因此取得第一特徵值及第二特徵值之間的大小關係即可確定前述的極性狀態。

於子步驟S44中，係在第一特徵值小於第二特徵值的情況下，判斷極性狀態為第一弓形圖案41相對第二弓形圖案42的方位係為該電容器的負極相對於該電容器的正極的方位。反之，於子步驟S45中，係在第一特徵值大於第二特徵值的情況下，判斷極性狀態為第一弓形圖案41相對第二弓形圖案42的方位係為該電容器的正極相對於該電容器的負極的方位。

最後，在本實施例中，子步驟S46係將子步驟S44或子步驟S45的極性狀態輸出。此外，在實際的生產線品質控管程式中，除了以上述方法判斷出電容器的極性狀態，更可進一步確認此極性狀態與電路板設計圖檔中的一預設狀態的關聯性，以適時地在存在異常時進行相對應的額外作動。詳言之，在本發明一種實施方式中，電路板設計圖檔可更具有分別關聯於多個電子元件的多個預設狀態，且在子步驟S44及子步驟S45中判斷出電容器的極性狀態後，更判斷此極性狀態是否與對應的預設狀態相同。若極性狀態與預設極性狀態相同即輸出此極性狀態；若極性狀態與預設極性狀態相異，則不僅輸出此極性狀態，且可另產生警示訊號或再次執行本方法以避免此相異判定僅為偶發性的錯誤。

藉由本發明提供的電容器極性狀態判定方法，即使取得電容器影像的環境不佳，仍能藉由所取得的弓形圖案而確認實體圖案11的方位，進而準確地判別電容器之極性狀態。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

S1~S4:步驟

Claims

一種電容器極性判定方法，包含：取得一實體電路板影像；比對該實體電路板影像及一電路板設計圖檔，並執行二值化及形態學影像處理，以取得具有一封閉圖案的一實體電容器影像；基於該實體電容器影像中的該封閉圖案取得一弓形圖案，其中該弓形圖案與該封閉圖案至少部分重疊；以及基於該弓形圖案產生並輸出關聯於該封閉圖案的一電容器的一極性狀態，其中定義前述的弓形圖案為一第一弓形圖案，且基於該第一弓形圖案產生並輸出關聯於該封閉圖案的該電容器的該極性狀態包含：依據該第一弓形圖案產生一圓形圖案，其中該第一弓形圖案的弧至少部分重疊該圓形圖案的外周緣，且該外周緣未與該弧重疊的部分係與該第一弓形圖案的弦形成一第二弓形圖案；比較該第一弓形圖案的一第一特徵值及該第二弓形圖案的一第二特徵值；當該第一特徵值小於該第二特徵值，判斷該極性狀態為該第一弓形圖案相對該第二弓形圖案的方位係為該電容器的負極相對於該電容器的正極的方位；當該第一特徵值大於該第二特徵值，判斷該極性狀態為該第一弓形圖案相對該第二弓形圖案的方位係為該電容器的正極相對於該電容器的負極的方位；以及輸出該極性狀態。
如請求項1所述的電容器極性判定方法，其中該第一特徵值為該第一弓形圖案的面積且該第二特徵值為該第二弓形圖案的面積。
如請求項1所述的電容器極性判定方法，其中該第一特徵值為該第一弓形圖案的弧長且該第二特徵值為該第二弓形圖案的弧長。
如請求項1所述的電容器極性判定方法，其中取得該實體電路板影像包含：以一取像裝置拍攝一電路板以取得一初始電路板影像；以及對該初始電路板影像進行二值化、侵蝕及膨脹的至少一者以形成該實體電路板影像。
如請求項1所述的電容器極性判定方法，其中比對該實體電路板影像及該電路板設計圖檔，並執行該二值化及該形態學影像處理，以取得具有該封閉圖案的該實體電容器影像包含：以一實體電容器座標為中心向外擴張框出一取像範圍；以及對該取像範圍進行該二值化且進行侵蝕及膨脹的至少一者後作為該實體電容器影像。