JPH0218670A - Ｃａｄ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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、図形々状や図面データなどに係るＣＡＤデー
タを、薄形フラット表示器を介し人出力せしめることに
よって、特にデータ入力上での操作性が向上されるよう
にしたＣＡＤ装置に関するものである。

［従来の技術］ これまでにあっては、ＣＡＤデータの入力は主にタブレ
ットによって、また、その出力表示はブラウン管表示装
置（以下、ＣＲＴ表示装置と称す）によって行なわれて
いるが、これらデータ入力手段、データ出力手段はあく
までも分離、独立したものとなっている。

第１１図、第１２図はこれまでに知られているＣＡＤ装
置の一例での外観構成とその使用状態を示したものであ
る。図示のようにＣＡＤ装置は座標読取装置（タブレソ
１−あるいはテシタイザ）　２０やスタイラスペン２４
、ＣＲＴ表示装Ｍ２］、キーボード２２、ジョイスティ
ック２３、マウス２５、ライ１−ペン２６、コントロー
ラ（装置全体の制御用）２７、机２８などから構成され
たものとなっている。また、そのＣＡＤ装置を使用する
に際しては、（、ＲＴ表示装置２１と座標読取装置２０
とは分離、独立のものとされていることから、座標読取
装置２ｏ上でのメニュー位置確認や他入力装置操作のた
めに、オペレータ２９の視線はＣＲＴ表示装置方向３１
や手元方向３０に頻繁に移動されるようになっている。

なお１表示面上に透明なタブレットを設けることによっ
て、データ入出力手段を一体化したものとしては、特開
昭６２−２５７５１８号公報に示されたものが知られて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上述へたように、これまでのＣＡＤ装置においては各
種のデータ入力手段が具備されていることから、ＣＡＤ
データの入力に関しては非常に便利であるもデータ入力
手段の種類が多く、しかもそれらの操作方法あるいは使
用方法は複雑となっている。したがって、不慣れな設計
技術者にとってはそれらデータ入力手段の操作方法を習
得するまでに多くの時間が要されるものとなっている。

また、ＣＡＤデータの出力表示に関しては、代表的な表
示装置としてのＣＲＴ表示装置はその表示画面の大きさ
に限界があり、したがって、機械図面のように大図面を
一度に全部表示することには無理がある。例え、３０イ
ンチ以上の大型ＣＲＴ表示面を採用したとしても、全体
としての大きさや重量によって非常に扱いにくいものと
なるばかりか、ＣＲＴ端面での表示に歪が生じ、長時間
に亘る使用では眼が疲れやすいという不具合がある。

更に、ＣＡＤデータ入出力操作に関しては、オペレータ
の視線はＣＲＴ表示装置方向や座標読取装置方向に頻繁
に移動されることから、画面データの入力操作性は良好
とは云えないものとなっている。これに対し、ＣＲＴ表
示画面上で直接入出力可とされたライトペンやＣＲＴ表
示画面上に設けた透明なタッチパネルは視線方向の移動
に関しての不具合をある程度軽減し得るも、ＣＡＤ図面
データのように、細かなデータ入力には不適当なものと
なっている。

ところで、特開昭６２−２５７５１８号公報では、表面
上に透明なタブレソ１〜を配置し、スタイラスペンによ
ってデータ入力が行なわれるようになっており、これに
より視線方向に関しての不具合はある程度解決されたも
のとなっている。しかしながら、その反面タブレッ１−
のワイヤが表示上の障害となり、データ入力の分解能を
向上させるべくワイヤ本数を増やす程にその傾向が顕著
になっている。

以上の不具合とは別に、これまでのＣＡＤ装置では大量
のＣＡＤデータを更新可として外部との間で入出力し得
ないばかりか、ＣＡＭシステムの一部としての使用は考
慮されていないものとなっでいる。

よって、本発明の目的は、表示面大としてＣＡＤデータ
や図形などが高精細に表示され、しかもその表示面より
ＣＡＤデータや図形などが入力操作性良好にして容易に
入力可とされたＣＡＤ装置を供するにある。また、本発
明の他の目的は、その場合にＣＡＤ上必要とされる処理
機能一般が少なくとも可能とされたＣＡＤ装置や、メニ
ューやアイコンが表示面上に適当に表示器とされたＣＡ
Ｄ装置、外部処理装置や入出力装置との間で大量のＣＡ
Ｄデータが入出寿司とされたＣＡＤ装置、更にはＣＡＭ
システムの一部としてＮＣデータの作成が考慮されたＣ
ＡＤ装置を供するにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、表示面大の薄形高精細フラン！〜表示手段
裏面に、その表示面と同−広がりをもつ座標読取手段を
設けることで達成される。また、他の目的は、ＣＡＤ上
必要とされる処理機能一般を具備したり、メニューある
いはアイコン表示制御機能を具備することで達成される
。更には、外部処理装置や入出力装置とのインタフェー
ス機能、ＮＣ装置へのＮＣデータ生成機能を具備するこ
とで達成される。

［作用］ ＣＡＤ装置には基本的に表示面が大とされた薄形高精細
表示手段が具備されており、その表示手段裏面にはまた
表示面と同−広がりをもつ座標読取手段が設けられたも
のとなっている。表示面上を座標指示手段が移動される
ようにすれば、その移動軌跡上の座標値が座標読取手段
より連続的に得られ、これら座標値をもとに表示面上に
その移動軌跡が表示されたり、あるいはその移動軌跡上
の表示が消去されるようになっているものである。

例えば薄形高精細表示手段は具体的には指向性が少ない
液晶表示器として、また、座標読取手段は高精度、高分
解能をもったタブレットあるいはデジタイザとして、更
に座標指示手段はスタイラスペンあるいはカーソルとし
て構成されるが、スタイラスペンあるいはカーソルに設
けられたキーあるいは釦スィッチが操作された場合には
、初めてメニューあるいはアイコンが適当に表示される
ようになっているものである。また、具備されているイ
ンタフェース機能により外部処理装置や人出刃装置と接
続される場合には、これら装置との間で大量のＣＡＤデ
ータを入出力し得、ＣＡＤデータの新規登録や変更、削
除、退避記憶などが可能となるものである。更にＮＣデ
ータ生成機能を具備する場合には、ＣＡＤ装置にて作成
されたＮＣ装置制御用データはその機能によりＮＣデー
タに変換されたうえＮＣ装置に与え得ることから、ＣＡ
Ｍシステムの一部として使用され得るものである。

ところで、ＣＡＤ装置にはＣＡＤ上必要とされる処理機
能一般が少なくとも具備されているが、これら処理機能
としては以下のようなものが例示されるものとなってい
る。

即ち、図形作成機能（点、直線、円、円弧、楕円、スプ
ライン曲線、ハツチング、ボックス、オフセラ（・、コ
ーす、寸法線、矢印、ラバーバンド、ドラッギング、補
助線、グリッドの作成表示や、線種、色指定などの機能
）や、図形編集機能（消去、コピー、反転、移動、回転
、拡大・縮小、スクロール、グループ化、マルチウィン
ドウ表示などの機能）、計測機能（座標値、距離、角度
、面積、周囲長を自動計測する機能）、部品登録機能（
頻度大にして利用される図形の登録機能）、図形ファイ
ル機能（新規画面の生成、旧図面の呼び出し、検索、削
除、レイヤーなどの機能）、シンボル・日本語機能（シ
ンボルの登録、漢字のサポート、文字の傾き・大きさの
指定、ワードプロセッサなどの機能）が挙げられるもの
となっている。

処理機能としては以上の他に、フリーハンドで描かれた
直線や円などを正確に表示し直したり、フリーハントで
描かれた図形データをマクロに解析し直方体や円筒、球
、錐形などと判定し、これらを２次元的に展開した図面
データとして生成したり、手書き入力された寸法線や数
値、文字などを清書されたものとして正確に表示し直す
機能が具備されれば、より好ましいものとなっている。

［実施例］ 以下、本発明を第１図から第１０図により説明する。

先ず本発明によるＣＡＤ装置について説明すれば、第１
図（ａ）はその−例での外観構成を示したものである。

図示のように脚部４で支持されたフレーム３には、その
内部に収容される状態で本発明に係る薄形フラット表示
器１が保持されており、表示器１の裏面には座標読取装
置としてのタブレットが設けられたものとなっている。

即ち、表示器］７自体は第１図（ｂ）に示すように、透
明保護板６や液晶表示器７より本来構成されるが、液晶
表示器７真面にはタブレット８、更には電子回路基板（
表示制御・座標読取制御用）９や底板１ｏが配される、
積層構造のものとして構成されたものとなっている。透
明保護板６は液晶表示器７表面を保護するためのもので
あるが、スタイラスペン２やカーソルによるＣＡＤデー
デ一方時に傷が発生されにくいものとする必要がある。

もしも、傷が発生され易い場合はその傷によって表示が
不明瞭となることから、透明保護板６上に容易に交換可
とされた透明フィルムを貼付するようにしてもよいもの
である。しかして、スタイラスペン２が透明保護板６上
を移動されれば、その移動軌跡上の座標はタブレット８
により連続的に検出され、これら座標にもとづき液晶表
示器７では恰もドラフタの如くに移動軌跡としての図形
５などが表示され得るものである。もしも、表示面が比
較的小さい液晶表示器が用いられる場合は、液晶表示器
は第２図に示すように、机２８上に載置するようにして
もよい。なお、第１図中性号１１，１．２はそれぞれ装
置全体制御用コン１−ローラ、入出力補助キーを示す。

第３図は外部処理・入出力装置とのインタフェース機能
やＮＣデータ生成機能が具備された、本発明によるＣ　
Ａ　Ｄ装置の一例での機能ブロックを示したものである
。図示のようにスタイラスペン２、液晶表示器７、タブ
レット８それぞれには制御部４０〜４２、更にはこれら
制御部４０〜４２に共通に表示入出力制御部４３が設け
られており、これら制御部４０〜４３は第１図に示す電
子回路基板９として構成されたうえ、ＣＩ）　Ｕバス４
６に収容されるようになっている。ＣＰＵバス４６には
また基本的にＣＰＵ４４やメモリ　（ＲＡＭ／ＲＯＭ）
４５が接続され月 ているが、この他人出力インタフェース部４７を介して
は各種入出力装置（ｘ−ｙプロッタや磁気ディスク装置
など）４８が、また、インタフェース部４９を介しては
大型処理装置５０が、更にＮＧデデー生成部５１を介し
てはＣＡＭシステムに係るＮＣ装置５２や磁気テープ装
置５３、紙テープ装置５４などが収容されたものとなっ
ている。

さて、ＣＡＤオペレータはスタイラスペン２やカーソル
によってＣＡＤデータの入出力操作を行なうが、スタイ
ラスペン２による場合、スタイラスペン制御部４０およ
びタブレット読取制御部４２により同期がとられた状態
で、スタイラスペン２の位置データはタブレット８から
その制御部４２を介し表示入出力制御部４３でＸ−Ｙ座
標データ（ディジタル値）として得られるようになって
いる。表示入出力制御部４３はメモリ４５に記憶されて
いる制御ソフトウェアやアブレケーションソフトウェア
の内容に従いＣＰＵ４４により制御されているが、表示
入出力制御部４３では表示面への表示指令、あるいは消
去指令に係る位置座標を受は取った場合には、これにも
とづき液晶表示制御部４１を介し表示面における該当位
置に表示を行なったり、あるいは該当位置での表示を消
去するようになっているものである。本例では主にスタ
イラスペン２について述べられているが、カーソルでも
事情は同様となっている。また、タブレッ１−８として
はスタイラスペン２や、カーソルに応じたものを使用す
ればよく、スタイラスペン２やカーソルの位置は電磁誘
導や磁束、静電誘導などの検出原理を用いたタブレット
より容易に得られるものとなっている。

因みに位置座標が検出される際での精度や分解能につい
て言及すれば、表示面の大小に拘わらず高精度、高分解
能のタブレット（座標読取装置のうち、大型高精度のも
のはデジタイザ、小型のものはタブレットと一般に称さ
れているが、ここでは説明の便宜上総称してタブレッ１
〜と称している）が使用される必要がある。

ところで、ＣＡＤ上必要とされる処理機能一般は各種ラ
フ１−ウェアに負うところが大であるが、各種ソフトウ
ェアをメモリ４５に格納せしめたうえ大型処理装置５０
に接続する場合は、本発明によるＣＡＤ装置はＣＡＤ機
能を具備した入出力装置として機能し得ることになる。

それら各種ソフ１へウェアのアルゴリズムについては既
に周知でありその詳細な説明は要しないが、ここではＣ
Ａ　Ｄデータの入出力操作上望ましい補助処理機能につ
いて説明すれば以下のようである。

即ち、一般的なＣＡＤ装置において直線や円、円弧など
の図形データを入力する場合、例えば直線であれば直線
上の２点をスタイラスペンで指示しメニュー中より「直
線」を選択することによって直線が生成、表示されるよ
うになっている。本発明によるＣＡＤ装置においても同
様に生成、表示可能であるが、本発明では入出力部の一
致といった特徴を生かし、フリーハンドで描かれた図形
データを正確な形に変換する機能が具備されたものとな
っている。第４図に示すように、フリーハンドで描かれ
た直線や円、円弧などが変換指示後清書され、正確に描
き直されたものとして表示されるようになっている。そ
の際必要とされる直線や円の判定方法の例を第５図（ａ
）、　（ｂ）に示す。本発明によるＣＡＤ装置に表示さ
れる図形は拡大した場合、第５図（ａ）に示すように細
かい点列で表わされる。そこで、ある開始点から始まる
点列をバク１ヘルとみなし、ベクトルの方向０．とその
ベタ１〜ルの大きさ１，１を収集分析し、直線や円、円
弧等の判定を行ない得るものである。より具体的には、
微小な角ε、に対し全てのベクトルの方向θ、がＯ−ε
θ〈ＯＩ〈θ＋Ｅ、なる関係を満足する場合には、これ
は方向Ｏなる直線を表していると判定し得るものである
。また、微小な実数εに対し始点Ｖ３と終点Ｖｅが１ｖ
、　ｖ−ｌ＜さなる関係を満足する場合、描かれた図形
は閉曲線であると判定され、更に１Ｖｉ１の増減パター
ンは正規化されたうえ既知のものと比較されることによ
って、円であるのか、楕円であるのかなどを判定し得る
ものとなっている。フリーハンドで描かれた図形をもと
に上記判定処理が行なわれた後は、フリーハントで描か
れた図形は消去され、正確な図形として新たに表示され
るものである。

第６図（ａ）、　（ｂ）はより複雑な図形への適用を示
したものである。手書き入力された図形７０における各
線分に記述の判定処理を適用し、正確な図形７１として
表示し直されているが、このような処理が実行されるに
はマクロに図形をみて入力された図形が如何なる形状（
本例では第６図（ｂ）に示す型形状７２のもの）を表し
ているのかを判定する機能が必要である。しかしながら
、これは周知のＡＩ核技術応用することによって可能と
なっている。

第７図は手書き入力された寸法線や数値データが正確な
ものとして表示されるようにしたものである。寸法線は
矢印などから寸法線であると判定され、また、数値デー
タは周知の画像認識処理技術によって数値データである
と判定された後、正確に表示されるようになっている６
定規やコンパスなどの製図用具を使用せずとも、手書き
スケッチ風図形は正確レコ表示し直されるので、設計は
効率的に行なわれることになる。

次にメニューやアイコンの表示方法に関して説明すれば
、通常メニュー、あるいはアイコンは表示面の端に表示
されているか、またはタブレット上に固定表示されてお
り、オペレータはこれをスタイラスペンやカーソル、マ
ウスなどで選択しつつ設計作業を進めるが、入出力面が
同一である場合には、メニューやアイコンを常時表示し
ておくことは図形などをより多く表示するうえで不利と
なる。また、コマンドメニューは非常に多くあるため、
例え全メニューを常時表示したとしても、必要とするコ
マンドを捜すのに時間が要されるものとなっている。更
に表示面が大きい場合、図形データなどの編集位置と、
メニュー表示位置とが離れてしまうため、コマンドメニ
ューの選択が容易でない、などの不具合がある。そこで
、メニュ、アイコンは通常は表示せず第８図（ａ）、　
（ｂ）に示すように、スタイラスペン２上に設けられた
スイッチ６１、あるいはカーソル６０上に設けられたス
イッチ６２が操作された場合のみメニュー、あるいはア
イコン９０が表示されるようにしたものである。

但し、カーソル６０上に設けられるスイッチ６２は、こ
れはカーソル６０上に既に設けられているスイッチ６３
によって代えてもよい。このようにスタイラスペン２に
スイッチ６１が設けられた場合、制御ブロックは第９図
に示すようになる。即ち、スタイラスペン制御部４０の
前に、スタイラスペン先押下信号検出器８０やスイッチ
押下信号検出器８１、スタイラス信号増幅器８２を設け
た構成である。このような構成のスタイラスペン２によ
る場合は、スタイラスペン先６４が表示面上で押下され
、しかもスイッチ６１がオン操作された場合のみ第１０
図に示すようにメニュー（あるいはアイコン）９０が表
示面上に表示されるようになっている。スイッチ６１が
オン操作された状態で選択すべきメニュー（あるいはア
イコン）位置までスタイラスペン２を移動せしめた後ス
イッチ６１をオフ操作すれば、その選択されたメニュー
（あるいはアイコン）対応の処理が行なわれると同時に
、メニュー（あるいはアイコン）９０の表示は消去され
るものである。このような事情はカーソルでも同様であ
る。

ところで、その際表示されるメニュー（あるいはアイコ
ン）９０の内容としては、前の処理内容や使用頻度に応
じ最適、かつ必要最小限とするのが望ましい。例えば、
前処理内容が直線の描写であった場合、メニューの表示
内容としては使用頻度が高い線分の太さの変更や消去な
どの一覧とされる。また、もしも希望した内容がメニュ
ー中に表示されていない場合には、その他のメニュー内
容を表示する覧を少なくとも１つは表示しておけばよい
。更にメニュー（あるいはアイコン）９０の表示位置と
しては、表示面上に現に位置しているスタイラスペン２
、あるいはカーソル６０の位置近傍とされ、しかも線分
などの描画中にスイッチ６１、あるいはスイッチ６２が
操作されることによる誤入力を防止すべくスタイラスペ
ン２、あるいはカーソル６０の移動方向９１０反対側か
、あるいは移動方向を含まない領域に表示されるのが望
ましいものとなっている。これは、常に現在の表示位置
と、その直前、あるいは更にその前の表示位置とを記憶
しておき、これら表示位置から移動方向を検出すること
により表示位置は容易に定められるものとなっている。

以上述べたようなハードウェア構成やソフトウェア機能
を具備することで、特に入力操作性が向上されるばかり
か、外部処理・入出力装置との間で大量のＣＡＤデータ
を授受し得、更にはＣＡＭシステムの一部として機能し
得るＣＡＤ装置が実現されるものである。

［発明の効果コ 以上説明したように請求項１によれば、ＣＡＤデータの
入出力面は同一とされるから、視差の影響が防止される
とともに、入力操作性が向上されることになる。特に請
求項２によれば、細かな図形データの入力やその出力表
示、大きな図面などの同時表示、眼の疲れ軽減、表示面
端での歪み解消、装置全体としての重量軽減や大きさの
コンパクト化、ＣＡＤデータの入力時での操作方法の単
純化と短時間でのそれの習得、といった各種利点がある
。また、請求項３によれば、ＣＡＤ上必要とされる処理
一般が操作性良好にして行なわれることになる。更に、
請求項４〜７によれば１表示面上にはメニューやアイコ
ンはより望ましい態様あるいは内容を以て表示されるこ
とになる。更にまた請求項８によれば、外部との間でＣ
ＡＤデータを大量に授受し得、請求項９による場合はま
たＮＣデータを容易に作成し得、ＣＡＭシステムの一部
として使用され得ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は、本発明によるＣＡＤ装置の
一例での外観構成とその要部分解状態を示す図、第２図
は、同じく他の例での外観構成を示す図。 第３図は、外部処理・入出力装置とのインタフェース機
能やＮＣデータ生成機能が具備された、本発明によるＣ
ＡＤ装置の一例での機能ブロック図構成を示す図、第４
図、第５図（ａ）、　（ｂ）は、フリーハンドで描かれ
た、直線や円などの図形を、正確なものとして描き直す
ための補助処理機能を説明するための図、第６図（ａ）
、　（ｂ）は、同じくフリーハンドで描かれた複雑な図
形を、正確なものとして描き直すための補助処理機能を
説明するための図、第７図は、同じくフリーハンドで描
かれた寸法線や数値データを、正確なものとして描き直
すための補助処理機能を説明するための図、第８図（ａ
）、　（ｂ）は、本発明に係るスタイラスペン、カーソ
ルの一例での構成をそれぞれ示す図、第９図は、そのス
タイラスペンに係る制御ブロック構成を示す図、第１０
図は、同じくそのスタイラスペンによるメニュー、ある
いはアイコンの表示制御を説明するための図、第１１図
、第１２図は、従来技術に係るＣＡＤ装置の一例での外
観構成とその使用状態を示す図である。 １・・・薄形フラット表示器、２・・・スタイラスペン
、６　透明保護板、７・・液晶表示器、８・・タブレッ
ト、４０・・・スタイラスペン制御部、４１・液晶表示
制御部、４２・・・タブレット読取制御部、４３・・表
示入出力制御部、４４・・ｃｐｕ、４５・メモリ（ＲＡ
Ｍ／Ｒ○Ｍ）、４７・・・入出力インタフェース部、４
８　　各種入出力装置、４９・インタフェース部、５０
・大形処理装置、５１・・ＮＣデータ生成部、６１．６
２・（メーユー／アイコン表示制御）スイッチ。 代理人　弁理士　　秋　本　正　実 ？

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各種図形データの出力表示に薄形フラット表示手段
   を用い、該表示手段の裏面には同等の広がりをもつ座標
   読取手段を一体的に設け、上記薄形フラット表示手段に
   おける表示面上を座標指示手段が移動されることで、上
   記座標読取手段より連続的に読み取られる、移動軌跡上
   の座標データにもとづき移動軌跡が該表示面上に表示さ
   れるべくなしたＣＡＤ装置。 ２、請求項１において、薄形フラット表示手段として高
   精細・表示面大・指向性小の薄形液晶表示器、座標読取
   手段としてタブレットあるいはデジタイザ、座標指示手
   段としてスタイラスペンあるいはカーソルがそれぞれ用
   いられるＣＡＤ装置。 ３、請求項１、２の何れかにおいて、ＣＡＤ処理上図形
   作成、図形編集、計測、部品登録、図形ファイル、シン
   ボル・日本語といった各種機能が少なくとも具備されて
   いるＣＡＤ装置。 ４、請求項１〜３の何れかにおいて、座標指示手段、も
   しくはスタイラスペンあるいはカーソルには、メニュー
   あるいはアイコンの表示面上への表示開始・表示消去機
   能が具備されているＣＡＤ装置。 ５、請求項４において、メニューあるいはアイコンの表
   示面への表示位置は、座標指示手段、もしくはスタイラ
   スペンあるいはカーソルにて指示された位置近傍とされ
   るＣＡＤ装置。 ６、請求項４、５の何れかにおいて、表示されるメニュ
   ーあるいはアイコンの内容は前処理内容、あるいは使用
   頻度に応じた、必要最小限のものとされるＣＡＤ装置。 ７、請求項５において、メニューあるいはアイコンの表
   示面への表示位置は、座標指示手段、もしくはスタイラ
   スペンあるいはカーソルの移動方向の反対側、あるいは
   移動方向を含まない表示領域に表示されるＣＡＤ装置。 ８、請求項１〜７の何れかにおいて、外部処理・入出力
   装置との間のインタフェース機能が具備されているＣＡ
   Ｄ装置。 ９、請求項１〜８の何れかにおいて、ＮＣデータ生成機
   能が具備されているＣＡＤ装置。