JP5267280B2 - 重なり判定方法、重なり判定装置、および重なり判定プログラム - Google Patents

Description

本発明は、データ上で配置された複数のパターンの重なりをデータ上で判定する重なり判定方法および重なり判定装置、並びに演算装置を重なり判定装置として動作させる重なり判定プログラムに関する。

例えばＣＡＤシステムによる配線基板設計においては、電力供給用のパターン(電源用のパターンや接地用のパターン)の配置や、信号伝達用の配線パターンの引き回しなどが行われる。電力供給用のパターンの配置は、信号伝達用の配線パターンを引き回す前に行われることがある。このため、設計者は、先に配置された電力供給用のパターンを避けながら配線パターンの設計を行なうことになる。そのため、電力供給用のパターンと配線パターンとの電気的なショートを防ぐべく、パターンどうしの接触チェックが行なわれている。

しかし、近年の高密度プリント基板などの配線基板は、パターンの形状が非常に複雑化している。例えば、プリント基板自体にネジ止め用の穴が開けられていたり、隣接部品との干渉を避けるために一部が切り欠かれたような複雑な形状をしていることもある。このため、配線パターンの引き回しにあたっては、線分パターンや円弧のパターンなどを複雑に組み合わせて複雑な形状となることがある。

このような電力供給用のパターンや配線パターンなどのパターンどうしの接触チェックを実施する場合、１つのパターンを１つの領域(面)と考えて、領域どうしの接触チェックが行なわれる。しかしながら、上記のように形状が複雑化している場合、例えば一本の配線パターンが複数の線分や円弧のパターンで構成されている場合は、それらの線分や円弧のパターン（領域）の１つずつについて、接触の懸念のあるパターンとの間の接触の有無がチェックされる。このため、接触の有無のチェックに多大な時間を要していた。

特開昭６４−６１８６５号公報 特開平４−３３３１７２号公報 特開平６−３２４１０２号公報

本発明の重なり判定方法、重なり判定装置および重なり判定プログラムは、パターンどうしの重なりの有無を効率的に判定することを目的とする。

本発明によれば、関心領域内に配置された複数のパターンの重なりの有無をデータ上で判定する重なり判定方法であって、前記関心領域全域から、重なりの有無の判定対象となる２つのパターンのうちの第１のパターンが占める領域を除いた領域からなるネガパターンを生成する工程と、前記関心領域の、前記ネガパターンが占める領域と前記２つのパターンのうちの第２のパターンが占める領域との双方の領域からなるオアパターンを生成する工程と、前記ネガパターンの面積と前記オアパターンの面積との一致および不一致を判定する工程と、を有する重なり判定方法が提案される。

本発明によれば、パターンどうしの重なりの有無の判定処理を効率化することができる。

一実施形態にかかる演算装置の一例であるコンピュータの概念図である。 重なり判定プログラムが記憶されたＣＤ−ＲＯＭを示す概念図である。 重なり判定装置のブロック図である。 比較例としてのパターンの重なり判定法の説明図である。 重なり判定処理の一例を示すフローチャートである。 図５のフローチャートの処理をプリント基板上のパターンで示した図である。 図５のフローチャートの処理をプリント基板上のパターンで示した図である。 重なり判定処理の別の例を示すフローチャートである。 図８に示す処理をプリント基板状のパターンで示した図である。 図８に示す処理をプリント基板状のパターンで示した図である。 配線パターンの別の例を示す図である。 配線パターンの別の例を示す図である。

図１は、一実施形態にかかる演算装置の一例であるコンピュータの概念図である。

図１に示すコンピュータ１００は、装置本体１０１、画像表示装置１０２、キーボード１０３、およびマウス１０４を備えている。

装置本体１０１は、内部に、各種プログラムを実行するＣＰＵ、各種プログラムやデータ等が保存されたハードディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭが装填され、その装填されたＣＤ−ＲＯＭをアクセスするＣＤドライブ等を内蔵している。また、装置本体１０１は、ＣＤ−ＲＯＭを装填するためのＣＤ−ＲＯＭ装填口１０１Ａを有している。画像表示装置１０２は、上記の装置本体１０１からの指示に応じて表示画面１０２Ａに画像を表示するものである。キーボード１０３は、キー操作に応じた各種の情報を装置本体１０１に入力するものである。マウス１０４は、表示画面１０２Ａ上の任意の位置を指定することにより、その位置に表示された、例えばアイコン等に応じた指示を装置本体１０１に入力するものである。

また、図１に示すＣＤ−ＲＯＭ１１０には、コンピュータ１００を重なり判定装置として動作させる判定プログラムが記憶されている。

ＣＤ−ＲＯＭ１１０が装置本体１０１に装填されると、ＣＤ−ＲＯＭ１１０に記憶された重なり判定プログラムがコンピュータ１００にアップロードされる。そして、重なり判定プログラムが実行されることにより、コンピュータ１００が重なり判定装置として動作する。

図２は、重なり判定プログラムが記憶されたＣＤ−ＲＯＭを示す概念図である。

ＣＤ−ＲＯＭ１１０に重なり判定プログラム２００が記憶されている。重なり判定プログラム２００は、図１に示すコンピュータ１００内で実行され、コンピュータ１００を、配線基板としてのプリント基板上に配置された複数のパターンの重なりの有無をデータ上で判定する重なり判定装置として動作させるプログラムである。重なり判定プログラム２００は、データ取得部２１０、ネガパターン生成部２２０、オアパターン生成部２３０、および重なり判定部２４０の各プログラム部品を含む。各プログラム部品の作用については後述する。

図３は、重なり判定装置のブロック図である。

重なり判定装置３００は、プリント基板上に配置された複数のパターンの重なりの有無をデータ上で判定する重なり判定装置である。重なり判定装置３００は、データ取得部３１０、ネガパターン生成部３２０、オアパターン生成部３３０、および重なり判定部３４０を含む。

重なり判定装置３００は、図２に示す重なり判定プログラム２００が図１に示すコンピュータ１００にインストールされて実行されることにより、コンピュータ１００内に構築される。

図２に示す重なり判定プログラム２００に含まれる各プログラム部品と図３に示す重なり判定装置３００に含まれる各要素とで同一の名称を用いている。ただし、図２に示す重なり判定プログラム２００に含まれる各プログラム部品は、ソフトウェア上のプログラムを構成する部品である。一方、図３に示す重なり判定装置３００の構成要素は、そのソフトウェア部品の実行により実現する、そのソフトウェア部品とコンピュータ１００のハードウェアやＯＳとの組合せからなる構成要素である。

以下に、図３に示す重なり判定装置３００の各構成要素について説明することで、図２に示す重なり判定プログラム２００の各プログラム部品の説明を兼ねるものとする。また、重なり判定プログラム２００の実行によりコンピュータ１００で行なわれる処理は、実施形態にかかる重なり判定方法によるものである。したがって、図３に示す重なり判定装置３００の説明をもって重なり判定方法の説明も兼ねるものとする。

図３に示す重なり判定装置３００に含まれるデータ取得部３１０は、プリント基板上に配置された複数のパターンを表わすデータの取得を担当している。

図１に示すコンピュータ１００がプリント基板上の配線設計を行なう機能を有する。コンピュータ１００内に既にデータが存在するときは、重なり判定装置３１０は、そのデータの所在を認識して、図２に示す重なり判定プログラム２００でそのデータを利用できるようにする。あるいは、データがコンピュータ１００の外部に存在するときは、ＣＤや通信等を介してそのデータを取り込む役割をする。

また、図３に示す重なり判定装置３００に含まれるネガパターン生成部３２０は、プリント基板全域から、重なりの有無の判定対象となる２つのパターンのうちの第１のパターンが占める領域を除いた領域からなるネガパターンを生成する要素である。重なりの有無の判定対象となる２つのパターンは、オペレータからの操作により指定されるものであってもよい。あるいは、それら２つのパターンは自動的に順次２つ選択してそれを全てのパターンの組合せについて繰り返すものであってもよい。あるいは、それら２つのパターンは、隣接又は近接するパターンであるとの判定基準を設けてその基準に合致するパターンを自動抽出するものであってもよい。

ここで、上記の２つのパターンは、そのうちの一方が電力供給用のパターンであり他方が配線パターンであってもよく、あるいは上記の２つのパターンが、いずれも配線パターンであってもよい。

また、図３に示す重なり判定装置３００に含まれるオアパターン生成部３３０は、プリント基板上の、生成されたネガパターンが占める領域と２つのパターンのうちの第２のパターンが占める領域との双方の領域からなるオアパターンを生成する要素である。

さらに、図３に示す重なり判定装置３００に含まれる重なり判定部３４０は、ネガパターンの面積とオアパターンの面積との一致および不一致を判定する要素である。それらの面積どうしの一致および不一致は、それぞれ、第１のパターンと第２のパターンとの間の重なりが存在しないこと、および存在することを意味している。この重なり判定部３４０はその判定結果を図１に示すコンピュータ１００の表示画面１０２Ａ上に表示する。

以下、本実施形態をさらに具体的に説明する。ここでは先ず、本実施形態との相違を明らかにするために比較例を説明する。尚、特に断らないが、物理的なプリント基板がそこにあるのではく、プリント基板や、そのプリント基板上の各種パターンなどは全てデータ上のものである。

図４は、比較例としてのパターンの重なり判定法の説明図である。

ここでは、図４に示すようにプリント基板１０上に、例えば電源用のパターンと接地用のパターンからなる２つの電力供給用のパターン１１，１２と、一本の配線パターン２１が配置されているものとする。

この場合、図４（Ｂ）に示すような、一方の電力供給用のパターン１１と配線パターン２１との重なりチェックと、図４（Ｃ）に示すような、もう一方の電力供給用のパターン１２と配線パターン２１との重なりチェックが行なわれる。

ここでは、配線パターン２１は折れ曲がっている。配線パターン２１が縦の線分２１ａと横の線分２１ｂとの２本の線分で構成されている場合、縦の線分２１ａと電力供給用の２つのパターン１１，１２それぞれとの重なりの有無、および横の線分２１ｂと電力供給用の２つのパターン１１，１２それぞれとの重なりの有無の合計４回の重なりチェックが行われる。配線パターン２１がもっと複雑な形状を有し、多数の線分や円弧等のパターンの合成で形成されている場合は、さらに多数回の重なりチェックが行われうる。

図５は、図１に示すコンピュータ１００における重なり判定処理の一例を示すフローチャートである。

また図６，図７は、図５のフローチャートの処理をプリント基板上のパターンで示した図である。図６は、重なりのないパターンの場合、図７は重なりのあるパターンの場合を示している。

ここでは、先ず「領域パターン」の「ネガパターン」が求められる(ステップＳ０１)。ここでいう「領域パターン」は、図６（Ａ），図７（Ａ）に示す２つの電力供給用のパターンの合計の領域のパターンである。ここでは、電力供給パターン１１，１２の合計からなる領域パターンのネガパターンが求められる。

また「ネガパターン」は、プリント基板１０上に、その領域パターン（ここでは２つの電力供給用のパターン１１，１２）のみ残し、プリント基板上から他のパターン（ここでは配線パターン２１）を取り外したときの、プリント基板上の、パターンが配置されていない領域からなるパターンをいう。したがって、ここに示す例では、「領域パターン」の「ネガパターン」は、図６（Ｂ），図７（Ｂ）にハッチングを付して示すネガパターン１３となる。

次に図５のステップＳ０２では、「領域パターン」の「ネガパターン」と「配線パターン」とのＯＲを取った「オアパターン」が求められる。ここで、「領域パターン」の「ネガパターン」は、ステップＳ０１で求められた、図６（Ｂ），図７（Ｂ）に示すネガパターン１３である。また「配線パターン」は、図６（Ａ），図７（Ａ）に示す配線パターン２１である。また、「ＯＲを取る」とは、それら２つのパターンが占める双方の領域からなる領域を求める処理である。

ここでは、具体的には図６（Ｂ），図７（Ｂ）に示すネガパターン１３と、図６（Ａ），図７（Ａ）に示す配線パターン２１とのＯＲを取る。すると、それら２つのパターンのうちの少なくとも一方が占めている領域からなる、図６（Ｃ），図７（Ｃ）にハッチングを付して示すオアパターン１４が求められる。

次に、ステップＳ０３では、「領域パターンのネガパターン」（図６（Ｂ），図７（Ｂ）に示すネガパターン１３）の面積Ｄ１が求められる。さらに、ステップＳ０４において、「オアパターン」（図６（Ｃ），図７（Ｃ）に示すオアパターン１４）の面積Ｄ２が求められる。尚、２つのステップＳ０３とＳ０４の順序は逆でもよい。

次に、ステップＳ０５において、ネガパターンの面積Ｄ１とオアパターンの面積Ｄ２との大小が比較される（図６（Ｄ），図７（Ｄ）参照）。それら２つの面積Ｄ１，Ｄ２が一致しているときは、「領域パターン」と「配線パターン」との間に重なりがないと判定される(ステップＳ０６)。一方、それら２つの面積Ｄ１，Ｄ２が不一致だと、それらのパターン間に重なりがあると判定される（ステップＳ０７）。前述したように、この判定結果は図１に示すコンピュータ１００の表示画面１０２Ａ上に表示され、オペレータに通知される。

この重なり判定法によれば、複数のパターンをまとめたものを１つのパターンと見なして判定することができる。ここでは電力供給用の２つのパターン１１，１２を１つのパターンと見なしているが、通常一層複雑なのは配線パターンであり、多数本の線分や円弧等からなる配線パターンであっても、その多数本の線分や円弧等の個別のパターンを合わせた配線パターン全体について一回で判定することができる。このため、比較例と比べ重なりチェックのための工程や時間が大幅に削減される。

図８は、図１に示すコンピュータ１００における重なり判定処理の別の例を示すフローチャートである。ここでは、配線パターンどうしの重なりの有無の判定を対象としており、それと合わせて図８のフローチャートでの表現は図５のフローチャートのものと異なっている。ただし、処理の対象が配線パターンどうしの重なりチェックである点であることを除き、この図８に示す処理自体は図５に示すものと同一の処理である。

また、図９，図１０は、図８に示す処理をプリント基板上のパターンで示した図である。図９は正常の配線パターンの場合、図１０は、重なりのある配線パターンの場合である。

ここでは、図９（Ａ），図１０（Ａ）に示すように、プリント基板１０上に３本の配線パターン２２，２３，２４が配置されている。ここでは、それら３本の配線パターン２２，２３，２４のうちの一本である配線パターン２３と、他の２本の配線パターン２２，２４との重なりの有無が判定される。ここでは、重なり判定対象として着目した配線パターン２３を「着目配線パターン」と称している。

図８に示すフローチャートのステップＳ１１では、プリント基板上に配置された「着目配線パターン」の「ネガパターン」が求められる。

上記の通り、図９，図１０に示す例では、「着目配線パターン」は配線パターン２３である。その配線パターン２３の「ネガパターン」は、図９（Ｂ），図１０（Ｂ）に示すネガパターン１３となる。

次に、ステップＳ１２において、「着目配線パターン」の「ネガパターン」と「残りの配線パターン」とのＯＲを取った「オアパターン」が求められる。

ここで、「残りの配線パターン」は着目パターンを除く配線パターンを指している。この「残りの配線パターン」は、図９，図１０に示す例では、着目配線パターンである配線パターン２３を除く、残りの２本の配線パターン２２，２４を合わせたパターンである。

ステップＳ１２の処理が実行されると、図９（Ｃ），図１０（Ｃ）に示すオアパターン１４が求められる。

次に、「着目配線パターン」の「ネガパターン」（図９（Ｂ），図１０（Ｂ）に示すネガパターン１３）の面積Ｄ１と「オアパターン」（図９（Ｃ），図１０（Ｃ）示すオアパターン１４）の面積Ｄ２が求められる（ステップＳ１３、Ｓ１４）。

次いで、それらネガパターンの面積Ｄ１とオアパターンの面積Ｄ２が比較される（ステップＳ１５；図９（Ｄ），図１０（Ｄ）参照）。それらの面積Ｄ１，Ｄ２が互いに一致するときは重なりなしと判定され（ステップＳ１６）、不一致のときは重なりありと判定される(ステップＳ１７)。この判定結果は、図１に示すコンピュータ１００の表示画面１０２Ａ上に表示される。

このように、この重なり判定処理は、配線パターンどうしの重なりの有無の判定にも有効であり、一本の着目配線パターンを除く複数本の配線パターンを１つのパターンとみなして、着目配線パターンとの重なりの有無を判定することができる。

図１１，図１２は、配線パターンの別の例を示す図である。図１１は正常に配線された場合、図１２は配線ミスがあった場合である。

ここでは図１１（Ａ），図１２（Ａ）に示すようにプリント基板１０上に３本の配線パターン２５，２６，２７が配置されている。図１２（Ａ）の場合、２本の配線パターン２５，２６に重なりがある。ここでは配線パターン２５が「着目配線パターン」として選ばれたものとする。

図８のステップＳ１１では、「着目配線パターン」である配線パターン２５のネガパターン１３（図１１（Ｂ），図１２（Ｂ））が求められる。また、ステップＳ１２ではオアパターン１４（図１１（Ｃ），図１２（Ｃ））が求められる。

ステップＳ１３，１４では、ネガパターン１３（図１１（Ｂ），図１２（Ｂ））の面積Ｄ１とオアパターン１４（図１１（Ｃ），図１２（Ｃ））の面積Ｄ２が求められる。

ステップＳ１５では、それらの面積Ｄ１，Ｄ２の一致不一致が判定される（図１１（Ｄ），図１２（Ｄ））。それらの面積Ｄ１，Ｄ２が一致するときは重なりなし（ステップＳ１６）、不一致のときは重なりあり(ステップＳ１７)と判定される。

この判定結果は、図１に示すコンピュータ１００の表示画面１０２Ａ上に表示される。

このように、上記の実施形態によれば、電力供給用のパターンや配線パターンなどの重なりの有無を、大きくまとめたパターンで一気に判定することができる。このため、効率的な重なりチェックが可能である。

尚、上記の実施形態では、プリント基板全域を関心領域としたものであるが、プリント基板上の特定の領域について上記と同様の処理を行なうことにより、その特定の領域内のパターンについて重なりの有無をチェックすることができる。

１０ プリント基板
１１，１２ 電力供給用のパターン
１３ ネガパターン
１４ オアパターン
２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７ 配線パターン
２１ａ，２１ｂ 線分
１００ コンピュータ
１０１ 装置本体
１０２ 画像表示装置
１０２Ａ 表示画面
１０３ キーボード
１０４ マウス
１１０ ＣＤ−ＲＯＭ
２００ 重なり判定プログラム
２１０ データ取得部
２２０ ネガパターン生成部
２３０ オアパターン生成部
２４０ 重なり判定部
３００ 重なり判定装置
３１０ データ取得部
３２０ ネガパターン生成部
３３０ オアパターン生成部
３４０ 重なり判定部

Claims (9)

1. 関心領域内に配置された複数のパターンの重なりの有無をデータ上で判定する重なり判定方法であって、
   前記関心領域全域から、重なりの有無の判定対象となる２つのパターンのうちの第１のパターンが占める領域を除いた領域からなるネガパターンを生成する工程と、
   前記関心領域の、前記ネガパターンが占める領域と前記２つのパターンのうちの第２のパターンが占める領域との双方の領域からなるオアパターンを生成する工程と、
   前記ネガパターンの面積と前記オアパターンの面積との一致および不一致を判定する工程と、
   を有することを特徴とする重なり判定方法。
2. 前記２つのパターンのうちの一方が電力供給用のパターンであり、他方が配線パターンであることを特徴とする請求項１記載の重なり判定方法。
3. 前記２つのパターンが、いずれも配線パターンであることを特徴とする請求項１記載の重なり判定方法。
4. 関心領域内に配置された複数のパターンの重なりの有無をデータ上で判定する重なり判定装置であって、
   前記関心領域内に配置された複数のパターンを表わすデータを取得するデータ取得部と、
   前記関心領域全域から、重なりの有無の判定対象となる２つのパターンのうちの第１のパターンが占める領域を除いた領域からなるネガパターンを生成するネガパターン生成部と、
   前記関心領域内の、前記ネガパターンが占める領域と前記２つのパターンのうちの第２のパターンが占める領域との双方の領域からなるオアパターンを生成するオアパターン生成部と、
   前記ネガパターンの面積と前記オアパターンの面積との一致および不一致を判定する判定部とを備えたことを特徴とする重なり判定装置。
5. 前記２つのパターンのうちの一方が電力供給用のパターンであり他方が配線パターンであることを特徴とする請求項４記載の重なり判定装置。
6. 前記２つのパターンが、いずれも配線パターンであることを特徴とする請求項４記載の重なり判定装置。
7. 関心領域内に配置された複数のパターンの重なりの有無をデータ上で判定するコンピュータに、
   前記関心領域内に配置された複数のパターンを表わすデータを取得する機能、
   前記関心領域全域から、重なりの有無の判定対象となる２つのパターンのうちの第１のパターンが占める領域を除いた領域からなるネガパターンを生成する機能、
   前記関心領域内の、前記ネガパターンが占める領域と前記２つのパターンのうちの第２のパターンが占める領域との双方の領域からなるオアパターンを生成する機能、及び
   前記ネガパターンの面積と前記オアパターンの面積との一致および不一致を判定する機能、
   を実現させるための重なり判定プログラム。
8. 前記２つのパターンのうちの一方が電力供給用のパターンであり他方が配線パターンであることを特徴とする請求項７記載の重なり判定プログラム。
9. 前記２つのパターンが、いずれも配線パターンであることを特徴とする請求項８記載の重なり判定プログラム。

Images