电容器极性判定方法与流程

1.本发明有关于一种电子元件极性状态判定方法，特别有关于一种运用图像识别的电容器极性状态判定方法。


背景技术：

2.在工厂制造如计算机主机板、开发板等电路板时，会将各式电子元件结合于基板，而无论是人力或自动化放置电子元件，均存在放置的电子元件的极性正负、脚位方向错误的可能性。现有的检查有无错误的方法例如为人力检查、以电压或电流检测器接上部分电子元件或电路板的部分区域并量测其测量值是否符合出厂设定值等。惟，上述检查方法太过耗时，易使整个电路板制造流程效率低下。现时亦可利用图像识别技术辅助检查，在取得含有电路板的电子元件的图像后，依据处理后的图像判断电子元件是否存在脚位错置的情况。
3.然而，由于各种无法精准控制的环境因素，例如光照方向、取像装置镜头角度、邻近元件遮蔽等，导致含有电子元件的图像在经过预处理转换后的图像过于失真或无法判断，或是无法识别出待测电子元件在电路板上的位置等，使得以图像识别的方法偶尔会出现检错(underkill)或误判(overkill)的现象发生，其中检错意指电子元件脚位错误却未被验出，误判则意指电子元件脚位正确却判定为反接。


技术实现要素：

4.鉴于上述，本发明提供一种以满足上述需求的电容器极性判定方法，改善因取得电容器图像的环境不佳导致极性判定失准的窘境。
5.依据本发明一实施例的电容器极性判定方法，可包含：取得一实体电路板图像；比对该实体电路板图像及一电路板设计图文件以取得一实体电容器图像；基于该实体电容器图像中的一封闭图案取得一弓形图案，其中该弓形图案与该封闭图案至少部分重叠；以及基于该弓形图案产生并输出关联于该封闭图案的一电容器的一极性状态。
6.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
7.图1为根据本发明一实施例所绘制的电容器极性方法的流程图。
8.图2为适用于本发明一实施例的电容器极性状态判定方法的电容器的立体图。
9.图3a为根据本发明一实施例所绘制的实体电容器图像的灰阶图。
10.图3b为根据本发明一实施例所绘制的实体电容器图像经二值化处理后的示意图。
11.图3c为根据本发明一实施例所绘制的封闭图案的示意图。
12.图4为根据本发明一实施例所绘制的圆形图案的示意图。
13.图5为根据本发明一实施例所绘制的电容器极性方法的细部流程图。
14.附图标记
15.1：电容器
16.11：实体图案
17.31：图案图像
18.32：封闭图案
19.4：圆形图案
20.41：第一弓形图案
21.42：第二弓形图案
22.s1-s4、s41-s46：步骤
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
24.请参考图1，其绘示本发明提供的电容器极性状态判定方法的第一实施例的流程图，其可包含以下步骤：步骤s1，取得实体电路板图像；步骤s2，比对实体电路板图像及电路板设计图文件以取得实体电容器图像；步骤s3，基于实体电容器图像中的封闭图案取得弓形图案，其中弓形图案与封闭图案至少部分重叠；以及步骤s4，基于弓形图案产生并输出关联于封闭图案的一电容器的极性状态。
25.请一并参考图1及图2，以更详细说明本发明第一实施例，其中图2为电容器1的立体图。电容器1的上方表面具有实体图案11，此实体图案11用于代表电容器1的极性方向，通常此实体图案11呈弓形，且此弓形的弧相对于其弦的方位即表示此电容器1的负极相对于正极的方位。意即，若呈弓形的实体图案11的弧位于其弦的右侧，则电容器1的负极即位于电容器1的正极的右侧。本发明一实施例首先以步骤s1取得一实体电路板图像。于实务上，可以例如藉由取像装置对电路板拍照、摄录等方式取得一图像，并以此作为实体电路板图像，其中电路板需至少包含一电容器，意即取像装置取得的实体电路板图像中至少包含该电容器。此外，为了降低判定电容器极性状态的电子装置的运算量或剔除图像中不必要的噪声，在步骤s1之中除了藉由取像装置对电路板拍照、摄录等方式取得一图像(在此定义为初始电路板图像)之外，更可对初始电路板图像进行图像预处理，例如二值化(binarization)，以及例如侵蚀(erosion)及/或膨胀(dilation)等的形态学图像处理，以形成该实体电路板图像，藉此去除不必要的噪声或增强图像等，且达到改善图像质量且利于后续判断的目的。
26.步骤s2比对该实体电路板图像及一电路板设计图文件以取得一实体电容器图像。具体而言，电路板设计图文件为此电路板的设计图文件，尤其为设计图电子文件。此电路板设计图文件表示了电路板的多个电子元件，例如各式电容器、电阻、微芯片、处理芯片
…
等，且此电路板设计图文件较佳地包含多个预设坐标，而其中每个预设坐标即对应至一电子元件。在以下关于本发明的电容器极性状态判定方法的第一实施例的描述中，将仅以预设坐标中的预设电容器坐标为例进行说明。在本实施例中，可通过预先设定于电路板及电路板设计图文件上的多个参考点，即可取得实体电路板图像及电路板设计图文件之间的转换矩阵，并以此转换矩阵将前述的预设电容器坐标转换为实体电路板图像上的实体电容器坐标，进而可据以得到涵盖于实体电路板图像中的实体电容器图像。详言之，基于实体电容器坐标取得实体电容器图像的实施方式可为：以该实体电容器坐标为中心向外扩张框出一个
取像范围，其中向外扩张的方式可以是以该实体电容器坐标为中心沿实体电容器图像的多个轴(例如相互垂直的纵轴及横轴)的两相对方向各伸展一段预设长度，以便该取像范围包含该电容器。应注意的是，以上取得实体电容器图像的方式仅为一种实施方式的说明，本发明并不以此为限。
27.在另一种具体的实施方式中，为了降低个人电子装置运算量或剔除不必要的噪声，亦可先对取像范围中的图像进行图像预处理(即如前述的二值化、侵蚀及/或膨胀等图像处理)，再以经过上述图像预处理的内容作为前述的实体电容器图像。实务上相比对范围较大的初始电路板图像进行的状况而言，由于只需对范围较小的实体电容器图像进行，故当图像预处理在步骤s2中进行而非于步骤s1中进行时，可大幅减少运算量。如图3a至图3c所示，其为对取像范围中的图像(如图3a所示)进行二值化(如图3b所示)之后再进行例如侵蚀或膨胀等形态学图像处理(如图3c所示)后所获得的实体电容器图像。由图3a及图3c可知，图3a中包含图案图像31，且此图案图像31即为呈现于实体电路板图像中的例如电容器1的实体图案11的图像，而图3c中所示的封闭图案32对应于此图案图像31。由于例如光照方向、取像装置镜头角度、邻近元件遮蔽等各项环境因素，导致图像经过图像预处理后一些不必要的数据没被有效剔除，或一些必要的数据被意外剔除等，因而可能造成封闭图案32与图案图像31不一致。
28.请更同时参考图4。接着在步骤s3中，基于该实体电容器图像中的封闭图案32取得一弓形图案(第一弓形图案41)，其中第一弓形图案41与封闭图案32至少部分重叠。较佳地，第一弓形图案41为涵盖此封闭图案32的最小弓形，且第一弓形图案41的弓位于其弦的左侧或右侧(例如图4所绘示的第一弓形图案的弓即位于其弦的右侧)。
29.请继续参考图2及图4。接续步骤s3，步骤s4基于前述的弓形图案产生并输出关联于封闭图案32的一电容器的极性状态，也就是根据第一弓形图案41的弓及弦的方位关系可获得此极性状态，其中极性状态可为「该电容器的负极位于该电容器的正极的左侧」或「该电容器的负极位于该电容器的正极的右侧」，惟本发明不以此为限。详言之，请同时参考图5，本发明一实施例的步骤s4可包含子步骤s41至子步骤s46。在子步骤s41中，依据第一弓形图案41产生圆形图案4，详言之，利用二分法(bisectors)将第一弓形图案41的轮廓上的各坐标点进行迭代，即可找到圆形图案4的圆心及其半圆位置，进而产生圆形图案4，其中第一弓形图案41的弧至少部分重叠圆形图案4的外周，且该外周未与该弧重叠的部分与第一弓形图案41的弦形成第二弓形图案42，例如圆形图案4可由第一弓形图案41的弦左右划分为两个弓形图案(即第一弓形图案41及第二弓形图案42)。于子步骤s42中，比较第一弓形图案41的一第一特征值及第二弓形图案42的一第二特征值。在本实施例中，第一特征值及第二特征值须为各弓形图案的同一类的物理量，且用于显示出第一弓形图案41及第二弓形图案42之间的差异。举例而言，第一及第二特征值可分别为第一弓形图案41及第二弓形图案42的面积，或者分别为第一弓形图案41及第二弓形图案42的弧长，惟本发明并不以上述物理量为限。
30.请仍继续参阅图4及图5。于子步骤s43中，判断第一特征值是否小于第二特征值，若判断结果为「是」即续行步骤s44，若判断结果为「否」则续行步骤s45。详言之，第一特征值及第二特征值可代表第一弓形图案41及第二弓形图案42之间的大小关系。请参照图2，由于圆形图案4可对应电容器1的圆形外围，第一弓形图案41及第二弓形图案42中具有较小特征
值的一者可对应于实体图案11，且第一弓形图案41及第二弓形图案42中具有较大特征值的一者则可对应电容器1的圆形外围内不包含实体图案11的部分，因此取得第一特征值及第二特征值之间的大小关系即可确定前述的极性状态。
31.于子步骤s44中，在第一特征值小于第二特征值的情况下，判断极性状态为第一弓形图案41相对第二弓形图案42的方位为该电容器的负极相对于该电容器的正极的方位。反之，于子步骤s45中，在第一特征值大于第二特征值的情况下，判断极性状态为第一弓形图案41相对第二弓形图案42的方位为该电容器的正极相对于该电容器的负极的方位。
32.最后，在本实施例中，子步骤s46将子步骤s44或子步骤s45的极性状态输出。此外，在实际的生产线质量控管程序中，除了以上述方法判断出电容器的极性状态，更可进一步确认此极性状态与电路板设计图文件中的一预设状态的关联性，以适时地在存在异常时进行相对应的额外作动。详言之，在本发明一种实施方式中，电路板设计图文件可更具有分别关联于多个电子元件的多个预设状态，且在子步骤s44及子步骤s45中判断出电容器的极性状态后，更判断此极性状态是否与对应的预设状态相同。若极性状态与预设极性状态相同即输出此极性状态；若极性状态与预设极性状态相异，则不仅输出此极性状态，且可另产生警示信号或再次执行本方法以避免此相异判定仅为偶发性的错误。
33.藉由本发明提供的电容器极性状态判定方法，即使取得电容器图像的环境不佳，仍能藉由所取得的弓形图案而确认实体图案11的方位，进而准确地判别电容器的极性状态。
34.当然，本发明还可有其它多种实施例，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。