JPH06139017A - Ｃａｄ用画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 拡大投影されるスクリーン上の複数の座標位
置を複数のポインティングデバイスで同時に指示でき
る。 【構成】 ディスプレイ装置６の画面はプロジェクタに
よってスクリーン４に拡大投影される。複数の異なった
波長信号を発生する複数のポインティングデバイス３
０，３２でスクリーン４に入光すると、これらの光信号
は光学系で縮少されて画像センサ２０，２２に夫々特定
の波長の光信号が入光する。スクリーン４の複数の座標
位置に対応する画像センサ２０，２２からの位置信号は
作図データに変換され、ディスプレイ装置６に供給され
る。その画像はスクリーン４に拡大投影され、オペレー
タは複数のポインティングデバイスで位置を指示しなが
ら画像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スタイラスあるいはフ
リーカーソルなどのポインティングデバイスの位置信号
を作図プログラムが内蔵された制御装置に入力すること
によってディスプレイ装置の画面上に画像を形成するよ
うにしたコンピュータ支援の設計製図システム即ちＣＡ
Ｄに用いられる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平２−５３１３１号公報にスタイラ
スから光信号をスクリーンに放出し、この光信号を画像
センサで検出して、スクリーン上のスタイラス位置を認
識するようにしたグラフィックタブレット付きディスプ
レイが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】上記グラフィックタ
ブレットは、複数のスタイラスのスクリーン上の位置を
同時に検出することは予想していない。しかるに、スク
リーン上に画像を形成する場合、複数のポインティング
デバイスを用いて同時に２点を指示することができれば
能率的に画像を形成することができる。そこで、本発明
は複数のポインティングデバイスのスクリーン上の位置
を同時に制御装置に入力することができるように成し、
制御装置が複数のポインティングデバイスの位置を同時
に認識し得るようにしたＣＡＤ用画像形成装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００４】

【問題点を解決する手段】上記目的を達成するため本発
明は、ディスプレイ装置と、前記ディスプレイ装置の画
面よりも大きなスクリーンと、前記ディスプレイ装置の
画面の画像を前記スクリーンに拡大して映写するための
手段と、前記スクリーンの表面側からこれに異なった波
長の光信号を放出する複数のポインティングデバイス
と、前記ポインティングデバイスの光信号の各々の波長
を検出し各々のポインティングデバイスごとに該ポイン
ティングデバイスの前記スクリーン上の位置を決定する
位置検出手段と、前記複数のポインティングデバイスの
前記スクリーン上の位置信号に基づいて前記ディスプレ
イ装置の画面に画像を形成するための作図プログラムを
内蔵した制御手段とを備えたものである。

【０００５】

【作用】位置検出手段は、複数のポインティングデバイ
スの位置信号を、ポインティングデバイスごとにその波
長信号を検出することによって認識し、これらの位置信
号をポインティングデバイスごとに区別して制御装置に
出力する。

【０００６】

【実施例】以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例
を参照して詳細に説明する。図３において、２は作業台
であり、これの支持枠にスクリーン４が支持され、該ス
クリーン４は、作業台２の天板を構成している。前記作
業台２には、公知の映写テレビジョン装置等のディスプ
レイ装置６が内置されている。

【０００７】前記ディスプレイ装置６の画面の前方と前
記スクリーン４の背面との間に、レンズ８、ライトバル
ブ１０、偏光プリズム１２、ハーフミラー１４、レンズ
系１６が配置されている。前記ライトバルブ１０は、一
方側から入力される映像を鮮明な映像に変換して他方側
に照射する装置であり、その構成及び原理は、米国特許
第３７２３６５１号公報、同４３４３５３５号公報等に
詳細に開示されている。

【０００８】前記ライトバルブ１０は、キセノンランプ
１８からの入力との相互作用によってディスプレイ装置
６の映像を鮮明な映像に変換し、この映像を偏光プリズ
ム１２に照射する。偏光プリズム１２に照射された映像
は、ハーフミラー１４及びレンズ系１６を経て、前記ス
クリーン４に拡大投影されるように構成されている。

【０００９】反対にスクリーン４の表面から入射した光
は、レンズ系１６によって縮少されてハーフミラー１４
を通過し、偏光プリズム１２に投射されて、ここで２方
向に分岐されるように構成されている。前記ディスプレ
イ装置６の前記スクリーン４への投射経路に対して直角
方向には、前記偏光プリズム１２の２つの反射光路の軸
線に対向して画像センサ２０，２２が配置されている。
前記画像センサ２０，２２は、例えば、ビデオカメラ、
ビジコン管、または、電荷結合素子（ＣＣＤ）の半導体
素子等から構成されている。

【００１０】前記画像センサ２０，２２のそれぞれの前
方にはそれぞれ異なった通過波長を有する波長フィルタ
２４，２６が配置されている。波長フィルタ２４は、本
実施例では５００ナノミリの波長の光信号を通過波長領
域とし、波長フィルタ２６は、１０００ナノミリの波長
の光信号を通過波長領域としている。

【００１１】前記スクリーン４の上面に入射された光信
号は、レンズ系１６によって画像センサ２０，２２に対
する焦点合わせが行われ、ハーフミラー１４を経て、偏
光プリズム１２に入光し、この偏光プリズム１２によっ
て２方向に前記画像センサ２０，２２に向けて投射され
る。

【００１２】作業台２に固設されたポインティングデバ
イス信号発生器２８には、スタイラス２８とフリーカー
ソル３０が接続されている。ポインティングデバイスで
あるスタイラス３０は、５００ナノミリの光波長信号を
発生することができるように構成され、ポインティング
デバイスであるフリーカーソル３２は１０００ナノミリ
の光波長信号を発生することができるように構成されて
いる。

【００１３】前記画像センサ２０，２２はビジコン管ま
たは領域ＣＣＤアレイといった領域素子であることが望
ましい。領域ＣＣＤアレイを利用することで、光学素子
がはるかにシンプルになり、密度の高い光信号がアレイ
内の所望のピクセルに送られる。

【００１４】制御装置４２のＣＰＵによって制御される
画像センサ２０，２２の制御部（図示省略）は次に、そ
の領域の組織的走査を行って、画像センサ２０，２２に
よって生じる波形内におけるスタイラス３０またはフリ
ーカーソル３２の特性を表わした信号の位置を突き止
め、スタイラス信号またはフリーカーソル信号が走査の
開始に対して発生することになる時間と画像センサ２
０，２２の既知の走査パターンとを比較することによっ
て、スタイラス３０またはフリーカーソル３２の位置を
求め、これらの位置信号を出力する。

【００１５】図１に示すレンズ８、ライトバルブ１０、
偏光プリズム１２、ハーフミラー１４、レンズ系１６な
どの光学系は、プロジェクタ３８を構成している。。前
記ポインティングデバイス信号発生器２８、ディスプレ
イ装置６のドライバ４０等はホストＣＰＵから成る制御
装置４２に接続されている。

【００１６】前記フリーカーソル３２は、制御装置４２
内のスイッチ手段４４に電気的に接続している。前記画
像センサ２２の出力部は、スイッチ手段４４の接点ａ，
ｂを介して座標変換手段３６と、長さ変化量・角度変化
量変換手段４６に接続している。前記接点ａ，ｂの切り
換えは、フリーカーソル３２のスイッチキーを操作する
ことにより行うことができるように構成されている。

【００１７】カーソルパターンジェネレータ４８は、第
４図に示す目盛の付いた直角スケール線５０を表示し、
この直角スケール線５０は、カーソルパラメータテーブ
ル５２の内容に基づいて、角度変換することができるよ
うに構成されている。前記カーソルパターンジェネレー
タ４８は、座標変換手段５４を介して、ディスプレイド
ライバ１７に接続している。

【００１８】５６はキーボードである。前記カーソルパ
ターンパラメータテーブル５２には、直角スケール線５
０の交点即ち原点の位置座標、角度、線図形のｘ軸長、
ｙ軸長及び目盛幅等の各種データが格納されている。

【００１９】前記画像センサ２４，２６の制御部の位置
信号は、座標変換手段３４に供給されて、ここで紙面座
標データに変換される。そしてこのデータは、カーソル
パターンジェネレータ５８に供給される。紙面座標と
は、作図プログラムの基準となる実データの平面座標の
ことである。

【００２０】カーソルパターンジェネレータ５８はカー
ソルパターンデータを座標変換手段６０に供給する。座
標変換手段６０は、入力されたカーソルパターンデータ
を画面座標データに変換し、これをディスプレイドライ
バ４０に供給し、スタイラス３０のスクリーン４上の指
示位置に対応するカーソル６２がディスプレイ装置の画
面に表示され、該カーソル６２（第４図参照）がプロジ
ェクタ３８を介してスクリーン４に表示される。

【００２１】前記スタイラス３０の位置座標データは、
スタイラス３０の先端をスクリーン４上で接触させヒッ
トさせることにより、作図プログラム手段６４に供給さ
れ、該手段６４はスタイラス３０が予め、コマンドメニ
ューの中から指示した作図コマンド位置信号に基づい
て、作図データを出力する。

【００２２】この作図データは、座標変換手段６６によ
り画面座標データに変換されてディスプレイドライバ４
０に供給され、作図プログラムに基づく図形がスクリー
ン４に表示される。上記作図コマンドは、スクリーン４
のコマンドメニュー領域４ａ（第４図参照）を指示する
ことにより、呼び出すことができる。

【００２３】次に本実施例の作用について説明する。ス
クリーン４に表示される直角スケール線５０は、フリー
カーソル３０によって操作することができる。フリーカ
ーソル３０のキーを押していないときは、スイッチ手段
４４はａ接点に接続した状態となる。該状態において、
フリーカーソル３２をスクリーン４上でＸＹ方向に移動
させると、１０００ナノミリの波長の光信号が波長フィ
ルタ２６を経て、画像センサ２２に供給され、画像セン
サ２２の制御部は位置信号を出力する。この位置信号は
座標変換手段３６に供給され、座標変換手段３６は、フ
リーカーソル３２のスクリーン４上のＸＹ座標位置に対
応する紙面座標データを出力する。

【００２４】この座標データが、そのまま、図５に示す
ようにスクリーン４上に表示されている直角スケール線
５０の原点位置の平行移動に変換される。フリーカーソ
ル３０の回転変換キーを押すとスイッチ手段４４はｂ接
点に接続する。

【００２５】上記キーを押しながら、フリーカーソル３
０をスクリーン４平面上でＸＹ方向に移動させると、変
換手段４６は、フリーカーソル３２のΔｙまたはΔｘの
長さ変化量を採集し、この変化量ΔｙまたはΔｘは、関
数ｆ（Δｙ）によって線形に角度Δθに変換される。

【００２６】この角度変化量Δθを現在のパラメータテ
ーブル５２上の角度θに加算する。パラメータテーブル
５２の内容に従って、カーソルパターンジェネレータ４
８は、図６に示すように直角スケール線５０を角度θ分
回転させて、ディスプレイ装置６の画面に表示させる。
この直角スケール線５０の角度θは作図プログラム手段
６４によってディスプレイ装置６の画面及びスクリーン
４上に表示される。

【００２７】オペレータがスタイラス３０の先端でスク
リーン４上を指示すると、５００ナノミリの光信号が画
像センサ２０に供給される。スタイラス３０でスクリー
ン４上のコマンド領域４ａを指示し、例えば直線コマン
ドを制御装置４２の作図プログラム手段６４に指令し、
スタイラス３０の先端でスクリーン４上の２点Ａ，Ｂを
指示するとＡ，Ｂ２点の作図座標信号が作図プログラム
手段６４に入力される。

【００２８】制御装置４２は入力座標信号に基づいて作
図データを作成し、この作図データを座標変換手段６６
によって画面座標データに変換し、該データに基づいて
ディスプレイドライバ４０を制御する。これにより、デ
ィスプレイ装置６の画面には直線ＡＢが該映像面のＸＹ
座標軸（画面座標）を基準として表示される。

【００２９】ディスプレイ装置６の表示面の映像は、ラ
イトバルブ１０によって偏光プリズム１２方向に投射さ
れ、該偏光プリズム１２、ハーフミラー１４及びレンズ
系１６を経て、ディスプレイ装置６の映像はスクリーン
４に拡大投影される。

【００３０】制御装置４２の入力データは制御装置４２
の処理装置内に蓄えられ、ＸＹプロッタに出力できるよ
うに構成される。上記スタイラス３０による作画は、ス
クリーン４上の直角スケール線５０を参照して行われ
る。この直角スケール線５０は自在平行定規装置のヘッ
ドに設けられた直角スケール即ち一対の直定規に相当し
スタイラス３０は筆記具に相当する。

【００３１】オペレータは、自在平行定規装置のヘッド
を操作する要領でフリーカーソル３０をスクリーン４上
で移動して直角スケール線５０の平行移動及び角度変換
を行い、もう一方のスタイラス３０で、作画操作を行
う。尚、本発明は、直角スケール線５０をフリーカーソ
ル３０によって、制御する実施例に特に限定されるもの
でなく、複数のスタイラスなどのポインティングデバイ
スを用いて、スクリーン上に作図するＣＡＤ入力装置に
も応用することができる。

【００３２】

【効果】本発明は上述の如く構成したので、大型の座標
解析タブレットを必要とすることなく、複数のポインテ
ィングデバイスでスクリーン上の位置を指示し、スクリ
ーン上に能率的に画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明のブロック説明図である。

【図３】本発明の外観図である。

【図４】スクリーンの平面図である。

【図５】動作説明図である。

【図６】動作説明図である。

【符号の説明】

２ 作業台 ４ スクリーン ６ ディスプレイ装置 ８ レンズ １０ ライトバルブ １２ 偏光プリズム １４ ハーフミラー １６ レンズ系 １８ ランプ ２０ 画像センサ ２２ 画像センサ ２４ 波長フィルタ ２６ 波長フィルタ ２８ 信号発生器 ３０ スタイラス ３２ フリーカーソル ３４ 座標変換手段 ３６ 座標変換手段 ３８ プロジェクタ ４０ ディスプレイドライバ ４２ 制御装置 ４４ スイッチ手段 ４６ 長さ変化量・角度変化量変換手段 ４８ カーソルパターンジェネレータ ５０ 直角スケール線 ５２ カーソルパラメータテーブル ５４ 座標変換手段 ５６ キーボード ５８ カーソルパターンジェネレータ ６０ カーソルパターンジェネレータ ６２ カーソル ６４ 作図プログラム手段 ６６ 座標変換手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスプレイ装置と、前記ディスプレイ
   装置の画面よりも大きなスクリーンと、前記ディスプレ
   イ装置の画面の画像を前記スクリーンに拡大して映写す
   るための手段と、前記スクリーンの表面側からこれに異
   なった波長の光信号を放出する複数のポインティングデ
   バイスと、前記ポインティングデバイスの光信号の各々
   の波長を検出し各々のポインティングデバイスごとに該
   ポインティングデバイスの前記スクリーン上の位置を決
   定する位置検出手段と、前記複数のポインティングデバ
   イスの前記スクリーン上の位置信号に基づいて前記ディ
   スプレイ装置の画面に画像を形成するための作図プログ
   ラムを内蔵した制御手段とを備えたＣＡＤ用画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記位置検出手段を、前記スクリーンの
   裏側で異なった位置に配置された複数の画像センサと、
   これらの画像センサの各々の前方に配置され、前記ポイ
   ンティングデバイスのうちの対応するポインティングデ
   バイスの光信号のみを通過させる波長フィルタと、前記
   スクリーンに投射された光信号を複数の方向に縮少して
   前記複数の画像センサに導く手段とから構成したことを
   特徴とする請求項１に記載のＣＡＤ用画像形成装置。
3. 【請求項３】 ディスプレイ装置と、前記ディスプレイ
   装置の画面よりも大きなスクリーンと、前記ディスプレ
   イ装置の画面の画像を前記スクリーンに拡大して映写す
   るための手段と、前記スクリーンの表面側からこれに特
   定の波長の光信号を放出する第１のポインティングデバ
   イスと、前記第１のポインティングデバイスとは別個に
   設けられ、異なった波長の光信号を放出する第２のポイ
   ンティングデバイスと、前記第１と第２のポインティン
   グデバイスの光信号の波長を検出し、各々のポインティ
   ングデバイスごとに該ポインティングデバイスの前記ス
   クリーン上の位置を決定する位置検出手段と、前記第１
   のポインティングデバイスの前記スクリーン上の位置信
   号に基づいて前記ディスプレイ装置の画面に画像を形成
   するための作図プログラムを内蔵した制御手段と、前記
   ディスプレイ装置の画面に直角スケール線を表示する手
   段と、前記第２のポインティングデバイスの前記スクリ
   ーン上の位置信号に基づいて前記直角スケール線を前記
   画面上で平行移動させるためのスケール平行移動制御手
   段とを備えたＣＡＤ用画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記第１のポインティングデバイスとし
   てスタイラスを用い、前記第２のポインティングデバイ
   スとしてフリーカーソルを用いたことを特徴とする請求
   項３に記載のＣＡＤ用画像形成装置。