CN106482653A - 光学量测装置以及间隙量测方法 - Google Patents

光学量测装置以及间隙量测方法 Download PDF

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洪颢庭
王鸥
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Abstract

本发明揭示一种光学量测装置以及间隙量测方法，用以量测电子装置的间隙。光学量测装置包括图像捕获设备以及图像处理装置。图像捕获设备用以获取包括间隙的图像画面。电子装置包括装置本体以及与装置本体组装的装置元件。电子装置的间隙存在于装置本体及装置元件之间。图像处理装置耦接至图像捕获设备。图像处理装置用以接收图像画面，并且对图像画面进行图像扫描操作，以量测间隙的宽度。本发明可快速地提供精准的量测结果。

Description

光学量测装置以及间隙量测方法
技术领域
本发明涉及一种量测装置以及量测方法，尤其涉及一种光学量测装置以及间隙量测方法。
背景技术
一般而言，量测电子装置的装置本体与装置元件之间的间隙宽度，为电子装置生产线上重要的检测项目。在现阶段的电子装置***厂所使用的方法当中，主要是利用厚薄规与光标卡尺以接触式测量的方式来量测间隙宽度。此种方法除了有刮伤电子装置表面的问题，在量测以及记录上也会容易有误差产生的风险。此外，此种传统的量测方式必须花费大量的人力以及时间来执行量测工作。
发明内容
本发明提供一种光学量测装置以及间隙量测方法。
本发明提供一种光学量测装置用以量测电子装置的间隙宽度。光学量测装置包括图像捕获设备以及图像处理装置。图像捕获设备用以获取包括间隙的图像画面。电子装置包括装置本体以及与装置本体组装的装置元件。间隙存在装置本体及装置元件之间。图像处理装置耦接至图像捕获设备。图像处理装置用以接收图像画面，并且对图像画面进行图像扫描操作，以量测间隙的宽度。
本发明提供一种间隙量测方法用以量测电子装置的间隙。电子装置包括装置本体以及与装置本体组装的装置元件。间隙存在于装置本体及装置元件之间。所述间隙量测方法包括：获取包括间隙的图像画面；以及接收图像画面，并且对图像画面进行图像扫描操作，以量测间隙的宽度。
基于上述，在本发明的实施例中，光学量测装置利用图像捕获设备以及图像处理装置来量测电子装置的间隙宽度，可快速地提供精准的量测结果。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1所示为本发明一实施例的光学量测装置用以量测电子装置的概要示意图；
图2所示为图1实施例的光学量测装置的概要方块图；
图3所示为本发明另一实施例的光学量测装置用以量测电子装置的概要示意图；
图4所示为图3实施例的承载座台的概要示意图；
图5所示为图3实施例的间隙的概要示意图；
图6所示为本发明一实施例的间隙量测方法的步骤流程图；
图7所示为图6实施例的间隙量测方法所获取的图像画面的概要示意图；
图8所示为本发明一实施例的间隙量测方法的步骤流程图；
图9及图10所示分别为图8实施例的间隙量测方法所获取的图像画面的概要示意图。
具体实施方式
以下提出多个实施例来说明本发明，然而本发明不仅限于所例示的多个实施例。另外，实施例之间也允许有适当的结合。在本发明说明书全文(包括申请专利范围)中所使用的“耦接”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则应被解释成上述第一装置可以直接连接于上述第二装置，或者上述第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至上述第二装置。此外，以下实施例配合参考附图所提到的“第一方向”以及“第二方向”一词，可示范性的分别视为水平方向及垂直方向，但本发明所指的第一方向及第二方向不以此为限。
图1所示为本发明一实施例的光学量测装置用以量测电子装置的概要示意图。图2所示为图1实施例的光学量测装置的概要方块图。请参考图1与图2，本实施例的光学量测装置100例如用以量测电子装置200的装置本体210与其装置元件220之间的至少一间隙230。在本实施例中，电子装置200例如是笔记本电脑，装置元件220例如是与笔记本电脑本体210组装的触摸板(touch pad)，本发明并不加以限制。在其他实施例中，电子装置200例如是智能手机、非智能手机、穿戴式电子装置、平板电脑或个人数字助理(PersonalDigital Assistant，简称：PDA)等可携式电子装置，或是台式电脑或智能电视等非便携式电子装置。
具体而言，在本实施例中，光学量测装置100包括图像捕获设备110以及图像处理装置120。图像处理装置120耦接至图像捕获设备110。在本实施例中，图像捕获设备110例如是电子显微镜或其他类似的装置，用以获取电子装置200的图像画面，其包括存在装置本体210与装置元件220之间的间隙230。图1所示的图像捕获设备110的形态并不用以限定本发明。图像处理装置120用以接收图像捕获设备110所获取的图像画面，并且对图像画面至少进行图像扫描操作，以量测间隙230的宽度。在一实施例中，图像处理装置120还对图像画面进行边界检测操作、图像旋转操作以及图像调整操作至少其中之一步骤，以进一步取得质量良好的图像画面，本发明并不加以限制。在本实施例中，图像处理装置120例如是中央处理单元(central processingunit，简称：CPU)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，简称：ASIC)、可程序化逻辑设备(Programmable Logic Device，简称：PLD)或其他类似装置或这些装置的组合。
在本实施例中，以笔记本电脑为例，作为装置元件220的触摸板，其轮廓外型是一个四边形。因此，存在于装置元件220与装置本体210之间的间隙230的数量为4，其是依据四边形的边数来决定。在本实施例中，光学量测装置100可利用包括单一个图像获取器的图像捕获设备110，来依序或随机获取4个间隙230当中的一至多个间隙的图像画面，以量测所获取到图像画面中的间隙宽度。在一实施例中，依据电子装置200型态的不同，装置元件220的轮廓外型也会有所差异，因此，装置元件220与装置本体210之间的间隙230的数量也会随之不同，本发明并不加以限制。在本实施例中，图像捕获设备110的图像获取器的数量少于间隙230的数量，本发明不限于此。在一实施例中，光学量测装置100也可利用多个图像获取器来同时获取4个间隙230当中的多个间隙的图像画面。换句话说，图像获取器的数量可依据间隙的数量来决定，可少于或等于间隙的数量。
具体而言，图3所示为本发明另一实施例的光学量测装置用以量测电子装置的概要示意图。图4所示为图3实施例的承载座台的概要示意图。图5所示为图3实施例的间隙的概要示意图。请参考图3至图5，本实施例的光学量测装置300类似于图1及图2实施例的光学量测装置100，两者之间主要的差异例如在于图像捕获设备310包括承载座台312以及图像获取器314_1至314_4。
具体而言，在本实施例中，光学量测装置300例如用以量测包括装置本体410与装置元件420的电子装置400的间隙430_1至430_4。在本实施例中，承载座台312包括多个承载空间312_1至312_4。图像获取器314_1至314_4例如分别设置在承载座台312上对应的承载空间312_1至312_4。图像获取器314_1至314_4用以获取多个图像画面。各图像画面包括多个间隙当中对应的其中之一。举例而言，图像获取器314_1例如用以获取包括间隙430_1的图像画面，图像获取器314_2例如用以获取包括间隙430_2的图像画面，其余图像获取器314_3及314_4获取对应的间隙的图像画面的操作可以此类推，在此不再赘述。因此，依据本实施例的电子装置400型态，其装置元件420为四边形，因此，间隙430_1至430_4的数量为4。光学量测装置300利用4个图像获取器314_1至314_4同时或分时来获取4个间隙430_1至430_4当中的一至多个间隙的图像画面。
另外，本实施例的光学量测装置300用以量测间隙的方法可参考上述图1及图2实施例的说明，因此不再赘述。
图6所示为本发明一实施例的间隙量测方法的步骤流程图。图7所示为图6实施例的间隙量测方法所获取的图像画面的概要示意图。请参考图1、图2、图6及图7，本实施例的间隙量测方法至少适用于图1、图2的光学量测装置100。以下实施例将详细描述图1、图2实施例的间隙量测方法。详细步骤请同时参考图1、图2中的各元件说明如下。
在步骤S701中，光学量测装置100利用图像捕获设备110来获取包括间隙230的图像画面800。接着，在步骤S702中，光学量测装置100利用图像处理装置120来接收图像画面800，并且对图像画面800进行图像扫描操作，以量测间隙230的宽度D。
举例来说，在步骤S702中，图像处理装置120对图像画面800进行的图像扫描操作例如是以扫描参考线L为基准，沿第一方向P1扫描图像画面800，以量测间隙230的宽度D。在本实施例中，所述图像扫描操作例如是沿第一方向P1由左而右或由右而左，在图像画面800的特定或不特定的全部或部分区域中单次或多次扫描。在本实施例中，间隙230例如在第二方向P2上延伸，其延伸方向(第二方向P2)和图像处理装置120的扫描方向(第一方向P1)垂直。在一实施例中，第一方向P1和第二方向P2也可不垂直，本发明并不加以限制。在第一方向P1和第二方向P2不垂直的实施例中，图像处理装置120可在对图像画面800进行图像扫描操作的步骤之前，先对图像画面800进行图像旋转操作，以旋转图像画面800，从而让间隙230在第二方向P2上延伸，以垂直第一方向P1。接着，图像处理装置120再对图像画面800进行图像扫描操作，以量测间隙230的宽度D。
此外，在本实施例中，图像处理装置120可在对图像画面800进行图像扫描操作的步骤之前，先对图像画面800进行边界检测操作，以检测可能存在图像画面800中的多个边界。接着，图像处理装置120再依据边界检测结果，例如所述多个边界的延伸方向，来对图像画面800进行图像扫描操作，以量测间隙230的宽度D。在本实施例中，所述多个边界例如包括位于间隙230的两侧的第一边界231及第二边界232。图像处理装置120计算间隙230的宽度D的方式之一例如是依据位于间隙230两侧的第一边界231及第二边界232之间的距离来决定。
因此，在本实施例中，光学量测装置100利用图像捕获设备110来获取图像画面800，以非接触式的间隙量测方法来量测间隙230的宽度D，可快速地提供精准的量测结果，从而降低量测成本。
另外，图3的光学量测装置300利用本实施例的间隙量测方法来量测间隙宽度的操作可参考图6、图7实施例的说明，因此不再赘述。
图8所示为本发明一实施例的间隙量测方法的步骤流程图。图9及图10所示分别为图8实施例的间隙量测方法所获取的图像画面的概要示意图。请参考图1、图2、图8至图10，本实施例的间隙量测方法至少适用于图1、图2的光学量测装置100。以下实施例将详细描述图1、图2实施例当中的间隙量测方法。详细步骤请同时参考图1、图2中的各元件说明如下。
在步骤S900中，光学量测装置100利用图像捕获设备110来获取包括间隙230的图像画面600。在本实施例中，间隙230的延伸方向例如和图像处理装置120的扫描方向(第一方向P1)不同，如图9所示。
接着，在步骤S910中，光学量测装置100利用图像处理装置120来接收图像画面600，并且对图像画面600进行图像调整操作，以调整所接收到的图像画面600的尺寸。在本实施例中，图像处理装置120例如将图像画面600的尺寸由长宽1024X768大小的图像画面调整为长宽800X600大小的图像画面，以将降低其他步骤处理图像画面的复杂度。在本实施例中，图像处理装置120对图像画面600进行图像调整操作并不影响实际量测到的间隙宽度D。
之后，在步骤S920中，光学量测装置100利用图像处理装置120来对图像画面800进行边界检测操作，以检测可能存在图像画面800中的多个边界。在本实施例中，所述多个边界例如包括位于间隙630的两侧的第一边界631及第二边界632。具体而言，在步骤S900中，图像捕获设备110所获取到的图像画面600，其间隙230的延伸方向例如和图像处理装置120的扫描方向不同。因此，在步骤S920中，图像处理装置120对图像画面600进行边界检测操作，由其检测结果，图像处理装置120可取得间隙230在图像画面600中的大致位置及其延伸方向。在本实施例中，所述边界检测操作例如包括多级边缘检测算法、广义霍夫变换以及边界滤波操作等图像处理步骤，本发明并不加以限制。
之后，在步骤S930中，光学量测装置100利用图像处理装置120来对图像画面600进行图像旋转操作，以旋转图像画面600，从而让间隙230在第二方向P2上延伸，以垂直第一方向P1，如图10所示。
接着，在步骤S940中，光学量测装置100利用图像处理装置120来对图像画面600进行图像扫描操作，从而以扫描参考线L为基准，沿第一方向P1扫描图像画面600，以量测间隙230的宽度D。在本实施例中，图像处理装置120计算间隙230的宽度D的方式之一例如是依据位于间隙230两侧的第一边界231及第二边界232之间的距离来决定。
之后，在步骤S950中，光学量测装置100利用图像处理装置120来判断间隙230是否位于非纹理区域，其判断方式例如是依据图像画面600的灰阶值来判断图像画面600的各区域是纹理区域或非纹理区域。举例而言，在图像画面600的一区域中，若其灰阶值分布的数值范围较大，表示所述区域是纹理区域。反之，在图像画面600的另一区域中，若其灰阶值分布的数值范围较小，表示所述另一区域是非纹理区域。一般而言，在图像画面600中，间隙230的灰阶值的分布的数值范围通常较小，因此，图像处理装置120可据此来判断光学量测装置100所量测到的间隙230是否正确。
在步骤S950中，经判断，若间隙230位于非纹理区域，图像处理装置120会执行步骤S960确认所量测的间隙230的宽度D为正确。在步骤S950中，经判断，若间隙230位于纹理区域，图像处理装置120会执行再次执行步骤S940，重新对图像画面600进行图像扫描操作，以再次量测间隙230的宽度D。
此外，在本实施例中，依据实际量测的方式，步骤S910的图像调整操作、步骤S920的边界检测操作、步骤S930的图像旋转操作以及步骤S950的间隙判断操作可选择性地来决定是否要执行，本发明并不加以限制。
另外，图3的光学量测装置300利用本实施例的间隙量测方法来量测间隙宽度的操作参考图8至图10实施例的说明，因此不再赘述。
在不同的范例实施例中，上述针对图像画面的图像处理操作可以利用编程语言(programming languages，例如C或C++)、硬件描述语言(hardwaredescription languages，例如Verilog HDL或VHDL)或其他合适的编程语言来实现为软件、固件或硬件。此外，本发明范例实施例的图像处理装置可以包括任何已知的计算机可存取媒体(computer-accessible medias)，例如磁带(magnetic tapes)、半导体(semiconductors)内存、磁盘(magnetic disks)或光盘(compact disks，例如CD-ROM或DVD-ROM)，或者可通过互联网(Internet)、有线通信(wired communication)、无线通信(wirelesscommunication)或其它通信介质传送所述软件(或固件)。所述软件(或固件)可以被存放在计算机的可存取媒体中，以便于由计算机的处理器来存取/执行所述软件(或固件)的编程码(programming codes)。另外，本发明的实施例的装置和方法可以通过硬件和软件的组合来实现。
综上所述，在本发明的实施例中，光学量测装置利用图像捕获设备来获取图像画面，其包括在电子装置中装置本体与装置元件之间的间隙。接着，光学量测装置再利用图像处理装置对图像画面进行一至多个图像处理操作，以量测电子装置的间隙宽度，从而可快速地提供正确的量测结果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (18)

1.一种光学量测装置，用以量测电子装置的至少一间隙，其特征在于，其中所述电子装置包括装置本体以及与所述装置本体组装的装置元件，且所述间隙存在于所述装置本体及所述装置元件之间，所述光学量测装置包括：
图像捕获设备，用以获取包括所述间隙的至少一图像画面；以及
图像处理装置，耦接至所述图像捕获设备，用以接收所述图像画面，并且对所述图像画面进行图像扫描操作，以量测所述间隙的宽度。
2.根据权利要求1所述的光学量测装置，其特征在于，其中所述图像处理装置对所述图像画面进行所述图像扫描操作，从而以扫描参考线为基准，沿第一方向扫描所述图像画面，以量测所述间隙的宽度，其中所述间隙在第二方向上延伸，且所述第一方向和所述第二方向为不同方向。
3.根据权利要求2所述的光学量测装置，其特征在于，其中所述间隙包括在所述第二方向上延伸的第一边界以及第二边界，以及所述间隙的宽度是依据所述第一边界及所述第二边界之间的距离来决定。
4.根据权利要求2所述的光学量测装置，其特征在于，其中在所述图像处理装置对所述图像画面进行所述图像扫描操作之前，所述图像处理装置对所述图像画面进行边界检测操作，以检测所述间隙的第一边界以及第二边界。
5.根据权利要求2所述的光学量测装置，其特征在于，其中在所述图像处理装置对所述图像画面进行所述图像扫描操作之前，所述图像处理装置对所述图像画面进行图像旋转操作，以旋转所述图像画面，从而让所述间隙在所述第二方向上延伸。
6.根据权利要求2所述的光学量测装置，其特征在于，其中在所述图像处理装置对所述图像画面进行所述图像扫描操作之前，所述图像处理装置对所述图像画面进行图像调整操作，以调整所接收到的所述图像画面的尺寸。
7.根据权利要求2所述的光学量测装置，其特征在于，其中所述图像画面包括纹理区域以及非纹理区域，在所述图像处理装置对所述图像画面进行所述图像扫描操作之后，所述图像处理装置判断所述间隙是否位于所述非纹理区域，若所述间隙位于所述非纹理区域，所述图像处理装置确认所量测的所述间隙的宽度，以及若所述间隙位于所述纹理区域，所述图像处理装置重新对所述图像画面进行所述图像扫描操作，以再次量测所述间隙的宽度。
8.根据权利要求7所述的光学量测装置，其特征在于，其中所述图像处理装置依据所述图像画面的灰阶值来判断所述图像画面的区域是所述纹理区域或所述非纹理区域。
9.根据权利要求1所述的光学量测装置，其特征在于，其中所述至少一间隙包括多个间隙，所述至少一图像画面包括多个图像画面，所述图像捕获设备包括：
承载座台，包括多个承载空间；
多个图像获取器，分别设置在所述承载座台上对应的所述这些承载空间，用以获取所述这些图像画面，其中各个所述图像画面包括所述这些间隙当中对应的其中之一。
10.根据权利要求9所述的光学量测装置，其特征在于，其中所述装置元件的轮廓外型是多边形，所述这些间隙的数量依据所述多边形的边数来决定，以及所述图像获取器的数量依据所述这些间隙的数量来决定。
11.一种间隙量测方法，用以量测电子装置的至少一间隙，其特征在于，其中所述电子装置包括装置本体以及与所述装置本体组装的装置元件，且所述间隙存在于所述装置本体及所述装置元件之间，所述间隙量测方法包括：
获取包括所述间隙的至少一图像画面；以及
接收所述图像画面，并且对所述图像画面进行图像扫描操作，以量测所述间隙的宽度。
12.根据权利要求11所述的间隙量测方法，其特征在于，其中接收所述图像画面并且对所述图像画面进行所述图像扫描操作，以量测所述间隙的宽度的步骤包括：
对所述图像画面进行所述图像扫描操作，从而以扫描参考线为基准，沿第一方向扫描所述图像画面，以量测所述间隙的宽度，其中所述间隙在第二方向上延伸，且所述第一方向和所述第二方向为不同方向。
13.根据权利要求12所述的间隙量测方法，其特征在于，其中所述间隙包括在所述第二方向上延伸的第一边界以及第二边界，以及所述间隙的宽度是依据所述第一边界及所述第二边界之间的距离来决定。
14.根据权利要求12所述的间隙量测方法，其特征在于，所述间隙量测方法还包括：
对所述图像画面进行所述图像扫描操作之前，对所述图像画面进行边界检测操作，以检测所述间隙的第一边界以及第二边界。
15.根据权利要求12所述的间隙量测方法，其特征在于，其中在对所述图像画面进行所述图像扫描操作的步骤之前，所述间隙量测方法还包括：
对所述图像画面进行图像旋转操作，以旋转所述图像画面，从而让所述间隙在所述第二方向上延伸。
16.根据权利要求12所述的间隙量测方法，其特征在于，其中在对所述图像画面进行所述图像扫描操作的步骤之前，所述间隙量测方法还包括：
对所述图像画面进行图像调整操作，以调整所接收到的所述图像画面的尺寸。
17.根据权利要求12所述的间隙量测方法，其特征在于，其中在对所述图像画面进行所述图像扫描操作的步骤之后，所述间隙量测方法还包括：
判断所述间隙是否位于非纹理区域；
若所述间隙位于所述非纹理区域，确认所量测的所述间隙的宽度；以及
若所述间隙位于纹理区域，重新对所述图像画面进行所述图像扫描操作，以再次量测所述间隙的宽度。
18.根据权利要求17所述的间隙量测方法，其特征在于，其中在判断所述间隙是否位于所述纹理区域步骤中，依据所述图像画面的灰阶值来判断所述图像画面的区域是所述纹理区域或所述非纹理区域。
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