JP2014099177A - オブジェクトの円形ジグザグ・パターンの設計 - Google Patents

Abstract

【課題】コンピュータ支援型設計システムにおけるオブジェクトのジグザグ・パターンを設計するためのコンピュータ実装方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、コンピュータ支援型設計システムにおけるオブジェクトのジグザグ・パターンを設計するためのコンピュータ実装方法に関する。当該方法は、２つまたは複数の同心円の原点である回転軸を提供するステップと、マルチインスタンス化する参照オブジェクトを提供するステップと、各同心円上の参照オブジェクトからインスタンス化するオブジェクトの数を定義するステップと、角度シフトを定義するステップと、各同心円上の参照オブジェクトからオブジェクトの数をインスタンス化するステップであって、インスタンス化されたオブジェクトが、所与の同心円上の２つの連続する前記インスタンス化されたオブジェクトの間の角度変位に従って離間するステップと、２つの同心円ごとの１つの同心円において、インスタンス化されたオブジェクトを角度シフトに従ってシフトするステップとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータプログラムおよびシステム分野に関し、より詳細には、オブジェクトの円形ジグザグ・パターンを設計するための方法、システムおよびプログラムに関する。

幾つかのシステムやプログラムが、オブジェクトの設計、エンジニアリング、および製造の市場で提供されている。ＣＡＤとはＣｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎの頭字語であり、例えば、オブジェクトを設計するためのソフトウェアソリューションに関する。ＣＡＥとはＣｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇの頭字語であり、例えば、将来の製品の物理的な挙動をシミュレートするためのソフトウェアソリューションに関する。ＣＡＭとはＣｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇの頭字語であり、例えば、製造プロセスおよび動作を定義するためのソフトウェアソリューションに関する。これらのようなコンピュータ支援型設計システムにおいては、グラフィカル・ユーザ・インタフェースが、当該技術の効率性に関して重要な役割を果たす。これらの技術は、ＰＬＭ（Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｌｉｆｅｃｙｃｌｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）システムに組み込まれることもある。ＰＬＭとは、拡張された企業の概念を越えて、企業が、概念段階から製品寿命にわたる製品開発のために、製品データを共有し、共通プロセスを適用し、そして企業の共有知を利用することを支援する事業戦略を指す。

（ＣＡＴＩＡ、ＥＮＯＶＩＡおよびＤＥＬＭＩＡの登録商標の下）ダッソー・システムズが提供するＰＬＭソリューションではエンジニアリングハブ、製造ハブ、およびエンタープライズハブを提供している。エンジニアリングハブは、製品エンジニアリングの知識を系統だてる。製造ハブは、製造エンジニアリングの知識を管理する。エンタープライズハブは、エンジニアリングハブと製造ハブの両方への事業統合および接続を可能とする。それらが一体となって、システムが、製品、プロセス、リソースを結び付けるオープン・オブジェクト・モデルをもたらし、最適化された製品の定義、製造の準備、生産およびサービスを推進する、動的な、知識に基づいた製品の創造および意思決定のサポートを可能とする。

ＣＡＤシステムは、アセンブリの状態から反復的な詳細設計まで概略図を描く、正確な３Ｄ機械部品を設計するための、直感的で柔軟なユーザ・インタフェースを提供する。このようなソリューションは、機能に基づいた設計能力と、ブール・アプローチの柔軟性を組み合せる、ＣＡＴＩＡ Ｐａｒｔ Ｄｅｓｉｇｎ（登録商標）アプリケーションによって提供されており、当該アプリケーションは、ポスト・デザインおよびローカル３Ｄパラメータ化などの、複数の設計方法論を伴う、高度に生産的で直感的な設計環境を提供する。

機械部品の設計のプロセスの間、設計者は幾つかの同一のフィーチャ(feature)を既存のものから作成し、同時にそれらを部品に配置する必要があるかもしれない。この目的のため、設計者は一般に、設計者が選択した部品の場所で、元のフィーチャを複製可能なパターンを使用する。一般的なパターンは、長方形パターンおよび円形パターンである。設計者はまた、設計者の手によって作成される特定のパターン（ユーザパターンとも記す）を必要とすることもある。例えば、設計者は、元のフィーチャが複製される１組の点を選択する。

オブジェクトの円形ジグザグ・パターンを作成するには、図２から図４に示されるように、幾つかのステップを実行する必要がある。まず、設計者は、参照オブジェクトおよび複製の参照オブジェクトを備える初期部品を作成する。例えば、図２で、円形パッド２００は、参照オブジェクトである第１の穴２０２と、複製の参照オブジェクト２０４である第２の穴とを含む。複製の参照オブジェクトは、参照オブジェクトから角度シフトθを有するパッドに置かれ、参照オブジェクトとパッドの中心０との間の距離ｄ１より大きい、パッドの中心０から距離ｄ２に置かれる。次に、図３に示されるように、設計者が円形パターンに従って、参照フィーチャを複製することによって第１のパターンを作成する。次に、設計者は円形パターンに従って複製参照フィーチャを複製するための第２のパターンを生成する。最後に、図４に示されるように、第１のパターンと第２のパターンとを組合せるか、またはマージして、必要なジグザグ・パターンを得る。

オブジェクトのジグザグ・パターンの作成を、ユーザパターンを用いて実行することもできる。これは、複製参照フィーチャの各位置を表すポイントのスケッチを作成し、参照フィーチャを選択することによってパターンを作成し、ポイントのスケッチを複製することから構成される。ここでも、幾つかのステップが必要である。

同様に、パターンを修正するには、設計者が幾つかのステップを実行する必要がある。例えば、図４に示されるもののように、オブジェクトの円形ジグザグ・パターンから開始して、設計者は、複製参照フィーチャの角度シフト（図２の複製参照フィーチャ２０４など）を、参照フィーチャ（図２の参照フィーチャ２００など）との関係において修正しなければならない。次に、設計者は、第１のパターンと第２のパターンとを編集して、参照フィーチャのインスタンスの数を減らさなければならない。最後に、修正された部品が得られる。

オブジェクトの円形ジグザグ・パターンの生成と修正とには、このように、設計者が幾つかのステップを実行する必要がある。これには、ジオメトリを作成するための追加動作（例えば、角度シフトの生成、２つのパターンの生成、またはスケッチの生成）が必要であり、これは面倒な作業であり、時間も浪費する作業でもある。

この状況では、コンピュータ支援型設計システムにおける、オブジェクトの円形ジグザグ・パターンを設計するための改善された方法に対するニーズが依然として存在する。

本発明の実行形態によれば、コンピュータ支援型設計システムにおけるオブジェクトのジグザグ・パターンを設計するためのコンピュータ実装方法を提供する。当該方法は、２つまたは複数の同心円の原点である回転軸を提供するステップと、マルチインスタンス化する参照オブジェクトを提供するステップと、各同心円上の参照オブジェクトからインスタンス化するオブジェクトの数を定義するステップと、角度シフトを定義するステップと、各同心円上の参照オブジェクトからオブジェクトの数をインスタンス化するステップであって、インスタンス化されたオブジェクトが、所与の同心円上の２つの連続するインスタンス化されたオブジェクトの間の角度変位に従って離間するステップと、２つの同心円ごとの１つの同心円において、インスタンス化されたオブジェクトを角度シフトに従ってシフトするステップとを含むことを特徴とする。当該方法は、以下のうち１つまたは複数を含んでもよい。

同心円の数を定義するステップと、
２つの連続する同心円の間の間隔を定義するステップと、
２つまたは複数の同心円は同一平面に位置し、
第１のインスタンス化されたオブジェクトを２つまたは複数の同心円のうち１つに配置するステップと、
回転軸から第１のインスタンス化されたオブジェクトへ通る放射軸を計算するステップと、
残りのオブジェクトを各同心円上にインスタンス化するステップであって、残りのインスタンス化されたオブジェクトが、放射軸から測定された角度変位に従って離間するステップと、
２つの同心円ごとの１つの同心円において、インスタンス化されたオブジェクトを角度シフトに従ってシフトするステップは、第１のインスタンス化されたオブジェクトを備える円に対しては実行されず、
第１のインスタンス化されたオブジェクトは、最小半径を有する同心円上に配置される、
角度シフトに対向する第２の角度シフトに従って、以前にシフトしたインスタンス化されたオブジェクトをシフトするステップをさらに含み、
ユーザの動作により、２つの連続するインスタンス化されたオブジェクトの間の角度変位を、所与の同心円に定義するステップと、
シフトするステップの前に、２つまたは複数の同心円を表示するステップ。

本発明はさらに、コンピュータによる実行のための命令を含むコンピュータプログラムであって、前記命令は上記のコンピュータ実装方法のステップを実行するための手段を提供する。

本発明はさらに、上記のコンピュータプログラムを格納したコンピュータ可読記憶媒体を提供する。

本発明はさらに、マルチインスタンス化される参照オブジェクトを格納するためのストレージシステムと、上記のコンピュータ実装方法のステップを実行するための演算装置とを備えるシステムを提供する。

次に、本発明の実施形態を、非限定的な例として添付図面を参照して説明する。
実施形態におけるフローチャートの一例を示す図である。 従来技術におけるオブジェクトの円形ジグザグ・パターンを生成する例を示す図である。 従来技術におけるオブジェクトの円形ジグザグ・パターンを生成する例を示す図である。 従来技術におけるオブジェクトの円形ジグザグ・パターンを生成する例を示す図である。 実施形態におけるオブジェクトのジグザグ・パターンの構成を作成する一例を示す図である。 実施形態におけるオブジェクトのジグザグ・パターンを構成しかつ／または作成するためのツールの例を示す図である。 実施形態における作成したオブジェクトのパターンの例を示す図である。 実施形態における作成したオブジェクトのパターンの例を示す図である。 実施形態におけるグラフィカル・ユーザ・インタフェースの一例を示す図である。 実施形態におけるクライアントコンピュータシステムの１例を示す図である。

コンピュータ支援型設計（ＣＡＤ）システムにおいて、オブジェクトのジグザグ・パターンを設計するための、コンピュータ実装方法を提供する。本方法は、２つまたは複数の同心円の原点である回転軸を提供するステップを備える。回転軸とは、オブジェクトがその周りを回転する線を意味する。原点とは、回転軸が円の中心の役割を果たすことを意味する。当該２つまたは複数の円は同心であり、これは、片方が一方の内部で同じ回転軸（中心または原点とも記す）を共有することを意味する。本方法はさらに、マルチインスタンス化すべき参照オブジェクトを提供するステップを備える。当該参照オブジェクトは、３次元（３Ｄ）モデル化されたオブジェクトであってもよく、以下では、モデル化されたオブジェクトまたはオブジェクトと区別なく記すこともある。本方法はさらに、各同心円上の参照オブジェクトから、インスタンス化すべきオブジェクトの数を定義するステップを含む。オブジェクトの数を定義するとは、例えば、数の選択がシステムまたはユーザによって実行されることを意味する。本方法はさらに、角度シフトを定義するステップを備える。角度シフトとは、回転軸周りの回転の回転角を意味する。本方法はさらに、参照オブジェクトから幾つかのオブジェクトを各同心円上にインスタンス化するステップであって、当該インスタンス化されたオブジェクトが、所与の同心円上の２つの連続するインスタンス化されたオブジェクトの間の、角度変位に従って離間するステップを備える。オブジェクトのインスタンス化は当業者にとって公知の態様で実行される。当該インスタンス化では、参照オブジェクトの１つの特定の変形を定義することによって、インスタンスを作成する。典型的には、参照オブジェクトは、モデル化されたオブジェクトを表現するデータを備えるファイルであり、インスタンス化された参照オブジェクトとは、例えば、モデル化されたオブジェクトの表現を表示するために、ＣＡＤシステムが使用することができる実行可能ファイルである。インスタンス化された参照オブジェクトをメモリに格納してもよく、ＣＡＤシステムがアクセスして使用することができる。インスタンス化された参照オブジェクトは、角度変位に従って離間している。これは、同心円上の２つの連続するオブジェクトが同じ位置に配置されていないことを意味する。本方法はさらに、２つの同心円ごとの１つの同心円において、角度シフトに従ってインスタンス化されたオブジェクトをシフトするステップを備える。インスタンス化されたオブジェクトのシフトとは、それらが第１の位置から第２の位置へ１つの同心円に沿って移動し、参照オブジェクトのインスタンスの間の間隔が保持されていることを意味する。

このような方法は、円形パターンからの円形のジグザグ・パターンの生成を改善し、その逆もそうである。円形パターンとは、回転軸の周りにオブジェクトを回転することによって得られるパターンである。当該回転軸は、中心または原点としてもよい。円形のジグザグ・パターンとは、パターンの幾つかのオブジェクトが特定の角度だけずれている円形パターン構成である。本発明によると、設計者が円形のジグザグ・パターンを生成するために、パターンを構築し組み立てる必要がないので、円形のジグザグ・パターンの生成が改善される。ユーザとＣＡＤシステムとの間の対話の数は、背景技術と比較して減少する。例えば、先行技術のように、２つのパターンを生成する必要はない。その結果、本方法では、オブジェクトの円形ジグザグ・パターンを生成するのに必要な時間が減少する。さらに、ＣＡＤシステムが実行する動作が少ないので、ＣＡＤシステムのメモリまたは中央演算装置（ＣＰＵ）のようなリソースはあまり必要としない。さらに、本方法により、複製すべき参照オブジェクトの使用が、インスタンス化されたオブジェクトにより継承されるので、複製されるオブジェクトの仕様を維持することが可能である。例えば、支持体（例えば、円形パッド）上にある通り穴のインスタンスは、複製される通り穴の支持体が、他の位置では厚くても、通り穴として維持される。

本方法はコンピュータ実装型である。これは、本方法のステップ（または実質的に全てのステップ）が、少なくとも１つのコンピュータにより実行されることを意味する。種々の例では、本方法のステップの少なくとも一部のトリガを、ユーザとコンピュータとの対話を通じて実行してもよい。ユーザとコンピュータとの必要な対話のレベルは、将来の自動化のレベルに依存してもよく、ユーザの希望を実現する必要性とバランスを持たせてもよい。種々の例では、このレベルがユーザ定義および／または事前に定義されているものであってもよい。

例えば、各同心円上の参照オブジェクトからインスタンス化すべきオブジェクトの数を定義するステップ、所与の同心円上の２つの連続するインスタンス化されたオブジェクトの間の角度変位を定義するステップ、角度シフトを定義するステップを、ユーザの動作で実行してもよい。例えば、ユーザは、オブジェクトの数または角度変位と角度シフトの値をそれぞれ表す情報を入力してもよい。

本方法のコンピュータ実装の典型的な例は、本目的に適したグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を備えるＣＡＤシステムで本方法を実行することである。ＧＵＩは、ストレージシステムと、プロセッサとを接続する。ストレージシステムは、少なくとも１つのオブジェクト（例えば、参照オブジェクト）を格納し、単に、このような記憶処理に適した任意のハードウェアであってもよい。ストレージシステムは、データベースまたはメモリであってもよい。このようなＣＡＤシステムにより、オブジェクトのジグザグ・パターンの設計が改善される。即ち、先行技術と比較して、オブジェクトのジグザグ・パターンを設計するのに必要な、時間とハードウェアのリソースは少なくなる。

「データベース」とは、検索と取出しのために編成されたデータ（即ち、情報）の任意の集合を意味する。メモリ上に格納されたとき、データベースはコンピュータによる高速な検索と取出しを可能とする。データベースは実際、様々なデータ処理動作と併せて、データの格納、データの取出し、データの修正、およびデータの削除を促進するように構成される。データベースは、その各々が１つまたは複数のフィールドから成るレコードに分解可能なファイルまたは１組のファイルから構成されてもよい。フィールドとは、データストレージの基本単位である。ユーザは、主にクエリを介してデータを取り出すことができる。キーボードを使用してコマンドをソートして、ユーザは、取り出すべき多数のレコードにおけるフィールドを高速に検索し、再配置し、グループ化し、選択することができ、または、使用されているデータベース管理システムの規則に従って、特定のデータ集約に関するレポートを作成することができる。

本方法の場合において、データベースはマルチインスタンス化する参照オブジェクトを備える（または格納）することができる。

ＣＡＤシステムのグラフィカル・ユーザ・インタフェースは、ユーザ対話的なグラフィカル・ツールを備えていてもよい。ユーザ対話的なグラフィカル・ツールは、ユーザの動作に応じて、本方法に従ってオブジェクトのジグザグ・パターンの設計の契機となるように適合されている。ＧＵＩの一例を、図９を参照して示す。

本方法は一般に、モデル化されたオブジェクトを操作する。モデル化されたオブジェクトとは、データベースに格納されたデータによって定義される任意のオブジェクトである。ひいては、「モデル化されたオブジェクト」という表現は、データ自体を示す。システムのタイプに応じて、モデル化されたオブジェクトを様々な種類のデータによって定義してもよい。システムが、実際に、ＣＡＤシステム、ＣＡＥシステム、ＣＡＭシステム、および／またはＰＬＭシステムの任意の組合せであってもよい。これらの様々なシステムでは、モデル化されたオブジェクトは、対応するデータによって定義される。それに応じて、ＣＡＤオブジェクト、ＰＬＭオブジェクト、ＣＡＥオブジェクト、ＣＡＭオブジェクト、ＣＡＤデータ、ＰＬＭデータ、ＣＡＭデータ、ＣＡＥデータについて言及してもよい。しかし、これらのシステムは他方に対して排他的なものではない。なぜならば、モデル化されたオブジェクトを、これらのシステムの任意の組合せに対応するデータよって定義してもよいからである。したがって、以下で提供されるシステムなどの定義から明らかであるように、システムはＣＡＤシステムおよびＰＬＭシステムの両方であってもよい。

ＣＡＤシステムとは、ＣＡＴＩＡのような、モデル化されたオブジェクトのグラフィカル表現に基づいて、モデル化されたオブジェクトを少なくとも設計するのに適した任意のシステムを意味する。この場合、モデル化されたオブジェクトを定義するデータは、モデル化されたオブジェクトの表現を可能とするデータを備える。ＣＡＤシステムは例えば、エッジまたは線を用いて、特定の場合においては面や表面と共に、ＣＡＤモデル化オブジェクトの表現を提供する。線、エッジ、または表面は、例えばＮＵＲＢＳ（Ｎｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ−Ｓｐｌｉｎｅｓ）のように様々な態様で表現することができる。具体的には、ＣＡＤファイルは仕様を含み、仕様からジオメトリを生成することができ、ジオメトリによって順番に表現を生成することができる。モデル化されたオブジェクトの仕様を、単一のＣＡＤファイルまたは複数のＣＡＤファイルに格納してもよい。ＣＡＤシステムにおけるモデル化されたオブジェクトを表すファイルの典型的なサイズは、１部品あたり１メガバイトの範囲である。モデル化されたオブジェクトは一般に、無数の部品の集合でありうる。

ＣＡＤの背景において、モデル化されたオブジェクトは一般に、例えば、部品、部品のアセンブリ、または場合によっては製品のアセンブリなどの製品を表す、３Ｄモデル化されたオブジェクトであってもよい。「３Ｄモデル化されたオブジェクト」とは、その３Ｄ表現を可能とするデータによりモデル化される任意のオブジェクトを意味する。３Ｄ表現は、全ての角度から部品を参照することを可能とする。例えば、３Ｄモデル化されたオブジェクトは、３Ｄで表現されると、任意の軸の周りで、または当該表現を表示する画面内の任意の軸の周りで処理し回転することができる。これには、３Ｄモデル化されない２次元のアイコンは除かれている。３Ｄ表現の表示により、設計を促進する（即ち、統計的に、設計者がその作業を実行する速度が高まる）。これにより、業界における製造プロセスがスピードアップされる。なぜならば、製品の設計は製造プロセスの一部だからである。

ＣＡＤシステムは、ヒストリベースであってもよい。この場合、モデル化されたオブジェクトはさらに、ジオメトリ機能のヒストリを備えるデータによって定義される。モデル化されたオブジェクトを、標準的なモデル化機能（例えば、押出し、回転、切取り、および／または丸め等）および／または標準的なサーフェス機能（例えば、スイープ、ブレンド、ロフト、埋込み、変形、スムージング等）を用いて、物理的な人（即ち、設計者／ユーザ）により設計してもよい。このようなモデル化機能をサポートする多くのＣＡＤシステムは、ヒストリベースのシステムである。これは、設計機能の作成ヒストリが一般に、入力および出力のリンクを介して当該ジオメトリ機能をリンクする非循環的なデータフローを通じて保存されることを意味する。ヒストリベースのモデル化のパラダイムは、８０年代初頭から広く知られている。モデル化されたオブジェクトは、２つの一貫したデータ表現によって記述される。即ち、ヒストリおよびＢ−ｒｅｐ（即ち、境界表現）によって記述される。Ｂ−ｒｅｐとは、ヒストリで定義された計算の結果である。モデル化されたオブジェクトを表現するときに、コンピュータの画面に表示される部品の形状はＢ−ｒｅｐ（のテッセレーション）である。部品のヒストリとは、設計の意図である。基本的に、ヒストリは、モデル化されたオブジェクトが受けた動作の情報を収集する。Ｂ−ｒｅｐをヒストリとともに保存して、複雑な部品の表示を容易にしてもよい。ヒストリをＢ−ｒｅｐとともに保存して、設計の意図に従って部品の設計変更を可能としてもよい。

ＰＬＭシステムとは、物理的に製造された製品を表すモデル化されたオブジェクトの管理に適した任意のシステムを意味する。ＰＬＭシステムにおいては、モデル化されたオブジェクトはこのように、物理オブジェクトの製造に適したデータによって定義される。これらは一般に、次元値および／または許容値であってもよい。オブジェクトを正確に製造するために、かかる値を有するのが良い。

ＣＡＥシステムとは、モデル化されたオブジェクトの物理的な挙動の分析に適した任意のシステムを意味する。ＣＡＥシステムにおいては、モデル化されたオブジェクトは、このような挙動の分析に適したデータによって定義される。これは一般に、挙動の機能セットであってもよい。例えば、ドアに対応するモデル化されたオブジェクトを、ドアが軸の周りで回転することを示すデータによって定義してもよい。

図９は、システムのＧＵＩの一例であり、システムはＣＡＤシステムである。

ＧＵＩ２１００は、典型的なＣＡＤ風のインタフェースであってもよく、標準的なメニューバー２１１０、２１２０、および下方および側面のツールバー２１４０、２１５０を有する。このようなメニューバーおよびツールバーは、ユーザ選択可能なアイコンセットを含み、各アイコンは当該技術分野において公知なように、１つまたは複数の動作または機能と関連づけられている。これらのアイコンの一部は、ソフトウェアツールに関連付けられ、ＧＵＩ２１００に表示される３Ｄモデル化されたオブジェクト２０００の編集および／またはオブジェクト２０００での作業に適合されている。ソフトウェアツールをワークベンチにグループ化してもよい。各ワークベンチはソフトウェアツールのサブセットを含む。特に、ワークベンチのうち１つは編集ワークベンチであり、モデル化された製品２０００のジオメトリ機能の編集に適している。操作において、設計者は例えばオブジェクト２０００の一部を事前に選択し、次いで操作（例えば、次元、色を変更する等）を開始し、適切なアイコンを選択することによってジオメトリ制限を編集してもよい。例えば、典型的なＣＡＤ操作は、画面に表示された３Ｄモデル化されたオブジェクトのパンチまたは折畳みのモデル化である。

ＧＵＩは、例えば、表示された製品２０００に関連するデータ２５００を表示してもよい。図９の例では、データ２５００は、機能ツリーとして表示され、それら３Ｄ表現２０００は、ブレーキ・キャリパおよびディスクを含むブレーキ・アセンブリに関する。ＧＵＩはさらに、例えば、オブジェクトの３Ｄ配置を促進し、編集された製品の動作のシミュレーションの契機となるための、様々な種類のグラフィックツール２１３０、２０７０、２０８０を示してもよく、または、表示された製品２０００の様々な属性を表示してもよい。カーソル２０６０を、ハプティック装置により制御して、ユーザがグラフィックツールと対話できるようにしてもよい。

図１０は、クライアントコンピュータシステム、例えば、ユーザのワークステーションを示す。クライアントコンピュータは、バス１０００に接続されたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、バス１０００に接続されたＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０７０を備える。クライアントコンピュータにはさらに、バス１０００に接続されたビデオ・ランダム・アクセス・メモリ（Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ）１１００と関連付けられている、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１１０が設けられている。ビデオＲＡＭ１１００は、当該技術分野においてフレーム・バッファとしても知られている。大容量記憶装置コントローラ１０２０は、ハードドライブ１０３０のような大容量メモリ装置へのアクセスを管理する。コンピュータプログラム命令とデータを有形的に具体化するのに適した大容量メモリ装置には、あらゆる形態の不揮発性メモリが含まれ、例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュ・メモリ装置のような半導体メモリ装置、内部ハード・ディスクおよび取外し可能ディスクのような磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭディスク１０４０が含まれる。上記任意のメモリ装置を、特別に設計されたＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により補完するか、またはＡＳＩＣに組み込んでもよい。ネットワークアダプタ１０５０は、ネットワーク１０６０へのアクセスを管理する。クライアントコンピュータはまた、カーソル制御装置、キーボード等のようなハプティック装置１０９０を備えてもよい。カーソル制御装置は、図９を参照して述べたように、ユーザがカーソルをディスプレイ１０８０上の任意の所望の位置に選択的に配置できるようにするために、クライアントコンピュータにおいて使用される。さらに、カーソル制御装置により、ユーザは様々なコマンド、および入力制御信号を選択することができる。カーソル制御装置は、制御信号をシステムに入力するための幾つかの信号生成装置を備える。一般的に、カーソル制御装置は、マウスであってもよく、信号を生成するために使用されているマウスのボタンであってもよい。

コンピュータプログラムは、コンピュータによる命令を含んでもよく、命令は、上記のシステムが上記の方法を実行できるようにするための手段を含む。本発明を例えば、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実現してもよい。本発明の装置を、プログラム可能プロセッサで実行するための機械可読記憶装置で有形に具体化されたコンピュータプログラム製品で実装してもよく、本発明の方法のステップを、入力データで動作し出力を生成することによって本発明の機能を実行するための命令から成るプログラムを実行する、プログラム可能プロセッサにより実行してもよい。

本発明を、データストレージシステム、少なくとも１つの入力装置、および少なくとも１つの出力装置に対してデータおよび命令を送受信するように接続された少なくとも１つのプログラム可能プロセッサを含むプログラム可能システムで実行可能な、１つまたは複数のコンピュータプログラムで好適に実装することができる。アプリケーションプログラムを、高レベルの手続きプログラミング言語もしくはオブジェクト指向プログラミング言語、または必要ならばアセンブリ言語もしくは機械語で実装してもよく、何れの場合でも、言語はコンパイル型言語またはインタプリタ言語であってもよい。

次に、本方法の一例を示す図１のフローチャートを説明する。

ステップ１００で、回転軸が提供される。これは、ＣＡＤシステムが回転軸に対して動作を実行することができるように、ＣＡＤシステムが回転軸を利用可能であることを意味する。回転軸は、ユーザの動作に応じて提供される。例えば、ユーザが、図９に示されるＧＵＩの専用ツールを用いて回転軸の選択を実行してもよい。ユーザはまた、システムによって回転軸として認識される３Ｄシーン内の軸を描いてもよい。あるいはまた、ＣＡＤシステムによって、自動的に軸が選択され、提供されてもよい。回転軸を、例えば図９に示されるＧＵＩで、ユーザに対して表示してもよい。

回転軸は２つまたは複数の同心円の原点である。回転軸とは、その周囲を１つまたは複数のオブジェクトが回転する線を意味する。回転軸は、２つまたは複数の同心円に対する原点（中心とも記す）を提供する。同心円は、一方が他方の内部にあり、同一の原点を共有する。２つまたは複数の同心円は、ＣＡＤシステムによって自動的に提供されてもよい（ステップ１０２）。例えば、同心円は、回転軸の提供に付随して提供されてもよい。あるいはまた、２つまたは複数の同心円は、ユーザの動作に応じて提供されてもよい。２つまたは複数の同心円を提供することは、それらがＣＡＤシステムに対して利用可能であること、ＣＡＤシステムが同心円に対して動作を実行できることを含む。２つまたは複数の同心円は、ＧＵＩ上でユーザに表示されてもよく、回転軸とともに表示されることが望ましい。

次に、図５を参照すると、４つの同心円５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃ、および５０８ｄの原点である回転軸５０６が示されている。提供される軸および／または同心円をＧＵＩ上に表示することは、必須ではないことは理解されよう。

再び図１を参照すると、ステップ１０４で、マルチインスタンス化すべき参照オブジェクトが提供されるが、これはこの時点でＣＡＤシステムが参照オブジェクトを利用可能であることを含む。例えば、ＣＡＤシステムが、参照オブジェクトをインスタンス化し、インスタンス化された参照オブジェクトをメモリに格納することができる。このステップで、参照オブジェクトが選択され、参照オブジェクトに対して動作を実行可能なＣＡＤシステムに転送される。参照オブジェクトの選択は、当該技術分野で公知なように実行することができる。例えば、参照オブジェクトの選択を、図９のツリー構造２５００のようなツリー構造を用いて行われてもよい。ユーザが、別の種類のユーザ・インタフェースによって参照オブジェクトを選択することも可能であり、例えば、参照オブジェクトに関する識別情報を入力すること、リスト内の参照オブジェクトを選択すること等により、参照オブジェクトを選択することも可能である。参照オブジェクトを、コンボボックス、アイコン、特殊コマンド等のような任意の種類のユーザ・インタフェースにより選択してもよい。

次に、ステップ１０６で、各同心円上で参照オブジェクトからインスタンス化すべきオブジェクトの数が定義される。従って、数は、どれだけ多くのオブジェクトが各同心円でインスタンス化されるかを定義する。この数は、ユーザの操作に応じて、例えば数値を入力することにより定義してもよい。あるいはまた、参照オブジェクトのインスタンスの数を、計算すべきインスタンスの数のデフォルト値を提供するシステムにより定義してもよい。したがって、このステップ１０６から、２つまたは複数の同心円は、参照オブジェクトからインスタンス化されるオブジェクトと同じ数を有することとなる。

次に、ステップ１０８で、所与の同心円上の２つの連続するインスタンス化されたオブジェクトの間の角度変位が定義される。角度変位は、円の原点と、参照オブジェクトでありうるインスタンス化されたオブジェクトの位置とに関して決定される。角度変位は図５に図示される。即ち、円５０８上に位置する２つの連続するインスタンス化されたオブジェクト５１４、５１６の間の角度変位５１０である。連続的という用語は、円を所与の方向に辿るときに、インスタンス化されたオブジェクトが互いに順番となることを意味することは理解されよう。連続的という用語は、継続的という用語と同義である。

実際、角度変位は、各同心円上でインスタンス化されるオブジェクトの数に従って計算される。即ち、各同心円上でインスタンス化される全てのオブジェクトが、一旦それらが同心円上でインスタンス化されると、角度変位は、互いから等距離であるように計算される。この場合、偏差角の角度は、３６０度の角度と各円上でインスタンス化されたオブジェクトの数との比である。したがって、当該比を計算する際に、角度変位をＣＡＤシステムにより自動的に定義することができる。

あるいはまた、角度変位をユーザの動作に応じて定義してもよい。例えば、ユーザは、オブジェクトの数または角度変位と角度シフトの値をそれぞれ表す情報を入力してもよい。この場合、同心円上でインスタンス化されるオブジェクトは、必ずしも互いから等距離ではない。

次に、ステップ１１０で角度シフトを定義する。角度シフトは、所与の同心円の回転軸に関して回転を実行するための回転角である。これは、要するに、角度シフトが、同心円上のインスタンス化されたオブジェクトの回転軸に関する回転を実行するための回転角であるということである。角度シフトは、ユーザの動作、例えばユーザが数値を入力したことに応じて定義してもよく、システム、例えばデフォルトの数値により定義してもよい。

次に、ステップ１１２で、円形ジグザグ・パターンの定義を特定するための１つまたは複数の値を定義してもよい（ステップ１１４，１１６）。これらの値を、ユーザの動作、例えばユーザが数値を入力したことに応じて定義してもよく、システム、例えばデフォルトの数値により定義してもよい。

回転軸を原点として有する同心円の数をステップ１１４で定義してもよい。同心円の最小数は２である。同心円の最大数は限定されないが、または、例えばコンピュータ・リソースを考慮して限定されてもよい。

２つの連続する同心円の間の間隔をステップ１１６で定義してもよい。これは、要するに、２つの連続する同心円の間の距離を定義してもよいとういことである。２つの連続する同心円の間の距離とは、２つの連続する同心円の各々の半径の差異の寸法である。２つの同心円は連続的であり、これは、他のどの同心円も２つの連続する同心円の間には配置されないことを意味する。間隔は、以下に限定されるものではないが、２つの連続する同心円の間のユークリッド距離、画素数により測定してもよい。

実際、２つまたは複数の同心円を同一平面に配置してもよい。例えば、図５を参照すると、４つの円５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃ、および５０８ｄは、円形パッド５００の面の１つに配置されている。同心円が配置される平面が、回転軸５０６と直角であってもよい。この構成では、２つの同心円は、他のどの同心円も、当該２つの同心円の各値の間にある値の半径を有さないときに、連続的である。

ステップ１００乃至ステップ１１６を、本方法の構成ステップとして考えてもよい。構成とは、本方法を実行するためのオブジェクトやパラメータを意味する。ユーザの動作に応じて、専用ツールをステップ１００乃至ステップ１１６の一部または全部の実行に使用してもよい。

次に、図６を参照すると、オブジェクトの円形ジグザグ・パターンを構成および／または作成するためのツール６００が示される。ツール６００は、ＧＵＩ、例えば図９のＧＵＩ２１００に表示できるユーザ対話型のグラフィカル・ツールであってもよい。ツール６００は、本発明の方法に従ってオブジェクトの円形ジグザグ・パターンの作成を構成するように適合される。ツール６００は、本方法により作成すべきまたは作成される円形ジグザグ・パターンに対する情報を表示および／または入力および／または選択するための、幾つかのフィールドを提供する。これらの１つであるフィールド６１０によって、ユーザは提供する参照オブジェクトを選択することができる。ユーザ（例えば、設計者）はまた、円の情報を入力するためにフィールドが設けられたタブ６２０を選択することもできる。即ち、ユーザは、各円上のインスタンス６２２の数、円上の各２つの連続するインスタンスの間の角度変位６２４の値などを定義することができる。ユーザはさらに、２つまたは複数の円の、相互の編成に関する情報を入力するためのフィールド（図６において図示されていない）が提供される、タブ６４０を選択することができる。即ち、ユーザは、２つの連続する同心円の間の間隔、３Ｄ空間における位置および／または方位のような回転軸のパラメータを定義することができる。ツール６００はさらに、角度シフトの値を定義するためのフィールド６３０を提供してもよい。角度変位および角度シフトの値は、度、ラジアン、または他の任意の単位の数値であってもよい。ツールは、さらに、オブジェクトのジグザグ・パターンの作成の契機となるグラフィカル手段を提供することができる。例えば、後述するように、フィールド６３０で定義した角度シフトに従って、２つの同心円ごとに１つの同心円においてインスタンス化されたオブジェクトのシフトが実行されるようにチェックボックス６５０を選択してもよい。

再び図１のフローチャートを参照して、ステップ１１８からステップ１２６を説明する。

ステップ１１８で、第１のインスタンス化されたオブジェクトを２つまたは複数の同心円の１つに配置する。これは、要するに、第１のインスタンス化されたオブジェクトが同心円に配置されるということである。第１のインスタンス化されたオブジェクトは、インスタンス化されるオブジェクトの１つである。第１のインスタンス化されたオブジェクトという表現における、「第１の」という用語は、参照オブジェクトからインスタンス化される幾つかのオブジェクトのうち、特定のインスタンス化されたオブジェクトを指定することを意図しているにすぎないことは理解されよう。

次に、ステップ１２０で、回転軸から第１の参照オブジェクトへ通る放射軸を計算する。例えば、図５で、インスタンス化されたオブジェクト５１４は、第１のインスタンス化されたオブジェクトであり、計算された放射軸５１８は回転軸から引き出され、参照オブジェクト５１４を通る。ステップ１２０の結果として、１組の交点を２つまたは複数の同心円と放射軸の間で定義することができ、各円上の各交点は参照オブジェクトのインスタンスに対する位置を定義する。したがって、第１のインスタンス化されたオブジェクトを通るとは要するに、放射軸が、第１のインスタンス化されたオブジェクトが配置される円と交差するということである。２つまたは複数の同心円を同一平面に配置してもよく、従って、放射軸は各同心円と交差し、同心円と同じだけの交点を定義する。これは例えば、１つの同一面に位置する４つの円との４つの交点（図示せず）を定義する放射軸５１８を示す図７に示されており、参照オブジェクトの４つのインスタンスが、４つの定義された交点に配置されている。

第１のインスタンス化されたオブジェクトを２つまたは複数の同心円のうちいずれに配置してもよい。実際、第１のインスタンス化されたオブジェクトが最小半径を有する同心円に配置される。これは、ステップ１２６で実行されるシフト上での円の決定を容易にするのに寄与する。

次に、ステップ１２２で、インスタンス化すべき幾つかのオブジェクトが各同心円上の参照オブジェクトからインスタンス化される。インスタンス化されたオブジェクトは、所与の同心円上の２つの連続するインスタンス化されたオブジェクト間の角度変位に従って離間する。前述の通り、角度変位は、各円上の幾つかのインスタンス化されたオブジェクトに従って、またはユーザの動作に応じて計算されてもよい。例えば、図５で、各同心円上のインスタンス化されたオブジェクトの数は６である。円に配置すべきインスタンス化されたオブジェクトが、等距離であるように角度変位を計算してもよい。これは、２つの連続的なインスタンス化されたオブジェクトの間の角度が３６０°／６＝６０°であることを意味する。

インスタンス化されたオブジェクトには、それらの各同心円が関連付けられる。この関連付けには、インスタンス化されたオブジェクトが、それらの各同心円上に配置されることを含む。この配置は、２つまたは複数のオブジェクトが、同心円に配置されることを意味する。この配置は、当該技術分野において公知な方法で実行してもよい。即ち、同心円の参照におけるインスタンス化されたオブジェクトの位置を使用することができる。インスタンス化されたオブジェクトの位置は、同心円上の任意の点であってもよい。円上のインスタンス化されたオブジェクトの位置を、参照オブジェクトの位置、回転軸、および角度変位に基づいて決定してもよい。

角度変位は、一般的に、ステップ１２０で計算される放射軸から測定される。放射軸はしたがって、各円上の角度を測定するための印の役割を果たすことができる。実際、前述のように、放射軸が各同心円上の１つの交点を定義してもよく、図７に示される通り、各交点は、参照オブジェクトの１つのインスタンスに対する位置に対応する。この場合、残りのオブジェクトがインスタンス化され、各同心円に配置され、放射軸から測定された２つの連続するインスタンス化されたオブジェクトの間の角度変位に従って離間する。「残りの」という用語は、インスタンス化すべき数のオブジェクトから第１のインスタンス化されたオブジェクトを差し引いたオブジェクトの数を指す。

本プロセスのこのステップで、オブジェクトの円形パターンを取得し、当該オブジェクトをステップ１２４で表示してもよい。これは例えば、オブジェクトの正常な円形パターンを示す図７に示されている。インスタンス化されたオブジェクトは、軸（例えば、放射軸５１８）について整列され、各円上において等距離で離間している。インスタンス化されたオブジェクトが表示されたとき、または、インスタンス化されたオブジェクトが表示される前であっても、２つまたは複数の同心円を表示してもよい。

次に、ステップ１２６で、２つの同心円ごとに１つの同心円において、インスタンス化されたオブジェクトを、角度シフトに従ってシフトする。「シフト」とは、（２つの同心円ごとに１つの同心円において）インスタンス化されたオブジェクトを、その各円に沿って第１の位置から第２の位置へ移動することを意味し、第２の位置は、角度シフトに従って決定される。シフトは、２つの同心円ごとに１つの同心円において実行される。これは、直径ｄ_１の円に対してシフトが実行される場合には、直径ｄ_０（ｄ_１＞ｄ_０）の前の円に対して、および直径ｄ_３（ｄ_３＞ｄ_１）の次の円に対してシフトが実行されず、直径ｄ_４（ｄ_４＞ｄ_３）の円に対してシフトが実行されることを意味する。実際に、階数２ｎ＋１の全ての円に対してシフトが実行され、階数２ｎの全ての円に対してシフトが実行されない。このときｎは自然数である。シフトが実行される階数に関するこれらの選択は、任意の選択にすぎないことは理解されよう。

角度シフトは、インスタンス化するステップでの角度変位と同様に決定してもよい。

回転軸からシフトが実行されない円上に配置されたオブジェクトを通る第２の放射軸を計算してもよい。例えば、図５で、同心円５０８上のインスタンス化されたオブジェクト５０２を通る、計算された第２の放射軸５２２が描かれている。次に、第２の放射軸からの角度シフトを測定する。第２の放射軸はこのように、各円上の角度を測定するための印の役割を果たすことができる。さらに図５を参照すると、角度シフト５１２および、同心円５０８ｂ、５０８ｄ上でシフトが実行される、インスタンス化されたオブジェクトがシフトされていることが示されている。

一般的に、放射軸と第２の放射軸は同一であってもよい。これは、計算された第２の放射軸が通るオブジェクトが第１のインスタンス化されたオブジェクトであり、２つの同心円ごとに１つの同心円においてインスタンス化されたオブジェクトを角度シフトに従ってシフトするステップは、第１のインスタンス化されたオブジェクトが配置される円に対して実行されないことを含む。これにより、１つの放射軸のみを計算すればよいので、計算リソースの消費を削減することができる。

図８において、図７に示す円形パターンから得られるオブジェクトの円形ジグザグ・パターンの表現が示されている。このシフトは、計算された放射軸５１８が通る第１のインスタンス化されたオブジェクト５１４を用いて決定した角度シフトに従って実行され、第１のインスタンス化されたオブジェクト５１４は、４つの同心円のうち半径が最小の同心円に配置されている。

興味深いことに、２つの同心円ごとに１つの同心円において、角度シフトに従ってインスタンス化されたオブジェクトをシフトする１つまたは複数の補完的なステップを実行することができる。例えば、補完的なシフトは、インスタンス化されたオブジェクトをシフトするのに過去に使用した角度シフトと対向する第２のシフトに従って実行されてもよい。これにより、以前のシフトと反対のシフトを容易に実行して、インスタンス化されたオブジェクトの以前の構成に戻すことができる。例えば、ユーザは、図８の円形ジグザグ・パターンから図７のジグザグ・パターンを再び得ることができる。したがって、第２の角度シフトは、参照オブジェクトを維持しつつ、ジグザグから初期円形パターンに移ることができる。

本発明の好適な実行形態を説明した。本発明の趣旨と技術的思想の範囲から逸脱しない、様々な修正を行い得ることは理解されよう。したがって、他の実行形態は、特許請求の範囲に含まれる。

Claims (13)

1. コンピュータ支援型設計システムにおけるオブジェクトのジグザグ・パターンを設計するためのコンピュータ実装方法であって、
   ２つまたは複数の同心円の原点である回転軸を提供するステップ（１００）と、
   マルチインスタンス化する参照オブジェクトを提供するステップ（１０４）と、
   各同心円上の前記参照オブジェクトからインスタンス化するオブジェクトの数を定義するステップ（１０６）と、
   角度シフトを定義するステップ（１１０）と、
   各同心円上の前記参照オブジェクトからオブジェクトの数をインスタンス化するステップ（１２２）であって、インスタンス化されたオブジェクトが、所与の同心円上の２つの連続する前記インスタンス化されたオブジェクトの間の角度変位に従って離間するステップと、
   ２つの同心円ごとの１つの同心円において、前記インスタンス化されたオブジェクトを前記角度シフトに従ってシフトするステップ（１２６）とを含むことを特徴とするコンピュータ実装方法。
2. 同心円の数を定義するステップ（１１４）をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
3. ２つの連続する同心円の間の間隔を定義するステップ（１１６）をさらに含むことを特徴とする、請求項１および請求項２のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
4. 前記２つまたは複数の同心円は同一平面に位置することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
5. 前記インスタンス化するステップはさらに、
   第１のインスタンス化されたオブジェクトを前記２つまたは複数の同心円のうち１つに配置するステップ（１１８）と、
   前記回転軸から前記第１のインスタンス化されたオブジェクトへ通る放射軸を計算するステップ（１２０）と、
   残りのオブジェクトを各同心円上にインスタンス化するステップであって、残りのインスタンス化されたオブジェクトが、前記放射軸から測定された前記角度変位に従って離間するステップとを含むことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
6. ２つの同心円ごとの１つの同心円において、前記インスタンス化されたオブジェクトを前記角度シフトに従ってシフトするステップは、前記第１のインスタンス化されたオブジェクトを備える円に対しては実行されないことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
7. 前記第１のインスタンス化されたオブジェクトは、最小半径を有する同心円上に配置されることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
8. 前記角度シフトに対向する第２の角度シフトに従って、以前にシフトしたインスタンス化されたオブジェクトをシフトするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
9. ユーザの動作により、２つの連続するインスタンス化されたオブジェクトの間の角度変位を、所与の同心円に定義するステップ（１０８）をさらに含むことを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
10. 前記シフトするステップの前に、前記２つまたは複数の同心円を表示するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
11. コンピュータによる実行のための命令を含むコンピュータプログラムであって、前記命令は請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法のステップを実行するための手段を含むことを特徴とする、コンピュータプログラム。
12. 請求項１１に記載のコンピュータプログラムを格納したコンピュータ可読記憶媒体。
13. マルチインスタンス化される参照オブジェクトを格納するためのストレージシステムと、
    請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法のステップを実行するための演算装置とを備えることを特徴とする、コンピュータ支援型設計システム。