(57)【要約】【課題】３Ｄオブジェクト上にカラーパターンを提供するように適合された３Ｄプリンティング方法および３Ｄプリンティング設備が提供される。【解決手段】この方法は、以下のステップを含む。カラーパターンを含むカラーイメージが取得され、また、カラーイメージは複数のピクセルを含む。各ピクセルのインクジェット深さが各ピクセルのカラー特徴に基づいて判別される。３Ｄオブジェクトの３Ｄモデルは、複数の層オブジェクトの層情報を生成するため、スライスされる。層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャが各ピクセルのインクジェット深さに基づいて取得される。【選択図】        図２
2018176721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄオブジェクト上にカラーパターンを提供するように適合されるカラー３Ｄプリンティング方法であって、
前記カラーパターンのカラーイメージであって、複数のピクセルから形成されるカラーイメージを取得し、
各前記ピクセルのカラー特徴に基づいて各前記ピクセルのインクジェット深さを判別し、
前記３Ｄオブジェクトの３Ｄモデルをスライスして複数の層オブジェクトの層情報を生成し、
各前記ピクセルの前記インクジェット深さに基づいて、前記層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャを取得する、
ことを特徴とするカラー３Ｄプリンティング方法。
【請求項２】
各前記ピクセルの前記カラー特徴に基づいて各前記ピクセルのインクジェット深さを判別するステップは、
カラー空間形式に基づいて、各前記ピクセルのカラー空間要素を取得し、
各前記ピクセルの前記カラー空間要素に基づいて、各前記ピクセルの前記インクジェット深さを判別する、
ことを特徴とする請求項１に記載のカラー３Ｄプリンティング方法。
【請求項３】
各前記ピクセルの前記カラー特徴に基づいて各前記ピクセルのインクジェット深さを判別するステップは、
各前記ピクセルの前記カラー空間要素を用いてルックアップテーブルを参照し、前記ルックアップテーブル内の複数の所定の深さから各前記ピクセルの前記インクジェット深さを取得する、
ことを特徴とする請求項２に記載のカラー３Ｄプリンティング方法。
【請求項４】
各前記ピクセルの前記カラー特徴に基づいて各前記ピクセルのインクジェット深さを判別するステップは、
前記ピクセルの前記カラー空間要素を比較して、前記カラー空間要素に基づいて前記ピクセルをランク付けし、
各前記ピクセルのランク付けに基づいて、前記ピクセルに対応する前記インクジェット深さを判別する、
ことを特徴とする請求項２に記載のカラー３Ｄプリンティング方法。
【請求項５】
さらに、前記カラーイメージを別のカラー空間形式から前記カラー空間形式に変換する、ことを特徴とする請求項２に記載のカラー３Ｄプリンティング方法。
【請求項６】
各前記ピクセルの前記カラー空間要素は、ＨＳＶカラー空間の値要素あるいはＨＳＬカラー空間の明度要素である、ことを特徴とする請求項２に記載のカラー３Ｄプリンティング方法。
【請求項７】
各前記ピクセルの前記インクジェット深さは、前記値要素あるいは前記明度要素が増加するごとに増加し、前記インクジェット深さは、前記３Ｄオブジェクトの外面に対する距離である、ことを特徴とする請求項６に記載のカラー３Ｄプリンティング方法。
【請求項８】
さらに、前記層情報に基づいてプリンティング材料を用いて前記層オブジェクトをプリントする間に、前記インクジェットピクチャがそれぞれ対応する前記層オブジェクトを、前記インクジェットピクチャに基づいて着色する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のカラー３Ｄプリンティング方法。
【請求項９】
前記プリンティング材料は、透明材料であることを特徴とする請求項８に記載のカラー３Ｄプリンティング方法。
【請求項１０】
前記ピクセルは、第１のピクセルと第２のピクセルとを備え、前記第１のピクセルの前記カラー特徴が前記第２のピクセルの前記カラー特徴と異なる場合、前記第１のピクセルの前記インクジェット深さは、前記第２のピクセルの前記インクジェット深さと異なる、ことを特徴とする請求項１に記載のカラー３Ｄプリンティング方法。
【請求項１１】
記憶装置と、前記記憶装置に接続されたプロセッサとを備え、前記プロセッサは、
前記カラーパターンのカラーイメージであって、複数のピクセルから形成されるカラーイメージを取得し、
各前記ピクセルのカラー特徴に基づいて各前記ピクセルのインクジェット深さを判別し、
前記３Ｄオブジェクトの３Ｄモデルをスライスして複数の層オブジェクトの層情報を生成し、
各前記ピクセルの前記インクジェット深さに基づいて、前記層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャを取得する、ように構成される、
ことを特徴とする３Ｄプリンティング設備。
【請求項１２】
前記プロセッサは、さらに、前記層情報に基づいてプリンティング材料を用いて前記層オブジェクトをプリントする間に、前記インクジェットピクチャがそれぞれ対応する前記層オブジェクトを、前記インクジェットピクチャに基づいて着色する、ように構成される、ことを特徴とする請求項１１に記載の３Ｄプリンティング設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、プリンティング方法に関連し、より具体的には、カラー３Ｄプリンティング方法及び３Ｄプリンティング設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ支援製造(ＣＡＭ)における進歩に伴って、製造者は、オリジナルデザインコンセプトを迅速にプリントする三次元(３Ｄ)プリンティング技術を発展させた。実際のところ、３Ｄプリンティング技術は、一連の迅速プロトタイピング(ＲＰ)技術の集合であり、基本原理は、積層製造であり、迅速プロトタイピング装置がスキャニングを通じてＸ−Ｙ平面上にワークピースの断面を形成し、Ｚ軸において層厚さを断続的にシフトさせ、最終的に３Ｄオブジェクトを形成することに用いられる。３Ｄプリンティング技術は、幾何学的形状にかかわらず適用可能であり、また、ＲＰ技術は、特に複雑な部分について優れたアウトプットを生成し、これによって人的労働と処理時間を著しく減らすとともに、許容された最小時間の要求の下でのコンピュータ支援デザイン(ＣＡＤ)ソフトウェアによってデザインされたデジタル３Ｄモデルの正確な提示を可能にする。
【０００３】
ヒューズ溶融モデリング(ＦＤＭ)を例とすると、これは形成材料をワイヤとし、この形成材料を加熱して溶解し、望まれる形状／プロファイルに沿って層毎に材料を形成ステージ上に積層して３Ｄオブジェクトを形成する。現在、カラー３Ｄプリンティング方法が提案されている。この方法によれば、３Ｄオブジェクトを形成する層オブジェクトは、３Ｄオブジェクトの製造中に層毎にインクジェット機構により着色される層である。この方法が適用される場面において、３Ｄプリンティング装置のインクジェット機構は、３Ｄオブジェクトの外面に着色インクをスプレーし（例えば、最上層オブジェクトの上部にカラーインクをスプレーする、あるいは層オブジェクトの端部にカラーインクをスプレーする）、これによって３Ｄオブジェクトの表面上にカラーパターンを提供する。しかしながら、このようなカラーパターンの提供は、多様性を欠き、固有の視覚効果を与えることができない。カラー３Ｄプリンティングの多様性及び審美性を促進することが、この技術分野における研究者にとっての課題であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
３Ｄプリンティングオブジェクト上のカラーパターンの一般的な提供は、多様性を欠き、個別の視覚効果を与えることができない。カラー３Ｄプリンティングの多様性及び審美性を促進することが、この技術分野における研究者にとっての課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、特別な視覚効果を有するカラーパターンを３Ｄオブジェクト上に提供可能なカラー３Ｄプリンティング方法及び３Ｄプリンティング設備を提供する。これにより、３Ｄプリンティングの多様性及び審美性を促進する。
【０００６】
本開示の一つの実施の形態は、カラー３Ｄプリンティング方法を提供する。この方法は、３Ｄオブジェクト上にカラーパターンを提供するように適合され、以下のステップを含む。カラーパターンを含むカラーイメージが取得され、カラーイメージは、複数のピクセルを含む。各ピクセルのカラー特徴に基づいて、各ピクセルのインクジェット深さが判別される。３Ｄオブジェクトの３Ｄモデルがスライスされて複数の層オブジェクトの層情報が生成される。層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャが、各ピクセルのインクジェット深さに従って取得される。
【０００７】
他の観点においては、本開示の一つの実施の形態は、記憶装置とプロセッサとを備える３Ｄプリンティング設備を提供する。プロセッサは、記憶装置に接続され、カラーパターンのカラーイメージであって複数のピクセルから形成されるカラーイメージを取得し、各ピクセルのカラー特徴に基づいて各ピクセルのインクジェット深さを判別し、３Ｄオブジェクトの３Ｄモデルをスライスして複数の層オブジェクトの層情報を生成し、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて、層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャを取得する、ように構成される。
【発明の効果】
【０００８】
以上より、本開示の実施の形態に係るカラー３Ｄプリンティング方法及び３Ｄプリンティング設備は、カラーイメージの各ピクセルのカラー特徴に基づいて、各ピクセルのインクジェット深さを判別し、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて、ピクセルの部位をそれぞれ記録するインクジェットピクチャを生成する。従って、３Ｄオブジェクトの製造の間に、３Ｄプリンティング装置は、インクジェットピクチャに基づいて、層オブジェクトにカラーインクをスプレーし、３Ｄオブジェクト上に特別な視覚効果を有するカラーパターンを提供する。
【０００９】
添付の図面と共に複数の例示的な実施の形態を以下に詳細に説明し、本開示をさらに詳細に説明する。
【００１０】
添付の図面はさらなる理解のために包含されるもので、本明細書に組み込まれて当該明細書の一部を構成する。図面は例示的な実施の形態を示し、以下の説明と共に、本開示の原理について説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の実施の形態に係る３Ｄプリンティング設備を示す概要図である。
【００１２】
【図２】本開示の実施の形態に係るカラー３Ｄプリンティング方法を示すフローチャートである。
【００１３】
【図３】本開示の実施の形態に係るステップＳ２０２の詳細を示すフローチャートである。
【００１４】
【図４】本開示の実施の形態に係るカラー３Ｄプリンティング方法を示す概要図である。
【００１５】
【図５】本開示の実施の形態に係るインクジェット深さの取得を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示のいくつかの実施の形態を、以下に添付の図面と共に詳細に説明する。以下の説明における参照符号に関し、同様あるいは類似の参照符号が異なる図面において使用される場合、同様あるいは類似の参照符号は、同様あるいは類似の構成要件を指し示す。実施の形態は、単に本発明の一部を構成し、発明のすべての実施可能な実施の形態を示すものではない。より具体的には、実施の形態は、あくまでも本発明で保護が求められた方法及びシステムの例である。
【００１７】
図１は、本開示の実施の形態に係る３Ｄプリンティング設備を示す概略図である。図１を参照すると、３Ｄプリンティング設備１００は、記憶装置１１０と、プロセッサ１２０と、３Ｄプリンティング装置１３０とを備える。プロセッサ１２０は、記憶装置１１０および３Ｄプリンティング装置１３０に接続される。本実施の形態では、プロセッサ１２０は、３Ｄオブジェクトに基づいたモデルを構築し、３Ｄモデルイメージを生成する。また、３Ｄモデルイメージは、多角形ファイル形式(ＰＬＹ)あるいはＯＢＪファイル形式等の３Ｄファイル形式に準拠する。３Ｄモデルイメージにおける３Ｄモデルは、複数の多角形メッシュによって形成される。また、多角形メッシュのそれぞれは、複数の端を有し、各端はそれぞれ異なる座標を有する。一般に、多角形メッシュは、三角形メッシュであってよい。本実施の形態では、プロセッサ１２０は、層情報を得るため、３Ｄモデルイメージ中の３Ｄモデルを層へとスライスしてよい。層情報に基づいて、プロセッサ１２０は、３Ｄプリンティング動作を実行するように３Ｄプリンティング装置１３０を制御し、これによって３Ｄプリンティング装置１３０が層毎に３Ｄオブジェクトをプリントする。
【００１８】
本実施の形態では、記憶装置１１０はデータを格納してよく、バッファメモリ、内部記憶媒体、外部記憶媒体、他の種の記憶装置、あるいはそれらの組み合わせであってよい。例えば、バッファメモリは、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、あるいは他の同様の装置を含んでよい。例えば、内部記憶媒体は、ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)、ソリッドステートディスク、フラッシュ記憶装置、あるいは他の同様の装置を含んでよい。例えば、外部記憶媒体は、外部ハードドライブ、ＵＳＢドライブ、クラウドドライブ、あるいは他の同様の装置を含んでよい。本実施の形態では、記憶装置１１０は、３Ｄモデルイメージ、複数の層イメージ、３Ｄイメージモデリングモジュール、イメージ処理モジュール、あるいはイメージ分析モジュールを記憶してよく、本開示の各実施の形態におけるスライスイメージ処理を実行する。
【００１９】
本実施の形態では、プロセッサ１２０は、本開示の各実施の形態におけるイメージ処理及びイメージ分析を実行するため、記憶装置１１０に格納された複数のモジュールを実行してよい。プロセッサ１２０は、中央処理装置(ＣＰＵ)あるいは他のプログラマブル汎用/専用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(ＤＳＰ)、プログラマブルコントローラ、アプリケーションスペシフィックインテグレーテッドサーキット（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジック回路(ＰＬＤ)、他の同様の処理装置、あるいはそれらの組み合わせであってよい。
【００２０】
本実施の形態では、３Ｄプリンティング装置１３０は、コントローラ１３１と、プリンティング機構１３２と、インクジェット機構１３３とを備えてよい。プロセッサ１２０は、３Ｄプリンティング装置１３０を駆動するため、層情報に基づいて、３Ｄプリンティング装置１３０のコントローラ１３１に制御信号を供給し得る。３Ｄプリンティング装置１３０のコントローラ１３１は、３Ｄプリンティング動作及びインクジェット動作を実行するため、プリンティング機構１３２およびインクジェット機構１３３を制御し得る。例えば、３Ｄプリンティング動作は、形成材料を吐出することを含む。また、３Ｄプリンティング装置１３０は、形成材料が実質的に硬化した後、形成材料にインクジェット動作を実行し得る。さらに、当業者にとって理解できるように、３Ｄプリンティング装置１３０は、プリンティングヘッドとともに３Ｄプリンティングを実行するのに要する他の構成要件、例えば、ステージ、供給ライン、インクジェットライン、プリンティングヘッドリンク機構等をさらに備えていてよい。これらについての詳細は、以下では説明を省略する。
【００２１】
図２は、本開示の実施の形態に係るカラー３Ｄプリンティング方法を示すフローチャートである。本実施の形態の方法は、図１の３Ｄプリンティング設備１００に好適である。以下では、本実施の形態に係る３Ｄプリンティング方法の詳細を、３Ｄプリンティング設備１００のそれぞれの構成要件に関連づけて説明する。本実施の形態のカラー３Ｄプリンティング方法は、３Ｄオブジェクト上にカラーパターンを提供するのに好適である。
【００２２】
ステップＳ２０１で、プロセッサ１２０は、カラーパターンのカラーイメージを取得する。本実施の形態において、プロセッサ１２０が、外面のカラー情報を含む３Ｄモデルを取得する場合、プロセッサ１２０は、カラーイメージを生成するため、３Ｄモデルのカラー情報をキャプチャしてよい。具体的には、プロセッサ１２０は、３Ｄモデル及び対応するカラーデータ上の色でマークされた座標位置に基づいて、カラーイメージを生成し得る。また、カラーイメージは、複数のピクセルを含む。
【００２３】
次に、ステップＳ２０２で、プロセッサ１２０は、各ピクセルのカラー特徴に基づいて、ピクセルのそれぞれのインクジェット深さを判別する。カラー特徴は、カラー空間形式によって定義されるピクセルの少なくとも１つのカラー空間要素であってよい。代替的に、カラー特徴は、ピクセルの少なくとも１つのカラー空間要素を関数に代入することで生成された結果であってもよい。図３は、本開示の実施の形態に係るステップＳ２０２の詳細を示すフローチャートである。最初に、ステップＳ２０２１で、プロセッサ１２０は、カラー空間形式に基づいて各ピクセルのカラー空間要素を取得する。次に、ステップＳ２０２２で、プロセッサ１２０は、各ピクセルのカラー空間要素に基づいて各ピクセルのインクジェット深さを判別してよい。例えば、カラー空間形式は、ＲＧＢカラー空間、ＨＳＶカラー空間、ＨＳＬカラー空間、ＹＣｂＣｒカラー空間あるいはＹＵＶカラー空間であってよい。本開示はこの点について限定を目的とするべきものではない。例えば、カラーイメージのカラー空間形式がＨＳＶカラー空間である場合、各ピクセルのカラーは、色調要素、彩度要素及び値(輝度)要素によって表わされてよい。カラーイメージのカラー空間形式がＲＧＢカラー空間である場合、各ピクセルのカラーは、赤要素、緑要素及び青要素によって表わされてもよい。本実施の形態において、プロセッサ１２０が各ピクセルのカラー特徴を取得した後、プロセッサ１２０は、各ピクセルのカラー特徴に基づいて各ピクセルのインクジェット深さを判別し得る。インクジェット深さは、３Ｄオブジェクトの外面に対する距離である。換言すると、ピクセルは、ピクセルのカラー特徴に基づいた異なるインクジェット深さに応じた複数のピクセルグループに分類される。３Ｄオブジェクトの外面上にカラーイメージにおける各ピクセルを提供することのみと比較して、本実施の形態の方法は、異なるインクジェット深さに基づいて、３Ｄオブジェクトの内部に向かって、カラーイメージのいくつかのピクセルが存在する位置を移動させることができる。
【００２４】
次に、ステップＳ２０３で、プロセッサ１２０は、複数の層オブジェクトの層情報を生成するため、３Ｄオブジェクトの３Ｄモデルをスライスする。ステップＳ２０４で、プロセッサ１２０は、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて層オブジェクトに対応する複数のインクジェットピクチャを取得する。概して言えば、プロセッサ１２０は、層オブジェクトの断面プロファイルを取得するため、複数の層表面を用いて３Ｄモデルをスライスする。３Ｄモデルをスライスするスライス間隔は、層オブジェクトの厚みと見なしてよい。層オブジェクトの断面プロファイルに基づいて、プロセッサ１２０は、対応する制御コードファイルを生成してよい。ここで、制御コードファイルは、３Ｄプリンティング装置１３０が読むことが可能で、それに基づいてプリント機能を実行可能とする層情報である。換言すると、３Ｄプリンティング装置１３０の制御部は、層毎に各層オブジェクトを製造するように、制御コードファイルに基づいてプリンティング部分を制御する。例えば、本実施の形態では、制御コードファイルは、Ｇコードファイルであってよい。また、プロセッサ１２０がカラー３Ｄモデルをスライスする場合、プロセッサ１２０は、さらに、層オブジェクトに対応するインクジェットピクチャを生成してよい。プロセッサ１２０は、インクジェットピクチャを、対応するインクジェット制御情報に変換してよく、また、３Ｄプリンティング装置１３０は、インクジェット制御情報に基づいてインクジェット動作を実行するようにインクジェット機構１３３を制御してよい。
【００２５】
一つの実施の形態において、プロセッサ１２０がカラーイメージの各ピクセルのインクジェット深さを取得した後、プロセッサ１２０は、オリジナルの３Ｄモデルにおける色でマーキングされた座標位置を３Ｄモデルの内側へ移動させるため、各ピクセルのインクジェット深さに基づいてオリジナルの３Ｄモデルを調整してよい。次に、プロセッサ１２０は、各層オブジェクト及び対応するインクジェットピクチャの層情報を取得するため、調整された３Ｄモデルをスライスしてよい。加えて、一つの実施の形態において、プロセッサ１２０がカラーイメージ中の各ピクセルのインクジェット深さを取得した後、プロセッサ１２０は、各層オブジェクト及び対応するインクジェットピクチャの層情報を取得するため、オリジナルの３Ｄモデルをスライスしてよい。次に、インクジェットピクチャは、インクジェット深さに基づいて調整される。従って、調整されたインクジェットピクチャが、各インクジェットピクチャ上のいくつかあるいは全てのピクセルの位置を変更することで生成される。換言すると、本開示の実施の形態に係るインクジェットピクチャは、インクジェット深さに基づいて、最終的に生成される。
【００２６】
次に、ステップＳ２０５で、層情報に基づいてプリンティング材料を用いて層オブジェクトがプリントされる間に、３Ｄプリンティング装置１３０は、インクジェットピクチャに基づいて、各インクジェットピクチャが対応する層オブジェクトを着色してよい。３Ｄプリンティング装置１３０が層オブジェクトをプリントし終える毎に、３Ｄプリンティング装置１３０は、当該層オブジェクトに対応するインクジェットピクチャに基づいてインクジェット動作を実行してよく、これによって当該層オブジェクトの上部からインクがスプレーされる。したがって、プリンティング及びインクジェット動作を交互に実行することで、特別な視覚的効果を有する３Ｄオブジェクトが製造される。３Ｄオブジェクトの外面上にのみカラーイメージ提供することと比較して、本実施の形態の方法は、少なくとも３Ｄオブジェクトの内部においてカラーイメージの一部を提供することができ、これによって彫刻の視覚的効果を達成する。
【００２７】
本開示のカラープリント方法についてさらに詳細に説明するため、さらなる説明のために実施の形態を以下に説明する。図４は、本開示の実施の形態に係るカラー３Ｄプリンティング方法を説明する概要図である。３Ｄ彫刻結果を有する３Ｄオブジェクト上にカラーイメージを提供するため、各ピクセルのインクジェット深さは、ＨＳＶカラー空間の値要素を増加するごとに増加してよい。しかしながら、図４における実施の形態はＨＳＶカラー空間における値要素をカラー特徴として採用するが、本開示はこれに限定されない。インクジェット深さを決定するカラー特徴がＨＳＬカラー空間の明度要素であると仮定すると、３Ｄ感覚を示す彫刻効果を有する３Ｄオブジェクト上にカラーイメージを提供するため、各ピクセルのインクジェット深さは、ＨＳＬカラー空間の明度要素が増加するごとに増加し得る。
【００２８】
特に、図４を参照し、プロセッサ１２０は、記憶装置１１０から３ＤモデルＭ１を検索し、カラーイメージＩ１を取得するため、３ＤモデルＭ１の表面の色情報を抽出してよい。プロセッサ１２０は、カラーイメージＩ１を別のカラー空間形式からＨＳＶカラー空間に変換してよい。例えば、プロセッサ１２０は、カラーイメージＩ１を、ＲＧＢカラー空間からＨＳＶカラー空間に変換してよい。次に、プロセッサ１２０は、カラーイメージＩ１上の各ピクセルのカラー特徴に基づいて、各ピクセルに対応するインクジェット深さを判別してよい。例えば、ピクセルＰ４がＲＧＢ座標（２５５、２５５、０）を有する黄色に対応すると仮定すると、ピクセルＰ４の値要素は１である。従って、プロセッサ１２０は、ピクセルＰ４のインクジェット深さはピクセルＰ４の値要素に基づいて５ユニットの長さであると判別する。別の例では、ピクセルＰ５がＲＧＢ座標（０、０、１２８）を有する紺色に対応すると仮定すると、ピクセルＰ５の値要素は０．５である。従って、プロセッサ１２０は、ピクセルＰ５のインクジェット深さはピクセルＰ５の値要素に基づいて０ユニットの長さであると判別する。換言すると、その値要素が３Ｄモデルにおいてより高いピクセルＰ４をマーキングする位置が、モデルの表面から３Ｄモデルの内側に移動される。
【００２９】
従って、３Ｄモデルをスライスした後、プロセッサ１２０は、インクジェット深さに基づいて生成された層情報Ｌ１及び複数のインクジェットピクチャＢ１乃至ＢＮを取得し、また、３Ｄプリンティング装置１３０は、３ＤオブジェクトＯｂｊ１を生成するため、層情報Ｌ１及びインクジェットピクチャＢ１乃至ＢＮに基づいてプリンティング及びインクジェット動作を交互に実行し得る。例として、各ピクセルに割り当てられたインクジェット深さに基づいて、カラーブロックＣ１は３ＤオブジェクトＯｂｊ１の内部に位置し、一方でカラーブロックＣ２、Ｃ３及びＣ４は、３ＤオブジェクトＯｂｊ１の表面に位置する。また、実施の形態では、３Ｄプリンティング装置１３０によって採用されたプリンティング材料は、透明なポリ乳酸(ＰＬＡ)材料あるいは透明なアクリル素材等の透明材料である。従って、内部に位置するカラーブロックＣ１が視認可能である。
【００３０】
図５は、本開示の実施の形態に係るインクジェット深さの取得を説明する概要図である。図５を参照すると、プロセッサ１２０はカラーイメージＦ１を取得する。カラーイメージＦ１は互いに異なる３つの色を含むように形成されると仮定する。プロセッサ１２０は、カラーイメージＦ１中の各ピクセルのカラー特徴を分析する。ここで、プロセッサ１２０は、ピクセルのカラー空間要素をピクセルのカラー特徴として採用し、領域Ｚ１における各ピクセル（第１のピクセルＰ１を含む）のカラー空間要素は同一である。同様に、領域Ｚ２１及びＺ２２の中の各ピクセル（第２のピクセルＰ２を含む)のカラー空間要素は同一であり、また、領域Ｚ３の中の各ピクセル(第３のピクセルＰ３を含む)のカラー空間要素は同一である。
【００３１】
一つの実施の形態において、カラーイメージＦ１中の各ピクセルのカラー空間要素を取得した後、プロセッサ１２０は、ルックアップテーブルを参照し、ルックアップテーブルの複数の所定の深さから各ピクセルのインクジェット深さを取得するように各ピクセルのカラー空間要素を用いてよい。図５を例とすると、表１は、明度要素に従ってインクジェット深さを見つけるためのルックアップテーブルの例である。
【表１】
2018176721.tif 000003
表１を例とし、例えば、プロセッサ１２０が、ピクセルＰ１の明度要素が０．１であると判別した場合、プロセッサ１２０は、表１を確認してピクセルＰ１のインクジェット深さがｄ１であると判別する。例えば、プロセッサ１２０が、ピクセルＰ２の明度要素が０．３であると判別した場合、プロセッサ１２０は、表１を確認してピクセルＰ２のインクジェット深さがｄ２であると判別する。例えば、プロセッサ１２０が、ピクセルＰ３の明度要素が０．８であると判別した場合、プロセッサ１２０は、表１を参照してピクセルＰ２のインクジェット深さがｄ４であると判別する。
【００３２】
しかしながら、表１は、単により詳細に一例を説明するためのものであり、本開示を限定するものではない。ルックアップテーブルは、実際上のニーズに基づいて設計及び設定されてよい。本開示は、この点について限定を課すものではない。換言すると、第１のピクセルＰ１のカラー特徴は第２のピクセルＰ１のカラー特徴と異なるので、第１のピクセルＰ１のインクジェット深さｄ１は、第２のピクセルＰ２のインクジェット深さｄ２とは異なる。図５に示すように、インクジェット深さの参照に基づくと、領域Ｚ１中の全てのピクセルは、インクジェット深さｄ１に対応し、領域Ｚ２１及びＺ２２中の全てのピクセルは、インクジェット深さｄ２に対応し、領域Ｚ３中の全てのピクセルは、インクジェット深さｄ４に対応する。次に、プロセッサ１２０は、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて、インクジェットピクチャを生成してよい。
【００３３】
さらに、実施の形態では、プロセッサ１２０は、各ピクセルのカラー空間要素を比較し、各ピクセルのカラー空間要素に基づいて各ピクセルのランク付けを行ってよい。次に、プロセッサ１２０は、各ピクセルのランク付けに基づいて、各ピクセルに対応するインクジェット深さを判別してよい。図５を例とすると、カラーイメージＦ１中の各ピクセルのカラー空間要素を取得した後、プロセッサ１２０は、ピクセルのカラー空間要素に基づいて、全てのピクセルのランク付けを行ってよい。第１のピクセルＰ１、第２のピクセルＰ２及び第３のピクセルＰ３を例とすると、プロセッサは、第１のピクセルＰ１、第２のピクセルＰ２及び第３のピクセルＰ３を、カラー空間要素に基づいてランク付けしてよい。次に、プロセッサ１２０は、第１のピクセルＰ１、第２のピクセルＰ２及び第３のピクセルＰ３のインクジェット深さを、第１のピクセルＰ１のランク、第２のピクセルＰ２のランク及び第３のピクセルＰ３のランクに基づいて判別してよい。具体的には、第１のピクセルＰ１が「１」にランク付けされる場合、プロセッサ１２０は、第１のピクセルＰ１のインクジェット深さがｄ１であると直接判別してよい。第２のピクセルＰ２が「２」にランク付けされる場合、プロセッサ１２０は、第２のピクセルＰ２のインクジェット深さがｄ２であると直接判別してよい。第３のピクセルＰ３が「３」にランク付けされる場合、プロセッサ１２０は、第３のピクセルＰ３のインクジェット深さがｄ４であると直接判別してよい。別の実施の形態では、プロセッサ１２０は、さらに、各ピクセルのランクに基づいて、各ピクセルに複数のインクジェット深さを連続的に割り当ててよい。次に、プロセッサ１２０は、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて、インクジェットピクチャを生成し、インクジェットピクチャに基づいて、特別な視覚効果を有する製造された３Ｄオブジェクト上にカラーパターンを提供するように３Ｄプリンティング装置１３０を駆動してよい。
【００３４】
以上より、本開示の実施の形態に係るカラー３Ｄプリンティング方法および３Ｄプリンティング設備は、カラーイメージの各ピクセルのカラー特徴に基づいて、各ピクセルのインクジェット深さを判別し、また、各ピクセルのインクジェット深さに基づいて、層オブジェクトに対応するインクジェットピクチャを生成してよい。従って、３Ｄオブジェクトの製造中に、３Ｄプリンティング装置は、特別な視覚効果を有する３Ｄオブジェクト上でカラーイメージを提供するため、インクジェットピクチャに基づいて層オブジェクトにカラーインクをスプレーし得る。加えて、ピクセルの輝度あるいは明度に基づいてインクジェット深さを判別することにより、本開示の実施の形態に係る３Ｄプリンティング装置は、深遠な３Ｄ感覚を有する３Ｄオブジェクト上でカラーイメージを提供することが可能である。
【００３５】
本発明は、３Ｄプリンティング装置を用いてカラー３Ｄオブジェクトを製造する場合に実施可能なカラー３Ｄプリンティング方法を提供する。従って、特別な視覚効果を有するカラー３Ｄオブジェクトが３Ｄプリンティング装置によって製造可能である。
【００３６】
開示した実施の形態の構成について、本開示の技術的範囲から逸脱しない限りにおいて、様々な変形及び応用を行うことが可能である点、当業者にとって明らかである。以上より、本開示は、添付の特許請求の範囲及びその均等の範囲内の変形及び応用を包含するものである。
【符号の説明】
【００３７】
１００  ３Ｄプリンティング設備
１１０  記憶装置
１２０  プロセッサ
１３０  ３Ｄプリンティング装置
１３１  制御部
１３２  プリンティング機構
１３３  インクジェット機構
Ｍ１  ３Ｄモデル
Ｓ２０１〜Ｓ２０５、Ｓ２０２１、Ｓ２０２２  ステップ
Ｆ１  カラーイメージ
Ｚ１、Ｚ２１、Ｚ２２、Ｚ３  領域
Ｃ１〜Ｃ５  カラーブロック
Ｏｂｊ１  ３Ｄオブジェクト
Ｂ１〜ＢＮ  インクジェットピクチャ
Ｌ１  層情報
Ｐ１〜Ｐ５  ピクセル
Ｉ１  カラーイメージ
【図１】
2018176721.tif 000004
【図２】
2018176721.tif 000005
【図３】
2018176721.tif 000006
【図４】
2018176721.tif 000007
【図５】
2018176721.tif 000008
【外国語明細書】
2018176721000001.pdf