(57)【要約】【課題】現存するＣＡＤシステムは、生産現場などで簡単に設計図面を変更することが困難である。紙の上で変更すればそれを電子データに間違いなく、効率よく反映できる方式が求められている。【解決手段】用紙上の位置が筆記と同時に取得できるよう、位置を示す情報を薄く印刷した用紙の上で直接設計図面を描画することで設計図面を作成する。するとその電子データが同時に得られ、しかも紙の上での変更／修正が直ちに電子データにも反映することができる。【選択図】    図１３
2006031647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向の位置（Ｘ位置アドレス）と垂直方向の位置（Ｙ位置アドレス）を取得できるよう、４進数を表すマークを薄く印刷したマーク用紙とそのマークを読み取ることができるよう先端に電子カメラを装着し、複数のマークの組み合わせを４進数の組み合わせとして読み取る電子回路とソフトウェアを備えた電子ペンとから構成される手書き入力装置を利用して、
上記電子ペンで図面を上記マーク用紙の上に描画するとき、図面データを基本図形の集合に分解し、基本図形ごとに描画の開始時点でその種類を電子ペンで特定するため予め用意しておく基本図形コマンド群と、
電子ペンでマーク用紙上に基本図形を描画するさい、基本図形を定義するに必要な点を明示する重要点指定手段と、
上記重要点指定手段で指定された図面上の点とその点が描画されたマーク用紙上のＸおよびＹ位置アドレスを関連付ける関連付け手段と
で構成されることを特徴とする設計支援方式
【請求項２】
請求項１において、
マーク用紙上に描画した図面を変更／修正するため、
基本図形単位で消去することを電子ペンで指定するため予め用意しておく消去コマンド群と、
消去する基本図形を特定するため基本図形を定義する重要点を指定する消去図形指定手段と、
図面ＩＤ番号とその電子データを照合するＩＤ照合手段と
を付加して構成することを特徴とする設計支援方式
【請求項３】
請求項２において
既存図面データを本発明の方式に移行したり、変更／修正した図面をマーク用紙に出力することを可能にするため、
上記電子ペンを装着し、上記マーク用紙の位置あわせ手段と、図面に合わせて描画する基本図形を定義するに必要な点を明示する重要点指定手段と、基本図形コマンド群から必要な基本図形コマンドを選択して指定するコマンド指定手段とを有するＸＹプロッタ
を付加することを特徴とする設計支援方式
【請求項４】
請求項２においてＩＤ照合手段を
図面ＩＤ番号とその電子データを照合するためマーク用紙上で電子ペンで指定できるよう、予め用意した図面ＩＤ用数字コマンド群
で置き換えることを特徴とする設計支援方式
【請求項５】
請求項３においてＩＤ照合手段を
図面ＩＤ番号とその電子データを照合するためマーク用紙上で電子ペンで指定できるよう、予め用意した図面ＩＤ用数字コマンド群
で置き換えることを特徴とする設計支援方式
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明はコンピュータなどの情報処理システムを利用して機械設計、装機設計、建築設計、土木設計、電気配線設計などを容易にすることを支援する設計支援方式に関する。一般にはＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ａｉｄｅｄ  ｄｅｓｉｇｎ）と呼ばれている技術分野に属するものである。
具体的には特殊なマーク用紙を利用して紙の上で設計図面を作成し、またそれを変更／修正することができ、その電子データが自動的に取得され、設計電子データも同時に得られる設計支援方式である。
【背景技術】
【０００２】コンピュータを利用した設計支援方式、いわゆるＣＡＤシステムには紙を媒介に設計する方式とすべてを電子的に行い最後に設計図面だけを紙に出力する方式とに分かれる。前者の場合もまず紙の上で図面を描画し、出来上がった図面を特殊なディジタイザと呼ぶ装置の上で、図面上の重要点、たとえば図面を構成する折れ線、曲線、円弧などの基本図形の始点、屈曲点、重要な中間点、終点、中心点などを拾い上げて電子的に入力する方式と、ディジタイザの上で直接図面を描画し、図面を引きながら同時に電子入力する方式とに分かれる。前者は図面の修正などは紙に直接施し、後で電子化するので新規設計と変更／修正設計がほとんど同じように行える。しかしまず紙に描画し、別に電子化するので手間がかかり、間違いも多い。ディジタイザの上で直接図面を描画する方式は変更／修正にもディジタイザが必要であり、生産現場や顧客との打ち合わせの場で変更／修正するのは困難である。すべてを電子的に行う方式はやはり変更／修正の場にオンラインのコンピュータが必要であり、紙への出力手段も必要である。もし紙の上で変更した場合は、後でそれをコンピュータへ入力しなければならない。
ＣＡＤでは紙の上の図面とコンピュータ内部にある電子データをいかに一致させておくかが最大の問題であり、その意味であとから入力する方式はたえず問題を抱えていることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】コンピュータによる設計支援方式では日常使用する設計図面とコンピュータ内の電子データをいかに一致させておくかが最大の問題である。とくに生産現場や顧客との打ち合わせ現場では設計変更が避けられない。その場で図面を見ながら設計変更したとき、それを電子データに間違いなく反映させなければ、設計管理上矛盾が生じることになる。ディジタイザの上で直接描画する方式は変更／修正もディジタイザの上で行うので矛盾の心配はないが、生産現場や顧客との打ち合わせの場に大型のディジタイザが必要になる。これは費用の点でも、ディジタイザ設置スペースの点でも実情に合わない。
このように設計図面とその電子データを矛盾なく管理でき、しかも生産現場や顧客現場でも変更／修正しやすい設計支援方式が望まれている。
【課題の解決法】
【０００４】本発明では特殊なインクで、位置を読み取ることができるマークをぎっしり印刷したマーク用紙を利用して、その上に先端に小さな電子カメラを装着した電子ペンで設計図面を描画することにより、図面描画とともにその電子データを時々刻々得ることで課題を解決する。これに類似の用紙はすでにＡＮＯＴＯ社から製品化された用紙がある。４進数をあらわすマークを０．３ｍｍピッチで印刷したマーク用紙である。この４進数を２つの２進数に分解し、一方で水平方向のＸ位置アドレスを他方でＹ位置アドレスをあらわす。この用紙の上に電子ペンで手書きすると、一定間隔で標本化することによりその筆跡が取得できる。
本発明ではマーク用紙も図面描画に適したように改良し、図面とその電子データの一致が取りやすい方式に関するものである。さらに変更／修正した図面も本発明の一部をなすＸＹプロッタを用いてマーク用紙の上に、新しい図面として出力でき、その上に変更／修正を加えることもできる。既存の図面データも同様にＸＹプロッタによりマーク用紙に描画すれば直ちに本発明の方式に移行することができる。
以下新しいマーク用紙を含めて本発明の実施例を説明する。
【発明の一実施例の説明】
【４進マーク】
【０００５】図１は本発明に利用する４進マークを示す。０．４ｍｍＸ０．４ｍｍの正方形を図１に示すように、５ｘ５の正方格子に分割し、図に示す格子のみを黒くしたものである。４進数との対応は、左端の列の最下部の格子を除く４つの格子を下から順に黒くしていき、その黒い格子の数をマークの値とする。この４つの格子を符号格子と呼ぶ。最下行の５つの格子（これを底辺格子という）をすべて黒くすることにより４進マークの方向性が判別しやすくする。このようなすべての底辺格子が黒いマークを黒底辺マークと呼ぶ。このようなマークをマトリクス（行列）状に配列することにより用紙上の位置やコマンドを表すことにするが、黒底辺マークが行方向に並ぶので、底辺格子が連続した黒い底辺になり、判別しやすくなる。さらに１つの行の底辺をたどれば５つの格子ごとに垂直方向に符号格子が存在するので４進マークの境界が見つけやすい。
なおここで符号格子を左端にとったが、これは右端にしてもかまわない。底辺格子を黒くしたが、これは上辺格子でもかまわない。この４通りの組み合わせはすべて本発明に含まれる。さらに４進マークの大きさも０．４ｍｍ正方格子とは限らない。たとえば０．３ｍｍの正方格子や０．４ｍｍｘ０．３ｍｍのような長方格子も本発明にふくまれる。
【４進数のＸ，Ｙへの分解】
【０００６】図２に４進数のＸ，Ｙへの分解の実施例を示す。これは４進数１，２，３，４  を、Ｘ，Ｙの４つの組み合わせ  ００，０１，１０，１１にいかに対応させるかであり、図２に示す以外の対応を採用してもかまわない。それらも本発明に含まれる。
図２に示す対応関係を採用したとき、３ｘ３の４進数のマトリクス（行列）は図３に示すＸマトリクスとＹマトリクスに分解される。４進数のマトリクスを４進マトリクスと呼び、これを４進マークにしたマトリクスを４進マークマトリクス（または４進マーク行列）と呼ぶ。逆にＸマトリクスとＹマトリクスが存在するときはその両者から４進マトリクスを作ることができる。
【位置マトリクスの配列】
【０００７】図４に本発明を３ｘ３マトリクスで構成する場合のマトリクスの種類とその識別法を示す。まずＸマトリクスの第１行、第３列の要素、すなわち（１，３）要素を０にしたものを位置マトリクス、または位置指定行列と呼ぶ。さらにそのＹマトリクスの（３，１）要素を０としたものを通常位置マトリクス、１としたものを送信付き位置マトリクスと呼ぶ。Ｘマトリクスの（１，３）要素を１にしたものが、コマンドマトリクスである。さらに（２，３）要素も１、（３，３）要素を０にしたものをＩＤつき送信マトリクスとする。（２，１）要素が０で、（３，３）要素が１のマトリクスが送信付きコマンドマトリクスで、０のものが非送信コマンドマトリクスである。
３ｘ３の位置マトリクスの配列法について図５を用いて説明する。説明では位置マトリクスはそのＸマトリクスで用紙の水平方向の位置、Ｙマトリクスで垂直方向の位置を定めるが、これは逆でも本発明に含まれる。
Ｘマトリクスは第１列の上からの３要素（ａ，ｂ，ｃ），第２列の上からの３要素（ｄ，ｅ，ｆ）と第３列の（１，３）要素を除く下の２要素（ｇ，ｈ）とで、その水平方向の位置を定義する。するとこれらは
第１行（ａ，ｂ，ｃ）で値
ｃ＋ｂｘ２＋ａｘ２ｘ２＝ｉ，
第２行（ｄ，ｅ，ｆ）で値
ｆ＋ｅｘ２＋ｄｘ２ｘ２＝ｊ，
第３行の右の２要素（ｇ，ｈ）で値
ｈ＋ｇｘ２＝ｋ
を定めるものとすると、
Ｘマトリクスは
ｉ＋ｊｘ８＋ｋｘ８ｘ８＝Ｕ
なる水平位置を指定することになる。
同様にＹマトリクスが配列される。第１行（ａ，ｂ，ｃ）で値
ｃ＋ｂｘ２＋ａｘ２ｘ２＝ｍ，
第２行（ｄ，ｅ，ｆ）で値
ｆ＋ｅｘ２＋ｄｘ２ｘ２＝ｎ，
第３行の（３，１）要素を除く右の２要素（ｇ，ｈ）で値
ｈ＋ｇｘ２＝ｐ
を定めるものとすると、Ｙマトリクスは
ｍ＋ｎｘ８＋ｐｘ８ｘ８＝Ｖ
なる垂直位置を指定することになる。
【０００８】図５のマトリクスの例ではＸマトリクスの５つ目は  Ｕ＝７，７つ目は  Ｕ＝６３  になる。Ｙマトリクスの６つ目は  Ｖ＝８  になる。このようなＸマトリクスは用紙上では垂直方向に同一のものが並び、Ｙマトリクスは水平方向に同一のものが並ぶ。それぞれの位置でＸマトリクスとＹマトリクスから４進マトリクスを作り、それを４進マークマトリクス（位置指定マーク行列）として配列し、それを薄く印刷したマーク用紙を作り、その上に手書きすることで手書き入力する。印刷には赤外光を吸収するカーボンブラックを含むインクを使う。印刷せずプリンタでプリントすることもできるが、そのときのプリンタインクも赤外光を吸収するインクを使用する。このようなインクは公知の技術であり、ＡＮＯＴＯ社の製品ですでに使用されている。プリンタインクもＡＮＯＴＯ社の製品に関連して製品化されたヒューレットパッカード社のプリンタに使用されている。
実際は、４進マトリクスのそれぞれの要素を図１を用いて４進マークに置き換えたものを配列する。４進マークで配列すると、すでに述べたようにすべてが黒底辺マークになっているので、底辺が黒で連続することになる。
【位置マトリクスの紙の上での配列】
【０００９】４進マークによる３ｘ３の４進マーク位置マトリクスは、ＸマトリクスとＹマトリクスの配列にしたがって用紙上に印刷することになる。それを後に述べる電子ペンで読み取るさい、マトリクスの境界を判別しやすくする必要がある。そのため３ｘ３の位置マトリクスをひとかたまりとしたとき、ちょうどマーク１つ分のスペースを空ける。そのためのマークを境界マークと呼び、図６に示す２種類の境界マークを使い分ける。図６の黒底辺境界マークは４進マークマトリクスの第３行に相当する位置の境界に使い、その他の境界には図６の白境界マークを使用する。黒底辺境界マークは図１の４進マークにおいて符号格子の部分をすべて白くしたものであり、白境界マークは図１のマークの全格子を白くしたものである。こうすると用紙上で、４進マークマトリクスの第３行はマーク間もその底辺が水平方向に黒で連続することになる。第３行相当の境界が黒底辺境界マークで接続されるので、底辺が連続した黒い帯状の縞になる。これを基底辺と呼ぶ。それ以外は白境界マークで接続されるので、マトリクスの境界が明らかになる。
【０００１０】これを実際の４進マークマトリクスで示したのが図７である。図７では右上に図３で示した４進マトリクスが４進マークで配列されている。この４進マークマトリクスの第３行が左方向に黒底辺境界マークで１つ左の４進マークマトリクスの第３行に接続されている。こうして基底辺が水平方向に伸びている。それ以外の境界には白境界マークが配置されているので４進マークマトリクスは白いスペースで囲まれ、マトリクス境界が識別しやすくなっている。図７の左端には下段に示した４つのマトリクスの左上のマトリクスの第３列相当が、下端には左下と右下のマトリクスの第１行相当部が示されている。
【アドレスの解読】
【０００１１】紙に印刷する場合、４進マークは一例として０．４ｘ０．４ｍｍとする。すると３ｘ３の４進マークマトリクスは１．２ｘ１．２ｍｍになり、境界分を含めて１．６ｘ１．６ｍｍの正方形部分の情報があればそのマトリクスが解読できる。その方法を図８に示す。
図５に示す配列にしたがって３ｘ３の４進マークマトリクスが図６に示す境界マークをはさんで印刷された用紙の上に、図１０に示すような電子ペンで手書きする筆跡を追跡する場合で説明する。用紙上に１００１のポールペンで書き始めると、ボールペンの軸の上に付いている１００２の圧力センサがペンの圧力を感じて書き始めたことを知る。これをペンダウンと呼ぶ。するとその情報は１００３の全体制御に入り、１００４の光発生に赤外光を発生させる。発生された光は１００５のレンズを通して用紙上に印刷またはプリントアウトされたマークを照射する。光に反応したマークは１００５のレンズを介して１００６の光センサの上に結像し、センサで電気信号に変換される。１００７の走査制御は１００６の光センサを走査してその情報を内蔵する１００８のビットマップメモリに記憶する。これらの技術はすべて公知の技術の容易な組み合わせでできる。
１００６の光センサは６４ｘ６４の画素数とし、ペンと用紙が垂直の関係にあるとき、用紙上の２．４ｘ２．４ｍｍの正方面を撮像するよう調整しておく。すると１ｍｍあたりの解像度は６４／２．４であり、約２６．７画素／ｍｍになる。これは電子ペンと用紙の相対的傾きを４０度弱まで許容することになる。すなわち４０度弱に傾斜すると１ｍｍの長さが１．４ｍｍ程度に広がって見えるので、１．４ｍｍを２６．７画素で走査することになる。すると約７．６画素でマークの１辺を撮像することに相当する。符号格子や底辺格子の１辺を１．５画素強で撮像することになる。
【０００１２】こうして読み取った４進マークの例を図８（ａ）の破線の内部に示す。マトリクスは境界をはさんで読み取られる。この破線内をＸとＹマトリクスに分解したものを図８（ｂ）に示す。Ｘマトリクスは垂直方向に同じものが、Ｙマトリクスは水平方向に同じものが配列されているので復元は容易である。こうして図８（ｃ）のようにＸ，Ｙマトリクスが復元できる。Ｙマトリクスの（３，１）要素が１なのでこれは送信付き位置マトリクスであることに注意する。すると破線内の左上の要素のアドレスは図８（ｄ）のように算出できる。このとき用紙上のアドレスは左上隅の４進マトリクスの左上の要素のアドレスを（０，０）とし、そのマトリクスの右下隣の対角線上の境界のアドレスを（３，３）と見なしている。このアドレス算出で括弧に４を掛けるのは境界を含めたマトリクスが４ｘ４であるからである。
【３ｘ３の４進マークマトリクスの読み取り】
【０００１３】このようなマークの読み取り手順を図９に示す。まず６４ｘ６４のビットマップメモリの左下端のセルを座標（０，０）とし、水平に１つ右のセルを座標（１，０）、垂直に１つ上のセルを座標（０，１）とする。すると右上端は座標（６３，６３）になる。この最左端の座標軸をＸ＝０軸、最下端の座標軸をＹ＝０軸、同様にＸ＝６３軸、Ｙ＝６３軸という呼び方をする。これらの軸上の連続する黒の画素を黒連と呼ぶ。１つでも黒連である。異なる軸上の黒連のあらゆるペアを作り、１つずつ直線で結ぶ。そのとき黒連のアドレスは０．５の精度で中心点とする。これらの中で直線が通過するすべての画素が黒い直線（それを黒直線という）を見出す。その方法を図９の９０１から９０５までに示す。そうして見つけた黒直線が基底辺に相当する。その黒直線を９０６で０．５の精度で下に動かし、すべての画素が白の直線（白直線という）に４画素以内でたどり着けば方向は正しく、たどり着かなければ上下が逆転していることになる。逆転しているときは９０７で、座標（６３，６３）を座標（０，０）にするように座標系を回転させる。その変換は（ｉ，ｊ）を（６３−ｉ，６３−ｊ）にすればよい。９０８では白直線を左右端を交互に０．５の単位であげていき、黒直線にたどり着く。最初にたどり着いた黒直線が基底辺の最下端の黒直線になり、それを基底直線と呼ぶ。さらに見つかった基底直線の角度が４５度以上回転しているかどうかを調べる。これは直線の勾配から判断できる。４５度以上のときはＸ軸とＹ軸を入れ替えて４５度以下にする。この入れ替えは、右肩上がりの４５度以上のときは（ｉ，ｊ）を（ｊ，６３−ｉ）に、左肩上がりのときは（ｉ，ｊ）を（６３−ｊ，ｉ）とすればよい。
【０００１４】こうして見つけた基底直線を精度０．５で上に平行移動していく。移動するごとにこの直線が通過する黒画素を記録する。ただしすでに記録した黒画素は記録しない。この移動を１０ないし１５回繰り返すとそれが横切る画素の３／４以上が黒画素になる直線に遭遇する。これを底辺直線と呼ぶが、ちょうど１行だけ上の行の４進マークの底辺に相当する。基底直線と底辺直線のあいだの移動回数を分母にして、３列分の符号格子に相当する黒画素の底辺直線と垂直方向への盛り上がりの上端までの移動回数を分子にした分数が、２／５、３／５、４／５、５／５のいずれに近いかで、４進マークの値をそれぞれ１，２，３，４と判定する。ついで底辺直線を開始点として同じ操作を繰り返す。
基底直線がたまたま上にあるときは下方への平行移動が必要になるが、この操作も上記上方への操作から容易に類推できる。ただ基底直線の下方への平行移動は白境界マークを隔てて下のマトリクスがあるので、最初の平行移動回数が、上方の場合のほぼ２倍になる点が相違点である。
本発明のようにＣＡＤ図面の描画に利用するときは、電子ペンを用紙に対して正しい向きに向け、しかも用紙にほぼ垂直にして使うのでこの読み取り操作は通常の文字の手書きに比べて容易である。
【電子ペンの構成】
【０００１５】図１０に４進マークが印刷ないしプリントアウトされた用紙上に手描画する電子ペンの構成を示す。用紙に１００１のボールペンで手描画するが、その開始はボールペンの芯に直結した１００２の圧力センサで把握される。ペンダウンを検出すると、１００２は１００３の全体制御にその旨を通知し、制御開始を依頼する。１００３は１００４の光発生に赤外光をだすことを指令する。１１０４が発出した光は１００５のレンズで絞って用紙上に照射する。それを受けたマークは黒い部分のインキが赤外光を吸収し、他の白い部分が赤外光の大半を反射する。これを１００５のレンズで１００６の光センサの上に結像させる。光センサは赤外光に感度が高いもので構成する。本実施例では光センサを６４ｘ６４のマトリクスとして説明しているが、本発明はこのサイズに限定されてはいない。マークの黒い部分を紫外光に反応するインキで印刷し、光に紫外光を含ませ、光センサを紫外光に感度が高いものにするのも本発明に含まれる。
１００７の走査制御は６４ｘ６４の光センサが撮像した情報を走査し、それを対応する１００８のビットマップメモリに一時蓄積する。１００９の４進マーク読み取りはビットマップメモリ上の撮像データから４進マークを読み取る。
【０００１６】１０１０のＸ，Ｙ分割は４進マークからＸ，Ｙマトリクスを作り、読み取った４進マークマトリクスの左上隅の要素のアドレスを求める。コマンドマトリクスではアドレスは不要であるが、その代わりＸ、Ｙマトリクスをコマンドとして解釈する。ＩＤ付き送信コマンドマトリクスの場合はＸマトリクスの第１列と第２列に加え、Ｙマトリクスのすべての要素を使ってＩＤを定義する。そのＩＤを求める。１０１１はこうして読み取った４進マトリクスがＩＤ付き送信マトリクスかどうかを判断し、送信するときはＩＤをまず送信し、ついでそれまでに１０１２の入力バッファに記憶されているマトリクスを古い順に送信し、最後に最新のマトリクスを送信する。１０１３は送信回路で、ワイヤレス送信の場合はそのためのドライバ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）送信の場合はＵＳＢ制御回路になる。１０１４はＸＹプロッタの位置合わせに使用するため１００６の光センサ上に結像した映像を１００７でそのまま映像として走査して取り出すための映像ルートである。この使い方は
【ＸＹプロッタの位置合わせ】
（０００２０）で説明する。
１００２の圧力センサはペンダウンとペンアップの２状態を識別するだけでなく、ペンダウン中にさらにペン圧を増加させたことも検出できるよう、最低３状態の識別ができるように構成する。１００１のボールペンは描画にもっと適した筆記手段と置き換えることも本発明に含まれる。
図１０でペンの前方向に対してボールペンの位置を最も手に近い位置に配し、光学系をそれより前に置いたのは描画では物差しや定規を手に近い位置に置いて使用するので、それらが光学系の光のルートを妨げないようにするのがその理由である。やはり図１０の１００２の圧力センサは描画中（すでにペンダウンされているとき）に、図１４に示す指定中間点を指定するためペン圧力を一時的に増加させるとき、そのペン圧の識別にも対応するよう構成する。このような３状態以上の識別ができる圧力センサは公知の技術である。
【４ｘ４の４進マトリクス】
【０００１７】図１１には４ｘ４の４進マトリクスの例を示す。本発明になるマーク用紙の原理はすでに３ｘ３の４進マトリクスで説明した。設計図面はＡ４判だけでなく、Ａ０判のような大きな用紙が使用されるので３ｘ３では実際の使用には間に合わない。４ｘ４のマトリクスを使う。位置マトリクスとコマンドマトリクスは３ｘ３と同様に、図１１に示すように区別する。すなわち４ｘ４の４進マトリクスのＸマトリクスの右上隅の（１，４）要素を０にしたものを位置マトリクスとし、それが１のものをコマンドマトリクスとする。位置マトリクスの場合、Ａ０判の長い方の辺で１１８８ｍｍなので、０．４ｍｍピッチの４進マークが２９７０通り符号化できれば十分である。したがってマトリクスはそれを５で割った５９４通りあるので、１０ビットで符号化することになる。残る５ビットを冗長ビットとして誤り検出に利用することができる。これは４進マークのピッチを０．３ｍｍにしても１０ビットの符号化で足りる。さらにコマンドマトリクスを、図１１に示すように、ＩＤ付き送信マトリクス、送信付きコマンドマトリクス、非送信コマンドマトリクスに分類するのも３ｘ３の場合と同じである。さらに新たにＩＤ付き、送信付きコマンドマトリクスを定義する。このＩＤ付き、送信付きコマンドマトリクスの場合も図１０の１０１１で送信付きかどうかを判断し、送信に先立ってＩＤを送り、ついでバッファに記憶されている情報を記憶の古い順に送信し、最後に自らのコマンドを送信する。
４ｘ４のコマンドマトリクスの場合、そのＸマトリクスの第４列以外は自由にコマンド定義にしようできる。すなわちＸマトリクスで１２ビット、Ｙマトリクスで１６ビットがコマンド用の符号容量になる。実際にはこれほど多種類のコマンドは不要なので、少なくても半分は冗長ビットとして誤り訂正に割り振る。ＩＤ付き送新コマンドなどのＩＤについても誤り制御用冗長ビットをとることもできす。このような誤り検出や誤り訂正の処理も電子ペン内部で行う。
４ｘ４の場合でもＣＡＤ用では、ＸＹプロッタではペンを垂直に収容し、手描画でもペンを垂直に立て、しかもペンの向きも比較的正確に前向きで描画するので６４ｘ６４の画素数で十分である。４進マークを０．４ｍｍｘ０．４ｍｍの密度にすると、４ｘ４のマトリクスは１．６ｍｍｘ１．６ｍｍの大きさになる。３ｘ３で述べたように、用紙上で２．４ｍｍｘ２．４ｍｍの正方面を撮像するので、５０％の余裕があることになる。もちろん手書きの場合にも使用するので画素数と撮像面を大きくすることは容易な類推でできる。たとえば画素を７２ｘ７２にし、撮像面を３０ｍｍｘ３０ｍｍにするのも本発明に含まれる。
【電子ペンを装着するＸＹプロッタの実施例】
【０００１８】図１２に電子ペンを装着するＸＹプロッタの原理を示す。電子ペンの保持機構の原理を図１２（ａ）に示す。図１２（ｂ）に示すＹ軸位置合わせ機構と一体化されており、先端に電子ペンを固定する電子ペン固定子と、その固定子を上下に動かし、さらにペンダウンのさいのペン圧力をアップする（増す）制御を行う機構が取り付けられている。ペンのアップ／ダウンは市販されているＸＹプロッタを同様の公知の技術で実施することができる。ペンダウンのさいのペン圧アップもペンダウンのさいの押さえの圧力を２種類にすることにより、公知の技術からの容易な類推で実現することができる。このペンアップ／ダウン、ペン圧アップの制御はペンの位置制御と同期して行われるので、ＸＹプロッタ全体の制御装置からの指令で動くことも市販のＸＹプロッタと同じである。したがって図１２（ａ）の保持機構をＸＹプロッタ全体の制御装置に接続する方法も公知の技術で実施することができる。
この機構全体は中心軸を通じて固定されており、Ｙ軸位置合わせベルトでＹ軸方向に移動する。そのときベルトによって全体が平行に移動し、ねじれが生じないようにするため、２つの回転子で筐体にしっかりと収容されている。ベルトは２つの回転子の中心を引っ張るので、回転子はスムースにねじれなく回転する。筐体の断面はかたかなの「コ」の形をしており，電子ペン保持機構全体がこの内部を転がって移動することになる。これは単なる１実施例であり、市販のＸＹプロッタで使われている公知の方法を適用することもできる。
【０００１９】図１２（ｂ）はＹ軸の位置あわせの原理を上面図で示している。パルスモータでベルトを回転させ，電子ペン保持機構をＹ軸方向に移動させる。図１２（ｃ）は用紙台とＸ軸位置合わせを示す上面図である。設計図面用紙の絶対位置があわせやすいよう、用紙の大きさにあわせて用紙台に溝がついており、用紙はそれにあわせておき、用紙固定機構で固定する。用紙固定機構は用紙を上からバネで押さえるような方法でよく、これも市販の装置に使われているやり方を適用する。Ｘ軸の位置の制御はＹ軸と同様、パルスモータとベルトを使って左右に動かすが、これも市販のＸＹプロッタに使われている方法が適用できる。さらにフラットベッド以外のドラム型のＸＹプロッタでも電子ペンの装着部分を変更するだけで本発明が実施できる。
このようなＸＹプロッタに取り付けた電子ペンはＸＹプロッタの描画に伴って設計図面用紙に薄く印刷された４進マークマトリクスを読み取る。特に図１４に示すように、ペンダウン点、ペンアップ点、ペンの一時停止点（通常中間点）、一時停止してペン圧が増加する点（指定中間点）などはその位置マトリクスを必ず読み取る。それ以外に描画に先んじてコマンドが指定されるときにはそのコマンドマトリクスを読み取る。「コマンド終了」、「送信」など送信を伴うコマンドを読み取ったときには、それまでペン内に蓄積されている位置またはコマンドマトリクスをすべてホストコンピュータに送信する。その手段は電子ペンがもつ無線伝送またはＵＳＢ伝送のいずれかになる。
このように本発明の一部をなすＸＹプロッタが従来のＸＹプロッタと異なる点は、従来のものは図面を描画出力するだけで、データは単方向に流れたのに対し、本発明では描画した図面の用紙内の位置や、図面に印刷されたコマンドの読み取りなどデータ入力が同時進行していることである。
【ＸＹプロッタの位置合わせ】
【０００２０】ＸＹプロッタの用紙台の溝によって用紙の固定位置を確定し、図１２（ｃ）に示した用紙固定機構で用紙を固定する。図１３に述べたコマンド領域におけるコマンド、図２１に説明する図面ＩＤ領域における数字コマンドや「送信」コマンドなどは用紙上の位置が固定されており、ＸＹプロッタは予め設定されたＸＹプロッタ自身のアドレス系によってその場所を指定する。したがってコマンド領域のコマンドや図面ＩＤ領域の数字コマンド、さらには「送信」コマンドの領域は用紙の位置合わせ誤差を吸収できる大きさで確保しなければならない。
設計図面マーク用紙上でそれらの領域を十分大きく確保できないときはＸＹプロッタ用紙の位置合わせをもっと厳密に行う必要がある。図１３のマーク用紙の左上隅と右下隅の十字形のマークをそのために使用する。図１０の電子ペンにおいて、１０１４の信号ルートは１００７の走査制御を１０１１の送信制御に直接結んでいるが、これは電子ペンの１００６の光センサが撮像した映像を走査してそのままの映像として１０１３の送信回路から送信するために設けられている。ＸＹプロッタを人の手で操作して、左上隅の位置合わせマークの近くにもっていき、電子ペンが撮像する映像を見ながらＸ方向、Ｙ方向に人の手でステップ送りして位置合わせマークの十字の位置に電子ペンをもっていく。その点の位置マトリクスを読み取った位置アドレスを（Ａ１，Ｂ１）、ＸＹプロッタのその場所のアドレスを（Ｘ１，Ｙ１）とする。つぎに右下隅のマークについて同じことを繰り返し、そのアドレスを（Ａ２，Ｂ２）、（Ｘ２，Ｙ２）として読み取る。合わせたいコマンドの用紙上の位置アドレスを（Ａ３，Ｂ３）とすれば、ＸＹプロッタのその場所のアドレス（Ｘ３，Ｙ３）はつぎのようにして求められる。
Ｘ３＝Ｘ１＋（Ａ３−Ａ１）（Ｘ２−Ｘ１）／（Ａ２−Ａ１）
Ｙ３＝Ｙ１＋（Ｂ３−Ｂ１）（Ｙ２−Ｙ１）／（Ｂ２−Ｂ１）
こうして計算したＸＹプロッタのアドレス（Ｘ３，Ｙ３）に電子ペンを移動させれば正しい位置でコマンド指定ができる。
【設計図面用マーク用紙】
【０００２１】図１３に設計図面マーク用紙の一実施例を示す。この用紙は手による描画にも、図１２に示したＸＹプロッタによる描画にも使用する。用紙の大半は描画領域である。ここには位置マトリクスがぎっしり薄く印刷されている。その下にはコマンド領域が来る。ここでは描画に用いる基本図形コマンドが人の目に見えるように文字で印刷されている。それぞれのコマンドは図１５に示すコマンドマトリクスに対応し、目に見える文字の背景を含む領域には対応するコマンドマトリクスが薄く印刷されている。このコマンドマトリクスは隣接するコマンドマトリクスや位置マトリクスとの境界を明確にするため黒底辺境界マークのみからなる無効な境界マトリクスを挿入して印刷されている。間違って電子ペンで境界マトリクスの一部を拾っても、図８に示したマトリクスの読み取りで本来の境界以外のところに黒底辺境界マークを検出するのでそれが無効であることが容易に判別できる。「コマンド終了」コマンドは利用頻度が高いので大きな領域を与えている。コマンド領域の下には図面ＩＤ領域がある。ここには図２１で説明する図面ＩＤ番号を指定する部分である。さらに全体の左上隅と右下隅には十字に交わる水平および垂直の直線が印刷され、その背景には用紙内のその位置に相当する位置マトリクスが印刷されている。これはＸＹプロッタで描画するときの用紙上のコマンド領域と図面ＩＤ領域の位置合わせに使用する。
用紙の右下には大きな領域を占める「送信」コマンドが印刷されている。この背景はＩＤ付き送信コマンドであり、このＩＤは用紙を管理する部や課のＩＤに使用し、図面ＩＤとは異なる使い方をする。このほか「コマンド終了」コマンドにもＩＤが付けられているが、このＩＤは「送信」コマンドと同じものにする。
【本発明の他の実施例】
（０００２９）に述べるＡＮＯＴＯ用紙の送信マトリクスはＩＤを付属させることができない。そのようなときは単に図面ＩＤで図面と電子データの照合をとることにする。
【図面を手で描画する方法】
【０００２２】図１３に示した設計図面用マーク用紙を用いて手書きで設計図面の描画をする方法を図１４を用いて説明する。まず曲線描画を例にとると、図面用マーク用紙のコマンド領域にある「曲線」の上にチェックマークを描くことにより「曲線」を指定する。ついでこの曲線が開曲線か閉曲線かを「開」、「閉」により指定する。どちらの指定もなければ「開」と見なす。「閉」のときは「塗りつぶす」かどうかを指定し、ついで線幅、線種を指定する。指定がないときは０．５ｍｍ幅の実線とする。曲線描画のため電子ペンを用紙上に下ろし（ペンダウン）、描画を始める。この曲線はコンピュータ内では指定した点を結ぶスプライン曲線（指定点を滑らかに結ぶ曲線）として扱われるのでそれを意識して中間点を指定する。一度ペンアップして再び続きを描画しても一連の曲線と見なす。最後に「コマンド終了」コマンドを指定して曲線の描画が終了する。
「折れ線」の場合も曲線と同様であるが、折れ曲り点（屈曲点）での中間点指定は行うが、直線部分での中間点指定は不要である。「円周」はまず中心を指定し、ついで円周を描く。「長方形」は左上隅の頂点から描画する。
このようにして設計図面が描画されるが、コンピュータ内部ではつぎつぎ入力される基本図形（折れ線や曲線などコマンドで表されるもの）の始点や終点、中間点などが、Ｘ方向Ｙ方向に線幅以下だけ隔てた領域を近傍と見なし、その範囲にマーク用紙の位置があれば同じ点であると見なす。こうして設計図面が入力される。ここにあげた数字はあくまで説明のためであり、数字や基本図形の異なるものも本発明の一部である。
【０００２３】図１５に図１３に示した用紙上のコマンドを４ｘ４のコマンドマトリクスとして実現する実現例を示す。図１１に示したようにコマンドマトリクスはそのＸマトリクスの右上隅の（１，４）要素が１になる。このうち「コマンド終了」のみはＩＤ付きで、しかも送信付きにするためＸマトリクスの（２，４）要素、（３、４）要素を１にする。したがって図１３のコマンド領域に使用する基本図形コマンドマトリクスのＸマトリクスは、図１５（ａ）に示すように通常コマンドはその第２行を（１、１、１、０）とし、「コマンド終了」コマンドはその第２行を（−、−、−、１）とする。通常コマンドのＹマトリクスは図１５（ｂ）および（ｃ）に示すとおりにする。図１５（ｂ）では第２行、第３行、第４行はすべて０で、第１行のみは図１５（ｂ）に示す  ｉ，ｊ，ｋ，ｌによって基本図形コマンドを定める。さらに図１５（ｃ）については第２行以外はオール０で、第２行は  ｓ、ｔ、ｕ，ｖによって図に示すように基本図形コマンドを定める。
図１３においてたとえば「曲線」という文字を含む領域の背景には図１５（ａ）の通常コマンドのＸマトリクスと図１５（ｂ）の「曲線」の  ｉ，ｊ，ｋ，ｌを有するＹマトリクスとからなるコマンドマトリクスがぎっしりと印刷されている。しかも隣接するコマンドマトリクスとの境界には黒底辺境界マークのみからなる無効のマトリクスが境界を示すため挿入されている。図１３の「コマンド終了」コマンドは使用頻度が激しいので少し大きめに、しかも枠付きで印刷され、その背景には図１５（ａ）の「コマンド終了」を示すＸマトリクスとオール０のＹマトリクスが構成するコマンドマトリクスがぎっしり印刷されている。同様に図１３の「送信」もしばしば使用するので大きく枠付きで印刷され、背景には図１１に示したＩＤ付き送信マトリクスがぎっしり印刷されている。このとき設計図面は後述する図面ＩＤを有するが、このＩＤは組織を示すＩＤとして利用する。このようにして描画された設計図面において、図面内の基本図形としての端点や中間点，屈曲点などのアドレスと図１３の用紙内の位置を関連付けることで、位置指定だけで図面の端点、中間点、屈曲点が指定できることになる。
【０００２４】以上は手書きで描画する場合について説明したが、図１２に述べたＸＹプロッタを用いて描画する場合もほぼ同様である。このときは図１２に述べたように用紙台の溝で用紙の位置合わせがしてあるが、さらに正確を期すため図１３の設計図面用紙例の左上隅と右下隅に印刷した位置合わせ用のクロスマークを使って位置あわせする。位置合わせの後は図１４にしたがってＸＹプロッタで描画すれば手描画と同じように、基本図形コマンドや図面ＩＤ用の数字コマンド、さらには「コマンド終了」、「送信」などのコマンドが電子ペンで指定できる。
【重要点の識別】
【０００２５】図１４に示す実施例で手描きまたは図１２に示すＸＹプロッタで描画された設計図面のうち、基本図形コマンドに始まり「コマンド終了」コマンドに終わる基本図形については、それを構成する重要点を識別する必要がある。その方法を図１６と図１７で説明する。図１６ではまず始点、通常中間点、指定中間点、終点などの重要点を取り出す一方法を示す。ペンダウンはまず始点として出力する。ついで描画データを毎秒３２点の割合でそのＸ位置アドレスとＹ位置アドレスを標本化する。標本化の過程でペンアップがあれば、それを孤立点か終点のいずれかとして出力する。ペンアップがなければ連続する４個の標本点が近傍内に留まっているかどうかを調べる。ここに点Ａの近傍とは点Ａを中心にして最小線幅分だけ、Ｘアドレス、Ｙアドレスともにプラス、マイナスされたアドレスの範囲にある領域のことである。留まっているときはそれを一時停止による通常中間点と見なし、ペンの圧力増があるときはそれを指定中間点とする。しかし一時停止により通常中間点としてすでに出力されているときは通常中間点を取り消す。ペン圧増がないときは、すでに通常中間点や指定中間点出力がなければ通常中間点を出力する。このとき１つの近傍に長く留まっているとき多くの通常中間点出力がされない処置がなされる。
図１７は図１６が識別した重要点の整理を行う。図１４に示したように１つの基本図形コマンド内でペンアップが複数回生じる可能性がある。そのときはそのたびごとに終点と始点が図１６から出力される。図１７はその整理をし、そのような終点と始点を合わせて１つの指定中間点と見なすよう処置する。さらに折れ線コマンドのときは、折れ線を構成する直線の境界の点（屈曲点）以外の中間点は不要である。屈曲点だけを指定中間点として描画するときは単にそれを屈曲点にすればいい。描画途中に一時停止するとそれは通常中間点として出力される。そのような中間点を除くため、最長の直線部分を取り出し、そのあいだの中間点はすべて取り消す。
このようにして重要点が識別でき、取り出すことができる。
【設計図面と用紙上の位置の関連付け】
【０００２６】図１８には図１４に示した手描画で入力された設計図面を構成する基本図形コマンドを記述する方法の一例を示す。まず座標系と図面の縮尺に関する情報を記述するが、これは本発明の本質には直接関係しないので詳細は述べない。そのあと図１４において、まず指定される基本図形コマンド、それに続いて線種別や線幅の情報、開図形か閉図形か、閉図形なら塗りつぶし（ｆｉｌｌ）か否（ｎｏｎ−ｆｉｌｌ）かを記述する。これらはすべて図１３の用紙においてコマンド指定される情報である。ついで基本図形を構成する重要な点のアドレス（図面アドレス）を記述する。直線の場合は始点と終点のアドレス、折れ線の場合は始点、すべての指定された屈曲点、終点のアドレスである。曲線の場合は始点、すべての指定された中間点，終点のアドレスである。その他の基本図形は図１８に示すとおりである。文字については位置情報以外は本発明の範囲外であるので説明しない。文字の位置については手描画のさい指定された図面アドレスと用紙上の位置を関連付ける。
図１９に図１８にあらわれる図面上のアドレスと図１３に示す用紙上の位置アドレスを関連付ける方法の一例を示す。図１８の基本図形コマンドの識別番号の左端（最上位）の桁を１にした番号で両者の関係を示す。ついで基本図形コマンドを記述し、その後図１８の基本図形コマンドの図面アドレスと同じ順序で、その図面アドレスの点の用紙上の位置アドレスを列挙する。こうすることによって図１８の図面アドレスが図１９の用紙上の位置アドレスと対応付けられる。
図２０にはそのための関連付け処理の一例を示す。新しい基本図形の重要点を受領するたびに、その用紙上の位置アドレスの近傍にすでに入力されている重要点があるかどうかを図１９を用いて調べる。というのはすでに入力された基本図形はすでに図１８、図１９に示す基本図形コマンドとして記述されているからである。ここに近傍とは図面描画に用いる線幅のもっとも小さい幅だけ用紙上の位置を上下左右に振らせた領域のことである。近傍にすでに入力された重要点があるときは、受領した点はそれに一致させる。近傍にないときは新しい図面アドレス、位置アドレスをもつ基本図形コマンドとして図１８，図１９に新規登録する。
ＸＹプロッタで描画するときは図１８に基づいて描画するので、図面アドレスが一致する点はわかっているので、用紙上の位置アドレスで重要点の一致、不一致を検証した結果を図面アドレス上で確認する。
こうして設計図面が基本図形の集合として描画されていく。
【図面ＩＤ番号の管理】
【０００２７】図２１に設計図面ＩＤ番号の管理法の一例を示す。図１３の図面ＩＤ領域に図２１（ａ）に示すＩＤ番号指定コマンドが印刷されている。これは６桁の番号を示し、左上隅から右に、ついで２行目も左を先に，という風に数字を並べる。それぞれの欄で数字コマンドの一つを選び、その上にそこに印刷されている数字を手書きすることでそのコマンドを指定することにする。各数字の背景には図２１（ｂ）に示す数字コマンドがぎっしり印刷されているので、そこに数字を書く動作はそのコマンドを指定する動作に相当する。これらの数字コマンドの境界には無効の境界マトリクスが入っている。数字コマンドをチェックしないで数字を手書きするのは図面を見たときにＩＤを直ちに判別できるようにするためである。
ＸＹプロッタで図面出力するときはこれらの数字コマンドの上にＸＹプロッタでそれと同じ数字を書かせる。このために各数字コマンドの領域は広く取り、ＸＹプロッタの用紙を置く誤差でＸＹプロッタが書く数字が該当するコマンド欄からずれないようにする。このための位置合わせについては図１２に関連して説明した。これはＸＹプロッタで数字を書くときその背景のコマンドマトリクスを読み取ることで正しい領域に書いているかどうかの確認をとることができるのでＩＤ番号を間違えることはない。
図２１（ｂ）には数字コマンドの形式を示す。Ｘマトリクスで数字の桁を指定し、Ｙマトリクスで数字そのものを指定する。数字の入力順序が入れ替わっても桁指定があるので間違うことはない。
このＩＤ番号で設計図面ＩＤ番号とその電子ファイルを照合し、図２２に示す変更／修正を設計図面上で行っても電子ファイルも同時に変更／修正される。電子ファイルを用紙に出力するときも図面ＩＤ番号をＸＹプロッタが所定のコマンド領域に数字で書き込むので間違いが起こらない。
図２１のような数字コマンドを使用しないで、単に背景が位置マトリクスを印刷したＩＤ番号記入欄を設けておき、そこに数字を記入させ、それを数字認識することも考えられる。ＸＹプロッタも数字そのものを出力し、変更／修正のときはそれと同じ数字を所定欄に書かせることでＩＤ番号の照合ができる。これは本発明の他の実施例である。
【図面の変更／修正】
【０００２８】図２２に設計図面の変更／修正のやり方の一実施例を説明する。まず図１３に示した用紙上のコマンド領域から消去すべき基本図形と消去を示すコマンドを選択して、それを指定する。折れ線のときは「折れ線消去」コマンドである。つぎに図２２（ａ）に示すように、消去すべき基本図形（折れ線、曲線など）の端点と折れ線の場合は屈曲点、曲線の場合は中間点をチェックマークの最下部をそこに乗せるように描画する。これはそれらの点の上にペンを置くことでもできなくはないが、どこを消去したかをわかりやすくするためチェックマークにしたが、これは本発明の本質的部分でない。最後にコマンド領域の「コマンド終了」コマンドを指定する。これらの消去コマンドの基本図形は描画のさい、指定される基本図形と異なっても構わない。
図２３に実際の消去処理手順を示す。ペンダウンからペンアップまでの位置マトリクスの軌跡がチェックマークかどうかは図２２に示す手順で認識する。認識したチェックマーク「ｖ」の最下部の位置の近傍にある基本図形上の端点、屈曲点などを見つける。
このとき折れ線コマンドの場合はチェックマークで端点と屈曲点を指定するのでわかりやすいが、曲線の場合、コマンドに指定されている中間点が、図面上ではわからない。「曲線消去」コマンドでは端点以外は適当にチェックマークで指定し、コンピュータ内でそれがどの曲線の中間点かを識別処理する。始点と終点が指定されているので、そこを通る曲線はどれかは特定できる。その曲線が１つしかないときは、曲線を実際に発生し、チェックマークされた中間点の近傍を曲線が通過しているかどうか判定する。通過していればその曲線が消去対象であると判定される。曲線が複数あるときはすべての曲線に対して上の処理をする。指定された中間点の近傍を通過する曲線が消去対象である。
円の消去は中心点の指定をすれば確実であるが、円周上の１点だけでどの円かが特定しやすいときはそれでも構わないことにする。
図２４にチェックマークの認識の一例を示す。ペンダウンからペンアップまでの位置マトリクス列で、Ｙマトリクスが示すＹ位置アドレスが増加を続け、小さな変化をはさんで減少に転じることでチェックマークを認識する。ただしここでＹアドレスは用紙の上部が小さく、下に向かって増加し、座標原点は用紙の左上隅にあるとする。図２３で本来チェックマークが認識されるべきところで、それ以外が識別されるとそれは異常と判定し、異常処置をとる。「コマンド終了」コマンドが指定されるべきところで他のコマンドが検出されたときも異常処置をとる。このような異常処置は本発明の範囲を超えるのでここでは説明しない。
こうして消去ができる。図２２（ｂ）に示す基本図形を追加して描画するときは図１４に示した新たな手描画と同じ手順をとる。その結果の関連付けも図１８，図１９，図２０の手順をとる。こうして変更／修正した結果は図２２（ｃ）に示すとおりになる。
【本発明の他の実施例】
【０００２９】本発明と同様、単なる点で構成される４進マークを薄く印刷した用紙上に電子ペンで手書きした筆跡を読み取ることができる製品がすでにスエーデンのＡＮＯＴＯ社から販売されている。国内では日立マクセル（株）が電子ペン（ＡＮＯＴＯペン）を、大日本印刷（株）など数社が４進マークの用紙（ＡＮＯＴＯ用紙）をＡＮＯＴＯ社のライセンスを受けて製造・販売している。本発明はこのＡＮＯＴＯペンやＡＮＯＴＯ用紙を使って実現することもでき、それも本発明の一部をなす。
ＡＮＯＴＯ用紙にはコマンドマトリクスはなく、用紙上のコマンド印刷位置でコマンドを定義するが、コマンド定義ができるので本発明に利用することができる。ＡＮＯＴＯペンのＸＹプロッタへの装着はＸＹプロッタのペン取り付け部を改造する必要があるが、これは容易な改造である。用紙の位置合わせはＸＹプロッタの用紙台の精度に依存するので、それにあわせてコマンド領域を大きくとる必要がある。しかしＸＹプロッタで描画する図面データは図１８に示した基本図形コマンドまたはそれに類似した記述法で、コンピュータ内部で表現されている。ＸＹプロッタがコマンド指定する代わりに、コンピュータ内部でソフトウェアで受け渡しすることができる。ＸＹプロッタ描画ソフトウェアが基本図形コマンドを直接電子ペンデータの入力制御ソフトウェアに手渡し、それに続いて基本図形を描画すればよい。コマンドの終わりは「コマンド終了」コマンドの指定のかわりにやはりソフトウェア間でそれを手渡す。本発明の本質的な部分は基本図形コマンド上の図面アドレスとそれを描画した用紙上の位置アドレスとの関連付けにあるので、ソフトウェアによるコマンド受け渡しも本発明の一部をなしている。ＡＮＯＴＯ用紙の場合はＩＤ付きコマンドは存在しないのでそれは使用せず、図面ＩＤのみで設計図面とその電子データの照合をとる。さらにＡＮＯＴＯでは、「送信」コマンド以外に送信はできないので、すべてのデータを電子ペンで蓄積し、新規または変更／修正入力が終了したときに一気に送信し、そのあと一括処理することにする。したがって「送信」コマンドだけはＸＹプロッタの用紙の位置あわせ精度を吸収できるように十分な大きさをとる。それができないときは人手により「送信」コマンドの位置に電子ペンをもってくる。
図面ＩＤの入力はＸＹプロッタがＩＤ番号を所定の場所に描画し、図２１に関連して述べたように、それをソフトウェアで認識することで指定できる。これもＸＹプロッタで描画するときにはソフトウェアにはわかっているのでソフトウェア間で受け渡しすることもあり得る。これも本発明の一部をなす。
【本発明の効果】
【０００３０】設計図面は生産現場や顧客との打ち合わせ現場で変更されることが多い。単に図面の変更ならば、赤のボールペンなどで図面に直接変更／修正を加えればよい。問題はＣＡＤ用コンピュータ内部の電子データをどのように変更／修正するかである。後刻変更／修正を入力するさい、間違いが起こりやすく、しかも変更忘れが生じることも少なくない。本発明を使えば、変更／修正はマーク用紙上の図面に電子ペンで行うので、変更／修正の電子データがすべて電子ペンで取得される。こうして設計図面とその電子データが一元的に管理できる。
もう一つの効果は本発明は古い設計データもこの新しいＣＡＤ方式に簡単に移行できることである。一般に新しい方式の導入は古いデータをすべて新しい方式のデータとして再投入することを余儀なくさせ、そのため初期導入コストが高くなることが多い。本発明ではＸＹプロッタでマーク用紙上に古い図面を、基本図形単位で基本図形コマンド指定を人手で行いつつ出力するだけで新方式に移行することを可能にする。このような移行を容易に行うには、基本図形コマンドを古い図面が使用する図形コマンド体系に合わせる方法である。そして古いコマンド単位で、ＸＹプロッタに図面を描画する。古い描画ソフトウェアでそのたびごとにコマンドを新しい描画制御ソフトウェアに渡すことにする。こうすれば古い図面の描画ソフトウェアに移行用のソフトウェアを付加し、それを新しい描画制御ソフトとのコマンド受け渡しに使う。こうすれば古いＣＡＤ図面が本発明の設計支援方式に移行させることができる。
【図面の簡単な説明】図１    ４進マークと４進数の対応
図２    ４進数のＸ，Ｙへの分解
図３    ４進マトリクスと対応するＸマトリクスとＹマトリクス
図４    位置マトリクスとコマンドマトリクスの種類
図５    ３ｘ３  位置マトリクスの配列
図６    ３ｘ３  ４進マークマトリクスの境界マーク
図７    実際の４信マーク間の関係
図８    ＸアドレスとＹアドレスの読み取り
図９    基底直線の検出
図１０  電子ペンの構成
図１１  ４ｘ４  ４進マトリクスの分類
図１２  電子ペン装着ＸＹプロッタの原理図
図１３  設計図面用マーク用紙の例
図１４  設計図面用マーク用紙を利用した手描画の例
図１５  基本図形コマンドの例
図１６  重要点の識別の一方法
図１７  基本図形コマンドとしての重要点の整理
図１８  設計図面の基本図形コマンド記述の一例
図１９  設計図面上の図面アドレスを用紙上の位置アドレスの関連付け
図２０  図面アドレスと位置アドレス関連付け処理
図２１  設計図面のＩＤ番号
図２２  設計図面の変更／修正
図２３  消去処理例
図２４  チェックマークの認識法の一例
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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