JP6993011B2 - 画像生成装置、測定補助システム、画像生成方法およびプログラム - Google Patents
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Description
図1は、実施形態に係る測定補助システムの装置構成の例を示す概略構成図である。図1に示す構成で、測定補助システム1は、撮像装置11と、画像生成装置12と、表示装置13とを備える。また、図1には、基板910と、測定装置920と、設計情報提供装置930とが示されている。測定装置920は、測定装置本体921と、プローブ922とを備える。
以下では、測定対象が信号である場合を例に説明するが、電源電圧を測定する場合など、測定対象が信号以外である場合にも、測定補助システム1を用いることができる。
ただし、測定補助システム1が、撮像装置11に代えて基板910の位置を検出するセンサを備えるようにしてもよい。この場合、表示装置13が、透過型スクリーンを備え、画像生成装置12が、透過型スクリーン上で基板910が見える位置に合わせて(したがって、測定者が基板910の実物を見た像に合わせて)、プローブを当てる箇所の候補の位置、およびその位置に関する情報を表示するようにしてもよい。
上記のように、表示装置13が、透過型スクリーンを備えていてもよい。
測定装置920は、電気的特性を測定する装置である。プローブ922は、基板910の測定箇所に当てられ、測定箇所の電気を測定装置本体921に導通させる。測定装置本体921は、プローブ922を用いて導通される測定箇所の電気に基づいて、測定箇所における電気的特性値を算出する。
測定装置920が測定する電気的特性は、例えば、測定装置920が、電流、電圧、電力、電力量、周波数、位相または位相差、波形、通電の有無、あるいはこれらの組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。
設計情報提供装置930は、基板910の設計時に用いられるCAD(Computer Aided Design)システムであってもよいが、これに限定されない。
記憶部170は、各種データを記憶する。記憶部170は、画像生成装置12が備える記憶デバイスを用いて構成される。
対象物位置検出部181は、拡張現実画像における基板910の位置を検出する。例えば、対象物位置検出部181が、撮像装置11の撮像画像にパターンマッチング処理を適用して、撮像装置11の撮像画像から基板910の画像を検出し、撮像装置11の撮像画像における基板910の画像の位置を算出するようにしてもよい。対象物位置検出部181が用いるパターンマッチングアルゴリズムとして、公知のアルゴリズムを用いることができる。
対象物位置検出部181は、対象物位置検出手段の例に該当する。
経路情報取得部182は、経路情報取得手段の例に該当する。
候補位置算出部183は、候補位置算出手段の例に該当する。
そして、経路長判定部184は、部品パッドおよびヴィアの各々について、受端からの電気経路長が、予め定められた閾値である許容経路長以下か否かを判定する。
許容経路長の値については、例えば測定者が予め画像生成装置12に入力しておくようにしてもよい。
経路長判定部184は、経路長判定手段の例に該当する。
例えば、ある部品パッドまたはあるヴィアにおける測定対象の信号がシングルエンド信号である場合、距離判定部185は、その部品パッドまたはヴィアと、GND(Ground、グラウンド)の位置との距離が、プローブ922の信号ピンとGNDピンとの距離を調整可能な範囲として予め定められた範囲内か否かを判定する。ここでいうGNDの位置は、GNDにプローブを当てることが可能な位置である。
測定対象の信号が差動信号であり、プローブ922として差動プローブが用いられる場合、例えば、測定者が、プローブ922の差動プローブ信号ピンと信号ピンとの間の距離の許容範囲を、画像生成装置12に入力しておくようにしてもよい。
距離判定部185は、距離判定手段の例に該当する。
例えば、経路情報取得部182が取得する情報に、基板910に設けられる部品の位置および寸法の情報が含まれていてもよい。そして、空間判定部186が、部品の位置および寸法の情報に基づいて、プローブ922をある部品パッドまたはあるヴィアに当てる際に、部品が邪魔になってプローブ922を当てられない事態の有無を判定するようにしてもよい。
プローブ922の外形寸法については、例えば測定者が画像生成装置12に予め入力しておくようにしてもよい。
空間判定部186は、空間判定手段の例に該当する。
図3の例で、基板910に設けられるふたつの部品911の間に観測点候補P11とGND点P12とが位置している。観測点候補P11およびGND点P12は、いずれも電気測定箇所候補の例に該当する。
しかしながら、部品911の位置とプローブ922のプローブ本体923の位置とが領域A11で重なっている。したがって、図3に示されるように、電気測定箇所候補にプローブピンを接触させるようにプローブ922を配置することはできない。
図4の例で、基板910に設けられるふたつの部品911の間に観測点候補P21とGND点P22とが位置している。観測点候補P21およびGND点P22は、いずれも電気測定箇所候補の例に該当する。
図4の例では、図3の例の場合と部品911の寸法が異なっており、プローブ922の位置と部品911の位置とが干渉していない。このため、図4に示されるように、電気測定箇所候補にプローブピンを接触させるようにプローブ922を配置することができる。
空間判定部186は、例えば、図3および図4に例示されるような、プローブ922の位置と部品911の位置との干渉の有無を判定する。
例えば、基板910の表面と裏面とが定められており、基板910の部品パッドおよびヴィアの各々が表面に位置するか裏面に位置するかの情報が、経路情報取得部182が取得する電気経路の情報に含まれていてもよい。そして、面判定部187が、撮像装置11が撮像している基板910の面が表面か裏面かを判定し、基板910の部品パッドおよびヴィアの各々が、撮像装置11が撮像している面(拡張現実画像に示される面)に含まれるか否かを判定するようにしてもよい。
面判定部187は、面判定手段の例に該当する。
例えば、優先度決定部188が、基板910の電気経路を流れる信号毎に、その信号を測定可能な部品パッドおよびヴィアのうちプローブ922を当てることが可能なもののうち、その信号の受端からの電気経路長が最も短いものの優先度を、他のものの優先度よりも高い優先度に決定するようにしてもよい。
あるいは、優先度決定部188が、基板910の電気経路を流れる信号毎に、その信号を測定可能な部品パッドおよびヴィアの各々の各々について、その信号の受端からの電気経路長が短い順に優先順位を付けるようにしてもよい。
優先度決定部188は、優先度決定手段の例に該当する。
画像生成部189は、画像生成手段の例に該当する。
図5は、経路長判定部184、距離判定部185、空間判定部186および面判定部187の各々の判定結果示す文字列の例を示す図である。
ここでいう現在の基板面は、基板910の面のうち、仮想現実画面に示される面である。すなわち、ここでいう現在の基板面は、撮像装置11が撮像している面である。
観測点候補P2は、空間判定部186の判定における条件を満たしていない。このため、画像生成部189は、観測点候補P2の名称を「NG2」に決定している。ここでは「2」は、観測点候補を識別するための識別番号として予め定められている番号である
図7は、画像生成部189が生成する拡張現実画像の第2の例を示す図である。図7は、測定対象の信号を測定可能な観測点候補がない場合の例を示している。画像生成部189は、「観測点なし」とのメッセージの表示を拡張現実画像に付加している。
図8は、画像生成部189が生成する拡張現実画像の第3の例を示す図である。図8は、測定対象の信号を測定可能な観測点候補が、基板910の現在の面と反対の面にのみある場合の例を示している。画像生成部189は、「反対面」とのメッセージの表示を拡張現実画像に付加している。
あるいは、測定者が、キーボードを用いて測定対象の信号の信号名を入力するなど、拡張現実画像上の観測点候補を選択する方法以外の方法で、測定対象の信号を指定するようにしてもよい。
図10は、画像生成装置12が観測点候補の位置の表示を含む拡張現実画像を生成する処理手順の例を示すフローチャートである。
図10の処理で、対象物位置検出部181は、拡張現実画像における基板910の位置を算出する(ステップS101)。例えば、上述したように、対象物位置検出部181は、撮像装置11の撮像画像における基板910の位置を算出する。
ステップS103の後、画像生成装置12は、図10の処理を終了する。
次に、候補位置算出部183は、ステップS201で検出した観測点候補毎に、その観測点候補で測定可能な信号の信号名を特定する(ステップS202)。経路情報取得部182が取得する電気経路の情報に、各観測点候補で測定可能な信号の信号名の情報が含まれ、候補位置算出部183が、電気経路の情報から信号名の情報を取得するようにしていてもよい。
ステップS205の後、画像生成装置12は、図11の処理を終了する。
図12の処理で、候補位置算出部183は、測定対象の信号を特定する(ステップS301)。上述したように、表示装置13が表示する拡張現実画像上で、測定者が観測点候補の何れかを選択する操作を行い、候補位置算出部183が、選択された観測点候補で測定可能な信号を、電気経路の情報から読み出すようにしてもよい。
ループL11の処理で、制御部180(例えば、経路長判定部184または優先度決定部188)は、受端から対象観測点候補までの電気経路長を算出する(ステップS312)。制御部180が、電気経路の情報から電気経路長を読み出すようにしてもよい。
次に、制御部180は、ループL11の終端処理を行う(ステップS314)。具体的には、制御部180は、ステップS302で特定した全ての観測点候補について、ループL11の処理を行ったか否かを判定する。まだループL11の処理を行っていない観測点候補があると判定した場合、処理がステップS311に戻り、制御部180は、まだループL11の処理を行っていない観測点候補に対して、ループL11の処理を行う。
ステップS314でループL11を終了した場合、制御部180は、ステップS302で特定された観測点候補のうち、測定対象の信号を測定可能な条件を満たす観測点候補の有無を判定する(ステップS321)。例えば、制御部180は、図5の項目2から4に例示される条件を満たす観測点候補の有無を判定する。
ステップS361の後、画像生成装置12は、図12の処理を終了する。
条件を満たす観測点候補が現在の面にはないと判定した場合(ステップS331:NO)、画像生成部189は、図8に例示されるように、測定対象の信号を測定可能な観測点候補が、基板910の現在の面と反対の面にのみある旨のメッセージを付加した拡張現実画像を生成し、表示装置13に表示させる(ステップS351)。
ステップS351の後、画像生成装置12は、図12の処理を終了する。
そして、画像生成部189は、判定結果の表示を拡張現実画像に重畳する(ステップS351)。具体的には、画像生成部189は、図6に例示されるように、観測点候補の位置の表示に、その観測点候補に関する情報の表示を付加した拡張現実画像を生成し、表示装置13に表示させる。例えば、画像生成部189は、観測点候補の位置の表示に、ステップS313での判定結果の表示、および、ステップS341で算出した優先度の表示を付加した拡張現実画像を生成する。
ステップS342の後、画像生成装置12は、図12の処理を終了する。
図13の処理で、距離判定部185は、観測点候補間の距離が所定の閾値以下か否かを判定する(ステップS401)。ステップS401の処理は、上述した、距離判定部185が、複数の電気測定箇所候補間の距離が、複数のプローブピン間の距離の許容範囲内か否かを判定する処理の例に該当する。
ステップS421の後、画像生成装置12は、図13の処理を終了する。
ステップS422の後、画像生成装置12は、図13の処理を終了する。
対象観測点候補が現在の基板面にあると判定した場合(ステップS412:YES)、画像生成部189は、判定結果を示す文字列を「CO*」とする(ステップS423)。
ステップS423の後、画像生成装置12は、図13の処理を終了する。
ステップS424の後、画像生成装置12は、図13の処理を終了する。
ステップS425の後、画像生成装置12は、図13の処理を終了する。
ステップS426の後、画像生成装置12は、図13の処理を終了する。
これにより、測定者は、画像生成部189が生成する拡張現実画像を参照して電気測定箇所候補の位置を把握する際、受端からの電気経路長に基づく優先度に応じて電気測定箇所候補を選択することができる。例えば、測定者は、測定対象の信号を測定可能な電気測定箇所候補のうち、受端からの電気経路長が最も短い電気測定箇所候補選択することができる。これにより、測定者が比較的高精度に信号を測定できることが期待される。
これにより、測定者は、画像生成部189が生成する拡張現実画像を参照して、電気経路長が許容経路長以下の電気測定箇所候補の位置を把握し、何れかの電気測定箇所候補にプローブ922を当てて測定を行うことができる。これにより、測定者が比較的高精度に信号を測定できることが期待される。
これにより、測定者は、画像生成部189が生成する拡張現実画像を参照して電気測定箇所候補の位置を把握する際、プローブピン間の距離の条件を満たさず測定を行えない電気測定箇所候補を除外して位置を把握することができる。これにより、測定者が測定を行えない可能性を軽減することができる。
これにより、測定者は、画像生成部189が生成する拡張現実画像を参照して電気測定箇所候補の位置を把握する際、プローブ922配置可能な空間を確保できず測定を行えない電気測定箇所候補を除外して位置を把握することができる。これにより、測定者が測定を行えない可能性を軽減することができる。
これにより、測定者は、画像生成部189が生成する拡張現実画像を参照して電気測定箇所候補の位置を把握する際、基板910を裏返さずにプローブ922を当てることができる電気測定箇所候補の位置を把握することができる。この点で、測定者は、効率よく迅速に測定を行うことができる。
しかしながら、この場合、観測点をマーキングした後、波形観測など信号測定を行う際に、選択しマーキングした観測点の周辺の部品の実装間隔または高さ等によって、プローブを設置するスペースがないこと、または、グランド位置がプローブ形状と合わないことが判明することがある。その場合、測定者が再度、観測点の確認および選定し、マーキングし直す必要がある。
かかる構成で、対象物位置検出部511は、拡張現実画像における対象物の位置を検出する。経路情報取得部512は、対象物における電気経路の情報を取得する。候補位置算出部513は、拡張現実画像における対象物の位置と、電気経路の情報とに基づいて、拡張現実画像における対象物の電気測定箇所候補の位置を算出する。画像生成部514は、対象物の電気測定箇所候補の位置の表示を含む拡張現実画像を生成する。
対象物位置検出部511は、対象物位置検出手段の例に該当する。経路情報取得部512は、経路情報取得手段の例に該当する。候補位置算出部513は、候補位置算出手段の例に該当する。画像生成部514は、画像生成手段の例に該当する。
対象物位置検出部522は、対象物位置検出手段の例に該当する。経路情報取得部523は、経路情報取得手段の例に該当する。候補位置算出部524は、候補位置算出手段の例に該当する。画像生成部525は、画像生成手段の例に該当する。
図17に示す構成で、コンピュータ700は、CPU(Central Processing Unit)710と、主記憶装置720と、補助記憶装置730と、インタフェース740とを備える。
また、CPU710は、プログラムに従って、記憶部170に対応する記憶領域を主記憶装置720に確保する。
通信部110による通信は、インタフェース740が通信機能を有し、CPU510の制御に従って通信を行うことで実行される。
「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
11 撮像装置
12、510、521 画像生成装置
110 通信部
170 記憶部
180 制御部
181、511、522 対象物位置検出部
182、512、523 経路情報取得部
183、513、524 候補位置算出部
184 経路長判定部
185 距離判定部
186 空間判定部
187 面判定部
188 優先度決定部
189、514、525 画像生成部
13、526 表示装置
910 基板
920 測定装置
921 測定装置本体
922 プローブ
930 設計情報提供装置
Claims (8)
- 拡張現実画像における対象物の位置を検出する対象物位置検出手段と、
前記対象物における電気経路の情報を取得する経路情報取得手段と、
前記拡張現実画像における前記対象物の位置と、前記電気経路の情報とに基づいて、前記拡張現実画像における前記対象物の電気測定箇所候補の位置を算出する候補位置算出手段と、
前記電気経路における測定対象信号の受端から複数の前記電気測定箇所候補の各々までの電気経路長に基づいて、前記電気測定箇所候補の優先度を決定する優先度決定手段と、
前記対象物の電気測定箇所候補の位置の表示、および、前記優先度の表示を含む前記拡張現実画像を生成する画像生成手段と、
を備える画像生成装置。 - 前記電気経路における測定対象信号の受端から前記電気測定箇所候補までの電気経路長が、所定の許容経路長以下か否かを判定する経路長判定手段を備え、
前記画像生成手段は、前記電気経路長が前記許容経路長以下か否かの判定結果の表示を含む前記拡張現実画像を生成する、
請求項1に記載の画像生成装置。 - 複数の電気測定箇所候補間の距離が、複数のプローブピン間の距離の許容範囲内か否かを判定する距離判定手段を備え、
前記画像生成手段は、前記電気測定箇所候補間の距離が、前記プローブピン間の距離の許容範囲内か否かの判定結果の表示を含む前記拡張現実画像を生成する、
請求項1または請求項2に記載の画像生成装置。 - 前記電気測定箇所候補にプローブピンを接触させるようにプローブを配置可能な空間の有無を判定する空間判定手段を備え、
前記画像生成手段は、前記空間の有無の判定結果の表示を含む前記拡張現実画像を生成する、
請求項1から3の何れか一項に記載の画像生成装置。 - 前記電気測定箇所候補が前記対象物の複数の面のうち前記拡張現実画像に示される面に含まれるか否かを判定する面判定手段を備え、
前記画像生成手段は、前記電気測定箇所候補が前記対象物の複数の面のうち前記拡張現実画像に示される面に含まれるか否かの判定結果の表示を含む前記拡張現実画像を生成する、
請求項1から4の何れか一項に記載の画像生成装置。 - 画像生成装置と表示装置とを備え、
前記画像生成装置は、
拡張現実画像における対象物の位置を検出する対象物位置検出手段と、
前記対象物における電気経路の情報を取得する経路情報取得手段と、
前記拡張現実画像における前記対象物の位置と、前記電気経路の情報とに基づいて、前記拡張現実画像における前記対象物の電気測定箇所候補の位置を算出する候補位置算出手段と、
前記電気経路における測定対象信号の受端から複数の前記電気測定箇所候補の各々までの電気経路長に基づいて、前記電気測定箇所候補の優先度を決定する優先度決定手段と、
前記対象物の電気測定箇所候補の位置の表示、および、前記優先度の表示を含む前記拡張現実画像を生成する画像生成手段と、
を備え、
前記表示装置は、前記拡張現実画像を表示する、
測定補助システム。 - 拡張現実画像における対象物の位置を検出する工程と、
前記対象物における電気経路の情報を取得する工程と、
前記拡張現実画像における前記対象物の位置と、前記電気経路の情報とに基づいて、前記拡張現実画像における前記対象物の電気測定箇所候補の位置を算出する工程と、
前記電気経路における測定対象信号の受端から複数の前記電気測定箇所候補の各々までの電気経路長に基づいて、前記電気測定箇所候補の優先度を決定する工程と、
前記対象物の電気測定箇所候補の位置の表示、および、前記優先度の表示を含む前記拡張現実画像を生成する工程と、
を含む画像生成方法。 - コンピュータに、
拡張現実画像における対象物の位置を検出する工程と、
前記対象物における電気経路の情報を取得する工程と、
前記拡張現実画像における前記対象物の位置と、前記電気経路の情報とに基づいて、前記拡張現実画像における前記対象物の電気測定箇所候補の位置を算出する工程と、
前記電気経路における測定対象信号の受端から複数の前記電気測定箇所候補の各々までの電気経路長に基づいて、前記電気測定箇所候補の優先度を決定する工程と、
前記対象物の電気測定箇所候補の位置の表示、および、前記優先度の表示を含む前記拡張現実画像を生成する工程と、
を実行させるためのプログラム。
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