JP2006344033A - コンピュータ支援設計プログラム及びそのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 沿面距離を求める必要がある表面要素と裏面要素を正確に選定し処理時間を改善し、また、沿面距離自体の演算も正確且つ迅速に実施されるコンピュータ支援設計システムを提供する。
【解決手段】 基板表面の対象要素をミラー複写し、板厚方向の成分を無視してミラー複写された要素と対象裏面要素の直線距離を演算し、先ほど無視した板厚を加算して沿面距離を求めるので、対象要素と対象裏面要素との沿面距離を直線上の距離計算で求めることができ、正確且つ迅速に沿面距離を求めることができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、プリント基板の表面に配置されている要素と裏面に配置されている要素との沿面距離を算出する方法、そのシステム及びプログラムに関する。

プリント基板上の沿面放電ノイズの発生による回路への影響を考慮するためにプリント基板上に配置された要素間の沿面距離を求め、仕様書や規格に適合するか否かを判定する必要がある。

この判定に際して従来、ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）システム上でプリント基板を設計している場合で、プリント基板の表面に配置された要素（表面要素）とプリント基板の裏面に配置された要素（裏面要素）との間の沿面距離を計測するとき、オペレータが要素間の距離を計測するＣＡＤシステムの機能を利用して計測して判定していた。

具体的には、図１９に示すように、表面要素からプリント基板の表面の縁辺までの距離（Ａ）、プリント基板の厚さ（Ｃ）及び裏面要素からプリント基板の裏面の縁辺までの距離（Ｂ）をそれぞれ計測し、それぞれの計測値を合算することで沿面距離を得ていた。
また、対象となる表面要素と裏面要素の位置関係により、計測する経路に関して以下のような考慮が必要であった。

図２０の［１］の場合、つまり、プリント基板の縁辺に対して法線方向にて重なりがある場合、プリント基板の縁辺の法線方向を経路として測定し、計測値を合算して沿面距離を求める。
図２０の［２］の場合、つまり、プリント基板の縁辺に対して法線方向にて重なりが無い場合、表面要素からプリント基板の表面の縁辺までの距離（Ａ）と裏面要素からプリント基板の裏面の縁辺までの距離（Ｂ）の和が最小となるように、オペレータが主観的に折り返し点αに予想をつけ、表面要素上の点、折り返し点α及び裏面要素上の点を指定し、表面要素から折り返し点αまでの距離及び裏面要素から折り返し点αまでの距離を演算し、これら演算値にプリント基板の厚さ（Ｃ）を加算して沿面距離を求めていた。すなわち、ＣＡＤシステム上ではオペレータが２点を指定すると、かかる２点の距離を寸法線の長さとして自動的に演算する機能が一般的に備わっており、オペレータはかかる機能を用いて沿面距離を求めていた。

他に背景技術となる沿面距離算出装置としては、特開２００５−１０８３５号公報に開示されるものがある。この背景技術の沿面距離算出は絶縁性検証システム中の一機能である。絶縁性検証システム自体は、３ＤＣＡＤモデルから近似多面体モデルへの変換の工程、多面体モデル位相認識の工程、部品隣接関係認識の工程、電圧系統情報認識・作成工程、ラフチェックによる問題電圧系統対抽出の工程、電圧系統間の「沿面距離」算出の工程、絶縁規格情報による「沿面距離」チェックの工程及び問題電圧系統対情報出力の工程を経て実現される。
特開２００５−１０８３５号公報

図１９及び図２０に示す背景技術の沿面距離の算出方法では、オペレータが表面要素上の点、折り返し点及び裏面要素上の点を指定し、コンピュータがそれぞれの距離を演算し、プリンタ基板の厚みを加算して沿面距離が求まることから、結果を得るまでの作業に随時人手が介在しオペレータの負担が大きく時間もかかるという課題を有する。また、オペレータが表面要素上の点、折り返し点及び裏面要素上の点を主観的に指定することから、オペレータが指定した経路が最小の距離である保障もなく、すなわち、沿面距離として誤差が大きく信頼性が低いという課題を有する。

さらに、プリント基板には無数の要素が配置しており、正確には配置されている表面要素と裏面要素の全ての組み合せに対して沿面距離を求める必要があり、仮に、オペレータが表面要素上の点、折り返し点及び裏面要素上の点の指定を自動化することができた場合であっても、その組み合せ数が極めて多数に及ぶことから処理時間が長いという課題を有する。また、このような計算が一度だけであればまだよいが、仕様書または規格に適合しない表面要素と裏面要素の組み合わせの検出に対応し、仕様書及び規格に適合するようにオペレータが表面要素を動かした後に再び上記一連の演算が全ての組み合せに対して必要となってオペレータの負担が過大となり、全体としての設計工程時間も長くなるという課題を有する。

その他に、前記特開２００５−１０８３５号公報に開示される沿面距離算術方法にあっては、沿面距離の計算をする場合においても、３ＤＣＡＤモデルから近似多面体モデルへの変換の工程等を経ることなしに行うことはできず、プリント基板の表面要素と裏面要素の沿面距離を求めるにしては演算量が膨大となるという課題を有する。つまり、複雑な構造の物体に際してこのような沿面距離算術方法を適用して沿面距離を求める必要性があるものの、プリント基板のように基体の形状が略長方体と定まっており、プリント基板上の要素間の距離を求める場合にあっては、一の要素からプリント基板の辺までの距離、板厚及びプリント基板の辺から他の要素までの距離を総和するという単純な計算を用いて高速に演算されることが求められる。

本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、沿面距離を求める必要がある表面要素と裏面要素を正確に選定し処理時間を改善し、また、沿面距離自体の演算も正確且つ迅速に実施されるコンピュータ支援設計システムを提供することを目的とする。

（１）本発明に係るコンピュータ支援設計プログラムは、コンピュータに、計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する手順と、板厚方向の成分をないとして計測対象となる基板裏面上の対象裏面要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める手順を実行させるためのものである。このように本発明においては、基板表面の対象要素をミラー複写し、板厚方向の成分を無視してミラー複写された要素と対象裏面要素の直線距離を演算し、先ほど無視した板厚を加算して沿面距離を求めるので、対象要素と対象裏面要素との沿面距離を直線上の距離計算で求めることができ、正確且つ迅速に沿面距離を求めることができる。最短の直線距離を計算する方法はどのような方法を使用してもよく、必ずしも最短の直線距離でなくとも計算効率上又は現実におおよそ最短の直線距離を求めることができる方法を適用してもよい。

（２）本発明に係るコンピュータ支援設計プログラムは、コンピュータに、計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する手順と、板厚方向の成分をないとして計測対象となる基板裏面上の対象裏面要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める手順と、設定された許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する手順を実行させるためのものである。このように本発明においては、対象要素と対象裏面要素との沿面距離を求め許容距離と比較し、許容距離未満の沿面距離に係る要素を抽出しているので、誤配置の要素を自動的且つ迅速に特定することができる。

（３）本発明に係るコンピュータ支援設計プログラムは、コンピュータに、計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する手順と、板厚成分をないとしてミラー複写された要素上の点から設定された許容距離から板厚を減算した距離内にある裏面の要素を検出する手順と、板厚成分をないとして検出された裏面の要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める手順と、許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する手順を実行させるためのものである。このように本発明においては、板厚方向の成分を無視してミラー複写された要素上の点から許容距離から板厚を減算した距離内にある裏面要素のみを対象裏面要素として対象要素との沿面距離を求めているので、基板裏面に配置された要素全てに対して沿面距離を求めるのではなく限定された裏面要素のみに対して沿面距離を求め、必要のない沿面距離を求める演算及び抽出する演算を回避し、迅速に誤配置の要素を抽出することができる。

（４）本発明に係るコンピュータ支援設計プログラムは、前記許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する手順で要素を抽出した場合に、コンピュータに、ミラー複写された要素から対象裏面要素までの距離を求める際の直線と基板の辺との交点を折り返し点とし、対象要素から折り返し点までの線分、折り返し点から対象裏面要素までの線分を経路として表示手段に出力し、表示手段上で対象要素及び対象裏面要素を明示する手順を実行させるためのものである。このように本発明においては、沿面距離を求める場合に使用したミラー複写された要素を用いて折り返し点を定め、対象要素から折り返し点を経由して対象裏面要素までを経路として表示手段に出力し、対象要素及び対象裏面要素も明示しているので、ユーザは容易にどの要素が誤配置であるかを把握することでき、経路までも把握することができる。複数の経路が表示されている場合には、特に誤配置として程度のひどい要素を把握することができる。

（５）本発明に係るコンピュータ支援設計システムは、計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する手段と、板厚成分をないとして裏面の要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める手段と、許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する手段とを備えるものである。
これら前記の発明の概要は、本発明に必須となる特徴を列挙したものではなく、これら複数の特徴のサブコンビネーションも発明となり得る。

本発明の実施の形態を図に基づき説明する。ここで、本発明は多くの異なる形態で実施可能である。したがって、下記の各実施形態の記載内容のみで解釈すべきではない。
実施形態では、主にシステムについて説明するが、所謂当業者であれば明らかな通り、本発明はコンピュータで使用可能なプログラム及び方法としても実施できる。また、本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、または、ソフトウェア及びハードウェアの実施形態で実施可能である。プログラムは、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光記憶装置または磁気記憶装置等の任意のコンピュータ可読媒体に記録できる。さらに、プログラムはネットワークを介した他のコンピュータに記録することができる。

図１は本発明によるコンピュータ支援設計システムの実施の形態の一例の要部ブロック構成図であり、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等のディジタル計算機上で実現されるものである。本実施の形態に係るコンピュータ支援設計システムは、公知の標準のコンピュータ支援設計システム部分の他（CAD標準手段１００）、入力部１０、表面要素選定手段２０、ミラー複写手段３０、裏面要素選定手段４０、距離計算手段５０、誤配置要素組判定手段６０、誤配置要素組明示手段７０、出力部８０、要素上経路検出手段９１、経路指定要素検出手段９２、編集要素確認手段９３の特徴部が含まれる。プリント基板等の設計業務で主に操作される設計対象の拡大、縮小、回転等の機能を提供する公知のCAD標準手段１００は、本発明の本質的部分でなく、且つ、様々な周知技術が存在し当業者は適宜実現が可能であるため、詳細な説明は省略する。

入力部１０は、各種記憶装置、データベースから図形設計データ等のデータを読み出したり、標準のコンピュータ支援設計システム部分等から図形設計データ等のデータを受けたりして、本発明の特徴的な構成要素である表面要素選定手段２０、ミラー複写手段３０、裏面要素選定手段４０、距離計算手段５０、誤配置要素組判定手段６０、誤配置要素組明示手段７０、要素上経路検出手段９１、経路指定要素検出手段９２、編集要素確認手段９３に渡す機能を有する。

本実施形態のプリント基板を設計するためのコンピュータ支援設計システム上では、例えば、図２（ａ）ないし（ｆ）のテーブル構造を有するデータベースが構築されている。図２（ａ）では共通情報としてプリント基板の板厚、予め設定された許容距離、格納先の属性を有する。図２（ｂ）では計測を行う基板データ情報として、プリント基板を構成する基板形状の識別コード（識別ＩＤ）、外形・内抜き識別、基板形状データの属性を有する。外形・内抜き識別属性の外形とはプリント基板を基板形状のうち外側の縁辺を示すものである。この外側の縁辺の他にプリント基板内側に孔を構成する辺があり、この辺を内抜きとして区別している。図２（ｃ）ではプリント基板の１辺について計測対象となった表面要素の情報として表面要素の識別コード（識別ＩＤ）、ミラー複写された要素の識別コード（識別ＩＤ）、回路ネット名、ミラー複写された要素の形状データの属性を有する。データベース中にはプリント基板の全ての表面要素に関して、表面要素の識別コード、回路ネット名、表面要素の形状データの属性を有するテーブルも存在する。図２（ｄ）ではミラー複写された要素の形状を基に検索した裏面要素（対象裏面要素）の情報として、裏面要素の識別コード（識別ＩＤ）、回路ネット名、要素の形状データの属性を有する。データベース中にはプリント基板の全ての裏面要素に関して、裏面要素の識別コード、回路ネット名、表面要素の形状データの属性を有するテーブルも存在する。さらに、本実施形態では、図２（ｅ）では計算結果の情報として、表面要素の識別コード（識別ＩＤ）、裏面要素の識別コード（識別ＩＤ）、計測した沿面距離、経路情報の属性を有する。図２（ｆ）では計測経路の図形情報として始点要素の識別コード、終点要素の識別コード、経路の図形データの属性を有する。

表面要素選定手段２０は、プリント基板の一方の面を表面とし、この表面に配置される要素のうち要素間距離に関して仕様書や規格に適合しない可能性がある要素を選定する機能を有する。詳細には、プリント基板のある辺を対象とし、この対象とした辺から垂直方向の許容距離（板厚が減算されている）内にある表面要素を検出する。図３は本発明の実施の形態の表面要素の選定の具体説明図である。辺から垂直方向の許容距離（板厚が減算されている）内の範囲は同図３中一点鎖線の矩形範囲であり、プリント基板の表面に配置されている３つの要素のうち、かかる矩形範囲にある表面要素（破線の楕円に囲まれた要素）が表面要素選定手段２０により対象要素として検出されている。

ミラー複写手段３０は、プリント基板の辺を軸として辺の反対側に要素の反転した要素を作成する機能を有する。元の要素と反転した要素は辺を軸として対称な関係を有する。また、ミラー複写はミラーコピーと呼ばれる場合もある。図４は本発明の実施の形態の表面要素のミラー複写の具体説明図である。入力部１０から渡される図形設計データはプリント基板の基板形状データ、要素の要素形状データを包含している。ミラー複写手段３０がミラー複写することで、表面要素選定手段２０で検出した対象要素の要素形状データから、ミラー複写された要素であるミラー対象要素の要素形状データを求める。

裏面要素選定手段４０は、プリント基板の裏面に配置される要素のうち要素間距離に関して仕様書や規格に適合しない可能性がある要素を選定する機能を有する。ミラー複写手段３０によりミラー対象要素は特定されており、このミラー対象要素及び許容距離（板厚が減算されている）から検出対象となる範囲が形成される。図４及び図５は本発明の実施の形態の裏面要素の選定の具体説明図でもある。この検出対象となる範囲は、例えば、ミラー対象要素から左右に許容距離（板厚が減算されている）内でミラー対象要素から辺側へ許容距離（板厚が減算されている）内である一点鎖線で囲まれる矩形範囲である。他に、図４中の２点鎖線で囲まれる範囲を検出対象となる範囲としてもよい。裏面要素選定手段４０は、かかる検出対象となる範囲から図５に示すように斜線のハッチングを施したプリント基板の裏面に配置された要素のうち破線の楕円に囲まれた３つの要素が対象裏面要素として検出される。

距離計算手段５０は、ミラー対象要素から対象裏面要素までの最短距離を計算し、プリント基板の板厚を加算して沿面距離を求める機能を有する。図６は本発明の実施の形態の沿面距離計算の具体説明図である。１つのミラー対象要素から３つの対象裏面要素までの最短距離がそれぞれ矢印で示されており、距離計算手段５０はかかる矢印の距離を求め、プリント基板の板厚を加算して沿面距離を求める。要素はより詳細には所定の領域を有するものであり、配線パターンであれば２つの直線及び２つの半円の円弧から囲まれる領域を有する。このような領域同士の最短距離を求めるアルゴリズムは公知技術であって、当業者は適宜設計して実現することができる。本実施形態では高速演算の目的から周知技術ではない次の方法で領域同士の最短距離を求める。まず一方の領域を線分化する。そして、他方の領域と線分とで線分と領域の最短距離を求める公知のアルゴリズムを適用して最短距離を求める。さらには、両方とも線分化し、線分同士の最短距離を求める公知のアルゴリズムを適用して最短距離を求めることもできる。さらにまた、一方を線分化し両端と他方の領域または他方を線分化した線分との最短距離を求める公知のアルゴリズムを適用して最短距離を求めることもできる。

誤配置要素組判定手段６０は、距離計算手段５０で求めた沿面距離と許容距離とを比較する機能を有する。比較の結果、沿面距離が許容距離未満の場合にこの沿面距離に係る対象要素及び対象裏面要素が仕様書や規格に適合しない要素組となる。

誤配置要素明示手段７０は、誤配置要素組判定手段６０で検出された要素組の対象要素から対象裏面要素までの経路を求める機能を有する。図７及び図８は本発明の実施の形態の要素組の経路の導出具体説明図である。具体的には、ミラー対象要素から対象裏面要素までの最短の直線距離を求めた場合の経路とプリント基板の辺との交点を折り返し点として求める。また、ミラー対象要素から対象裏面要素までの最短の直線距離を求めた場合の経路上で且つミラー対象要素上の点を求める。このミラー対象要素上の点を通りプリント基板の辺の垂直方向の直線と対象要素との交点を求める（ミラー対象要素上の点に対応する対象要素の点が交点となるため、ミラー複写で用いた軸対象の演算を用いて交点を求めてよい）。そして、対象裏面要素の点、折り返し点及び対象要素上の交点を結んだ線分が、経路となる。

出力部８０は、表面要素選定手段２０、ミラー複写手段３０、裏面要素選定手段４０、距離計算手段５０、誤配置要素組判定手段６０、誤配置要素組明示手段７０、要素上経路検出手段９１、経路指定要素検出手段９２、編集要素確認手段９３で求めた対象となる辺、対象要素、対象裏面要素及び経路等のデータを出力する。出力先としては、ディスプレイ等の表示手段、メインメモリ等の主記憶装置、ハードディスク等の外部記憶装置、プリンタ等がある。

要素上経路検出手段９１は、経路の図形データを検索して要素の座標上にある経路を検出する。経路指定要素検出手段９２は、経路の図形データを検索して経路が指し示す要素を検出する。編集要素確認手段９３は、ユーザが移動させた要素が誤配置の要素であるか否かを判断する。

プリント基板の表面と裏面との間には板厚が存在するため、表面に存在する対象要素と裏面に存在する対象要素とは高さ成分が異なる。通常裏面を基準として高さ成分０とし対象裏面要素の高さ成分は０となり、表面は板厚分の高さ成分となって対象要素の高さは板厚となる。そうすると、高さ成分を無視することでミラー対象要素と対象裏面要素が同一平面上に存在するとしてミラー対象要素と対象裏面要素との距離を求め、板厚を加算することで沿面距離を求めることができる。プリント基板の裏面の高さ成分が０でない場合であっても、プリント基板の表面及び裏面が高さ成分が０の点からなる平面（ｘｙｚ空間中高さ成分をｚとするとｘｙ平面）と平行面である場合には同様に捉えることができる。

図９は本発明の実施形態の誤配置要素組抽出処理の流れの一例を示したフローチャートである。本発明の実施形態では、処理はステップ２０１から開始され、まず、表面要素選定手段１０がプリント基板の表面のある辺を対象となる辺とし、この対象となる辺から予め定められる板厚を差し引いた許容距離内にあるプリント基板の表面に配置される表面要素を検出する。複数表面要素を検出した場合には一時領域に要素を特定する要素IDを対象要素として記録する。検出した対象要素（複数対象要素がある場合に１つ選ばれる）をミラー複写手段３０が対象となる辺を軸としてミラー複写する（ステップ２０２）。裏面要素選定手段４０がミラー対象要素と板厚を差し引いた許容距離からなる検出範囲内を特定する（ステップ２０３）。裏面要素選定手段４０が特定した検出範囲内にある裏面要素を対象裏面要素として検出する（ステップ２０４）。複数裏面要素を検出した場合には一時領域に要素IDを対象裏面要素として記録する。距離計算手段５０はミラー対象要素から対象裏面要素（複数対象裏面要素がある場合に１つ選ばれる）までの最短距離を計算する（ステップ２０５）。距離計算手段５０は求めた最短距離に板厚を加算して沿面距離を求める（ステップ２０６）。誤配置要素組判定手段６０が求めた沿面距離と許容距離とを比較し、沿面距離が許容距離未満か否かを判断する（ステップ２０７）。このステップ２０７で誤配置要素組判定手段６０が沿面距離が許容距離以上であると判断した場合にはステップ２１１へ進む。前記ステップ２０７で誤配置要素組判定手段６０が沿面距離が許容距離未満と判断した場合には要素組を出力部８０がメモリに出力し（ステップ２０８）、ステップ２１１へ進む。

最後の対象裏面要素か否かを判断する（ステップ２１１。図１０参照。）。ステップ２０４で検出された対象裏面要素が複数あって最後ではないと判断した場合には、現在対象としている対象裏面要素を他の対象裏面要素にし（ステップ２１２）、ステップ２０５へ戻る。そうすることである対象要素に関して検出された対象裏面要素全てに対して沿面距離を求め、誤配置でないか否かを判断することができる。

前記ステップ２１１で対象裏面要素が最後であると判断した場合には、最後の対象要素であるか否かを判断する（ステップ２２１）。ステップ２０１で検出した対象要素が複数あって最後ではないと判断した場合には、現在対象としている対象要素を他の対象要素にし（ステップ２２２）、ステップ２０２へ戻る。そうすることであるプリント基板の辺に関して検出された対象要素及び対象裏面要素全てに対して沿面距離を求め、誤配置でないか否かを判断することができる。

前記ステップ２２１で対象要素が最後であると判断した場合には、最後の辺であるか否かを判断する（ステップ２３１）。プリント基板は表面に通常であれば少なくとも４辺有しており、各辺毎に表面要素と裏面要素との関係に関して誤配置があるか否かを判断する必要がある。ステップ２３１で辺が最後ではないと判断した場合には、現在対象としている辺を他の辺にし（ステップ２３２）、ステップ２０１へ戻る。

以上のステップ２３２まででプリント基板上で表面要素と裏面要素との関係に関して誤配置となっている要素組が全て抽出される。次にこれら全ての要素組に対して経路を一つずつ求める。まず、誤配置要素明示手段７０がある要素組に対してこの要素組の沿面距離を求める際のミラー対象要素から対象裏面要素までの最短の直線と対象となる辺との交点を求め、折り返し点とする（ステップ２４１）。次に、誤配置要素明示手段７０が最短の直線とミラー対象要素上の交点に対応する対象要素上の交点を求める（ステップ２４２）。経路を構成する対象裏面要素上の点、折り返し点、対象要素上の交点を出力部８０がメモリに出力する（ステップ２４３）。最後の要素組か否かを判断し（ステップ２４４）、最後であれば終了し、最後でなければ次の要素組を対象としてステップ２４１に戻る。

以上の処理過程で導出されたミラー複写された要素、対象裏面要素、沿面距離、経路の情報がメモリ上に存在し、出力部８０はデータベースに格納する。格納のタイミングが各情報の導出時期でもよいが、メモリ上の情報をまとめて格納した方が効率がよい。

CAD標準手段１００が要素組、経路の出力を受け、誤配置となっている表面要素、経路、裏面要素をプリント基板上で明示して表示する。明示した表示とは、例えば、誤配置となっていない要素と比べて誤配置となっている表面要素及び裏面要素を色を異ならせて表示することが該当する。経路を表示するだけでも誤配置であるとユーザが認識することができる。CAD標準手段１００を介してディスプレイに表示しているが、直接出力部８０がディスプレイに表示することもでき、同様に明示した表示をすることもできる。さらに、出力部８０に表示処理の観点から全ての辺に対して誤配置の要素組、経路を表示するのではなく、ユーザが指定した辺に対する誤配置の要素組、経路を表示することもでき、表示対象が限定されることで表示処理の負荷軽減が図れる。さらに、ユーザが指定した対象要素に対する誤配置の対象裏面要素、経路を表示することもでき、同様に表示処理の負担軽減が図れる。実際、ユーザが後記する誤配置の表面要素の再配置を行う場合には全ての要素組を表示する必要は無く、必要な範囲での表示のみで十分である。

図１１は本発明の実施形態の再配置後の誤配置要素確認処理の流れの一例を示したフローチャートである。前記誤配置の要素組、経路がディスプレイに表示された状態でユーザは要素を編集することが可能である。CAD標準手段１００がかかるユーザからの編集操作を受けて要素の移動の表示変更処理、CADデータ変更処理を行う。この要素への編集操作に対するCAD標準手段１００の処理と共に、再度沿面距離計算を行い、許容距離と比較して誤配置のままであるか、誤配置ではなくなったかの処理を実行している。具体的には次の通りである。すなわち、まず、ユーザの表面要素の編集操作を受けてCAD標準手段１００により編集対象となっている表面要素が特定される（ステップ２５１）。要素上経路検出手段９１が特定された表面要素の座標上にある経路を検出する（ステップ２５２）。経路指定要素検出手段９２が検出された経路が示す要素の要素IDを、経路の図形データより求める（ステップ２５３）。ユーザの編集操作を受けてCAD標準手段１００が編集対象の表面要素の編集処理を行う（ステップ２５４）。たとえば、図８の状態の表示から表面要素が移動して図１２の状態の表示に切り替わる。編集要素確認手段９３が移動させた対象要素の要素IDがステップ２５３で求めた対象要素の要素IDと一致するか否かを判断する（ステップ２５５）。複数要素IDがある場合には複数判断する。編集要素確認手段９３がステップ２５５で一致しないと判断した場合には終了する。一致しない場合としては、たとえば、対象要素に他の対象要素を示す経路が交差している場合に、ステップ２５３で経路が示す要素の要素IDと対象要素の要素IDが一致しないことがある。対象要素編集要素確認手段９３がステップ２５５で一致すると判断した場合には、表面要素をミラー複写手段３０が対象となる辺を軸としてミラー複写する（ステップ２６１）。たとえば、編集が反映された表面要素がミラー複写されることで図１３のようになる。距離計算手段５０はミラー対象要素から対象裏面要素（複数対象裏面要素がある場合に１つ選ばれる）までの最短距離を計算する（ステップ２６２）。距離計算手段５０は求めた最短距離に板厚を加算して沿面距離を求める（ステップ２６３）。誤配置要素組判定手段６０が求めた沿面距離と許容距離とを比較し、沿面距離が許容距離未満か否かを判断する（ステップ２６４）。このステップ２６４で誤配置要素組判定手段６０が沿面距離は許容距離未満であると判断した場合には定義済み処理である経路更新処理（ステップ２７０）へ進む。前記ステップ２６４で誤配置要素組判定手段６０が沿面距離が許容距離以上であると判断した場合には定義済み処理である経路削除処理（ステップ２８０）へ進む。

経路更新処理（ステップ２７０）では、前記ステップ２４１ないしステップ２４３の処理がなされて新たな経路が生成され、対応する古い経路が削除される。これらの処理を経てディスプレイに変更が反映されると図１４のようになる。経路削除処理（ステップ２８０）では、対応する古い経路及び要素組が削除される。メモリ上の経路、要素組が更新される他、出力部８０によりデータベース中の情報も更新される。

ステップ２７０又は２８０が終了すると、最後の対象裏面要素であるか否かを判断する（ステップ２９１）。最後の対象裏面要素であると判断した場合には終了しCAD標準手段１００の制御下に移行する。前記ステップ２９１で最後の対象裏面要素でないと判断した場合には次の対象裏面要素を対象としてステップ２６１に戻る。

ステップ２５２及びステップ２５３でデータベースから読み出すのではなく、図形データから経路及び経路が示す要素を特定しているのは、データベースへのアクセスを経て求めるよりも図形データを検索した方が高速に処理することができるからである。ここで、構築するコンピュータシステムの環境によっては、データベースへのアクセスで実現した方が高速に処理することができる場合もある。

図１５はユーザの操作を中心とした全工程の概要説明図である。まず、ユーザはCAD標準手段１００を用いて図形データをディスプレイに表示させながら編集作業を行って設計する（図１５（１））。設計終了後、ユーザは本発明の特徴部に対して沿面距離の計測、誤配置の判断を指示する（図１５（２））。本発明の特徴部の前記した工程を経て沿面距離を求め、誤配置の要素を抽出し、さらに誤配置の要素の経路を求め表示する。そのディスプレイの表示に対して、ユーザが計測結果を確認し、修正の必要性を判断する（図１５（３））。ここで、修正の必要がないと判断した場合には終了する。修正の必要があればプリント基板の編集作業を行う（図１５（４））。通常はパターン、電気素子等の部品の位置を変えたり、パターンの形状を変更したりする。設計修正終了後、ユーザは本発明の特徴部に対して沿面距離の再計測、誤配置の再判断を指示する（図１５（５））。同様に、本発明の特徴部の前記した工程を経て沿面距離を求め、誤配置の要素を抽出し、さらに誤配置の要素の経路を求め再表示する。そのディスプレイの表示に対して、ユーザが計測結果を再確認し、修正の必要性を再判断する（図１５（６））。以降は必要に応じて、図１５（４）ないし図１５（６）の作業を繰り返すことでプリント基板の設計が完了する。

［対象要素に関して］ 編集後の誤配置要素確認処理においても、ステップ２０３及びステップ２０４も実行して、対象要素に関して全ての裏面要素との沿面距離を求めて、誤配置か否かを判断することもできる。本実施形態では、システムのレスポンス性能を考えて既に経路が示す要素のみを対象として沿面距離の算出、誤配置か否かの判断を行った。

［CAD標準手段１００の追加機能で必要に応じて呼び出される構成以外の構成］ 本実施形態では特徴部がCAD標準手段１００に呼び出されるというシステム構成で説明したが、CAD標準手段１００と特徴部とに明確にモジュール分けする必要もなく、CAD標準手段１００を構成する無数のモジュールと同様に、CAD標準手段１００に完全に組み込まれたシステム構成でも実現することができる。

［プリント基板の表面がｘｚ平面と平行面でないとき］ プリント基板の幅成分をｘ成分とし、奥行き成分をｚ成分とし、板厚成分をｙ成分とするｘｙｚ空間でシステムが構成されている場合には、プリント基板の表面とｘｚ平面が平行面であって座標の板厚成分を無視することで前記したように沿面距離を求めることができる。ｘｚ平面とプリント基板の表面が平行面でない場合には、沿面距離計算に用いる要素を、プリント基板の幅成分をｘ成分とし、奥行き成分をｚ成分とし、板厚成分をｙ成分とするｘｙｚ空間で再構成することで同様に沿面距離を求めることができる。他に、沿面距離計算に用いる要素をプリント基板の表面又は裏面に平行投影することでも同様の沿面距離計算を適用することができる。

［要素、辺、回路ネット、範囲の限定］ 本実施形態では、許容距離から板厚を減算した距離と辺を用いて対象要素を検出し、また、ミラー複写された要素と許容距離から板厚を減算した距離を用いて対象裏面要素を検出しているが、さらに、要素、辺を限定することができる。すなわち、ユーザが指定した要素、辺に限定して沿面距離を求め、誤配置の要素であるか否かを判断することができる。具体的に、ある表面要素、ある裏面要素、ある表面要素及び裏面要素、ある辺をユーザが指定することができる。このようにユーザが指定する要素、辺のみを対象にして前記各工程の演算を行うことで不必要な演算をすることがなく、ユーザが求める結果を迅速に回答することができる。

要素、辺を指定することができる他、回路ネットをユーザが指定することもできる。回路ネットは電気素子等の部品の足相互を配線（パターン）にて接続することで論理設計する場合に形成される。回路ネット名はユーザが設定することができる。部品の足相互の配線であるため同電位である。ネットリスト（種々のフォーマットがある）というテキストファイル等を作成して運用することもある。回路上のネット構成が図１６（ａ）に示される。プリント基板ＣＡＤシステムでは、回路ＣＡＤシステムで設計された部品間の論理的な接続情報を基にして、実際の部品間の配線を実施する。図１６（ｂ）はプリント基板上でのネット構成である。図１６（ｂ）は図１６（ａ）と比べ物理的な構成が分かるようになっている。この図１６（ｂ）では要素としてパターン、パッドを例示している。
また、ユーザが指定した例えば矩形範囲に属するものに関してのみ沿面距離の計算、誤配置の要素であるか否かの判断を実施することもできる。

［プリント基板上にホールがあるとき］ プリント基板を構成する辺は前記したように、プリント基板の外側の縁辺に限られず、たとえば、図１７に示す孔が形成されている場合の孔を構成する辺も含まれる。この孔の近くに配置される表面要素ｓに対して本実施形態の前記各工程を実行して、裏面対象要素として検出された裏面要素との沿面距離を計算することになる。この場合に、孔の近くに配置される裏面要素は裏面要素v、裏面要素wがあるが、裏面対象要素になる可能性があるのは裏面要素vとなる。これは裏面対象要素を検出する場合の検出範囲がミラー複写された要素を基準として手前方向に許容距離から板厚を減算した距離の範囲だからである。これによりミラー複写された要素と裏面要素wとの最短の直線距離の計算が行われず、誤った要素組を抽出することがない。許容距離が大きい場合には、裏面要素ｗも裏面対象要素になる場合もあるが、このような場合は対象要素と対象裏面要素までの距離と、ミラー対象要素から対象裏面要素までの距離とを比較することで、誤った沿面距離の計算をすることを防止することができる。ここで、対象要素と裏面要素wとの距離を求める場合には、ミラー複写を用いることなく板厚方向の成分を無視して最短の直線距離を求め、板厚を加算することで求めることができる。

［別の沿面距離の求め方］ 本実施形態では、ミラー複写を用いて、ミラー複写された要素から対象裏面要素までの最短の直線距離を求めて板厚を加算して沿面距離を求めているが、図１８に示すように、対象要素とプリント基板裏面上の対象裏面要素とがプリント基板の辺の同一垂直線上存在しない場合に、板厚方向の成分をないとして対象要素のプリント基板の辺への投影物と対象裏面要素のプリント基板の辺への投影物とを結ぶ線分を対象要素からプリント基板の辺までの距離Aと対称裏面要素からプリント基板の辺までの距離Bとの比率（A:B=a:b）に分ける点αを折り返し点とし、板厚方向の成分をないとして対象要素から折り返し点までの距離及び折り返し点から対象裏面要素までの距離を演算し、プリント基板厚みを加算して沿面距離を求めることもできる。対象要素と基板裏面上の対象裏面要素とがプリント基板の辺の同一垂直線上存在する場合には従来行われていた方法で沿面距離を求める。

以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そして、かような変更又は改良を加えた実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれる。このことは、特許請求の範囲及び課題を解決する手段からも明らかなことである。

［付記］ 上記実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） コンピュータが計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する工程と、コンピュータが板厚方向の成分をないとして計測対象となる基板裏面上の対象裏面要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める工程とを含むコンピュータ支援設計方法。

（付記２） コンピュータが、対象要素と基板裏面上の対象裏面要素とが幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板の辺の同一垂直線上に存在しない場合に、板厚方向の成分をないとして対象要素の基板の辺への投影物と対象裏面要素の基板の辺への投影物とを結ぶ線分を対象要素から基板の辺までの距離と対称裏面要素から基板の辺までの距離との比率に分ける点を折り返し点とし、板厚方向の成分をないとして対象要素から折り返し点までの距離及び折り返し点から対象裏面要素までの距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める工程とを含むコンピュータ支援設計方法。

（付記３） コンピュータが計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する工程と、コンピュータが板厚方向の成分をないとして計測対象となる基板裏面上の対象裏面要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める工程と、コンピュータが設定された許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する工程とを含むコンピュータ支援設計方法。

（付記４） コンピュータが計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する工程と、コンピュータが板厚成分をないとしてミラー複写された要素上の点から設定された許容距離から板厚を減算した距離内にある裏面の要素を検出する工程と、コンピュータが板厚成分をないとして検出された裏面の要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める工程、コンピュータが許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する工程とを含むコンピュータ支援設計方法。

（付記５） コンピュータが板厚方向の成分をないとして基板の辺から垂直方向に前記許容距離から板厚を減算した距離内にある要素を検出し、検出した要素を対象要素とする工程とを含む
前記付記３または４に記載のコンピュータ支援設計方法。

（付記６） 基板中の要素のうちユーザに指定された回路ネットの組み合わせの要素、基板中の要素のうちユーザに指定された表面要素、基板中の要素のうちユーザに指定された裏面要素、基板中の要素のうちユーザに指定された表面要素及び裏面要素のいずれかに限定して前記各工程が実施される
前記付記３ないし５のいずれかに記載のコンピュータ支援設計方法。

（付記７） 前記コンピュータが許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する工程で要素を抽出した場合に、コンピュータがミラー複写された要素から対象裏面要素までの距離を求める際の直線と基板の辺との交点を折り返し点とし、対象要素から折り返し点までの線分、折り返し点から対象裏面要素までの線分を経路として表示手段に出力し、表示手段上で対象要素及び対象裏面要素を明示する工程を含む
前記付記３ないし６のいずれかに記載のコンピュータ支援設計方法。

（付記８） 前記コンピュータが経路を表示手段に出力した状態で、オペレータが入力手段を用いて編集操作した場合に編集の対象が経路に係る要素であるか否かを判断し、編集の対象が経路に係る要素であると判断された場合に当該経路に係る対象要素と対象裏面要素までの沿面距離を再び求め、依然許容距離未満の沿面距離である場合に経路を再度求め表示手段に出力する工程を含む
前記付記７に記載のコンピュータ支援設計方法。

（付記９） コンピュータが計測対象となる基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する工程と、コンピュータが対象要素の配置された表面と当該表面と反対側の裏面との厚み方向にミラー複写された要素と計測対象となる基板裏面上の対象裏面要素を２Ｄ化する工程と、コンピュータが２Ｄ化した後に対象裏面要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める工程と、コンピュータが設定された許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する工程とを含むコンピュータ支援設計方法。

（付記１０） コンピュータが計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する工程と、コンピュータが板厚方向の成分をないとしてミラー複写された要素から設定された許容距離から板厚を減算した距離内にある裏面の要素を検出する工程と、コンピュータが検出された裏面の要素と対象要素の沿面距離を求める工程と、コンピュータが許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する工程とを含むコンピュータ支援設計方法。

（付記１１） 計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する手段と、板厚成分をないとして裏面の要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める手段と、許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する手段とを備えるコンピュータ支援設計システム。

（付記１２） コンピュータに、計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する手順と、板厚成分をないとして裏面の要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める手順と、許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する手順を実行するためのコンピュータ支援設計プログラム。
これら付記は、本発明に必須となる特徴を列挙したものではなく、これら複数の特徴のサブコンビネーションも発明となり得る。

［付記の発明の効果］ 上記付記２の発明においては、対象要素と対象裏面要素が辺の同一垂直線上と交点を有しない場合に、板厚方向の成分を無視して対象要素及び対象裏面要素の基板の辺への投影物それぞれを結ぶ線分を対象要素から基板の辺までの距離と対象裏面要素から基板の辺までの距離との比率に分ける折り返し点を定め、板厚方向の成分を無視して対象要素から折り返し点までの距離及び折り返し点から対象裏面要素までの距離を演算し、板厚を加算して沿面距離を求めているので、簡易な方法で沿面距離を求めることができると共に、沿面距離を求める過程で経路を求めることができる。

上記付記５の発明においては、まず板厚方向の成分をないとして基板の辺から垂直方向に許容距離から板厚を減算した距離内にある要素を検出し、検出した要素を対象として沿面距離を求め、誤配置の要素を抽出しているので、辺から許容距離から板厚を減算した距離以上離れている明らかに誤配置とならない要素を対象要素として演算することがなく、ミラー複写する演算、沿面距離を求める演算及び抽出する演算を回避し、迅速に誤配置の要素を抽出することができる。

上記付記６の発明においては、ユーザの指定に応じて予め要素を限定して前記本発明の各工程が実行されるので、ユーザが必要としない要素に関して無駄な演算をすることなく、必要な要素に関してのみ迅速に処理を完了することができる。

上記付記８の発明においては、ユーザが入力手段を用いて編集操作中に、編集の対象が誤配置として抽出された要素か否かを判断し、誤配置の要素であると判断された場合に再度沿面距離を求め、許容距離と比較し許容距離未満である場合に新たな経路を表示手段に出力するので、ユーザと対話的に処理が進められて、容易に誤配置の要素を適切な配置にすることができる。沿面距離が許容距離以上となった場合には経路が再び表示されなくなる。編集が反映された時点で編集対象の要素の経路は編集後の要素の経路ではないので、編集と略同時に経路の表示を止めることが望ましい。

上記付記９の発明においては、沿面距離の計算に直接関係するミラー複写された要素と対象裏面要素を２Ｄ化し、沿面距離を最短の直線距離で求めているので、プリント基板の辺に沿った成分からなる座標系でなくとも沿面距離を求めることができる。通常、ｘｙｚ空間上で板厚は高さ成分としてｙ成分に該当し、プリント基板の表面及び裏面はｘｚ平面に平行であるが、プリント基板がｘｚ空間に平行でない場合もあり、この場合ｙ成分も沿面距離に係ってくるためｙ成分を無視するだけでは正しい沿面距離を求めることができない。そこで、沿面距離の計算に必要となる要素を２Ｄ化し、適切に沿面距離を求めることができるようにしている。当然であるが、プリント基板の表面及び裏面がｘｚ平面に平行な場合であっても、沿面距離の計算に必要となる要素のみを２Ｄ化して沿面距離を求めることができる。

上記付記１０においては、対象要素をミラー複写して対象裏面要素を予め限定し、沿面距離を計算し、誤配置の要素を抽出しているので、沿面距離の計算方法としてどのようなものを適用した場合であっても、対象裏面要素を予め限定しない方法に比べて全体してのレスポンスを向上させることができる。
以上付記の発明の効果を説明したが、ここで効果を説明していない付記に関しては、前記課題を解決する手段で説明している。

本発明の実施形態に係るコンピュータ支援設計システムの要部ブロック構成図である。 本発明の実施形態に係るコンピュータ支援設計システムで用いるテーブル構造図である。 本発明の実施形態に係る表面要素の選定の具体説明図である。 本発明の実施形態に係る表面要素のミラー複写の具体説明図及び裏面要素の選定の具体説明図である。 本発明の実施形態に係る対象要素に対する裏面要素の選定の具体説明図である。 本発明の実施形態に係る沿面距離計算の具体説明図である。 本発明の実施形態に係る要素組の経路の導出具体説明図である。 本発明の実施形態に係る要素組の経路の導出具体説明図である。 本発明の実施形態に係る誤配置要素組抽出処理の流れの一例を示したフローチャートである。 本発明の実施形態に係る誤配置要素組抽出処理の流れの一例を示したフローチャートである。 本発明の実施形態に係る再配置後の誤配置要素確認処理の流れの一例を示したフローチャートである。 本発明の実施形態に係る編集により移動された対象要素を示す具体説明図である。 本発明の実施形態に係る沿面距離再計算の具体説明図である。 本発明の実施形態に係る要素組の経路の再導出具体説明図である。 本発明の実施形態に係るユーザの操作を中心とした全工程の概要説明図である。 本発明の実施形態に係る回路ネットの具体説明図である。 本発明の実施形態に係る基板に孔が存在する場合の沿面距離の計算の具体説明図である。 本発明の実施形態に係る別の沿面距離の計算の具体説明図である。 背景技術の要素同士の沿面距離の計算の説明図である。 背景技術の要素同士の沿面距離の計算の説明図である。

符号の説明

１０ 入力部
２０ 表面要素選定手段
３０ ミラー複写手段
４０ 裏面要素選定手段
５０ 距離計算手段
６０ 誤配置要素組判定手段
７０ 誤配置要素組明示手段
８０ 出力部
９１ 要素上経路検出手段
９２ 経路指定要素検出手段
９３ 編集要素確認手段
１００ CAD標準手段

Claims (5)

1. コンピュータに、計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する手順と、板厚方向の成分をないとして計測対象となる基板裏面上の対象裏面要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める手順を実行させるためのコンピュータ支援設計プログラム。
2. コンピュータに、計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する手順と、板厚方向の成分をないとして計測対象となる基板裏面上の対象裏面要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める手順と、設定された許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する手順を実行させるためのコンピュータ支援設計プログラム。
3. コンピュータに、計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する手順と、板厚成分をないとしてミラー複写された要素上の点から設定された許容距離から板厚を減算した距離内にある裏面の要素を検出する手順と、板厚成分をないとして検出された裏面の要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める手順と、許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する手順を実行させるためのコンピュータ支援設計プログラム。
4. コンピュータに、前記許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する手順で要素を抽出した場合に、ミラー複写された要素から対象裏面要素までの距離を求める際の直線と基板の辺との交点を折り返し点とし、対象要素から折り返し点までの線分、折り返し点から対象裏面要素までの線分を経路として表示手段に出力し、表示手段上で対象要素及び対象裏面要素を明示する手順を実行させるための
   前記請求項２または３に記載のコンピュータ支援設計プログラム。
5. 計測対象となる幅成分、奥行き成分、板厚成分を有する基板上の対象要素を基板の辺を軸にミラー複写する手段と、板厚成分をないとして裏面の要素とミラー複写された要素との最短の直線距離を演算し、基板厚みを加算して沿面距離を求める手段と、許容距離未満の沿面距離である要素を抽出する手段とを備えるコンピュータ支援設計システム。
   
   

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