(57)【要約】【課題】  立体原画像に基づいて即座にプリントを行い、立体効果が得られる画像を得る。【解決手段】  顔などを三次元スキャンして、立体原画像１０をＸＹＺ座標系上に入力する。記録面Ｓｘｙ（ＸＹ平面）に二次元画素配列を定義し、各画素Ｇ（ｉ，ｊ）の中心点ＰからＺ軸に平行な参照線Ｒを引き、立体原画像１０との交点Ｑを求める。交点Ｑの位置に法線ベクトルＮを立て、投影面Ｓｙｚ（ＹＺ平面）への正射影である投影ベクトルＮ＊を求め、Ｚ軸に平行な基準軸Ａ＊との交差角ξ（−９０°〜＋９０°）を求める。−４５°〜＋４５°の範囲に分布するｎ通りの配置角度θを定め、各配置角度θで格子線が形成されたｎ通りの回折格子転写シートを用意する。印刷対象となる媒体を記録面Ｓｘｙ上に配置し、各画素内に、それぞれ「ξ／２」に近い配置角度θをもって格子線が配置された回折格子転写シートを転写する。【選択図】図４
2010020588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元構造をもった立体原画像を、プリント対象となる媒体の二次元表面上に疑似的にプリントするプリンタであって、
前記立体原画像の三次元形状データを入力する原画像入力部と、
入力した三次元形状データを格納する原画像格納部と、
所定の記録面上に定義された画素の配列からなる二次元画像のデータを格納する二次元画像格納部と、
前記二次元画像を構成する個々の画素についてそれぞれ代表点Ｐを定め、各代表点Ｐの位置にそれぞれ前記記録面に直交する参照線Ｒを引き、前記記録面の隣接位置に前記立体原画像を配置したときの各参照線Ｒと前記立体原画像の表面との交点Ｑを求める交点演算部と、
前記交点演算部によって求められた各交点Ｑについて、それぞれ前記立体原画像の表面に関する法線ベクトルＮを求める法線ベクトル演算部と、
基準軸Ａを含む所定の投影面を用いて、前記各法線ベクトルＮの前記投影面への正射影として得られる投影ベクトルＮ＊を求め、求めた各投影ベクトルＮ＊もしくはその延長線と前記基準軸Ａとの交差角ξを求める交差角演算部と、
前記交差角ξに対して単調増加もしくは単調減少し、１〜ｎの全ｎ通りの整数のいずれかをとる関数ｆ（ξ）を用いて、前記二次元画像を構成する個々の画素について求められた交差角ξに対する前記関数の値ｆ（ξ）を当該画素の画素値として前記二次元画像格納部に格納する画素値演算部と、
それぞれ所定の回折格子パターンを有する第１番目〜第ｎ番目までの合計ｎ種類の転写シートを供給する転写シート供給部と、
プリント対象となる媒体を供給する媒体供給部と、
前記媒体の表面上に、前記二次元画像を構成する画素配列に対応する単位領域配列を定義し、画素値ｋ（ｋ＝１〜ｎ）が与えられた画素に対応する単位領域に、第ｋ番目の転写シートを転写する転写処理部と、
を備え、
前記ｎ種類の転写シートに形成されている回折格子パターンの格子線の配置角度もしくは格子線の配置ピッチが、第１番目〜第ｎ番目の転写シートの順に単調増加もしくは単調減少するように設定されていることを特徴とする疑似立体プリンタ。
【請求項２】
請求項１に記載の疑似立体プリンタにおいて、
原画像入力部が、実在の三次元被写体を撮影もしくはスキャンすることにより、当該三次元被写体の表面形状を三次元形状データとして入力する装置によって構成されていることを特徴とする疑似立体プリンタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の疑似立体プリンタにおいて、
ＸＹＺ三次元直交座標系におけるＸＹ平面に記録面を定義し、ＹＺ平面に投影面を定義し、Ｚ軸に平行となるような基準軸Ａを定義し、
交差角演算部が、法線ベクトルＮをＸ軸方向に投影することによりＹＺ平面上に投影ベクトルＮ＊を求め、求めた投影ベクトルＮ＊もしくはその延長線と基準軸Ａとのなす角を交差角ξとすることを特徴とする疑似立体プリンタ。
【請求項４】
請求項３に記載の疑似立体プリンタにおいて、
転写シート供給部によって供給される第ｋ番目（ｋ＝１〜ｎ）の転写シートに形成されている格子線の所定の角度基準線に対する配置角度θｋが、所定の角度値α，βを用いて、θｋ＝α×（ｋ−１）／（ｎ−１）＋βで示されるように設定されており、
画素値演算部が、ｆ（ξ）＝Ｉｎｔ（（ξ＋９０°）／（１８０°／ｎ））＋１（ただし、Ｉｎｔ（ｘ）はｘの整数部を示す関数であり、ｆ（ξ）＞ｎの場合はｆ（ξ）＝ｎとする）なる式で定義される関数ｆ（ξ）を用いて画素値を演算することを特徴とする疑似立体プリンタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の疑似立体プリンタにおいて、
転写処理部が、ｎ種類の転写シートのうちの特定の１つを背景転写シートとして、この背景転写シートについての転写処理を最初に実行し、かつ、画素値に関わらず全画素に対応する単位領域に前記背景転写シートを転写する処理を行い、続いて、残りの転写シートを用いた転写処理を行う際に、前記背景転写シートによる転写層の上面に積層して転写する処理を行うことを特徴とする疑似立体プリンタ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の疑似立体プリンタにおいて、
転写処理部が、互いに異なる画素値を有する隣接画素に対応する隣接単位領域については、当該隣接単位領域の転写層間に空隙を確保した転写を行うことを特徴とする疑似立体プリンタ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の疑似立体プリンタにおいて、
立体原画像を撮影して得られる二次元撮影画像のデータを入力し、これを原画像格納部に格納する撮影画像入力部と、
プリント対象となる媒体の表面上に、前記二次元撮影画像を印刷する撮影画像印刷部と、
を更に備え、
転写シート供給部が、透明な転写層を有する転写シートを供給し、
転写処理部が、前記撮影画像印刷部によって前記二次元撮影画像が印刷された後の媒体上に転写シートの転写処理を行うことを特徴とする疑似立体プリンタ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の疑似立体プリンタにおいて、
二次元画像格納部に格納されている二次元画像に対してディザ処理を施すディザ処理部を更に備え、
転写処理部が、前記ディザ処理後の二次元画像の画素値に基づく転写処理を行うことを特徴とする疑似立体プリンタ。
【請求項９】
三次元構造をもった立体原画像を、プリント対象となる媒体の二次元表面上に疑似的にプリントするプリント方法であって、
コンピュータが、前記立体原画像の三次元形状データを入力する原画像入力段階と、
コンピュータが、所定の記録面上に定義された画素配列からなる二次元画像の画素値の格納場所を確保する二次元画像格納場所準備段階と、
コンピュータが、前記二次元画像を構成する個々の画素についてそれぞれ代表点Ｐを定め、各代表点Ｐの位置にそれぞれ前記記録面に直交する参照線Ｒを引き、前記記録面の隣接位置に前記立体原画像を配置したときの各参照線Ｒと前記立体原画像の表面との交点Ｑを求める交点演算段階と、
コンピュータが、前記交点演算段階によって求められた各交点Ｑについて、それぞれ前記立体原画像の表面に関する法線ベクトルＮを求める法線ベクトル演算段階と、
コンピュータが、基準軸Ａを含む所定の投影面を定義し、前記各法線ベクトルＮの前記投影面への正射影として得られる投影ベクトルＮ＊を求め、求めた各投影ベクトルＮ＊と前記基準軸Ａとの交差角ξを求める交差角演算段階と、
コンピュータが、前記交差角ξに対して単調増加もしくは単調減少し、１〜ｎの全ｎ通りの整数のいずれかをとる関数ｆ（ξ）に基づいて、前記二次元画像を構成する個々の画素について求められた交差角ξに対する前記関数の値ｆ（ξ）を当該画素の画素値として前記格納場所に格納する画素値演算段階と、
プリント対象となる媒体の表面上に、前記二次元画像を構成する画素配列に対応する単位領域配列を定義し、各単位領域に、所定の回折格子パターンを有する転写シートを転写する転写処理段階と、
を有し、
前記転写処理段階において、各単位領域に、それぞれ対応する画素の画素値ｋ（ｋ＝１〜ｎ）に応じて単調増加もしくは単調減少する「格子線の配置角度」もしくは「格子線の配置ピッチ」をもった回折格子パターンが転写されるようにすることを特徴とする立体原画像の疑似的プリント方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の疑似的プリント方法において、
立体原画像を撮影して得られる二次元撮影画像のデータを入力する撮影画像入力段階と、
プリント対象となる媒体の表面上に、前記二次元撮影画像を印刷する撮影画像印刷段階と、
を更に有し、
転写処理段階では、前記二次元撮影画像の印刷面上に、透明な転写シートの転写を行うことを特徴とする立体原画像の疑似的プリント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疑似立体プリンタおよび立体原画像の疑似的プリント方法に関し、特に、媒体上に回折格子を転写することにより、立体原画像を疑似的にプリントする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元画像を媒体上に印刷する装置として、様々なタイプの印刷機やプリンタが用いられている。一般的な印刷機を用いた印刷は、同一の版を用いて大量部数の印刷物を作成することが可能であるが、製版プロセスが必須になるため、小部数の印刷物を即座に必要とする用途には不向きである。これに対して、プリンタを用いた印刷は、製版プロセスが不要であり、小部数の印刷物を即座に制作するのに適している。
【０００３】
たとえば、下記の特許文献１および２には、ビデオカメラとプリンタとを組み込んだ顔写真シール作成機が開示されている。この顔写真シール作成機は、利用者の顔写真をその場で撮影し、撮影した顔写真をシール用紙上に即座にプリントして提供する機能を有しており、遊技施設、観光施設、街頭などに設置され、広く利用されている。
【０００４】
一方、平面的な媒体上に疑似的に立体効果を表現する方法として、回折格子を利用した方法が実用化されている。たとえば、下記の特許文献３および４には、予め所定の回折格子パターンが形成された転写シートを用意しておき、この転写シートを平面的な媒体上に転写することにより、立体効果をもった回折格子像を生成させる方法が開示されている。
【特許文献１】実用新案登録第３０１４７３３号公報
【特許文献２】特開平１０−３０７９０３号公報
【特許文献３】特開２００５−２４６８９３号公報
【特許文献４】特開２００６−４７７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献３，４にも開示されているとおり、立体原画像を平面的な媒体上に表現する手法として、回折格子を利用した方法が知られている。しかしながら、この方法では、まず、所定の立体効果をもった回折格子パターンが形成された転写シートを作成しておき、この転写シートを被転写物に転写する必要がある。したがって、この方法は、任意の立体原画像を即座にプリントする用途には不適切であり、たとえば、上述した特許文献１，２に開示されているような顔写真シール作成機などに利用して、立体効果をもった顔写真シール等を作成する用途に利用することはできない。
【０００６】
そこで本発明は、任意の立体原画像に基づいて、即座にプリントを行うことができ、かつ、観察時に立体効果が得られる画像を媒体上にプリントすることができる疑似立体プリンタおよび疑似的プリント方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
(1)   本発明の第１の態様は、三次元構造をもった立体原画像を、プリント対象となる媒体の二次元表面上に疑似的にプリントする疑似立体プリンタにおいて、
立体原画像の三次元形状データを入力する原画像入力部と、
入力した三次元形状データを格納する原画像格納部と、
所定の記録面上に定義された画素の配列からなる二次元画像のデータを格納する二次元画像格納部と、
この二次元画像を構成する個々の画素についてそれぞれ代表点Ｐを定め、各代表点Ｐの位置にそれぞれ記録面に直交する参照線Ｒを引き、記録面の隣接位置に立体原画像を配置したときの各参照線Ｒと立体原画像の表面との交点Ｑを求める交点演算部と、
交点演算部によって求められた各交点Ｑについて、それぞれ立体原画像の表面に関する法線ベクトルＮを求める法線ベクトル演算部と、
基準軸Ａを含む所定の投影面を用いて、各法線ベクトルＮの投影面への正射影として得られる投影ベクトルＮ＊を求め、求めた各投影ベクトルＮ＊もしくはその延長線と基準軸Ａとの交差角ξを求める交差角演算部と、
交差角ξに対して単調増加もしくは単調減少し、１〜ｎの全ｎ通りの整数のいずれかをとる関数ｆ（ξ）を用いて、二次元画像を構成する個々の画素について求められた交差角ξに対する関数の値ｆ（ξ）を当該画素の画素値として二次元画像格納部に格納する画素値演算部と、
それぞれ所定の回折格子パターンを有する第１番目〜第ｎ番目までの合計ｎ種類の転写シートを供給する転写シート供給部と、
プリント対象となる媒体を供給する媒体供給部と、
媒体の表面上に、二次元画像を構成する画素配列に対応する単位領域配列を定義し、画素値ｋ（ｋ＝１〜ｎ）が与えられた画素に対応する単位領域に、第ｋ番目の転写シートを転写する転写処理部と、
を設け、
ｎ種類の転写シートに形成されている回折格子パターンの格子線の配置角度もしくは格子線の配置ピッチが、第１番目〜第ｎ番目の転写シートの順に単調増加もしくは単調減少するように設定したものである。
【０００８】
(2)   本発明の第２の態様は、上述の第１の態様に係る疑似立体プリンタにおいて、
原画像入力部を、実在の三次元被写体を撮影もしくはスキャンすることにより、当該三次元被写体の表面形状を三次元形状データとして入力する装置によって構成したものである。
【０００９】
(3)   本発明の第３の態様は、上述の第１または第２の態様に係る疑似立体プリンタにおいて、
ＸＹＺ三次元直交座標系におけるＸＹ平面に記録面を定義し、ＹＺ平面に投影面を定義し、Ｚ軸に平行となるような基準軸Ａを定義し、
交差角演算部が、法線ベクトルＮをＸ軸方向に投影することによりＹＺ平面上に投影ベクトルＮ＊を求め、求めた投影ベクトルＮ＊もしくはその延長線と基準軸Ａとのなす角を交差角ξとするようにしたものである。
【００１０】
(4)   本発明の第４の態様は、上述の第３の態様に係る疑似立体プリンタにおいて、
転写シート供給部によって供給される第ｋ番目（ｋ＝１〜ｎ）の転写シートに形成されている格子線の所定の角度基準線に対する配置角度θｋが、所定の角度値α，βを用いて、θｋ＝α×（ｋ−１）／（ｎ−１）＋βで示されるように設定されており、
画素値演算部が、ｆ（ξ）＝Ｉｎｔ（（ξ＋９０°）／（１８０°／ｎ））＋１（ただし、Ｉｎｔ（ｘ）はｘの整数部を示す関数であり、ｆ（ξ）＞ｎの場合はｆ（ξ）＝ｎとする）なる式で定義される関数ｆ（ξ）を用いて画素値を演算するようにしたものである。
【００１１】
(5)   本発明の第５の態様は、上述の第１〜第４の態様に係る疑似立体プリンタにおいて、
転写処理部が、ｎ種類の転写シートのうちの特定の１つを背景転写シートとして、この背景転写シートについての転写処理を最初に実行し、かつ、画素値に関わらず全画素に対応する単位領域に背景転写シートを転写する処理を行い、続いて、残りの転写シートを用いた転写処理を行う際に、背景転写シートによる転写層の上面に積層して転写する処理を行うようにしたものである。
【００１２】
(6)   本発明の第６の態様は、上述の第１〜第４の態様に係る疑似立体プリンタにおいて、
転写処理部が、互いに異なる画素値を有する隣接画素に対応する隣接単位領域については、当該隣接単位領域の転写層間に空隙を確保した転写を行うようにしたものである。
【００１３】
(7)   本発明の第５の態様は、上述の第１〜第６の態様に係る疑似立体プリンタにおいて、
立体原画像を撮影して得られる二次元撮影画像のデータを入力し、これを原画像格納部に格納する撮影画像入力部と、
プリント対象となる媒体の表面上に、二次元撮影画像を印刷する撮影画像印刷部と、
を更に設け、
転写シート供給部が、透明な転写層を有する転写シートを供給し、
転写処理部が、撮影画像印刷部によって二次元撮影画像が印刷された後の媒体上に転写シートの転写処理を行うようにしたものである。
【００１４】
(8)   本発明の第８の態様は、上述の第１〜第７の態様に係る疑似立体プリンタにおいて、
二次元画像格納部に格納されている二次元画像に対してディザ処理を施すディザ処理部を更に設け、
転写処理部が、ディザ処理後の二次元画像の画素値に基づく転写処理を行うようにしたものである。
【００１５】
(9)   本発明の第９の態様は、三次元構造をもった立体原画像を、プリント対象となる媒体の二次元表面上に疑似的にプリントする疑似的プリント方法において、
コンピュータが、立体原画像の三次元形状データを入力する原画像入力段階と、
コンピュータが、所定の記録面上に定義された画素配列からなる二次元画像の画素値の格納場所を確保する二次元画像格納場所準備段階と、
コンピュータが、二次元画像を構成する個々の画素についてそれぞれ代表点Ｐを定め、各代表点Ｐの位置にそれぞれ記録面に直交する参照線Ｒを引き、記録面の隣接位置に立体原画像を配置したときの各参照線Ｒと立体原画像の表面との交点Ｑを求める交点演算段階と、
コンピュータが、交点演算段階によって求められた各交点Ｑについて、それぞれ立体原画像の表面に関する法線ベクトルＮを求める法線ベクトル演算段階と、
コンピュータが、基準軸Ａを含む所定の投影面を定義し、各法線ベクトルＮの投影面への正射影として得られる投影ベクトルＮ＊を求め、求めた各投影ベクトルＮ＊と基準軸Ａとの交差角ξを求める交差角演算段階と、
コンピュータが、交差角ξに対して単調増加もしくは単調減少し、１〜ｎの全ｎ通りの整数のいずれかをとる関数ｆ（ξ）に基づいて、二次元画像を構成する個々の画素について求められた交差角ξに対する関数の値ｆ（ξ）を当該画素の画素値として格納場所に格納する画素値演算段階と、
プリント対象となる媒体の表面上に、二次元画像を構成する画素配列に対応する単位領域配列を定義し、各単位領域に、所定の回折格子パターンを有する転写シートを転写する転写処理段階と、
を有し、
転写処理段階において、各単位領域に、それぞれ対応する画素の画素値ｋ（ｋ＝１〜ｎ）に応じて単調増加もしくは単調減少する「格子線の配置角度」もしくは「格子線の配置ピッチ」をもった回折格子パターンが転写されるようにしたものである。
【００１６】
(10)  本発明の第１０の態様は、上述の第９の態様に係る疑似的プリント方法において、
立体原画像を撮影して得られる二次元撮影画像のデータを入力する撮影画像入力段階と、
プリント対象となる媒体の表面上に、二次元撮影画像を印刷する撮影画像印刷段階と、
を更に行い、
転写処理段階では、二次元撮影画像の印刷面上に、透明な転写シートの転写を行うようにしたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、立体原画像の表面各部の向きの情報を法線ベクトルＮとして抽出し、媒体上で個々の画素を構成する単位領域に、法線ベクトルＮの向きに応じた格子線配置角度もしくは格子線配置ピッチをもった回折格子パターンを転写するようにしたため、任意の立体原画像に基づいて、即座にプリントを行うことができ、かつ、観察時に立体効果が得られる画像を媒体上にプリントすることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
＜＜＜  §１．  本発明に係るプリンタの基本構成  ＞＞＞
図１は、本発明に係る疑似立体プリンタの基本構成を示すブロック図である。このプリンタは、三次元構造をもった立体原画像１０（ここでは、人物の顔の例を示す）を、プリント対象となる媒体２０の二次元表面上に疑似的にプリントする機能を有している。
【００２０】
図示のとおり、このプリンタは、大別して、データ入力ユニット１００、データ処理ユニット２００、プリント処理ユニット３００によって構成されている。これらの各ユニットは、従来の一般的な顔写真シール作成機とほぼ同じ大きさの装置筐体に組み込むことが可能であり、従来の顔写真シール作成機と同様に、利用者の顔写真をその場で撮影し、撮影した顔写真を即座にプリントして提供する機能を有している。したがって、遊技施設、観光施設、街頭などに設置して、利用に供することができる。しかも、利用者に提供される顔写真は、媒体の二次元表面上に形成されているにもかかわらず、疑似的に立体効果が得られる画像になる。
【００２１】
図１にブロックとして示すデータ入力ユニット１００は、立体原画像１０を示す三次元形状データを取り込む作業を行うユニットである。ここに示す実施形態の場合、データ入力ユニット１００は、人物の顔から三次元形状データを取り込む機能を有しており、立体カメラや三次元スキャナによって構成されている。
【００２２】
また、データ処理ユニット２００は、データ入力ユニット１００によって取り込まれた三次元形状データに基づいて、二次元画像データを作成する処理を行うユニットであり、実際には、コンピュータに専用のプログラムを組み込むことによって実現される。通常、三次元形状データを二次元画像データに変換する処理は、立体構造体を所定の投影面に投影する幾何学的な演算処理によって行われるが、本発明の場合、非常にユニークな方法で二次元画像を生成する処理が行われる。その具体的なアルゴリズムについては、後に詳述する。
【００２３】
一方、プリント処理ユニット３００は、データ処理ユニット２００で作成された二次元画像データに基づいて、媒体２０上に二次元画像の印刷を行うユニットである。ただ、ここで行われる印刷は、インキを用いた一般的な二次元画像の印刷ではなく、回折格子パターンが形成された転写シートを転写することによって行われる。このように、本発明に係るプリンタは、媒体２０上に回折格子パターンが形成された転写シートを転写することにより、疑似的に立体効果が得られる画像を媒体２０上にプリントすることができる。
【００２４】
図２は、図１に示す疑似立体プリンタによって作成された印刷物、すなわち、回折格子パターンが記録された媒体２０の拡大表面図である。図示のとおり、この印刷物上には多数の画素が配列されており、個々の画素内には、それぞれ所定方向を向いた格子線からなる回折格子が配置されている。
【００２５】
なお、図２では、説明の便宜上、個々の格子線を肉眼観察可能な線として描いているが、実際には、これら格子線のピッチは、回折格子を形成することが可能な寸法値（この例の場合は１μｍに設定している）に設定されており、個々の格子線は肉眼では観察できない。回折格子を形成するためには、通常、格子線ピッチを０．５μｍ〜１０μｍ程度にする必要がある。一方、図に正方形で示す個々の画素の寸法も、肉眼観察したときに粒状感が生じない程度の微小寸法（この例の場合は４８μｍ）に設定されている。また、図２には、画素間の境界が線で示されているが、これらの境界線は概念的に定義された画素を示すために便宜上描いたものである。
【００２６】
結局、図１に示す装置は、立体原画像１０となる利用者の顔から三次元形状データを入力し、この三次元形状データに基づいて二次元画像データを生成し、この二次元画像データに基づいて、媒体２０の表面上に二次元画像を印刷する機能を有している。そして、印刷後に得られる媒体２０の表面には、図２に示すように、個々の画素に対応する単位領域ごとに、それぞれ所定の配置角度をもった格子線からなる回折格子が形成され、これらの回折格子によって、立体原画像１０の立体感が疑似的に再現されることになる。
【００２７】
図２に示す媒体２０は、個々の画素に、３通りの格子線配置角度をもった回折格子のいずれかを転写した例である。すなわち、この媒体２０上には、配置角度−４５°をもった格子線（左上から右下へ向かう格子線）を有する回折格子が配置された画素Ｇ１、配置角度０°をもった格子線（水平な格子線）を有する回折格子が配置された画素Ｇ２、配置角度＋４５°をもった格子線（右上から左下へ向かう格子線）を有する回折格子が配置された画素Ｇ３、の集合体により二次元画像が形成されている。
【００２８】
このように表面に回折格子が形成された媒体２０は、観察時に生じる照明光の回折現象により、疑似的な立体視効果が得られることが知られている。もっとも、図２に示す例は、３通りの格子線配置角度をもった回折格子を用いた例であるため、それほど大きな立体視効果を得ることはできない。したがって、実用上は、後述する実施例のように、１０通り程度の格子線配置角度をもった回折格子を用いるのが好ましい。
【００２９】
＜＜＜  §２．  本発明の基本的な実施形態に係るプリンタ  ＞＞＞
続いて、本発明の基本的な実施形態に係る疑似立体プリンタの構成を、図３のブロック図に基づいて説明する。図３において、一点鎖線で囲った構成要素１００，２００，３００は、それぞれ図１に示したデータ入力ユニット１００，データ処理ユニット２００，プリント処理ユニット３００である。なお、図３に示す実線の矢印は電気信号の流れを示し、破線の矢印はその他の関連を示している。
【００３０】
前述したとおり、データ入力ユニット１００は、立体原画像１０を示す三次元形状データを取り込む作業を行うユニットであり、原画像入力部１１０によって構成されている。ここに示す実施形態の場合、原画像入力部１１０は、複数のカメラを用いた撮影システムによって様々な角度から利用者の顔（立体原画像１０）を撮影し、これら撮影画像に基づいて、利用者の顔の表面を示す三次元形状データを生成する装置によって構成されている。このように、実在の三次元被写体を様々な方向から撮影し、当該物体の三次元形状データを生成する装置は、既に実用化された公知の装置であるため、ここでは、この原画像入力部１１０の具体的な構成についての説明は省略する。
【００３１】
もちろん、原画像入力部１１０は、必ずしも複数のカメラを用いた撮影システムによって構成する必要はない。実在の三次元被写体から三次元形状データを取り込む装置としては、レンジスキャナ装置など、様々な三次元スキャナも利用されており、これらの装置を原画像入力部１１０として利用してもかまわない。すなわち、原画像入力部１１０は、実在の三次元被写体を撮影もしくはスキャンすることにより、当該三次元被写体の表面形状を三次元形状データとして入力する機能をもった任意の装置によって構成することができる。
【００３２】
また、ここで述べる基本的な実施形態は、利用者の顔から取り込んだ三次元形状データに基づいて、直ちにプリントを行う機能を有する装置を意図したものであるため、原画像入力部１１０として、利用者の顔を撮影したりスキャンしたりする機能をもった装置を用いているが、原画像入力部１１０は、必ずしも、撮影やスキャンを行う機能を有している必要はない。
【００３３】
たとえば、利用者が別なシステムで作成した三次元形状データを既に保有している場合は、当該三次元形状データをＣＤ−ＲやＵＳＢメモリなどのデータ記録媒体に記録して持ち込むようにすれば、本発明に係るプリンタを利用することができる。この場合、利用者の顔を撮影したりスキャンしたりして三次元形状データを取り込む代わりに、利用者が持ち込んだＣＤ−ＲやＵＳＢメモリなどのデータ記録媒体から三次元形状データを読み込む処理を行うことができればよいので、原画像入力部１１０は、ＣＤドライブ装置や、ＵＳＢメモリ読み込み装置などによって構成することができる。
【００３４】
もちろん、利用者は、インターネットなどのネットワークを通じて、三次元形状データを送信することもできる。この場合、原画像入力部１１０は、送信されてきた三次元形状データを受信する機能を果たすだけでよいので、通信機能を備えたデータ受信装置によって構成することができる。
【００３５】
また、ここで述べる基本的な実施形態では、「利用者の顔」という実在の物体を立体原画像１０として利用しているが、本発明で利用する立体原画像１０は、必ずしも実在の物体の画像である必要はない。たとえば、ＣＧなどで立体原画像１０を人為的に作成することも可能である。立体原画像１０を人為的に作成した場合は、既に三次元形状データが用意されているわけであるから、原画像入力部１１０は、単に、当該三次元形状データを入力する機能を有していれば足りる。
【００３６】
要するに、本発明における原画像入力部１１０は、実在の物体であるか、ＣＧなどで作成された仮想物体であるかを問わず、何らかの立体原画像１０の三次元形状データを何らかの方法で入力する機能を有していれば、どのような装置によって構成してもかまわない。
【００３７】
一方、データ処理ユニット２００は、こうして取り込まれた三次元形状データに基づいて、二次元画像データを作成する処理を行うユニットであり、実際には、コンピュータに専用のプログラムを組み込むことによって実現される構成要素である。図３に示すとおり、このデータ処理ユニット２００は、原画像格納部２１０、交点演算部２２０、法線ベクトル演算部２３０、交差角演算部２４０、画素値演算部２５０、二次元画像格納部２６０によって構成されている。以下、これら各構成要素の機能を説明する。
【００３８】
まず、原画像格納部２１０は、原画像入力部１１０が入力した三次元形状データＤ１を格納する構成要素であり、コンピュータ用のハードディスクなどの記憶装置によって構成される。三次元形状データＤ１は、前述したとおり、実在もしくは仮想の立体原画像１０を表現するためのデータであり、通常、ＸＹＺ三次元座標系上で三次元構造体の表面形状を定義するデータとして与えられる。具体的には、立体原画像１０の表面を多数のポリゴンに置き換え、個々のポリゴンの頂点座標を示す座標データとして三次元形状データＤ１を用意する方法や、立体原画像１０の表面を数式で表現可能なパラメトリック曲面に置き換え、個々のパラメトリック曲面を規定するパラメータを示すデータとして三次元形状データＤ１を用意する方法が知られている。
【００３９】
このデータ処理ユニット２００によるデータ処理の目的は、原画像格納部２１０内に格納されている三次元形状データＤ１に基づいて、二次元画像データＤ２を作成することにある。交点演算部２２０、法線ベクトル演算部２３０、交差角演算部２４０、画素値演算部２５０は、この二次元画像データＤ２を作成するための処理を行う構成要素であり、実際には、この処理は、コンピュータに組み込まれた専用プログラムによって実行されることになる。二次元画像データＤ２を構成する個々の画素値を決定する具体的な手法については、§３で詳述する。一方、二次元画像格納部２６０は、こうして作成された二次元画像データＤ２を格納する構成要素であり、コンピュータ用のハードディスクなどの記憶装置によって構成される。
【００４０】
ここで作成される二次元画像データＤ２は、一般的な二次元画像データと同様に、それぞれ所定の画素値を有する多数の画素の配列からなるデータであるが、立体原画像１０の単なる二次元投影画像を示すものではなく、立体原画像１０を構成する個々の微小表面に立てた法線の向きを示すものになる。
【００４１】
図３に示す二次元画像格納部２６０内には、６行８列の画素配列からなる二次元画像データＤ２が例示され、第ｉ行第ｊ列目の画素Ｇ（ｉ，ｊ）が例示されているが、実際には、より多数の画素が定義されることになる。ただ、以下の説明では、便宜上、６行８列の画素配列からなる二次元画像データＤ２を用いた説明を行うことにする。この二次元画像データＤ２として定義される画素配列は、図２に示す媒体２０上に形成される画素配列（単位領域配列）に対応する。
【００４２】
媒体２０上の画素（単位領域）内には、回折格子が転写されることになるので、個々の画素は、回折格子（回折現象を生じさせることができる格子線の集合体）を形成するのに十分な大きさを有するセルである必要があり、そのためには、一辺の寸法が１０μｍ以上の正方形もしくはこれに準じた大きさをもつ任意形状のセルとする必要がある。ただ、画素の大きさがあまり大きくなると、肉眼で観察したときの解像度が低下し、滑らかな表現を行うことができなくなるので、実用上は、各画素を、一辺の寸法が５００μｍ以下の正方形もしくはこれに準じた大きさをもつ任意形状のセルとするのが好ましい。
【００４３】
結局、媒体２０上の個々の画素（単位領域）は、一辺の寸法が１０μｍ〜５００μｍの正方形もしくはこれに準じた大きさをもつ任意形状のセルによって構成するのが好ましい。なお、ここでは、正方形のセルによって１つの画素を形成した例を述べるが、もちろん、個々の画素の形状は、正方形に限定されるものではなく、その他の四角形や円などの任意形状のものであってかまわない。ただ、回折格子は個々の画素内部にしか形成されないので、回折効率を高め、より明るい再生像を得るためには、隣接画素間に空隙が生じない矩形の画素を用いるのが好ましい。
【００４４】
このように、二次元画像格納部２６０内に得られる二次元画像データＤ２は、「二次元平面上に定義された画素配列を示すデータである」という点では、一般的な二次元画像データと何ら変わりはない。ただ、個々の画素のもつ画素値の意味合いが、一般的な二次元画像データと若干異なっている。すなわち、一般的な二次元画像データの場合、個々の画素のもつ画素値は、当該画素位置における画像の階調値を示すものであるが、本発明の場合、個々の画素のもつ画素値は、プリント処理ユニット３００によるプリント処理（転写処理）で用いられる転写シートの番号を示す値ということになる。
【００４５】
たとえば、図２に示す例は、前述したとおり、３通りの回折格子を用いてプリントを行った例である。このようなプリントを行うためには、画素Ｇ１には画素値「１」を与え、画素Ｇ２には画素値「２」を与え、画素Ｇ３には画素値「３」を与えた二次元画像データＤ２を作成しておき、画素値「１」をもつ画素内には第１番目の転写シート（配置角度−４５°をもった回折格子パターンを有するシート）を転写し、画素値「２」をもつ画素内には第２番目の転写シート（配置角度０°をもった回折格子パターンを有するシート）を転写し、画素値「３」をもつ画素内には第３番目の転写シート（配置角度＋４５°をもった回折格子パターンを有するシート）を転写すればよい。
【００４６】
プリント処理ユニット３００は、二次元画像格納部２６０内に格納されている二次元画像データＤ２に基づいて、媒体２０上に転写シートを転写する処理を行う機能を有し、図示のとおり、転写シート供給部３１０、転写処理部３２０、媒体供給部３３０によって構成されている。
【００４７】
転写シート供給部３１０は、それぞれ所定の回折格子パターンを有する第１番目〜第ｎ番目までの合計ｎ種類の転写シートを供給する構成要素である。具体的な転写シートの構造は§５で詳述する。図３には、転写シート供給部３１０が、Ｔ１〜Ｔｎまでのｎ種類の転写シートを保持しており、その中から第ｋ番目の転写シートＴｋを供給した状態が示されている。
【００４８】
一方、媒体供給部３３０は、プリント対象となる媒体２０を供給する構成要素である。ここでは、媒体２０としてシール用紙を用いた例を説明する。このシール用紙は、用紙本体の裏面に、粘着層を介して台紙が貼り付けられた紙であり、用紙本体の表面に印刷（回折格子パターンを有する転写シートの転写）が行われた後、裏面の台紙を剥がすことにより、用紙本体を任意の物体に貼り付けることができる。このようなシール用紙は、従来の一般的な顔写真シール作成機で用いられているものである。
【００４９】
もちろん、媒体供給部３３０によって供給される媒体２０は、どのような媒体であってもかまわない。材質も紙に限定されるものではなく、合成樹脂や布などを媒体２０として用いることもできる。また、媒体２０の表面は必ずしも平面である必要はなく、曲面であってもかまわない。たとえば、飲料用マグカップなどを媒体２０として用いるのであれば、媒体供給部３３０は、このマグカップを供給する機能を果たし、マグカップの表面に転写シールが転写されることになる。
【００５０】
転写処理部３２０は、媒体供給部３３０から供給された媒体２０の表面上に、二次元画像データＤ２によって示される二次元画像を構成する画素配列に対応する単位領域配列を定義し、第ｋ番目の画素値ｋ（ｋ＝１〜ｎ）が与えられた画素に対応する単位領域に、第ｋ番目の転写シートＴｋを転写する処理を行う。具体的な転写処理方法については§５で詳述する。
【００５１】
たとえば、図２に示すような印刷物を得るためには、ｎ＝３に設定し、転写シート供給部３１０内に、３種類の転写シートＴ１（格子線配置角度−４５°）、Ｔ２（格子線配置角度０°）、Ｔ３（格子線配置角度＋４５°）を用意しておけばよい。そして、まず、転写シート供給部３１０から第１番目の転写シートＴ１を供給し、転写処理部３２０による転写処理を行う。すなわち、二次元画像データＤ２を参照して、画素値「１」をもつ画素Ｇ１に対応する媒体２０上の単位領域に対してのみ、転写シートＴ１の転写を行う。続いて、転写シート供給部３１０から第２番目の転写シートＴ２を供給し、転写処理部３２０による転写処理を行う。今度は、画素値「２」をもつ画素Ｇ２に対応する媒体２０上の単位領域に対してのみ、転写シートＴ２の転写を行うことになる。最後に、転写シート供給部３１０から第３番目の転写シートＴ３を供給し、転写処理部３２０による転写処理を行う。これにより、画素値「３」をもつ画素Ｇ３に対応する媒体２０上の単位領域に対してのみ、転写シートＴ３の転写が行われる。
【００５２】
＜＜＜  §３．  画素値の決定アルゴリズム  ＞＞＞
既に述べたとおり、図３に示す二次元画像格納部２６０内に格納される二次元画像データＤ２は、個々の画素Ｇ（ｉ，ｊ）の画素値を示すデータであり、この画素値は、交点演算部２２０、法線ベクトル演算部２３０、交差角演算部２４０、画素値演算部２５０によって決定される。ここで、この画素値は、立体原画像１０を構成する個々の微小表面に立てた法線の向きを示すものであり、プリント処理ユニット３００によるプリント処理（転写処理）で用いられる転写シートの番号を示す値として用いられる。以下、この画素値の決定処理のアルゴリズムを説明するとともに、立体原画像１０の三次元構造が、回折格子パターンが転写された印刷物上で疑似的に表現される理由を述べる。
【００５３】
図４は、図３に示す疑似立体プリンタにおける二次元画像の画素値決定処理の基本原理を示す斜視図である。ここでは、説明の便宜上、図示のとおり、ＸＹＺ三次元直交座標系を定義し、ＸＹ平面上に記録面Ｓｘｙを定義し、ＹＺ平面上に投影面Ｓｙｚを定義し、Ｚ軸上に基準軸Ａ（基準軸Ａの向きは、便宜上、Ｚ軸とは逆方向にする）を定義する。
【００５４】
記録面Ｓｘｙは、媒体２０の印刷面に対応する面であり、図示のとおり、この記録面Ｓｘｙ上に画素Ｇ（ｉ，ｊ）からなる二次元画素配列が定義される。前述したとおり、実際の媒体２０上には、この二次元画素配列に対応した画素（単位領域）の配列が定義される。図４には、説明の便宜上、６行８列の単純な画素配列を定義した例を示すが、実際には、立体原画像１０を表現するのに十分な解像度をもった画素配列の定義が行われる。
【００５５】
図示のとおり、記録面Ｓｘｙの隣接位置には、立体原画像１０が配置される。既に述べたとおり、立体原画像１０は、三次元形状データＤ１として原画像格納部２１０に取り込まれており、この三次元形状データＤ１を、ＸＹＺ三次元座標系内で形状を定義できる形式のデータによって構成しておけば、記録面Ｓｘｙの隣接位置に立体原画像１０を定義することができる。記録面Ｓｘｙ上に定義された二次元画素配列の第ｉ行第ｊ列目の画素Ｇ（ｉ，ｊ）の画素値は、この立体原画像１０の表面の情報を利用して、次のような方法で決定される。
【００５６】
まず、画素Ｇ（ｉ，ｊ）について代表点Ｐを定める。代表点Ｐは、画素Ｇ（ｉ，ｊ）内の点（画素の輪郭線上の点でもよい）であれば、どの位置に定めてもかまわない。たとえば、各画素の左上隅点を代表点Ｐに定めてもかまわないが、ここで述べる実施形態では、各画素の中心点を代表点Ｐに定めることにする。図４に示す代表点Ｐは、画素Ｇ（ｉ，ｊ）の中心点である。
【００５７】
続いて、代表点Ｐの位置に記録面Ｓｘｙに直交する参照線Ｒを引く。ここに示す実施形態の場合、記録面ＳｘｙはＸＹ平面上に定義された面であるから、参照線Ｒは、図に一点鎖線で示すとおり、Ｚ軸に平行な線になる。そして、この参照線Ｒと立体原画像１０の表面との交点Ｑを求め、更に、この交点Ｑについて、立体原画像１０の表面に関する法線ベクトルＮを求める（図では、矢印で示してある）。この法線ベクトルＮは、交点Ｑを始点として、交点Ｑを含む立体原画像１０の微小表面に対して垂直外方へ向かう単位ベクトルであり、交点Ｑの位置における立体原画像１０の表面の向きを示す情報をもっている。
【００５８】
なお、立体原画像１０の形状によっては、１本の参照線Ｒについて複数の交点が求まる場合もある。たとえば、図５は、代表点Ｐから伸びた参照線Ｒについて、４個の交点Ｑ１〜Ｑ４が求まる例を示す側面図である。この場合、個々の交点Ｑ１〜Ｑ４のそれぞれについて、図示のとおり、法線ベクトルＮ１〜Ｎ４が得られるが、その中で、記録面Ｓｘｙに最も近い交点Ｑ１および法線ベクトルＮ１を、当該代表点Ｐについての交点Ｑおよび法線ベクトルＮとして採用すればよい。これは、記録面Ｓｘｙ側から立体原画像１０を観察した場合、交点Ｑ２〜Ｑ４は隠面上の点となるので、法線ベクトルＮ２〜Ｎ４の情報を記録面Ｓｘｙ上に記録する必要はないからである。
【００５９】
また、図５に示す代表点Ｐ′のように、参照線Ｒ′を伸ばしても、立体原画像１０と交差しない場合もある。このような代表点Ｐ′をもつ画素については、交点が定義されず、法線ベクトルも定義されないので、画素値の定義もなされないことになる。このように画素値が定義されない画素については、最終的に、プリント処理ユニット３００による回折格子パターンの転写が行われないことになるが、もともと立体原画像１０が存在しない背景部分に相当する領域なので、回折格子パターンの転写が行われなくても問題はない。
【００６０】
ただ、このような背景部分についても、何らかの回折格子パターンを転写した方が好ましい場合には、図５に例示するように、立体原画像１０の後方に背景面１１（立体原画像の一部として取り扱えばよい）を定義すればよい。図示の例の場合、背景面１１として、記録面Ｓｘｙに平行な面を定義している。この場合、代表点Ｐ′をもつ画素については、交点Ｑ′が求まり、基準軸Ａに平行な法線ベクトルＮ′が求まることになる。
【００６１】
次に、こうして求められた法線ベクトルＮを投影面Ｓｙｚへ投影した正射影として、投影ベクトルＮ＊が求められる。すなわち、図４に示すように、法線ベクトルＮをＸ軸方向へ投影したときに、投影面Ｓｙｚ（ＹＺ平面）に得られる投影像が投影ベクトルＮ＊になる。なお、ここに示す実施形態の場合、投影面Ｓｙｚを記録面Ｓｘｙに直交する面として定義しているが、投影面は必ずしも記録面に直交する面にする必要はない。また、投影ベクトルＮ＊は、必ずしも法線ベクトルＮの正射影像とする必要はなく、任意の方向への投影像としてもかまわない。ただ、立体原画像１０の三次元構造をできるだけ忠実に再現できるようにするため、実用上は、ここに述べる実施形態のように、記録面Ｓｘｙに直交する投影面Ｓｙｚを定義し、法線ベクトルＮの正射影像を投影ベクトルＮ＊とするのが好ましい。
【００６２】
続いて、投影ベクトルＮ＊もしくはその延長線と基準軸Ａとの交差角ξを求める。ここに示す実施形態では、基準軸ＡをＺ軸上にとっているため、投影ベクトルＮ＊もしくはその延長線とＺ軸とのなす角として、交差角ξが求められる。図４では、説明の便宜上、交点Ｑの投影面Ｓｙｚ上の投影像を投影点Ｑ＊とし、この投影点Ｑ＊を始点とする投影ベクトルＮ＊と、基準軸Ａを平行移動して得られる軸Ａ＊とのなす角として、交差角ξを定義した例が示されているが、これは投影ベクトルＮ＊もしくはその延長線と基準軸Ａとのなす角を交差角ξとすることと等価である。
【００６３】
ここに示す実施形態の場合、基準軸Ａの向きを、Ｚ軸とは逆方向に定義しているため、交差角ξは、図６(a) に示すように、−９０°〜＋９０°の範囲内の鋭角として定義される。なお、図５に示す法線ベクトルＮ２，Ｎ４については、交差角ξが鈍角となるが、これらは隠面に位置する交点Ｑ２，Ｑ４についての法線であるため、前述したとおり、採用されることはない。もっとも、基準軸Ａは、必ずしもＺ軸に平行な軸に設定する必要はなく、投影面Ｓｙｚに含まれる軸であれば、どのような向きの軸を基準軸に設定してもかまわない。たとえば、Ｙ軸に平行な軸を基準軸に設定すれば、交差角ξは０°〜１８０°の範囲内の角として定義されることになる。
【００６４】
こうして得られた交差角ξは、交点Ｑの位置における立体原画像１０の微小表面のＹ軸方向（図４における上下方向）に関するの傾斜度を示す値ということになる。すなわち、基準軸Ａの向きをＺ軸とは逆方向に定義した場合、交差角ξ＝０°が得られた交点Ｑの近傍面は、ＸＹ平面に平行な微小表面であり、交差角ξが＋９０°へ向かって増加してゆくと、当該微小表面はＹ軸正方向（図４における上方）へと傾斜してゆき、交差角ξが−９０°へ向かって減少してゆくと、当該微小表面はＹ軸負方向（図４における下方）へと傾斜してゆくことになる。
【００６５】
本発明の基本概念は、このような立体原画像１０を構成する個々の微小表面の傾斜の情報を、媒体２０上に形成された回折格子パターンの格子線の配置角度のバリエーションとして表現することにある。そのためには、交差角ξに対して単調増加もしくは単調減少するような配置角度θを定義し、交差角ξが得られた画素に対応する媒体２０上の単位領域には、当該交差角ξに対応する配置角度θをもった回折格子パターンを転写するようにすればよい。
【００６６】
たとえば、−４５°〜＋４５°の範囲に分布する配置角度θをもったｎ通りの回折格子パターンを利用する場合、図６(a) に示す交差角ξを図６(b) に示す配置角度θに対応づければよい。図６(a) に示す交差角ξは、上述したとおり、−９０°〜＋９０°の範囲に分布する角度であるのに対して、図６(b) に示す配置角度θは、−４５°〜＋４５°の範囲に分布する角度であるので、たとえば、θ＝ξ／２のような線形関係式を定義すれば、交差角ξに基づいて配置角度θを一義的に決定することができる。なお、格子線Ｌの配置角度θは、媒体２０上に定義された所定の角度基準線Ｂ（たとえば、図２に示す媒体２０の水平方向の輪郭線）に対する格子線Ｌのなす角度として定義されている。
【００６７】
ただ、実際には、回折格子パターンの格子線配置角度θは任意の連続量として定義できる値ではなく、ｎ通りのいずれかをとる離散的な値として定義せざるを得ない。たとえば、図２に示す例は、ｎ＝３の場合の例であり、媒体２０上の各画素（単位領域）には、配置角度−４５°，０°，＋４５°の３通りのいずれかの回折格子パターンを選択的に転写する必要がある。したがって、実際には、θ＝ξ／２のような線形関係式に基づいて配置角度θを算出したとしても、当該算出値に最も近い配置角度をもった回折格子パターンを選択して転写することになる。
【００６８】
たとえば、−９０°≦ξ＜−３０°の範囲内の交差角ξが得られた画素に対応する単位領域には、配置角度θ＝−４５°で格子線Ｌが配置された回折格子パターンを転写し、−３０°≦ξ≦＋３０°の範囲内の交差角ξが得られた画素に対応する単位領域には、配置角度θ＝０°で格子線Ｌが配置された回折格子パターンを転写し、＋３０°＜ξ≦＋９０°の範囲内の交差角ξが得られた画素に対応する単位領域には、配置角度θ＝＋４５°で格子線Ｌが配置された回折格子パターンを転写する、というような選択規則を定めておけばよい。
【００６９】
もっとも、図２に示す例のように、３通りの格子線配置角度をもった回折格子を用いた場合は、実用上、十分な立体視効果を得ることはできない。そこで、以下、−４５°〜＋４５°の範囲に分布する１０通りの格子線配置角度をもった回折格子を用いた具体例（ｎ＝１０の例）を述べることにする。
【００７０】
図７は、図３に示す疑似立体プリンタに用いられる１０通りの転写シートＴ１〜Ｔ１０の平面図である。これらの転写シートＴ１〜Ｔ１０は、いずれも媒体２０と同じサイズの矩形状のシートであり、それぞれ異なる配置角度θで格子線Ｌが形成されている。もちろん、実際には、各格子線Ｌは回折格子を構成する格子線であるから、そのピッチは光の波長に近いオーダーであり、肉眼観察することはできない。図に示す格子線Ｌは、説明の便宜のために描いたものである。ここでは、各シートの下辺を角度基準線Ｂとしたときに、格子線Ｌと角度基準線Ｂとのなす角を符号付きの鋭角で示した値を配置角度θと定めることにする。
【００７１】
図示のとおり、第１番目の転写シートＴ１には、配置角度θ＝−４５°をもった格子線Ｌが形成されており、第２番目の転写シートＴ２には、配置角度θ＝−３５°をもった格子線Ｌが形成されている。以下、第３番目の転写シートＴ３，第４番目の転写シートＴ４，...，第１０番目の転写シートＴ１０に形成されている格子線Ｌの配置角度θは、順番に１０°ずつ増加してゆく。図６(a) に示すように、−９０°≦ξ≦＋９０°の範囲内の交差角ξが得られた画素に対応する単位領域に転写する回折格子の配置角度は、この１０通りの配置角度の中から、ξ／２に最も近い値を選択すればよい。
【００７２】
もちろん、回折格子パターンのバリエーションは１０通りに限定されるものではなく、ｎは任意の値に設定することができる。また、配置角度θのとるべき範囲も、上述の例のように、−４５°〜＋４５°の範囲に限定されるものではない。そもそも配置角度θの定義は、角度基準線Ｂの定義によっても変わるものであり、角度の分布レンジも９０°に限定されるものではない。ただ、角度の分布レンジは９０°を超えないようにするのが好ましい。たとえば、角度基準線Ｂを各転写シートの右辺にとり、−１５°〜＋７０°の範囲に分布するｎ通りの角度として、配置角度θを設定することも可能である。
【００７３】
配置角度θを等間隔に分布するｎ通りの角度として定義するのであれば、第ｋ番目の配置角度θｋは、図８に示すように、
θｋ＝α・（ｋ−１）／（ｎ−１）＋β        式（１）
で表すことができる。ここで、αは分布範囲を示す角度値であり、βはオフセットを示す角度値である。たとえば、α＝９０°、β＝−４５°、ｎ＝１０に設定した場合、この式（１）は、図８に示すように、
θｋ＝１０°・（ｋ−１）−４５°            式（２）
のようになる。図７に示す１０種類の転写シートＴ１〜Ｔ１０に形成されている格子線Ｌの各配置角度−４５°，−３５°，−２５°，...，＋４５°は、上記式（２）に、ｋ＝１，２，３，...，１０を代入することにより得られる。
【００７４】
このように、本発明において、ｎ通りの格子線配置角度θは、任意の角度範囲に分布する任意の角度として設定することができる。ただ、本発明で重要な点は、交差角ξに対して、配置角度θが単調増加もしくは単調減少するような関係を定義する点である。上述した例の場合、交差角ξが−９０°から＋９０°へ増加してゆくと、これに対応する配置角度θも、−４５°から＋４５°へ単調増加してゆくことになる。もちろん交差角ξが−９０°から＋９０°へ増加してゆくと、これに対応する配置角度θが、＋４５°から−４５°へ単調減少してゆくような対応関係を定義してもかまわない。
【００７５】
図４に示す方法によって、特定の画素Ｇ（ｉ，ｊ）についての交差角ξ（ｉ，ｊ）が求まったら、当該画素Ｇ（ｉ，ｊ）に対応する媒体２０上の単位領域Ｕ（ｉ，ｊ）には、上記対応関係によって交差角ξ（ｉ，ｊ）に対応づけられた配置角度θをもった回折格子パターンが転写されることになる。こうして、個々の画素に対応する単位領域に、それぞれ個々の画素について求められた交差角ξに応じた配置角度θをもつ回折格子パターンを転写すると、立体視効果をもった立体原画像１０が観察できるのである。
【００７６】
もちろん、本発明に係る疑似立体プリンタでプリントされた媒体２０上には、立体原画像１０がホログラムとして記録されているわけではないので、観察される像は、本来の三次元画像ではない。しかしながら、視覚的に立体感を生じさせる疑似的な立体画像の観察が可能になる。このような疑似的な立体視が生じる現象の理論的な解析は、現時点では十分になされていないが、本願発明者は、立体原画像１０の表面各部の傾斜分布（Ｙ軸方向に関する傾斜分布）の情報が、媒体２０上に形成された回折格子の格子線の配置角度分布として表現されているためであろうと考えている。交差角ξの変化に対して、配置角度θが単調増加もしくは単調減少するような対応関係の定義が必要になるのも、このような理由と密接に関連するものである。
【００７７】
なお、図４に示す方法で決定された交差角ξには、立体原画像１０の表面各部のＹ軸方向に関する傾斜分布の情報しか含まれていない。これは、投影面ＳｙｚをＹＺ平面上に定義したためである。そのため、媒体２０を観察したときに得られる立体視は、立体原画像１０の上下方向に関する奥行き変化のみとなる。もし、立体原画像１０の左右方向に関する奥行き変化を感じさせる立体視を生じさせたい場合には、投影面をＸＺ平面上に定義すればよい。
【００７８】
以上述べたとおり、本発明では、各画素について求まった交差角ξに基づいて、特定の格子線配置角度θを決定することが重要である。但し、格子線配置角度θは、ｎ通りの離散値をとるため、このｎ通りの配置角度θの中から１つを選択する処理は、結局、転写シート供給部３１０内に用意されているｎ通りの転写シートＴ１〜Ｔｎの中から１つを選択する処理と等価になる。そこで、二次元画像格納部２６０内に用意される二次元画像データＤ２を構成する個々の画素の画素値としては、当該画素に転写すべき回折格子の格子線配置角度θを示す値を用いることもできるが、ここに示す実施形態では、その代わりに、当該画素に転写すべき転写シートの番号を示す値を用いるようにしている。
【００７９】
具体的には、図７に示す第１の転写シートＴ１（配置角度θ＝−４５°をもった格子線Ｌが形成された回折格子パターン）を転写すべき画素については画素値「１」が与えられ、第２の転写シートＴ２（配置角度θ＝−３５°をもった格子線Ｌが形成された回折格子パターン）を転写すべき画素については画素値「２」が与えられ、...、第１０の転写シートＴ１０（配置角度θ＝＋４５°をもった格子線Ｌが形成された回折格子パターン）を転写すべき画素については画素値「１０」が与えられることになる。
【００８０】
交差角ξに基づいて、各画素（単位領域）に転写すべき転写シートの番号を示す画素値を決定するには、交差角ξの関数として画素値ｆ（ξ）の式を定義しておけばよい。図９は、このような式の一例を示す図である。すなわち、画素値ｆ（ξ）は、
ｆ（ξ）＝Ｉｎｔ（（ξ＋９０°）／（１８０°／ｎ））＋１      式（３）
（但し、ｆ（ξ）＞ｎの場合はｆ（ξ）＝ｎとする）
なる式で定義される。ここで、Ｉｎｔ（ｘ）はｘの整数部を示す関数である。図４に示す実施形態の場合、−９０°≦ξ≦＋９０°となるので、上記式（３）で定義される画素値ｆ（ξ）は、１〜ｎの全ｎ通りの整数のいずれかをとる関数になる。したがって、個々の画素について求められた交差角ξに対する関数値ｆ（ξ）を、当該画素の画素値とすれば、この画素値は、転写シート供給部３１０内に用意されているｎ通りの転写シートＴ１〜Ｔｎの中の１つを示す値になる。
【００８１】
たとえば、ｎ＝１０の場合、転写シート供給部３１０内には、図７に示すような１０通りの転写シートＴ１〜Ｔ１０が用意されることになるが、上記式（３）は、
ｆ（ξ）＝Ｉｎｔ（（ξ＋９０°）／１８°）＋１      式（４）
（但し、ｆ（ξ）＞１０の場合はｆ（ξ）＝１０とする）
のようになる。交差角ξは、図６(a) に示すように、−９０°〜＋９０°の範囲内の値をとり、式（４）によれば、ξ＝−９０°の場合はｆ（ξ）＝１、ξ＝＋９０°の場合はｆ（ξ）＝１０になるので、結局、交差角ξが−９０°〜＋９０°へと増加すると、画素値ｆ（ξ）は１〜１０へと単調増加することになる。
【００８２】
図１０は、図９に示す式（４）で定義された関数ｆ（ξ）のグラフである。横軸に示す交差角ξが−９０°から＋９０°へと増加すると、関数ｆ（ξ）の値が１から１０へとステップ状に単調増加してゆく様子が明瞭に示されている。なお、グラフ右側の縦軸には、関数ｆ（ξ）の値に対応する格子線の配置角度θの値が示されている。交差角ξが−９０°から＋９０°へと増加すると、配置角度θは−４５°から＋４５°へと単調増加することになる。
【００８３】
なお、逆に、交差角ξが−９０°から＋９０°へと増加すると、画素値ｆ（ξ）が１０から１へと（配置角度θが＋４５°から−４５°へと）単調減少する関数を用いてもかまわない。このような単調減少関数ｆ（ξ）を用いた場合も、立体原画像１０の表面各部の傾斜分布の情報を、媒体２０上に形成された回折格子の格子線の配置角度分布として表現することができるので、疑似的な立体視を生じさせることができる。
【００８４】
要するに、画素値ｆ（ξ）を定める関数としては、交差角ξに対して単調増加もしくは単調減少し、１〜ｎの全ｎ通りの整数のいずれかをとる関数を定義すればよい。§２で述べたとおり、転写処理部３２０は、媒体２０の表面上に、二次元画像を構成する画素配列に対応する単位領域配列を定義し、画素値ｋ（ｋ＝１〜ｎ）が与えられた画素に対応する単位領域には、第ｋ番目の転写シートを転写する処理を行うことになる。そこで、転写シート供給部３１０内に用意されたｎ種類の転写シートに形成されている回折格子パターンの格子線の配置角度が、第１番目〜第ｎ番目の転写シートの順に単調増加もしくは単調減少するように設定しておけば、結局、交差角ξの変化に対して、配置角度θが単調増加もしくは単調減少するような対応関係が得られ、視覚的に立体感を生じさせる疑似的な立体画像の観察が可能になる。
【００８５】
＜＜＜  §４．  画素値決定を行う構成要素  ＞＞＞
§３では、二次元画像データＤ２を構成する個々の画素Ｇ（ｉ，ｊ）の画素値を決定する基本的なアルゴリズムを述べた。この画素値決定の処理は、実際には、図３に示す交点演算部２２０、法線ベクトル演算部２３０、交差角演算部２４０、画素値演算部２５０によって実行されることになる。以下、これら各構成要素の具体的な機能を説明する。
【００８６】
図３に示すとおり、二次元画像格納部２６０に格納されている二次元画像データＤ２によって、画素Ｇ（ｉ，ｊ）の集合体からなる二次元画像が定義されているが、この時点では、まだ個々の画素Ｇ（ｉ，ｊ）は画素値を有しておらず、二次元画像データＤ２は、いわば空のデータの状態である。ここで述べる画素値決定の処理は、個々の画素Ｇ（ｉ，ｊ）について、それぞれ画素値を与える処理ということになる。
【００８７】
二次元画像を構成する個々の画素Ｇ（ｉ，ｊ）の縦横の寸法は、立体原画像１０を記録する際の解像度を考慮して、適当な値に設定すればよい。また、二次元画素配列の大きさ（縦横の画素数）は、ＸＹＺ三次元座標系上に配置された立体原画像１０の全体にわたって交点Ｑを定義するのに十分な大きさに設定すればよい。なお、この二次元画像を構成する個々の画素Ｇ（ｉ，ｊ）の縦横の寸法と、媒体２０上の単位領域の縦横の寸法とは、必ずしも一致させる必要はないので、立体原画像１０を任意の倍率で媒体２０上にプリントすることが可能である。
【００８８】
まず、交点演算部２２０は、この二次元画像を構成する個々の画素Ｇ（ｉ，ｊ）についてそれぞれ代表点Ｐを定める。前述したように、ここで述べる例の場合、個々の画素Ｇ（ｉ，ｊ）は正方形状のセルによって構成され、その中心点を代表点Ｐとして定めている。代表点Ｐは、当該画素を代表する点であるので、画素を構成するセルの輪郭線を含めたセル内部の点であれば、どの位置に定めてもかまわない。各画素の代表点Ｐの位置は、画素のＸ軸およびＹ軸方向のピッチに基づく演算によって容易に算出することができ、ＸＹＺ三次元座標系上の座標値Ｐ（ｘ，ｙ，０）として与えられる。
【００８９】
交点演算部２２０は、続いて、図４に示すように、各画素Ｇ（ｉ，ｊ）の代表点Ｐの位置にそれぞれ記録面Ｓｘｙに直交する参照線Ｒを引き、記録面Ｓｘｙの隣接位置に立体原画像１０を配置したときの各参照線Ｒと立体原画像１０の表面との交点Ｑを求める処理を行う。ここで述べる例の場合、記録面ＳｘｙはＸＹ平面上に定義されているので、参照線ＲはＺ軸に平行な線になる。立体原画像１０の情報は、原画像格納部２１０内に三次元形状データＤ１として既に用意されているので、交点演算部２２０は、この三次元形状データＤ１を参照することにより、参照線Ｒとの交点Ｑの座標値Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ）を求めることができる。
【００９０】
次に、法線ベクトル演算部２３０によって、各交点Ｑについて、それぞれ立体原画像１０の表面に関する法線ベクトルＮが求められる。法線ベクトルＮは、交点Ｑを始点として、交点Ｑを含む立体原画像１０の微小表面に対して垂直外方へ向かう単位ベクトルであり、やはり原画像格納部２１０内の三次元形状データＤ１を参照することによって求めることができる。このような法線ベクトルＮの算出方法は、ＣＧの分野において広く知られている方法であるので、ここではその具体的な方法の説明は省略する。
【００９１】
続いて、交差角演算部２４０によって、法線ベクトルＮの投影面Ｓｙｚへの正射影として得られる投影ベクトルＮ＊が求められる。すなわち、法線ベクトルＮをＸ軸方向に投影することによりＹＺ平面上に投影ベクトルＮ＊が求められる。この投影ベクトルＮ＊は、投影面Ｓｙｚ上の投影点Ｑ＊を始点とする投影面Ｓｙｚ上のベクトルになる。ここで、投影点Ｑ＊は、座標値Ｑ＊（０，ｙ，ｚ）で示される点になる。そして、投影面Ｓｙｚに含まれる任意の基準軸Ａ（この実施例では、Ｚ軸上に位置し、Ｚ軸とは逆向きの軸）を定め、求めた投影ベクトルＮ＊もしくはその延長線と基準軸Ａとの交差角ξを求める処理が行われる。このような処理も、公知の幾何学的な演算によって行うことができる。
【００９２】
最後に、画素値演算部２５０によって、二次元画像を構成する個々の画素について求められた交差角ξに対する関数値ｆ（ξ）を当該画素の画素値として二次元画像格納部２６０に格納する処理が行われる。ここで、関数ｆ（ξ）は、既に述べたとおり、交差角ξに対して単調増加もしくは単調減少し、１〜ｎの全ｎ通りの整数のいずれかをとる関数である。具体的には、たとえば、§３で述べたように、
ｆ（ξ）＝Ｉｎｔ（（ξ＋９０°）／（１８０°／ｎ））＋１      式（３）
（但し、ｆ（ξ）＞ｎの場合はｆ（ξ）＝ｎとする）
なる関数ｆ（ξ）を定義しておけばよい。
【００９３】
＜＜＜  §５．  転写プロセスの具体的手順  ＞＞＞
続いて、本発明に係る疑似立体プリンタによる転写プロセスの具体的な手順を説明する。ここでは、一例として、図３に示す疑似立体プリンタにおける転写シート供給部３１０が、図７に示すように、１０通りの転写シートＴ１〜Ｔ１０を供給する機能を有しており、二次元画像格納部２６０内に、図１１に示すような二次元画像データＤ２が用意されている場合に、転写処理部３２０によって実行される転写プロセスの具体的な手順を説明しよう。
【００９４】
既に述べたとおり、二次元画像データＤ２によって示される各画素の画素値は、媒体２０上において当該画素に対応する単位領域内に転写すべき転写シートの番号を示すものであり、図１１に示す画素配列において、ｉ行ｊ列目の画素Ｇ（ｉ，ｊ）のもつ画素値「１〜１０」は、それぞれ転写シート「Ｔ１〜Ｔ１０」に対応している。したがって、たとえば、１行１列目の画素Ｇ（１，１）（図１１の左上の画素）に対応する単位領域Ｕ（１，１）には、画素値「１」に対応する第１番目の転写シートＴ１を転写すればよいし、６行８列目の画素Ｇ（６，８）（図１１の右下の画素）に対応する単位領域Ｕ（６，８）には、画素値「６」に対応する第６番目の転写シートＴ６を転写すればよい。
【００９５】
図１２(a) は、媒体２０の表面上に定義された６行８列からなる単位領域配列（画素配列に対応する配列）に対して、第１番目の転写シートＴ１の転写を行った状態を示す平面図である。単位領域内の斜線は、転写された回折格子パターンを示している。図１２(a) に示す例では、単位領域Ｕ（１，１），Ｕ（１，２），Ｕ（２，１）の３箇所に転写シートＴ１の転写が行われている。これは、図１１に示す画素配列において、３つの画素Ｇ（１，１），Ｇ（１，２），Ｇ（２，１）が、画素値「１」をもつ画素であるためである。
【００９６】
図１２(b) は、図１２(a) に示す状態に続けて、第２番目の転写シートＴ２の転写を行った状態を示す平面図であり、新たに、単位領域Ｕ（１，３），Ｕ（１，８），Ｕ（２，２），Ｕ（３，１）の４箇所に転写シートＴ２の転写が行われている。これは、図１１に示す画素配列において、４つの画素Ｇ（１，３），Ｇ（１，８），Ｇ（２，２），Ｇ（３，１）が、画素値「２」をもつ画素であるためである。
【００９７】
図１２(c) は、図１２(b) に示す状態に続けて、第３番目の転写シートＴ３の転写を行った状態を示す平面図であり、新たに、単位領域Ｕ（１，４），Ｕ（１，７），Ｕ（２，３），Ｕ（２，８），Ｕ（３，２），Ｕ（４，１），Ｕ（５，１）の７箇所に転写シートＴ３の転写が行われている。これは、図１１に示す画素配列において、７つの画素Ｇ（１，４），Ｇ（１，７），Ｇ（２，３），Ｇ（２，８），Ｇ（３，２），Ｇ（４，１），Ｇ（５，１）が、画素値「３」をもつ画素であるためである。
【００９８】
以下、同様にして、第４番目の転写シートＴ４〜第１０番目の転写シートＴ１０までの転写を順次行ってゆく。図１３は、こうして、１０種類の転写シートＴ１〜Ｔ１０についての転写をすべて完了した状態、すなわち、図１１に例示する二次元画像データＤ２に基づいてプリントを完了した状態を示す平面図である。すべての単位領域に、転写シートＴ１〜Ｔ１０のいずれかが転写されていることになる。
【００９９】
なお、図５に示す代表点Ｐ′のように、参照線Ｒ′を伸ばしても、立体原画像１０と交差しない場合には、代表点Ｐ′をもつ画素については、画素値が定義されない。このように、画素値が定義されていない画素に対応する単位領域については、転写シートの転写は行われない。このような単位領域からは、観察時に回折光は生じないので、暗い背景部分として認識されることになる。このような背景部分についても、何らかの回折光を生じさせた方が好ましい場合には、図５の説明で述べたように、立体原画像１０の後方に背景面１１を定義し、画素配列を構成するすべての画素に何らかの画素値を定義するようにすればよい。
【０１００】
以上、単位シートＴ１〜Ｔ１０の順に転写プロセスを行う例を説明したが、もちろん、転写プロセスの順序は、必ずしも単位シートＴ１〜Ｔ１０の順に行う必要はなく、任意の順序で転写を行うことが可能である。本発明において重要な点は、各画素について求められた交差角ξに対して単調増加もしくは単調減少するような配置角度θを定義し、交差角ξが得られた画素に対応する媒体２０上の単位領域には、当該交差角ξに対応する配置角度θをもった回折格子パターンを転写することにある。
【０１０１】
転写シート供給部３１０にｎ通りの転写シートＴ１〜Ｔｎを用意し、これらの転写シートに形成する回折格子の格子線配置角度θとして、等間隔に分布するｎ通りの角度を定義するのであれば、第ｋ番目の配置角度θｋは、既に述べたとおり、
θｋ＝α・（ｋ−１）／（ｎ−１）＋β        式（１）
で表すことができる。ここで、αは分布範囲を示す角度値であり、βはオフセットを示す角度値である。このような設定を行えば、ｎ種類の転写シートＴ１〜Ｔｎに形成されている回折格子パターンの格子線の配置角度θは、第１番目〜第ｎ番目の転写シートＴ１〜Ｔｎの順に単調増加するので（αを負の値に設定し、単調減少するようにしてもよい）、転写処理部３２０は、画素値ｋ（ｋ＝１〜ｎ）が与えられた画素に対応する単位領域に、第ｋ番目の転写シートＴｎを転写する処理を行えばよい。そうすれば、交差角ξに対して単調増加もしくは単調減少するような配置角度θをもった回折格子パターンを転写することができる。
【０１０２】
媒体上に回折格子パターンを転写する方法としては、様々な方法が知られているが、本願発明を実施する上で最も実用的と思われる方法は、回折格子が形成された熱転写シートを利用する方法である。
【０１０３】
図１４は、図３に示す疑似立体プリンタのプリント処理ユニット３００の具体的な構成例を示す側断面図である（ハッチングは断面を示す）。図において、媒体２０は、媒体供給部３３０から供給された媒体（例えば、紙）であり、転写シート３０は、転写シート供給部３１０から供給された転写シート（Ｔ１〜Ｔｎのうちのいずれか）である。一方、サーマルヘッド４０（内部構造の図示は省略する）は、転写処理部３２０の一構成要素であり、必要に応じて、転写シート３０に熱を加える機能を有する。
【０１０４】
ここに示す例の場合、転写シート３０は、台紙３１、接着剤層３２、アルミニウム層３３、支持担体層３４、接着剤層３５を図示のとおり積層した構造を有している。台紙３１は、この転写シート３０全体の支持層として機能する。接着剤層３２および３５は、いずれも熱可塑性樹脂から構成されており、室温では固化状態を維持するが、サーマルヘッド４０から熱が加えられると溶融する性質を有している。支持担体層３４は、紫外線硬化型樹脂からなり、その上面には凹凸構造が形成されている。アルミニウム層３３は、この凹凸構造の表面に形成された反射層である。
【０１０５】
この転写シート３０において、実際に媒体２０側へと転写される部分は、アルミニウム層３３，支持担体層３４，接着剤層３５の３層部分である。すなわち、媒体２０の上面に転写シート３０を接触させて配置し、この転写シート３０の上面にサーマルヘッド４０を接触させて図の下方に押圧した状態にし、サーマルヘッド４０への通電によって加熱を行うと、熱可塑性を有する接着剤層３２，３５が溶融状態となる。ここで、接着剤層３２の台紙３１に対する粘着力に比べて、接着剤層３５の媒体２０に対する粘着力の方が大きくなるようにしておけば、加熱および押圧によって、アルミニウム層３３，支持担体層３４，接着剤層３５の３層部分が、媒体２０側へと転写されることになる。台紙３１および接着剤層３２は、媒体２０側に転写されずに残る。したがって、本願発明における本来の「転写シート」は、アルミニウム層３３，支持担体層３４，接着剤層３５の３層部分ということになるが、ここでは便宜上、図示された５層構造体３０についても、「転写シート」と呼ぶことにする。
【０１０６】
支持担体層３４に形成された凹凸構造により、アルミニウム層３３には凸部３３ａと凹部３３ｂとが形成される。この凸部３３ａと凹部３３ｂとは、上面から見ると回折格子を構成する位置に配置されている。支持担体層３４は、紫外線硬化型樹脂から構成されているため、硬化前に支持担体層３４の上面に必要な凹凸構造を形成し、紫外線を照射して硬化させ、その上面にアルミニウムを蒸着等の方法で付着させれば、回折格子の格子線を構成する凹凸構造をもったアルミニウム層３３を得ることができる。図１４の側断面図は、この回折格子の格子線に直交する断面を示すものであり、各格子線は、図の紙面に垂直な方向に伸びている。
【０１０７】
図１４には、１種類の転写シート３０についての構造が示されているが、転写シート供給部３１０に用意されたｎ通りの転写シートＴ１〜Ｔｎの基本構造は、いずれも図１４に示す構造をなす。ただ、格子線の配置角度θは、個々の転写シートごとに異なっている。      
【０１０８】
図１５は、図１４に示すプリント処理ユニット３００による転写処理を示す斜視図である。図において、媒体２０は、媒体供給部３３０から供給された紙などの媒体であり、転写シート３０は、転写シート供給部３１０から供給された転写シート（Ｔ１〜Ｔｎのうちのいずれか）である。ここに示す実施例では、図示のとおり、媒体２０の幅と転写シート３０の幅はほぼ等しいが、媒体２０の長さに比べて転写シート３０の長さは極めて長くなっている。これは、転写シート３０が、転写リボンの形態をとり、図示されていないリボンカセット内に巻き取り状態で収容されているためである。転写シート供給部３１０は、このようなリボンカセットから、転写シート３０を図の搬送方向Ｃに向かって引き出し、媒体２０の上面に接触する位置に保持する機能を有している。
【０１０９】
一方、サーマルヘッド４０の下端部には、搬送方向Ｃとは直交する方向に、多数の発熱素子が一列に並んでいる。個々の発熱素子の配置ピッチは、媒体２０上に定義された単位領域のピッチに対応する。また、転写処理部３２０には、このサーマルヘッド４０を、その下端部を転写シート３０の上面に接触させ、当該接触部分を媒体２０へ向けて押圧しながら、図の搬送方向Ｃに向かって媒体２０の長さに相当する距離だけ走査する走査機構（図示省略）が備わっている。この走査ピッチも、媒体２０上に定義された単位領域のピッチに対応している。
【０１１０】
したがって、サーマルヘッド４０を図の搬送方向Ｃへ走査する過程で、走査ピッチごとの各位置において、サーマルヘッド４０の下端部に形成された任意の発熱素子に対して通電を行い、通電された発熱素子により転写シート３０に対して加熱を行えば、加熱部分についてのみ、回折格子の転写を行うことができる。個々の発熱素子の大きさや発熱量を、１単位領域分の回折格子の転写に適したものに設定しておけば、１単位領域ごと（すなわち、二次元画像においる１画素ごと）に、転写／非転写の制御を行うことができる。
【０１１１】
結局、転写シート３０として、図７に示す転写シートＴ１を供給し、図１１に示す二次元画像において画素値「１」をもつ画素に対応する単位領域にのみ転写が行われるように、サーマルヘッド４０の通電制御を行えば、サーマルヘッド４０を図の搬送方向Ｃへ１回走査するプロセスによって、媒体２０上には、図１２(a) に示すような回折格子の転写が行われることになる。続いて、サーマルヘッド４０を元の走査開始位置まで戻し、供給する転写シートを図７に示す転写シートＴ２に切り替え、同様の走査プロセスを行えば、媒体２０上には、図１２(b) に示すような回折格子の転写が行われることになる。このような走査プロセスを１０回繰り返して行えば、媒体２０上には、図１３に示すような回折格子の転写が行われることになり、プリント処理は完了する。
【０１１２】
ここに示す実施例では、転写シート３０として、長尺状の転写リボンを用いているため、１枚の媒体２０についてのプリントが完了したら、転写シート３０を図の搬送方向Ｃへ、媒体２０の長さに相当する分だけ送るようにすれば、２枚目の媒体２０についてのプリントに利用することができる。本発明では、１枚の媒体２０についてのプリント処理を行うために、ｎ種類の転写シートＴ１〜Ｔｎを用いた合計ｎ回の転写処理が必要になる。したがって、転写シートとして長尺状の転写リボンを用いるのであれば、転写シート供給部３１０内に、図１６に示すように、ｎ個のリボンカセットＲＣ１〜ＲＣｎを用意しておき、各リボンカセットからそれぞれリボン状の転写シートＴ１〜Ｔｎを引き出して供給すればよい。
【０１１３】
もっとも、このようにｎ個のリボンカセットＲＣ１〜ＲＣｎを用意するためには、それだけ収容スペースが必要になり、また、同一の媒体２０に対して、各リボンカセットＲＣ１〜ＲＣｎから引き出した転写シートＴ１〜Ｔｎを順次切り替えて接触させる機構が必要になる。このような機構を省き、構成を単純化するためには、図１７に示すように、転写シートＴ１〜Ｔｎを順に繰り返し繋ぎ合わせた転写リボンを収容した単一のリボンカセットＲＣを用いるようにすればよい。図１７に示す転写リボンは、リボンカセットＲＣから図の搬送方向Ｃに向かって引き出して利用される。図に示す転写シートＴ１，Ｔ２，…，Ｔｎは、それぞれこの１本の転写リボンの一領域を構成しており、個々の領域は、プリント対象となる媒体２０の面積にほぼ等しく設定されている。
【０１１４】
図１５において、転写シート３０として、図１７に示すリボンカセットＲＣから引き出された転写リボンを用いるのであれば、まず、この転写リボンの中の転写シートＴ１を構成する領域を媒体２０に接触させ、サーマルヘッド４０による１回目の走査を行い、画素値「１」を有する画素に対応する単位領域への転写を行う。続いて、サーマルヘッド４０を走査開始位置まで戻すとともに、転写リボンを搬送方向Ｃへ送り、転写シートＴ２を構成する領域を媒体２０に接触させ、サーマルヘッド４０による２回目の走査を行い、画素値「２」を有する画素に対応する単位領域への転写を行う。このような処理を合計ｎ回繰り返して実行すれば、１枚の媒体２０に対するプリントは完了である。その後、再び、転写リボンを搬送方向Ｃへ送り、新たな転写シートＴ１の領域を媒体２０に接触させれば、２枚目の媒体２０に対するプリントを行うことができる。
【０１１５】
なお、媒体２０に対する転写／非転写の制御は、前述したとおり、個々の発熱素子への通電／非通電によって制御することが可能であるが、実際には、予め設定した単位領域の各位置に対する正確な転写／非転写の制御を行うことは困難である。これは、合計ｎ回の転写プロセスを繰り返し実行する際に、位置ずれが生じるためである。サーマルヘッド４０は合計ｎ回の走査を行うことになるが、各回の走査位置を正確に一致させることは困難であり、多少なりとも位置ずれが発生することは避けられない。このような位置ずれが生じると、隣接する単位領域との境界部分において、転写層が部分的に重なり合って転写される可能性があり、この部分から転写不良を起こすなどの弊害があり、好ましくない。
【０１１６】
そこで、実用上は、転写処理部３２０による転写処理を行う際に、互いに異なる画素値を有する隣接画素に対応する隣接単位領域については、当該隣接単位領域の転写層間に空隙を確保した転写が行われるようにするのが好ましい。図１８は、このように転写層間に空隙を確保する実施例を示す平面図であり、図１１に示す二次元画像データＤ２に基づいて、媒体上の各単位領域Ｕ（ｉ，ｊ）に回折格子を有する転写層を転写した状態を示している。
【０１１７】
図１８の各単位領域内の数字は、当該単位領域に転写された転写シートの番号（１〜１０）を示すものであり、図１１に示す二次元画像の各画素値に一致する。また、各単位領域の境界線のうち、太線で描かれた部分は、隣接する単位領域に転写された転写層間に空隙が確保されていることを示している。これに対して、細線で描かれた境界線は、概念的な単位領域の境界を示すものであり、実際には、この細線を跨いで物理的に連続した転写層が形成されている。
【０１１８】
たとえば、図の左上隅に位置する３つの単位領域Ｕ（１，１），Ｕ（１，２），Ｕ（２，１）には、実際には、Ｌ字型をした物理的に連続した１枚の転写層（転写シートＴ１によって形成された転写層）が転写されており、図に細線で示された境界線、すなわち、単位領域Ｕ（１，１）とＵ（１，２）との境界線および単位領域Ｕ（１，１）とＵ（２，１）との境界線は、転写層を分断する物理的な境界線にはなっていない。これに対して、たとえば、単位領域Ｕ（２，２）は、その四辺が太線で描かれており、その上下左右に配置された隣接する単位領域との間には、転写層（転写シートＴ２によって形成された転写層）を分断する物理的な境界線が形成されている。
【０１１９】
要するに、互いに同じ画素値を有する隣接画素に対応する隣接単位領域については、境界線を跨いで物理的に単一の転写層が転写され、互いに異なる画素値を有する隣接画素に対応する隣接単位領域については、物理的に異なる別々の転写層が所定の空隙を確保した状態で転写されるようにすればよい。そうすれば、ｎ枚の転写シートＴ１〜Ｔｎを順次転写するプロセスにおいて、位置ずれが生じた場合でも、異なる転写シートから転写された隣接転写層の間には、物理的な空隙が確保されるので、隣接する転写層が部分的に重なり合い、転写不良の要因になることを防ぐことができる。
【０１２０】
このように、互いに異なる画素値を有する隣接画素に対応する隣接単位領域間に物理的な空隙を確保するためには、たとえば、該当画素に対応する発熱素子についての通電時間を短くし、与える熱量を少なくすればよい。１つの画素のドットの大きさは、転写プロセスで与える熱量を増減することにより、１０〜２０％程度大きくしたり小さくしたりすることができる。そこで、境界領域の画素を所定の画像処理で抽出し、これらの画素についての通電量を低減させれば、境界線を後退させることができる。
【０１２１】
続いて、転写処理部３２０によって行われる転写処理の別な方法を説明しよう。この方法の特徴は、ｎ種類の転写シートＴ１〜Ｔｎのうちの特定の１つを背景転写シートと定め、この背景転写シートについての転写処理を最初に実行し、かつ、画素値に関わらず全画素に対応する単位領域にこの背景転写シートを転写する処理を行い、続いて、残りの転写シートを用いた転写処理を、背景転写シートによる転写層の上面に積層して行うようにする点にある。
【０１２２】
たとえば、図７に示すような１０通りの転写シートＴ１〜Ｔ１０が用意されている場合に、第６番目の転写シートＴ６を背景転写シートに定めた場合を考えてみよう。この場合、まず、媒体２０上の全単位領域に背景転写シートＴ６の転写が行われる。図１９は、こうして背景転写シートＴ６の転写を行った状態を示す平面図である（斜線は格子線Ｌを示す）。続いて、残りの転写シートＴ１〜Ｔ５，Ｔ７〜Ｔ１０についての転写処理を順次行うが、これらの転写処理は、図１９に示すように、背景転写シートＴ６の転写が完了した後の転写層の上面に対して積層して行うことになる。
【０１２３】
図２０は、背景転写シートＴ６による転写層ｔ６の上面に、転写シートＴ１による転写層ｔ１，転写シートＴ２による転写層ｔ２，転写シートＴ３による転写層ｔ３を転写した状態を示す側断面図である（ハッチングは断面を示す）。図示のとおり、媒体２０の上面全面に背景転写シートＴ６による転写層ｔ６が下層として形成されており、その上に積層して、転写層ｔ１，ｔ２，ｔ３が上層として形成されている。下層となる転写層ｔ６は、全単位領域に形成されているものの、その後の転写処理により、徐々に転写層ｔ１，ｔ２，ｔ３等の上層によって覆われた状態になり、結局、他のすべての転写シートについての転写処理が完了した時点で、他の転写層（上層）によって覆われていない露出部分のみが観察時に観察されることになる。したがって、たとえば、図１１に示す二次元画像データＤ２に基づいてプリントを行った場合、画素値「６」を有する画素に対応する単位領域についてのみ、転写層ｔ６が露出した状態になり、最終的に得られる結果は、前述した通常の転写処理方法を実行した場合と同じになる。
【０１２４】
このように、１枚の転写シートを背景転写シートとして用いる実施例の利点は、上層側の転写層間に空間を確保しやすくなる点である。たとえば、図２０に示す例を見ると、上層を構成する転写層ｔ１，ｔ２，ｔ３は、相互に直接的には隣接していない。すなわち、転写層ｔ６を露出させるべき単位領域には、上層となる転写層が存在しないため、上層に関しては、この部分に空間が確保できることになる。このため、位置ずれが生じた場合でも、隣接する転写層が部分的に重なって、転写不良の要因になることを防ぐことができる。
【０１２５】
もちろん、上層となる転写層間には、常に空間が確保されるわけではないので、上層となる転写層が直接的に隣接状態になる部分も生じるが、出現頻度の高い画素値に対応する転写シートを背景シートに設定すれば、上層部分により多くの空間を確保することが可能になり、位置ずれに起因する弊害を抑制する効果が得られることになる。
【０１２６】
＜＜＜  §６．  疑似的プリント方法の基本手順  ＞＞＞
以上、本発明に係る疑似立体プリンタの構成および動作を、図示する実施形態に基づいて説明したが、ここでは、本発明の基本的な実施形態に係る疑似的プリント方法の手順を、図２１の流れ図を参照して説明する。
【０１２７】
図２１の流れ図において、ステップＳ１０〜Ｓ６０までの手順は、実際には、コンピュータによって実行される手順である。まず、ステップＳ１０の原画像入力段階において、プリント対象となる立体原画像の三次元形状データがコンピュータに入力され、格納される。図３に示す実施形態の場合、原画像格納部２１０内に、三次元形状データＤ１が格納されることになる。続くステップＳ２０の二次元画像格納場所準備段階では、所定の記録面上に定義された画素配列からなる二次元画像の画素値の格納場所が確保される。図３に示す実施形態の場合、二次元画像格納部２６０内に、二次元画像の画素値の格納場所が確保されている。
【０１２８】
次に、ステップＳ３０の交点演算段階では、この二次元画像を構成する個々の画素についてそれぞれ代表点Ｐを定め、各代表点Ｐの位置にそれぞれ記録面に直交する参照線Ｒを引き、記録面の隣接位置に立体原画像を配置したときの各参照線Ｒと立体原画像の表面との交点Ｑを求める処理が行われる。この処理の具体的な内容は、交点演算部２２０の機能として既に述べたとおりである。
【０１２９】
そして、ステップＳ４０の法線ベクトル演算段階では、交点演算段階によって求められた各交点Ｑについて、それぞれ立体原画像の表面に関する法線ベクトルＮを求める処理が行われる。この処理の具体的な内容は、法線ベクトル演算部２３０の機能として既に述べたとおりである。
【０１３０】
続いて、ステップＳ５０の交差角演算段階では、基準軸Ａを含む所定の投影面を定義し、各法線ベクトルＮの投影面への正射影として得られる投影ベクトルＮ＊を求め、求めた各投影ベクトルＮ＊と基準軸Ａとの交差角ξを求める処理が行われる。この処理の具体的な内容は、交差角演算部２４０の機能として既に述べたとおりである。
【０１３１】
更に、ステップＳ６０の画素値演算段階では、交差角ξに対して単調増加もしくは単調減少し、１〜ｎの全ｎ通りの整数のいずれかをとる関数ｆ（ξ）に基づいて、二次元画像を構成する個々の画素について求められた交差角ξに対する関数の値ｆ（ξ）を当該画素の画素値として求め、ステップＳ２０で準備した格納場所に格納する処理が行われる。この処理の具体的な内容は、画素値演算部２５０の機能として既に述べたとおりである。
【０１３２】
最後に、ステップＳ７０の転写処理段階が行われる。この転写処理段階では、プリント対象となる媒体の表面上に、二次元画像を構成する画素配列に対応する単位領域配列を定義し、各単位領域に、所定の回折格子パターンを有する転写シートを転写する処理が行われる。その結果、各単位領域には、それぞれ対応する画素の画素値ｋ（ｋ＝１〜ｎ）に応じて単調増加もしくは単調減少する「格子線の配置角度」をもった回折格子パターンが転写されることになる。この転写処理の具体的な方法は、§５で述べたとおりである。
【０１３３】
かくして、このプリント方法によれば、三次元構造をもった立体原画像を、プリント対象となる媒体の二次元表面上に疑似的にプリントすることができる。すなわち、立体原画像の表面各部の向きの情報が法線ベクトルＮとして抽出され、媒体上の各単位領域に、法線ベクトルＮの向きに応じた格子線配置角度をもった回折格子パターンが転写されるため、任意の立体原画像に基づいて、即座にプリントを行うことができ、かつ、観察時に立体効果が得られる画像を媒体上にプリントすることができる。
【０１３４】
＜＜＜  §７．  変形例  ＞＞＞
最後に、本発明の変形例を述べる。図２２は、この変形例に係る疑似立体プリンタの構成を示すブロック図である。この変形例は、図３に示す基本的実施形態に係る疑似立体プリンタに、更に、撮影画像入力部１２０、ディザ処理部２７０、撮影画像印刷部３４０を付加したものである。
【０１３５】
撮影画像入力部１２０は、立体原画像１０を撮影して得られる二次元撮影画像データＤ３を入力し、これを原画像格納部２１０に格納する機能を果たす。実際には、デジタルカメラやビデオカメラなどによって撮影画像入力部１２０を構成することができる。結局、この変形例の場合、データ入力ユニット１００は、原画像入力部１１０と撮影画像入力部１２０とによって構成される。
【０１３６】
原画像入力部１１０も、撮影画像入力部１２０も、立体原画像１０に基づいてデータを入力する機能を果たすが、原画像入力部１１０によって入力されるデータが、立体原画像１０の三次元形状を示す三次元形状データＤ１であるのに対して、撮影画像入力部１２０によって入力されるデータは、立体原画像１０を二次元平面上に撮影することにより得られる二次元撮影画像データＤ３である。
【０１３７】
二次元撮影画像データＤ３は、原画像格納部２１０に格納された後、撮影画像印刷部３４０で利用される。撮影画像印刷部３４０は、プリント処理ユニット３００内に追加された構成要素であり、プリント対象となる媒体２０の表面上に、二次元撮影画像を印刷する機能を果たす。この撮影画像印刷部３４０は、媒体２０の二次元表面上に二次元画像を印刷するいわゆる一般的なプリンタである。したがって、従来から利用されている一般的なプリンタ（たとえば、インクジェット式プリンタ）をそのまま撮影画像印刷部３４０として利用することができる。
【０１３８】
具体的には、撮影画像入力部１２０によって、立体原画像１０をＲＧＢの３原色からなるカラー画像として取り込んだ後、当該カラー画像を印刷に適したＣＭＹＫの４色からなるカラー画像に変換し、撮影画像印刷部３４０によって、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色のインクを用いた印刷を行えばよい。
【０１３９】
この変形例に係る疑似立体プリンタでは、媒体供給部３３０から供給される媒体２０の表面に対して、撮影画像印刷部３４０による印刷が行われた後、この二次元撮影画像が印刷された後の媒体２０の印刷面に対して、転写処理部３２０による転写処理が行われる。したがって、媒体２０の表面に印刷された二次元撮影画像は、転写処理が完了したときに、転写層によって被覆された状態となる。
【０１４０】
このように被覆された状態になっても、二次元撮影画像が観察できるようにするため、転写シート供給部３１０が供給する転写シートとして、透明な転写層を有する転写シートを用いるようにする。具体的には、図１４に示すような構造をもった転写シート３０を利用する場合、アルミニウム層３３は除去し、支持担体層３４および接着剤層３５に透明な材料を用いるようにする。そうすれば、観察者は、透明な転写層（層３４，３５）を通して、媒体２０上に印刷された二次元撮影画像を観察するとともに、この転写層の表面に形成された回折格子による回折光を同時に観察することができる。もちろん、アルミニウム層３３を除去したため、回折光の強度は低下するが、支持担体層３４の上面の凹凸構造により、依然として回折現象は生じる。
【０１４１】
結局、この変形例では、二次元撮影画像の印刷と、回折格子パターンの転写とを、同一の媒体上に重ねて行うことになる。もちろん、この場合、二次元撮影画像によって示される立体原画像１０の各部と、回折格子によって示される立体原画像１０の各部とが、媒体２０上の同一位置にくるような位置合わせが行われるようにする。そうすれば、二次元撮影画像の印刷面と、回折格子パターンの転写層とが相補的な役割を果たし、立体感をもった鮮明な像が観察できるようになる。すなわち、回折格子パターンの転写層は、疑似的に立体感を提示することはできるが、回折格子の集合体であるため、立体原画像１０を示す鮮明な画像を提示することはできない。これに対し、二次元撮影画像の印刷面は、立体効果を与えることはできないが、立体原画像１０の特徴を正確に表現した鮮明な像を提示することができる。
【０１４２】
図２３は、この変形例に係る疑似的プリント方法の手順を示す流れ図である。図２１に示す基本的な実施形態の手順との相違は、新たに、撮影画像入力段階Ｓ１５と撮影画像印刷段階Ｓ６５とを付加した点である。撮影画像入力段階Ｓ１５は、立体原画像を撮影して得られる二次元撮影画像データを入力する処理を行う段階であり、撮影画像印刷段階６５は、プリント対象となる媒体の表面上に、この二次元撮影画像を印刷する段階である。また、転写処理段階Ｓ７０では、二次元撮影画像の印刷面上に、透明な転写シートの転写を行うことになる。
【０１４３】
この変形例のもうひとつの特徴は、図２２に示すデータ処理ユニット２００内に、ディザ処理部２７０が付加されている点である。このディザ処理部２７０は、原画像格納部２６０に格納されている二次元画像に対してディザ処理を施すことにある。ディザ処理は、ＤＴＰの分野で広く利用されている画像処理であり、画素値が空間的に急激に変化するような部分に対して、この急激な変化をより緩慢な変化に修正する機能を果たす。一般的な網点印刷では、黒の細かい点の集まりで擬似的にグレーを表現するために利用されているが、画素内に回折格子パターンを形成する技術にも応用することが可能である。
【０１４４】
たとえば、特開２００７−２４０８３８号公報には、回折格子による異方性反射の移り変わりを滑らかに認識させるために、二次元画像データに対してディザ処理を施す技術が開示されている。縦横に画素を配置してなる一般的な二次元画素配列からなる画像データに対するディザ処理の手法は、様々な方法が公知であるため、ここでは詳しい説明は省略する。
【０１４５】
この変形例に係る疑似立体プリンタでは、画素値演算部２５０によって個々の画素に画素値が与えられ、二次元画像格納部２６０内に二次元画像データＤ２が得られたら、ディザ処理部２７０により、この二次元画像データＤ２に対してディザ処理が実行される。そして、転写処理部３２０は、このディザ処理後の二次元画像の画素値に基づいて、転写処理を行うことになる。
【０１４６】
本来、立体原画像１０の微小表面の傾斜（すなわち、法線ベクトルＮの角度）は、連続的に変化する値である。ところが、本発明では、この微小表面の傾斜を、媒体２０上に形成するｎ通りの回折格子によって疑似的に表現することになるので、連続量である微小表面の傾斜の情報が、無理やりｎ段階に量子化されてしまうことになる。このような量子化を行うと、本来は存在しないはずの疑似輪郭が観察される可能性がある。上述したディザ処理は、このような弊害を抑制する効果を有し、ディザ処理を付加することにより、より滑らかな立体感をもった像が観察できるようになる。
【０１４７】
また、これまで述べた実施形態では、格子線の配置角度θをｎ通りに変えることによって、複数ｎ通りの転写シートＴ１〜Ｔｎを用意したが、本願発明者が行った実験によると、格子線の配置角度θをｎ通りに変える代わりに、格子線の配置ピッチをｎ通りに変えることにより、複数ｎ通りの転写シートＴ１〜Ｔｎを用意しても、ほぼ同様の効果が得られることが確認できた。
【０１４８】
たとえば、図７に示す例の場合、１０通りの転写シートＴ１〜Ｔ１０は、格子線の配置角度θを、θ＝−４５°〜＋４５°の範囲で徐々に変えたものである。この場合、格子線のピッチは、いずれの転写シートＴ１〜Ｔ１０についても、共通の値（たとえば、１μｍ）に設定してあった。これに対して、格子線の配置ピッチを変えることにより、１０通りの転写シートを用意することも可能である。もっとも、回折格子を形成するためには、通常、格子線ピッチを０．５μｍ〜１０μｍの範囲にする必要があるので、格子線の配置ピッチのバリエーションは、上記範囲内に収まるように設定する。たとえば、０．８μｍ，０．９μｍ，１．０μｍ，...，１．７μｍというように、０．１μｍ刻みで１０通りの配置ピッチを設定すれば、１０通りの転写シートＴ１〜Ｔ１０を用意することができる。この場合、いずれの転写シートＴ１〜Ｔ１０についても、格子線の配置角度θは共通の値（たとえば、０°）に設定しておけばよい。
【０１４９】
一般に、ｎ種類の転写シートを用意する場合、このｎ種類の転写シートに形成されている回折格子パターンの格子線の配置ピッチが、第１番目〜第ｎ番目の転写シートの順に単調増加もしくは単調減少するように設定しておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明に係る疑似立体プリンタの基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す疑似立体プリンタによって作成された印刷物（回折格子パターンが記録された媒体）の拡大表面図である（画素内の線は格子線Ｌを示す）。
【図３】本発明の基本的な実施形態に係る疑似立体プリンタの構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す疑似立体プリンタにおける二次元画像の画素値決定処理の基本原理を示す斜視図である。
【図５】図３に示す疑似立体プリンタにおける法線ベクトルの定義方法を示す側面図である。
【図６】図３に示す疑似立体プリンタにおける交差角ξと回折格子の格子線配置角度θとの関係を示す図である。
【図７】図３に示す疑似立体プリンタに用いられる１０通りの転写シートＴ１〜Ｔ１０の平面図である（斜線は格子線Ｌを示す）。
【図８】図７に示す転写シートＴ１〜Ｔ１０上に形成されている回折格子の格子線配置角度θを算出する式を示す図である。
【図９】図３に示す疑似立体プリンタにおいて、交差角ξの関数として定義された画素値ｆ（ξ）の式を示す図である。
【図１０】図９に示す式で定義された関数ｆ（ξ）のグラフである。
【図１１】図３に示す疑似立体プリンタの二次元画像格納部２６０内に作成された二次元画像Ｄ２の一例を示す平面図である。
【図１２】図３に示す疑似立体プリンタが図１１に例示する二次元画像データＤ２に基づいてプリントを行うプロセスを示す平面図である（斜線は格子線Ｌを示す）。
【図１３】図３に示す疑似立体プリンタが図１１に例示する二次元画像データＤ２に基づいてプリントを完了した状態を示す平面図である（斜線は格子線Ｌを示す）。
【図１４】図３に示す疑似立体プリンタのプリント処理ユニット３００の具体的な構成例を示す側断面図である（ハッチングは断面を示す）。
【図１５】図１４に示すプリント処理ユニット３００による転写処理を示す斜視図である。
【図１６】図１４に示すプリント処理ユニット３００に用いられる転写リボンカセットの一構成例を示す上面図である。
【図１７】図１４に示すプリント処理ユニット３００に用いられる転写リボンカセットの別な構成例を示す上面図である。
【図１８】本発明において、転写層間に空隙を確保する実施例を示す平面図である。
【図１９】本発明において、１枚の転写シートを背景転写シートとして用いる実施例を示す平面図である（斜線は格子線Ｌを示す）。
【図２０】図１９に示す実施例における転写状態を示す側断面図である（ハッチングは断面を示す）。
【図２１】本発明の基本的な実施形態に係る疑似的プリント方法の手順を示す流れ図である。
【図２２】本発明の変形例に係る疑似立体プリンタの構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の変形例に係る疑似的プリント方法の手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１０：立体原画像
１１：背景面
２０：印刷対象となる媒体
３０：転写シート
３１：台紙
３２：接着剤層（熱可塑性樹脂）
３３：アルミニウム層
３３ａ：凸部
３３ｂ：凹部
３４：支持担体層（紫外線硬化型樹脂）
３５：接着剤層（熱可塑性樹脂）
４０：サーマルヘッド
１００：データ入力ユニット
１１０：原画像入力部
１２０：撮影画像入力部
２００：データ処理ユニット
２１０：原画像格納部
２２０：交点演算部
２３０：法線ベクトル演算部
２４０：交差角演算部
２５０：画素値演算部
２６０：二次元画像格納部
２７０：ディザ処理部
３００：プリント処理ユニット
３１０：転写シート供給部
３２０：転写処理部
３３０：媒体供給部
３４０：撮影画像印刷部
Ａ：基準軸
Ａ＊：平行移動した基準軸
Ｂ：角度基準線
Ｃ：搬送方向
Ｄ１：三次元形状データ
Ｄ２：二次元画像データ
Ｄ３：二次元撮影画像データ
ｆ（ξ）：画素値（ξの関数）
Ｇ１〜Ｇ３：媒体上の画素
Ｇ（ｉ，ｊ）：ｉ行ｊ列目の画素
ｉ，ｊ：画素配列および単位領域配列の行，列を示す整数
ｋ：１〜ｎの範囲内の整数
Ｌ：格子線
Ｎ，Ｎ′，Ｎ１〜Ｎ４：法線ベクトル
Ｎ＊：投影ベクトル
ｎ：用いる転写シートの種類を示す整数
Ｏ：三次元直交座標系の原点
Ｐ，Ｐ′：代表点（画素の中心点）
Ｑ，Ｑ′，Ｑ１〜Ｑ４：交差点
Ｑ＊：投影点
Ｒ，Ｒ′：参照線
ＲＣ，ＲＣ１〜ＲＣｎ：リボンカセット
Ｓ１０〜Ｓ７０：流れ図の各ステップ
Ｓｘｙ：記録面（ＸＹ平面）
Ｓｙｚ：投影面（ＹＺ平面）
Ｔ１〜Ｔ１０，Ｔｋ，Ｔｎ：転写シート
ｔ１〜ｔ６：転写シートの転写層
Ｕ（ｉ，ｊ）：画素に対応する単位領域
Ｘ，Ｙ，Ｚ：三次元直交座標系の各座標軸
ｘ，ｙ，ｚ：三次元直交座標系の各座標値
α：分布角
β：オフセット角
θ：格子線の配置角度
ξ：交差角
【図５】
2010020588.tif 000003
【図６】
2010020588.tif 000004
【図８】
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【図９】
2010020588.tif 000006
【図１０】
2010020588.tif 000007
【図１１】
2010020588.tif 000008
【図１５】
2010020588.tif 000009
【図１６】
2010020588.tif 000010
【図１７】
2010020588.tif 000011
【図１８】
2010020588.tif 000012
【図２１】
2010020588.tif 000013
【図２３】
2010020588.tif 000014
【図１】
2010020588.tif 000015
【図２】
2010020588.tif 000016
【図３】
2010020588.tif 000017
【図４】
2010020588.tif 000018
【図７】
2010020588.tif 000019
【図１２】
2010020588.tif 000020
【図１３】
2010020588.tif 000021
【図１４】
2010020588.tif 000022
【図１９】
2010020588.tif 000023
【図２０】
2010020588.tif 000024
【図２２】
2010020588.tif 000025