JPS6284376A - 多次元図形製図装置 - 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】 本発明は２次元の図形すなわち上面図、正面図および側
面図を適宜に読取って立体図を作成すると共に２次元の
原図形の変形２次元図形を作成し、これを電子計算機記
憶装置に記憶させ所望時に選択して取出し反復して使用
し得るようにした多次元図形製図装置に関するものであ
る。

この種多次元図形の作成は、従来設計者または製図者が
手で行うのが普通でありこれを機械化するのは極めて困
難であった。

本発明の目的は、かかる多次元図形を機械的に作成し、
これを記憶装置に記憶して反復使用し得る多次元図形製
図装置を提供せんとするものである。

本発明の他の目的は、確実かつ迅速に作図を行い得る多
次元図形製図装置を提供せんとするものである。

本発明によれば２次元座標で製図された図面（以下平面
図と称する）の座標を２次元図形データ読取り装置によ
り読取り、平面図の座標値を拡大または縮小して変形し
た平面図を作成し、また円あるいは楕円に対しては円電
圧発生装置により簡単に作図を行い、所望に応じ平面図
の座標値をデータ記録装置に記録し、平面図の座標値に
よって等測投影図、等測面、２等測投影図、不等測投影
図等の各種の軸側投影図を作成する。また透視図変換装
置により１消点透視図、２消点透視図、３消点透視図等
の各種の透視図を作成する。さらに視点設定装置により
所定の視点距離に対応した図形をも作成する。

また本発明によれば平面図の２つの投影図（側面図−正
面図、上面図−側面図、上面図−正面図）より３次元図
形の座標値を読取る。次いでこの座標の長さを電圧の変
化値に変換する。この電圧変化を各種の回路によって合
成する。この電圧合成された電圧変化によってＸＹプロ
ッタを制御して立体図を作成する。

さらに本発明によれば平面図の２つの座標をそのまま読
取り、上述した所と同様にＸＹブロックによってその拡
大図および縮小図を作成することができる。

また円は直径および円弧量を設定しこれを電圧の変化値
に変換しこれを各種の回路によって他の円または楕円に
変換することができる。

さらに本発明によれば２次元の原図形またはその変形２
次元図形を電子計算機記憶装置に記憶しこれを所望時に
選択して取出し反復使用し得るようにする。

また本発明によれば座標数値表示装置を設けることによ
り作図を確実かつ迅速に行うことができる。

以下図面により本発明を説明する。

第１図に示すように本発明多次元図形製図装置は、２次
元図形データ読取り部１と、円電圧発生部２と、データ
記録部３と、基本演算装置４と、副演算装置５と、作図
部６と、第１信号処理部７と、−数値表示部８と、第２
信号処理部９とをもって構成する。

これら各部または装置の詳細な構成を第２図（ａ）およ
び第２図ら）にブロック図で示し以下説明する。

すなわち、２次元′図形データ読取り部１を、２次元図
形データ読取り装置１１および座標値電圧発生装置１２
をもって構成する。第３図（ａ）は、この２次元図形デ
ータ読取り装置１１を示し、データ読取り用製図台上に
設けられた右側倣い針Ｒ３および左側倣い針ＬＳと、こ
れら倣い針を左右に移動せしめる横レールＨＲと、この
横レールを縦方向に移動せしめる縦レールＶＲとをもっ
て構成し、右側倣い針Ｒ３によって正面図Ａの左右の移
動量Ｘを測定し、左側倣い針ＬＳによって側面図Ｂの左
右の移動量Ｙを測定し、横レールＨＲによって上下の移
動量Ｚを測定する。従って立体図の傾斜線はこれら３種
類の移動量の合成によって測定することができる。

すなわち、２次元図形を、互に隣り合う図形の組合せと
して、それぞれ形のデータと位置のデータとの相関とみ
なす。たとえば第３図（ｂ）に示す２次元図形のＡを正
面図とし、Ｂを側面図としたとき、まず正面図Ａを形の
データとすれば側面図Ｂの線すは正面図Ａの形の面の位
置を示し、側面図Ｂを形のデータとすれば正面図Ａの線
は側面図Ｂの形の面の位置を示す。そして、第３図（ａ
）に示したごとく２次元図形の座標をｘ、ｙ、ｚの３次
元座標に規定し、その座標値を左右の倣い針ＬＳ、Ｒ３
と横レールＨＲとの移動量として読み取る。第３図（Ｃ
）に示す２次元図形においては線すは位置のデータであ
り、線ａは正面図Ａの左右の移動量Ｘおよび横し−ノ叶
Ｒの上下の移動量Ｚの合成データとじて読み取られる。

同様に線ａ′を位置のデータとしたとき線ｂ′は側面図
Ｂの左右の移動ｌＹおよび上下の移動量Ｚの合成データ
として読み取られる。

また線ａ、ｂ’を同時に読み取ったとき、正面図Ａの左
右の移動量Ｘ、側面図Ｂの左右の移動量Ｙおよび上下の
移動量Ｚの複合データを読み取ることができ、１例とし
て示す第３図（ｄ）の如き３次元図形を求めることがで
きる。なお実際には、線ａ。

ｂ′に倣い定規を固定してデータを同時に読み取る。ま
た曲線のときは、横レールの移動により左右の倣い針の
位置を同時に読み取る。

かようにして測定した種々の測定量を座標値電圧発生装
置１２によってこれら測定量に比例した電圧に変換する
。すなわち、右側倣い針Ｒ３，左側倣い針ＬＳおよび横
レールＨＲのそれぞれの移動量Ｘ。

ＹおよびＺによって、ワイヤＸＷ、　ＹＷ、　ＺＷおよ
びプーリＸＰ、　Ｙ−Ｐ、　ＺＰを介して第４図（ａ）
に示す回路図にヨリ、ホｆ　７シヨメータＩＩＰＲ，Ｉ
ＩＰＬ、　ＩＩＰＶを回転し、この回転量を電圧の変位
１２Ｒ，１２Ｌ、　１２Ｖにかえる。この電圧出力１２
　’Ｒ，１２’Ｌ、１２　’Ｖ（第４図（ｂ））は、後
述する基本演算装置４に供給する。

円型圧発生部２の国電圧発生装置１３においては、円の
直径を決めるだけで円または楕円の作図を行い得るよう
にする。第５図（ａ）は国電圧発生装置１３の要部を示
す斜視図、第５図ら）は同じくその回路図である。３６
０度の円板１３Ｃによってポテンショメータ１３Ｐを回
転しその回転角度を電圧の変位にかえ、ディジタルスイ
ッチ１３０に直径を規定することにより直径に見合った
正弦、余弦カーブ電圧を得る。この正弦、余弦カーブ電
圧を円および楕円の短軸方向を規定する組合せスイッチ
により右側倣い針Ｒ３左側模倣い針ＬＳおよび横レール
ＨＲのいづれか２つの回路に電圧を与えて円および楕円
を得る。この場合円の中心は右側倣い針Ｒ３および左側
倣い針ＬＳならびに横レールＨＲによって決めるように
する。この国電圧発生装置１３の出力１３Ｒ，１３Ｌ。

１３Ｖおよび前記図形データ読取り装置１の出力１２　
’　Ｒ，１２’Ｌ、　１２　’Ｖを第１信号処理部７を
経テテータ記録部３のデータ記録装置１４（第６図（ａ
）参照）に供給してここで記録し、所望に応じ反復して
取出し使用し得るようにする。このデータ記録装置１４
は、４チヤンネルデータレコーダの磁気テープに２次元
図形データ読取り部１および円型圧発生部２によって供
給される右側倣い針Ｒ３，左側倣い針ＬＳおよび横し−
ノ叶Ｒの回路電圧１２’Ｒ，１２’Ｌ。

１２′ｖを記録すると同時に作図部６において作図する
ためのペンの上下運動を制御するスイッチ１４ＳＷの作
動を記録し、反復作図の人力を省略し得るようにする。

第」信号処理部７は、電圧信号圧縮装置２８および電圧
信号伸張装置２９をもって構成し前記データ記録装置１
４に供給する信号を前記信号圧縮装置２８により圧縮し
て前記データ記録装置１４の記録容量を増大させると共
に使用時に前記信号伸張装置２９により伸張して元の電
圧信号に復元し得るようにする。第６図（ａ）は、デー
タ記録装置１４すなわち、アナログデータレコーダの正
面概略図、第６図（５）および（Ｃ）はそれぞれ電圧信
号圧縮装置２８および電圧信号伸張装置２９の信号の入
出力を示す回路図である。すなわち、電圧信号圧縮装置
２８のロータリ−スイッチによって前記電圧信号１２　
’Ｒ，１２’Ｌ。

１２′ｖを２分の１から１０分の１までの抵抗分割回路
に切換えて、所望の電圧信号２８Ｒ，２８Ｌ、　２８Ｖ
に圧縮してデータ記録装置１４に記録する。データ記録
装置１４で必要なものに対しては、電圧信号伸張装置２
９のアンプによって記録信号１４Ｒ，１４Ｌ、　１４Ｖ
を１倍から１０倍に切換え、１ボルトからｌＯボルトの
電圧２９Ｒ，２９Ｌ、　２９Ｖ　に増巾する。

データ記録装置１４は通常の任意の記録装置、例えばテ
ープまたはディスク記録装置を使用することができる。

基本演算装置４は、零点調整装置１５、尺度設定装置１
６、対称反転設定装置１６′、座標組合せ装置１７、回
転角設定装置１８、傾角設定装置１９、図法変換装置２
０、座標係数設定装置２１および作図次元切換え装置２
２をもって構成する。すなわち座標値電圧発生装置１２
、または円型圧発生装置１３あるいはデータ記録装置１
４からの出力に対し、零点調整装置１５によって、作図
すべき立体図形のｘ、ｙおよびＺ軸の零点を調整かつ設
定する。すなわち、第７図（ａ）の零点調整装置１５の
信号入出力図に示すように、右側倣い針Ｒ３，左側倣い
針１、Ｓおよび横し−ノ叶Ｒが図形の共通原点（第３図
（ｂ）のＰ点）に位置したとき、零点調整装置１５のポ
テンショメータ１５ＰＲ，１５ＰＬ、　１５ＰＶによっ
て負荷電圧を与えてそれぞれの電圧差１５Ｒ，１５Ｌ、
　１５Ｖが零になるように調整する。かように零点調整
を行った座標値電圧発生装置１２または円型圧発生装置
１３の出力１２’　Ｒ，１２’　Ｌ。

１２′ｖあるいはデータ記録装置１４からの出力２９Ｒ
９２９Ｌ、　２９Ｖを尺度設定装置１６に供給し、これ
により多次元図形の尺度を設定すると共にこれらＸ、ｙ
およびＺ釉の尺度は０から１０倍の間で任意に設定し得
るようにする。すなわち、第７図（ｂ）の尺度設定装置
１６の信号入出力図に示すように、右側倣い針Ｒ５，左
側倣い針ＬＳおよび横し−ノ叶Ｒの回路電圧を、尺度設
定装置１６のポテンショメータ１６ＰＲ，１６ＰＬ。

１６ＰＶによって０．００／１倍から０．９９９倍の縮
少電圧から１０倍（１６Ｔ）　（７）拡大電圧１６Ｒ，
１６Ｌ、　１６Ｖまで任意に変換し、作図する図形の縮
尺、借入を得る。この場合３回路側に規定して、縦横の
比率を変えることが可能である。

つぎに、尺度設定装置１６の出力を対称反転設定装置１
６′に供給しこれにより座標値を所定点に対し対称に反
転させ得るようにする。すなわち、第７図（Ｃ）の対称
反転設定装置１６′の信号入出力図に示すように、ロー
タリースイッチにより電圧信号の正負の切り換えを行い
、前記拡大電圧１６Ｒ，１６Ｌ。

１６Ｖ　（７）入力信号を１６　’Ｒ，１６’Ｌ、１６
　’Ｖ　トして出力させ作図方向を反転させる。ついで
対称反転設定装置１６′ノ出力１６　’Ｒ，１６’Ｌ、
　１６　’Ｖを座標組合せ装置１７に供給し、これによ
り２次元図形の組合せ、例えば正面図と側面図、上面図
と側面図、上面図と正面図のような組合せを設定する。

２次元図形における第３角法の図形の組み合せは第８図
に示す通りであり、本発明装置で使用する隣り合う２つ
の図形の組み合せは６種類の第３角法の組み合せとなる
。この６種類の組合せに対して、右側倣い針Ｒ３，左側
倣い針ＬＳおよび横レールＨＲの座標をロータリースイ
ッチにより側面／正面、上面／正面、上面／側面の３種
類に切り換え座標系の向きを変える。表１は、座標組合
せ装置１７における入出力の信号状態を示したものであ
る。

この表において、例えば１７Ｖの出力信号を得るために
は側面／正面のチャンネルを選んで尺度設定装置１６の
出力１６Ｖの信号を入力させればよく、同様にして、上
面／正面または上面／側面のチャンネルを選択すること
により、対象反転装置１６′の出力１６シ′または１６
Ｒ′の信号を入力させればよい。

また前記座標組合せ装置１７の出力を回転角設定装置１
８に供給し、これにより３次元図形の２軸を中心とした
回転角を設定し正規の作図またはこれに対し９０度、１
８０度または２７０度時針時計の方向に回転した作図が
得られるようにする。すなわち座標組合せ装置１７によ
って規定された座標を、ロータリースイッチによって組
みかえて水平方向時計廻りに９０度とびに回転させるた
めに４種類の切換えを行う。表２は、回転角設定装置１
８における入出力の信号状態を示したものである。この
表において、例えば■のチャンネルを選択して表１の出
力信号のうち１７Ｌを入力すると、１８ＬＹ　’の信号
として出力する。

さらに、回転角設定装置１８の出力を頭角設定装置１９
に供給し、これにより作図面のＸ軸を中心とする傾斜角
を設定し、正規の作図、その１８０度傾斜した逆の作図
、その逆方向に傾斜した作図等がそれぞれ得られるよう
にする。すなわち座標組合せ装置１７と回転角設定装置
１８とによって規定さねた座標を、ロータリースイッチ
によって組みかえて手前向き上から下に９０度とびに回
転させるた〆に４種類の切換えを行う。表３は、傾角設
定装通１９における人出力の信号の状態を示したもので
決る。この表において、例えば、■のチャンネル苓選択
して表１の出力信号のうち１７Ｖを人力すると１９ＶＹ
として出力する。同様にして表２のうち１８Ｌ）の出力
信号を入力すると、１９ＬＹとして出力する。

次に、表１９表２１表３を掲げる。

表　　　１ 表　　　２ 表　　　　３ 前記傾角設定装置１９ノ出力１９ＲＹ、　１９ＬＹ、　
１９ＶＹを図法変換装置２０に供給し、これにより図法
をアインメトリック図法、グイメトリック図法またはト
リットリック図法に設定し得るようにする。ここ了上記
各図法を設定する場合の係数の算出法を次１ご説明する
。

軸側投影図法において、Ｘ、　Ｙ、　Ｚの方向係数（）
向余弦）を各々λ、μ、νとし物点座標を×＋＋Ｙ＋１
２、とすると、投影面における座標（Ｘ、　ｙ）は、（
１−ν２）は方向正弦（縮率）であるから、これをν１
　とすると、 ν蔦　　　　　　　　　　νｌ　　シ１シ１　　　　　
　　　　　　　　　ν ×ｌ＋　Ｙ＋＋　ｚ、の値は、各々右スタイラス（Ｒ）
、左スタイラス化）、縦レール（Ｖ）　に取付けられた
ポテンシＥ＋　メータＩＩＰＲ，ＩＩＰＬ、　ＩＩＰＶ
　ｌ：より電圧１２Ｒ，１２Ｌ、　１２Ｖとして得られ
る。（２）（３）式の各項をν五　　　　　　　　　　
　　ν１ と表わせば、 得られる。

■アイソメトリック図法においては、 λ＝μ＝ν＝０．５７７４ ν、　＝０．８１．６５ であるから、これを（４）式に代入し、ＲＸ　＝ＬＸ＝
０．７０７１ Ｒｙ　　＝　Ｌｙ　＝０．４０８２ Ｖｙ　＝０．８１６５が得られる。

コノ係数は図法変換装置２０１ＲＸ、　ＩＬ；Ｘ、　Ｉ
ＲＹ、　ＩＬＹ、　ＩＶＹ（第９図（ａ）参照）の半固
定抵抗により与えられる。

■ダイメトリック図法の中で、ｙ軸＝１２°。

Ｘ軸＝３９°の組合せでは、 λ＝０．８０８９ μ＝シー０．４１４９ ν、　＝０．９０９９ であり、従って（４）式により、 ＲＸ　＝０．４５６０ Ｌｘ＝０．８９００ Ｒｙ　＝　０．３６９３ ＬＹ＝０．１８９２ Ｖｙ＝０．９０９９　　が得られる。

この係数は１図法変換装置２０の半固定抵抗ＤＲＸ。

ＤＬＸ、　ＤＲＹ、　ＤＬＹ、　ＤＶＹ　ニより与えら
レル。

■リフト９１フ図法 投影図上において、Ｘ軸、ｙ軸を任意に設定し、それぞ
れが水平軸となす角をＱ”、Ｐ’とすれば、方向係数は λ２＝ｔａｎＱ　、ｔａｎＲ μ２＝ｔａｎＰ　、ｔａｎＲ＝４６） ｖ２＝ｔａｎＰ　、ｔａｎＱ　（但し、Ｒ＝９０　＠（
Ｐ　”＋Ｑ　”））により得られる。これを（４）式に
代入し、各々の係数を座標係数設定装置２１（第９図ら
〕参照）のポテンショメータ２１Ｐニより抵抗値ＴＲＸ
、　ＴＬＸ、　ＴＲＹ、　ＴＬＹ。

ＴＶＹを設定することにより与えられる。

以上軸側投影図法について説明したが、■のアイソメト
リック図法の演算回路により等測投影図および等測面が
得られ、■のダイメトリック図法の演算回路により２等
測投影図が得られ、■のトリメ）　１７１７図法の演算
回路により不等測投影図が得られることを付言する。

第９図（ａ）および（ｂ）は、図法変換装置２０および
座標係数設定装置２１の信号入出力状態を示す回路図で
ある。３次元図法において最も多く使われるアイソメト
リック図では、ｘ、ｙ、ｚの３軸は同値回路ＩＲＸ、　
ＩＬＸ、　ＩＲＹ、　ＩＬＹ、　ＩＶＹ　（７）合成に
よッテ作図装置２７のｘ、ｙ（２次元）座標値が演算さ
れるように固定し等測面形の演算を行う。ダイ７）　１
７１７図法のうち使用頻度の多いｘ、ｙ、ｚの３軸関係
を、その２軸は同値回路として、１軸は他の２軸と異な
った値の回路ＤＲＸ、　ＤＬＸ、　ＤＲＹ、　ＤＬＹ、
　ＤＶＹとして固定する。トリットリック図法は座標係
数設定装置２１ニヨッテ可変回路ＴＲＸ、　ＴＬＸ、　
ＴＲＹ、　ＴＬＹ、　ＴＶＹとし、それぞれの回路をロ
ータリースイッチによって選択し切り換えるようにする
。このように、図法変換装置２０の出力を座標係数設定
装置２１に供給し、これにより組合された各座標の縮み
係数または伸び係数を設定し得るようにする。トリット
リック図法はｘ、ｙ、ｚの３軸の関係が自由に選択され
るために必要な係数λ２．μ２．ν２をそれぞれ与えて
ポテンショメータにより規定する。

第１０図は、作図次元切換装置２２の信号入出力状態を
示す回路図で、図法変換装置２０および座標係数設定装
置２１ノ出力２０ＲＸ、　２０ＬＸ、　２０ＲＹ、　２
０ＬＹ、　２０ＶＹを作図次元切換装置２２に供給し、
これにより製図法を作図しようとする２次元図形および
３次元図形の製図法に切換え１尋るようにする。この場
合、ロータリースイッチ２２ＳＷによって３次元図形回
路の方向係数回路を短絡して２次元図形回路への切換え
を行う。

また、副演算装置５は、回転角および傾角設定装置２３
、視点設定装置２４、透視図変換装置２５および軸側投
影図変換装置２６をもって構成する。すなわち回転角お
よび傾角設定装置２３は、基本演算装置４の座標組合せ
装置１７の出力を受けて前述した回転角設定装置１８お
よび惧角設定装置１９につき説明した所と同様に３次元
図形の２軸を中心とする回転角およびＸ軸を中心とする
傾斜角をそれぞれ任意角度に設定し得るようにする。

すなわち、座標組合せ装置１７によって規定された座標
を２つの正弦、余弦ポテンショメータによって回転方向
係数電圧を得、これにより座標の垂直方向の軸を回転軸
として他の２軸を３６０度連続回転させ同時に垂直方向
の軸を画面に垂直な面にそって１８０度連続回転させる
。この回転角および傾角設定装置２３の出力は一方では
視点設定装置２４に供給しこれにより透視図の視点と物
体との間の距離を設定すると共にこの視点設定装置２４
の出力を透視図変換装置２５に供給して１消点透視図、
２消点透視図および３消点透視図がそれぞれ得られるよ
うにする。これら１消点透視図、２消点透視図および３
消点透視図は、後述の透視図法の演算回路により得られ
る。

すなわち、１消点透視図は、回転角および傾角設定装置
２３の回転角を０度、傾角を０度に設定することにより
得られる。また、２消点透視図は、同じく回転角度を０
度以外の任意角度、傾角を０度に設定することにより得
られる。さらに、３消点透視図は、同じく、回転角及び
傾角を０度以外の任意角度に設定することにより得られ
る（第１２図参照）。

視点設定装置２４では、物体と視点との距離をポテンシ
ョメータにより規定する。このときポテンショメータに
よって１倍から１０倍の倍率を加えて視点距離の拡大を
行い消点の位置を変更し、３次元図形の３軸のそれぞれ
の収束角度を変えると共に、透視図変換装置２５では、
３次元座標値を作図装置２７の２次元座標値に変換演算
するに当り、ロータリースイッチによって軸側投影図変
換装置２６との切換えを行って透視図としての変換演算
を行う。

また、前記回転角および傾角設定装置２３の出力は、他
方では軸側投影図変換装置２６に供給して等測投影図、
等測面、２等測投影図、不等測投影図がそれぞれ任意の
角度で得られるようにする。すなわち軸側投影図変換装
置２６ではロータリースイッチによって透視図変換装置
２５との切り換えを行って、軸側投影図として３次元座
標を作図装置２７の２次元座標値に変換演算する。

ここで、前述の副演算装置５について、その理論および
演算回路の論理式を詳述し、さらに機械的手順を説明す
る。

く副演算装置の理論〉 透視図において、立体図の基準となるＸ軸、ｙ軸、Ｘ軸
が投影面となす回転角、頭角をそれぞれα、βとし、原
点と視点の距離をＳ。とじ、物体の立体座標をｘ、ｙ、
ｚ、とすれば、投影面上の座標ＸＰ４ｐ　は νＪ　　　　　　　　　　　　　　　　ν１で表わされ
る。

は、他方では軸側投影図変換装置２６に供給して等測投
影図、等測面、２等測投影図、不等測投影図がそれぞれ
任意の角度で得られるようにする。すなわち軸側投影図
変換装置２６ではロータリースイッチによって透視図変
換装置２５との切り換えを行って、軸側投影図として３
次元座標を作図装置２７の２次元座標値に変換演算する
。

ここで、前述の副演算装置５について、その理論および
演算回路の論理式を詳述し、さらに機械的手順を説明す
る。

く副演算装置の理論〉 透視図において、立体図の基準となるＸ軸、ｙ軸、Ｘ軸
が投影面となす回転角、頭角をそれぞれα、βとし、原
点と視点の距離をＳａとし、物体の立体座標をｘ、ｙ、
ｚ、とすれば、投影面上の座標ｘＰ＋　Ｖｐ　は ν１　　　　　　　　　　　　　　　　ν１で表わされ
る。

但し　Ｘ　＝Ｘ０＋（Ｘ−Ｘｏ）　−ｔＹ　　＝Ｙｏ＋
（ｙｙｏ）・ｔ　　　　　　　−−−（２）ｌ　　＝ｚ
ｏ＋　（ｚ−ｚｏ）・ｔ ｑ。

×。＝λ・Ｓ。

ｙｏ＝μｍｓｏ　　　　　　　　　　　　　　　−−−
（４）ｚｏ＝ν　・Ｓ。

λ　＝　ｃｏｓ　　α・ｃｏｓ　　β ｐ　　＝ｓｉｎ　　ａ　＠ｃｏｓ　　β　　　　　　　
−−（５）ν　＝ｓｉｎ　　β ν、　　＝ｃｏｓ　　β で決定される値である。

〈副演算装置の論理式〉 上述の理論において、ＳｏとＸ、　ｙ、　Ｚは原点を中
心とし反対位置にあるため、Ｓｏは正、ｘ、　ｙ、　ｚ
は負の値を持つことが普通である。このため演算回路の
構成を簡明にするためｘ、ｙ、ｚが正であっても正しい
演算がなされるように（２）及び（３）式を次のように
置き換えた後、機械的手順を構成する。

Ｘ　＝Ｘｏ−（Ｘ　十ｘ。）・ｔ Ｙ　”Ｙｏ−（ｙ十Ｖ。）・ｔ　　　　　　−−−（２
’）Ｚ　　＝ｚｏ−（ｚ　　＋ｚｏ）　・ｔＳ。

ｔ＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−−−
（３′）ＳＯ＋λＸ　＋μｙ　＋ν２ 又は ν１　　　　　　　　　　　　　　　ν１但し Ｘ　＝（Ｘ＋Ｘ［＋）・ｔ−Ｘ。

Ｙ　＝（ｙ’＋ｙｏ）　−ｔ−ｙｏ　　　　　　　　−
−−（２−２）Ｚ＝（ｚ＋Ｚ。）・ｔ−Ｚ。

である。

軸側投影図の場合、投影面上の座標Ｘａ＋３１ａ　はν
ｌ ｙ、　＝　　−（λ×＋μｙ）−シ、ｚ　　−−−（ａ
−２）ν！ で表わされる。

以上より透視図法、軸側投影図法を切り換えることの出
来る演算回路の論理式を次のように決定する。

ν１ Ｙ、＝　　−（λχ＋μｙ）−シ、Ｚ　−−−（１’）
νＩ Ｘ　＝　（Ｘ　＋　ｙｏ）・ｔ　−Ｘ。

Ｙ＝（ｙ＋ｙｏ）・ｔ　−３１ｏ　　　　　　　　　−
−−（２）ｚ＝　ｚｏ−（ｚ＋ｚｏ）　−ｔ Ａ ［：（４）、　（５）式は、理論に右いて述べた式と同
じ。］く副演算装置の機械的手順（透視図）〉演算回路
を構成する乗算器、除算器の電気的な演算は各々、次式
で示される。

乗算器の場合、乗数、被乗数をＸ。、Ｙｏ乗算出力ｘＯ
Ｙ。

をＺ。とすると、Ｚｏ”□であり、除算器の場合ｎ 被除算をＺＯ＋　除数をＸ。とすると除算出力Ｙ。は１
０、　Ｚ。

Ｙｏ”−で示される。（ｘｏ、　ＹＱ、　Ｚｏ　≦１０
）Ｘ。

一般に、原点と視点の距離Ｓ。は物体座標の最大値ｘ、
ｙ、ｚ□８の３倍以上に設定される為、電気的誤差を減
少させるようにＳ。の単位をｘ、ｙ、ｚの単位の１０倍
にするとともに演算式を次のように変更する。

単位：５ｏ（ＩＶ／ｍ　）λ、　　μ、　　Ｉ／、　　
ｌ’ｌ　　［：１　＝１０Ｖ　〕Ｘ、　’！、　Ｚ　［
１０Ｖ　／ｒｎ　Ｅｘ　＝１０・　（（−十Ｘ。）・ｔ
−ｘｏ）Ｚ＝１０・（Ｚｏ　−（−＋ｚｏ）　−ｔ　）
Ｓ。

ｔ　＝　　　　　　　　　　　　　　　　　−−−（３
″′）Ｓ０＋　−（λＸ十μｙ＋νＺ） 以上により（１′）式の演算の為に（２′）、　（３’
）＋Ｃ４）、　（５）式に相当する演算を行なう回路を
第１１図〜第１４図（Ｃ）に示す。

第１１図は回転角および傾角設定装置２３の回路図、第
１２図は視点設定装置２４の回路図、第１３図（ａ）〜
（（至）は透視図変換装置２５の回路図、第１４図（ａ
）および（ｂ）は軸側投影図変換装置２６の回路図、第
１４図（Ｃ）は軸側投影図変換装置２６のスイッチ切換
え図であり、第１３図（ｂ）、（Ｃ）、（ｆ）および（
ｇ）に示した回路図については、軸側投影図変換装置２
６の回路としても使用する。

以下において、第１１図〜第１４図（Ｃ）を参照しなが
ら、前記各式について説明する。

まず（５）式は、第１１図の正弦ポテンシオメータ２３
Ｐ１、余弦ポテンショメータ２３Ｐ２および乗算器によ
り演算され、その結果は透視図変換装置２５および軸側
投影図変換装置２６に与えられる。

（Ａ＞透視図変換装置２５が選択された場合（３′）お
よび（４）式中のＳ。は、第１２図の回路のポテンショ
メータ２４Ｐを設定することにより得られる。（３′）
式は主演算回路より取り出された値を第１３図（ｂ）の
回路によって受けた後、第１３図（Ｃ）の回路による乗
算、第１３図（ｄ）の回路による加算および除算により
演算される。（２′）式は、第１３図（ｅ）の回路によ
って加算、乗算および減算が行なわれることにより演算
される。

（１′）式のＸ、出力は、第１４図（Ｃ）に示した切換
スイッチ２６ＳＷにより第１３図（ｅ）のＸ、Ｙが選択
された後、第１３図（ｆ）の回路により乗算、減算およ
び除算が行なわれ演算される。（１′）式のｙＰ出力は
、切換スイッチ２６ＳＷにより第１３図（ｅ）回路のＺ
が第１３図（ｇ）の回路に加わり、除算された後、切換
スイッチ２６Ｓｔｌｌを通して出力される。

（Ｂ）軸側投影図変換装置２６が選択された場合（１＃
）式のＸ、出力は、切換スイッチ２６ＳＷにより、第１
３図（５）の回路のｘ、ｙが選択された後、第１３図（
ｆ）の回路により、乗算、減算および除算が行なわれ演
算される。（１′）式のｙ、出力は、第１３図（Ｃ）の
回路から取り出されたλＸ、μｙが第１４図（ａ）の回
路に加わり、加算および乗算された後、切換スイッチ２
６Ｓ１１を通り、第１３図（ｇ）の回路により除算が行
なわれた後、第１４図（ｂ）の回路に導かれ、２項の乗
算結果との減算が行なわれ、切換スイッチ２６ＳＷを通
して出力される。

さらに本発明では、基本演算装置４の作図次元切換装置
２２の出力あるいは副演算装置５の軸側投影図変換装置
２６の出力または透視図変換装置２５の出力を作図部６
の作図装置２７、例えばＸ−Ｙプロッタに供給し、これ
により所望の多次元図形、例えば２次元図形または３次
元図形を作成し得るようにする。第１５図は作図装置２
７の機構を示す線図であり、作図面をまたぐレール２７
ＶＲは、横駆動装置のサーボモータ２７８Ｍによって駆
動され、主演算部４または副演算部５の横座標出力がモ
ータアンプ２７ＨＡに入力し駆動を制御し、ポテンショ
メータ２７８Ｐによる位置検出回路がフィードバック制
御に連動して横駆動が制御される。レール上にはペン保
持装置がガイドレール上をサーボモーフ２フシＭによっ
て駆動され、主演算部４または副演算部５の縦座標出力
がモータアンプ２７ＶＡに入力し駆動を制御し、ポテン
ショメータ２７ＶＰによる位置検出回路がフィードバッ
ク制御に連動し縦駆動が制御される。ペン保持装置は中
空ソレノイド２７３にボールペン２７Ｂが保持され、作
図を指示するフートスイッチの入力またはデータ記録装
置の出力１４ＳＷによるリレー回路の入力によってソレ
ノイドが上下作動して作図を行う。横駆動及び縦駆動は
２つのポテンショメータによって図形読取り装置１１と
関係なく作動できる。入力信号２２Ｘ、　ＸＰおよび×
６は、それぞれ作図次元切換装置２２の出力信号（第１
０図参照）、透視図変換装置２５および軸投影図変換装
置２６（第１３図（ｆ）参照）の出力信号であり、また
、入力信号２２Ｙ、ｙｐおよびｙａは、それぞれ上記作
図次元切換装置２２の出力信号および軸側投影図変換装
置２６の切換スイッチ２６Ｓｌｔｌを介して出力した信
号を示す（第１４図（Ｃ〕、第１３図（（至）、第１４
図（ｂ）参照）。

また本発明によれば、前記座標値電圧発生装置１２の出
力側かつ前記尺度設定装置１６の入力側に数値表示部８
を設け、これにより２次元図形の種々の座標値間の長さ
を計数表示して作図を確実かつ迅速に行い得るようにす
る。

この数値表示部８は、座標値ＡＤ変換装置３０および座
標表示装置３１をもって構成し、座標値ＡＤ変換装置３
０によって前記座標値電圧発生装置１２または円筒圧発
生装置１３あるいはデータ記録装置１４からの電圧信号
すなわちアナログ信号をディジタル信号に変換し、この
ディジタル信号を座標表示装置３１、例えばカウンタ表
示装置に供給し所望の作図すべき直線または曲線の長さ
を計数表示し得るようにする。′ すなわち、座標値ＡＤ変換装置３０に入力されたアナロ
グ信号は、ＡＤコンバーターによってデジタル信号に変
換され、座標表示装置３１のＬＥＤによってデジタル表
示される。

さらに本発明によれば、第３図に示すように、前記座標
値電圧発生装置１２または前記円筒圧発生装置１３の出
力側かつ前記基本演算装置４０尺度設定装置１６の入力
側に、第２信号処理部９を設け、平面図の座標読取り値
または円筒圧発生装置の出力を電子計算機記憶装置に記
憶させ、所望に応じ反復して取出し使用し得るようにす
る。

この第２信号処理部９は、座標値Ａｎ変換装置３２と、
電子計算機記憶装置３３に対するインターフェイス３４
および３４′と、ＤＡ変換装置３５とをもって構成する
。すなわち座標値ＡＤ変換装置３２によって前記座標数
値電圧発生装置１２または円筒圧発生装置１３からのア
ナログ信号をディジタル信号に変換し、このディジタル
信号をインターフェイス３４を経て電子計算機記憶装置
３３に供給して記憶する。またＤＡ変換装置３５によっ
て、インターフェイス３４′を経て電子計算機記憶装置
３３から検索により選択して取出した所望の平面図また
は立体図の座標のディジタル信号をアナログ信号すなわ
ち電圧信号に変換して前記尺度設定装置１６に供給し得
るようにする。

すなわち、座標値Ａｎ変換装置３２に入力されたアナロ
グ信号はＡＤコンバーターによってデジタル信号に変換
され、電子計算機力′インプット、アウトプット、パラ
レル、インターフェイスをもつ場合は、そのままインタ
ーフェイス３４によって電子計算機に人力され電子計算
機記憶装置３３に記録される。記録されたデーターが検
索再生されるときは、電子計算機記憶装置３３からのイ
ンターフェイス３４によってＤＡ変換装置３５のＤＡコ
ンバータにデジタル信号が入力されアナログ信号に変換
される。

電子計算機記憶装置３３は、市販されている通常の種々
の電子計算機の記憶装置を任意に使用することができる
。

電子計算機にインプット、アウトプット、インターフェ
イスがないときは、インターフェイス３４および３４′
はそれぞれの電子計算機に合せた回路が組まれる。

上述した所から明らかなように、本発明によれば、従来
手で行っていた軸側投影図、中心投影図のような３次元
図形の作成およびＸ軸またはｙ軸の何れか一方あるいは
双方を拡大または縮小した多面投影図のような２次元図
形またはその変形２次元図形の作成を、本発明装置によ
り機械的に行うことができ、しかも尺度、回転角および
傾角を任意に設定できるため、例えば、動画の種々の物
体または人物の種々の動作を極めて簡単に画くことがで
きる。

また、本発明装置によれば、上述した動画のほかに、工
学関係全般にわたる立体図、例えば、建築完成図あるい
は立体地図等をも極めて簡単に作成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明３次元図形製図装置の構成を示す斜視図
、 第２図（ａ）は同じくその詳細な構成を示すブロック画
、 第２図（ｂ）は同じくその変形例の構成を示すブロック
図、 第３図（ａ）は２次元図形データ読取装置の構成を示す
線図的斜視図、 第°３図（ｂ）および（Ｃ）は、２次元図形を３次元図
形の互に隣り合う図形の組合せとしてとらえた場合の相
関関係を説明する図、 第３図（ｄ）は第３図（ｂ）および（Ｃ）の相関関係図
より読みとった合成データより形成した３次元図形の１
例を示す斜視図、 第４図（ａ）および（ｂ）は電圧発生装置の回路図、第
５図（ａ）は国電圧発生装置の構成の概略を示す斜視図
、 第５図（ｂ）は同じくその回路図、 第６図（ａ）はデータ記録装置の正面概略図、第６図（
ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、電圧信号圧縮装置およ
び電圧信号伸張装置の回路図、第７図（ａ）、（ｂ）お
よび（Ｃ）は、それぞれ、零点調整装置、尺度設定装置
および対称反転設定装置の回路図、 第８図は２次元図形における第３角法の図形の組み合せ
の１例を示す図、 第９図（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図法変換装置
および座標係数設定装置の回路図、 第１０図は作図次元切換装置の回路図、第１１図は回転
角および傾角設定装置の回路図、第１２図は視点設定装
置の回路図、 第１３図（ａ）〜（ｇ）は透視図変換装置の回路図、第
１４図（ａ）およびら）は軸側投影図変換装置の回路図
、 第１４図（Ｃ）は同じくそのスイッチ切換図、第１５図
は作図装置の構成の概略を示す斜視図である。 １・・・図形データ読取り部 ２・・・円型圧発生部　　　３・・・データ記録部４・
・・基本演算装置　　　５・・・副演算装置６・・・作
図部　　　　　　７・・・第１信号処理部８・・・数値
表示部　　　　９・・・第２信号処理部Ｙ ヤ／７回 第５図（７２） 第５の（λ） 第６因（ｂ） 第６図（こ） 辱置図 垢１５（２）（ｔＬ） 第１３図（ｂ） 第１３図（Ｃ） 第１３図（ｄ） 第１３□□□と９） 第１４図に） 第１４閏とｂ） 沈１４図こＣ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２次元図形の座標を読取り、その数値に相当する電
   圧を発生する図形データ読取り装置と、該図形データ読
   取り装置の出力側に接続され円関数の電圧を発生する円
   電圧発生装置と、前記図形データ読取り装置または前記
   円電圧発生装置の出力に対し作図すべき多次元図形のＸ
   、Ｙ、Ｚ軸の零点を決める零点調整装置と、前記図形デ
   ータ読取り装置または前記円電圧発生装置の出力を記録
   するデータ記録装置と、前記図形データ読取り装置の出
   力または前記円電圧発生装置の出力あるいは前記データ
   記録装置の再生出力の座標値をアナログ−ディジタル（
   ＡＤ）変換する座標値ＡＤ変換装置およびそのディジタ
   ル出力を計数表示する座標表示装置より成る数値表示装
   置と、前記図形データ読取り装置または前記円電圧発生
   装置あるいは前記データ記録装置からの出力を受け作図
   すべき多次元図形の尺度を設定し、座標値を所望点に対
   し対称に反転し、座標の組合せを行い、作図の回転角お
   よび傾角を設定し、図法変換を行い、座標係数を設定し
   、作図すべき図形の次元の切換えを行う基本演算装置と
   、該基本演算装置の座標組合せの後作図の回転角および
   傾角を設定し次いで視点を設定しさらに透視図の変換を
   行うかあるいは上記回転角および傾角の設定後直接軸測
   投影図の変換を行う副演算装置と、前記基本演算装置の
   出力および前記副演算装置の出力の何れか一方あるいは
   双方を受けて所望の多次元図形の作図を行う作図装置と
   を具えたことを特徴とする多次元図形製図装置。 ２、特許請求の範囲１記載の多次元図形製図装置におい
   て、前記データ記録装置と前記図形データ読取り装置ま
   たは前記円電圧発生装置との間に、信号圧縮装置および
   信号伸張装置より成る信号処理装置を設けたことを特徴
   とする多次元図形製図装置。 ３、特許請求の範囲１記載の多次元図形製図装置におい
   て、前記図形データ読取り装置または前記円電圧発生装
   置あるいは前記データ記録装置の出力側かつ前記尺度設
   定装置の入力側に、インターフェイスを介して電子計算
   機記憶装置に前記図形データ読取り装置または前記円電
   圧発生装置あるいは前記データ記録装置の出力をディジ
   タル変換して供給し記憶させるための座標値ＡＤ変換装
   置と前記電子計算機記憶装置からの検索による再生出力
   をアナログ信号に変換するＤＡ変換装置とより成る信号
   処理装置を設けたことを特徴とする多次元図形製図装置
   。