DE3418278A1 - Arbeitsweise zum umsetzen der bildelemente einer vorlage in eine vielzahl abrufbar gespeicherter signale, wobei die signale zusammenhaengender bildelemente eine gemeinsame speicheradresse aufweisen - Google Patents

Description

• Arbeitsweise zum Umsetzen der Bildelemente
• einer Vorlage in eine Vielzahl abrufbar gespeicherter Signale, wobei die Signale zusammenhängender Bildelemente eine gemeinsame Speicheradresse aufweisen.
• Die Neuerung betrifft eine Arbeitsweise zum Umsetzen einer nach Helligkeit, gegebenenfalls auch nach Farbe gestuften Vorlage in eine Vielzahl codierter Signale zur Speicherung in einem Bildarbeitsspeicher, wobei jedes der auf der Vorlage in gleicher Helligkeitsstufung dargestellte, zusammenhängende Gebiet aus dem Hauptspeicher unter einer diesem Gebiet zugeordneten Ortscode abgerufen und auf dem Bildschirm eines Monitors durch konstante oder periodische Helligkeit-und/oder Farbänderung hervorgehoben wird, insbesondere zur Darstellung von Leiterplattenarchitekturen oder deren Bestückungspläne, wobei dem Ortscode die jeweilige Leiterbahnbezeichnung bzw. Bauelementbezeichnung zuge- ordnet ist.
• Insbesondere vom Testen und Reparieren von bestückten Platinen elektronischer Geräte ist bekannt, daß die Leiterbahnarchitektur bzw. der Bestückungsplan vorliegen muß, um eine Reparatur überhaupt durchführen zu können. Dabei muß der Reparateur die ihm von einer Testeinheit her bekannte Leiterbahn finden, die beispielsweise mit einer zweiten Leiterbahn einen Schluß hat. In einem anderen Fall wird ihm eine Bauelementbezeichnung genannt, wobei das Bauelement, wiederum ermittelt im Test, einen Wert außerhalb der Toleranzgrenzen aufweist. Hier ist seine Aufgabe das Bauelement unter einer Vielzahl von Bauelementen zu identifizieren und auszuwechseln. Die Arbeit wird wesentlich erleichtert, wenn die Leiterbahnarchitektur bzw. der Bestückungsplan auf einem Bildschirm dargestellt wird, wobei mit Eingabe der Leiterbahnbezeichnung bzw. der Bauelementbezeichnung das Bauelement durch Helligkeitsänderung, Farbänderung und/oder Blinken optisch kenntlich gemacht werden kann. Dazu muß das vorliegende Layout der Leiterplattenarchitektur bzw. deren Bestückung so umgesetzt werden, daß es abrufbar gespeichert werden kann. Dies erfolgt im allgemeinen dadurch, daß Leiterbahn für Leiterbahn und Bestückungselement für Bestückungselement entsprechend einer Vorlage nachgezeichnet und speicherfähig umqesetzt einem Rechner einqeqeben wird. Bei der Eingabe wird für jede Leiterbahn die Leiterbahnbezeichnung ebenso eingegeben wie die Bezeichnung für jedes Bauelement. Diese Eingabe ist außerordentlich unwirtschaftlich, insbesondere, weil bei feinen Leiterbahnstrukturen Fehler durch Überspringen der Linien nie völlig auszuschließen sind. Die Eingabe, die unter Einschluß immer wieder vorzunehmender Kontrollen den Zeitraum einer Arbeitswoche erreicht, gestattet es beispielsweise nicht Leiterplattentypen, besonders solche von Entwicklungsserien die in kleinen Stückzahlen hergestellt wechselnde Architekturen aufweisen, auf diese Weise wirtschaftlich reparaturfähig zu machen.
• Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt eine Arbeitsweise anzugeben, mit deren Hilfe es gelingt Vorlagen von Leiterbahnarchitekturen bzw. Leiterplattenbestückungen schnell, genau und wirtschaftlich rechnergemäß aufzubereiten und in einem Hauptspeicher vorrätig zu halten.
• Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch das Aufeinanderfolgen folgender Arbeitsschritte: 1. Aufnahme der Vorlage mit einer Videokamera; 2. Aufteilung des Bildes in Bildelemente, wobei jedem Bildelement digitalisiert die Helligkeitsstufe sowie die Koordinaten nach Höhe und Seite zugeordnet sind; 3. Soeicherung der Digitalwerte aller Bildelemente in einem Bildzwischenspeicher, vorzugsweise einem Matrixspeicher, wobei die Koordinaten des Bildelementes dessen Speicheradresse sind; 4. Ermittlung zusammenhängender Gebiete gleicher Helligkeitsstufe durch Vergleich der Helligkeitsstufen benachbarter Bildelemente, wobei mindestens eines der vier nach Zeile und Spalte benachbarten Bildelemente mit gleicher Helligkeitsstufe Gebietszusammenhang anzeigt; 5. Zuordnung eines Ortscodes für jedes zusammenhängende Gebiet, Übernahme aller Bildelemente eines zusammenhängenden Gebiets unter diesem Ortscode in den Hauptspeicher, wobei die übernommenen Bildelemente im Bildzwischenspeicher gelöscht werden; 6. Fortführung der Ermittlung bis der Bildzwischenspeicher gelehrt ist.
• Durch diese Arbeitsweise wird es möglich ausgehend von der genauen Vorlage der Leiterbahnenarchitektur bzw. der Bestückungsseite über das genaue Fernsehbild eine Zerlegung durchzuführen, wobei jedem Element des Fernsehbildes vorteilhafterweise nach Zeile und Auslenkung geordnet Bildelemente entstehen, deren Höhenkoordinate gegebenenfalls als Zeilennummer sowie deren seitliche Auslenkung gegebenenfalls als Zeitteil der Gesamtzeilenzeit, als Teilspannung der Gesamtauslenkspannung bzw. als Teilstrom des Gesamtauslenkstromes bei elektrostatischer bzw. bei magnetischer Auslenkung sowie eines Helligkeitscodes, der bei einfachen schwarz-weiß Vorlagen lediglich "weiß" und "schwarz" zu identifizieren hat. Damit ist die genaue Nachzeichnung der Vorlage in digitaler Form erreicht. Die Speicherung kann in jedem beliebigen Speicher erfolgen, wobei zweckmäßigerweise zunächst die Koordinatenwerte als Speicheradressen dienen. Vorteilhaft ist die Speicherung in einem Matrixspeicher, wobei die Zahl der Matrixspalten und die Zahl der Matrixzeilen mit Zeilenzahl und Zahl der Bildelemente pro Zeile übereinstimmt. Hierbei ist automatisch die Zuordnung von Speicheradresse und Koordinatenwert gegeben.
• Der nächste Arbeitsschritt ordnet alle zusammengehörigen Bildelemente gleicher Helligkeitsstufe zu Gebieten, wobei ein Gebiet dadurch gegeben ist, daß unterbrechungslos in beiden Koordinatenrichtungen ein Zusammenhang zwischen Bildelementen gleicher Helligkeitsstufe hergestellt wird. Beim Überschreiten der Gebietsgrenze ändert sich die Helligkeitsstufe; nach Abarbeiten eines Gebietes tritt kein weiteres, mit dem abgearbeiteten Gebiet zusammenhängendes Bildelement gleicher Helliqkeitsstufe auf, wobei zusammenhängend hier bedeutet, daß in mindestens den vier Koordinatenrichtungen ein entsprechendes Bildelement gleicher Helligkeitsstufe vorhanden ist. Einem derartigen zusammenhängenden Gebiet wird ein Ortscode zugeordnet, dabei kann die Zuordnung des Ortscodes bereits währendder Ermittlung der zu einem zusammenhängenden Gebiet gehörenden Bildelemente geschehen. Dies alles geschieht vorteilhaft in einem Bildzwischenspeicher, wobei gegebenenfalls ein sich die beiden vorhergehenden Spalten bzw. Zeilen merkender Merkspeicher mit vorgesehen sein kann. Der Zwischenspeicher wird nach Identifizierung geschlossener Gebiete denen ein Ortscode zugeordnet wird, bezüglich der Bildelemente dieses ermittelten Gebietes gelöscht, wobei die Werte unter der Speicheradresse des Ortscodes in einen Hauptspeicher übergeben werden.
• Die Arbeitsschritte werden gegebenenfalls wiederholt bis der Bildzwischenspeicher leer ist.
• Die weitere Ausbildung der Arbeitsweise beschreiben die Unteransprüche.
• Die Ermittlung zusammenhängender Gebiete läßt sich alternativ durchführen, wobei in dem ersten Fall Zeile für Zeile, bzw. Spalte für Spalte in ihrer natürlichen Aufeinanderfolge auf Bildelemente gleicher Helligkeitsstufe überpüft werden. Zusammenhängende Bildelemente gleicher Helligkeitsstufe werden im Bildzwischenspeicher mit einer Ortskoordinate versehen, die beispielsweise fortlaufend gezählt wird. Bei der Fortführung der Ermittlung werden die folgenden Zeilen überprüft, finden sich dort zu den Gruppen der vorheraehenden Zeile korrespondierende Gruppen, d.h.
• solche Gruppen, die mit der Gruppe mit der vorhergehenden Zeile hellig keitsstufengleiche Bildelemente enthalten und bei denen mindestens ein Bildelement unmittelbar benachbart ist, werden diese Gruppen die korrespondierenden Ortscodices der vorhergehenden Gruppen zugeordnet. Es kommt nun vor, daß Verzweigungen einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte vorhanden sind, wobei die Verzweigung zunächst nicht als zusammenhänaend mit der Hauptleiterbahn erkannt wird. In diesem Falle wird zeilenweise weitergearbeitet, wobei dem Abzweig eine eigene Ortskoordinate zugeordnet wird. Ist der Übergang der abgezweigten Leiterbahn zur Hauptleiterbahn erreicht, wird erkannt, daß unmittelbar benachbarte Bildelemente der Hauptleiterbahn vorhanden sind. In diesem Falle wird der Ortscode der abgezweigten Leiterbahn gleichgesetzt dem Ortscode der Hauptleiterbahn oder beide Ortscodices einem neu einzuführenden. Als abgeschlossen erkannte Gebiete werden unter Löschung im Bildzwischenspeicher unter der ihnen zugeordneten durch den Ortscode gegebenen Speicheradresse im Hauptspeicher gespeichert.
• Alternativ dazu wird zunächst durch Prüfung von Zeilen oder Spalten die erste Gruppe zusammehängender Bildelemte qleicher Helligkeitsstufe gesucht. Ausgehend davon wirddinn in der nächsten Zeile bzw. Spalte im Bereich dieser Gruppe, d.h. unmittelbar im Anschluß an die der Gruppe zugeordneten Koordinaten überprüft, ob benachbarte Bildelemente gleicher Helligkeit vorhanden sind und ob sie sich gegebenenfalls über die Grenzen der vorherigen Gruppe hinaus fortsetzen. Diese Überprüfung geschieht zweckmäßig durch eine "Rund-um-Überprüfung", wobei zumindest das in Ermittlungsrichtung vorausgehende, das darüberliegende, das darunterliegende und schließlich das dahinterliegende Bildelement zur Überprüfung gelangen. Da bei diesem Verfahren zweckmäßigerweise in Mäanderschritten vorgegangen wird, wird zunächst lediglich eine Gruppe gegebenenfalls auch mit Verzweigungen vollständig aufgearbeitet und als abgeschlossen erkannt, wobei bei Verzweigungen die Anwendung eines zusätzlichen Merkspeichers vorteilhaft sein kann.
• Dieser Merkspeicher erlaubt es, die Bearbeitungsrichtung zunächst fortzusetzen und dann zu der Zeile/Spalte zurückzugehen, an der eine Verzweigung dadurch bemerkt wurde, daß in einer Koordinatsrichtung eine Fortsetzung über die bisherige Gruppengrenze hinaus vorhanden war, daß zumindest bei einem Bildelement in einer der Koordinatenrichtungen keine Fortsetzung gegeben war und daß bei den folgenden Bildelementen in dieser Koordinatenrichtung wieder Fortsetzungen vorhanden gewesen sind. Nach Abarbeiten eines Gebietes wird dieses Gebiet der Löschung ir.
• Hauptspeicher unter der Adresse des Ortscodes in den Hauptspeicher übernommen und mit der Ermittlung erneut begonnen.
• Beide Arbeitsweisen führen im Endeffekt zu dem gleichen Ergebnis, wobei die eine einen höheren apparativen und die andere einen höheren Programmier-Aufwand erfordert.
• Besonders deutlich wird dies, wenn ein Reparaturplatz für bestückte Leiterplatten betrachtet wird. Werden bei einer laufenden Fertigung große Stückzahlen der gleichen Leiterplatte behandelt und gelangen davon Leiterplatten zur Reparatur, ist es durchaus wirtschaftlich den Hauptspeicher dieses Reparaturplatzes durch Eingabe der Vorlage von Hand durch Nachzeichnen und Umsetzen des nachgezeichneten Bildes zu laden. Bei Reparaturplätzen, z.
• B. in der Entwicklung, bei denen mit einer Vielzahl von Leiterplattenarchitekturen entsprechend wechselnder Bestückung gearbeitet wird, ist es dagegen unwirtschaftlich so zu verfahren.
• Das Laden des Bildspeichers erfordert bei üblichen Leiterplatten und geübtem Personal ca. 1 Arbeitswoche. Durch Anwendung optischer Systeme - Nachführen eines Fadenkreuzes längs der Leitebahnen und Digitalisierung der Ortskoordinaten läßt sich eine geringfügige Verbesserung der Ladezeit erreichen.
• Mit Hilfe der vorgeschlagenen Arbeitsweise läßt sich jedoch der Arbeitsspeicher eines Reparaturplatzes mit einem Zeitaufwand laden, der bei etwa 0,5 Arbeitstagen liegt. Diese erhebliche Zeitersparnis erlaubt es auch für Kleinserien von der Möglichkeit des Einsatzes von Reparaturplätzen Gebrauch zu machen.
• Dabei wird jede Leiterplatte auf ihre elektrischen Werte mit Hilfe eines "Pin-Systems" geprüft und Fehler, beispielsweise Leiterbahnunterbrechunq, Leiterbahnschluß, abweichende Werte eines Bauelementes, werden direkt angezeigt. Eine derartige Anzeige ist beispielsweise FSUV T SHORT 35 98 oder FSUV T RES-R 112 1,450K H CAP-C 9 1,35NF L Im ersten Fall wird angezeigt, daß die Leiterbahnen 35 und 98 einen Kurzschluß haben. Im zweiten Fall wird angezeigt, daß der Widerstand R 112 ( Istwert 1,450 über die Toleranzgrenze hinaus zu hoch und der Kondensator C 9 ( Istwert 135nF) über die Toleranzgrenze hinaus niedrig ist. Diese Bauteilbezeichnungen die den Ortskoordinaten der Gebiete der Leiterplatte zugeordnet sind, können nun direkt eingegeben werden, wodurch im Bildschirmbild des Monitors die betreffenden Leiterbahnen bzw. Bauelemente hervorgehoben werden.
• Bei sehr feinen Architekturen darüber hinaus eine Erweiterunq des Verfahrens dahin möqlich, daß ein Teil der Leiterplatte von der Fernsehkamera gegebenenfalls mit Hilfe eines Zoom-Objektivs aufgenommen wird und dieses Teil für sich überprüft wird, daß danach die anschließenden Teile überprüft werden und so fort.
• Darüber hinaus kann auch an die Anwendung von nicht sichtbarem Licht gedacht werden und beispielsweise die Wärmeabgabe einer in Betrieb befindlichen Leiterplatte durch ihre IR-Strahlung zur Identifizierung nicht - normaler Leiterbahnen, Bauelemente oder dergleichen dienen.

Claims (6)

1. Patentansprüche ö)l. Arbeitsweise zum Umsetzen einer nach Helligkeit, gegebenenfalls auch nach Farbe, gestuften Vorlage in eine Vielzahl codierter Signale zur Speicherung in einem Bildarbeitsspeicher, wobei jedes der auf der Vorlage in gleicher Helligkeitsstufung dargestellte, zusammenhängende Gebiet aus dem Bildarbeitsspeicher oder einer diesem Gebiet zugeordneten Ortscode abgerufen und auf dem Bildschirm eines Monitors durch konstante oder periodische Helligkeit - und/oder Farbänderung hervorgehoben wird, insbesondere zur Darstellung von Leiterplattenarchitekturen oder deren Bestückunqspläne, wobei dem Ortscode die jeweilige Leiterbahn bzw. Bauelementbezeichnung zugeordnet ist, gekennzeichnet durch das Aufeinanderfolgen folgender Arbeitsschritte: 1. Aufnahme der Vorlage mit einer Videokamera; 2. Aufteilung des Bildes in Bildelemente, wobei jedem Bildelement diqitalisiert die Helliqkeitsstufe sowie die Coordinaten nach Höhe und Seite zugeordnet sind; 3. Sseicherung der Digitalwerte aller Bildelemente in einem Bildzwischenspeicher, vorzuqsweise einem MatrixsDeicher wobei die Coordinaten der Bildelemente deren Speicheradressen entsprechen; 4. Ermittlung zusammenhängender Gebiete gleicher Helligkeitsstufe durch Vergleich der Helligkeitsstufen benachbarter Bildelemte, wobei mindestens eines der vier nach Zeile und Spalte benachbarten Bildelemente mit gleicher Helligkeitsstufe Gebietszusammenhanq anzeiqt; 5. Zuordnung eines Ortscodes für jedes zusammenhängende Gebiet, Übernahme aller Bildelemente eines zusammenhängenden Gebietes unter diesem Ortscode in den Bildarbeitsspeicher, wobei die übernommenen Bildelemente im Bildzwischenspeicher gelöscht werden; 6. Fortführung der Ermittlung bis der Bildzwischenspeicher gelehrt ist.
2. 2. Arbeitsweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung zusammenhängender Gebiete zunächst mit einer, vorzugsweise mit der ersten Zeile/Spalte beqinnend, die Bildelemente dieser Zeile/Spalte. die in ununterbrochener Folge gleiche Helligkeitsstufe aufweisen, jeweils zu einer Gruppe zusammenqefaßt mit je einem Ortscode belegt werden, daß danach alle Zeilen/Spalten in ihrer Abfolge nacheinander über ihre gesamte Länge erfaßt und die dort gefundenen Bildelementgruppen gleicher Helligkeitsstufen mit entsprechenden Ortscodices belegt werden, wobei die Ortscodices mit denen der Gruppen der vorausgegangenen Zeile/Spalte identisch sind, wenn beide Gruppen mindestens je ein Bildelement aufweist, die nach Spalte oder Zeile unmittelbar benachbart sind, daß die Bildelemente gleicher Ortscodices jeweils ein Gebiet bilden, wobei zunächst als getrennt erkannte Gebiete, die später als Teil eines zusammenhängenden Gebietes identifiziert werden unter einem Ortscode, vorzugsweise unter dem niedrigsten zusammengefaßt werden und daß erkannte, abgeschlossene Gebiete unter Löschung im Bildzwischenspeicher in den Bildarbeitsspeicher unter dem Ortscode als Speicheradresse übernommen werden.
3. 3. Arbeitsweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung zusammenhängender Gebiete zunächst mit einer Zeile/Spalte, vorzugsweise mit der ersten Zeile/Spalte beginnend, Bildelemente dieser Zeile/Spalte, die in einer ununterbrochenen Folge die gleiche Helligkeitsstufe aufweisen zu einer Gruppe zusammengefaßt mit einem Ortscode belegt werden, daß danach alle Zeilen/Spalten in ihrer Abfolge im Bereich dieser Gruppe erfaßt und die dort gefundenen Bildelemente gleicher Helligkeitsstufe dem Ortscode der voraufgegangenen Gruppe zugeordnet werden, wenn beide Gruppen mindestens je ein Bildelemt aufweisen, die nach SDalte oder Zeile unmittelbar benachbart sind, wobei das Gebiet der Gruppe jeweils Seit- und auch Rückschritte mit umfaßt, daß die Bildelemente gleicher Ortscodices jeweils ein Gebiet bilden, wobei zunächst zusammenhängende Gebiete, die sich später verzweigen, unter einem gemeinsamen Ortscode erfaßt werden, worauf nach Erkennen eines abgeschlossenen Gebiets dieses unter Löschung im Bildzwischenspeicher in den Bildarbeitsspeicher unter dem Ortscode als Speicheradresse übernommen wird, worauf wiederum mit einer Zeile/Spalte beginnend die Erfassung fortgesetzt wird, bis alle Bildelemente der Helligkeitsstufen einem Gebiet zugeordnet und im Bildzwischenspeicher gelöscht sind.
4. 4. Arbeitsweise nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Ortscode eine das Gebiet betreffende Zeichnunq, insbesondere die Leiterbahn- bzw. Bauteilbezeichnung zugeordnet ist.
5. 5. Arbeitsweise nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im Bildarbeitsspeicher gespeicherte Bild auf dem Bildschirm des Monitorschirms dargestellt wird und daß durch aufeinanderfolgende Eingaben der Ortscodices die dazugehörenden Gebiete nacheinander hervorgehoben werden, wobei jeweils dem hervorgehobenen Gebiet durch Eingabe der Bezeichnung eine Kennung gegeben wird, mit der es durch diese Bezeichnung aufrufbar wird.
6. 6. Arbeitsweise nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im Bildarbeitsspeicher gespeicherte Bild auf dem Bildschirm des Monitors dargestellt wird und daß ein Cursor vorgesehen ist, mit dem das Gebiet vorzugsweise an einem seiner Enden markiert wird, wobei das markierte Gebiet hervorqehoben wird und das hervorgehobene Gebiet durch Eingabe der Bezeichnung eine Kennung erhält, mit der es aufrufbar wird.