(57)【要約】【課題】  着色時又は着色後のインキのにじみや長期にわたって加飾された色彩の保持に優れた３次元加飾立体物とその製造方法を提供する。【解決手段】  ３次元立体物の３次元立体物データを作成し、３次元立体物データを使用し、３次元立体物の形状に合わせて補正された３次元立体画像データを準備する。次に、３次元立体物を成形し、成形した３次元立体物の表面にカラー感光材料をコーティングし、３次元立体画像データを３次元立体物の表面に露光し、３次元立体物の表面に形成された３次元立体画像データの潜像を現像するように構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元立体物の３次元立体物データ作成し、
前記３次元立体物の形状に合うように補正された３次元立体画像データを準備し、
前記３次元立体物を成形する工程と、
前記３次元立体物の表面にカラー感光材料をコーティングする工程と、
前記３次元立体画像データを前記３次元立体物の表面に露光する工程と、
前記３次元立体物の表面に形成された前記３次元立体画像データを現像する工程からなることを特徴とする３次元加飾立体物の製造方法。
【請求項２】
前記３次元立体物データの形状に合うように補正された前記３次元立体画像データは、プロジェクションマッピングする処理によるものであることを特徴とする請求項１に記載の３次元加飾立体物の製造方法。
【請求項３】
前記３次元立体画像データが、ライトフィールド法により得られたものであることを特徴とする請求項１〜２に記載の３次元加飾立体物の製造方法。
【請求項４】
３次元立体物と、
前記３次元立体物の表面にコーティングされたカラー感光材料と、
前記カラー感光層の上面にフォトリソグラフィー法を用いて露光、現像による加飾を備えた３次元加飾立体物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は３次元立体物に対して加飾された３次元加飾立体物とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、３次元立体物においては、３次元立体物の形状だけでなく、色彩をも反映させることによって、視覚的価値をも同時に高めることが望まれている。そのため、加飾された３次元立体物（以下３次元加飾立体物と言う）を形成する方法としては、以下のような方法が用いられている。
３次元加飾立体物の形成方法としては、ロボットアームで保持された３次元立体物を３次元的な位置制御によって動かしながらインクジェットを着色対象面に吹き付ける方法などが用いられている（特許文献１参照）。また、立体物とインク出射部の位置関係を一定にして、着色むらをなくす目的のものも提案されている。
【０００３】
また別の方法としては、３次元立体物の表面に光によって硬化する発色性を有する感光材料がコーティングされ、加飾したい画像データを露光、潜像を形成し、潜像を現像処理することにより３次元立体物に画像を形成するという方法が用いられている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２９３９５５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、３次元立体物の形状に適合する着色には高精度な３次元の位置制御する装置が必要であるため、比較的大規模な装置となり、コスト面でも高額を要する。また、インクジェットなどによる着色の場合、着色時または着色後ににじみが発生するために、写真のような高精細な加飾を施すことは難しかった。また、インクジェットのインクによる退色性により、長期にわたって加飾された色彩を保持するということが困難であった。
【０００６】
また、３次元立体物に２次元画像データ、または３次元立体画像データを投影、露光する際、表面に複雑な凹凸を有する３次元立体物に対して、複雑な凹凸それぞれに焦点を合わせることが難しかった。また、特に３次元立体画像データの場合、所定位置にしか焦点が合っていない画像（例えば、カメラなどで撮影された場合）を投影、露光する際、３次元立体画像データが鮮明でないため、高精細な加飾をすることが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、着色時又は着色後のインキのにじみや長期にわたって加飾された色彩の保持に優れた３次元加飾立体物とその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するために、第１の発明は、３次元加飾立体物の製造方法であって、３次元立体物の３次元立体物データ作成し、前記３次元立体物の形状に合うように補正された３次元立体画像データを準備し、前記３次元立体物を成形する工程と、前記３次元立体物の表面にカラー感光材料をコーティングする工程と、前記３次元立体画像データを前記３次元立体物の表面に露光する工程と、前記３次元立体物の表面に形成された前記３次元立体画像データを現像する工程からなるように構成した。
【０００９】
このように構成すると、予め３次元立体物に合わせて３次元立体画像データを補正するため、３次元立体物に加飾される絵柄をより鮮明に形成することができる。また、加飾する際にインクを使用しないため、にじみが発生せず、かつ長期にわたって加飾された色彩を保持させることができる。
【００１０】
第２の発明は、３次元加飾立体物の製造方法であって、前記３次元立体物データの形状に合うように補正された前記３次元立体画像データは、プロジェクションマッピングする処理によるものであるように構成した。
【００１１】
このように構成すると、予めＣＧにより３次元立体物の形状の形成し、３次元立体画像データを３次元立体物の形状に合わせて補正するため、複雑な凹凸形状を持つ３次元立体形状に対しても、個々の凹凸に対しても位置合わせを容易にすることができる。また、３次元立体画像データによって画像の色彩を決定できるため、色の補正を容易に行うことが出来る。
【００１２】
第３の発明は、３次元加飾立体物の製造方法であって、前記３次元立体画像データが、ライトフィールド法により得られたものであるように構成した。
【００１３】
このように構成すると、３次元立体画像データに所定位置にしか焦点が合わない写真等の画像データを使用した際にも、画像データを、形状、明るさ、色の全ての視点から認識されるため、複雑な凹凸を有する３次元立体物に対しても、個々の凹凸に焦点を合わせることが可能となるため、高精細な画像データを作成することができる。また、画像認識が難しい透明物体または鏡面物体の認識も可能となる。
【００１４】
第４の発明は、３次元加飾立体物であって、３次元立体物と、前記３次元立体物の表面にコーティングされたカラー感光材料と、前記カラー感光層の上面にフォトリソグラフィー法を用いて露光、現像による加飾を備えるように構成した。
【００１５】
このように構成すると、インクを使用せずに加飾するために、インクによるにじみが発生せず、鮮明な３次元加飾立体物を形成することができる。また、カラー感光材料を使用して加飾するために退色性にも優れた３次元加飾立体物の形成が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、第１の発明は、３次元加飾立体物の製造方法であって、３次元立体物の３次元立体物データ作成し、前記３次元立体物の形状に合うように補正された３次元立体画像データを準備し、前記３次元立体物を成形する工程と、前記３次元立体物の表面にカラー感光材料をコーティングする工程と、前記３次元立体画像データを前記３次元立体物の表面に露光する工程と、前記３次元立体物の表面に形成された前記３次元立体画像データを現像する工程からなるように構成したので、にじみの発生をも抑制した高精彩な加飾をする３次元立体物表面に形成することができ、かつ長期にわたって加飾された色彩を保持することができる。
【００１７】
第２の発明は、３次元加飾立体物の製造方法であって、前記３次元立体物データの形状に合うように補正された前記３次元立体画像データは、プロジェクションマッピング法を用いて処理するように構成したので、複雑な凹凸を有する立体形状に対しても、位置合わせを容易に行うことができる。
【００１８】
第３の発明は、３次元加飾立体物の製造方法であって、前記３次元立体画像データが、ライトフィールド法により得られたものであるように構成したので、複雑な凹凸形状を有する３次元立体物に対しても、個々の凹凸に高精細な加飾をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の製造方法の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の３次元加飾立体物の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
３次元立体物の３次元立体物データを作成し、３次元立体物データを使用し、３次元立体物の形状に合わせて補正された３次元立体画像データを準備する。次に、３次元立体物を成形し、成形した３次元立体物の表面にカラー感光材料をコーティングし、３次元立体画像データを３次元立体物の表面に露光し、３次元立体物の表面に形成された３次元立体画像データの潜像を現像するように構成した。
【００２２】
３次元立体物の３次元立体物データは、３次元加飾立体物の製造方法中において、以下２つの工程で使用される。まず、３次元立体物を成形する工程で使用され、次に、３次元立体物の形状に合うように補正された３次元立体画像データを作成する工程で使用される。３次元立体物データは、市販されている３次元画像ＣＡＤソフトウェアを利用して作成することができる。また、３次元立体物データは、レーザー式、ホワイトライト式、アーム＆レーザー式などの３次元スキャナー、または産業用ＣＴスキャナーからも情報を抽出することができるので、それらの３次元立体物データを抽出してもよい。３次元画像ＣＡＤソフトウェアを利用して、３次元立体物データをそれぞれ作成する場合、パッチ面向きの調整、不要シェルの削除、隙間の補完、パッチの間弓き、輪郭形状のスムージング処理などを行い、例えば、ＳＴＬ（ＳｔａｎｄａｒｄＴｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄＬａｎｇｕａｇｅ）データ形式でデータ保存するとよい。
【００２３】
３次元立体画像データは、３次元立体物を加飾するための画像データである。３次元立体画像データは、例えば、投影、露光可能な画像データであればよく、例えば、カメラにより撮影された画像、３次元立体物とは関係のないＣＧデータ、２次元データを用いることができる。
３次元立体画像データの撮影方法としては、特に限定はなく、公知の方法を用いればよい。例えば、３次元立体画像データが鮮明に露光できる方法としては、複数台のカメラにより異なる角度から行う撮影法、またはライトフィールド法を用いることができる。特に、現実の３次元世界の形状、明るさ、色の光学的情報をある特定の視点から切り取った元の３次元世界の極めて限られた情報のみからなる一般的な画像に比べることが可能なライトフィールド法を用いることにより、あらゆる視点からの画像を収集することができる。すなわち、本来の３次元世界の情報が全て含まれているため、画像認識では難しい透明物体や鏡面物体の認識をもすることができる。
【００２４】
３次元立体画像データは、後の工程で３次元立体物に対してプロジェクターなどで投影するため、３次元立体物と投影する３次元立体画像データとを合致させる必要があり、また３次元立体画像データを所望の色彩や柄にする必要がある。そのため、所望の色彩や柄の３次元立体画像データを適宜選択し、３次元立体物データの形状に合わせて補正をする。３次元立体物の形状に合わせて補正する方法は、特に限定はなく、３次元立体物に所望の３次元立体画像データの特質によって、適宜マッピング方法を選択すればよい。マッピング方法としては、具体的には、ノンテクスチャマッピング、テクスチャマッピング、バンプマッピング、環境マッピング、透過マッピング、法線マッピングなどがある。特に、３次元立体物表面に質感を出したい場合は、３次元立体物の表面に壁紙のように貼り付けられるテクスチャマッピングを使用するとよい。
【００２５】
また、本発明における３次元立体物は、３次元立体物データを適宜使用して成形することができる。特に本発明の３次元立体物に対する加飾方法は、複雑な凹凸形状を有する３次元立体物に対して、高精細に加飾を行うことができる製造方法であるが、３次元形状に限定はなく、複雑な凹凸の有無は問わない。３次元立体物の成形方法としては、例えば、光造形式、粉末式、熱溶解積層式、インクジェット式、シート積層式などの積層造形法、切削造形法、射出成形法、鋳造法などを用いることができる。特に、高精細な３次元立体物を成形する場合、インクジェット式の積層造形法、すなわち３Ｄプリンターによる成形方法が好ましい。
【００２６】
次に、本発明において、加飾方法は、フォトリソグラフィー法を用いるため、予め３次元立体物の表面にカラー感光材料をコーティングする必要がある。カラー感光材料を表面にコーティングする方法としては、３次元立体物の表面に均一にコーティングできていればよく、方法は特に限定しない。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＭＢＥ法、レーザーアブレーション法、ＣＶＤ法、塗装法、ディッピング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティング法などを用いることができる。特に、多数の凹凸を有する３次元立体物の場合、凹凸形状部に関係なく均一にコーティングすることが可能なディッピング法、またはスプレー法を用いることが好ましい。また、カラー感光材料の最適な膜厚は、５〜２０μｍあればよい。
【００２７】
また、カラー感光材料は、ポジ型感光性材料、ネガ型感光性材料のどちらも用いることができ、適宜選択して使用すればよい。特に、高精細な画像を形成する観点から、ポジ型感光性材料を用いると好ましい。
カラー感光材料は、少なくともイエロー画像形成層、マゼンタ画像形成層、シアン画像形成層を有するハロゲン化銀乳剤であるカラー感光材料であればよく、公知のものを使用すればよい。それぞれの画像形成層内に含まれる乳剤は、赤色光（４００〜５００ｎｍ）、緑色光（５００〜６００ｎｍ）、黄色光（６００〜７００ｎｍ）に感色性を有する乳剤であると好ましい。また、乳剤には、安定化させる目的でカブリ防止剤または安定剤を含有させることができる。
【００２８】
カラー感光材料におけるイエロー画像形成層、マゼンタ画像形成層、シアン画像形成層は支持体上に積層塗布されるが支持体からの順番はどのような順番でもよい。例えば立体物表面に近い側からシアン画像形成層、マゼンタ画像形成層、イエロー画像形成層と形成することができる。この他に必要に応じ保護層等を配置することができる。
【００２９】
カラー感光材料がコーティングされた３次元立体物に３次元立体画像データを投影、露光することにより、３次元立体物の表面に加飾したい潜像を作成することができる。投影、露光方法としては、公知の方法を使用すればよく、ＣＧにおける一般的なマッピング手法を用いることが可能である。例えば、プロジェクションマッピング法などが挙げられる。プロジェクションマッピング法とは、テクスチャをスライドプロジェクターのようにオブジェクトに投影するマッピングテクニックであり、３次元立体物にプロジェクションで映像を投影、露光させることができるため、単一または一回の投影では困難な３次元立体物上の部位への投影、露光を可能とし、複雑な凹凸形状を有する３次元立体物への投影、露光も可能となる。また、３次元立体物と関連性のない３次元立体画像を、プロジェクターを用いて投影することができるので、様々な演出を３次元立体物上に形成することができる。
【００３０】
カラー感光材料に対する露光時間は、目的に応じ、任意の時間に設定することができるが、３秒以下の露光時間の時に本発明の効果をより発揮することができる。また、露光光源としては、ハロゲンランプ、発光ダイオード、ガスレーザー、固体レーザー、半導体レーザー等、通常知られている光源を用いることができる。
【００３１】
カラー感光材料の現像に用いる現像液において使用することのできる現像剤としては、通常のハロゲン化銀現像剤、例えばハイドロキノンの如きポリヒドロキシベンゼン類、アミノフェノール類、３−ピラゾリドン類、アスコルビン酸とその誘導体、レダクトン類、フェニレンジアミン類等、あるいはその混合物が含まれる。具体的には、ハイドロキノン、アミノフェノール、Ｎ−メチルアミノフェノール、１−フェニル−３−ピラゾリドン、１−フェニル−４，４−ジメチル−３−ピラゾリドン、１−フェニル−４−メチル−４−ヒドロキシメチル−３−ピラゾリドン、アスコルビン酸、Ｎ，Ｎ−ジエチル−ｐ−フェニレンジアミン、ジエチルアミノ−ｏ−トルイジン、４−アミノ−３−メチル−Ｎ−エチル−Ｎ−（β−メタンスルホンアミドエチル）アニリン、４−アミノ−３−メチル−Ｎ−エチル−Ｎ−（β−ヒドロキシエチル）アニリン、４−アミノ−Ｎ−エチル−Ｎ−（β−ヒドロキシエチル）アニリン、４−アミノ−３−メチル−Ｎ−エチル−Ｎ−（γ−ヒドロキシプロピル）アニリン等が挙げられる。これらの現像剤を予め乳剤中に含ませておき、高ｐＨ水溶液浸漬中にハロゲン化銀に作用させるようにすることもできる。
【００３２】
以上のようにして形成された３次元加飾立体物は、３次元立体物の表面に高精細な画像データを形成することができ、また、長期にわたって加飾された色彩を保持することが可能な３次元加飾立体物を形成することができる。
【００３３】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は３次元立体物において、鮮明で長期においても退色しない３次元加飾立体物に関し、特に美麗な加飾が可能な３次元加飾立体物の製造方法に関するものである。
【図１】
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