JPS60101677A - 多色線図形読取装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は集積回路の図面などの多色線図形を自動的に読
み取る多色線図形読取装置に関する。

従来例の構成とその問題点 一般に第１図に示す集積回路の図面などの多色線図形を
、ＣＡ　Ｄ’　（計算機を利用した設計システム）によ
って修正２編集などする場合、原図１を読み取り、計算
機の記憶装置に（メモリ）に入力する必要がある。メモ
リへは色Ｃ１，Ｃ２，・・・毎に線をたどって、頂点Ｐ
１１．Ｐ１２・・・、Ｐ２１．Ｐ２２．・・・。

の座標を入力する。通常は図面上の線は１０色程度の色
で塗り分けられているが、第１図では実線Ｃ１、破線Ｃ
２、点線Ｃ３・・・などによって色の区別を表わしてい
る。

従来、この多色線図形の読取りは人間が行うのが普通で
あった。

第２図に示すように、原図１を座標読取機（ディジタイ
ザ）２にセットし、色毎に、目で色を識別しながら、同
じ色の線をたどって次々に現われる頂点Ｐｉｊの位置へ
、座標読取りヘッド３を移動させ、頂点Ｐｉｊでスイッ
チなどを操作し、頂点Ｐｉｊの座標をメモリに入力して
いく。

この作業は単純だが細かいので操作者の神経が疲れ、ミ
スも多い。また読み取りにかなり長い作業時間が必要な
上、確認後ミスが発見されると再度行わねばならず、無
駄な作業、時間をとられることが多い。

発明の目的 本発明の目的は、多色線図形の頂点の読取りを自動化す
る装置を提供することにより、人間を単純作業から解放
し、ミスをなくシ、時間の短縮を図ることである。

発明の構成 本発明は、多色線図形の頂点の座標と、頂点を構成する
線の方向とを検出する頂点検出機構と、線を形成する画
素の色分解データを得る色分解機構と、頂点の座標及び
方向、画素の色分解データと座標を格納する記憶装置と
、各種演算を行う計算機とから構成され、多色線図形を
計算機中に再構成する多色線図形読取装置を提供する。

実施例の説明 以下本発明を実施例にもとづいて詳細に説明する。

第３図は本発明の１実施例の構成を示す図である。原図
１１をドラム１２に巻き付け、ドラム１２を回転させて
主走査を行なうとともに、光学系、頂点検出機構および
色分解機構を具備した走査台１６をパルスモータ２５に
より副走査スクリュー２４に沿ってドラム軸と平行なＸ
方向へ副走査することにより、原図１１を読み取ってゆ
く、読み取って得られたデータはバス１７を経てメモリ
１９へ格納され、計算機１８により処理される。又処理
経過をカラーディスプレイ２０で確認したり、タブレッ
ト２１などから処理の指示を行うこともできる。２２は
ドラム軸、２３は角度エンコーダである。

読み取りの対象とする原図１１上の線は、第４図に示す
ような８つの方向Ｄ１．Ｄ２・・−・・Ｄ８に規格化さ
れてこれらの方向しかとらないものとし、原図１１はド
ラム１２上にＢ３．Ｂ７の方向がＸ方向となるように巻
き付けられているものとする。複数の線の交わりによっ
て生成される頂点の種類は、線の数が２本の時は第６図
に示す２４種である。

これは。Ｃ２”　２８種からＤｌ　Ｂ６．Ｄ２Ｄ６．Ｄ
３Ｄ７゜Ｄ４Ｄ８という直線になる４種を除いたもので
ある。

同様に第６図に示すように、線が３本の場合は８Ｃ３＝
６６種、線が４本の場合は、Ｃ４＝７０種、線が６本で
６６種、６本で２８種、７本で８種、８本で１種である
。合計では２−２５６種から直線になる分を除いて、２
８−８ｃｏ−８０１−４−２４３種である。

第７図ａ、ｂに示すように頂点検出機構２７は、原図１
１の線の方向に合致させた８本の放射状の枝Ｂ１．Ｂ２
・・・Ｂ８から成り、レンズ系２６で結像させた原図１
１の像を分析する。各校Ｂ１〜Ｂ８には第８図に示すよ
うに複数の感光素子（光センサ）ＰＳｌ、ＰＳ２・・・
・・が配置されており、各センサがらの信号２８は増幅
器２９によって増幅され、しきい値回路３０によって、
原図１１の下地部分や低濃度で書かれた罫線の部分では
Ｑで、線の部分でだけ１になるように２値化される。こ
の２値信号３１がしきい値回路３３に入力され、′１′
”の信号が、あらかじめ設定した数より多い場合、信号
３４に１″を出力する。この操作により多少途切れた線
も完全な線として判定し、逆に線が枝を横切った場合な
ど、ごく一部のセンサ信号だけが°゛１″′になった場
合には線でないと判定できる。

光学系は第９図に示すように、結像面の各校Ｂ１〜Ｂ８
に相当する部分から光ファイバ３６−１゜３６−２・・
・・３６−８によって他所に置いた感光素子３７−１〜
３７−８へ像を導くようにしてもよい。

各校Ｂ１〜Ｂ８からの信号３４により、以下のように頂
点を検出することができる。例えば第１０図に示すよう
に、原図１１上の４本の線Ｌ１．Ｌ２゜Ｂ３．Ｂ４上に
センサがきた場合にはＢ１．Ｂ３．Ｂ６゜Ｂ７が１とな
るので、Ｄｌ、Ｂ３．Ｂ５．Ｂ７の方向からの線の交わ
った頂点であると認識することができる。第１１図読取
りの場合は枝Ｂ１．Ｂ５が１″なので頂点でないと認識
できる。頂点であると認識した場合は頂点の座標と、１
″になったセンサの番号とをメモリへ格納する。座標は
主走査方向は第３図のドラム軸２２直結の角度エンコー
ダ２３のパルス数、副走査方向は副走査用スクリュー２
４を駆動するパルスモータ２６の印加パルス数によって
各々知る。

頂点検出機構として第１２図ａ、ｂ、ｃに示ずような１
次元の感光素子（例えば電荷結合素子など）７０を用い
ることもできる。レンズ系７１、光ファイバ７２、セル
フォックレンズ７３などによって副走査方向Ｘの適当当
な長さの部分を、例えば１６素子の感光素子で読みとる
。第１３図で示すように、感光素子７０で読みとった信
号をしきい値回路７４に入力し、あらかじめ設定したし
きい値より大きい時は＋＋　１１１、そうでない時はＯ
“とし”で１６個並んだシリアル入力パラレル出力のデ
ィジタルシフトレジスタ７６に入力する。１ラインの走
査が主走査方向ｙに１画素進む間に行なわれるようにし
、走査が主走査方向に１画素進んだらシフトレジスタ７
６の出カフ７−１．〜７７−１６を同じくシリアル入力
パラレル出力の１６個のシフトレジスタ７８−１〜７８
−１６　へ入力する。この時各シフトレジスタ７８−１
〜７８−１６内のデータも−ｙ方向へシフトされ、シフ
トレジスタ群７８にはＣＣＤ７０が読み取った１　６Ｘ
１６の画素の面状領域の画像データが次々と再現される
。このデータから第４図で示す８方向の枝に当る部分の
データ、即ち第１４図に黒く塗った部分で示すように、
Ｄｌ　の方向であれば７８−７−１　、７８−７−２　
、・・７８−７−ｓ、Ｂ２の方向であれば、７８−１−
１゜７８−２−２　、７８−３−３　、・・・７　Ｂ　
−７−８などをまとめる。

まとめた各校のデータを各枝部に第８−′のしきい値回
路３３と同様のしきい値回路８０へ入力し、＋＋１１＋
の値のデータの数かあらかじめ定めたしきい値より多い
場合だけ°゛１″′の信号８１を出力する。

各校からの信号によって前述のように頂点を検出するこ
とができる。頂点を検出したら頂点の座標及びパ１′に
なった枝の方向をメモリへ格納する。

原図の線の色の種類によっては１組の感光素子７ｏでは
、すべての色の線を検出できない場合がある。このよう
な場合は第１５図に示すように光８２をグイクロイック
ミラー８３−１〜８３−３によって分け、複数のｎ素子
−次元感光素子７０−１〜７０−３で受け、それぞれし
きい値回路７４−１〜７４−３を通し、任意の色の線で
少くとも１つは＋１ｃ＋を出力するようにして、論理和
回路８６によって論理和をとった後ｎ行×ｎ列の２次元
のシフトレジスタ７６へ入力し、第１３図と同様にしき
い値回路８０より原画の線の方向に合わせて２次元放射
状の板に相当する部分の出力をとり出す。

この場合には感光素子７０からの色分解データ９０−１
〜９０−３をアナログディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器
）９１−１−９１−３によってディジタル変換しメモリ
９８へ記憶するようにすれば後述の色分解機構をも兼ね
ることができる。感光素子７０などを走査しているクロ
ック信号９２からタイミング回路９３によって、感光素
子７０の中のあらかじめ定めた素子の信号をメモリ９８
へ記憶するようにタイミング信号９４を作り、論理和回
路８６の出力９６が１″の場合だけ記憶するように、論
理積回路９６を通しメモリへ書込信号９７を送る。

又、第１６図に示すように異なる位置からの光８６−１
〜８６−３をフィルタ８７−１〜８７−３を通し、複数
の感光素子７ｏ−１〜７ｏ−３で受ける場合は、位置の
差の分を遅延回路８８−１〜８８−２で補償し、同じ位
置のデータにして処理を行う。色分解データ９ｏ−１〜
９０−３についても遅延回路９９−１〜９９−２を通し
て補償する。その他の各部分は第１６図と同一であるの
で説明を省略する。

色分解機構は第１７図に示すように、頂点検出機構２７
（側面図）の中心部（第７図の０）の光４１をグイクロ
イックミラー４２−１　、４２−２　、フィルタなどで
複数のスペクトルの光４３に分け、光センサ４４で受け
て電気信号４５に変換し、増幅器４６で増幅し、アナロ
グディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）４８でディジタル
変換して、ディジタル信号４９の形で色分解データを得
、メモリ５２へ送るものである。原図の下地の部分は不
要なデータなので、色分解データ４９をしきい値回路６
０に入力し、各スペクトルの強度の和などがあらかじめ
設定した値を越えた場合にだけ線の部分であると判定し
てメモリ６２へ書込信号５１を送る。メモリ６２は線の
部分の画素の色分解データと画素の座標値とを記憶する
。

線の部分である事を判定するには次のようにしてもよい
。第１８図に示すように入射光をハーフミラ−６０で分
割した光６１を頂点検出機構に使用したと同種の光セン
サ６２で受け、増幅してしきい値回路６６へ入力し、レ
ベルがあらかじめ設定した値を越えた場合にだけメモリ
６２へ書込信号６７を送るようにしてもよい。なお、信
号６５は頂点検Ｗ構の中心部のセンサの信号と同じであ
るからそれから分けてもよい。

原図上の線のデータをメモリ６２へ格納したら各頂点に
ついて、頂点の周囲のセンサが“１″となった方向の画
素の色を調べ、線のつながりを調べるＯ 画素にの色を調べるのは次のようにする。読み取りに先
立って各色の標本を採取し色分解して、第１９図に示す
ように各スペクトル８１〜Ｓ３のデータ値の平均値（ｍ
１１２ｍ１２２ｍ１３）、（ｍ２１９ｍ２２゜ｍ２３）
、・・・・・・を計算し、この平均値ｍの近傍に適当な
幅の許容域（ｔｌｌ、ｔ１２ｔｔ１３）（’２１ｊｔ２
２ｔｔ２３）（図中　で示す。）を設定し、画素にのス
ペクトルデータ値（ＺＫｌ、ＺＫ２．ＺＫ３）が許容域
（ｔ□１１　ｔｉ２．ｔｉ３）に含まれた場合、画素に
の色はｉであると判定する。いずれの色の許容域にも含
まれぬ場合には不明色とする。他に、画素にのスペクト
ルデータ値（ＺＫｌ、ＺＫ２．ＺＫ３）と、各色の平均
（ｌｆ（ｍｉ１２ｍｉ２１ｍｉ３）との距離が最も小さ
くなるｉを画素にの色とするなどの方法でもよい。

なお同一方向の画素が別の色に判定される場合もありう
る。このような場合は、多数決によってその枝の色を決
める。

こうして各校の色が判別されると、線のつながりを認識
することができる。

例えば第１０図でＢ１．Ｂ７方向の枝が赤、Ｂ３．Ｂ５
方向の画素が青であれば、ＬｌとＢ４とがつながりＢ２
とＢ３とがつながっているから、この頂点は赤の線、宵
の線両方の頂点であると認識することができる。又同じ
く第１０図で、Ｂ１．Ｂ６方向の画素が赤で、Ｂ３．Ｂ
７方向の画素が青であれば、この頂点は単に赤の直線と
青の直線とが交わっただけで、どちらの色の線にとって
も頂点ではないことが認識できる。この操作を全頂点に
施して色別の頂点と頂点を構成する線の方向とをめる。

次に第２０図に示すように、色別に線をたどってその図
形を構成する頂点の座標を順に並べることによって、線
図形を計算機の中に再構成することができる。線の追跡
は例えば以下のように行なう。第２ｏ図でＰｌｌ、Ｂ１
２．Ｂ１３．Ｂ１４が赤の頂点である時、Ｐｌｌから出
発するとして、”１１　を構成する線の方向がＤＤ　で
あるから、Ｄ５０９　７ 方向を見て、即ちＸ座標が同じでＸ座標がＰｌｌより小
さい頂点を探し、Ｂ１２　を見出す。原図の線の太さ、
濃さ、多少の位置ずれなどによりＰｌｌとＰｌ。とのＸ
座標は多少ずれている可能性もあるので、探索時にＸ座
標には幅をもたせて行なう。こうしてＰｌｌのＢ５方向
の枝と、Ｂ１２のＤｌの方向の枝とが結ばれる。次に”
１２の残りのＢ７方向の枝の方向の最も近い頂点を探索
してＢ１３を見出し、同様にしてＢ１４を経てＰｌｌ蛎
る。この線はこれで閉じたので終了とし、他の頂点Ｐ１
．へ移り、Ｂ１６．Ｐ１□を結ぶ。Ｐ１□の先に頂点が
存在しない場合はここで終了とする。

以上のようにして計算機中に原図と同様の多色線図形を
再構成することができる。

上の説明では色分解データを得るだめの光を頂点検出機
構の中心から採るようにしていたが、第２１図に示すよ
うに頂点検出機構５７の外側で、走査方向Ｘの先の側に
、色分解機構の光検出部５８を配置することにより、頂
点の検出に先立って、線を形成する画素の色分解データ
が得られる。従って頂点が検出された時点で直ちに、こ
の頂点がどの色のどの方向の線で構成されているもので
あるかを分析する事ができ、認識時間を短縮することが
できる。

以上の説明では、原図をドラムに巻きつけて回転走査す
る構成としたが、移動台をＸＹプロ・ツタのヘッドの位
置に設置し、平面走査で読みとる事も可能である。

まだ以上の説明では原図上の線の方向を８方向に限った
が、頂点検出機構のセンサの増減、配置の変更などによ
り、他の場合にも対処することができる。

発明の効果 以上のように、本発明は多色線図形の頂点の座標と、頂
点を構成する線の方向とを検出する頂点検出機構と、線
を形成する画素の色分解データを得る色分解機構と、検
出したデータを格納する記憶装置と、データ処理を行な
う計算機とを有し、多色線図形を計算機中に再構成する
ようにした多色線図形読取装置で集積回路の図面など多
色の線図形を自動的に読取る事により、人間を単純作業
から解放し、読取誤りをなくシ、作業時間の短縮を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用される読取り原図の例を示す平面
図、第２図は従来の手動の座標読取装置（ディジタイザ
）の平面図、第３図は本発明による多色線図形読取り装
置の構成を示すプロ・ツク図、第４図は読取り図面中の
線の方向を示す図、第６図は２本の線の交わりによって
構成される頂点を示す図、第６図は３〜８本の線によっ
て構成される頂点を示す図、第７図は本発明における頂
点検出機構の実施例を示す概念図、第８図は本発明にお
ける頂点検出機構の１つの枝に対応する回路図、第９図
は２界発明における頂点検出機構の他の実施例を示す概
念図、第１０図および第１１図は本発明による頂点検出
機構の動作を説明するだめの図、第１２図は１次元感光
素子による頂点検出機構の実施例を示す側面図、第１３
図は本発明における１次元感光素子による頂点検出機構
の回路図、第１４図は第１３図の中の記憶回路部分の記
憶態様図、第１５図および第１６図は各々本発明による
複数の１次元感光素子による色分解機構を兼ｌｌｌコた
頂点検出機構の回路図、第１７図は本発明における色分
解機構の回路図、第１８図は線検出センサを付加した色
分解機構の他の実施例を示す回路図、第１９図は本発明
における色分解データの平均値、許容域の説明図、第２
０図は計算機内での線の追跡の方法を説明する図、第２
１図は本発明における頂点検出機構と色分解機構との配
置関係の他の実施例を示す平面図である。 １．１１・・・・・・原図、２・・・・・・座標読取装
置、３・・・・・・座標読取装置ヘッド、１２・・・・
・・ドラム、１３・・・・・・光学系、１６・・・・・
・副走査台、１７・・・・・・データバス、１８・・・
−・・・計算機、１９・・・・・・記憶装置、２０・・
・・・・カラーディスプレイ、２１・・・・・・タブレ
ット、２２・・・・・・ドラム軸、２３・・・・・・角
度エンコーダ、２４・・・・・・副走査用スクリュー、
２６・・・・・・パルスモータ、２８・・・・・・感光
素予信、２６・・・・・・レンズ系、２７・・・・・・
頂点検出機構の感光素子群、２９・・・・・・増幅器、
３０，３３・・・・・・しきい値回路、３６・・・・・
・結像面、３６・・・・・・光ファイバ、３７・・・・
・・感光素子、４１・・・・・・入射光、４２・・・・
・・ダイクロイックミラー、４３・・・・・・スペクト
ル光、４４・・印・光センサ、４６・・・・・・色分解
信号、４６・・・・・・増幅器、４８・・・・・・アナ
ログディジタル変換器、４９・・・・・・ディジタル色
分解データ、５０・・・・・・しきい値回路、６１・・
自・・メモリ書込信号、６２・・・・・・メモリ、６７
・・・・・頂点検出機構の受光部、５８・・・・・・色
分解機構の受光部、６０・・・・・・ハーフミラ−１６
２・川・・光センサ、６６・・・・・・しきい値回路、
Ｔｏ・・・・・・１次元感光素子、７１・・・・・レン
ズ系、７２・旧・・光ファイバ、７３・・・・・・セル
フォックレンズ、７４・・印・しきい値回路、７６．７
８・・・・・・シリアル入カパラレル出力ディジタルシ
フトレジスタ、７７・・・・・・シフトレジスタ出力、
８０・・・・しきい値回路、８２．８６・・・・・入射
光、８３・・・・・・ダイクロイックミラー、８６・・
・・・・論理和回路、８７・・・・・・フィルタ、８８
・・・・・・遅延回路、９０・・・・・アナログ色分解
信号、９１・・・・・・アナログディジタル変換器、９
２・・・・・・遅延回路、９３・・・・・タイミング回
路、９６・・・・・・論理積回路、９８・・・・・・メ
モリ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 既３図 菓４図 Ｉ 第５図 ５．＃ Ｄ７１）ｉ　ＤＪ　ＩＪＤ）Ｚ）、９ 姥７図 第１０図 ＬＩ？ 第１１図 第　１２１７１ ／／２１　（ｂシ　ｆ） 第１３図 ４ 第１４図 第１５に′［ 第１６図 第１８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　多色線図形の頂点の座標および頂点を構成する
   線の方向とを検出する頂点検出機構、線を形成する画素
   の色分解データを得る色分解機構とを搭載した走査台と
   、多色線図形を走査して読取った情報を格納する記憶装
   置と、データ処理を行う計算機とを有し、多色線図形を
   計算機中に再構成する多色線図形読取装置。 （功　頂点検出機構は、原図の線の方向に合わせて感光
   素子を２次元放射状の枝に配置した特許請求の範囲第１
   項記載の多色線（２）形読取装置。 （′４　頂点検出機構は、原図の線の方向に合わせて光
   ファイバを２次元放射状の枝（配置し、別に置いた感光
   素子へ光を導くように構成した特許請求の範囲第１項記
   載の多色線図形読取装置。 （４）　頂点検出機構は、放射状の各枝対応して配され
   た感光素子から得られる信号を、各校毎にしきい値回路
   に通し、あらかじめ設定しきい値を越えた時に出力信号
   を出すようにした特許請求の範囲第１項記載の多色線図
   形読取装置。 （時　頂点検出機構は、ｎ素子の１次元感光素子と、ｎ
   行×ｎ列の各１ビツトの記憶素子で構成され、感光素子
   の信号を端の１行に入力記憶し、主走査が進むに従って
   、行のデータを列方向へシフトするとともに、新しいデ
   ータを端の１行に入力記憶する２次元に配置された記憶
   回路と、記憶回路の出力のうち、原図の線の方向に合わ
   せた２次元放射状の枝に相当する部分の出力を通すしき
   い値回路とから構成されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の多色線図形読取装置。 （→　頂点検出機構は、異なるスペクトルの光を受光す
   る複数のｎ素子１次元感光素子と、この感光素子の出力
   の論理和をとる回路と、論理和回路の出力を記憶するｎ
   行×ｎ列の２次元に配置された記憶回路と、この記憶回
   路の出力のうち、原画の線の方向にあわせた２次元放射
   状の枝に相当する部分の出力を通すしきい値回路とから
   構成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の多色線図形読取装置。 （７）　色分解機構は、色分解信号をしきい値回路に通
   し、あらかじめ設定したしきい値を越えた時に処理信号
   を出すようにした特許請求の範囲第１項記載の多色線図
   形読取装置。 （→　色分解機構に、線を検出する感光素子を具備した
   特許請求の範囲第１項記載の多色線図形読取装置。 （＠　頂点検出機構が複数のｎ素子１次元感光素子と、
   この感光素子の出力の論理和をとる回路と、該感光素子
   中の任意の素子の信号を捕えるタイミング回路とからな
   り、前記論理和回路とタイミング回路両者の出力が＋＋
   　、　＋＋になった時処理信号を出すようにした特許請
   求の範囲第１項記載の多色線図形読取装置。 （１０）色分解機構の光検出部を、頂点検出機構より走
   査進行方向の先方に配置し、頂点の検出に先立って、頂
   点を構成する線の画素の色分解データを取得せしめる特
   許請求の範囲第１項記載の多色線図形読取装置。