JPS63163978A - プリント配線パターンの穴マーク読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は図形の読み取り装置、特にプリント基板の部品
実装部及びスルーホール用の穴を明ける数値制御穴明は
機用のテープ作成に使用される自動図形読み取り装置に
関するものである。

現在、プリントパターン設計時にあらかじめ部品実装用
又はスルーホール用の穴に関して数値化されているもの
は極めて少数で、大部分のプリントパターンにおいては
、穴読み取り装置を用いて、フイルムソート上に作成き
れたプリントパターンを手動で読み取っている。

従来の穴読み取り装置げ、叙上り如く、手動操作である
九めに作業員がｌヶ１ヶの穴を拡大鏡等で目視し、拡大
ｆｉＫついている十字線マークの中心に穴の中心かくる
ようにハンドル操作ＫＬつて、プリントパターンがのっ
ている移動台又に光学系を移動し、中心が合致した時、
計算機等の制御装置へ穴の座標読み取り及び穴径の指令
を行うものである。

上記の従来装置では、作業員が１ケ１ケの穴を合わせる
友めに作業員に多大な疲労を与え、それに伴なって穴の
読み取り誤り、あるいは穴の読み取り見逃し等を誘発す
る欠点が６６゜特にプリントパターン技術の向上及び笑
装部品の小型化に伴ない、プリント基板の実装密度は益
々増加の傾向にろり、その丸め手動操作では能力的にも
、精神的にも限界にきている。ま友、作業員が拡大鏡の
十字線マークの中心に対し工、穴の中心を合わせる方法
でに、穴径ｔＭ、み取る能力はｒｘ　＜、したがって、
わらかしめ穴径の種類ごとに色別のマーク全フィルムシ
ート状のプリントパターンに付けておく必要があり、穴
試み取り作業前に前作菌が必要でろり、それに要する時
間も無視できない欠点がめろ。

不発明は上記の欠点を除去するためＫ、図形読み取り作
業を簡単なパターン認ｌ！ｉｉｌ！を導入することによ
って、自動化した固形読み取りｆ２置を提供するもので
ある。

本発明は、諸口形の読み取１１）Ｋ広く利用できるが、
プリントパターンの読み取りに限定してみ次場合対象の
穴を含む図形全撮像素子等で走査し、その画像信号から
穴の先端位置及び後端位置から穴の存在する領域を検出
しその領域内で穴の中心座標及び穴径を演算することｔ
−ｑ！ｆｍとする。

本発明をプリントパターンの読み取りに利用し友実施例
について図面を参照して以下詳細な説明をする。

第１図は不発明による図形読み取り装置の構成を示す概
略図である。対象図形が形成されているシート１が一次
元又は二次元的に移動可能な移動台２の上に載置されて
いるや対象図形は第２図に示すように１パタ一ン部１α
が黒、穴部を含めてその他の部分１ｂが透明になってい
る。移動台２Ｉ１１駆動部３によって駆動部れ、二次元
的に移動する場合には、互いに直角方向に２ケの駆動部
３を設ける。

シート１に対向してシートに形成されている対象図形を
光学的に読み取る撮像部４が懸架される。撮像部４Ｆｉ
−次元フオドダイオードアレー、二次元フォトダイオー
ドアレー又は撮像管等の光電変換素子で構成されており
、光学ｅＫは対象図形の読み取り時の倍率を決めるレン
ズ系が用いられている。更に、光源部５２！ｉ−設けて
撮像部４の視野内に一様な照明元金与える。光源部５Ｆ
ｉ、第１図では対象図形から元が反射するよう１１Ｍ成
されているが、対象図形からの透過光を検出するように
構成してもよい。撮像部４には処理装置６が接続され、
撮像都令で得られる対象図形の光電変換信号を処理し、
対象図形の特徴量を認識するもので、不発明の主要病成
璧累であり、第３図の機能回路から構成されている。

第３図において、処理装置は対象図形の先端位置検出回
路１０と後端位置検出回路１１を含んでいる。先端位置
検出回路１０は、第４図に示す工うに、■の不向５悼像
部４ヶ電気的に走査し、■の方向上は移動台２を一定の
速度で移動することにより垂直方向の走査を行なうこと
により、対象図形の先端位置を点■で検出する。後端位
置検出回ｊｆ５１１Ｆｉ第４図の点■で後堪位置全検出
する。先端及び後端位置検出回路１０．１１の詳細を第
５−に示す。

第５図に、不発明による自動図形読み取り装置における
対象図形の先端位置及び後腐位置を求める一実施例であ
る。第６図は上記実施例を説明するためのタイムチャー
トである。

第５［Ｉにおいて、撮像部４の出力を増幅器３０で所定
のレベルまでに増幅し、スライス回路３１によってディ
ジタル信号に変換される。このスライス回路３１の出力
信号にシフトレジスタ〜３２で所定の水平走査分だけ遅
延され、スライス回路３１０次の走査出力■と共ＫＡＮ
Ｄ回路３３へ入力されろ。信号■はｉｌｌの計数回路３
８へ水平走査方向クロック信号と共に人力され、対象図
形のパターン部以外の部分の幅が計数される。第２の計
数回路４１は、ＡＮＤ回路′３３の出力信号■が“１′
となる幅を計数する。この第１及び第２の計数回路の内
容は、信号■の立下りで発生されるＭｌのトリカー発生
回路３４の出力信号■によって読み出される。第１の計
数回路３８の計数内容は、後に第７図に関遅して説明す
るように検出誤りを除去するために、第１の設定器４０
によって設定される値と第ｌの比較器３９で比較される
。第２の計数回路４１の出力■は第１の零検出回路４２
へ入力され、零検出が行なわれる。第１及び第２の計数
回路３８．４１は第１のトリガー信号終了で発生される
第２のトリガー発生回路３５の出力信号■によってクリ
アされる。

対象図形の先端位置検出の条件は、第６図（α）に示す
ように、前の水平走査において、パターン部（黒い部分
）を走査し、現在の水平走査において、穴部に相当する
透明部が走査されｆｃ場合である。即ち、第５図におい
て、現在の水平走査における内容が人つ−ている第１の
計数回路３８の出力信号■が所定の値以上で、かつ前の
水平走査における内容が入っている第２の計数回ＩＮ！
＋１が零の場合に大の先端位置検出が第２のＡＮＤ（ｇ
Ｊ路４８によって求められる。第７図に示すように対象
図形である穴でない場合にも、Ｉ＠２のＡＮＤＩＥｊＪ
路４８から出力信号が出る可能性も考えられるが、ＷＩ
Ｊｌの設定Ｉ４０の設定Ｍｔ−穴径及び垂直方向の走査
速度を加味して決定すれば何等問題を生じない。

対象図形の後端位置の検出に、次のように行なわれる。

シフトレジスター３２の出力信号■は水平走査方向のク
ロック信号と共に第３のｌＩ″ｉ数回路４３へ入力され
、対象図形のパターン部以外の部分の幅が計数嘔れる。

？４４の計数１！２回路！６ｆｉ第２の計数回路冬１と
同僚に第１のＡＮＤ回路３３の出刃傷号■力いｌ＃とな
る＠を計数する。第３及び第４の計数回路の内容は、信
号■の立下りで発生される第、３のトリカー発生回路３
７の出力信号ＯＫよって読み出され、第３の計数回路４
３Ｆｉ、第２の設定器４５によって設定される値と第２
の比較器４尋で比較される。第４の計数回路４６の出力
のは第２の零検出回路４７へ入力され、零検出が行なわ
れる。第３及び第４の計数回路４３．４６は、第３のト
リガー発生回路出力信号■の終了で発生される第４のト
リガー発生回路３６の出力信号■によってクリアされる
。対象図形の後端位置検出の条件（グ、第６図＜ｂ＞に
示すように、現在の水平走査においてパターンａを走査
している時に１前の水平走査において穴部に相当する透
明部が走査された場合でおる、即ち、第５図において、
前の水平走査における内容が入っている第３の計数回路
４３の出力信号のが所定の値以上で、かつ現在の水平走
査における内容が入っている第４の計数回路４６が零の
場合に穴の後腐位置検出が第３のＡＮＤ口路４９に工っ
て求められる。

先端位置検出回路１０と後端位置検出回路１．１の出力
は第３図に示すように領域検出回路１２に与えられる。

対象図形の領域検出回路の詳細を第８図に示す。

第８図において、フリップフロップ２０は対象自形先端
位置検出回路１０の出力でセットされ、対象図形後端位
置検出回路１１の出力でリセットされるもので、フリッ
プ７０ツブ２０の出力は対象図形の垂直方向の領域を規
定するものである。

水平走査方向のクロック信号を計数する計数回路２２は
、撮像部４とその解像度で決まるクロック数寸で計数さ
れるとリセットされ、撮像部４内でのｌ水平走査が完了
し、次の水平走査が開始される。第４図に示す点■にお
い工対象図形の先端位ｗＬｔ検出す・５と、フリップフ
ロップ２０の出力は”１　”とｆｆ１）、７５３時にト
リ刀−回路２１からのトリガーパルス信号によって、そ
の時の計数回路２２の出力が記憶回路２３に記憶される
。即ち、記憶回路２３には、ｉ＠４図に示す対象図形の
先端位置■の水平走査方向の座標Ｘに相当する計数値が
記憶されることになる。比較回路２４で、対象図形の先
端位置の水平方向の座標と、計数回路２２の出力とを比
較することにより、対象図形の先端位置を検出後、後続
の各水平走査において、先端位置■の水平方向の座標Ｘ
と等しい位置まで走査されたことを検出する。フリップ
フロップ２５は比較回路２４の出力でセットされ、画像
信号の立下りでリセットされ、対象図形の水平方向の領
域の後−を規定するものである。即ち、領域検出回路１
２に！つて、対象図形の水平方向及び垂直方向の領域を
規定し、その領域内の画像信号から特徴抽出回路１３に
１って、対象図形のｔｖｆ微量である。中心座標及び゛
大きさ等を求める。

７Ｊ！Ｊ９図は本発明による自動図形睨み取り装置にお
ける特徴抽出全行ｒｌう回路の一実施例である。

対象図形の先端位置が検出さｎてから後端位置が検出さ
れるまでの各水平走査において、第８図の７リツプフロ
ツブ２５の出力信号と第５図の第１のトリガー発生回路
出力信号■との論理積金回路５０で求め、七の出力信号
をクロックとして第８図の計数回路２２０出力１１のレ
ジスター５１に記憶する。レジスター５１の出力信号は
第１の最大値検出回路口２１Ｃよって対象図形の水平方
向の最大後端位置が求められる。さらに％　ＡＮＤ（ｇ
回路５０の出力信号全クロックとして第５図の第１の計
数回路３８の出力を第２のレジスター５３へ記憶し、第
２の最大値検出回１３５４によって対象図形の水平方向
の最大幅が求められろ。最大後端位置（第１０１ｍのＸ
ｍα２）及び最大幅（第１０図のＷ！ｅｍａｗ　）の情
報は演算苑地ｉ＊ａｂへ入力され、対象図形の水平方向
の中心座標（Ｘｃｌ　　を（１１式に裏って求める。

このとき原点？Ｉ：Ｘｏ　　とし、原点Ｘｏ　　からｉ
Ｕ！２１目の移動台−１７′ｃに光学系をＸ方向に間欠
移動する移動ｆをＸｔ　　とすると、ｉ回目のＸ方向の
間欠移動後の対象図形の水平方向の中心座標Ｘｅ　　に
、 工 ＸＣ”：　Ｘｍａｚ−ＴＷｔｔｐｃａｚ＋ΣＸｉ…曲曲
（ＩＪ一方、垂直方向の情報は、計数回路５６で移動台
２の駆動部３のパルス入力を計数し、その（支）力信号
ｔｌ″第８図のトリカー発生回路２１の出力信号にクロ
ックとして第３のレジスター回路５７へ記憶し、演３！
装［５５へ入力される。計数回路５８で第８図のフリッ
プフロップ２０の出カイｇｇが”ｌ″の間部動部３のパ
ルス入力を計数し、出力信号（第１０図ＷＶＩを侍る。

第８図の７リツプフロツプ２０の出力が１１＃から″０
”へ変化する時点で作動するトリカー発生回路５９の出
カイぎ号？クロックとして第４のレジスター回路６０へ
記憶し、これｔ演算処理装置５５へ入力して、対象図形
の＠直方向の中心座標Ｙｃ　　が（２］式に工って求め
られる。

Ｙｃ　＝Ｙ＋　ｚ　Ｗｙ　　　　　　　・・・・・・・
・・・・・・・・（２）即ち、対象図形の中心座標及び
大ささを求めることができる。

さらに、第９図の第２の最大値検出回路５４の出力Ｗｚ
　ｍａπと計数回路５８の出力ｗｙからｌ　ｗｚ惧ａπ
−Ｗｔ　ｌ　を演算する。

ｌＷｚｍａｚ−）Ｆｙｌ≦ａ・−−曲−・−−・…（３
）ただし、αはあらかじめ設定嘔れた値 この（３）弐ｋ　ｒ’ｐｌｚ足する時、対象図形が円で
あると判定する回路を特徴迫出１ｇｌ路へ含めることが
可能でるる。

さらＫＨ１第８図のフリップフロップ回路２０、トリカ
ー発生回路２１、記憶回路２３、比較回路２４、フリッ
プフロップ２５、第９図のＡＮＤ回路５０、ｉｌのレジ
スター回路５１、第１の最大値検出回路５２、第２のレ
ジスター回路５３、第２の最大値検出回路５４、第３の
レジスター回路５７、計数回路５８、トリカー発生回路
５９、第４のレジスター回路６０を複数個設けることに
より、水平走査方向に同時に複数個の対象図形を検出す
ることが可能である。

第１１図は不発明による自動図形読み取り装置における
撮像部の有効視野の重なりｔ’を求める手段の一実施例
である。自動読み取り装置ｉｉｔ用いて、プリントパタ
ーンの全ｒｋＪヲ走査し℃、対象の穴の中心座標及び穴
径を読み取る場合、一般には、撮像部の有効視野の大き
さに比較してプリントパターンが形成されているフィル
ムシートの大きさの方が大きく、したがって撮像素子が
有する電気的走査の他に機械的な走査を付加する公安が
ある。機械的な走査が間欠的に行なわれる場合には、あ
る対象図形が撮像部の有効視野の中に完全に入っている
ような走査をしないと対象図形の正確な読み取りが不可
能である。即ち、ある機械的走査と次の機械的走査との
間に撮像部の有効視野が部分的に重なるよう圧する必要
がある。そして一般には、この重な！７量を対象図形の
大きさを考慮して一定な童に決め九走査が行なわれてい
るが、対象図形の大きさには種々のものがあり、重なり
童はその最も太＠な対象図形によって一意的に決まって
しまう友めに、撮像部の実質的な有効視野が小さくなり
、フィルムパターンが形成されているフィルムシート全
面を走査する時間が長くなる欠点があったが、本央例で
は、有効視野の重なｎｔ’ｒ一定値に固定せず可変とす
ることによって固形読み取り時間を短縮することを可能
としたものでるる。

第１１図において、ＡＮＤ回路６１で第８図のフリップ
フロップ２５の出力信号、水平走査終端信号及び第５図
の第１のトリガー発生回路３４の出力信号のＭａ堆積を
求め、この信号をクロックとしてレジスター回路６２へ
第５図の計数回路３８の出力信号を記憶する。

最大値検出回路６３に、レジスター回路６２の内容の最
大値を求める。即ち、最大値検出回路６３には、水平走
査方向（、Ｙｌの終端にかかる対象図形の中で最も大き
な値が記憶される。第１２図におい℃、Ｗ−の中で最も
大きな値Ｗｇｍａｘ　　として求まる。撮像部４の水平
走査方向（Ｘ）の有効視野長りとすれば、第９図の演算
処理装置５５によってＤ−Ｗａ　ｖｎａｚを演算し、移
動台２の水平方向の間欠移動量の設定を行なう。これに
よって効率の良い走査が可能となり、固形読み取り時間
の短縮が図れる。

以上説明したように不発明によれば、プリントパターン
等の穴の座標位置及び穴径の認識が簡単な回路哨戒によ
るパターン認識によって可能となり、数値制御穴明は機
用のテープ作成の省人化が可能とｌｒす、さらには穴の
認識の精度及び速曵の向上が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明による図形読み取りｉｔｉの概略図、 第２図にシート上に形成されている対象図形のパターン
の例？示す図、 第３図は不発明の主安部である処理装置のブロック図、 第４幽は先端位置と後端位置の検出全説明する友めの因
、 第５図は先端位置検出回路と後端位置検出回路のブロッ
ク図、 第６図は＠５図の回路の各部に現われる改形舶１図の穴
パターンに関連して示す波形図、 第７図は対象図形が穴がないパターンを検出し九ときに
第５図の回路に現われる波形図、第８図は対象図形の領
域検出回路のブロック図、 第９図は特徴抽出回路のブロック図、 第１０図は第９図の回路によって対象図形の中心座標及
び大きさを求める過程を説明するための図、 第１１図は撮像部の有効視野の重なり愈を求める回路の
ブロック図、 第１２図１−を第１１図の回路によって■なり食を求め
る方法を説明する囚でめる。 〔主要部分の符号の説明〕 光源−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・５撮像部・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・−・・・・・・
・・・・ヰ駆動部・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・３移動台・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・２先端位置検出手段・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１
０後端位置検出手段・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・１１領域検出手段
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・１２特徴抽出手段
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・１３苓２図 第６図 （ａ）（ｂ） 第７図 ２ン 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対象図形である穴マークを含むプリント配線パター
   ンを一様照明する光源と、この照 明光のプリント配線パターンによる透過光 又は反射光を受光する一次元又は二次元的 に配置された撮像部と、前記プリント配線 パターン又は撮像部を一次元又は二次元的 に移動する駆動部とを有するプリント配線 パターンの穴マーク読み取り装置におい て、前記撮像部の画像出力信号から前記穴 マークの先端位置を検出する手段と、前記 穴マークの後端位置を検出する手段と、前 記先端位置と前記後端位置とから決定され る領域と前記領域の周辺を含む領域を検出 する領域検出手段と、前記領域検出手段か らの画像信号より穴マークのＸ径とＹ径の 違いを抽出し穴形状を判定する特徴抽出手 段とを有することを特徴とするプリントパ ターンの穴マーク読み取り装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、先端位
   置検出手段は前記撮像部の画像 出力信号と、前記画像出力信号と一定の走 査数だけ遅延させた遅延画像出力信号を得 る遅延回路と、前記画像出力信号と前記遅 延画像出力信号の論理積を求める第１の論 理積回路と、前記画像出力信号が“１”となる幅を計数
   する第１の計数回路と、前記第１ の論理積回路出力信号が“１”となる幅を計数する第２
   の計数回路と、前記画像出力信号 が“１”から“０”へ変化する時点で所定のパルス幅を
   形成し、前記第１及び第２の計数回路 出力を読み出す第１のタイミング信号発生 回路と、前記第１のタイミング信号発生回 路の出力信号で所定のパルス幅を形成し、 前記第１及び第２の計数回路出力をリセッ トする第２のタイミング信号発生回路と、 前記第１の計数回路出力が所定値以上で、 かつ前記第２の計数回路出力が零である 時、対象図形の先端位置と判定する第２の 論理積回路とで構成されることを特徴とす る自動図形読み取り装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の装置において、後端位
   置検出手段は前記撮像部の画像 出力信号と、前記画像出力信号と一定の走 査数だけ遅延させた遅延画像出力信号を得 る遅延回路と、前記画像出力信号と前記遅 延画像出力信号の論理積を求める第１の論 理積回路と、前記遅延画像出力信号が“１”となる幅を
   計数する第３の計数回路と、前記 第１の論理積回路出力信号が“１”となる幅を計数する
   第４の計数回路と、前記遅延画像 出力信号が“１”から“０”へ変化する時点で所定のパ
   ルス幅を形成し、前記第３及び第４の 計数回路出力を読み出す第３のタイミング 信号発生回路と、前記第３のタイミング信 号発生回路の出力信号で所定のパルス幅を 形成し、前記第３及び第４の計数回路出力 をリセットする第４のタイミング信号発生 回路と、前記第３の計数回路出力が所定値 以上で、かつ前記第４の計数回路出力が零 である時、対象図形の後端位置と判定する 第３の論理積回路とで構成されることを特 徴とする自動図形読み取り装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載の装置において、領域検
   出手段は前記対象図形の先端位 置を検出する手段からの出力である水平走 査方向の先端位置を記憶する記憶回路と、 前記記憶回路出力と後続の各水平走査との 時間比較により、前記後続の各水平走査に おける画像出力信号が前記対象図形の位置 まで走査されたことを検出する比較回路 と、前記先端位置検出信号でセットされ、 前記後端位置検出信号でリセットされるフ リップフロップ回路で構成されることを特 徴とする自動図形読み取り装置。 ５、特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記領
   域検出手段を複数個設けること によって、視野内において、複数個の対象 図形を同時に検出することを特徴とする自 動図形読み取り装置。 ６、特許請求の範囲第１項記載の装置において、特徴抽
   出手段は前記領域検出手段から の出力信号である領域内で前記第１の計数 回路出力の最大値を求めることによって前 記対象図形の水平方向の大きさの最大値を 検出する最大値検出回路と、前記対象図形 の先端位置から前記対象図形の後端位置ま での水平走査本数もしくは、前記駆動部の 移動量を計数し、前記対象図形の垂直方向 の大きさを求める計数回路とで構成される ことを特徴とする自動図形読み取り装置。 ７、特許請求の範囲第６項記載の装置において、前記対
   象図形が円形である場合に、前 記対象図形の水平方向の大きさの最大値 と、前記対象図形の垂直方向の大きさを比 較してほぼ等しいことを検出することによ って前記対象図形が円形であることの判別 をする比較判別回路を特徴抽出手段が含む ことを特徴とする自動図形読み取り装置。