JP2829693B2

JP2829693B2 - コマンドレスｃａｄ装置

Info

Publication number: JP2829693B2
Application number: JP5078666A
Authority: JP
Inventors: 英二中村
Original assignee: YUNITSUKUSU KK
Current assignee: YUNITSUKUSU KK
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JPH06266783A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンピュータを利用
して自動的に作図を行うＣＡＤ装置に関し、特に、コマ
ンド概念を用いないにも拘わらず、コマンドを多用する
従来装置以上の機能を発揮するコマンドレスＣＡＤ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＤ装置は、コンピュータを利用して
製図図面などを作図する装置である。使用するコンピュ
ータの規模に応じて、パーソナルＣＡＤから大型ＣＡＤ
まで各種のものが存在するが、いずれの場合でも、操作
者がＣＲＴ画面などを見ながら適宜なコマンドを選択し
て、キーボードやマウスなどを操作しつつ図面を完成さ
せてゆく。かかるＣＡＤ装置において、高機能のものを
実現しようとすると、その分だけコマンド数が増加する
のが一般的であり、このコマンド入力方式としては、階
層メニュー方式とタブレット方式とが提案されている。

【０００３】階層メニュー方式は、コマンドを親コマン
ド、子コマンド、孫コマンドのように階層構造にする方
式であり、ＣＲＴ画面上の表示メニューによって多数
（例えば１５０〜２００程度）のコマンドを選択できる
点に特徴がある。一方、タブレット方式は、全てのコマ
ンドをタブレット上に並べる方式であり、コマンドの階
層構造を覚えておく必要はないという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、階層メ
ニュー方式とタブレット方式には、それぞれ以下の問題
点がある。階層メニュー方式では、ＣＲＴ画面の表示メ
ニューからコマンドを選択できる点では優れるが、ある
子コマンドや孫コマンドから別の子コマンドに移るには
一旦親コマンドに戻らねばならず、階層構造を正確に把
握していなければ使用できないという煩雑さがある。こ
の点は、特定のコマンドを実行したい場合も同様であっ
て、当該コマンドがどのコマンド群に属しているかを予
め把握していなければ使用できないという問題点があ
る。

【０００５】一方、タブレット方式の場合には階層構造
を覚えておく必要はないものの、当該ＣＡＤ装置に多く
の機能を盛り込もうとする程コマンド数が多くなり、コ
マンド数が多い分だけコマンドの選択に労力を要すると
いう問題点がある。例えば、あるＣＡＤ装置によれば、
直線を選ぶだけでも２０通り程度の選択肢があり、ＣＡ
Ｄ装置本来の作業以外のコマンド選択に頭を悩まさざる
を得ないという問題点がある。

【０００６】この発明は、この問題点に着目してなされ
たものであって、コマンドを用いることなく、従来装置
と同等以上の機能を実現するコマンドレスＣＡＤ装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する
為、本発明は、表示装置に表示されている図形要素に関
して、その一つ又はその組合せを特定し、特定された図
形要素に基づいて、新たな図形要素を表示装置に表示
し、この動作を繰り返すことによって作図作業を行うよ
うにしたＣＡＤ装置であって、一つ又は複数の図形要素
と必要なパラメータとに基づいて新たな図形要素を作図
するための交点計算式を記憶する記憶手段と、表示装置
に表示されている図形要素の少なくとも一部と、新たに
表示すべき図形要素と、必要なパラメータとの指定を受
けて、前記記憶手段の計算式に基づいて新たな図形要素
を表示装置に表示する作図手段とを備え、前記図形要素
は、点と直線と円の三要素に限定されていることを特徴
とする。

【０００８】なお、本発明では、新たな図形要素を表示
装置に表示した際、同一種類の複数個の図形が表示され
ることもあるので、所望の図形を選択する手段を設けて
も良い。また、表示装置に表示されている図形のうち、
削除すべき一部の箇所を指示する手段を設けても良い。
更に、削除箇所の指示に応答して該当する箇所を削除し
て前記表示装置に表示する手段を設けても良い。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【実施例】以下、実施例に基づいて、この発明を更に詳
細に説明する。図１は、この発明の一実施例であるコマ
ンドレスＣＡＤ装置のブロック図を図示したものであ
る。この装置は、数値などを入力する為に操作されるキ
ーボード１と、指示ポイントなどを指示する為に操作さ
れるマウス２と、キーボード１やマウス２からの指示に
応じて適当な図面データを構築するＣＰＵ３と、ＣＰＵ
３の演算処理におけるワークエリアなどに活用されるＲ
ＡＭ４と、ＣＰＵ３を動作させる制御プログラムなどを
記憶しているＲＯＭ５と、図面データの構築に必要な画
像などを表示するＣＲＴ６と、作成された図面データに
基づいて必要な情報を印字出力する印字装置７と、フロ
ッピーディスクなどの補助記憶装置８とで構成されてい
る。

【００１２】この装置の特徴は、新たに表示させようと
する図形（点または直線または円）を、既にＣＲＴ６に
表示されている図形（点／直線／円）との関係で指示す
る点にある。ＣＡＤ図形は、「直線」と適宜な曲率の
「円弧」とを組み合わせれば完成できるので、上記の方
法は有効であり、コマンドを切り換えることなく図形デ
ータを構築することができる。

【００１３】なお、図形データを構築する状態は、マウ
ス２のボタンに対応して「第１ボタンモード」と「第２
ボタンモード」とに細分される。ここで、第１ボタンモ
ードは、既に存在する「点」，「線」，「円」を適宜に
組み合わせて、「点」または「直線」または「円」を作
図するモードであり、第２ボタンモードは、上記第１ボ
タンモードにおいてＣＲＴ画面上に描かれた図面の一部
を削除するモードである。

【００１４】図２は、上記した第１ボタンモードにおい
て指示される交点計算の組み合わせパターンを表にした
ものである。すなわち、図２の○印のものについては、
該当する点や直線や円を作図する為の演算式（交点計算
式）がこの装置内に予め記憶されていることになる。以
下、○印で示す３４通りの交点計算式の内容を図３〜図
１３を参照しつつ説明する。

【００１５】（１）「点」から「点」を求める場合（図
３の（１）参照）点Ｐ₀に対して、距離ｒと偏角αとを指定して、新たな
点Ｐ₁を求める場合である。なお、距離ｒと偏角αに変
えてｘ方向とｙ方向の距離を与えるようにしても良い。（２）「点」から「直線」を求める場合（図３の（２）
参照）点Ｐ₀に対して、距離ｒと偏角αとを指定して、直線Ｐ
₀Ｐ₁を求める場合である。

【００１６】（３）「点」から「円」を求める場合（図
３の（３）参照）点Ｐ₀に対して、半径ｒを指定して、円Ｒを求める場合
である。（４）「線」から「直線」を求める場合（図３の（４）
参照）直線Ｌに対して、距離ｒを指定して平行線Ｍ₁，Ｍ₂を
求める場合である。（５）「円」から「点」を求める場合（図４の（５）参
照）円Ｒに対して、分割数ｘを指定して円周上の分割点Ｐ₁
〜Ｐ₄を求める場合である。尚、分割開始点Ｐ₁の位置
を基準位置からの偏角αで指定するようにしても良い。

【００１７】（６）「円」から「直線」を求める場合
（図４の（６）参照）円Ｒに対して、偏角αを指定して２本の接線Ｍ₁，Ｍ₂
を求める場合である。（７）「円」から「円」を求める場合（図４の（７）参
照）円Ｒに対して、半径の増分ｘを指定して同心円Ｒ₁を求
める場合である。（８）「点」と「点」から「点」を求める場合（図４の
（８）参照）点Ｐ₀と点Ｐ₁に対して、分割数ｘを指定して、新たな
点Ｐ₂〜Ｐ₄を求める場合である。

【００１８】（９）「点」と「点」から「直線」を求め
る場合（図５の（９）参照）点Ｐ₀と点Ｐ₁から、２点を結ぶ直線Ｌを求める場合で
ある。（１０）「点」と「点」から「円」を求める場合（図５
の（１０）参照）点Ｐ₀と点Ｐ₁に対して、半径ｒを指定して、２点
Ｐ₀，Ｐ₁を通る円Ｒ₁と円Ｒ₂を求める場合である。（１１）「線」と「線」から「点」を求める場合（図５
の（１１）参照）直線Ｌと直線Ｍから交点Ｐ₁を求める場合である。

【００１９】（１２）「線」と「線」から「直線」を求
める場合（図６の（１２）参照）直線Ｌと直線Ｍから、これらの線を２等分する直線Ｎ₁
〜直線Ｎ₄を求める場合である。（１３）「線」と「線」から「円」を求める場合（図６
の（１３）参照）直線Ｌと直線Ｍに対して、半径ｒを与えて、２直線Ｌ，
Ｍに接する半径ｒの円Ｒ₁〜Ｒ₄を求める場合である。

【００２０】（１４）「円」と「円」から「点」を求め
る場合（図６の（１４）参照）円Ｒ₁と円Ｒ₂から２つの円の交点Ｐ₁とＰ₂を求める
場合である。（１５）「円」と「円」から「直線」を求める場合（図
７の（１５）参照）円Ｒ₁と円Ｒ₂から、これら２つの円Ｒ₁，Ｒ₂に接す
る接線Ｌ₁〜Ｌ₄を求める場合である。

【００２１】（１６）「円」と「円」から「円」を求め
る場合（図７の（１６）参照）円Ｒ₁と円Ｒ₂に対して、半径ｒを与えて、これら２つ
の円Ｒ₁，Ｒ₂に接する最大８個の円を求める場合であ
る。いま、円Ｒ₁と円Ｒ₂の中心座標を（Ｘ₁，
Ｙ₁），（Ｘ₂，Ｙ₂）とし、半径をｒ₁，ｒ₂とし
て、円Ｒ₆と円Ｒ₇の中心座標の求め方を説明する。円
Ｒ₆と円Ｒ₇の中心座標は、半径がｒ₁−ｒである円Ｒ
₁の同心円と、半径がｒ₂−ｒである円Ｒ₂の同心円と
の交点から求まる。そこで、（ｘ−Ｘ₁）²＋（ｙ−Ｙ
₁）²＝（ｒ₁−ｒ）²と、（ｘ−Ｘ₂）²＋（ｙ−Ｙ
₂）²＝（ｒ₂−ｒ）²の連立方程式を解いて、円Ｒ₆
と円Ｒ₇の中心の座標（ｘ，ｙ）を求める。

【００２２】（１７）「点」と「線」から「点」を求め
る場合（図７の（１７）参照）点Ｐ₀と直線Ｌから、点Ｐ₀から直線Ｌへの垂線の交わ
る点Ｐ₁を求める場合である。（１８）「点」と「線」から「直線」を求める場合（図
８の（１８）参照）点Ｐ₀と直線Ｌに対して、偏角αを与えて２本の直線Ｌ
₁，Ｌ₂を求める場合である。

【００２３】（１９）「点」と「線」から「円」を求め
る場合（図８の（１９）参照）点Ｐ₀と直線Ｌに対して、半径ｒを与えて円Ｒ₁と円Ｒ
₂とを求める場合である。（２０）「点」と「円」から「点」を求める場合（図８
の（２０）参照）点Ｐ₀と円Ｒに対して、円周上の距離ｘを与えて、点Ｐ
₁と点Ｐ₂とを求める場合である。

【００２４】（２１）「点」と「円」から「直線」を求
める場合（図９の（２１）参照）点Ｐ₀と円Ｒから、点Ｐ₀を通る接線Ｌ₁と接線Ｌ₂を
求める場合である。（２２）「点」と「円」から「円」を求める場合（図９
の（２２）参照）点Ｐ₀と円Ｒに対して、半径ｒを与えて、円Ｒに接して
点Ｐ₀を通る半径ｒの円を求める場合である。図９に
は、円Ｒに外接する円Ｒ₁，Ｒ₂と、円Ｒに内接する円
Ｒ₃，Ｒ₄を表示している。いま、円Ｒの中心座標を
（Ｘ₀，Ｙ₀）、半径をｒ₀とし、また、点Ｐ₀の座標
（Ｘ，Ｙ）をとして、円Ｒ₁と円Ｒ₂の中心座標の求め
方を説明する。円Ｒ₁，Ｒ₂は円Ｒに接することから、
円Ｒ₁，Ｒ₂の中心座標は、半径がｒ₀＋ｒである円Ｒ
の同心円の円周上に存在することになる。（ｘ−Ｘ₀）²＋（ｙ−Ｙ₀）²＝（ｒ₀＋ｒ）² 一方、円Ｒ₁と円Ｒ₂は点Ｐ₀を通るので、円Ｒ₁，Ｒ
₂の中心座標は、点Ｐ₀を中心とした半径ｒの円周上に
存在する。（ｘ−Ｘ）²＋（ｙ−Ｙ）²＝ｒ² 従って、上記２式の解を求めることによって円Ｒ₁と円
Ｒ₂の中心座標（ｘ，ｙ）を求めることができる。

【００２５】（２３）「線」と「円」から「点」を求め
る場合（図９の（２３）参照）直線Ｌと円Ｒから、直線と円の交点である点Ｐ₁と点Ｐ
₂を求める場合である。（２４）「線」と「円」から「直線」を求める場合（図
１０の（２４）参照）直線Ｌと円Ｒに対して、偏角αを与えて、偏角αをもっ
て円Ｒに接する接線Ｍ₁〜接線Ｍ₄を求める場合であ
る。（２５）「線」と「円」から「円」を求める場合（図１
０の（２５）参照）直線Ｌと円Ｒに対して、半径ｒを与えて、円Ｒと直線Ｌ
に接する最大８個の円Ｒ₁〜Ｒ₈を求める場合である。

【００２６】（２６）「点」と「点」と「点」から
「円」を求める場合（図１０の（２６）参照）３つの点Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃から、３点を通る円Ｒを求め
る場合である。（２７）「点」と「点」と「線」から「円」を求める場
合（図１１の（２７）参照）点Ｐ₁と点Ｐ₂と直線Ｌから、２点Ｐ₁，Ｐ₂を通り直
線Ｌに接する円Ｒ₁を求める場合である。

【００２７】（２８）「点」と「点」と「円」から
「円」を求める場合（図１１の（２８）参照）点Ｐ₁と点Ｐ₂と円Ｒから、２点Ｐ₁，Ｐ₂を通り円Ｒ
に接する円Ｒ₁と円Ｒ₂を求める場合である。なお、円
Ｒへの接し方に外接と内接があるので２円が求まる。（２９）「点」と「線」と「線」から「円」を求める場
合（図１１の（２９）参照）点Ｐ₀と直線Ｌと直線Ｍから、点Ｐ₀を通り２直線Ｌ，
Ｍに接する円Ｒ₁と円Ｒ₂とを求める場合である。

【００２８】（３０）「点」と「線」と「円」から
「円」を求める場合（図１２の（３０）参照）点Ｐ₀と直線Ｌと円Ｒから、点Ｐ₀を通り円Ｒと直線Ｌ
とに接する円を求める場合であり、円Ｒに内接する場合
と外接する場合とで最大４個の円が求まるが、図１２に
は円Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃を表示している。

【００２９】いま、点Ｐ₀の座標を（Ｘ，Ｙ）とし、円
Ｒの中心座標を（Ｘ₀，Ｙ₀）、半径をｒ₀として、円
Ｒ₁，Ｒ₂などの半径ｒと中心座標（ｘ，ｙ）を求める
方法を説明する。求めようとする円（Ｒ₁，Ｒ₂など）
の中心座標は、点Ｐ₀を中心とした半径ｒの円周上に存
在するので、（ｘ−Ｘ）²＋（ｙ−Ｙ）²＝ｒ²の関係
式が成立する。

【００３０】また、求めようとする円の中心座標は、円
Ｒの同心円であって半径ｒ₀＋ｒの円周上にも存在する
ので、（ｘ−Ｘ₀）²＋（ｙ−Ｙ₀）²＝（ｒ₀＋ｒ）
²の関係式が成立する。一方、直線ＬをＡｘ＋Ｂｙ＋Ｃ
＝０で与えると、直線Ｌに接する円の中心座標の軌跡
は、ルート記号をＳＱＲで表現して、Ａｘ＋Ｂｙ＋Ｃ±
ｒＳＱＲ（Ａ²＋Ｂ²）＝０で与えられる。そこで、上
記した３式からなる連立方程式を解くことによって、最
大４個の円の中心座標（ｘ，ｙ）と半径ｒとを求めるこ
とができる。

【００３１】（３１）「線」と「線」と「線」から
「円」を求める場合（図１２の（３１）参照）直線Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃から、これら３線に接する円Ｒを
求める場合である。三角形の内接円を求める考え方より
円Ｒは特定し得る。（３２）「線」と「線」と「円」から「円」を求める場
合（図１３の（３２）参照）直線Ｌと直線Ｍと円Ｒから、直線Ｌ，Ｍと円Ｒに接する
最大８個の円を求める場合である。

【００３２】（３３）「線」と「円」と「円」から
「円」を求める場合（図１３の（３３）参照）直線Ｌと円Ｒ₀と円Ｒ₁から、直線Ｌと円Ｒ₀，Ｒ₁に
接する最大８通りの円を求める場合である。なお、図１
３には、７個の円Ｒ₂〜Ｒ₈のみを図示している。（３４）「円」と「円」と「円」から「円」を求める場
合（図１３の（３４）参照）円Ｒ₀と円Ｒ₁と円Ｒ₂から、３つの円Ｒ₀，Ｒ₁，Ｒ
₂に接する最大８個の円を求める場合である。円への接
し方には内接と外接があるので、最大で８個の円があり
得るが、図１３には全ての円に外接する円Ｒのみを図示
している。

【００３３】図１４は、図２に示す交点計算を組合わせ
てＣＡＤ図形を構築する場合の操作内容や動作内容を説
明する為のフローチャートである。以下、図１４を参照
しつつＣＰＵ３の動作内容などを説明する。ＣＡＤ図形
を構築したい場合には、操作者は、先ずマウス２の第１
ボタンを押す必要がある。第１ボタンを押すと、図２に
示す交点計算を任意に選択できる状態になるので、操作
者は、例えば、ＣＲＴ６の画面とマウス２とを利用して
必要となる交点計算を指定する（ステップＳＴ１）。ま
た、指定された交点計算にパラメータが必要な場合は、
キーボード１からその数値を入力する（ステップＳＴ
２）。

【００３４】以上の操作がされると、実行すべき計算プ
ログラムと計算パラメータとが特定されるので、ＣＰＵ
３は、その計算を実行して、計算結果に応じた点や線や
円をＣＲＴ６の画面に表示する（ステップＳＴ３）。こ
の場合、交点計算の種類（図２参照）によっては複数個
の図形が表示されることがある。そこで、かかる場合に
は、マウス２などを用いて操作者の所望する図形を選択
する（ステップＳＴ４）。なお、図形が選択されれば、
不要な図形はＣＲＴ６の画面から消去され、ＲＡＭ４の
図形データも修正される。

【００３５】操作者がマウス２の第２ボタンを押した場
合には、マウス２などを用いて、削除したい線分や円弧
を指示する必要がある（ステップＳＴ１１）。すると、
ＣＲＴ６に表示されている図形は、指示された箇所を含
む最小の線分または円弧に分割され（ステップＳＴ１
２）、ＣＰＵ３は、その線分または円弧の削除処理をし
て、ＣＲＴ６上の該当部分の表示を削除すると共にＲＡ
Ｍ４の図形データを修正する（ステップＳＴ１３）。

【００３６】このように、マウス２の第１ボタンと第２
ボタンを押しつつＣＡＤデータを構築してゆくが、具体
的な手法を図１５（ａ），（ｂ）を参照しつつ説明す
る。操作者は、先ず、基準線Ｘ，Ｙの交点である原点を
中心にして点Ｐ₀を指定する。次に、点Ｐ₀を基準にし
てＸ方向Ｙ方向の距離ｘ，ｙを指定して点Ｐ₁を求める
（交点計算１）。そして、点Ｐ₁を基準にして半径ｒの
円Ｒ₁を描かせる（交点計算３）。続いて、操作者は、
点Ｐ₀と円Ｒ₁を基準にして接線Ｌ₁とＬ₂とを描かせ
る（交点計算２１）。最後に、直線Ｌ₁とＬ₂に対して
半径ｒ’を与えて、直線Ｌ₁，Ｌ₂に接する半径ｒ’の
円Ｒ₂を描かせる（交点計算１３）。

【００３７】以上の作図が完了すれば、マウス４の第２
ボタンを押した後、マウス４で削除すべき箇所を特定す
る。いま、図１５（ｂ）の破線部を削除したい場合であ
れば、線分Ｐ₀Ｐ₂，線分Ｐ₀Ｐ₄，右円弧Ｐ₂Ｐ₄，
左円弧Ｐ₃Ｐ₅をマウス４で指示して、該当する線分や
円弧を削除してゆく。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、新た
に表示させようとする図形要素を、既に表示装置に表示
されている図形要素（点／直線／円）との関係で指示す
ればよく、コマンドの切り換えなども不要であるので、
従来のＣＡＤ装置より操作が容易である。そして、殆ど
のＣＡＤ図形は、適宜な曲率の円弧と直線を組み合わせ
るだけで作成できるので、本発明によれば、操作が容易
でありながら、従来装置と同等以上の能力を発揮するＣ
ＡＤ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるコマンドレスＣＡＤ
装置のブロック図を図示したものである。

【図２】図１の装置で指示できる交点計算の種類を表に
したものである。

【図３】図２の表の一部を説明する為の図面である。

【図４】図２の表の一部を説明する為の図面である。

【図５】図２の表の一部を説明する為の図面である。

【図６】図２の表の一部を説明する為の図面である。

【図７】図２の表の一部を説明する為の図面である。

【図８】図２の表の一部を説明する為の図面である。

【図９】図２の表の一部を説明する為の図面である。

【図１０】図２の表の一部を説明する為の図面である。

【図１１】図２の表の一部を説明する為の図面である。

【図１２】図２の表の一部を説明する為の図面である。

【図１３】図２の表の一部を説明する為の図面である。

【図１４】図１の装置の動作を説明する為のフローチャ
ートである。

【図１５】図１の装置の操作例を説明する為の図面であ
る。

【符号の説明】

ＳＴ１，ＳＴ２作図指令手段ＳＴ３，ＳＴ４作図手段ＳＴ１１削除指令手段ＳＴ１２，ＳＴ１３図形修正手段１キーボード２マウス３ＣＰＵ４ＲＡＭ５ＲＯＭ６ＣＲＴディスプレイ７印字装置８補助記憶装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表示装置に表示されている図形要素に関
して、その一つ又はその組合せを特定し、特定された図
形要素に基づいて、新たな図形要素を表示装置に表示
し、この動作を繰り返すことによって作図作業を行うよ
うにしたＣＡＤ装置であって、一つ又は複数の図形要素と必要なパラメータとに基づい
て新たな図形要素を作図するための交点計算式を記憶す
る記憶手段と、表示装置に表示されている図形要素の少なくとも一部
と、新たに表示すべき図形要素と、必要なパラメータと
の指定を受けて、前記記憶手段の計算式に基づいて新た
な図形要素を表示装置に表示する作図手段とを備え、前記図形要素は、点と直線と円の三要素に限定されてい
ることを特徴とするコマンドレスＣＡＤ装置。