JP2001202396A

JP2001202396A - プリント基板ｃａｄの３次元表示方法およびその装置

Info

Publication number: JP2001202396A
Application number: JP2000011566A
Authority: JP
Inventors: Satoru Inoue; 哲井上
Original assignee: YDC KK; Yokogawa Electric Corp
Current assignee: YDC KK; Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】部品の高さ制限のチェックの結果が見難く、見
過ごしてしまうという課題を解決する。【解決手段】プリント基板に搭載する部品の高さに制限
のある領域を設定し、この領域の高さの上限値を表す曲
面および前記高さに制限のある領域内に搭載される部品
との高さの相対関係を３次元データ処理部で３次元形状
データに変換し、この３次元形状データを３次元データ
表示部に表示するようにした。高さ制限違反を目視で直
感的に把握することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリント基板Ｃ
ＡＤにおいて、部品の高さ制限領域を３次元表示する方
法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリント基板のパターンを作成す
るために、コンピュータを利用したいわゆるプリント基
板ＣＡＤが普及してきた。図５にこのようなプリント基
板ＣＡＤの構成を示す。図５において、８１は図形入力
部であり、キーボードやマウスなどの入力手段によって
設計に必要になるデータを入力する。８２はデータ処理
部であり、プリント基板ＣＡＤのアプリケーションプロ
グラムが作動する。８３はデータベース記憶部であり、
図形データが格納されている。

【０００３】データ処理部８２は図形入力部８１によっ
て入力されたデータおよびデータベース記憶部８３に格
納された図形データに基づいてプリント基板の配線パタ
ーンデータを作成する。８４は表示部であり、途中経過
を表示する。８４１は表示部８４中の２次元データ表示
部であり、プリント基板の配線パターンデータなどを２
次元で表示する。この２次元データ表示部８４１に表示
された図形に対して、図形の選択、配線、修正などの設
計作業を行ってプリント基板の配線パターンの作成を進
めていく。

【０００４】このようなプリント基板ＣＡＤで作成され
たプリント基板では、プリント基板上に部品を実装した
ときにプリント基板が納められている筐体とプリント基
板上に実装された部品が干渉しないようにする必要があ
る。このことを図６を用いて説明する。図６において、
９１はプリント基板であり、９３１はこのプリント基板
９１に実装されたコンデンサ、９３２はＩＣである。こ
れらの部品は高さのデータを有している。また、９２は
筐体などと干渉する可能性がある高さ制限領域であり、
高さの制限値を持った領域として定義されている。従来
のプリント基板ＣＡＤでは、ＤＲＣ（デザインルールチ
ェック）により、高さ制限領域９２に設定されている高
さ制限値とこの高さ制限領域中に実装されている部品の
高さデータを比較して、実装された部品の高さが高さ制
限領域９２に設定されている高さ制限値を越えないかを
比較してチェックを行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなプリント基板ＣＡＤでは、設計中のデータは２次元
表示で２次元データ表示部８４１に表示され、部品の高
さが高さ制限値を越えないかのチェックはこの表示とは
無関係にＤＲＣでチェックするようなっており、そのチ
ェック結果を視覚的にわかりやすい形で表示するように
はなっていなかった。そのため、高さ制限のチェックの
結果を直感的に把握することが困難であり、チェックを
行っておきながらその結果を見過ごしてしまうという課
題があった。

【０００６】従って本発明が解決しようとする課題は、
高さ制限のチェック結果を視覚的に見やすい形で表示す
るようにして、直感的に把握できるようにしたプリント
基板ＣＡＤの３次元表示方法およびその装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明のうち請求項１の発明は、プリント基板
の高さに制限のある領域の高さの上限値を表す曲面と高
さに制限のある領域内に搭載される部品との高さの相対
関係を図形的に表示して、この高さに制限のある領域に
搭載される部品が高さ制限を満たしているかどうかを視
覚的に把握できるようにしたものである。

【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
において、高さの上限値を表す曲面と高さに制限のある
領域に搭載される部品の双方を任意の方向から見た図を
表示するようにしたものである。

【０００９】また、請求項３の発明は、請求項１の発明
において、高さの上限値を表す曲面と高さに制限のある
領域に搭載される部品の双方を斜め上方から見た図を表
示するようにしたものである。

【００１０】また、請求項４の発明は、請求項１の発明
において、高さの上限値を表す曲面を不透明にして、か
つ高さの上限値を表す曲面を上方から見るようにし、搭
載された部品の高さの制限を越えた部分のみを表示する
ようにしたものである。

【００１１】また、請求項５の発明は、請求項１の発明
において、高さの上限値を表す曲面を半透明にして、か
つ高さの上限値を表す曲面を上方から見るようにし、搭
載された部品の高さの制限を越えた部分を強調表示する
ようにしたものである。

【００１２】また、請求項６の発明は、請求項１乃至請
求項５の発明において、高さの上限値を表す曲面と高さ
に制限のある領域に搭載される部品とで表示する色を変
えるようにしたものである。

【００１３】また、請求項７の発明は、請求項１の発明
において、高さの上限値を表す曲面と高さの制限のある
領域に搭載される部品を横方向から見た図を表示するよ
うにしたものである。

【００１４】また、請求項８の発明は、プリント基板の
配線パターンを生成するために必要なデータを入力する
図形入力部と、図形データが格納されるデータベース記
憶部と、前記図形入力部から入力されたデータおよび前
記データベース記憶部に格納された図形データの処理を
行うデータ処理部と、入力されたデータを３次元形状デ
ータに変換する３次元データ処理部と、この３次元デー
タ処理部で生成した３次元形状データを表示する３次元
データ表示部とを有し、前記データ処理部は前記データ
ベース記憶部から部品の高さ制限領域に関するデータを
読み出して前記３次元データ処理部に渡し、この３次元
データ処理部は入力されたデータを３次元形状データに
変換して前記３次元データ表示部に渡し、この３次元デ
ータ表示部で前記３次元形状データを表示するようにし
たものである。

【００１５】また、請求項９の発明は、請求項８の発明
において、３次元データ処理部で高さの上限値を表す曲
面と高さに制限のある領域に搭載された部品を任意の方
向から見た形状データに変換し、３次元データ表示部で
この形状データを表示するようにしたものである。

【００１６】また、請求項１０の発明は、請求項８の発
明において、３次元データ処理部で高さの上限値を表す
曲面と高さに制限のある領域に搭載された部品を斜め上
方から見た形状データに変換し、３次元データ表示部で
この形状データを表示するようにしたものである。

【００１７】また、請求項１１の発明は、請求項８の発
明において、３次元データ処理部で高さの上限値を表す
曲面が不透明でかつこの高さの上限値を表す曲面を上方
から見るようにし、搭載された部品の高さの制限を越え
た部分のみが見えるような形状データに変換して、３次
元データ表示部で表示するようにしたものである。

【００１８】また、請求項１２の発明は、請求項８の発
明において、３次元データ処理部で高さの上限値を表す
曲面が半透明でかつこの高さの上限値を表す曲面を上方
から見るようにし、搭載された部品の高さの制限を越え
た部分が強調表示された形状データに変換して、３次元
データ表示部で表示するようにしたものである。

【００１９】また、請求項１３の発明は、請求項８乃至
請求項１２の発明において、３次元データ処理部で高さ
の上限値を表す曲面と高さに制限のある領域に搭載され
る部品とで表示する色を変えるような処理をするように
したものである。

【００２０】更に、請求項１４の発明は、請求項８の発
明において、３次元データ処理部で高さの上限値を表す
曲面と高さの制限のある領域に搭載される部品を横方向
から見た図形データに変換して表示するようにしたもの
である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、図に基づいて発明を詳細
に説明する。図１は本発明に係るプリント基板ＣＡＤの
３次元表示装置の一実施例を示す構成図である。図１に
おいて、１は図形入力部であり、キーボード、マウスな
どの入力デバイスにより、設計に必要なプリント基板の
配線パターンのデータを入力する。２はデータ処理部で
あり、プリント基板ＣＡＤのアプリケーションプログラ
ムが動作する。３はデータベース記憶部であり、図形デ
ータなど設計に必要なデータが格納される。

【００２２】データ処理部２で動作するプリント基板Ｃ
ＡＤのプログラムは、図形入力部１で入力された設計デ
ータに基づいて、データベース記憶部３の図形データを
参照しながらプリント基板の配線パターンを構成してい
く。４は表示部であり、プリント基板ＣＡＤの機能メニ
ューや設計中のデータを表示する。この表示部４には２
次元データ表示部４１および３次元データ表示部４２が
含まれている。２次元データ表示部４１は、配線パター
ン図などのプリント基板の設計データを２次元で表示す
る。設計者は図形入力部１により、この２次元データ表
示部４１に表示された画面上で図形の選択、配線、修正
などの作業を行う。

【００２３】４２は３次元データ表示部であり、高さ制
限の形状データを３次元表示で表示する。５は３次元デ
ータ処理部であり、データ処理部３と情報をやりとりし
ながら３次元形状表示データを構成し、３次元データ表
示部４２に３次元データを表示する。この３次元データ
処理部５には、また図形入力部１からもデータが入力さ
れる。

【００２４】次に、高さ制限の３次元表示の例を図２に
基づいて説明する。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれ
ぞれ３次元表示の一例である。この表示は図１の３次元
データ表示部４２に表示される。

【００２５】図２（Ａ）はプリント基板を斜め上方から
見下ろした図を簡略に３次元表示したものである。図２
（Ａ）において、６１はプリント基板、６２はプリント
基板６１に設定された高さ制限領域の上限値を表した平
面である。高さ制限領域の上限値を表す平面６２は、プ
リント基板６１の上方に浮いたように表示される。７
１、７２はプリント基板６１に実装された部品であり、
７１はコンデンサ、７２はＩＣを模式的に表したもので
ある。平面６２は高さ制限の上限値を表しているので、
すべての部品はこの平面６２の下方に位置しなければな
らない。

【００２６】図２（Ａ）では、部品７２は平面６２の下
方に位置しており高さ制限を満たしているが、コンデン
サ７１は平面６２を突き抜けており、高さ制限を満たし
ていない。このようにすると、高さ制限を満たしている
かいないかが一目でわかる。なお、平面６２と部品７
１，７２とで表示する色を変えると、より一層見易くな
る。

【００２７】図２（Ａ）ではプリント基板を斜め上方か
ら見下ろした場合について説明したが、これに限らず任
意の方向から見た図を表示してもよい。プリント基板Ｃ
ＡＤの３次元表示装置では、画面操作により表示図形を
回転させて、任意の方向から見た図を表示することが可
能である。

【００２８】図２（Ｂ）に高さ制限の表示の他の例を示
す。なお、同図（Ａ）と同じ要素には同一符号を付し、
説明を省略する。この図は高さ制限領域の上限値を表す
平面６２を白色不透明な面、部品を黒色で表示し、プリ
ント基板６１の上方から見た図を表したものである。部
品７１，７２共に高さ制限領域内には入っているが、部
品７２は高さ制限の上限値よりも低いので、平面６２の
ために見えない。それに対して、部品７１は上限値の上
に出ているので黒く表示される。このようにすることに
よって、高さ制限領域の上限値を超えた部品のみが黒く
表示されるので、高さ制限値を満たしていない部品を一
目で見分けることができる。

【００２９】図２（Ｂ）では、高さの上限値を示す面を
不透明にしているが、この面を半透明にしてもよい。半
透明にすると、搭載された部品の高さの上限値を得た部
分を強調表示することができる。

【００３０】更に、図２（Ｃ）に他の表示例を示す。こ
の表示例はプリント基板６１の側面から見た図を表した
ものである。なお、同図（Ａ）と同じ要素には同一符号
を付し、説明を省略する。この図では、プリント基板６
１および高さ制限領域の上限値を表す平面６２は直線に
なる。また、部品７１、７２は黒色で表される。部品７
２は高さ制限の上限値より低いので平面６２の上に出な
いが、部品７１は上限値より高いので上に出る。この場
合も、平面６２を表す直線を辿ってゆくと、高さの上限
値にひっかかる部品を一目で特定することができる。

【００３１】なお、本発明ではこのような表示方法に限
らず、他の３次元表示を取ることもできる。既知の３次
元表示としては次のようなものがある。形状を近似した
点を表示するバーテックス表現。表現しようとする形状
の表面を３角形または４角形のポリゴンで近似して表示
するワイヤーフレーム表現。ワイヤーフレームのポリゴ
ンに色を塗って表示するサーフェース表現。図２の表示
方法の他に、このような表示方法を使って表示すること
もできる。

【００３２】また、これらの実施例では、高さの上限値
を表す面を平面としたが、必ずしも平面に限られること
はない。一般的には、曲面で表される。

【００３３】次に、部品高さ制限領域を３次元表示する
処理の流れを図３フローチャートおよび図１に基づいて
説明する。プリント基板の設計者が図形入力部１を介し
てデータ処理部２に高さ制限領域の３次元表示を要求す
ると、データ処理部２はデータベース記憶部３から高さ
制限領域の図形データを読み出して、この図形データを
３次元データ処理部５に送る。３次元データ処理部５は
送られてきた図形データを３次元表示用データに変換す
る。３次元表示は、例えば図２に示したような形式ある
いは既知の３次元表示形式を用いる。この変換された３
次元表示用データは３次元データ表示部４２に送られて
表示される。

【００３４】次に、高さ制限領域の２次元データを３次
元データに変換するまでの過程を図４フローチャートお
よび図１に基づいて説明する。データ処理部２は高さ制
限領域の３次元表示の要求があると、データベース記憶
部３から高さ制限領域のデータおよび表示する厚みを３
次元データ処理部５に送る。表示する厚みはあらかじめ
設定されている。３次元データ処理部５は受け取ったデ
ータをOpenGL、Direct 3Dなどの既存の表示ライブラリ
のデータフォーマットにあわせた形式で３次元用の図形
データを作成し、３次元データ表示部４２に渡す。次
に、３次元の表示ライブラリの表示関数をコールする
と、３次元データ表示部４２に高さ制限領域のデータが
３次元表示される。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次の効果が期待できる。

【００３６】請求項１乃至請求項７の発明によれば、部
品の高さ制限のある領域の高さの上限値を表す曲面とこ
の領域内に搭載される部品との高さの相対関係を図形的
に表示して、前記高さに制限のある領域に搭載される部
品が高さ制限を満たしているかどうかを視覚的に把握で
きるようにした。そのため、従来目視で高さ制限を違反
していないかどうかのチェックをする事が不可能であっ
たが、簡単に目視でチェックできるようになり、高さ制
限違反を見過ごすことがなくなるという効果がある。ま
た、簡単にチェックができるので、仮に部品を配置した
段階でのチェックが可能になり、無駄な作業をすること
がなくなるという効果もある。

【００３７】請求項８乃至請求項１４の発明によれば、
データベース記憶部に格納されている図形データを３次
元データ処理部で３次元の形状データに変換し、３次元
データ表示部で３次元形状データを表示するようにし
た。そのため、請求項１乃至請求項７で期待できる効果
に加えて、従来のプリント基板ＣＡＤの構成に追加する
形で実現できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】高さ制限領域の３次元表示の一例を示す図であ
る。

【図３】高さ制限領域の３次元表示処理を示すフローチ
ャートである。

【図４】２次元データを３次元データに変換するための
処理を示すフローチャートである。

【図５】従来のプリント基板ＣＡＤの構成を示す図であ
る。

【図６】部品配置の一例を示す図である。

【符号の説明】

１図形入力部２データ処理部３データベース記憶部４表示部４２３次元データ表示部５３次元データ処理部６１プリント基板６２高さ制限領域の上限値を表す平面７１部品（コンデンサ）７２部品（ＩＣ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント基板に搭載する部品の高さに制限
のある領域を設定し、この領域の高さの上限値を表す曲
面および前記高さに制限のある領域内に搭載される部品
との高さの相対関係を図形的に表示して、前記高さに制
限のある領域に搭載される部品が高さ制限を満たしてい
るかどうかを視覚的に把握できるようにしたことを特徴
とするプリント基板ＣＡＤの３次元表示方法。
【請求項２】高さの上限値を表す曲面と高さに制限のあ
る領域に搭載される部品の双方を任意の方向から見た図
を表示するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
プリント基板ＣＡＤの３次元表示方法。
【請求項３】高さの上限値を表す曲面と高さに制限のあ
る領域に搭載される部品の双方を斜め上方から見た図を
表示するようにしたことを特徴とする請求項１記載のプ
リント基板ＣＡＤの３次元表示方法。
【請求項４】高さの上限値を表す曲面を上方から見た図
を表示し、かつ前記高さの上限値を表す曲面を不透明に
して、搭載された部品の高さの制限値を越えた部分のみ
を表示するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
プリント基板ＣＡＤの３次元表示方法。
【請求項５】高さの上限値を表す曲面を上方から見た図
を表示し、かつ前記高さの上限値を表す曲面を半透明に
して、搭載された部品の高さの制限値を越えた部分を強
調表示するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
プリント基板ＣＡＤの３次元表示方法。
【請求項６】高さの上限値を表す曲面と高さに制限のあ
る領域に搭載される部品とで表示する色を変えるように
したことを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のプリ
ント基板ＣＡＤの３次元表示方法。
【請求項７】高さの上限値を表す曲面と高さの制限のあ
る領域に搭載される部品を横方向から見た図を表示する
ようにしたことを特徴とする請求項１記載のプリント基
板ＣＡＤの３次元表示方法。
【請求項８】プリント基板の配線パターンを生成するた
めに必要なデータを入力する図形入力部と、図形データ
が格納されるデータベース記憶部と、前記図形入力部か
ら入力されたデータおよび前記データベース記憶部に格
納された図形データの処理を行うデータ処理部と、入力
されたデータを３次元形状データに変換する３次元デー
タ処理部と、この３次元データ処理部で生成した３次元
形状データを表示する３次元データ表示部とを有し、前
記データ処理部は前記データベース記憶部から部品の高
さ制限領域に関するデータを読み出して前記３次元デー
タ処理部に渡し、この３次元データ処理部は入力された
データを３次元形状データに変換して前記３次元データ
表示部に渡し、この３次元データ表示部で前記３次元形
状データを表示するようにしたことを特徴とするプリン
ト基板ＣＡＤの３次元表示装置。
【請求項９】３次元データ処理部で、高さの上限値を表
す曲面と高さに制限のある領域に搭載された部品を任意
の方向から見た形状データに変換し、３次元データ表示
部でこの形状データを表示するようにした請求項８記載
のプリント基板ＣＡＤの３次元表示装置。
【請求項１０】３次元データ処理部で、高さの上限値を
表す曲面と高さに制限のある領域に搭載された部品を斜
め上方から見た形状データに変換し、３次元データ表示
部でこの形状データを表示するようにした請求項８記載
のプリント基板ＣＡＤの３次元表示装置。
【請求項１１】３次元データ処理部で、高さの上限値を
表す曲面が不透明でかつこの高さの上限値を表す曲面を
上方から見るようにし、搭載された部品の高さの制限を
越えた部分のみが見えるような形状データに変換して、
３次元データ表示部で表示するようにした請求項８記載
のプリント基板ＣＡＤの３次元表示装置。
【請求項１２】３次元データ処理部で、高さの上限値を
表す曲面が半透明でかつこの高さの上限値を表す曲面を
上方から見るようにし、搭載された部品の高さの制限を
越えた部分が強調表示された形状データに変換して、３
次元データ表示部で表示するようにした請求項８記載の
プリント基板ＣＡＤの３次元表示装置。
【請求項１３】３次元データ処理部で、高さの上限値を
表す曲面と高さに制限のある領域に搭載される部品とで
表示する色を変えるような処理をするようにした請求項
８乃至請求項１２記載のプリント基板ＣＡＤの３次元表
示装置。
【請求項１４】３次元データ処理部で、高さの上限値を
表す曲面と高さの制限のある領域に搭載される部品を横
方向から見た図形データに変換して、この図形データを
３次元データ表示部に表示するようにした請求項８記載
のプリント基板ＣＡＤの３次元表示装置。