(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不透明又は光反射性の下地立体モデルの上に、厚い部分と薄い部分を有する半透明膜を形成することにより立体モデルの画像を表現する方法であって、
表現しようとする画像の画像情報を高低情報に変換し、該高低情報に応じて、前記半透明膜の厚みを制御することにより前記画像の濃淡ないし明暗を再現することを特徴とする立体モデルの画像の表現方法。
【請求項２】
前記半透明膜は、顔料の混入された樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の立体モデルの画像の表現方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の立体モデルの画像の表現方法により、画像の濃淡ないし明暗が再現された立体モデル。
【請求項４】
店頭に配備された受注コンピュータと、事業者の管理部門に配備される受付処理コンピュータと、事業者の製造部門に配備される製造管理コンピュータとを通信回線でつないだ、請求項３記載の立体モデル、の受注システムであって、
店頭には画像入力装置が備えられ、次の(a)〜(d)の処理が可能であることを特徴とする受注システム。
(a)顧客は、受注コンピュータの操作により、画像情報を、画像入力装置を通して入力する。
(b)受付処理コンピュータは、入力された受注内容を登録し、その受注内容を製造管理コンピュータに送信する。
(c)製造管理コンピュータは、受注内容に基づき製造の指示をし、製造プロセスを管理する。
(d)受付処理コンピュータは、製造管理コンピュータから製造プロセスの報告を受け、製造進捗状況を管理する。
【請求項５】
顧客は、店頭の受注コンピュータ又は他の任意のコンピュータにより、発注した情報の確認、進捗状況の確認ができることを特徴とする請求項４記載の受注システム。
【請求項６】
顧客は、店頭の受注コンピュータ又は他の任意のコンピュータにより、発注した情報の修正、追加ができることを特徴とする請求項５記載の受注システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濃淡を再現した立体モデル及びその受注システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
立体モデルの表面に濃淡を再現したい場合、絵の具でペイントすることが考えられるが、大量生産に向かない。
一方、濃淡画像を平面に再現する場合、大量生産できる物として、画像の濃淡に応じて厚さを変えて形成された半透明性の樹脂板が知られている。板の裏から光を当てると、その透過光は、画像の濃淡を忠実に再現するので、そこに画像をイメージすることができる。
【０００３】
図５は、このような凹凸を持つ半透明性の樹脂板４０の断面図を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが立体モデルで、上に述べたのと同じように濃淡を再現しようと思えば、立体モデル内部に光源を設置しなければ、透過光を見ることができないので、立体モデルの構造が複雑化するとともに、設置場所が限定される、という問題がある。
そこで、外光の反射光を利用して、濃淡を再現することのできる、立体モデルの実現が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、耐久性があり、反射光を利用して、濃淡を再現することのできる立体モデルの画像の表現方法、立体モデル及びその受注システムを実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の立体モデルの画像の表現方法は、不透明又は光反射性の下地立体モデルの上に、厚い部分と薄い部分を有する半透明膜（「半吸収性膜」と言い換えてもよい）を形成することにより立体モデルの画像を表現する方法であって、表現しようとする画像の画像情報を高低情報に変換し、該高低情報に応じて、前記半透明膜の厚みを制御することにより前記画像の濃淡ないし明暗を再現することを特徴とする。
前記の構成によれば、半透明膜の厚い部分は、反射光が半透明膜に多く吸収されて反射光量が少なくなり、半透明膜の薄い部分は、反射光が半透明膜にあまり吸収されず反射光量が多くなる。したがって、表現しようとする画像の濃淡ないし明暗を再現することができる。
【０００７】
なお、「不透明又は光反射性の下地立体モデル」は、半透明膜に光を反射することができるものであれば、どんな材質でもよい。
前記半透明膜は、顔料の混入された樹脂からなっていてもよい。しかし、これに限定されず、ゴム、ガラスなどの材質であってもよい。
本発明の受注システムは、店頭に配備された受注コンピュータと、事業者の管理部門に配備される受付処理コンピュータと、事業者の製造部門に配備される製造管理コンピュータとが通信回線でつながれ、店頭には画像入力装置が備えられ。請求項３記載の(a)〜(d)の処理が可能である。
【０００８】
この受注システムによれば、顧客、管理部門及び製造部門間で、迅速かつ正確な情報の提供が可能となり、業務の効率化を図ることができる。
特に、店頭の受注コンピュータ又は他の任意のコンピュータにより、発注した情報の確認、進捗状況の確認ができることとすれば、顧客にとって、簡便に、かつ即座に必要な情報の提示を受けることができる。また、店頭の受注コンピュータ又は他の任意のコンピュータにより、発注した情報の修正、追加ができれば、顧客は、画面を見ながら、的確に修正、変更の指示を出すことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の、画像が表現された立体モデル（以下「濃淡立体モデル」という）１を示す断面図である。
濃淡立体モデル１は、不透明な下地立体モデル（以下「ベースモデル」という）２と、半透明膜３とで構成されている。
【００１０】
ベースモデル２の表面は、画像の濃淡に応じて、その高さが変えられている。ベースモデル２の作り方は、限定されないが、例えば、(１)画像の濃淡に応じて凹凸の形成された型を使って、樹脂を押し固めて作る、(２)やわらかい樹脂を画像の高さに応じて切削加工して作る、などの方法がある。ベースモデル２の材質も特に限定されず、金属、樹脂、ゴム、木、石膏などが採用可能である。
ベースモデル２は、光をできるだけ多く表面反射するように、半透明膜３と明暗が反対になっていることが望ましい。例えばベースモデル２が暗い色の材質で形成されるか、その表面に暗色の着色がなされていれば、半透明膜３が白っぽい色をしていることが望ましい。これとは反対にベースモデル２が白い色の材質で形成されるか、その表面に白色の着色がなされていれば、半透明膜３が黒っぽい色をしていることが望ましい。
【００１１】
ベースモデル２の画像の明るい部分（例えば人の顔なら、皮膚の部分）に対応する部分は高く盛り上がり、画像の暗い部分（例えば人の顔なら、髪の毛や瞳の部分）に対応する部分は低くなっている。
半透明膜３は、ゲル状の半透明液を、ベースモデル２の凹凸ある表面に塗布し、その表面を滑らかに切削することにより、形成される。したがって、ベースモデル２の高い部分には、半透明膜３が薄く形成され、ベースモデル２の低い部分には、半透明膜３が厚く形成される。
【００１２】
半透明膜３の材質の光学特性は、光を所定範囲の吸収率で吸収するものであればよい。例えば、透明エポキシ樹脂に、着色用顔料(型番：R-17ブラック)を、0.2%程度体積比で混合し練成したものを使用する。顔料は黒色に限られず、例えば赤い濃淡立体モデルを作りたければ、赤い顔料を用いればよく、白っぽい濃淡立体モデルを作りたければ、白い顔料を用いればよい。
図２は、以上説明した製造工程を説明するフローチャートである。このフローチャートは、製造管理コンピュータの処理の流れを示している。
【００１３】
画像情報（濃淡情報、明暗情報と同じ意味に用いる）を伴った立体形状データが製造管理コンピュータに入力されると(ステップＳ１)、製造管理コンピュータは、画像情報を高低情報に変換する（ステップＳ２）。そして、この高低情報に基づきベースモデルを作成する（ステップＳ３）。例えば、立体形状データが人の頭部のデータであれば、そのデータに基づき、人の頭部の模型を作成し、切削により模型の表面に高低加工する。
【００１４】
次に、ベースモデルの表面に半透明膜を塗布し、固まってから滑らかに仕上げて濃淡立体モデルが完成する（ステップＳ４）。
以上の濃淡立体モデルによれば、図１を参照して、ベースモデル２の高い部分に入射した入射光ａは、半透明膜３の薄い部分を透過し、ベースモデル２で反射され、半透明膜３を透過して出て行く。ベースモデル２の低い部分に入射した入射光ｂは、半透明膜３の厚い部分を透過し、ベースモデル２で反射され、半透明膜３を透過して出て行く。入射光ａは、入射光ｂに比べて半透明膜３の通過光路は短いので、吸収が少なく、強い光となって出る。入射光ｂは半透明膜３の通過光路は長いので、多く吸収され、弱い光となって出る。したがって、画像の濃淡に応じた光が、人の目又はカメラのレンズに入り、ベースモデル２の上にもとの画像が再現できる。
【００１５】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、以上の実施の形態では、半透明液をベースモデル２の凹凸ある表面に塗布し切削して濃淡立体モデルを製作したが、半透明液を型で固めて製作してもよい。
図３は、高低情報のないベースモデル５の上に、溶融した半透明樹脂を載せて、上から画像の濃淡に応じて凹凸が形成された型（図示せず）を当てて固めた濃淡立体モデル４を示す断面図である。この例では、画像の濃淡情報は、型の凹凸に存在することになる。この濃淡立体モデル４においても、半透明膜６の厚みに応じた濃淡が読み取れる。
【００１６】
図３の濃淡立体モデル４の他に、高低情報のないベースモデルの上に、半透明樹脂を載せて、上から切削加工して凹凸を作ることも可能である。
図４は、濃淡立体モデルの受注システムの概念図である。図３では、矢印付きの細線は、データ通信回線を表し、太線は、配送経路を表している。
事業者は複数の店頭、管理部門（営業所）、製造部門（工場）を有している。
店頭には、画像入力装置３０を含む受注コンピュータ３１が備えられている。管理部門には、受付処理をするコンピュータ３２が備えられているとともに、各種データを保存するサーバ３３が備えられている。製造部門は、濃淡立体モデルを製造する製造プロセス及び製造管理コンピュータ３４が配置され、製品を検査する検査装置３５、検査合格後製品を出荷する出荷部３６を有している。
【００１７】
前記画像入力装置３０は、もとの立体物の形状情報及び濃淡情報を得ることができるもので、複数のカメラ及びコンピュータ（図示せず）を備えている。
立体物を円筒体の中に入れ、円筒体を、円柱座標で表した場合の単位領域（ボクセル）に分割する。各カメラの投影中心を頂点とし、投影画像中の物体像を断面形状とする錐状の領域（仮定存在領域）を決定する。円筒体の仮定存在領域に「１」を投票する（ボーティング処理）。このようなボーティング処理を各カメラの設置された方向からの投影画像に対して行う。そして、閾値を設けて、この閾値以上の投票数を持つ部分を、立体モデルの立体形状とする（特開平10-124704号公報参照）。カメラで撮像した投影画像に表れる輝度値に基づき、立体モデルのテクスチュア（濃淡情報）を取得する。
【００１８】
これらのカメラ２、並びに立体モデル１の形状情報及び濃淡情報を得るコンピュータ（図示せず）を含めて、映像入力装置３０ということにする。
受注コンピュータ３１と、管理部門の受付処理コンピュータ３２及びサーバ３３とは、データ通信回線４１で結ばれている。また、受付処理コンピュータ３２及びサーバ３３と、製造部門の製造管理コンピュータ３４、検査装置３５のコンピュータとは、データ通信回線４２で結ばれている。
【００１９】
出荷部３６から出荷された製品は、配送業者により、店頭又は依頼者に直接配送される。
以上のシステムにおいて、顧客は、サーバ３３のウェブ画面を開いて、受注コンピュータ３１の操作により、画像（例えば自己の肖像）を、画像入力装置３０を通して入力するとともに、依頼する濃淡立体モデルの仕様（例えば色、材質）の指定を行うことができる。
【００２０】
受付処理コンピュータ３２は、入力された受注内容をサーバ３３に登録し、その受注内容を製造管理コンピュータ３４に送信する。
製造管理コンピュータ３４は、受注内容に基づき製造の指示をし、製造プロセスを管理する。また、出来上がり予想画面を作成する。
受付処理コンピュータ３２は、製造管理コンピュータ３４から製造状況の報告を受け、製造進捗状況を管理する。また必要な時に、製造管理コンピュータ３４から出来上がり予想画面を取得する。
【００２１】
顧客は、店頭の受注コンピュータ３１により、発注した情報の確認、進捗状況の確認ができる。
また、顧客は、店頭の受注コンピュータ３１又は家庭等に設置したコンピュータ３７により、発注した内容の修正、追加ができる。
図５は、家庭に設置したコンピュータ３７により、発注した内容の修正、追加をする様子を示す図である。コンピュータ３７の画面には、出来上がり予想画面が映し出されてあり、顧客は、この画面の上で、修正、ネクタイの合成等をしている。この修正、追加内容は、製造管理コンピュータ３４に送られ、ここにおいて、受注内容の修正、追加がなされて、サーバ３３に変更登録される。そして、その変更内容が製造管理コンピュータ３４に送信され、製造プロセスの変更が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像の濃淡に応じて、ベースの厚みが変えられた濃淡立体モデル１を示す断面図である。
【図２】濃淡立体モデルの製造工程を説明するためのフローチャートである。
【図３】高低情報のないベースモデル５の上に、画像の濃淡に応じて凹凸が形成された半透明膜３を形成した濃淡立体モデル４を示す断面図である。
【図４】濃淡立体モデルの受注システムの概念図である。
【図５】家庭に設置したコンピュータ３７により、発注した内容の修正、追加をする様子を示す図である。
【図６】従来の凹凸を持つ半透明性の板４０の断面図である。
【符号の説明】
１  濃淡立体モデル
２  ベースモデル
３  半透明膜
４  濃淡立体モデル
５  ベースモデル
６  半透明膜
【図１】
0003696111.tif 000002
【図２】
0003696111.tif 000003
【図３】
0003696111.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003696111.tif 000006
【図６】
0003696111.tif 000007