JPH06289952A

JPH06289952A - 多画面ｃａｄ表示装置、および画像表示装置

Info

Publication number: JPH06289952A
Application number: JP5073537A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Fujiwara; 哲男藤原
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】平面的な画像を表示する表示画面を組み合わ
せて、操作者による被観察物の立体的な把握を可能にし
た多画面ＣＡＤ表示装置に関し、被観察物の立体的な把
握が容易な多画面ＣＡＤ表示装置を提供することを目的
とする。【構成】２つの表示画面１１Ａ、１１Ｂを、１辺を挟
んで角度を持たせて配置した画像表示手段１１と、操作
手段１５における設定に基づいて、記憶手段１４から、
２つの表示画面１１Ａ、１１Ｂに適合し得る画像データ
を準備する制御手段１３と、制御手段１３を通じて選択
された画像データを変換して、２つの表示画面１１Ａ、
１１Ｂに適合した２種類の画像情報を形成する変換手段
１２と、を有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平面的な画像を表示す
る表示画面を組み合わせて、操作者による被観察物の立
体的な把握を可能にした多画面ＣＡＤ表示装置、および
画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子のマスクパターン設
計、プリント基板の回路設計、筐体内の部品の相互干渉
の確認等の限られた用途で使用されていたＣＡＤ（Comp
utor Aided Design ）装置が、車載オーディオ機器、ト
ランシーバ、玩具等の外観設計を始めとする幅広い分野
でも使用されるようになった。

【０００３】ＣＡＤ装置を用いた設計操作は、ＣＲＴ画
面を通じた画像処理装置との対話形式で半自動的に遂行
される。ＣＡＤ装置を用いた設計は、既存の設計に対す
る修正や追加が容易で、製作を伴わない仮想的な試作と
組立てを短時間のうちに何回も繰り返すことができ、操
作者の熟練度が低くても、試行錯誤を通じて設計対象の
完成度を容易に高め得る。

【０００４】また、設計情報を数値化して最初にＣＡＤ
入力する段階では、比較的に煩雑な手順と操作を要する
が、一度、設計情報が完全にデータ化されて、必要な設
計処理が完了してしまえば、データベースとして重層的
に繰り返し利用でき、仕様に合わせた細かい設計変更等
も間違い少なく素早く実施できる。

【０００５】また、ＣＡＤ装置に蓄積された設計データ
をＮＣ加工装置の加工データにそのまま転用したり、自
動的な変換を行うことも可能であって、材料の加工、模
型の組立て、機器の試作等、後続する一連の工程を大幅
に自動化した試みも報告されている。

【０００６】図６は、従来のＣＡＤ装置の操作状態の説
明図である。ここでは、ＣＡＤ装置が１台のワークステ
ーション型の端末装置として構成される。操作者は、記
憶装置に蓄積された設計データをワークステーション端
末のＣＲＴ画面上に呼び出して画像表示させ、適当な入
力装置を操作して、ＣＲＴ画面上の画像を対話形式で加
工する。

【０００７】図６において、ＣＡＤ装置の本体６０の前
面にはモニター画面６１が配置される。操作者６５は、
予め作成しておいた部品や筐体外観の設計データを、建
物内の中央演算装置に付設された大型記憶装置や、本体
６０に内蔵された小型記憶装置（例えばハードディス
ク）から自由に呼び出して、モニター画面６１に画像出
力できる。

【０００８】例えば、操作者６５は、キーボード６２の
操作を通じて、トランシーバ筐体の設計データを呼び出
し、本体６０内の画像処理回路は、この設計データを画
像データ化して、モニター画面６１上に画像出力する。
操作者６５は、続いて、筐体内に格納される部品の画像
も次々に呼び出して、モニター画面６１上の筐体内を示
す画像の所定の位置に一定の縮尺と姿勢で配置する。

【０００９】操作者６５は、タッチパネル６３、リモコ
ン６４等の入力装置を操作して、新たな部品の画像を形
成して重ね合わせ、新たな部品が他の部分と干渉すれ
ば、筐体の外観形状や部品配置を対話形式で再調整す
る。そして、作業過程で完成した新しい設計データを本
体６０の記憶装置に編集状態で収納する。

【００１０】操作者６５は、リモコン６４の操作を通じ
て、モニター画面６１に表示した筐体や部品の画像を自
由自在に拡大、縮小でき、また、画面内の任意の位置に
移動して、所望の角度だけ回転し、反転する（裏返す）
こともできる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図６のＣＡＤ装置で
は、表示された筐体や部品の画像が画面上の平板なイメ
ージに過ぎず、被観察物の空間的な理解が困難である。
ここで、モニター画面６１の中で画像の角度を変更して
斜視図を形成したり、反転や回転を加えて全体の動きを
観察することは、被観察物を想定した空間的な理解と認
識をいくぶん容易にする。

【００１２】しかし、操作者６５が実際に被観察物を手
に取って自由に動かし、視点をあれこれと変えて検討す
る場合に比較すれば、反転や回転等に必要なＣＡＤ装置
の操作自体が煩雑であり、被観察物に対する連続的な思
考を妨げて、新たなアイディアの創出を阻害している。

【００１３】また、モニター画面６１に斜視図として表
示された筐体や部品を実体として空間的に把握するに
は、操作者６５にある程度の熟練が要求され、モニター
画面６１の中で望むとおりに画像を加工し、移動し得る
までには、さらなる熟練が必要である。

【００１４】例えば、従来のＣＡＤ装置では、設計デー
タから画像データを求めてモニター画面６１に画像表示
し、さらに、画像データを画像処理回路で円柱座標変換
することにより、ＣＲＴ画面の奥で被観察物を連続的に
回転し得た。しかし、回転すべき回転軸、回転角度、断
面表示の切取り方向等は、操作者の頭脳中の実物イメー
ジを頼りに操作者自身が予め設定する必要があり、操作
者の熟練度が低い場合には、実物イメージをうまく設定
内容に反映できず、結果的に、意図せざる回転が出力さ
れる場合もあった。

【００１５】すなわち、従来のＣＡＤ装置は、付加機能
の多過ぎるワードプロセッサーのように、本来の設計作
業とは無関係な、操作上のテクニックの習得段階で既に
操作者を疲弊させ得るものであった。

【００１６】また、被観察物の多面的な観察を可能にす
るため、モニター画面を３〜４台並べて、被観察物を３
方向から見た３種類の画像を１づつ、同時に表示させる
試みが行われた。しかし、複数の画面を同時に認識して
役立つ空間的なイメージを構成することは今まで以上に
熟練を要求され、１つのモニター画面に対する集中力が
失われる不利を補うこともできない。

【００１７】すなわち、いわゆる三角法と呼ばれる３面
図にせよ、テクニカルイラストレーションと呼ばれる斜
視図にせよ、これらの平面画像を通じて正確な立体感を
獲得し得るには、斜視図の斜面に付された楕円が真円を
意味する等、立体的な物を平面的に表現するための約束
事を理解して、直観的に応用できるレベルにまで習熟し
ている必要がある。

【００１８】そして、平面的な画像を通じた立体的なイ
メージの把握を苦手とする操作者にとって、ＣＡＤ装置
の１つ１つの操作は、直観的な感覚に反する単なる苦痛
に過ぎず、ＣＡＤ装置の複雑な操作は、立体的なイメー
ジの把握の習熟を妨げ、ＣＡＤ装置の操作意欲を減退さ
せる原因ですらある。

【００１９】本発明は、操作者にとって、被観察物の立
体的な把握が容易な多画面ＣＡＤ表示装置、および画像
表示装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の基本的
な構成の説明図である。図１において、請求項１の多画
面ＣＡＤ出力装置は、２つの表示画面１１Ａ、１１Ｂ
を、１辺を挟んで角度を持たせて配置した画像表示手段
１１と、被観察物の画像データを蓄積する記憶手段１４
と、少なくとも前記画像表示手段１１に表示すべき１つ
の被観察物を特定する設定が可能な操作手段１５と、該
操作手段１５における設定に基づいて、前記記憶手段１
４から、前記２つの表示画面１１Ａ、１１Ｂの方向に一
致する画像データを準備する制御手段１３と、該制御手
段１３を通じて選択された画像データを変換して、前記
２つの表示画面１１Ａ、１１Ｂに適合した２種類の画像
情報を形成する変換手段１２と、を有し、前記２つの表
示画面１１Ａ、１１Ｂに、(1) 縮尺がほぼ等しく、(2)
前記２つの表示画面１１Ａ、１１Ｂの配置に相当した姿
勢を有し、かつ、(3) 前記１辺の方向の位置関係がほぼ
一致した、２つの画像を１づつ表示するものである。

【００２１】請求項２の画像表示装置は、直方体の１つ
の頂点を中心とする３つの面に、表示画面を配置したも
のである。

【００２２】請求項３の画像表示装置は、請求項２の画
像表示装置において、前記直方体を少なくとも１軸まわ
りで回動可能に支持する支持台と、前記支持台に対する
前記直方体の回動動作を検知して、操作者が所望する観
察方向を識別する検知手段と、を設けたものである。

【００２３】

【作用】従来のＣＡＤ出力装置では、画像を通じた立体
感が画面の奥に位置する単なるイメージに過ぎなかった
が、本発明の多画面ＣＡＤ表示装置では、複数の画像が
相互に連繋して印象を形成し、操作者に被観察物の立体
感を無理なく直観的に把握させる。

【００２４】また、画像表示手段それ自体をほぼ実物同
様に取り扱うことができ、操作者はＣＡＤ装置の煩雑な
操作を伴うことなく、視線や観察点を画像上で自由に移
動できる。

【００２５】すなわち、複数の画面における対応の取れ
た複数の画像がその空間的な理解を可能にしており、実
物どおりの対応を確保した複数の画像が操作者に仮想現
実感を提供して、操作者は、画像表示手段に対して、実
物並みの自由さで視点の移動を行い、複数の画像の立体
的な対応関係を直観的に認識する。

【００２６】図１において、２つの表示画面１１Ａ、１
１Ｂは、(1) 縮尺が等しく、(2) 前記２つの表示画面１
１Ａ、１１Ｂの配置に相当した姿勢を有し、かつ、(3)
前記１辺の方向の位置関係がほぼ一致した、２つの画像
を１づつ表示する。この２つの画像は、制御手段１３が
記憶手段１４から呼び出した画像データを変換手段１２
で変換演算して形成される。

【００２７】表示画面１１Ａ、１１Ｂは、ＣＲＴモニタ
ー、液晶画像素子、プラズマディスプレイ、ＥＬ表示素
子等で構成され、縦横に配置された多数の微小画素の明
暗諧調または色調を変化させて、明瞭な画像を形成す
る。表示画面１１Ａ、１１Ｂは、その配置の自由を確保
し、周辺の画像表示できない部分を狭くするため、薄型
化することが望ましい。

【００２８】表示画面１１Ａ、１１Ｂは、好ましくは、
直角に配置され、同様な関係を維持させた直角な３、
４、５、６番目の表示画面、さらに、隣接する２面を斜
めに横切る表示画面等を追加してもよい。複数の表示画
面は、相互に関連した平面的な画像表示を行い、操作者
に不自然さを与えることなく、全体として立体的な印象
を形成する。

【００２９】記憶手段１４は、ハードディスク、半導体
メモリ等の記憶媒体を用いて、被観察物の設計データを
蓄積する。被観察物の設計データは、正面図、平面図、
側面図と言った単純な３面図の形式で入力されていても
よく、立体を構成する各点のＸ−Ｙ−Ｚ座標と各点を結
ぶ直線、曲線の数式の組合せによる形式や、その他の極
座標表示等の形式で入力されていてもよい。

【００３０】画像表示手段１１の２つの表示画面１１
Ａ、１１Ｂの位置関係にうまく適合しない形式の設計デ
ータは、制御手段１３、変換手段１２を通じて、不要な
部分が除去されて不足な部分が補われ、最終的には、２
つの表示画面１１Ａ、１１Ｂの位置関係に適合した形式
に直される。

【００３１】操作手段１５は、操作者の意向を反映して
１つの被観察物を特定する設定が可能である。しかし、
操作手段１５は、これ以外にも、(1) 表示画面１１Ａ、
１１Ｂに表示したい被観察物の２面、(2) 表示画面１１
Ａに表示したい被観察物の１面とその表示方向、(3) １
つの被観察物に重ね合わせたい他の被観察物、等を特定
する設定を可能にしてもよい。

【００３２】制御手段１３は、操作手段１５の設定の内
容と、２つの表示画面１１Ａ、１１Ｂの位置関係とに基
づいて、記憶手段１４から呼び出すべき必要な設計デー
タを決定する。そして、記憶手段１４から必要な設計デ
ータを呼び出し、２つの表示画面１１Ａ、１１Ｂのそれ
ぞれに必要な画像データを準備する。

【００３３】制御手段１３は、例えば、被観察物の設計
データが単純な３面図の形式で入力されている場合、記
憶手段１４から正面図と平面図の２枚の設計データを呼
び出し、表示画面１１Ａに正面図、表示画面１１Ｂに平
面図の設計データをそれぞれ割り振る。

【００３４】制御手段１３は、例えば、被観察物の設計
データが各交点のＸ−Ｙ−Ｚ座標に各交点を結ぶ直線、
曲線の数式の組合せによる形式で入力されている場合、
記憶手段１４から呼び出したＸ−Ｙ−Ｚ座標や数式を用
いて、表示画面１１Ａに表示されるべき正面図の画像デ
ータ、および、表示画面１１Ｂに表示されるべき平面図
の画像データを演算により新たに形成する。

【００３５】制御手段１３では、また、操作手段１５を
通じて指定された画面上の場所を示す目印（カーソル）
や挿入部品の影の画像データを演算して、被観察物の画
像データに重ね合わせてもよい。

【００３６】画像表示手段１１の一方の表示画面１１Ａ
を視認して、操作者がカーソル指定した場所は、同様な
カーソルや点滅や色変化を用いて、他方の表示画面１１
Ｂにも同様に表示される。これにより、凹凸の著しい複
雑な被観察物でも、表示画面１１Ａ、１１Ｂの画像の対
応が容易になり、実物の立体的な認識もより確かなもの
になる。

【００３７】変換手段１２は、制御手段１３が準備した
画像データについて縮尺、姿勢、裏表の変更等に関する
簡単な演算補正を行い、表示画面１１Ａ上の画像と表示
画面１１Ｂ上の画像の対応関係を実物に即して再現す
る。

【００３８】すなわち、(1) ２つの表示画面１１Ａ、１
１Ｂの大きさが異なる場合でも、２つの画像の視感的な
寸法を揃え、(2) ２つの表示画面１１Ａ、１１Ｂの配置
関係を反映して、２つの画像の向きを視感的に当然な方
向に揃え、(3) 表示画面１１Ａの画像上の１点を垂直に
突き通す延長線が、表示画面１１Ｂの対応する点を垂直
に突き通す延長線に交差し、表示画面１１Ａと表示画面
１１Ｂの間で視線が移動された場合に、一対の画像の等
しい点の連絡の自然さを確保させる。

【００３９】画像表示手段１１の表示画面１１Ａ、１１
Ｂに、第３の表示画面が追加される場合、好ましくは、
表示画面１１Ａ、１１Ｂの一対の画像の両方に対して、
第３の表示画面の画像が同様な自然な視感を確保できる
ようにする。第４、第５、第６の表示画面が追加される
場合も同様である。

【００４０】制御手段１３と変換手段１２のそれぞれの
機能は、目的とする画像表示の状態を得るために不可欠
であるが、制御手段１３と変換手段１２とは、空間的ま
たは時間的に相互に独立したものである必要はない。例
えば、縮尺の調整等、変換手段１２の一部の機能は、制
御手段１３の機能に先立って遂行されてもよい。

【００４１】請求項２の画像表示装置では、１つの頂点
の上空から３つの表示画面を同時に観察できる。そし
て、３つの表示画面の配置関係に相当する３つの方向か
ら見た被観察物の外観像が３つの表示画面において１づ
つ画像表示され、１つの画像から別の画像へ視線を移動
するとき、操作者は、立体的な実物における視線の移動
と同等な自然な観察感を持つ。

【００４２】１つの頂点を中心とする３つの面は、相互
に直角な方向に配置されて、相互に隣接する。３つの面
の表示画面の相互の境界を構成する画像表示できない部
分の幅はできるだけ狭く設計して、１つの画像から別の
画像へ視線を移動するときの自然な観察感を妨害しない
ようにする。

【００４３】３つの面に加えて、第４、第５の面を配置
してもよい。例えば、立方体の６面全部に表示画面を配
置し、被観察物の６面図の１づつを配置する。また、そ
れぞれの表示画面においては、被観察物の外観だけでな
く、内部の構造や外部の別部品の配置等を重ねて画像表
示してもよい。

【００４４】請求項３の画像表示装置では、操作者は、
画像表示装置を観察対象とするだけでなく、画像表示装
置に対して働き掛け、自らの意志を機械入力する。複数
の表示画面に表示された画像を通じて獲得された仮想現
実感は、抽象的で理解が困難な機械入力の内容を、視覚
的かつ直観的に捉えることを可能にし、その効果を現実
的で理解容易なものにする。

【００４５】例えば、ＣＲＴ画面に表示された図形上に
表示された目印をマウス型入力装置を用いて移動するよ
うに、表示画面を支持台に対して回転し、傾けるとき、
その回転角度や傾き角度が検知手段で補足されて、相当
するＣＡＤ入力関数や定数に翻訳される。これにより、
被観察物の回転すべき回転軸、回転角度、断面表示の切
取り方向等が、キーボード操作を伴うことなく、画像表
示装置を通じてＣＡＤ装置に直接に入力される。

【００４６】機械入力の形式は、(1) 表示画面を支持台
に対して必要なだけ、必要な方向に回転させる方式、
(2) 表示画面自体は支持台に対して回転しないが、表示
画面を支持台に対して必要な方向に付勢すると、一定の
回転角が入力される方式、等とできる。

【００４７】

【実施例】図２は第１実施例の多画面ＣＡＤ出力装置の
構成の説明図、図３は図２のＣＡＤ出力装置を用いたＣ
ＡＤシステムの説明図である。ここでは、多画面ＣＡＤ
出力装置がＣＡＤ装置のサブディスプレイとして使用さ
れ、メインディスプレイのＣＲＴ画面だけでは難しい被
観察物の立体的な理解を助けている。

【００４８】図２において、表示部（サブディスプレ
イ）２１は、被観察物の正面、平面、右側面、左側面を
それぞれ表示する４枚の表示画面２１Ａ、２１Ｂ、２１
Ｃ、２１Ｄを有する。４枚の表示画面２１Ａ、２１Ｂ、
２１Ｃ、２１Ｄは、それぞれが薄型の液晶画像素子で構
成され、実際には立方体の６面中の４面を占めて立体的
に組み立てられ、立方体の中心を占めるバックライト機
構を共有する。

【００４９】４枚の表示画面２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、
２１Ｄは、液晶ドライバ回路を含むディスプレイ制御装
置２６によって駆動され、最終的には、(1) 視感的な寸
法を揃え、(2) 視感的に当然な方向に向きを揃え、(3)
視線の移動に伴う画像上の点の連絡の自然さを確保させ
た被観察物の４つの画像を１づつ表示する。

【００５０】ＣＡＤデータベース２４は、処理入力装置
２５を通じて入力され、必要に応じて呼び出され更新さ
れた多数の設計データを蓄積する。ＣＡＤデータベース
２４は、無線機、トランシーバ、オーディオ機器等の筐
体の外観に関する設計データのみならず、それぞれの筐
体に格納されるプリント基板、装着部品等に関する設計
データも蓄積しており、処理入力装置２５の表示画面に
は、関連する部品を相互に組合せて表示することもでき
る。

【００５１】ＣＡＤデータベース２４に格納された被観
察物の設計データは、被観察物の空間的な形状を構成す
る多数の代表点（交点、複数の面の境界線の始点と終点
等）のＸ−Ｙ−Ｚ座標に、代表点を結ぶ直線や曲線の数
式、曲面の関数表示等を組み合わせた形式を有する。

【００５２】ＣＡＤデータ処理装置２３は、処理入力装
置２５を通じて操作者が選択した被観察物（例えば、３
７番のトランシーバ筐体）の番地に格納された設計デー
タを呼び出し、演算処理を通じて被観察物の正面図、平
面図、右側面図、左側面図の４種類の画像データを形成
する。

【００５３】変換回路２２は、ＣＡＤデータ処理装置２
３で形成された４種類の画像データに画像表示のための
初期値を付与し、表示部２１の４つの表示画面２１Ａ、
２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄに出力された際の４つの画像の
大きさ、位置、方向等を調整する。

【００５４】ディスプレイ制御装置２６は、表示画面２
１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄに対応した４つの独立し
た液晶ドライバ回路を含み、それぞれの画像データを液
晶画面の多数の画素の明暗パターン（カラー表示であれ
ば色彩パターン）に変換して画像信号を形成する。

【００５５】このように構成された多画面ＣＡＤ出力装
置では、操作者が処理入力装置２５を通じて指定した被
観察物の設計データがＣＡＤデータベース２４から呼び
出され、設計データは、ＣＡＤデータ処理装置２３およ
び変換回路２２を通じて、表示部２１に適合した画像デ
ータに作り直され、画像データは、ディスプレイ制御装
置２６を通じて表示部２１の４つの表示画面２１Ａ、２
１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄの４つの画像に表現される。

【００５６】図３において、図２の表示部２１は、ＣＡ
Ｄシステムにおけるサブディスプレイとして位置づけら
れ、メインディスプレイを用いて設計を行う際に、操作
者の空間的な思考や認識を補助する。

【００５７】操作者は、処理入力装置（ワークステーシ
ョン端末）２５に対して、キーボード６２、タッチパネ
ル６３、リモコン６４等を用いて必要な各種の入力操作
を行う。

【００５８】例えば、操作者は、キーボード６２を通じ
て、処理入力装置２５に特定の設計対象を１個指定す
る。処理入力装置２５は、ＣＡＤデータベース２４から
この設計対象に関する１まとまりの設計データを呼び出
し、タッチパネル６３を通じた操作者の指定どおりに設
計データを画像データ化して、メインディスプレイ２５
Ｄ上に表示する。

【００５９】操作者は、続いて、タッチパネル６３およ
びリモコン６４の操作を通じてメインディスプレイ２５
Ｄ上の画像と対話し、呼び出された設計データに新たな
追加や変更を加える。そして、必要な作業が終了したと
き、操作者は、再び、キーボード６２を通じて、設計デ
ータのＣＡＤデータベース２４への格納動作を処理入力
装置２５に指令する。

【００６０】多画面ＣＡＤコントローラ３１は、図２の
ＣＡＤデータ処理装置２３、変換回路２２、ディスプレ
イ制御装置２６を内蔵し、処理入力装置２５に接続され
た状態では、処理入力装置２５で処理されている同一設
計対象に関して、正面図、平面図、左右の側面図を固定
的に出力する。

【００６１】従って、メインディスプレイ２５Ｄに表示
された画像は、リモコン６４の操作を通じて回転させた
り反転したりできるが、その場合でも、サブディスプレ
イ２１に表示された画像は静止状態を保って回転しな
い。

【００６２】サブディスプレイ２１は、メインディスプ
レイ２５Ｄに表示された画像の立体的な把握を容易にす
る。操作者は、サブディスプレイ２１を手に取って、サ
ブディスプレイ２１自体の姿勢を自由に変更し、サブデ
ィスプレイ２１の複数の表示画面でいろいろな角度から
視線を走査し、複数の表示画面間で視線を縦横に移動で
きる。

【００６３】そして、サブディスプレイ２１上で発案し
た構成や配置を、タッチパネル６３を通じてメインディ
スプレイ２５Ｄ上の画像に書き加え、また、サブディス
プレイ２１上で決意した回転方向や姿勢を、リモコン６
４を通じてメインディスプレイ２５Ｄ上の画像に再現さ
せる。

【００６４】図４は、多画面ＣＡＤ出力装置を用いたＣ
ＡＤ入力装置の説明図である。ここでは、立方体状に形
成された表示画面部分を回転して、ＣＡＤ装置に回転角
度を指定する。

【００６５】図４において、画像表示部４１は、全体が
立方体の外観に形成され、上面と４つの側面に表示画面
が配置される。合計５つの表示画面を駆動して画像を表
示する画像信号は、入力コード４４を通じて、外部の多
画面ＣＡＤコントローラから供給される。

【００６６】一方、画像表示部４１は、軸４３によりス
ケール台４２の上空に保持され、軸４３、および軸４３
に続く脚部４３は、画像表示部４１と一緒に、スケール
台４２に対して回転可能である。そして、スケール台４
２の内部には、軸４３とスケール台４２の相対的な回転
角度を計測して、角度をデジタル信号出力するロータリ
エンコーダが配置され、このロータリエンコーダの出力
は、出力コード４５を通じて外部の処理入力装置に入力
される。

【００６７】このように構成されたＣＡＤ入力装置で
は、操作者は、まず、目盛り４２Ｍの０度方向を正面に
置き、画像表示部４１に表示された画像で構成される立
体的なイメージを視認しながら、画像表示部４１全体を
回転して、好ましい回転角度を設定する。このとき、画
像表示部４１のスケール台４２に対する回転角度は、出
力コード４５を通じて、処理入力装置に直接に入力さ
れ、処理入力装置は、メインディスプレイ上の画像をそ
の回転方向にその回転角度だけ回転させる。

【００６８】図５は、第２実施例の多多面ＣＡＤ出力装
置の構成の説明図である。ここでは、操作者が画像表示
部を下方に付勢すると、３つのＣＲＴ画面の画像表示が
順に置き替わる。

【００６９】図５において、画像表示部５０は、立法体
状のフレーム５２の背面にＣＲＴ５１Ａ、上面にＣＲＴ
５１Ｂ、前面にＣＲＴ５１Ｃを固定し、フレーム５２の
内部に３台のＣＲＴ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃを駆動する
ための映像信号発生部５５を配置して構成される。

【００７０】画像表示部５０は、重心の直下に円柱側面
状の支持部５２Ａを有し、脚部５３のテーブル５３Ａの
中央に支持部５２Ａを接触して載置される。

【００７１】画像表示部５０のフレーム５２と脚部５３
のテーブル５３Ａの間には、負荷された圧力値を電気信
号に変換して出力する２個のロードセル５４Ａ、５４Ｂ
が配置される。

【００７２】ロードセル５４Ａは、操作者が画像表示部
５０の背面側を下方に付勢したり、画像表示部５０の前
面側を上方に付勢した場合に圧力を感知する。一方、ロ
ードセル５４Ｂは、操作者が画像表示部５０の前面側を
下方に付勢したり、画像表示部５０の前面側を上方に付
勢した場合に圧力を感知する。Ｂが配置される。

【００７３】映像信号発生部５５は、画像処理演算装置
５６から送出される３種類の画像データのそれぞれから
静止画像の映像信号を形成し、３種類の映像信号をＣＲ
Ｔ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃに１づつ送出する。

【００７４】画像処理演算装置５６は、蓄積されたＣＡ
Ｄ設計データに基づいて、被観察物のまわりを１回転す
る９０度ごとの視点で獲得される４つの画像のデータを
演算して形成する。そして、４つの画像のデータのうち
の隣接する３つを画像表示部５０の映像信号発生部５５
に送出する。

【００７５】例えば、自動車の組立図のＣＡＤ設計デー
タから、自動車の正面像、上空から見た平面像、背面
像、下方から見た底面像の４つを演算し、正面像、平面
像、背面像の３つを映像信号発生部５５に送出する。こ
のとき、画像表示部５０の手前側のＣＲＴ５１Ｃには正
面像、上面のＣＲＴ５１Ｂには平面像、背面側のＣＲＴ
５１Ａには背面像がそれぞれ表示される。

【００７６】そして、画像処理演算装置５６は、ロード
セル５４Ａ、５４Ｂの感圧状態に応じて、被観察物のま
わりを１回転する９０度ごとの４つの画像の視点の位相
位置を、１０度きざみで変化させる。

【００７７】例えば、操作者が画像表示部５０の手前側
を持ち上げてロードセル５４Ａが感圧状態となれば、画
像処理演算部５６は、視線を１０度下げた正面像、視線
を１０度手前に傾けた平面像、視線を１０度高くした背
面像の新しい画像データを演算し、映像信号発生部５５
に送出していた画像データを新しい画像データに置き換
える。

【００７８】これにより、操作者は、ＣＲＴ５１Ａ、５
１Ｂ、５１Ｃにおいて、被観察物を１０度分持ち上げた
仮想現実感を獲得する。また、操作者がその後も画像表
示部５０の手前側を持ち上げ続けていれば、ＣＲＴ５１
Ａ、５１Ｂ、５１Ｃは、所定時間ごとに、１０度きざみ
で視線を変化させた画像で元の画像を次々に置き換え続
け、被観察物の反転にも至る。

【００７９】そして、１０度きざみで視線を変化させる
各段階において、ＣＲＴ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃは、９
０度ごとの視線に相当する画像を提供しており、操作者
が画像表示部５０に対して移動して視点を変化させれ
ば、各段階の被観察物の立体的な認識を獲得できる。

【００８０】第２実施例では、正面、上面、背面と３つ
のＣＲＴを利用したが、これらに加えて両側面にもＣＲ
Ｔを配置し、また、両側面の回りを回転する方向の回転
も検知できるように構成して、合計５面の画像で仮想現
実感を獲得できるようにしてもよい。

【００８１】

【発明の効果】請求項１の多画面ＣＡＤ表示装置によれ
ば、従来の平板的なＣＲＴによる画像出力とは異なり、
画像表示の側を動かすことなく、被観察物全体の空間的
な理解と認識を正確に素早く獲得できる。

【００８２】また、画像表示手段を手に取って任意に動
かしたり、画像表示手段の回りで視点をあれこれと変え
て被観察物を検討できるから、従来のＣＡＤ装置のよう
な移動や回転に伴う煩雑な操作が不要となり、被観察物
に対する集中を高めて、設計作業や試作品との突き合わ
せ検査等を効率的に実施できる。

【００８３】さらに、ＣＡＤ出力装置の操作や画像の評
価に対する熟練が不十分でも、画像表示手段に表示され
た被観察物の理解は容易であり、実物の立体感や質量感
を直観的にかなり正確に把握できるから、被観察物のＣ
ＡＤデータの加工や修正も視認状態で間違い少なく実行
できる。

【００８４】請求項２の画像表示装置によれば、通常の
技術者にとって被観察物の空間的な理解が比較的に容易
な３面図を用いた画像表示が可能である。また、表示す
べき画像データ（設計データ）が３面図の形式で使用さ
れていれば、画像データをそのまま画像表示装置の表示
用に転用でき、画像処理のための回路構成が容易にな
る。

【００８５】請求項３の画像表示装置によれば、操作者
が直方体に直観的に働き掛けて、必要な入力操作を実現
できるから、ＣＡＤ出力装置の操作に対する熟練が不十
分でも、正確で素早い入力操作を実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な構成の説明図である。

【図２】第１実施例の多画面ＣＡＤ出力装置の構成の説
明図である。

【図３】多画面ＣＡＤ出力装置を用いたＣＡＤシステム
の説明図である。

【図４】多画面ＣＡＤ出力装置を用いたＣＡＤ入力装置
の説明図である。

【図５】第２実施例の多画面ＣＡＤ出力装置の構成の説
明図である。

【図６】従来のＣＡＤ装置の操作状態の説明図である。

【符号の説明】

１１画像表示手段１２変換手段１３制御手段１４記憶手段１５操作手段１１Ａ表示画面１１Ｂ表示画面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの表示画面（１１Ａ、１１Ｂ）を、
１辺を挟んで角度を持たせて配置した画像表示手段（１
１）と、被観察物の画像データを蓄積する記憶手段（１４）と、少なくとも前記画像表示手段（１１）に表示すべき１つ
の被観察物を特定する設定が可能な操作手段（１５）
と、該操作手段（１５）における設定に基づいて、前記記憶
手段（１４）から、前記２つの表示画面（１１Ａ、１１
Ｂ）の方向に一致した画像データを準備する制御手段
（１３）と、該制御手段（１３）を通じて選択された画像データを変
換して、前記２つの表示画面（１１Ａ、１１Ｂ）に適合
した２種類の画像情報を形成する変換手段（１２）と、
を有し、前記２つの表示画面（１１Ａ、１１Ｂ）に、(1) 縮尺が
ほぼ等しく、(2) 前記２つの表示画面（１１Ａ、１１
Ｂ）の配置に相当した姿勢を有し、かつ、(3) 前記１辺
の方向の位置関係がほぼ一致した、２つの画像を１づつ
表示することを特徴とする多画面ＣＡＤ表示装置。
【請求項２】直方体の１つの頂点を中心とする３つの
面に、表示画面を配置したことを特徴とする画像表示装
置。
【請求項３】請求項２の画像表示装置において、前記直方体を少なくとも１軸まわりで回動可能に支持す
る支持台と、前記支持台に対する前記直方体の回動動作を検知して、
操作者が所望する観察方向を識別する検知手段と、を設
けたことを特徴とする画像表示装置。