JPS5825600B2 - ソウゴサヨウガタビヨウガソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、粗雑なスケッチ、平面写真、概要図、印刷
および集積回路パターンならびにその他の関連する図案
から精密な、機械、製作または建築製図を造るために複
数の個所で動作し得る種々な端末装置と関連して用いら
れる相互作用型設計または描画装置に係る。

相互作用型描画装置とは、人即ちオペレータと装置との
インク・−フェースが、計算機だけまたはオペレータだ
けで造ることができる製図よりも、両者の能力の共働に
由り、実際上より優れた最終製品を造るのに装置および
オペレータの能力を最大限に活用すべく、利用されて上
述の機能の成るものまたは全べてを遂行できる描画装置
である。

この種の相互作用型描画装置は従来も存在したが、オペ
レータ側の情報入力を図を発生するのに有用な計算機デ
ータに変換するのに複雑なソフトウェアおよび・・−ド
ウエアが要求されたり、また計算機出力を、オペレータ
によって追加の装置入力を導出することができる単純化
されたデータに変換すること、さらにはこれ等を全べて
実質的に連続した動作で行なうことに執ような問題があ
った。

このような装置における従来の１つの問題は、粗雑なス
ケッチのような原材料から得たデータから直ちに装置で
プロットを可能化する点に在る。

このような装置においては、データは、後に製図として
プロットし得る以前に、最初にディジタル化し、或いは
また、スケッチからディジタルな座標位置に変換し、次
いで時間を要する種々な処理を加えねばならないという
欠点があった。

本発明の目的は、このような欠点を解消するもので、プ
ロッタに配設されたカーソルを操作することにより、後
で複雑な製図をプロットするためのディジタル化を粗雑
なスケッチから直接的に容易に行ない得るような相互作
用型描画装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、陰極線管を備えそのスクリーン上
において図面の作成および編集等ができるようにした相
互作用型描画装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、陰極線管のスクリーン上に電
子的カーソルを位置付げさせるためのスタイラスを陰極
線管のスクリーン上ないしその近傍に配設し、電子的カ
ーソルの位置付は作業における操作性の向上した相互作
用型描画装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明に係る装置にお
いては、オペレータ即ち使用者は、機械カーソルを例え
ば粗雑なスケッチ上の選択された個所に手動で位置付け
る。

カーソルはプロット用表面上で該カーソルに追従しそし
て計算機指令により電子的に制御される製図キャリッジ
の運動を制御する働きをなす。

なお、該計算機指令は部分的にカーソルの位置から導出
したものである。

このような配列もしくは構成によれば、オペレータは単
にカーソルを異なった位置に動かすだけで、粗雑なスケ
ッチから複雑な製図を後にプロットするためのディジタ
ル化を行なうことができる。

装置のソフトウェアは、オペレータの制御下で、記憶、
再生、キャリッジの位置付けならびに全べての国学情報
および文字数字情報の再生を可能にし且つ制御するもの
であって、基体データを種々な周辺装置と連絡させるの
に必要とされるプログラムを有している。

なおソフトウェア復号がハードウェア復号の代りに用い
られている。

本発明の他の具体例においては、陰極線管のスクリーン
上或いはその近傍に単純な機械的スタイラス（筆）を配
設することによってスクリーン上に電子的カーソルを発
生させ、プロットまたはディジタル化表面４２と対応関
係にあるスクリーン面においてこの電子的カーソルを用
いて位置付けすることができる。

従来の斯様装置においては、それを操作するのにかなり
の訓練が必要とされたが、本発明の装置構成によれば、
比較的未熟な者でも、以前には訓練されたスペシャリス
トを必要とした描画操作を行なうことが可能である。

本明細書には、中央計算機の制御下で複数個の描画デザ
イン（設計）ステーションが種々な図を発生する構成の
相互作用型描画装置および新規なカーソルが開示されて
いる。

各デザイン・ステーションにおいては、ステーション・
オペレータによって「浮動カーソル」かまたは電子的に
発生されるカーソルが用いられ最小限度のハードウェア
で複雑なデータをディジタル化しプロットする。

「浮動カーソル」の場合には、カーソルは感知器または
検出器に機械的に連結されている。

後者は、図を発生しようとする材料にほぼ平行な面内で
少なくとも２つの座標方向に移動可能なキャリッジ組立
体に取付けられたエネルギ源またはエネルギ発生源から
の入射エネルギに応答する。

カーソルはオペレータの能率を最大限に良くするために
、キャリッジとは機械的に独立して動（ことができ、そ
して感知器出力に応答して発生される位置付は信号は、
種々な筆記具もしくは書込み具が取付けられているキャ
リッジを位置付けるのに利用される。

キャリッジが浮動カーソルに追従しそしてカーソルを釈
放した時には該キャリッジが現在位置に鎖錠されるよう
に、オペレータの制御に応答してのみキャリッジの運動
が可能となるようにする目的で、カーソルは接触感知性
もしくは感触性のものとするのが好ましい。

キャリッジ自体は、感知されたカーソル位置から計算さ
れた情報に応答して局部計算機により発生された制御信
号で駆動されるサーボ・モータにより制御される調時即
ちタイミング・ベルト装置でＸおよびＹ座標軸方向に運
動するよう適応されている。

位置および速度帰還信号は、サーボ装置の一部を成すリ
ゾルバおよびタコメータから得られる。

制御信号は、キャリッジに取付けられたエネルギ源に対
するカーソルの位置誤差に比例した周波数のモータ駆動
パルスの形態をとる。

本発明の他の具体例においては、操作者をして単純な可
動制御部で装置動作を制御させる目的で、機械的スタイ
ラスが電子的カーソルを記憶もしくは蓄積陰極線管のフ
ェース・プレート上に位置付けるのに利用される。

本発明の他の利点は、添附図面を参照しての以下の詳細
な説明から明らかとなろう。

なお全図面を通して同一機能をなす要素は同じ参照符で
示した。

また幾つかの図中、複線はデータの流れを表わす。

さて、第１図を参照するに、本発明の原理に基ずく相互
作用型描画装置は、全体を参照数字１０で示されている
。

中央処理装置１２は、別々のデザイン・ステーション（
場所）に各々配置された複数個の局部計算機を制御する
。

典型的なデザイン・ステーション１５は、１４で示すよ
うな局部計算機およびそれに関連する入・出力装置なら
びに自動プロッタ１６を備えており、該プロッタ１６は
局部計算機の制御下で精密製図およびディジタル化が行
なわれる表面を有するプロット用テーブルを具備してい
る。

自動プロッタ１６はさらに、局部計算機１４に帰還され
て、中央プロセッサ即ち中央処理装置１２から受けたデ
ータと組合せてディジタル化即ち数字化された位ｉ［報
および精密製図をデザイン・ステーションで発生するの
に使用される別のデータ・シーケンスを発生する。

他のデザイン・ステーション１７ないし２３もステーシ
ョン１５と類似の仕方で動作し、そして自動プロッタだ
けの、または陰極線管および文字数字式ディスプレイの
ような可視表示端末装置と組合せた自動プロッタの種々
な配列を有し得る。

なお、他のデザイン・ステーションの数は装置組織の拡
張が許されるように可変であって、そして図示した斯様
なステーションの数は単なる例示に過ぎないものと理解
され度い。

次に第２図を参照するに、この図には、中央処理装置１
２および１つのデザイン・ステーションのより詳細なブ
ロック・ダイヤグラムが全体を３０で示されている。

中央処理装置（以下ＣＰＵと略す）１２は、機械設計、
概要作成、製図、プリント回路、集積回路用マスク作成
およびその他の技術に関する種々な国学上のソフトウェ
アを記憶し且つ処理する。

ＣＰＵ１２の基本的要素としては、例えば１２０００語
まで拡張される８０００語のコアを有するヒユーレット
−パラカード・モデ／Ｌ／ ２１００ （Ｈｅｗｌｅｔ
ｔ −Ｐａｃｋａｒｄ ｍｏｄｅ１２１００）計算機と
することができるミニコンピユータ３２が含まれる。

追加の記憶容量は、図示の例では２４０万語の記憶容量
を有するヒユーレット−パラカード・モデル７９００と
することができる。

ディスク記憶装置３４によって与えられる。

使用プログラムおよび装置要項はトリ・データ社（Ｔｒ
ｉ −Ｄａｔｅ Ｃｏｒｐ、 ）で製作されているよう
な公知の設計の磁気テープ入力装置３６を介してミニコ
ンピユータ３２に入力される。

また、追加のプログラミング入力は、ＡＳＲタイプライ
タ３８によって与えられる。

自動ブロック１６のオペレータは、接触感知型、磁性型
、光電型またはその他の設計のカーソル４６を位置決め
する。

このカーソルは機械的に堅固に連結されているのではな
く、自動プロッタ１６の一部を構成する精密プロット用
テーブル４０のプロットまたはディジタル化表面４２上
で少なくとも２つの座標方向に動くことができるように
キャリッジ４Ｂに浮動懸吊されている。

上方を向いた支持表面４２を有する図示のプロット用テ
ーブル４０は、その支持表面上に図面その他任意の作品
とすることができる製図材料４４を配置している。

図示の例では、カーソル４６は製図材料の選択された位
置上にオペレータにより位置付けられそしてキャリッジ
４８はカーソルに追従するように制御される。

位置付は過程中、オペレータはカーソルが位置付けられ
る座標位置をディジタル情報に変換し、この情報は局部
計算機１４により処理されてＣＰＵに伝送されディスク
記憶装置３４に記憶される。

情報はこのディスク・メモリから再び取出して、局部計
算機に再送しそこでキャリッジ４８に取付けられている
筆記装置を、製図材料上に精密製図を造るべく位置付け
るのに利用することができる。

カーソル４６が懸吊されでいるキャリッジ４８は、テー
ブル４０に乗りそして該テーブルに対し図示のＸ軸方向
に運動するよう駆動されるキャリッジ５０により支持さ
れている。

Ｘ座標軸方向におけるキャリッジ５０の運動は、キャリ
ッジのギヤと噛み合う歯を有する調時ベルトによって達
成される。

勿論、他の駆動装置を利用することもでき、例えば米国
特許第３２９３６５１号および第３３３０１８２号明細
書に開示されているキャリッジ位置付は機構等がその例
である。

カーソル４６およびキャリッジは、図示のＸ座標軸方向
においてキャリッジ５０に対し相対的に可動であり、そ
してそれ自身の調時ベルトおよび関連の駆動モータによ
り該Ｘ座標軸方向に駆動される。

キャリッジ５０はＸ軸コントローラ指令信号に応答して
テーブル４０に対しＸ座標軸方向に運動するので、Ｘ軸
ギヤリッジと称し、また、キャリッジ４８はＹ軸指令信
号に応答してＸ軸ギヤリッジ５０に対し移動するので、
Ｙ軸ギヤリッジと呼ぶことにする。

キャリッジ４８に担持される筆記具は、勿論湿式インク
・ペン、鉛筆或いはまた製図材料４４が感光性の材料で
ある場合には、該製図材料上に線や像を露光せしめるべ
く光点を投光する露光装置とすることができる。

斯様な露光装置の１例が上述の米国特許第３３３０１８
２号明細書に開示されている。

図示の例では、キャリッジ４８上の筆記装置は３つのペ
ンを有する筆記もしくは書込みヘッド４９として示され
ており、この場合、書込みもしくは筆記は関連の制御装
置により選択された任意のペンによって行なわれる。

本装置によれば、オペレータによってスケッチをディジ
タル化して編集し、製図を該スケッチまたは他の製図材
料４４上に再びプロットすることが可能である。

したがって、原製図のレイアウトを直接斯様なスケッチ
から構成することができる。

カーソル４６はディジタル化のための点位置の選択に当
って、それと関連するブツシュ・ボタン制御装置を有す
る。

これ等ブツシュ・ボタンは、例として第８図に離間した
点の座標位置をディジタル化または記録するための位置
決めボタン４５０、新しい線の始めをディジタル化する
ための線開始ボタン４５２ならびに線の全べての中間点
および最終点をディジタル化するための線終末ボタン４
５４として示されている。

ＸおよびＹ軸ギヤリッジを位置付けるサーボ・モータを
制御する制御信号を発生するためには種種な手段がある
。

これ等の信号で歩進モータを次のように駆動する、即ち
各パルスでモータが予め定められた１増分だけ歩進し、
それによりキャリッジが対応の増分だけ動くように駆動
することができる。

別の制御機構として、キャリッジに結合されて制御信号
の発生に伴ない直接それを受ける速度サーボ機構がある
。

キャリッジを駆動するための更に別の方法として、モー
タ・パルスを発生し、これ等パルスを利用して一対のサ
ーボ機構を駆動し、この場合、該サーボ機構は、位置・
速度帰還リゾルバおよびタコメータを有し、そのうちの
１つは適当なギヤ装置を介しＸ軸ギヤリッジに結合し、
他はＹ軸ギヤリッジに結合した構成を採用することがで
きる。

斯様な駆動装置は、本明細書でも本発明と関連して概括
的に述べであるが、しかしながら斯様なディジタル制御
機構の詳細に関しては、１９７１年８月５日付出願の米
国特許願連番第１６９２６３号の明細書を参照され度い
。

製図材料上の国学情報をディジタル化したりまたは編集
する際に、ＸおよびＹ座標軸双方における座標位置デー
タは、カーソルを製図材料４４の所望の位置上に手動で
位置付けそして上述した関連のブツシュ・ボタンを押す
ことにより発生される。

カーソル４６はキャリッジ４８に対して一定範囲内で独
自にＸＹ方向に移動ができるようにＹ軸ギヤリッジ４８
に懸持されている。

カーソル４６のこの相対運動は、カーソルに接続されて
いる感知器により検出される。

なお、この感知器については、第３図、第４図および第
８図を参照して後節で詳述する。

感知器の出力はパルス整形回路６０に電気的に結合され
ている。

この回路６０は、Ｘ軸ギヤリッジ５０およびＹ軸ギヤリ
ッジ４８を駆動するＸおよびＹ軸モータ・パルス列を発
生し、キャリッジをしてカーソルに追従せしめる。

キャリッジ４８および５０は外部より与えられるパルス
列信号に基づいてはじめて移動できるように構成されて
いる。

それ故、もしカーソルがキャリッジに固定的に結合され
ていた場合にはカーソルの相対運動が生ぜずパルス列信
号も得られないから、カーソルの操作によってキャリッ
ジを移動させることはできない。

本発明では、カーソルはキャリッジとはある一定の範囲
内で独自に移動自在の関係で結合されているので、容易
に相対運動を起し得て、それによって得られたパルス列
信号によってＸ軸およびＹ軸サーボモータを駆動してキ
ャリッジをカーソルに追従させることが容易に可能とな
っている。

なお、カーソルの移動速度が速くしかもその移動量が大
きいときにはキャリッジが追従不能となる恐れがあるの
で、カーソルの相対運動範囲には適宜の制限を設はキャ
リッジの追従不能が起り得ないようにしている。

このようなカーソルとキャリッジとの結合構造によれば
、指先で可能な程度の軽い操作力によってカーソルを軽
く移動させるだけで、直接的に移動させることができな
かったキャリッジを容易にカーソルに追従して移動させ
ることができる。

モータ・パルス６４はまたＸおよびＹ軸の両方向位置計
数器もしくはメータ６６および６７にも供給される。

これ等計数器は、各々ＸおよびＹ軸に沿うカーソルの瞬
時テーブル座標絶対位置をデイジタル的に指示する。

関連のディジタル化ブツシュ・ボタンが押されると、こ
の位置データは局部計算機１４０局部プロセッサ６８に
送られて、慣用設計の機能キーボード７０から到来する
他の指令と共に処理される。

次にプロットするために、処理された位置データはサー
ボ・モータ制御部７２に結合される。

この制御部７２は位置誤差修正信号を各々ＸおよびＹ軸
サーボ機構６２および６３ならびに各々ＸおよびＹ軸面
方向位置計数器６６および６７にディジタル的に与える
。

ディジタル読出し装置から構成することができる文字数
字式ディスプレイ７４は、装置オペレータに対しプロセ
ッサ６８により受けられたデータの可視表示を与える。

したがって２つのディジタル制御ループが各軸に対して
存在することになり、そのうちの１つはディジタル化、
処理およびプロット用のループであり、他はカーソルの
運動に応答してキャリッジの位置付けを制御するループ
である。

多数のサーボ要素を２つの制御ループで分割的にサービ
ス可能であることは容易に理解されよう。

装置の別の具体例においては、パルス整形回路６０から
のモータ・パルスを計数器６６および６７にだげ与え、
そして局部計算機１４内のサーボ・モータ制御部７２で
、処理されたデータのプロット中およびカーソル運動へ
のキャリッジの追従中に、ＸおよびＹ軸ギヤリッジに対
する全べての指令信号を整えるようにすることができる
。

局部プロセッサ６８はキーボード７０およびＣＰＵ１２
を介してアクセス可能であるから、各デザイン・ステー
ションで種々な機能を遂行したり、また図示した装置以
外の装置、例えばドラム・プロッタおよびフォト・プロ
ッタなどをオン・ライン方式またはオフ・ライン方式で
利用することも可能である。

次に第３図を参照するに、この図には、カーソル４６お
よびそれに関連する回路６０のブロック・ダイヤグラム
が概括的に示されている。

カーソル４６は図示の例では、接触感知装置となってお
り、電気回路を完結するためには装置半分体１０２およ
び１０４間に抵抗接続が必要とされ、この接続は、手で
カーソルを握る時にオペレータの指によってなされる。

尤つとも本発明の精神から逸脱することなく、同様の機
能をなす他のカーソル設計を用いることができる。

また、カーソル４６およびそれに関連する４象限感知器
１１０は単なる例示に過ぎない。

さらにまた、接触感知カーソルの半分体１０２および１
０４を、パルス整形回路６０を付活するためにオペレー
タの手で抵抗結合するのではなく、容量結合するように
構成することもできる。

カーソル４６はワイヤを内部に有するプラスチック材料
から造るのが好ましい。

この場合、ワイヤは高利得増幅器１３６に到り、そして
上述のようにオペレータにより握られた時に完結する未
完結電気回路を形成している。

カーソルに取付けられた細線１０６および１０８から成
る網線もしくは十字線はプロットおよびディジタル化表
面４４上の所望の位置に動くことができる。

４象限感知器１１０は、第３図に略示し第８図に詳細に
示されている舌板４０６なる形態の共通の取付は部を介
してカーソル４６に機械的に連結されている。

後述のように、舌板は浮動枢支ピン１１２によってＹ軸
ギヤリッジ４８に懸持されておって、ＸおよびＹ座標軸
方向におけるカーソルおよび感知器のキャリッジに対す
る制限された運動を許容する。

カーソル４６がＹ座標軸方向に動かされると、感知器１
１０からの信号でＹ軸ギヤリッジ４８全体は該カーソル
と共に動かされ、そしてカーソルがＸ座標軸方向に動か
されると、感知器信号は、Ｙ軸ギヤリッジ４８を取付け
ているＸ軸ギヤリッジ５０全体を該カーソルと共に運動
せしめる。

カーソルが両軸に対し角度を以って動かされる時には、
Ｘ軸およびＹ軸ギヤリッジ双方は該カーソルと共に同時
に動（。

全べてのキャリッジ運動は、モータの制御下で、摩擦抗
力を最小限度にして実行される。

第４図にも詳細に示されている４象限感知器１１０は、
Ｙ軸ギヤリッジ４８に固定された光源１１８の下方に取
付けられている光感知器である。

一般に、この感知器は４つの電気的に隔離された領域す
なわちＱｌ、Ｑ２．Ｑ３およびＱ４に分割されておって
、各象限は、そこに入射する光を感知し応答して電気信
号を発生する。

光源が４つの感知象限に対して移動する或いはまた逆に
象限が光源に対して相対移動すると、これ等象限に入射
する光は増減変動するので、光電変換により発生される
電気信号も相応に増減変動することになる。

これ等信号は互いに比較されて、光源１１８に対する感
知器１１０の運動を表わすＸ軸およびＹ軸誤差信号が発
生される。

感知器は機械的にカーソル４６と連動するので、カーソ
ルの瞬時位置が感知される。

カーソルおよび感知器の運動は、Ｘ軸およびＹ軸ギヤリ
ッジとは機械的に無関係に行なわれる。

ここで「機械的に無関係」とは、カーソルおよび感知器
が、キャリッジの運動が無くても物理的に運動し得るこ
とを意味する。

これは、両者間に剛性連結が無いからである。

しかしながら、感知器運動によって発生される制御信号
は電子的手段を介してＸ軸およびＹ軸ギヤリッジを動か
すものであることは云うまでもない。

代表的な感知器１１０は、Ｓ ｅｎｓｏｒＴ ｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ社で製作されているＭｏｄｅｌ Ａ、５Ｔ
−３００型のシリコンｐ −ｎ太陽エネルギ変換器を４
象限検出用に改変した感知器である。

第４図は光感知器の光感部分を概括的に示す。

光源１１８が内部に取付けられている中空管は、図示の
ように４つの象限各々に、点線で示す如く光を投射する
。

光源部分１１４が入射光に対して相対移動すると、成る
象限は、他の象限よりも大きなまたは小さい照射量を受
けることになる。

象限Ｑ１およびＱ３の電気出力は第３図に示すＹ軸差動
増幅器１２０に結合されてＸ軸位置誤差に比例する速度
指令信号を発生し、他方象限Ｑ２およびＱ４の出力はＸ
軸差動増幅器１２２に結合されてＸ軸位置誤差に比例す
る対応の速度指令信号を発生する。

ＸおよびＸ軸位置誤差信号は、各々Ｘ軸およびＸ軸位置
発振器１２４および１２６を制御する。

これ等発振器の各々は、各入力信号に直接比例する線形
周波数応答特性を有する電圧制御発振器（ＶＣＯ）から
構成されている。

したがって到来の位置誤差が大きければ大きい程、ＶＣ
Ｏ出力周波数も高くなる。

ＶＣＯ出力周波数はＸ軸およびＹ軸モータ・パルスを発
生するのに用いられる。

これ等パルスは、各々Ｘ軸およびＸ軸サーボ制御部１２
８および１３０のディジタル回路によって受けられる。

なお、これ等のサーボ制御部はサーボ・モータ１３２お
よび１３４と共に各々、第２図に示すＸおよびＹ軸サー
ボ機構６２および６３を形成する。

Ｘ軸サーボ制御部１２８およびＸ軸サーボ制御部１３０
からの出力は各々ＸおよびＹ軸サーボ・モータ１３２お
よび１３４を駆動する。

なお、斯種サーボ・モータの詳細は既述の米国特許願連
番１６９２６３号の明細書に開示されている。

サーボ・モータは先に述べたように各々の調時ベルトを
介してＸ軸およびＹ軸ギヤリッジを駆動する。

カーソル４６がオペレータによって保持されていない時
には、高利得増幅器１３６への回路は開いており、Ｘ軸
およびＹ軸ギヤリッジはどの位置に在ろうとも、その位
置に自動的に鎖錠される。

これは、オペレータに対し安全性を保証する。

リレー作動されるソレノイド１３８は、プロットが可能
化された時に局部計算機からの信号に応答してカーソル
４６をプロット用表面から僅かな距離だけ持上げる。

カーソルがオペレータに握られて増幅器回路が閉じると
、増幅器１３６からの増幅された信号はリレー１４０を
作動する。

このリレーは、Ｘ軸およびＹ軸位置制御のだめの電圧制
御発振器用の可能化スイッチとして働く。

Ｘ軸およびＹ軸ゲート１４２および１４４は各々可能化
信号を各々のｖＣＯに結合して該ＶＣＯをオン状態にバ
イアスし、到来の誤差信号に比例する周波数で各々の信
号を発生できる状態になさしめる。

次に第５図を参照するに、この図には、Ｘ軸位置発振器
１２４のブロック・ダイヤグラムが示されている。

Ｘ軸位置発振器１２６も実質的に同一であるので図示は
していないが、Ｘ軸位置発振器に関する説明が等しく当
嵌るものであると諒解され度い。

Ｘ軸位置発振器１２４の中心部は、既述のように入力誤
差電圧に対し線形周波数変動特性を有するＶＣＯ１５０
である。

差動増幅器１２２のＸ軸位置誤差電圧出力は、入力増幅
器１５２に送られる。

後者は装置で使用され得る種々なカーソルに対し入力利
得を調整することによりインピーダンス整合機能を果す
。

増幅された入力位置電圧は絶対値回路１５４および記−
ａ検出器１５６に結合されている。

絶対値回路１５６はその２方向入力を単方向出力に変換
し、ＶＣＯ１５０に対し絶対値振幅の入力電圧制御信号
を与える。

このことは、ｖＣＯ周波数を位置誤差の大きさに常に比
例せしめるために必要なことである。

サーボ・モータ１３２の運動の方向は、該サーボ・モー
タをして順方向か逆方向に回転せしめる記号検出器１５
６の出力により制御される。

ＶＣＯ１５０は慣用の設計のものであるが、ユニジャン
クション（単接合）トランジスタを積分増幅器に放電す
ることによって導通せしめられるシリコン制御整流器（
ＳＣＲ＞から構成するのが好ましい。

バイアス回路１５８は、入力誤差が存在しない時にＶＣ
Ｏ制御電圧を零ボルトに偏倚する。

初期ランプ発生器１６０は、オペレータによりカーソル
が触れられていることを表わす増幅器１３６からの信号
が受けられるまで、ｖＣＯをオフ状態に維持するために
初期緩衝をなす起動ランプ電圧を発生する。

ランプ発生器１６０の出力はまたＹ＠ｖＣＯにも結合さ
れている。

次に第６図を参照するに、この図には、カーソル位置付
は用の機械スタイラスを備えた陰極線管を有する相互作
用型描画装置のブロック・ダイヤグラムが全体的に参照
数字２００を付して示されている。

この装置は第２図で述べた装置と同じであるが、その記
憶および製図速度能に由りＣＲＴステーションで作品の
発生、編集および構成を開始することを許容する追加の
ＣＲＴ２０２が設けられている点で第２図のものと異な
っている。

ＣＰＵ１２と局部プロセッサ１４との間の連絡は、慣用
構造のキーボード７０で可能な全範囲のキーボード機能
を許容する予め定められたソフトウェア・ルーチンおよ
びプログラム・フォーマットによってなされる。

叙述を簡単にするために、ここではソフトウェアについ
て述べないが、本発明を理解するためには、ソフトウェ
アは標準プログラミング法によって実現される高レベル
の動言語であると述べておけば充分であろう。

第９図に詳細に示すように機械腕２０６なる形態にある
スタイラスはＣＲＴ２０２上またはその近傍の任意適宜
な個所にＣＲＴ２０２と一体構造となる如くまたは着脱
可能な関係で組合せて取付けられ、オペレータにより動
かされて、ＣＲＴ２０２のスクリーン上の偏向電子ビー
ムから生ずる電子カーソル即ち光点の位置付けを制御す
る。

機械腕２０６は、腕２０６に連結された摺動ブロック２
０５、該ブロックを保持する摺動桿２０７ならびに腕２
０６および摺動桿２０７を板２０９に固着された軸２１
１にスイベル運動可能に支持する枢支基板２０９を有す
る枢動摺動組立体２０３に取付けられている。

組立体２０３は、矢印ａで示すように腕２０６が側方か
ら側方へと動くことを可能にし、以ってＸ座標軸方向に
おけるＣＲＴスクリーン上のカーソルまたは光点の位置
付けを制御すると共に、矢印すで示すように腕を出し入
れ運動可能にしてＹ座標軸方向におけるカーソルの位置
付けを制御する。

機械腕２０６の運動は次のようにしてＸ軸およびＹ軸位
置データに変換される。

摺動ブロック２０５に連結されているプーリ２０８およ
びケーブル２１３は、腕２０６の出入りもしくは直線運
動をＸ軸エンコーダ（符号化器）２１２０回転入力軸に
伝達する。

軸２１１に固定して取付げられた他のプーリ２１０およ
びケーブル２１５は、腕および摺動組立体の曲線もしく
は側方運動をＹ軸エンコーダ２１４０回転入力軸に伝達
する。

各エンコーダは同一の構造を有し、そしてマサチューセ
ット州のＤｙｎａｍｉｃ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎ社で製作されているＭｏｄｅ１７７−４
０−８０１型のエンコーダを用いることができよう。

これ等エンコーダは、各々が前記軸の１つに固着されて
いる内部に取付けられた光学円板の回転位置をディジタ
ル・パルス列に変換する。

これ等パルス列は各軸の第６図に示す両方向もしくは可
逆計数器２１６．２１８に送られ、そこから局部プロセ
ッサ１４に送られる。

該プロセッサで、装置のソフトウェア・ルーチンの制御
下で対応のＸおよびＹ軸パルスは、ＸおよびＹ軸面方向
計数器２２０および２２２に出力される。

これ等計数器は、ＣＲＴ２０２の水平および垂直偏向コ
イル用の各ＸおよびＹ軸偏向信号のだめの一対のＤ −
Ａ変換器２２４および２２６に位置データを与える。

アナログ偏向信号はＸおよびＹ軸偏向増幅器２２８およ
び２３０により公知の仕方で発生されるものである。

斯様にして機械結合されたスタイラス２０６は、オペレ
ータをして、キーボード７０により発生され局部プロセ
ッサ１４に結合される種種な指令およびその他の線や記
号に従って電子カーソルをＣＲＴスクリーン上に正確に
位置付けることを可能ならしめる。

線路２３２を介し、プロセッサ１４からの消去信号によ
りＺ軸ビームのオン・オフ切換が行なわれる。

カーソル位置データは、局部プロセッサ１４によってＣ
ＰＵ１２に伝送され記憶されて、しかる後再びＸおよび
Ｙ軸サーボ機構６２および６３を介してブロック制御の
ために局部プロセッサに伝送し戻すことができる。

次に第７Ａ図および第７Ｂ図を参照するに、これ等の図
には、自動プロット用テーブル４０の平面図がその倒立
面図と共に詳細に示されている。

プラテン組立体は３０３で示すように挟着し合わされた
プレキシ・ガラスのような２枚の透明なシート材料から
構成される。

製図が行なわれる表面の輪郭は線３０４で示されている
。

紙またはマイラまたは製図に適したその他の材料のいず
れかである製図材料は、線３０４で制定されている領域
内でプラテン表面上に配置されて、製図材料に対し吸着
力を及ぼす真空保持装置により位置をしっかりと定着さ
れる。

真空入口３０６が下側のプレキシ・ガラス・シート材に
切込まれ、そしてプレキシ・ガラス・シート材間の複数
個の導管３０８が製図材料の下側の全領域に亘って真空
を発生する働きをする。

これ等導管３０８の全べては、主路３１０を介して真空
入口３０６に連通している。

導管３０８のすぐ上の上側のプレキシ・ガラス・シート
に形成された複数個の孔３１２は、製図材料の底側を真
空側に露呈する。

製図の背光はプレキシ・ガラスの下側に取付けられた複
数個の並列ランプ３１４により得られ、そして冷却ファ
ン３１６が、ランプ３１４により発生される熱を消散さ
せて冷却を行なうために、複数個の内部冷気取入れ口３
１８と関連して設けられている。

Ｘ軸方向に可動である２つの精密調時ベルト３２０およ
び３２２はこれ等ベルトを一緒に駆動するのに充分な強
さを有するトルク管３２４によって結合されている。

第１図のＸ軸ギヤリッジ５０は第７Ａ図および第７Ｂ図
に示されていないが、Ｘ軸方向において運動ができるよ
うにトラック組立体３２６および３２８に取付けられる
ものである。

Ｘ軸ギヤリッジはまた調時ベルト３２０および３２２の
運動に応答してトラック組立体３２６および３２８に沿
い運動するように、ねじボタン保持ソケット３３０およ
び３３２によって調時ベルト３２０および３２２に連結
されている。

調時ベルト３２０および３２２は、予め定められた歯数
に沿う運動が、ベルトの動がされる度毎に同量の再生可
能な増分を発生するように精密に緊張されている。

調時ベルト、トラックおよびプラテン組立体全体は堅牢
な支持板３３４によって支持されている。

調時ベルトは、ねじ組立体３３６により、正確さを維持
するべく張力が調節可能になっている。

該ねじ組立体３３６はヨーク３３８に螺着され、そして
またこのヨークにはアイドラーとしてそれ自身の軸受３
４４上で回転する巻付はプーリ３４２のための短軸３４
０が取付けられている。

それ自身の調時ベルトによって１駆動されるＹ軸ギヤリ
ッジはＸ軸キャリッジ上に乗る。

Ｘ軸ギヤリッジは、それとほぼ同じ重量の平衡体３４６
によって平衡されている。

なお、平衡体は、Ｘ軸ギヤリッジを１駆動する調時ベル
ト３２０および３２２の対向両側に取付けられている。

平衡体３４６は、特にテーブルを水子に対して成る角度
で傾斜した時に、Ｘ軸ギヤリッジの運動を安定化させる
働きをする。

電気パネル３４８はスイッチ３５０を有し、このスイッ
チは背光点滅を制御する。

さらに該パネルはスイッチ３５２を有し、このスイッチ
は、キャリッジの速度を調整するテーブル・スイッチ３
５４を傾むける働きをなす。

また、真空を発生させるために用いられるスイッチ３５
６もパネル３４８に設けられている。

トルク管３２４は駆動プーリ管３５８によって駆動され
そして玉軸受３６２でカラー３６０に装着されている。

位置帰還信号を発生するための関連のリゾルバ３６６を
有するＸ軸サーボ・モータ１３２は駆動プーリ３５８を
１駆動する。

このプーリは安全のための遮蔽ストリップ３７０を備え
たプーリ・ハウジング３６８内に取付けられている。

マイクロスイッチ３７２および３７４は、キャリッジが
テーブル縁に過度に接近した時にＸ軸ギヤリッジの電力
な遮断する作用をなす。

テーブル組立体は全体として、その上に取付けられたキ
ャリッジをテーブル上の任意所望の位置に自動的に動か
すための精度の高い位置付は手段を構成する。

第８図には、４象限光感知器１１０およびカーソル４６
を含むＹ軸ギヤリッジ４８が斜視図で一部を切除して示
されている。

第３図を参照し前述したようにして電気回路を完結する
接触感知ワイヤ４０２および４０４を含むカーソル４６
は、光感知器１１０が取付げられている舌板４０６に取
付けられている。

舌板４０６はピン１１２および４１４を中心とする枢動
を許すように、質量平衡体４１２によってキャリッジ４
８に支持されている。

この枢動（枢軸運動）は、各々キャリッジ４８ならびに
Ｘ軸およびＹ軸方向に対するカーソル４６の限定された
相対運動に対応する。

この相対運動は、光源１１８に対する感知器１１０の対
応の運動を発生し、そしてキャリッジ４８および５０を
カーソル４６に追動させ且つまたカーソルの位置で選択
された点をディジタル化するために、既述のようにして
変位誤差信号を発生せしめる。

舌板４０６に固着されて、キャリッジ４８に取付げられ
たピン４３２と係合するゴム・ワッシャ４１０は舌板４
０６の運動を禁止する。

このような構成をとらなければ、光感知器１１０が全体
的に光源１１８から発射されている光の領域から出て了
う可能性があるからである。

これは、例えばカーソルなサーボの応答時間よりも早い
速度で移動した場合に起り得る。

ワッシャ４１０は装置の動作の連続性を失なうことなく
、このような場合にもキャリッジをしてカーソルに追従
せしめる働きをする。

質量平衡体４１２は、テーブルが水平位置以外の位置に
ある時にカーソルおよび舌板の質量を平衡化する目的で
、平衡腕またはビーム４１６を介して舌板４０６にピン
１１２で枢着されている。

このようにすれば、カーソル４６が重力下で移動するこ
とが阻止されて、装置全体の精度は高揚される。

キャリッジ組立体４８のフレームは全体の支持をなし、
そしで調時ベルト４３８に締着されている。

追加のキャリッジ支持は溶接フック４２２およびポーカ
・アーム４２４によって与えられる。

ランプ・ハウジング１１６はピン４３２を保持する構造
支持体４２６内部に取付けられ、そして絶縁体が感知器
１１０をその周囲構造支持部から電気的に絶縁している
。

カーソルおよびそれに関連する舌板４０６のキャリッジ
４８に対する摩擦締着もしくは抗力の大きさは、止めね
じ４３０により調節可能であるナイロン・チップを備え
た摩擦ピン４２８によって制御可能である。

既述のような光源１１８に対する望ましくないカーソル
の運動な阻止するための、ゴム・ワッシャ４１０との接
触はピン４３２によってなされる。

パネル組立体４３４内には電気要素が収容されておりそ
して軸受組立体４１８および４２０が下方に位置する鋼
板に対接している。

該鋼板にはＹ軸ギヤリッジ全体が乗るＸ軸ギヤリッジの
トラックが在る。

調時ベルト４３８は支持面４３６に締着されておりそし
てＹ軸ギヤリッジ５０の外部プーリを囲繞して走行して
いる。

追加の支承組立体４４０はＹ軸ギヤリッジの残余部分を
下側の鋼板上に転がり支持する。

筆記ペン４４２．４４４および４４６が取付けられてい
る書込みヘッド４９は既述のようにカーソル舌板組立体
の側方に乗っている。

以上、本発明の特定の具体例を開示し説明したが当業者
には種々な変形が可能であろう。

したがって、本発明はここに述べた具体例またはその細
部に限定されるものでは決つしてなく、本発明の精神お
よび範囲から逸脱することなく多種多様の変形、変更が
可能であろうことを付記する。

本発明の実施の態様な列挙すれば下記の通りである。

（１）特許請求の範囲１に記載のプロッタ装置において
、前記カーソルが網線を有し、そして前記キャリッジに
取付けられた光源１１８から放射されるエネルギを感知
する感知器１１０に堅固に機械連結されており、支持表
面４２にほぼ平行な平面内の前記感知器の運動で誤差信
号が発生され、この誤差信号はそれに応答して前記キャ
リッジを動かすサーボ機構６２．６３に結合されること
を特徴とするプロッタ装置。

（２１前項１）に記載のブロック装置において、前記感
知器１１０が光エネルギな電気エネルギに変換する光検
出器であることを特徴とするプロッタ装置。

（３）前項（２）に記載のプロッタ装置において、前記
光検出器が入射する光エネルギに応答して４つの電気信
号を発生するために４つの光感知象限を有し、さらに該
電気信号を受けて前記直交座標方向に沿うキャリッジに
対するカーソル位置を表わす２つの位置誤差信号を発生
する電気検出器１２０，１２２を備えているブロック装
置。

（４）前項（３）に記載のプロッタ装置において、検出
器が前記２つの位置誤差信号に応答して該誤差信号をサ
ーボ機構６２，６３のためのモータ・・ パルス列に
変換するＸ軸およびＹ軸位置発振器１２４．１２６を有
しているプロッタ装置。

（５）前項（４）に記載のプロッタ装置において、前記
Ｘ軸およびＹ軸位置発振器１２４，１２６が前記位置誤
差信号に依存する周波数を有する一対の電圧制御発振器
１５０，１５０を備えており、該周波数はさらに、前記
モータ・パルスの周波数と直接関連し、そして前記電圧
制御発振器周波数のうちの１つは、前記直交座標方向の
１つの方向における前記モータ・パルスの周波数と関連
し、他の周波数は他の座標方向における前記モータ・パ
ルスの周波数に関連することを特徴とするプロッタ装置
。

（６）前項（１）に記載のプロッタ装置において、前記
感知器の出力に応答して、各々が１つの直交軸における
カーソル位置を表わす一対の誤差信号を発生する差動増
幅器１２０，１２２を備えて成るプロッタ装置。

（７）特許請求の範囲１に記載のプロッタ装置において
、それを制御する計算機にカーソル位置データを記憶す
るためのプロセッサ６８を備えて成るプロッタ装置。

（８）特許請求の範囲１に記載のプロッタ装置において
、カーソルに物理的接触がなされた時に作動し得る接触
感知ワイヤ４０２，４０４がカーソルに取付けられてお
り、そしてゲー） １４２゜１４４が前記接触感知ワイ
ヤにより作動されて前記キャリッジをカーソルに追従せ
しめることを特徴とするプロッタ装置。

（９）前項（８）に記載のプロッタ装置において、前記
接触感知ワイヤ４０２，４０４が、オペレータが前記カ
ーソルに接触する際にその手の抵抗によって完結される
ことを特徴とするプロッタ装置。

（１０） 前項（８）に記載のブロック装置において
、プロットする時に前記カーソルを前記製図材料から予
め定められた距離だけ持上げるソレノイドを備えて成る
プロッタ装置。

αυ キャリッジ４８．５０が計算機からの制御信号に
応答して作業表面４２にほぼ平行な平面内で予め定めら
れた座標位置に自動的に位置付けられ、しかも前記キャ
リッジが前記作業面上に位置する材料に対して移動する
際に該材料に対し仕事をするように取付けられた書込み
ヘッド４９を有して成る計算機で制御される位置付は装
置１０において、前記座標位置に関し手動で位置付は可
能なカーソル４６を有し、該カーソルは、前記支持表面
４２に対するその運動で前記キャリッジを応答運動せし
める制御信号が発生されるように前記キャリッジと作動
結合されており、前記カーソルは前記キャリッジに対し
自由に動くことができることを特徴とする位置付は装置
。

（１２）前項０υに記載の位置付は装置において、前記
カーソルに機械的に連結された感知器１１０および前記
キャリッジに取付けられた光源１１８を有し、該光源に
対する前記感知器の運動を検出しそして前記キャリッジ
の運動を制御するための信号に変換する手段を備えた位
置付は装置。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による相互作用型描画装置の原理を略示
するブロック・ダイヤグラム、第２図は本発明による相
互作用型描画装置のブロック・ダイヤグラム、第３図は
本発明による浮動カーソルを備えたカーソル制御装置の
ブロック・ダイヤグラム、第４図は本発明で用いること
ができる４象限検出器の斜視図、第５図は本発明で用い
られる回路のブロック・ダイヤグラム、第６図は本発明
による他の相互作用型描画装置のブロック・ダイヤグラ
ム、第７Ａ図は本発明で用いられるプロット用テーブル
の平面図、第７Ｂ図はその側薬面図、第８図は本発明に
よるＹ軸ギヤリッジ組立体およびカーソル構造の斜視図
、そして第９図は本発明の１具体例で用いられる機械的
スタイラスの斜視図である。 １２・・・・・・中央プロセッサ、１４，１５，１７゜
２３・・・・・・遠隔計算機、１５・・・・・・デザイ
ン・ステーション、１６・・・・・・ブロック、３２・
・・・・・ミニ・コンピュータ、３４・・・・・・ディ
スク・メモリ、３６・・・・・・インプット装置、３８
・・・・・・タイプライタ、４６・・・・・・カーソル
、４２・・・・・・作業表面、４０・・・・・・テーブ
ル、４４・・・・・・製図材料、４８ 、５０・・・・
・・キャリッジ、４９・・・・・・書込みヘッド、６８
・・・・・・局部プロセッサ、６６ 、６７・・・・・
・両方向計数器、７２・・・・・・サーボ・モータ制御
部、７４・・・・・・ディスプレイ、１１０・・・・・
・感知器、１０６，１０８・・・・・・網線、１１８・
・・・・・光源、１２２・・・・・・差動増幅器、１３
２゜１３４・・・・・・サーボ・モータ、１４２，１４
４・・・・・・ゲート、１５０・・・・・・電圧制御発
振器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プロッタ装置の支持表面４２上に在る製図材料４４
   に、制御信号に応答して線および記号もしくは符号を自
   動的に製図するために、前記製図材料上のほぼ平行な一
   平面内で移動可能なキャリッジ４８，５０を有し、ここ
   で該キャリッジはサーボ機構６２．６３に応答して前記
   平面内でほぼ直交する２つの座標方向における運動が可
   能であり、さらに前記キャリッジが前記制御信号に応答
   して動かされる時に前記製図材料に書込みを行なうため
   に前記キャリッジに取付けられた少なくとも１つの書込
   みヘッド４９な備えて成る、計算機で制御される相互作
   用型描画装置において、前記支持表面上の座標位置を識
   別するために前記製図材料上で手動により位置付けが可
   能で前記キャリッジとは一定範囲内で独自に運動ができ
   るように取付けられているカーソル４６と、前記キャリ
   ッジと前記カーソルの間に取付けられカーソルの独自の
   動きを検出しカーソルとキャリッジの相対位置な表わす
   電気信号を発生する検出手段と、前記電気信号を利用し
   て前記キャリッジの運動を制御し前記キャリッジを前記
   カーソルの動きに追従させるようにするサーボ・モータ
   制御部７２とを具備することを特徴とする相互作用型描
   画装置。 ２ 前記検出手段を、前記支持表面４２上を移動可能な
   キャリッジに固定的に取付けられた光源１１８と、前記
   カーソルに連結されて前記光源の出力に応答して該発生
   器との相対位置を表わす電気信号を発生するだめの感知
   器１１０で構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の相互作用型描画装置。 ３ 前記カーソルに物理的接触がなされた時に作動し得
   る接触感知ワイヤ４０２，４０４がカーソルに取付けら
   れており、そしてゲー）１４２゜１４４が前記接触感知
   ワイヤにより作動されて前記キャリッジをカーソルに追
   従せしめることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の相互作用型描画装置。 ４ 前記感知器１１０が入射する光エネルギに応答して
   ４つの電気信号を発生するために４つの光感知象限を有
   し、さらに該電気信号を受けて前記直交座標方向に沿う
   キャリッジに対するカーソル位置を表わす２つの位置誤
   差信号を発生する差動増幅器１２０，１２２を備えてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の相互作
   用型描画装置。 ５ 前記感知器１１０が４象限光感知器であり、そして
   カーソル運動に従い該光感知器の選択された領域を照射
   するように光源１１８がキャリッジに取付けられて成る
   特許請求の範囲第２項記載の相互作用型描画装置。 ６ 前記接触感知ワイヤ４０２，４０４が、オペレータ
   が前記カーソルに接触する際にその手の抵抗によって完
   結されることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   相互作用型描画装置。 ７ プロットする時に前記カーソルを前記製図材料から
   予め定められた距離だけ持上げるソレノイドな備えて成
   る特許請求の範囲第３項記載の相互作用型描画装置。 ８ プロッタ装置の支持表面４２上に在る製図材料４４
   に、制御信号に応答して線および記号もしくは符号を自
   動的に製図するために、前記製図材料上のほぼ平行な一
   平面内で移動可能なキャリッジ４Ｂ、５０を有し、ここ
   で該キャリッジはサーボ機構６２，６３に応答して前記
   平面内でほぼ直交する２つの座標方向における運動が可
   能であり、さらに前記キャリッジが前記制御信号に応答
   して動かされる時に前記製図材料に書込みな行なうため
   に前記キャリッジに取付けられた少なくとも１つの書込
   みヘッド４９を備えて成る、計算機で制御される相互作
   用型描画装置において、前記支持表面上の座標位置を識
   別するために前記製図材料上で手動により位置付けが可
   能で前記キャリッジとは一定範囲内で独自に運動ができ
   るように取付けられているカーソル４６と、前記キャリ
   ッジと前記カーソルの間に取付けられカーソルの独自の
   動きを検出しカーソルとキャリッジの相対位置を表わす
   電気信号を発生する検出手段と、前記電気信号を利用し
   て前記キャリッジの運動を制御し前記キャリッジを前記
   カーソルの動きに追従させるようにするサーボ・モータ
   制御部７２と、少なくとも２つの座標方向に移動可能な
   スタイラス２０６と、該スタイラスの運動を電気信号に
   変換するための枢動摺動組立体２０３と、前記電気信号
   により制御されてスクリーン上にカーソル像を発生しこ
   のスクリーンに対するカーソル像の位置が計算機により
   記憶される陰極線管２０２と、前記記憶されているカー
   ソル位置データな受はサーボ機構によって発生される位
   置付は信号の発生を制御するためサーボ機構に加えられ
   る出力を生ずる計数器６６または６７とを備えているこ
   とを特徴とする相互作用型描画装置。