JPS6035709B2 - 線図形の方向検出眼 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学的に線図形の方向を検出する素子に関する
ものである。

従来図面に描かれた線図形を電子計算機などで読み取る
処理を行う場合、入力装置として二次元的に光電変換素
子を配列したものを用いて図形の一部分を読み込み、プ
ログラム的に処理をする方法が知られている。

実際、複雑な図形の場合にはそのような処理が必要であ
るが、対象の図形に規則性があり、与えられた位置に、
どの方向の直線が通過しているかを知ればよい場合もあ
る。例えば電子回路の設計図面などは方眼紙の上に書か
れており、縦・横の二方向の配線の描画しか許されてい
ない場合、その図面を読み取る場合には、方眼紙の格子
点上に縦・構いずれの方向の線が存在するかがわかれば
よい。このような場合にも上記のようにプログラム的に
処理する方法を用いると、従釆の計算機では無視できな
い時間を要することになる。本発明の目的は、いくつか
の方向の線を瞬時に検出する線図形の方向検出眼を提供
することにある。

本発明の他の目的は、電子計算機などによる線図形の方
向検出処理プロセス省略することの出来る線図形方向検
出眼を提供することにある。

本発明は、光電変換素子を平面上に二次元アレイ状に並
置した光電変換手段と、線図形の一部の光学像を前記光
電変換手段の受光面に投影する手段と、前記光電変換手
段の連結方向を切り換える手段と、前記光電変換手段の
各素子連結の出力信号を受け方向判断する手段とから構
成され、線図形の方向が予め定められた複数の方向のい
ずれにあるかを検出するものである。次に本発明につい
て図面を参照して説明する。

第１図に本発明の実施例の模式図を示す。方向検出眼２
０は平面的に構成されている。一群の（この例では１０
の固の）光電変換素子１が垂直の二方向に、二次元的に
配列されている。各光電変換素子とその隣りの光電変換
素子とは横方向にはＸ連結素子群２を介して連結されて
おり、縦方向にはＹ連結素子群３を介して連結されてい
る。各Ｘ連結素子２はＸ連結信号線８に信号が存在する
ときに限り、隣る光電変換素子１を電子的に連結し、同
様に各Ｙ連結素子３はＹ連結信号線９に信号が存在する
ときに限り、隣る光電変換素子１を電気的に連結する。
連結制御素子１１はＸ連結信号線８又はＹ連結信号線９
に信号を発し、光電変換素子１の連結方向を決定する。
連結がＸ方向に作られているとき横方向の１川固の素子
は一体となり、左端は接地され、右端は抵抗６を介して
電源に接続される。一連の光電変換素子１と抵抗６の接
続点から出力線群４が引き出され線検出部１０に於いて
線の検出がされる。連結がＹ方向に作られているとき、
同様にして、縦方向の１の固の素子は一体となり、下端
は接地され、上端は抵抗７を介して電源に接続される。
一連の光電変換素子１と抵抗７の接続点から出力線群５
が引き出され、綾検出部１０に於いて線の検出がされる
。検出されると線検出信号線１２に信号が出されこれと
連結制御素子１１から方向信号線１３によって出される
方向信号を外部から読み取ることにより、どの方向の線
が存在するかを知ることができる。次に第１図、第２図
を参照して本発明の動作原理を説明する。画面２１上に
線図形２２が描かれており、これが照明ランプ２３によ
って照明され、その像２５がレンズ系２４によって面上
の方向検出眼２０上に投影されている。この光学像２５
が第１図のように光電変換素子１の斜線部分に照射され
る光量を少なくしている。光電変換素子１として光導電
体を用いるとすると、光が照射された部分の抵抗値は小
さくなり、影の部分では抵抗値は大きくなる。第３図ａ
は連結制御素子１１により×連結信号線８に信号が存在
している場合（以後、この場合を“Ｘ連結”と呼ぶ）各
素子連結に流れる電流値を上から１、２、・・・・…・
・１０と番号つけてプロットしたものであり、第４図ａ
は同様にＹ連結信号線９に信号が存在している場合（以
後、この場合を“Ｙ連結”と呼ぶ）の各素子連結に流れ
る電流値を左から１、２、・・・・・・・・・、１０と
番号つけてプロットしたものである。第３図ｂ及び第４
図ｂはそれぞれ×連結、Ｙ連結の場合の各出力線群４，
５の電圧を示す。これを見てわかるように縦方向の線像
が存在する場合、×連結では出力線に際立った出力は現
われないし、各出力間に大きな差はないが、Ｙ連結では
線像の存在する部分に際立った出力が現われる。以上で
わかるように、出力の大きさはそれぞれの連結された光
電変換素子の線像で占められた個数による。そのため画
面上に存在する線図形の大さより十分に細かいピッチに
光電変換素子１が並べられていれば、線図形の方向は鋭
敏に出力電圧に反映される。そのため連結制御素子１１
により×連結、Ｙ連結を切り換えて出力電圧に簡単な処
理を施すことにより線方向の検出が行える。更にこのよ
うな素子を用いた場合には、ノイズに強いという利点が
ある。それは一般に図面などには縦の直線が引かれてい
ても、細かく見ると第５図のように中に隙間や切れ目が
存在することが多く、例えば像が上から下迄隙間なく連
続していることを前提として検出を行うと検出の安定性
が乏しくなる。本発明ではそれに対し「縦の直線」とは
黒い部分が十分な密度を並んで存在することのみを前提
としているため、少々の隙間や切れ目にはほとんど影響
を受けないのである。線検出部１０１ま×連結信号線８
は又はＹ連結信号線９の信号に従って、出力線４又は５
の信号から「ある方向の線が存在すると、特に大きい値
の出力電圧が現われる」又は「ある方向の線が存在する
と、各出力間に大きな差異が生ずる」という特徴を利用
して検出信号を信号線１２に出力するというものである
。第６図に連結制御素子１１の実施例を示す。

発振器１１１とフリツプフロツプ１１２より成っている
。×連結信号線８とＹ連結信号線９はフリップフロツプ
１１２の相補的な２つの出力に接続されており、発振器
１１１はフリップフロツプ１１２の反転のためのクロッ
クを与える。Ｘ連結信号線８の信号と同じものが方向信
号線１３によって外部に出される。第７図は線検出部１
０の実施例である。

この実施例により、出力線４又は５の信号から如何に線
の方向が検出されるかを、第３図、第４図の信号例によ
り説明する。

出力線群４の信号は各々シュミット回路群１０１によっ
て二値信号に変換され、同じく出力線群５の信号はシュ
ミット回路群１０２によって二値信号に変換される。第
３図ｂの例の場合には、シュミット回路群１０１の出力
は第３図ｃのようになり、第４図ｂの例の場合には、シ
ュミット回路群１０２の出力は第４図ｃのようになる。
（ここでシュミット回路の閥値はＶｔである。）ＡＮＤ
回路群１０３，１０４、ＯＲ回路群１０５によって、ど
ちらかのシュミット回路群の出力がＯＲ回路１０６の各
端子の入力となる。即ち、Ｘ連結の場合は、Ｘ連結信号
線８に信号が存在し、シュミット回路群１０１の出力が
ＯＲ回路１０６に加えられ、Ｙ連結の場合は、逆にシュ
ミット回路群１０２の出力がＯＲ回路１０６に加えられ
る。第１図の例のように線像がある場合、ＯＲ回路１０
６の出力である線検出信号線１２には図３ｃ及び図４ｃ
からわかるようにＸ連結の場合には現われず、Ｙ連結の
場合には信号が現われる。そのため、本発明の外部から
は線検出信号線１２と方向信号線１３によってどちらの
向きの線が存在するかを検出することができる。（ここ
での例では縦向きが検出される。）第８図はこの方法の
最も簡単な実施例であり、（但し、周辺回路は省略した
。

）光電変換素子が縦・横各１列ずつ並んでいるものであ
る。この例でも理論的には線万向の検出は行えるが、そ
の場合には実際に図面を検出眼に対して位置あわせする
精度が必要とされる。本発明によれば線像２５が（第１
図の場合なら）左右に多少ずれても安定に検出が行われ
る。第７図に示した線検出部１０の実施例では、線図形
でな、面的に黒く塗りつぶされた図形によっても線検出
信号線１２に信号が現れる。

線検出部１０は、このような図形では検出信号が現れな
いように構成することもできる。第９図は、以上を考慮
した線検出部１０の第２の実施例である。ここで１０７
は排他的論理和回路であって隣り合うＯＲゲート１０５
の出力の一方が“１”、他方が“０”の場合のみ“１”
を出力する。即ち、隣子二値化信号の差信号が出力され
る。ＯＲ回路１０６の複数の排他的論理和回路１０７の
出力の内のどれかが“１”ならば“１”を出力する。こ
の実施例では線検出信号線１２の信号は、線像のエッジ
が検出されたことを表わす。第３図ｂ及び第４図ｂに対
応する排他的論理和回路１０７の出力はそれぞれ第３図
ｄ及び第４図ｄのようになる。この場合でも第４図ｄの
出力信号により、縦の線が検出されていることがわかる
。更に線検出部１０として第４図のように左側の出力か
ら見て、“０”から“１”になり、再び“０”に変化す
るようなパターンのもののみを検出することによって、
本発明の光電変換素子のアレイ１の範囲より大きい黒色
の塗りつぶされた部分を“線”としては検出しないよう
な線検出部１０も従来技術によって容易に構成可能であ
る。

また、素子数が増加した場合には、上記のように並列に
シュミット回路を置くことなく、出力信号をマルチプレ
クサにより走査して同様の処理を行わせることも可能で
ある。但し、この場合には、幾分、余分に時間を要する
。以上の例では出力信号はまずシュミット回路によって
２値化され、後処理は論理回路によっているが、線検出
部の第２の実施例のように隣りの素子連結の出力との差
を検出する場合には隣る２出力線の信号をアナログ的に
差動アンプで受け、その出力を利用することもできる。
第１０図は光電変換素子１のアレイを六方格子に並べた
例である。

第１図の例では縦・横の２方向に正方格子に並べられて
いるが、第１０図のように六万格子に並べると、横方向
と、斜め２方向の３方向の線の方向を検出するものを構
成することもできる。このとき×連結素子２、Ｙ連結素
子３、の他にＺ連結素子３２が、またＸ連結信号線８、
Ｙ連結信号線９の他にＺ連結信号線９８が必要である。
以上述べたように、本発明を使用することによって、幾
つかの方向の線を高速に検出することができる。

そして方向検出のための計算機処理は必要がないので、
安価で高速な線方向の検出器を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例、第２図は本発明の使用方法の
説明図、第３図、第４図は本発明の各部の信号のグラフ
、第５図は本発明の特徴の説明のための線像の拡大図、
第６図は連結制御素子の実施例、第７図は線検出部の第
１の実施例、第８図は本発明の効果の薄い実施例、第９
図は線検出部の第２の実施例、第１０図は本発明の他の
実施例である。 なお図において、１はアレイ状の光電変換素子、２，３
はＸ及びＹ連結素子、４，５はＸ及びＹ連結の場合の出
力線、６，７は負荷抵抗、８，９はＸ及びＹ連結信号線
、１川ま線検出部、１１は連結制御素子、１２は線検出
信号線、１３は方向信号像、２川ま本発明の線図形の方
向検出眼、２５は線図形の光学像である。 オー図 才２図 オ３図 力６図 才４図 オ５図 オ７図 才８図 オ９図 オー○図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光電変換素子を平面上に二次元アレイ状に並置し、
   線図形の一部の光学像がその平面上に投影される光電変
   換手段と、前記光電変換手段の連結方向を切り換える手
   段と、前記光電変換手段の各素子連結の出力信号を受け
   方向判断する線検出手段とを含み、線図形の方向が予め
   定められた複数の方向のいずれにあるかを検出すること
   を特徴とした線図形の方向検出眼。 ２ 光電変換素子を平面上に正方格子状に並置した光電
   変換手段を持ち、線図形の方向が垂直二方向のいずれに
   あるかを検出するように構成した特許請求の範囲第１項
   記載の方向検出眼。 ３ 光電変換素子を平面上に六方格子状に並置した光電
   変換手段を持ち、線図形の方向が互いに６０°の角度を
   なす三方向のいずれにあるかを検出するように構成した
   特許請求の範囲第１項記載の線図形の方向検出眼。 ４ 線検出手段が各素子連結の出力信号の二値化信号の
   オアをとるように構成された特許請求の範囲第１項記載
   の線図形の方向検出眼。 ５ 線検出手段が各素子連結の隣子出力信号の二値化信
   号の差信号のオアをとるように構成された特許請求の範
   囲第１項記載の線図形の方向検出眼。