(57)【要約】【課題】３Ｄプリンタ出力用データを配信する際に、３Ｄプリンタから出力される造形物自体についての著作権保護を行う。【解決手段】フィギュアなどの造形物Ｍを３Ｄプリンタ１５０から出力するための元データＤ１と、これに著作権保護のために付加する固有符号１０とを用意する。固有符号１０を一次元バーコード２１（または二次元バーコード２２）として表し、当該バーコード２１の情報をもった凹凸構造面により３Ｄバーコード３０を作成する。３Ｄバーコード３０を上面に有する三次元ブロック３５を定義し、元データＤ１の内部に合成することにより合成データＤ２を作成してネット配信する。ユーザが、合成データＤ２を３Ｄプリンタ１５０に与えると、外観が造形物Ｍと同じ造形物Ｈが得られるが、これを外部からＸ線ＣＴスキャナ装置２００でスキャンすると、内部の３Ｄバーコード３０を認識することができ、固有符号１０を読み取ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄプリンタ出力用データを配信する際に、出力造形物についての著作権保護を行う著作権保護方法であって、
コンピュータが、３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに著作権保護のために付加する固有符号と、を入力するデータ入力段階と、
コンピュータが、前記固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成段階と、
コンピュータが、前記元データに前記３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成段階と、
コンピュータが、前記合成データを配信するデータ配信段階と、
前記合成データを３Ｄプリンタに与えることにより得られた出力造形物から、前記３Ｄバーコードを抽出し、前記固有符号を検出する符号検出段階と、
を有し、
前記３Ｄバーコード合成段階では、内部に前記凹凸構造面が形成された造形物が出力可能な合成データが得られる合成を行い、
前記符号検出段階では、出力造形物を外部からスキャンすることにより前記凹凸構造面を認識し、前記３Ｄバーコードを抽出することを特徴とする３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法。
【請求項２】
請求項１に記載の著作権保護方法において、
３Ｄバーコード作成段階で、一次元バーコードもしくは二次元バーコードに基づいて３Ｄバーコードを作成することを特徴とする３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法。
【請求項３】
請求項２に記載の著作権保護方法において、
３Ｄバーコード作成段階で、所定の符号形成平面上に、固有符号に対応した黒領域および白領域の集合体からなる一次元バーコードもしくは二次元バーコードを作成し、黒領域および白領域のうちの一方を、前記符号形成平面に対して直交する方向に所定の段差距離ｄだけ移動させる移動処理を行い、当該移動処理後の黒領域および白領域によって凹凸構造面を形成することを特徴とする３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の著作権保護方法において、
データ入力段階で、第１の三次元閉空間領域の境界面を示す元データを入力し、
３Ｄバーコード合成段階で、前記第１の三次元閉空間領域の内部に含まれ、かつ、その境界面の一部が３Ｄバーコードとなる凹凸構造面を形成している第２の三次元閉空間領域を定義し、前記第１の三次元閉空間領域の境界面を外面とし、前記第２の三次元閉空間領域の境界面を内面とする第３の三次元閉空間領域を定義し、この第３の三次元閉空間領域の外面および内面を示す情報を含んだ合成データを作成することを特徴とする３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の著作権保護方法において、
符号検出段階で、Ｘ線ＣＴスキャナ装置を用いて出力造形物を外部からスキャンすることにより、凹凸構造面を認識することを特徴とする３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の著作権保護方法において、
データ配信段階で、合成データに対して暗号化処理を施すことにより配信用データを作成し、合成データを前記配信用データの形で配信するようにし、配信を受けた者が前記配信用データに対して復号処理を施した場合に前記合成データを利用できるようにしたことを特徴とする３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の著作権保護方法において、
データ配信段階で、著作権保護のために付加する埋込符号を、合成データに対して電子透かしとして埋め込む埋込処理を施すことにより配信用データを作成し、合成データを前記配信用データの形で配信するようにし、前記配信用データから前記埋込符号を抽出して認識できるようにしたことを特徴とする３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法。
【請求項８】
請求項７に記載の著作権保護方法において、
３Ｄバーコード合成段階で、複数の多角形の各頂点位置を示す座標データと、各多角形の表裏を示す法線ベクトルデータと、を含む合成データを作成し、
データ配信段階で、前記法線ベクトルデータを構成する一部のビットの値を変更することにより埋込処理を実行することを特徴とする３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれかに記載の著作権保護方法における３Ｄバーコード合成段階を行うことにより作成された合成データ。
【請求項１０】
請求項１〜４のいずれかに記載の著作権保護方法における３Ｄバーコード合成段階を行うことにより作成された合成データを３Ｄプリンタに与えることにより得られた出力造形物。
【請求項１１】
請求項１〜４のいずれかに記載の著作権保護方法におけるデータ入力段階、３Ｄバーコード作成段階、および３Ｄバーコード合成段階をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１２】
３Ｄプリンタ出力用データを配信するとともに、出力造形物についての著作権保護を行うシステムであって、
３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに著作権保護のために付加する固有符号と、を入力するデータ入力部と、
前記固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成部と、
前記元データに前記３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成部と、
前記合成データを配信するデータ配信部と、
前記合成データを３Ｄプリンタに与えることにより得られた出力造形物から、前記３Ｄバーコードを抽出し、前記固有符号を検出する符号検出部と、
を備え、
前記３Ｄバーコード合成部は、前記凹凸構造面が内部に形成された出力造形物を出力可能な合成データを作成し、
前記符号検出部は、前記出力造形物を外部からスキャンすることにより前記凹凸構造面を認識し、前記３Ｄバーコードを抽出することを特徴とする３Ｄプリンタ出力用データの配信および著作権保護を行うシステム。
【請求項１３】
出力造形物について固有符号を付加した３Ｄプリンタ出力用データを作成する方法であって、
コンピュータが、３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに付加する固有符号と、を入力するデータ入力段階と、
コンピュータが、前記固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成段階と、
コンピュータが、前記元データに前記３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成段階と、
を有することを特徴とする３Ｄプリンタ出力用データの作成方法。
【請求項１４】
出力造形物について固有符号を付加した３Ｄプリンタ出力用データを作成するシステムであって、
３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに付加する固有符号と、を入力するデータ入力部と、
前記固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成部と、
前記元データに前記３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成部と、
を備えることを特徴とする３Ｄプリンタ出力用データの作成システム。
【請求項１５】
３Ｄプリンタを利用して、固有符号が付加された三次元物品を製造する方法であって、
コンピュータが、３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに付加する固有符号と、を入力するデータ入力段階と、
コンピュータが、前記固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成段階と、
コンピュータが、前記元データに前記３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成段階と、
コンピュータが、前記合成データを３Ｄプリンタに与えることにより出力造形物を得る造形物作成段階と、
を有し、
前記データ入力段階で、第１の三次元閉空間領域の境界面を示す元データを入力し、
前記３Ｄバーコード作成段階で、所定の符号形成平面上に、前記固有符号に対応した黒領域および白領域の集合体からなる一次元バーコードもしくは二次元バーコードを作成し、黒領域および白領域のうちの一方を、前記符号形成平面に対して直交する方向に所定の段差距離ｄだけ移動させる移動処理を行い、当該移動処理後の黒領域および白領域によって凹凸構造面を形成し、
前記３Ｄバーコード合成段階で、前記第１の三次元閉空間領域の内部に含まれ、かつ、その境界面の一部が前記凹凸構造面を形成している第２の三次元閉空間領域を定義し、前記第１の三次元閉空間領域の境界面を外面とし、前記第２の三次元閉空間領域の境界面を内面とする第３の三次元閉空間領域を定義し、この第３の三次元閉空間領域の外面および内面を示す情報を含んだ合成データを作成し、
前記造形物作成段階で、内部に前記凹凸構造面が形成された出力造形物を３Ｄプリンタから出力することにより三次元物品を製造することを特徴とする３Ｄプリンタを用いた三次元物品の製造方法。
【請求項１６】
所定の固有符号が付加された三次元物品であって、
第１の三次元閉空間領域の境界面を構成する外面と、前記第１の三次元閉空間領域の内部に含まれる第２の三次元閉空間領域の境界面を構成する内面と、を有し、
前記外面と前記内面との間の空間として形成される第３の三次元閉空間領域には固体からなる第１の材料が充填されており、前記第２の三次元閉空間領域には前記第１の材料とは異なる材質からなる第２の材料が充填されており、
前記内面の一部に３Ｄバーコードを構成する凹凸構造面が形成されており、前記凹凸構造面は、所定の平面からなる符号形成面上に配置された凹部領域と、前記符号形成面を所定の段差距離ｄだけ平行移動して得られるオフセット面上に配置された凸部領域との集合体によって構成され、
前記符号形成面および前記オフセット面に対して平行な位置に配置された所定の投影平面上に、前記凹部領域および凸部領域を正射影投影したときに、凹部領域の投影像と凸部領域の投影像とによって、前記固有符号を示す一次元バーコードもしくは二次元バーコードが形成されていることを特徴とする固有符号が付加された三次元物品。
【請求項１７】
請求項１６に記載の三次元物品において、
第１の材料が不透明な固体材料であり、第２の材料が空気であることを特徴とする固有符号が付加された三次元物品。
【請求項１８】
請求項１６に記載の三次元物品において、
第１の材料が不透明な固体材料であり、第２の材料が前記固体材料を生成するための原材料であることを特徴とする固有符号が付加された三次元物品。
【請求項１９】
請求項１６に記載の三次元物品を造形物として３Ｄプリンタから出力させることが可能な３Ｄプリンタ出力用データ。
【請求項２０】
３Ｄプリンタから出力される出力造形物に固有符号が付加されるようにし、これを確認する固有符号付加確認方法あって、
コンピュータが、３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに付加する固有符号と、を入力するデータ入力段階と、
コンピュータが、前記固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成段階と、
コンピュータが、前記元データに前記３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成段階と、
コンピュータが、前記合成データを配信するデータ配信段階と、
前記合成データを３Ｄプリンタに与えることにより得られた出力造形物から、前記３Ｄバーコードを抽出し、前記固有符号を検出する符号検出段階と、
を有し、
前記３Ｄバーコード合成段階では、内部に前記凹凸構造面が形成された造形物が出力可能な合成データが得られる合成を行い、
前記符号検出段階では、出力造形物を外部からスキャンすることにより前記凹凸構造面を認識し、前記３Ｄバーコードを抽出することを特徴とする３Ｄプリンタから出力される出力造形物についての固有符号付加確認方法。
【請求項２１】
３Ｄプリンタから出力される出力造形物に固有符号が付加されるようにし、これを確認する固有符号付加確認システムであって、
３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに付加する固有符号と、を入力するデータ入力部と、
前記固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成部と、
前記元データに前記３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成部と、
前記合成データを配信するデータ配信部と、
前記合成データを３Ｄプリンタに与えることにより得られた出力造形物から、前記３Ｄバーコードを抽出し、前記固有符号を検出する符号検出部と、
を備え、
前記３Ｄバーコード合成部は、前記凹凸構造面が内部に形成された出力造形物を出力可能な合成データを作成し、
前記符号検出部は、前記出力造形物を外部からスキャンすることにより前記凹凸構造面を認識し、前記３Ｄバーコードを抽出することを特徴とする３Ｄプリンタから出力される出力造形物についての固有符号付加確認システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄプリンタ出力用データを配信する際に、出力造形物についての著作権保護を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々な電子機器において膨大な数のデジタルコンテンツが利用されており、一般にＤＲＭ（Digital Rights Management）と呼ばれているデジタル著作権管理が益々重要になってきている。音声、画像、動画、電子書籍などの形態をとるデジタルコンテンツについては、古くから様々な方法によるＤＲＭが提案されている。
【０００３】
たとえば、暗号化を施した状態でコンテンツの配布や配信を行い、特定の環境においてのみ復号を行い再生を可能にする技術や、いわゆるストリーミング方式で配信し、ユーザの手元にコンテンツデータが残らない状態にする技術などは、既に実用化されている。また、コンテンツデータに電子透かしを埋め込んだ状態で配布や配信を行う方法も利用されている。この方法では、デジタルコンテンツの複製行為自体を制限することはできないが、複製物に電子透かしの情報が残るため、複製物であることの立証が容易になり、違法な複製行為を抑制する効果は得られる。
【０００４】
近年、デジタルコンテンツの形態として、３Ｄモデリングデータが脚光を浴びるようになってきている。３Ｄモデリングデータ自体は、古くからＣＡＤシステムやＣＧシステムで利用されてきたコンテンツデータであるが、最近は、３Ｄプリンタ出力用データとしての利用が注目されている。３Ｄプリンタは、これまで試作品や模型を高速に作成できるツールとして、一部の企業の業務で利用されるにとどまっていたが、最近は低価格化が進み、一般個人でも導入できるようになってきている。このため、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）なる標準形式のファイルフォーマットで記述された３Ｄプリンタ出力用のモデリングデータがインターネット上で配信されている。
【０００５】
もちろん、このような３Ｄモデリングデータについても、音声、画像、動画、電子書籍などのデジタルコンテンツと同様に、デジタル著作権管理を行うことが重要である。そこで、たとえば、下記の特許文献１には、３Ｄモデリングデータに対して２段階のパスワード認証を行うことにより、データの閲覧を制限する手法が提案されており、特許文献２には、３Ｄモデリングデータを部品業者に渡すときに、費用の見積もりに必要な最小限部分だけを開示し、全体像および他の部品については閲覧できないようにモザイクを施す手法が提案されている。また、特許文献３には、視点座標や光源位置座標などのレンダリングパラメータの一部のビットを変更することにより、３次元形状に変形が生じないように電子透かしの情報を埋め込む手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３８６８２８４号公報
【特許文献２】特許第４８０６２５７号公報
【特許文献３】特許第４０８１０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前掲の各特許文献に開示されているように、３Ｄモデリングデータについても、一般的なデジタルコンテンツと同様のデジタル著作権管理を行う手法が提案されており、これらの手法を利用すれば、音声、画像、動画、電子書籍などのデジタルコンテンツと同様の著作権管理が可能になる。しかしながら、これらの手法では、必ずしも十分な著作権管理を行うことはできない。
【０００８】
たとえば、前掲の特許文献１に記載されている方法では、パスワード認証により閲覧が許可された後は、３Ｄモデリングデータを無尽蔵にコピーすることができるようになり、特許文献２に記載されている方法でも、閲覧可能な部分に関しては、無尽蔵にコピーすることができるようになり、決して十分な著作権保護を行うことはできない。
【０００９】
これに対して、特許文献３に記載されている手法を利用すれば、コピーした複製物には、常に電子透かしの情報が埋め込まれた状態になるため、違法な複製物を配布するような海賊行為に対しては抑制効果は得られる。しかしながら、３Ｄプリンタ出力用データの場合、データ自体には電子透かしの情報が埋め込まれているものの、当該データを３Ｄプリンタに与えることにより得られた出力造形物までには、電子透かしの情報が反映されないため、出力造形物に対する著作権保護を十分に行うことはできない。
【００１０】
今後は、３Ｄプリンタが一般個人のレベルまで普及してゆき、インターネット上で、３Ｄプリンタ出力用データの配信が盛んに行われるものと予想される。この場合、データ自体に電子透かしの情報を埋め込んでおけば、データ自体の違法な複製を抑制する効果は得られるが、３Ｄプリンタから得られた出力造形物自体についての著作権管理は不十分であり、３Ｄプリンタを利用して、フィギュアなどの造形物が無尽蔵に製造されてしまう可能性がある。また、拳銃などの法規制の対象となる危険物、合鍵などのセキュリティ上の問題がある物品、その他の輸入規制品が、インターネット経由で入手したデータに基づいて３Ｄプリンタから出力されてしまう問題も指摘されており、出力造形物自体についての著作権管理が急務となってきている。
【００１１】
そこで本発明は、３Ｄプリンタ出力用データを配信する際に、３Ｄプリンタから出力された造形物自体についての著作権保護を行うことができるデータ配信方法および著作権保護方法ならびにこれらの方法を実行するためのシステムを提供することを目的とする。また、出力造形物についての著作権保護を行う機能を備えた３Ｄプリンタ出力用データを作成する方法ならびに当該方法を実行するためのシステム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】
【００１２】
(1)   本発明の第１の態様は、３Ｄプリンタ出力用データを配信する際に、出力造形物についての著作権保護を行う３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法において、
コンピュータが、３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに著作権保護のために付加する固有符号と、を入力するデータ入力段階と、
コンピュータが、固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成段階と、
コンピュータが、元データに３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成段階と、
コンピュータが、合成データを配信するデータ配信段階と、
合成データを３Ｄプリンタに与えることにより得られた出力造形物から、３Ｄバーコードを抽出し、固有符号を検出する符号検出段階と、
を行い、
３Ｄバーコード合成段階では、内部に凹凸構造面が形成された造形物が出力可能な合成データが得られる合成を行い、
符号検出段階では、出力造形物を外部からスキャンすることにより凹凸構造面を認識し、３Ｄバーコードを抽出するようにしたものである。
【００１３】
(2)   本発明の第２の態様は、上述した第１の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法において、
３Ｄバーコード作成段階で、一次元バーコードもしくは二次元バーコードに基づいて３Ｄバーコードを作成するようにしたものである。
【００１４】
(3)   本発明の第３の態様は、上述した第２の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法において、
３Ｄバーコード作成段階で、所定の符号形成平面上に、固有符号に対応した黒領域および白領域の集合体からなる一次元バーコードもしくは二次元バーコードを作成し、黒領域および白領域のうちの一方を、符号形成平面に対して直交する方向に所定の段差距離ｄだけ移動させる移動処理を行い、当該移動処理後の黒領域および白領域によって凹凸構造面を形成するようにしたものである。
【００１５】
(4)   本発明の第４の態様は、上述した第１〜第３の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法において、
データ入力段階で、第１の三次元閉空間領域の境界面を示す元データを入力し、
３Ｄバーコード合成段階で、第１の三次元閉空間領域の内部に含まれ、かつ、その境界面の一部が３Ｄバーコードとなる凹凸構造面を形成している第２の三次元閉空間領域を定義し、第１の三次元閉空間領域の境界面を外面とし、第２の三次元閉空間領域の境界面を内面とする第３の三次元閉空間領域を定義し、この第３の三次元閉空間領域の外面および内面を示す情報を含んだ合成データを作成するようにしたものである。
【００１６】
(5)   本発明の第５の態様は、上述した第１〜第４の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法において、
符号検出段階で、Ｘ線ＣＴスキャナ装置を用いて出力造形物を外部からスキャンすることにより、凹凸構造面を認識するようにしたものである。
【００１７】
(6)   本発明の第６の態様は、上述した第１〜第５の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法において、
データ配信段階で、合成データに対して暗号化処理を施すことにより配信用データを作成し、合成データを配信用データの形で配信するようにし、配信を受けた者が配信用データに対して復号処理を施した場合に合成データを利用できるようにしたものである。
【００１８】
(7)   本発明の第７の態様は、上述した第１〜第６の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法において、
データ配信段階で、著作権保護のために付加する埋込符号を、合成データに対して電子透かしとして埋め込む埋込処理を施すことにより配信用データを作成し、合成データを配信用データの形で配信するようにし、配信用データから埋込符号を抽出して認識できるようにしたものである。
【００１９】
(8)   本発明の第８の態様は、上述した第７の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法において、
３Ｄバーコード合成段階で、複数の多角形の各頂点位置を示す座標データと、各多角形の表裏を示す法線ベクトルデータと、を含む合成データを作成し、
データ配信段階で、法線ベクトルデータを構成する一部のビットの値を変更することにより埋込処理を実行するようにしたものである。
【００２０】
(9)   本発明の第９の態様は、上述した第１〜第４の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法における３Ｄバーコード合成段階を行うことにより合成データを作成するようにしたものである。
【００２１】
(10)  本発明の第１０の態様は、上述した第１〜第４の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法における３Ｄバーコード合成段階を行うことにより作成された合成データを３Ｄプリンタに与えることにより出力造形物を得るようにしたものである。
【００２２】
(11)  本発明の第１１の態様は、上述した第１〜第４の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法におけるデータ入力段階、３Ｄバーコード作成段階、および３Ｄバーコード合成段階を、コンピュータにプログラムを組み込むことにより実行するようにしたものである。
【００２３】
(12)  本発明の第１２の態様は、３Ｄプリンタ出力用データを配信するとともに、出力造形物についての著作権保護を行うシステムにおいて、
３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに著作権保護のために付加する固有符号と、を入力するデータ入力部と、
固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成部と、
元データに３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成部と、
合成データを配信するデータ配信部と、
合成データを３Ｄプリンタに与えることにより得られた出力造形物から、３Ｄバーコードを抽出し、固有符号を検出する符号検出部と、
を設け、
３Ｄバーコード合成部は、凹凸構造面が内部に形成された出力造形物を出力可能な合成データを作成し、
符号検出部は、出力造形物を外部からスキャンすることにより凹凸構造面を認識し、３Ｄバーコードを抽出するようにしたものである。
【００２４】
上述した第１２の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの配信および著作権保護を行うシステムでは、
３Ｄバーコード作成部が、一次元バーコードもしくは二次元バーコードに基づいて３Ｄバーコードを作成するようにできる。
【００２５】
具体的には、３Ｄバーコード作成部が、所定の符号形成平面上に、固有符号に対応した黒領域および白領域の集合体からなる一次元バーコードもしくは二次元バーコードを作成し、黒領域および白領域のうちの一方を、符号形成平面に対して直交する方向に所定の段差距離ｄだけ移動させる移動処理を行い、当該移動処理後の黒領域および白領域によって凹凸構造面を形成するようにすればよい。
【００２６】
また、上述した第１２の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの配信および著作権保護を行うシステムでは、
データ入力部が、第１の三次元閉空間領域の境界面を示す元データを入力し、
３Ｄバーコード合成部が、第１の三次元閉空間領域の内部に含まれ、かつ、その境界面の一部が３Ｄバーコードとなる凹凸構造面を形成している第２の三次元閉空間領域を定義し、第１の三次元閉空間領域の境界面を外面とし、第２の三次元閉空間領域の境界面を内面とする第３の三次元閉空間領域を定義し、この第３の三次元閉空間領域の外面および内面を示す情報を含んだ合成データを作成するようにすることができる。
【００２７】
更に、上述した第１２の態様に係る３Ｄプリンタ出力用データの配信および著作権保護を行うシステムでは、
符号検出部が、出力造形物を外部からスキャンすることにより凹凸構造面を認識するＸ線ＣＴスキャナ装置を有するようにすることができる。
【００２８】
(13)  本発明の第１３の態様は、出力造形物について固有符号を付加した３Ｄプリンタ出力用データを作成する３Ｄプリンタ出力用データの作成方法において、
コンピュータが、３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに付加する固有符号と、を入力するデータ入力段階と、
コンピュータが、固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成段階と、
コンピュータが、元データに３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成段階と、
を行うようにしたものである。
【００２９】
(14)  本発明の第１４の態様は、出力造形物について固有符号を付加した３Ｄプリンタ出力用データを作成する３Ｄプリンタ出力用データの作成システムにおいて、
３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに付加する固有符号と、を入力するデータ入力部と、
固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成部と、
元データに３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成部と、
を設けるようにしたものである。
【００３０】
(15)  本発明の第１５の態様は、３Ｄプリンタを利用して、固有符号が付加された三次元物品を製造する３Ｄプリンタを用いた三次元物品の製造方法において、
コンピュータが、３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに付加する固有符号と、を入力するデータ入力段階と、
コンピュータが、固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成段階と、
コンピュータが、元データに３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成段階と、
コンピュータが、合成データを３Ｄプリンタに与えることにより出力造形物を得る造形物作成段階と、
を行い、
データ入力段階で、第１の三次元閉空間領域の境界面を示す元データを入力し、
３Ｄバーコード作成段階で、所定の符号形成平面上に、固有符号に対応した黒領域および白領域の集合体からなる一次元バーコードもしくは二次元バーコードを作成し、黒領域および白領域のうちの一方を、符号形成平面に対して直交する方向に所定の段差距離ｄだけ移動させる移動処理を行い、当該移動処理後の黒領域および白領域によって凹凸構造面を形成し、
３Ｄバーコード合成段階で、第１の三次元閉空間領域の内部に含まれ、かつ、その境界面の一部が凹凸構造面を形成している第２の三次元閉空間領域を定義し、第１の三次元閉空間領域の境界面を外面とし、第２の三次元閉空間領域の境界面を内面とする第３の三次元閉空間領域を定義し、この第３の三次元閉空間領域の外面および内面を示す情報を含んだ合成データを作成し、
造形物作成段階で、内部に凹凸構造面が形成された出力造形物を３Ｄプリンタから出力することにより三次元物品を製造するようにしたものである。
【００３１】
(16)  本発明の第１６の態様は、所定の固有符号が付加された三次元物品において、
第１の三次元閉空間領域の境界面を構成する外面と、第１の三次元閉空間領域の内部に含まれる第２の三次元閉空間領域の境界面を構成する内面と、を有し、
外面と内面との間の空間として形成される第３の三次元閉空間領域には固体からなる第１の材料が充填されており、第２の三次元閉空間領域には第１の材料とは異なる材質からなる第２の材料が充填されており、
内面の一部に３Ｄバーコードを構成する凹凸構造面が形成されており、凹凸構造面は、所定の平面からなる符号形成面上に配置された凹部領域と、符号形成面を所定の段差距離ｄだけ平行移動して得られるオフセット面上に配置された凸部領域との集合体によって構成され、
符号形成面およびオフセット面に対して平行な位置に配置された所定の投影平面上に、凹部領域および凸部領域を正射影投影したときに、凹部領域の投影像と凸部領域の投影像とによって、固有符号を示す一次元バーコードもしくは二次元バーコードが形成されているようにしたものである。
【００３２】
(17)  本発明の第１７の態様は、上述した第１６の態様に係る固有符号が付加された三次元物品において、
第１の材料が不透明な固体材料であり、第２の材料が空気であるようにしたものである。
【００３３】
(18)  本発明の第１８の態様は、上述した第１６の態様に係る固有符号が付加された三次元物品において、
第１の材料が不透明な固体材料であり、第２の材料がこの固体材料を生成するための原材料であるようにしたものである。
【００３４】
(19)  本発明の第１９の態様は、上述した第１６の態様に係る固有符号が付加された三次元物品を造形物として出力させることが可能な３Ｄプリンタ出力用データを用意し、これを３Ｄプリンタに与えて三次元物品を製造するようにしたものである。
【００３５】
(20)  本発明の第２０の態様は、３Ｄプリンタから出力される出力造形物に固有符号が付加されるようにし、これを確認する３Ｄプリンタから出力される出力造形物についての固有符号付加確認方法において、
コンピュータが、３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに付加する固有符号と、を入力するデータ入力段階と、
コンピュータが、固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成段階と、
コンピュータが、元データに３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成段階と、
コンピュータが、合成データを配信するデータ配信段階と、
合成データを３Ｄプリンタに与えることにより得られた出力造形物から、３Ｄバーコードを抽出し、固有符号を検出する符号検出段階と、
を行い、
３Ｄバーコード合成段階では、内部に凹凸構造面が形成された造形物が出力可能な合成データが得られる合成を行い、
符号検出段階では、出力造形物を外部からスキャンすることにより凹凸構造面を認識し、３Ｄバーコードを抽出するようにしたものである。
【００３６】
(21)  本発明の第２１の態様は、３Ｄプリンタから出力される出力造形物に固有符号が付加されるようにし、これを確認する３Ｄプリンタから出力される出力造形物についての固有符号付加確認システムにおいて、
３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データと、この元データに付加する固有符号と、を入力するデータ入力部と、
固有符号に基づいて、凹凸構造面を有する３Ｄバーコードを作成する３Ｄバーコード作成部と、
元データに３Ｄバーコードを合成することにより、合成データを作成する３Ｄバーコード合成部と、
合成データを配信するデータ配信部と、
合成データを３Ｄプリンタに与えることにより得られた出力造形物から、３Ｄバーコードを抽出し、固有符号を検出する符号検出部と、
を設け、
３Ｄバーコード合成部は、凹凸構造面が内部に形成された出力造形物を出力可能な合成データを作成し、
符号検出部は、出力造形物を外部からスキャンすることにより凹凸構造面を認識し、３Ｄバーコードを抽出するようにしたものである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、３Ｄプリンタ出力用の元データに、固有符号が３Ｄバーコードとして組み込まれ、合成データの形式で配信されることになる。この３Ｄバーコードは、出力造形物の内部に凹凸構造面を形成するデータになっているため、出力造形物の外形には影響を与えることはない。しかも、必要なときには、この出力造形物を外部からスキャンすることにより凹凸構造面を認識し、３Ｄバーコードを抽出することができ、固有符号を読み取ることができる。
【００３８】
合成データの形式で配信された３Ｄプリンタ出力用データを利用して出力された造形物の内部には、いずれにも上記凹凸構造面が形成されることになる。したがって、本発明を実施するにあたり、固有符号として著作権保護のための符号を用いれば、３Ｄプリンタ出力用データを配信する場合に、当該データに基づいて３Ｄプリンタから出力された造形物自体についての著作権保護を効果的に行うことができるようになる。また、出力造形物についての著作権保護を行う機能を備えた３Ｄプリンタ出力用データを作成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来の一般的な３Ｄプリンタ出力用データの配信形態を示すブロック図である。
【図２】本発明による著作権保護のための固有符号の埋込手順を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法の基本手順を示す流れ図である。
【図４】一般的な３Ｄモデリングデータのデータ構成を示す斜視図である。
【図５】三角形の集合体からなる３Ｄモデリングデータのデータ構成を示す斜視図である。
【図６】本発明において情報埋込に用いる３Ｄバーコード（凹凸構造面）の作成原理を示す図であり、上段の図(a) は符号形成面Ｅ上に定義された一次元バーコード２１の平面図、下段の図(b) は符号形成面Ｅとその上方に形成されたオフセット面Ｆとの間に形成された３Ｄバーコード（凹凸構造面）３０の側断面図である。
【図７】本発明によって３Ｄバーコード（凹凸構造面）が埋め込まれた出力造形物の一例を示す部分断面図である。
【図８】元データに３Ｄバーコードを合成することにより合成データを作成する原理を示す正断面図である。
【図９】図８の断面図に対応する３Ｄモデリングデータのデータ構成を示す図である。
【図１０】本発明によって作成された出力造形物Ｈの構造を示す図である（(a) は斜視図、(b) は正断面図、(c) は側断面図、(d) は投影平面図である）。
【図１１】一般的な樹脂タイプの３Ｄプリンタによる造形物出力プロセスを示す正断面図である。
【図１２】一般的な石膏タイプの３Ｄプリンタによる造形物出力プロセスを示す正断面図である。
【図１３】本発明を適用して樹脂タイプの３Ｄプリンタによって作成された出力造形物（図(a) ）および石膏タイプの３Ｄプリンタによって作成された出力造形物（図(b) ）の内部構造を示す正断面図である。
【図１４】本発明の変形例に係る３Ｄプリンタ出力用データの配信形態を示すブロック図である。
【図１５】図１４に示す「電子透かしの埋込処理１４３」の基本原理を示す図である。
【図１６】図１５に示す基本原理に基づいて３Ｄモデリングデータに電子透かしを埋め込んだ具体例を示す図である。
【図１７】本発明に係る３Ｄプリンタ出力用データの配信および著作権保護を行うシステムの基本構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
【００４１】
＜＜＜  §１．  従来技術の問題点と本発明の基本概念  ＞＞＞
はじめに、従来技術の問題点を簡単に述べるとともに、これを解決するための本発明の基本概念を説明する。
【００４２】
図１は、従来の一般的な３Ｄプリンタ出力用データの配信形態を示すブロック図である。図示のとおり、３Ｄプリンタ出力用データＤは、通常、ＣＡＤ／ＣＧツール１１０を用いたコンピュータ画面上での作業により作成したり、３Ｄボディスキャナ１２０を用いた対象物のスキャンにより取り込んだり、医療用ＣＴ／ＭＲＩスキャナ１３０を用いた人体のスキャンにより入手したりして、必要があれば、これらに加工を施すことにより用意される。
【００４３】
こうして用意された３Ｄプリンタ出力用データＤは、インターネットなどのネットワークＮを介して配信されるが、このとき、ＤＲＭ付加処理１４１が施されるのが一般的である。具体的なＤＲＭ付加処理１４１としては、暗号化処理や電子透かしの埋込処理が利用されている。正規のユーザは、この３Ｄプリンタ出力用データＤをネットワークＮを経由して受信し、ＤＲＭ解除処理１４２（たとえば、正規の方法で入手した復号用キーを用いた復号処理）を行った上で利用することになる。
【００４４】
現在、３Ｄプリンタ用のデータ形式としては、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）形式が標準のフォーマットになっており、一般的な３Ｄプリンタ出力用データＤは、このＳＴＬ形式の３Ｄモデリングデータによって構成されている。一般ユーザは、この３Ｄプリンタ出力用データＤを３Ｄプリンタ１５０に与えることにより、実体のある出力造形物Ｍを得ることができる。
【００４５】
このような配信形態を採ると、ＤＲＭ付加処理１４１によって、３Ｄプリンタ出力用データ自体には、暗号化や電子透かしの埋め込みなどの著作権保護対策を施すことができる。したがって、ネットワークＮを介して配信したデータが、無尽蔵にコピーされ、不特定多数の者によって利用されることを抑制することは可能である。
【００４６】
また、一般に、電子透かしに対する解除処理は行われないので、ＤＲＭ付加処理１４１として電子透かしの埋込処理を施しておけば、ＤＲＭ解除処理１４２が行われた後の３Ｄプリンタ出力用データＤには、電子透かしがそのまま残っている状態になるため、正規のユーザが、ＤＲＭ解除後のデータを無尽蔵にコピーして複製物を配布することも抑制できる（もし、そのような配布行為を行ったとすると、複製物から当該ユーザが特定されてしまうため、十分な抑止力として機能する）。
【００４７】
ところが、３Ｄプリンタ１５０から出力された出力造形物Ｍには、ＤＲＭ付加処理１４１によって付加した電子透かしの痕跡は残らないため、正規のユーザが、無尽蔵に出力造形物Ｍを出力しても、当該出力造形物Ｍから当該ユーザを特定することはできない。したがって、人気キャラクターのフィギュアなどのデータを正規の方法で入手したユーザが、３Ｄプリンタ１５０を用いて多数の出力造形物Ｍを出力し、これをフィギュアの三次元物品として、私的使用の範囲を越えて大量に販売した場合、十分な著作権保護を行うことができない。このように、図１に示す従来の配信形態の場合、最終的に得られた出力造形物ＭはＤＲＭの対象外となってしまう。また、３Ｄプリンタ出力用のデータを入手できないユーザでも、販売された出力造形物Ｍを入手できれば、３Ｄボディスキャナ１２０を用いて出力造形物Ｍを再スキャンし、出力造形物Ｍを模倣した出力造形物Ｍ′を大量に作成し販売することもでき、同様に著作権保護の管理外になってしまう。
【００４８】
もちろん、３Ｄプリンタ１５０からの出力時に出力造形物Ｍの表面に固有のシリアル番号などが物理的に刻印されるように、予め個々の３Ｄモデリングデータに当該シリアル番号の情報を組み込んでおけば、特定のユーザが出力した出力造形物Ｍの表面には、すべて当該ユーザに固有のシリアル番号が刻まれることになるので、上記不正行為をある程度抑制することは可能になる。しかしながら、キャラクターフィギュアなどの表面にシリアル番号を刻印することは、当該フィギュアの外観を損ねることになるので好ましくない。また、刻印部分が削り取られてしまうと著作権保護の効果は失われてしまう。
【００４９】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するための新たな手法を提案するものであり、その基本概念は、著作権保護のための固有符号（たとえば、上述した固有のシリアル番号でよい）を、凹凸構造面からなる３Ｄバーコードとして表現し、この３Ｄバーコードが出力造形物Ｍの内部に形成された状態で３Ｄプリンタから出力されるように、元の３Ｄモデリングデータに３Ｄバーコードを合成して合成データを作成し、これを配信する点にある。
【００５０】
このような合成データの配信を受けたユーザが、３Ｄプリンタを利用して造形物を出力すると、その内部には、凹凸構造面からなる３Ｄバーコードが必ず形成されていることになる。凹凸構造面は、出力造形物の内部の構造であるため、その外形に影響を与えることはなく、キャラクターフィギュアなどに利用しても外形が変わることはない。しかも、著作権を侵害するような大量の出力造形物が出回った場合、３Ｄバーコードは凹凸構造面として表現されているため、Ｘ線ＣＴスキャナ装置などを用いて、当該出力造形物を外部からスキャンすれば、非破壊的に凹凸構造面を認識することにより３Ｄバーコードを抽出することができ、著作権保護のための固有符号を読み取ることができる。よって、出力造形物の外形を維持したまま、当該造形物自体についての著作権保護を効果的に行うことができるようになる。
【００５１】
具体的には、特定の合成データを用いて出力した出力造形物Ｍから固有符号を読み取ることができれば、当該合成データを利用して違法に３Ｄプリンタによる出力を行ったという証拠を得ることができる。一方、この出力造形物Ｍを３Ｄボディスキャナ１２０を用いて再スキャンし、この再スキャンによって得られたデータを利用して３Ｄプリンタから出力された出力造形物Ｍ′には、３Ｄバーコードは埋め込まれていないので、固有符号を読み取ることはできない。しかしながら、本来は内部に存在するはずの３Ｄバーコードが、３Ｄボディスキャナ１２０では読み取れないため、出力造形物Ｍ′は出力造形物Ｍの模造品であるという証拠になり、真贋鑑定の根拠として利用することができる。
【００５２】
図２は、本発明による著作権保護のための固有符号の埋込手順を示すブロック図である。ここでは、まず、図の左中段に示すように、３Ｄプリンタ出力用データＤ１が用意されているものとする。このデータＤ１は、図１に示す従来例における３Ｄプリンタ出力用データＤに対応するものであり、ＣＡＤ／ＣＧツール１１０、３Ｄボディスキャナ１２０、医療用ＣＴ／ＭＲＩスキャナ１３０等を用いて作成された本来の３Ｄモデリングデータである。この３Ｄプリンタ出力用データＤ１を３Ｄプリンタ１５０に与えると、出力造形物Ｍが得られることになる。ここでは、この３Ｄプリンタ出力用データＤ１を「元データ」と呼ぶことにする。
【００５３】
一方、図２の左上に示すように、この元データＤ１に対して、著作権保護のために付加する固有符号１０を用意する。この固有符号１０は、著作権管理上、配信対象となるデータを識別する機能を果たす符号であれば、数字の羅列からなるシリアル番号でもよいし、アルファベットや文字を含む記号であってもかまわない。この固有符号１０は、凹凸構造面から構成される３Ｄバーコードに変換されるが、ここに示す実施形態の場合、まず、固有符号１０を一次元バーコード２１もしくは二次元バーコード（ＱＲコード（登録商標））２２で表現し、これを凹凸構造面からなる３Ｄバーコードに変換している。
【００５４】
通常、一次元バーコード２１は数字を符号化するために利用され、二次元バーコード２２は文字を含んだ記号を符号化するために利用されるので、固有符号１０が数字の羅列によって構成されている場合は、これを一次元バーコード２１によって表現し、文字を含む記号によって構成されている場合は、これを二次元バーコード２２によって表現すればよい。
【００５５】
一次元バーコード２１は、図示のように、黒いバーと白いバーとを交互に一次元状に配列したものであり、その実体は、二次元平面上に配置された黒領域および白領域によって構成される平面状パターンである。なお、一般的な一次元バーコード２１では、図示の例のように、下にアラビア数字が付記されているが、このアラビア数字部分は付随的なものであり、一次元バーコード２１の本体部分は白黒のバーの部分である。
【００５６】
一方、二次元バーコード（ＱＲコード（登録商標））２２は、図示のように、黒い部分と白い部分とをまだら状に二次元的に配置したパターンであり、やはりその実体は、二次元平面上に配置された黒領域および白領域によって構成される平面状パターンということになる。結局、一次元バーコード２１も二次元バーコード２２も、その実体は、二次元平面上に配置された黒領域および白領域によって構成される平面状パターンであり、ここでは、両者を総称して、平面バーコード２０と呼ぶことにする。
【００５７】
これに対して、本願における「３Ｄバーコード」の実体は、凹凸構造面であり、図示の例では、三次元ブロック３５の上面が３Ｄバーコード３０ということになる。一般に、「３Ｄバーコード」や「三次元バーコード」という用語は、現時点では、定着した技術用語としては利用されていない。概念的には、白いサイコロと黒いサイコロとを多数用意し、これらを縦、横、奥行き方向に並べて立体を構成すれば、当該立体は「三次元バーコード」と呼ばれるものになるかもしれないが、そのようなコードは、二次元平面上のコードではなくなるため、物品への添付や読み取りが困難となり、実用性に乏しく、現時点では利用されるに至っていない。
【００５８】
本願にいう「３Ｄバーコード」とは、このように白黒のサイコロを三次元的に並べたような概念のバーコードではなく、所定の二次元符号形成面上に配置された黒領域および白領域の集合体からなる平面状パターン（たとえば、一次元バーコード２１や二次元バーコード２２）について、黒領域もしくは白領域を垂直方向に移動させることにより得られる凹凸構造面を指しており、その実体については、§２で詳述する。図２に例示する３Ｄバーコード３０は、三次元ブロック３５の上面（凹凸構造面）によって構成されており、一次元バーコードに基づいて作成されたものである（図示の例は、７本のバーからなる単純な一次元バーコードに基づいて作成された凹凸構造面を示しており、左方に図示する一次元バーコード２１に対応するものではない）。
【００５９】
こうして、３Ｄプリンタ出力用データ（元データ）Ｄ１と、３Ｄバーコード３０とが用意できたら、前者に後者を合成することにより、３Ｄプリンタ出力用データＤ２が得られる。ここでは、データＤ１を「元データ」と呼ぶのに対応させて、３Ｄプリンタ出力用データＤ２を「合成データ」と呼ぶことにする。この合成処理は、２組の３Ｄモデリングデータを合成する処理であり、具体的な合成方法については§２で説明する。もちろん、同一の元データＤ１に対して、固有符号が異なる複数の３Ｄバーコード３０を合成し、複数とおりの合成データＤ２を作成し、配信先ユーザごとに異なる固有符号が埋め込まれた合成データＤ２を配信することもできる。そうすれば、３Ｄプリンタから出力された出力造形物の類似品が多数出回った際、どのユーザに配信された合成データＤ２を使用して作成された類似品かを特定することができる。
【００６０】
こうして得られた合成データＤ２を、３Ｄプリンタ１５０に与えると、図示のような出力造形物Ｈが得られることになる。ここで、出力造形物Ｈは、その外形は出力造形物Ｍと全く同じであるが、内部には、三次元ブロック３５が埋め込まれており、その上面に形成された凹凸構造面として、３Ｄバーコード３０が埋め込まれていることになる。出力造形物Ｈが不透明な樹脂や石膏などの材質で構成されている場合、内部は不透明であるため、外部から観察した限りでは、３Ｄバーコード３０の存在を認識することはできないが、たとえば、Ｘ線ＣＴスキャナ装置２００のような符号検出装置を利用して出力造形物Ｈを外部からスキャンすると、凹凸構造面を認識することができ、３Ｄバーコード３０を抽出することができ、固有符号１０を読み出すことが可能になる。
【００６１】
結局、本発明では、３Ｄプリンタ出力用データ（元データ）Ｄ１の代わりに、３Ｄプリンタ出力用データ（合成データ）Ｄ２をネットワークＮを介して配信することになる。この合成データＤ２に基づいて３Ｄプリンタ１５０から出力された出力造形物Ｈには、所定の固有符号１０が、凹凸構造面からなる３Ｄバーコード３０という形で埋め込まれているため、必要になれば、Ｘ線ＣＴスキャナ装置２００などを利用した非破壊的な符号検出作業を行うことにより、この固有符号１０を読み出すことができる。しかも、本発明に係る出力造形物Ｈを従来の出力造形物Ｍと比べても、外形上の差は全くない。
【００６２】
特に、不透明な材質で出力造形物Ｈを作成すれば、両者の外観上の差は全くなくなり、キャラクターフィギュアなどに利用しても外観を損ねる心配はない。また、肉眼では内部の３Ｄバーコード３０を認識することはできないため、肉眼観察で固有符号１０を読み出すことはできず、固有符号１０の不正利用を抑止する効果も得られる。よって、出力造形物の外観を損ねることなしに、当該造形物自体についての著作権保護を効果的に行うことができるようになる。
【００６３】
＜＜＜  §２．  本発明に係る著作権保護方法の基本手順  ＞＞＞
続いて、図３の流れ図を参照しながら、発明に係る３Ｄプリンタ出力用データの著作権保護方法の基本手順を説明する。この基本手順は、３Ｄプリンタ出力用データを配信する際に、出力造形物についての著作権保護を行う著作権保護方法の手順であり、基本的にはコンピュータを利用して実行される。
【００６４】
まず、ステップＳ１のデータ入力段階では、コンピュータが、元データＤ１と固有符号１０を入力する処理が実行される。ここで、元データＤ１は、図２の左中段に示す３Ｄプリンタ出力用データＤ１に対応するものであり、３Ｄプリンタ１５０で所定の出力造形物Ｍを出力可能な形式をもった３Ｄモデリングデータである。一方、固有符号１０は、図２の左上に示す固有符号１０に対応するものであり、元データＤ１に著作権保護のために付加する符号であれば、シリアル番号でもよいし、文字列を含む記号でもかまわない。
【００６５】
元データＤ１に基づいて出力される出力造形物Ｍは、任意形状のものでかまわないが、ここでは、説明を簡単にするため、図４に示すような立方体状の三次元構造体５０を出力造形物Ｍとして出力することが可能な３Ｄプリンタ出力用データが、元データＤ１として与えられた単純な例について述べることにする。また、説明の便宜上、図示のとおり、原点Ｏを有するＸＹＺ三次元座標系を定義し、この座標系上に三次元構造体５０が配置されているものとする。
【００６６】
立方体からなる三次元構造体５０は、幾何学的には、正方形からなる面を６つ組み合わせて構成される。したがって、このような立方体からなる３Ｄモデリングデータは、６つの正方形の位置座標を示すデータ（具体的には、個々の正方形の４つの頂点について、それぞれＸＹＺ三次元座標系での位置を示す座標値）と、６つの正方形についての法線ベクトルを示すデータと、によって構成することができる。ここで、法線ベクトルは、各面の表裏（構造体の内側／外側）を示すための情報として利用される。
【００６７】
図４には、立方体からなる三次元構造体５０の６つの面のうち、手前側にある３つの面ａ，ｂ，ｃと、これら各面についての法線ベクトルＮａ，Ｎｂ，Ｎｃが示されている（ベクトル名を示す文字上部に付す矢印は省略する）。図示の例では、法線ベクトルＮａ，Ｎｂ，Ｎｃは、それぞれ面ａ，ｂ，ｃの中心点を起点として、Ｚ軸，Ｘ軸，Ｙ軸の正方向を向いたベクトルになっており、三次元構造体５０の外側を示す役割を果たしている。
【００６８】
このように、任意の三次元構造体の表面形状を示す３Ｄモデリングデータは、一般に、表面を構成する多角形（図示の例の場合は正方形）の各頂点座標値と、各多角形についての表裏（構造体の内側／外側）を示す法線ベクトルと、によって構成することができる。ただ、前述したように、３Ｄプリンタ出力用データの場合、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）形式のデータが標準として用いられており、当該形式では、多角形として三角形を用いることが前提とされている。すなわち、ＳＴＬ形式の３Ｄモデリングデータは、出力造形物Ｍの表面を三角形の集合体として表現したときの各三角形の頂点座標値と各三角形についての法線ベクトルを示すデータによって構成される。
【００６９】
図５は、図４に示す立方体からなる三次元構造体５０を、三角形の集合体からなる３Ｄモデリングデータで表現した場合のデータ構成を示す斜視図である。正方形からなる６つの面は、それぞれ対角線によって２つの三角形に分けられ、三次元構造体５０は、合計１２個の三角形の集合体として表現される。ここで、たとえば、図にハッチングを施して示す三角形ｔの情報は、３つの頂点Ａ，Ｂ，Ｃの位置を示す各座標値と、法線ベクトルＮｔを示す情報とによって構成される。
【００７０】
具体的には、図の下方のブロックに示すとおり、三角形ｔの情報は、頂点Ａの座標（ｘａ，ｙａ，ｚａ）、頂点Ｂの座標（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）、頂点Ｃの座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）、そして法線ベクトルＮｔを示す情報（ｘｔ，ｙｔ，ｚｔ）によって構成される。ここで、法線ベクトルＮｔを示す情報（ｘｔ，ｙｔ，ｚｔ）は、三角形ｔの中心位置を起点としている法線ベクトルＮｔを、原点Ｏを起点とした位置まで平行移動したときのベクトルＮｔの先端点Ｐの座標値になっている。このような表現方法を採用しているのは、法線ベクトルＮｔには、位置や長さの情報をもたせる必要はなく、方向の情報のみを表現した単位ベクトルでよいためである。
【００７１】
結局、立方体状の三次元構造体５０を、ＳＴＬ形式のデータとして表現した３Ｄプリンタ出力用データＤ１は、図示のような三角形ｔの情報を１２組の三角形すべてについて用意したデータによって構成されることになる。一般的な３Ｄプリンタは、このような出力用データＤ１に基づいて、立方体状の三次元構造体５０を出力造形物として出力する処理を行う。なお、実用上は、３Ｄプリンタの出力モードにより、内部すべてが材料で充填された立方体ではなく、６枚の正方形状の板を組み合わせたような内部が中空の立方体を出力することも可能である。
【００７２】
さて、図３の流れ図のステップＳ１のデータ入力段階では、このような立方体状の三次元構造体５０を出力するための元データＤ１とともに、この元データＤ１に著作権保護のために付加する固有符号１０が入力される。ここでは、説明の便宜上、固有符号１０が数字からなるデータであり、一次元バーコードによって表現可能な単純な例を考えてみる。ステップＳ２の３Ｄバーコード作成段階では、コンピュータが、ステップＳ１で入力した固有符号１０に基づいて、凹凸構造面からなる３Ｄバーコード３０を作成する処理が行われる。
【００７３】
一次元バーコード２１は、たとえば、図２の左上に示すような多数の白黒バーの集合体によって構成されるものであるが、ここでは、説明の便宜上、図６(a) に示すような単純な平面パターンによって構成されているものとする。図示の例は、それぞれ幅が異なった４本の黒バー（図では網目状ハッチングを施したバーで示す）と３本の白バーを交互に隣接配置した７本のバーによって一次元バーコード２１を構成した例である。別言すれば、この一次元バーコード２１は、符号形成面（図６(a) の紙面）上に配置された矩形状の黒領域Ｂｋおよび矩形状の白領域Ｗｈの集合体からなる白黒二値パターンということになる。
【００７４】
ここで述べる実施形態の場合、ステップＳ２の３Ｄバーコード作成段階では、固有符号１０を、一次元バーコード２１もしくは二次元バーコード２２で表現し、これら平面バーコードに基づいて３Ｄバーコードを作成する処理が行われる。本発明に用いる３Ｄバーコードは、必ずしも一次元バーコードや二次元バーコードに基づいて作成する必要はないが、実用上は、規格化された一次元バーコードや二次元バーコードに基づいて作成するのが好ましい。そうすれば、Ｘ線ＣＴスキャナ装置などを用いて外部から読み取りを行い、３Ｄバーコードの深さ方向の断層撮影像を少なくとも１枚取得できれば、従来の規格に準拠したバーコードリーダを用いて、そのまま断層撮影像から固有符号を読み取ることが可能になる。したがって、Ｘ線ＣＴ撮影時間（コスト）が少なくてすみ、特殊なコード検出装置を新規に開発・準備する必要がないというメリットが得られる。
【００７５】
このように、固有符号１０を、一次元バーコード２１や二次元バーコード２２といった平面バーコード２０によって表現した場合、３Ｄバーコード作成段階では、所定の符号形成平面Ｅ上に、固有符号１０に対応した黒領域Ｂｋおよび白領域Ｗｋの集合体からなる一次元バーコード２１もしくは二次元バーコード２２を作成し、黒領域Ｂｋおよび白領域Ｗｈのうちの一方を、符号形成平面Ｅに対して直交する方向に所定の段差距離ｄだけ移動させる移動処理を行い、当該移動処理後の黒領域Ｂｋおよび白領域Ｗｈによって凹凸構造面を形成することにより、当該凹凸構造面からなる３Ｄバーコード３０を構成することができる。
【００７６】
図６(b) には、このような方法で構成した３Ｄバーコードの側断面図が示されている。すなわち、図に太線で示す凹凸構造面が３Ｄバーコード３０であり、黒領域Ｂｋ，白領域Ｗｈ，垂直壁面Ｖｔによって構成されている。要するに、図６(b) の側断面図上に一点鎖線で示されている符号形成面Ｅ上に、図６(a) の平面図に示されている一次元バーコード２１を構成する白黒の平面パターンを配置し、白領域Ｗｋの位置をそのままの位置に維持したまま、黒領域Ｂｋだけを図の上方（符号形成平面Ｅに対して直交する方向）に所定の段差距離ｄだけ移動させる移動処理を行い、白領域Ｗｋと、移動処理後の黒領域Ｂｋと、黒領域Ｂｋの境界線の移動経路上に形成される垂直壁面Ｖｔと、によって、図６(b) に太線で描かれている凹凸構造面、すなわち、３Ｄバーコード３０が構成されることになる。
【００７７】
この３Ｄバーコード３０を構成する凹凸構造面において、白領域Ｗｈはもとの符号形成面Ｅ上に位置しており、黒領域Ｂｋはもとの符号形成面Ｅから段差距離ｄだけ離れたオフセット面Ｆ上に位置している。ここで、オフセット面Ｆは、符号形成面Ｅに対して平行な平面である。図２の三次元ブロック３５の上面に形成されている３Ｄバーコード３０は、この図６(b) に示す３Ｄバーコード３０に対応するものである。もちろん、逆に、黒領域Ｂｋをもとの符号形成面Ｅ上に位置させたまま、白領域Ｗｈをオフセット面Ｆまで移動させてもかまわない。
【００７８】
なお、図６は、一次元バーコード２１に基づいて３Ｄバーコード３０を作成した例であるため、図６(b) に太線で示す凹凸構造面の凹凸変化は、一次元方向（図の左右方向）にしか生じていない（紙面に垂直な方向に関しての凹凸変化は生じない）。これは、図６(a) に示す一次元バーコード２１の白黒パターンが一次元方向（図の左右方向）にしか白黒の分布変化を生じていないため当然である。しかしながら、図２の右上に示すような二次元バーコード２２に基づいて３Ｄバーコードを作成した場合、二次元バーコード２２の白黒パターンの変化は、二次元方向に生じるため、作成される凹凸構造面の凹凸変化も二次元方向に生じることになる。
【００７９】
続くステップＳ３の３Ｄバーコード合成段階では、コンピュータが、元データＤ１に３Ｄバーコード３０を合成することにより、合成データＤ２を作成する処理が行われる。より具体的には、内部に３Ｄバーコード３０を構成する凹凸構造面が形成された造形物Ｈが出力可能な合成データＤ２が得られるような合成処理が行われる。３Ｄバーコード３０は、あくまでも凹凸構造面の情報であり、三次元空間上において、互いに接する２つの領域の境界面を定義する情報である。合成データＤ２は、３Ｄバーコード３０を構成する凹凸構造面が、２つの領域の境界面を形成するような出力造形物Ｈが得られるような３Ｄモデリングデータということになる。
【００８０】
図７は、３Ｄバーコード（凹凸構造面）３０が埋め込まれた出力造形物Ｈの一例を示す部分断面図である。図示のとおり、この出力造形物Ｈは、第１材料部４１と第２材料部４２とが、凹凸構造面３０を介して接する構造をなし、凹凸構造面３０が両者の境界面として機能している。ここで、第１材料部４１と第２材料部４２とは、互いに異なる材質（後述するように、空気などの気体や、石膏粉のような粉体であってもかまわない）によって構成されている。このように、互いに異なる材質からなる２つの材料部４１，４２が、凹凸構造面３０を境界面として接する構造になっているため、この出力造形物Ｈを外部からＸ線ＣＴスキャナ装置などを用いてスキャンすると、凹凸パターン（すなわち、３Ｄバーコード３０の情報）が画像として認識でき、３Ｄバーコード３０の情報を物理的に抽出できるのである。
【００８１】
図２では、本発明の概念を説明する便宜上、３Ｄバーコード３０を、三次元ブロック３５の上面の凹凸構造として具現化し、出力造形物Ｈの内部に、この三次元ブロック３５をそっくり埋め込んだ例を示したが、実際には、三次元ブロック３５を１つの三次元閉空間領域として把握し、ステップＳ３の３Ｄバーコード合成段階では、当該三次元閉空間領域の内外において材質が異なる出力造形物Ｈが出力されるような合成データＤ２が作成できればよい。この３Ｄバーコード合成段階の具体的手順については、§３において詳述する。
【００８２】
以上、ステップＳ１のデータ入力段階、ステップＳ２の３Ｄバーコード作成段階、ステップＳ３の３Ｄバーコード合成段階を順に説明した。通常、これらの各段階は、専用の処理プログラムを組み込んだコンピュータによって実行することができる。
【００８３】
こうして、元データＤ１に３Ｄバーコード３０を合成することにより合成データＤ２が作成できたら、ステップＳ４のデータ配信段階が行われる。すなわち、コンピュータが、合成データＤ２をインターネットなどのネットワークＮを介してユーザに配信する処理が行われる。なお、実用上、このデータ配信段階では、配信対象となるデータに対するＤＲＭ付加処理が施されるが、この配信時のＤＲＭ付加処理については、本発明を実施する上での必須事項ではないので、後の§５において、本発明の変形例として述べることにする。
【００８４】
続いて、ステップＳ５のデータ受信段階およびステップＳ６の造形物作成段階が実行される。これまで述べてきたステップＳ１〜Ｓ４の各段階の処理は、３Ｄプリンタ出力用データを配信する配信業者によって行われる処理であるのに対して、ステップＳ５およびＳ６の処理は、データの配信を受けたユーザによって行われる処理であり、実際には、ユーザが操作するコンピュータによって実行される処理ということになる。
【００８５】
ユーザは、まず、ステップＳ５のデータ受信段階の処理により、インターネットなどのネットワークＮを介して、ステップＳ４で配信された合成データＤ２を受信する。そして、ステップＳ６の造形物作成段階の処理により、合成データＤ２を３Ｄプリンタに与え、出力造形物Ｈを作成する。図２に示すとおり、合成データＤ２に基づいて出力される出力造形物Ｈの内部には、凹凸構造面からなる３Ｄバーコード３０が埋め込まれているが、出力造形物Ｈの外形は、元データＤ１に基づいて出力される出力造形物Ｍの外形と変わらない。したがって、不透明な材質で出力造形物Ｈを作成すれば、一般ユーザは、３Ｄバーコード３０の存在を全く意識することはない。
【００８６】
但し、出力造形物Ｈには固有符号１０が３Ｄバーコード３０として埋め込まれているため、必要があれば、これを読み出して検出することができる。ステップＳ７の符号検出段階は、このような必要性に応じて実行される段階であり、通常、合成データＤ２の配信を行った配信業者や、著作権管理団体などによって実行されることになる。
【００８７】
ステップＳ７の符号検出段階では、出力造形物Ｈ（合成データＤ２を３Ｄプリンタに与えることにより得られた出力造形物）を外部からスキャンすることにより凹凸構造面を認識し、内部に埋め込まれている３Ｄバーコード３０を抽出し、固有符号１０を検出する処理が行われる。具体的には、Ｘ線ＣＴスキャナ装置等を用いて出力造形物Ｈを外部からスキャンすることにより、凹凸構造面３０を認識すればよい。
【００８８】
たとえば、図７に示すような出力造形物Ｈ内の３Ｄバーコード３０の領域を水平方向に切断するように、外部側面の全周をＸ線ＣＴスキャナ装置でスキャンすれば、図６(a) に示すような一次元バーコード２１の白黒パターンが平面画像（断層画像）として得られる。これをバーコード認識プログラムによって認識すれば、もとの固有符号１０を読み取ることができる。実際、本願発明者が、樹脂からなる出力造形物Ｈや石膏からなる出力造形物Ｈについて、Ｘ線ＣＴスキャナ装置でスキャンを行った結果、一次元バーコード２１や二次元バーコード２２を示す明瞭な平面画像を得ることができた。
【００８９】
もちろん、一般ユーザが、配信業者が許可した範囲内もしくは著作権法に定める私的使用の範囲内で合成データＤ２を利用して出力造形物Ｈを出力している限り、ステップＳ７の符号検出段階を行う必要はない。
【００９０】
しかしながら、市場に大量の出力造形物Ｈが違法に流通している可能性がある場合は、当該出力造形物Ｈを入手し、符号検出段階を行うことにより固有符号１０を検出し、必要な処置をとることが可能になる。すなわち、固有符号１０を検出することにより、当該出力造形物Ｈの出自が明らかになり、合成データＤ２の配信を行った配信業者もしくはその関係者が著作権を保有する著作物である旨の立証が容易になる。また、固有符号１０が特定されることにより、違法な複製品が生まれる発端となったユーザを特定することも容易になる。
【００９１】
このように、本発明では、ステップＳ７の符号検出段階が実際に行われる頻度は少ないかもしれないが、ステップＳ７の符号検出段階の実行を担保しうる形式で３Ｄプリンタ出力用データを配信することにより、不法行為に対する抑止力を作用させることができ、最終的に得られる出力造形物Ｈについても適切な著作権保護を行うことが可能になる。
【００９２】
＜＜＜  §３．  ３Ｄバーコード合成段階の具体的手順  ＞＞＞
続いて、図３の流れ図のステップＳ３の３Ｄバーコード合成段階において実行される合成データＤ２の作成方法の基本原理を、図８および図９を参照しながら説明する。ここでは、図４に示す立方体の三次元構造体５０を出力生成物Ｍとして出力させるための３Ｄプリンタ出力用データが元データＤ１として用意され、図６(a) に示す一次元バーコード２１に基づいて作成された図６(b) に示す凹凸構造面が３Ｄバーコード３０として用意されている具体的な事例について、両者を合成して合成データＤ２を作成する処理方法を示す。
【００９３】
図８は、上述した元データＤ１に３Ｄバーコード３０を合成することにより合成データＤ２を作成する原理を示す正断面図である。図８(a) は、元データＤ１によって表現される立方体状の三次元構造体５０（出力生成物Ｍ）を示す正断面図である。図示のとおり、元データＤ１は、三次元空間上に配置された立方体からなる三次元閉空間領域Ｇ１を定義する３Ｄモデリングデータということになる。より具体的には、元データＤ１は、この三次元閉空間領域Ｇ１の境界面ｇ１（立方体を構成する６面）を示すデータ（各面を構成する多角形の頂点座標と各面についての法線ベクトルを示すデータ）によって構成されており、３Ｄプリンタ１５０に与えれば、図４に示す立方体の三次元構造体５０が出力生成物Ｍとして出力されることになる。
【００９４】
一方、図８(b) は、図６(b) に太線で示された凹凸構造面３０（３Ｄバーコード）が上面に形成された三次元ブロック３５を示す正断面図である。この三次元ブロック３５は、図２の右上に示すような立体形状をもつブロックであり、上面は一次元バーコード２１に対応した凹凸構造面３０を形成しているが、他の５面は単純な平面であり、全体的に直方体形状をしている。もちろん、実際には、この三次元ブロック３５を示す３Ｄモデリングデータは、三次元閉空間領域Ｇ２の表面ｇ２（凹凸構造面３０を含む）を多数の多角形に分割し、個々の多角形の頂点座標と各多角形についての法線ベクトルを示すデータによって構成されることになる。当該データを３Ｄプリンタ１５０に与えれば、図２の右上に示す形状をもった三次元ブロック３５が出力生成物として出力される。
【００９５】
要するに、この三次元ブロック３５を示す３Ｄモデリングデータは、三次元空間上に配置された三次元閉空間領域Ｇ２を定義する３Ｄモデリングデータということになる。但し、この三次元閉空間領域Ｇ２は、「三次元閉空間領域Ｇ１の内部に含まれる」という条件を満たす必要がある。これは、凹凸構造面（３Ｄバーコード）３０が、最終的な出力造形物Ｈの内部に埋め込まれている必要があるためである。図８(b) には、参考のため、三次元閉空間領域Ｇ１（元データＤ１で定義される立方体）の境界面ｇ１の位置を破線で示してある。境界面ｇ２で囲われた三次元閉空間領域Ｇ２（三次元ブロック３５）が、境界面ｇ１で囲われた三次元閉空間領域Ｇ１の内部にすっぽりと収容されていることがわかる。
【００９６】
このように、三次元ブロック３５は、元データＤ１によって定義されている三次元閉空間領域Ｇ１の内部に含まれ、かつ、その一面に図６(b) に示す凹凸構造面（３Ｄバーコード）３０が形成されている三次元閉空間領域Ｇ２として定義されれば、実際には、どのような立体形状をもったブロックとして定義してもかまわない。もちろん、上記条件を満足させるために、三次元ブロック３５のサイズに関しては適切なスケーリングを行い、三次元座標系での配置に関しては適切な位置調整を行う必要がある。
【００９７】
三次元ブロック３５のサイズや配置は、「三次元閉空間領域Ｇ１の内部に含まれる」という条件が満たされれば、理論的にはどのように設定してもかまわないが、ステップＳ７の符号検出段階では、Ｘ線ＣＴスキャナ装置などを用いて出力造形物Ｈを外部からスキャンすることにより凹凸構造面３０を認識して、内部に埋め込まれている３Ｄバーコードを抽出する必要があるので、実用上は、十分な解像度をもって３Ｄバーコードを抽出することができるように、ある程度のサイズが確保され、出力造形物Ｈの外殻部の強度を確保する上では、三次元閉空間領域Ｇ１のできるだけ中央位置に配置されるような設定を行うのが好ましい。
【００９８】
また、図示の例では、三次元ブロック３５の上面に凹凸構造面３０を形成しているが、凹凸構造面３０は、ブロックの側面や下面に形成してもかまわない。ただ、上述した符号検出段階の作業を考えると、実用上は、スキャン操作に便利な面（たとえば、図示のような上面）に形成するのが好ましい。もちろん、三次元ブロック３５は、必ずしも図示の例のような直方体状のブロックにする必要はなく、任意の立体形状のものでかまわないが、Ｘ線ＣＴスキャナ装置などを用いたスキャン作業を考えると、凹凸構造面３０ができるだけ鮮明な平面画像として撮影できるように、他の面は単純な平面によって構成しておくのが好ましい。したがって、実用上は、直方体のブロックの一面に凹凸構造面３０を形成した構造を採用するのが好ましい。
【００９９】
さて、こうして図８(b) に示すような三次元ブロック３５の立体形状（すなわち、三次元閉空間領域Ｇ２）が定義できたら、この三次元ブロック３５を図８(a) に示す三次元閉空間領域Ｇ１（元データＤ１によって定義されている閉領域）内に埋め込む合成処理を行い、合成データＤ２を作成すればよい。図８(c) は、このような合成処理を行うことによって得られた出力造形物Ｈの構造を示す正断面図である。
【０１００】
図示のとおり、この出力造形物Ｈは、外面が三次元閉空間領域Ｇ１の境界面ｇ１によって構成され、内面が三次元閉空間領域Ｇ２の境界面ｇ２によって構成され、内部に空洞部Ｖを有する三次元閉空間領域Ｇ３（ハッチング部分）を形成している。実際の出力造形物Ｈでは、この三次元閉空間領域Ｇ３の部分は樹脂や石膏などの材料によって構成され、空洞部Ｖの部分には、空気や別の材質が満たされることになる。
【０１０１】
結局、ここに示す例の場合、ステップＳ１のデータ入力段階では、図８(a) に示すように、第１の三次元閉空間領域Ｇ１の境界面ｇ１を示す元データＤ１を入力し、ステップＳ３の３Ｄバーコード合成段階では、図８(b) に示すように、第１の三次元閉空間領域Ｇ１の内部に含まれ、かつ、その境界面ｇ２の一部が３Ｄバーコードとなる凹凸構造面３０を形成している第２の三次元閉空間領域Ｇ２を定義し、図８(c) に示すように、第１の三次元閉空間領域Ｇ１の境界面ｇ１を外面とし、第２の三次元閉空間領域Ｇ２の境界面ｇ２を内面とする第３の三次元閉空間領域Ｇ３を定義し、この第３の三次元閉空間領域Ｇ３の外面ｇ１および内面ｇ２を示す情報を含んだ合成データＤ２を作成する処理を行えばよい。このような合成データＤ２を３Ｄプリンタに与えれば、外形は立方体であり、内部に凹凸構造面３０が形成された出力造形物Ｈが出力されることになる。
【０１０２】
図９は、図８の断面図に対応する３Ｄモデリングデータのデータ構成を示す図である。図９(a) は、図８(a) に示す立方体状の出力造形物Ｍに対応する元データＤ１のデータ構成を示しており、出力造形物Ｍの正面図に相当する。上述したように、この元データＤ１は、第１の三次元閉空間領域Ｇ１を定義するためのデータであり、６面を構成する６個の正方形（三次元閉空間領域Ｇ１の境界面）についての各頂点座標と法線ベクトルとを示すデータにより構成される。
【０１０３】
図には、このうちの５面、すなわち境界面ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ１４，ｇ１５と、各法線ベクトルＮ１１，Ｎ１２，Ｎ１３，Ｎ１４，Ｎ１５とが示されている。境界面ｇ１１は立方体の手前側の面であり、法線ベクトルＮ１１は、紙面垂直手前方向を向いたベクトルになる。図には示されていないが、第６番目の面として、背面側に境界面ｇ１６と法線ベクトルＮ１６が定義される。６つの境界面はいずれも正方形状をしており、１つの正方形は、その４頂点の座標値によって定義される。たとえば、図示の境界面ｇ１１は、４頂点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの座標値によって定義できる。また、各法線ベクトルは、向きの情報のみが定義できればよいので、たとえば、図５に例示するように、ベクトルの起点が原点Ｏにくるように平行移動させたときのベクトルの先端点Ｐの座標値として定義することができる。
【０１０４】
一方、図９(b) は、図８(b) に示す三次元ブロック３５（３Ｄバーコード３０となる凹凸構造面を有するブロック）のデータ構成を示している。図では三次元ブロック３５の位置関係を明確にするため、第１の三次元閉空間領域Ｇ１の境界面ｇ１（図９(a) のｇ１２〜ｇ１５に対応）を破線で示してある。三次元ブロック３５の外形は、図２の右上に示すとおりであるが、実は、この図９(b) に例示された三次元ブロック３５を示すデータを単独で３Ｄプリンタに与えても、図２の右上に示すような物体は出力されない。これは、図示のとおり、各境界面について定義されている法線ベクトル（図の矢印）がすべて内側を向いているためである。
【０１０５】
前述したとおり、法線ベクトルは、各面の表裏（構造体の内側／外側）を示すための情報であり、ここに示す例の場合、法線ベクトルの向きは、構造体の外側を示す情報として利用されている。たとえば、図９(a) に示す元データＤ１に含まれる各法線ベクトルＮ１１〜Ｎ１６は、境界面ｇ１１〜ｇ１６の外側（矢印で示す側）が構造体の外側であることを示しており、境界面ｇ１１〜ｇ１６で囲まれた三次元閉空間領域Ｇ１の内側部分が構造体を構成することになる。したがって、この元データＤ１を３Ｄプリンタに与えれば、立方体状の造形物Ｍが出力される。
【０１０６】
これに対して、図９(b) に示す三次元ブロック３５を示すデータに含まれる各法線ベクトルは、境界面ｇ２の内側（矢印で示す側）が構造体の外側であることを示しており、境界面ｇ２で囲まれた三次元閉空間領域Ｇ２の外側部分が構造体を構成することになる。別言すれば、図９(b) に示す三次元ブロック３５を示すデータは、実は、図８(b) に示すような三次元ブロック３５という構造物自体を示すデータではなく、図８(c) に示す空洞部Ｖ（輪郭形状は三次元ブロック３５と同じ）を示すデータということになる。
【０１０７】
物理的な構造体としての三次元ブロック３５の３Ｄモデリングデータを、空洞部Ｖを示す３Ｄモデリングデータに変更するには、単に、各面についての法線ベクトルの向きを逆転させればよい。したがって、ステップＳ３の３Ｄバーコード合成段階では、まず、三次元ブロック３５の３Ｄモデリングデータを作成し、各面の形状および位置を示すデータ（多角形の頂点座標値）はそのままにして、各面についての法線ベクトルの向きを逆転させる処理を行うことにより、図９(b) に示すような空洞部Ｖを示す３Ｄモデリングデータを得ることができる。
【０１０８】
最後に、図９(a) に示す３Ｄモデリングデータと図９(b) に示す３Ｄモデリングデータとを合成すれば、図９(c) に示すような合成データＤ２が得られる。ここで行う合成処理は、単に、図９(a) に示す３Ｄモデリングデータ（立方体を構成する各多角形の頂点座標と各法線ベクトルを示すデータ）に、図９(b) に示す３Ｄモデリングデータ（三次元ブロック３５を構成する各多角形の頂点座標と各法線ベクトルを示すデータ）を付加するだけでよい。
【０１０９】
図９(c) に示すように、合成データＤ２には、元データＤ１に含まれる第１の三次元閉空間領域Ｇ１の境界面ｇ１の情報と、三次元ブロック３５を示すデータに含まれる第２の三次元閉空間領域Ｇ２の境界面ｇ２の情報との双方が含まれていることになるが、それぞれの面についての法線ベクトルの向きが適切な方向を向いているため、境界面ｇ１を外面とし、境界面ｇ２を内面とする第３の三次元閉空間領域Ｇ３を定義することができる。したがって、この合成データＤ２を３Ｄプリンタに与えれば、図８(c) にハッチングを施して示すような出力造形物Ｈが得られることになる。
【０１１０】
以上、元データＤ１が、図４に示す立方体の三次元構造体５０を出力生成物Ｍとして出力させるため、６面を構成する各正方形の頂点座標とこれら各正方形について定義された法線ベクトルを示すデータによって構成されている実施例を述べた。ただ、前述したとおり、３Ｄプリンタ出力用データとしては、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）形式のデータが標準として用いられている。したがって、実用上、このＳＴＬ形式のデータを利用するのであれば、元データＤ１は、図５に示すように、出力造形物Ｍの表面を三角形の集合体として表現したときの各三角形の頂点座標値と各三角形についての法線ベクトルを示すデータによって構成されることになる。同様に、三次元ブロック３５を示す３Ｄモデリングデータも、三角形の集合体を用いたデータによって構成されることになり、最終的に得られる合成データＤ２も、三角形の集合体を用いたデータによって構成されることになる。
【０１１１】
＜＜＜  §４．  本発明に係る出力造形物（三次元物品）  ＞＞＞
ここでは、§３で述べた３Ｄバーコード合成段階によって作成された合成データＤ２を３Ｄプリンタに与えることにより出力される出力造形物Ｈの構造について、より詳細な説明を行う。
【０１１２】
図１０は、図９(c) に示す合成データＤ２に基づいて３Ｄプリンタから出力された出力造形物Ｈの構造を示す図である。図１０(a) は、この出力造形物ＨをＸＹＺ三次元座標系上のＺ軸上に配置して示す外形の斜視図である。前述したとおり、ここに示す例の場合、出力造形物Ｈの外形は立方体をしており、図１０(a) では、上面の中心点Ｑ１および下面の中心点Ｑ２をＺ軸が貫通する位置に配置されている。一方、図１０(b) は、この出力造形物ＨをＹＺ平面に沿って切った正断面図であり、図１０(c) は、この出力造形物ＨをＸＺ平面で切った側断面図である。
【０１１３】
各断面図には、出力造形物Ｈが、第１材料部Ｈ１（ハッチング部分）と第２材料部Ｈ２（空白部分）とによって構成されている状態が示されている。第１材料部Ｈ１は、図８(c) に示す第３の三次元閉空間領域Ｇ３に対応する部分であり、第２材料部Ｈ２は、図８(c) に示す空洞部Ｖに対応する部分である。後述するように、第１材料部Ｈ１は、樹脂などの固体によって構成され、第２材料部Ｈ２は、空気など、第１材料部Ｈ１とは異なる材質によって構成される。
【０１１４】
第１材料部Ｈ１と第２材料部Ｈ２との境界面には、凹凸構造面が形成されており、この凹凸構造面が３Ｄバーコードとして機能する。図１０(d) は、この３ＤバーコードをＸＹ平面に平行な投影平面Ｕ上に投影して得られる一次元バーコード２１を示す投影平面図である。ここでは、凹凸構造面の凸部領域を黒領域で示し、凹部領域を白領域で示してあり、図６(a) に示す一次元バーコード２１が再現されている。もちろん、実際の凹凸構造面は着色されているわけではないが、Ｘ線ＣＴスキャナ装置などを用いて、この出力造形物Ｈの側面を、図６(b) に示す凹凸構造面を水平方向に切断するように全周スキャンすると、凹凸構造の段差に基づいて、凹凸構造面の凸部領域と凹部領域とが異なる領域として認識され、これらの領域を白と黒とに分けて表示すれば、図示のような一次元バーコード２１の白黒パターンが抽出できる。
【０１１５】
結局、本発明を利用して３Ｄプリンタから出力される出力造形物Ｈを三次元物品として把握すると、当該物品は、著作権保護用の固有符号１０が付加された物品であって、図８(c) に示すように、第１の三次元閉空間領域Ｇ１の境界面ｇ１を構成する外面と、第１の三次元閉空間領域Ｇ１の内部に含まれる第２の三次元閉空間領域Ｇ２の境界面ｇ２を構成する内面と、を有する三次元物品ということになる。
【０１１６】
ここで、外面と内面との間の空間として形成される第３の三次元閉空間領域Ｇ３には固体からなる第１の材料が充填され、第１材料部Ｈ１を構成し、第２の三次元閉空間領域Ｇ２には第１の材料とは異なる材質からなる第２の材料が充填され、第２材料部Ｈ２を構成している。また、内面の一部には、３Ｄバーコードを構成する凹凸構造面が形成されており、この凹凸構造面は、図６(b) に示すように、所定の平面からなる符号形成面Ｅ上に配置された凹部領域（白領域Ｗｈ）と、当該符号形成面Ｅを所定の段差距離ｄだけ平行移動して得られるオフセット面Ｆ上に配置された凸部領域（黒領域Ｂｋ）との集合体によって構成されている。
【０１１７】
そして、符号形成面Ｅおよびオフセット面Ｆに対して平行な位置に配置された投影平面Ｕを定義し、この投影平面Ｕ上に、凹部領域および凸部領域を正射影投影すると、図１０(d) に示すように、凹部領域の投影像と凸部領域の投影像とによって、著作権保護用の固有符号１０を示す一次元バーコード２１（もしくは二次元バーコード２２）が形成されることになる。
【０１１８】
現在市販されている一般的な３Ｄプリンタは、樹脂タイプと石膏タイプとに大別される。図１１は、一般的な樹脂タイプの３Ｄプリンタによる造形物出力プロセスを示す正断面図である。このタイプのプリンタは、造形台１５１の上面に、樹脂吐出ノズル１５２から微少量の液状の樹脂を吐出させ、これを硬化させる作業を下層から上層に向かってレイヤーごとに繰り返し実行することにより、データで指定された造形物を出力する機能を有している。図は、レイヤーＬ１，Ｌ２，Ｌ３の形成処理が完了し、レイヤーＬ４の形成処理を実行中の状態を示している。樹脂吐出ノズル１５２を移動させながら、樹脂を吐出させるか否かの制御を行うことにより、樹脂が充填された樹脂部（網目状ハッチング部分）と空気が充填される空洞部（空白部分）とを適宜形成することができる。
【０１１９】
一方、図１２は、一般的な石膏タイプの３Ｄプリンタによる造形物出力プロセスを示す正断面図である。このタイプのプリンタは、造形容器１５３の内側に粉体からなる石膏の原材料（焼石膏）をレイヤーごとに充填し、液体吐出ノズル１５４から微少量の水を吐出させ、これを焼石膏に浸透させて硬化させる作業を下層から上層に向かってレイヤーごとに繰り返し実行することにより、データで指定された造形物を出力する機能を有している。焼石膏のうち水を吸収した部分は固化するが、水を吸収しなかった部分は粉体の状態のままになる。
【０１２０】
図１２は、レイヤーＬ１，Ｌ２，Ｌ３の形成処理が完了し、レイヤーＬ４の形成処理を実行中の状態を示している。液体吐出ノズル１５４を移動させながら、水を吐出させるか否かの制御を行うことにより、原材料の焼石膏が固化した固化石膏部（網目状ハッチング部分）ともとの粉体のまま残った粉体石膏部（ドットによるハッチング部分）とを適宜形成することができる。最後に、粉体石膏部として残った粉状の焼石膏を排出すれば、その部分は空洞部を構成することになる。もちろん、粉体石膏部をそのまま内部に残しておいてもかまわない。
【０１２１】
図１３(a) は、図１１に例示する樹脂タイプの３Ｄプリンタによって作成された本発明に係る出力造形物Ｈの内部構造を示す正断面図である。図示のとおり、この出力造形物Ｈは、固化した樹脂からなる樹脂部Ｈａと、空気が充填された空洞部Ｈｂとによって構成されている。不透明な樹脂を利用すれば、この出力造形物Ｈは、図１０(b) に示す構造体において、第１材料部Ｈ１を構成する第１の材料として不透明な固体材料を用い、第２材料部Ｈ２を構成する第２の材料として空気を用いた例ということになる。
【０１２２】
一方、図１３(b) は、図１２に例示する石膏タイプの３Ｄプリンタによって作成された本発明に係る出力造形物Ｈの内部構造を示す正断面図である。図示のとおり、この出力造形物Ｈは、原材料となる焼石膏に水を反応させて固化させた固化石膏部Ｈｃと粉状の焼石膏をそのまま残した粉体石膏部Ｈｄとによって構成されている。この出力造形物Ｈは、図１０(b) に示す構造体において、第１材料部Ｈ１を構成する第１の材料として不透明な固体材料を用い、第２材料部Ｈ２を構成する第２の材料として前記固体材料を生成するための原材料を用いた例ということになる。
【０１２３】
このように、図３の流れ図のステップＳ６における造形物作成段階で作成された出力造形物Ｈを三次元物品として把握すると、図３の流れ図におけるステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６の各段階から構成される方法は、３Ｄプリンタを利用して、著作権保護用の固有符号１０が付加された三次元物品を製造する三次元物品の製造方法を構成するプロセスになる。
【０１２４】
すなわち、このプロセスは、コンピュータが、３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データＤ１と、この元データＤ１に著作権保護のために付加する固有符号１０と、を入力するデータ入力段階（ステップＳ１）と、コンピュータが、固有符号１０に基づいて、凹凸構造面からなる３Ｄバーコード３０を作成する３Ｄバーコード作成段階（ステップＳ２）と、コンピュータが、元データＤ１に３Ｄバーコード３０を合成することにより、合成データＤ２を作成する３Ｄバーコード合成段階（ステップＳ３）と、コンピュータが、合成データＤ２を３Ｄプリンタ１５０に与えることにより出力造形物Ｈを得る造形物作成段階（ステップＳ６）と、によって構成される。
【０１２５】
ここで、ステップＳ１のデータ入力段階では、第１の三次元閉空間領域Ｇ１の境界面ｇ１を示す元データＤ１が入力され、ステップＳ２の３Ｄバーコード作成段階では、所定の符号形成平面Ｅ上に、固有符号１０に対応した黒領域Ｂｋおよび白領域Ｗｈの集合体からなる一次元バーコード２１もしくは二次元バーコード２２を作成し、黒領域Ｂｋおよび白領域Ｗｈのうちの一方を、符号形成平面Ｅに対して直交する方向に所定の段差距離ｄだけ移動させる移動処理を行い、当該移動処理後の黒領域Ｂｋおよび白領域Ｗｈによって凹凸構造面を形成する処理が行われる。
【０１２６】
また、ステップＳ３の３Ｄバーコード合成段階では、第１の三次元閉空間領域Ｇ１の内部に含まれ、かつ、その境界面ｇ２の一部が上記凹凸構造面を形成している第２の三次元閉空間領域Ｇ２を定義し、第１の三次元閉空間領域Ｇ１の境界面ｇ１を外面とし、第２の三次元閉空間領域Ｇ２の境界面ｇ２を内面とする第３の三次元閉空間領域Ｇ３を定義し、この第３の三次元閉空間領域Ｇ３の外面および内面を示す情報を含んだ合成データＤ３を作成する処理が行われる。そして、ステップＳ６の造形物作成段階では、内部に上記凹凸構造面が形成された出力造形物Ｈを３Ｄプリンタから出力する処理が行われ、当該出力造形物Ｈとして三次元物品が製造されることになる。
【０１２７】
＜＜＜  §５．  ＤＲＭ付加処理を行う変形例  ＞＞＞
ここでは、本発明に係る著作権保護方法を実施する際に、配信時にＤＲＭ付加処理を行う変形例を述べておく。§１では、図１を参照しながら、従来の一般的な３Ｄプリンタ出力用データの配信形態を説明した。この従来の配信形態では、３Ｄプリンタ出力用データＤをネットワークＮを介して配信する際にＤＲＭ付加処理１４１を施し、ユーザによる受信時にＤＲＭ解除処理１４２を行っている。具体的なＤＲＭ付加処理１４１としては、暗号化処理や電子透かしの埋込処理が利用されていることも既に述べたとおりである。
【０１２８】
このようなＤＲＭ付加処理は、配信対象となる３Ｄプリンタ出力用データそれ自身に対する著作権保護を行う処理であるのに対して、本発明は、データそれ自身に対する著作権保護ではなく、３Ｄプリンタから出力された実体のある出力造形物に対する著作権保護を目的とするものである。したがって、データ配信時における暗号化処理や電子透かしの埋込処理といったＤＲＭ付加処理は、本発明の作用効果に直接関係するものではないが、実用上は、データ自身が不正利用されることを防ぐため、配信時にＤＲＭ付加処理を行うようにするのが好ましい。
【０１２９】
図１４は、このような配信時のＤＲＭ付加処理を付加した本発明の変形例に係る３Ｄプリンタ出力用データの配信形態を示すブロック図である。ここに示す配信形態の基本手順は、§２で述べた基本的実施形態と同様である。まず、３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データＤ１に、著作権保護のための固有符号を凹凸構造面として表現した３Ｄバーコード３０を合成することにより、３Ｄプリンタ出力用の合成データＤ２を作成する。ここで行われる３Ｄバーコード３０の合成処理は、いわば、出力造形物用のＤＲＭ付加処理ということになる。
【０１３０】
続いて、この合成データＤ２をインターネットなどのネットワークＮを介して配信するデータ配信段階を行うことになるが、その際に、配信用ＤＲＭ付加処理１４３を実行する。この処理は、具体的には、合成データＤ２を暗号化する暗号化処理と、著作権保護のために付加する埋込符号を合成データＤ２に対して電子透かしとして埋め込む埋込処理である。図示の配信用データＤ３は、合成データＤ２に対して、この暗号化処理および埋込処理を施すことにより得られるデータであり、合成データＤ２は、このような配信用データＤ３の形で配信されることになる。
【０１３１】
一方、ユーザは、こうして配信された配信用データＤ３を受信した後、配信用ＤＲＭ解除処理１４４を実行する。この処理は、配信用データＤ３に対して復号処理を施し、合成データＤ２′を得る処理である。埋め込まれた電子透かしを取り除く処理は行われないので、合成データＤ２′は、配信前の合成データＤ２とは若干異なり、内部に電子透かしが埋め込まれた状態になっているデータということになる。
【０１３２】
配信用データＤ３は暗号化されているため、復号用キーを用いた復号処理を行うことが可能な正規のユーザのみに利用が許可されることになる。しかも、配信用データＤ３や合成データＤ２′は、所定の埋込符号が電子透かしとして埋め込まれた状態になっているので、この埋込符号を抽出して認識すれば、配信用データＤ３や合成データＤ２′の出自を確認することができ、データ自身に対する著作権保護の機能が働くことになる。
【０１３３】
ユーザが、こうして得られた合成データＤ２′を３Ｄプリンタ１５０に与えると、出力造形物Ｈが出力される。この出力造形物Ｈの内部には、凹凸構造面として３Ｄバーコード３０が埋め込まれている点は既に述べたとおりである。この３Ｄバーコード３０は、出力造形物用ＤＲＭとして機能することになる。
【０１３４】
なお、合成データＤ２′は、所定の埋込符号が電子透かしとして埋め込まれた状態になっており、その状態のまま３Ｄプリンタ１５０に与えられることになる。したがって、配信用ＤＲＭ付加処理１４３において電子透かしの埋込処理を行う際には、３Ｄプリンタ１５０によって出力造形物Ｈを出力する際に支障が生じないような形で埋込処理を行う必要がある。そのような埋込処理の一手法として、ここでは、法線ベクトルデータに埋込符号を埋め込み方法を説明しておく。
【０１３５】
§２において図５を参照して説明したように、一般的な３Ｄプリンタで用いられているＳＴＬ形式の３Ｄモデリングデータは、出力造形物Ｈの表面を多数の三角形の集合体により表現したときの各三角形の頂点座標値と各三角形についての法線ベクトルを示すデータによって構成される。たとえば、図１５にハッチングを施して示す三角形ｔの情報は、３つの頂点Ａ，Ｂ，Ｃの位置を示す各座標値と、法線ベクトルＮｔを示す情報とによって構成される。
【０１３６】
具体的には、図の下方のブロックに示すとおり、三角形ｔの情報は、頂点Ａの座標（ｘａ，ｙａ，ｚａ）、頂点Ｂの座標（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）、頂点Ｃの座標（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）、そして法線ベクトルＮｔを示す情報（ｘｔ，ｙｔ，ｚｔ）によって構成される。ここで、法線ベクトルＮｔを示す情報（ｘｔ，ｙｔ，ｚｔ）は、図５で説明したとおり、三角形ｔの中心位置を起点としている法線ベクトルＮｔを、原点Ｏを起点とした位置まで平行移動したときのベクトルＮｔの先端点Ｐの座標値になっている。
【０１３７】
ＳＴＬ形式のデータは、元来、コンピュータグラフィックス分野における３Ｄモデリングデータのデータ交換に利用されていたデータである。このＳＴＬ形式のデータでは、法線ベクトルＮｔが必須の情報とされているが、これは、コンピュータグラフィックス分野の照明計算において、三角形ｔの輝度値を算出する上で法線ベクトルＮｔの情報が必要になるためである。しかしながら、３Ｄプリンタの用途では、法線ベクトルＮｔは、出力造形物Ｈに対して、三角形ｔのいずれの面が外側面であるかを示す役割を果たすにすぎない。
【０１３８】
このような役割を考慮すると、少なくとも３Ｄプリンタにより造形物を出力する上では、法線ベクトルＮｔの方向を若干変化させても、得られる出力造形物Ｈには何ら影響がないことがわかる。すなわち、法線ベクトルＮｔは、三角形ｔに直交するベクトルであり、三角形ｔに対して９０°の角度をなすベクトルであるが、当該角度が８９°になったり、９１°になったとしても、三角形ｔの外側面を示す機能が損なわれることはない。別言すれば、図１５に示す法線ベクトルＮｔを微小角θだけ傾斜させたベクトルＮｔ（０）を法線ベクトルＮｔの代わりに用いたとしても、三角形ｔの外側面を示す機能に変わりはない。
【０１３９】
そこで、ここでは、法線ベクトルＮｔを示すデータ（原点Ｏを起点とした位置まで平行移動したときの先端点Ｐの座標値）を増減することにより、この三角形ｔの情報に１ビットの符号を埋め込むことにする。具体的には、図示のとおり、ビット０を埋め込む場合は、座標値（ｘｔ，ｙｔ，ｚｔ）で示される法線ベクトルＮｔの代わりに、座標値（ｘｔ＋δ，ｙｔ，ｚｔ−δ）で示される法線ベクトルＮｔ（０）を用いるようにし、ビット１を埋め込む場合は、座標値（ｘｔ＋δ，ｙｔ＋δ，ｚｔ−２δ）で示される法線ベクトルＮｔ（１）を用いるようにする。
【０１４０】
ここで、δは微小値であり、通常、各座標値を示すビット列のＬＳＢのビット値１をδに設定すればよい。たとえば、「ｘｔ＋δ」は、元の座標値ｘｔのＬＳＢに１ビット加算することを示し、「ｚｔ−δ」は、元の座標値ｚｔのＬＳＢに１ビット減算することを示す。加算とともに減算を行っているのは、法線ベクトルが単位ベクトルであるため、ベクトル長が変わらないような調整を行うためである。
【０１４１】
座標値（ｘｔ，ｙｔ，ｚｔ）で示される元の法線ベクトルＮｔは三角形ｔに直交する正しい法線ベクトルであるのに対して、座標値（ｘｔ＋δ，ｙｔ，ｚｔ−δ）で示される法線ベクトルＮｔ（０）や座標値（ｘｔ＋δ，ｙｔ＋δ，ｚｔ−２δ）で示される法線ベクトルＮｔ（１）は、三角形ｔには直交しないベクトルであるため、厳密には「法線ベクトル」と呼ぶことはできないが、上述したとおり、法線ベクトルの役割は、三角形ｔのいずれの面が外側面であるかを示すためのものであるから、法線ベクトルＮｔを法線ベクトルＮｔ（０）やＮｔ（１）に置き換えても何ら支障は生じない。
【０１４２】
なお、このような置き換えを行ったデータを、コンピュータグラフィックス分野のレンダリングに用いる場合は、支障をきたすことがあるので留意が必要である。コンピュータグラフィックス分野においては、スムーズシェーディング、バンプマッピングなどのレンダリング効果の目的で、法線ベクトルＮｔを三角形ｔと直交する方向から意図的にずらす手法がとられる場合があり、本願手法とは別の目的で法線ベクトルを変位させる操作が施される（元来、三角形の３頂点から法線ベクトルは一意に決定できるが、コンピュータグラフィックス分野においては、法線ベクトルのみ変位させたいという要望に応じ、ＳＴＬ形式では個々の三角形ごとに３頂点とは別に法線ベクトルを定義できるようになっている。）。
【０１４３】
図１６は、図１５に示す基本原理に基づいて３Ｄモデリングデータに電子透かしを埋め込んだ具体例を示す図である。図示の例は、ASCII形式ＳＴＬデータの例であり、１つの三角形について定義された法線ベクトルＮｔおよび当該三角形の３頂点Ａ，Ｂ，Ｃのｘ，ｙ，ｚ座標値を示すものである（記号ｅの前の数字は実数部、記号ｅの後ろの数字は指数部を示す）。
【０１４４】
このような三角形の情報にビット０を埋め込む場合は、法線ベクトルＮｔのデータを図示のような法線ベクトルＮｔ（０）のデータに置き換えればよい。具体的には、ｘ座標値の実数部の末尾ビットに１が加算され、ｚ座標値の実数部の末尾ビットから１が減算されている。同様に、ビット１を埋め込む場合は、法線ベクトルＮｔのデータを図示のような法線ベクトルＮｔ（１）のデータに置き換えればよい。具体的には、ｘ座標値の実数部の末尾ビットに１が加算され、ｙ座標値の実数部の末尾ビットに１が加算され、ｚ座標値の実数部の末尾ビットから２が減算されている。
【０１４５】
ここでは、１つの三角形を示す情報に１ビットの情報を埋め込む処理を示したが、複数の三角形についても同様の処理を行えば、任意ビットの情報を電子透かしとして埋め込むことが可能になる。もちろん、３Ｄモデリングデータは必ずしも三角形を用いる形式のデータである必要はなく、任意の多角形を用いる形式のデータであってもかまわない。
【０１４６】
要するに、ここに示す埋込方法を採る場合は、３Ｄバーコード合成段階で、複数の多角形の各頂点位置を示す座標データと、各多角形の表裏を示す法線ベクトルデータと、を含む合成データを作成し、データ配信段階で、法線ベクトルデータを構成する一部のビットの値を変更することにより埋込処理を実行するようにすればよい。
【０１４７】
＜＜＜  §６．  本発明に係るデータの配信および著作権保護を行うシステム  ＞＞＞
最後に、本発明を、３Ｄプリンタ出力用データの配信および著作権保護を行うシステムとして把握した説明を行う。図１７は、そのようなシステムの基本構成を示すブロック図である。このシステムは、３Ｄプリンタ出力用データを配信するとともに、出力造形物についての著作権保護を行う機能をもったシステムである。
【０１４８】
まず、このシステムにおける３Ｄプリンタ出力用データの配信を行う部分は、図示のとおり、データ入力部１６０、３Ｄバーコード作成部１７０、３Ｄバーコード合成部１８０、データ配信部１９０によって構成され、実際には、１台もしくは複数台の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構成される。
【０１４９】
ここで、データ入力部１６０は、３Ｄプリンタで所定の造形物を出力可能な形式をもった３Ｄプリンタ出力用の元データＤ１と、この元データＤ１に著作権保護のために付加する固有符号１０と、を入力する処理を行う。
【０１５０】
一方、３Ｄバーコード作成部１７０は、固有符号１０に基づいて、凹凸構造面からなる３Ｄバーコード３０を作成する。具体的には、§２で説明したとおり、まず、固有符号１０を一次元バーコード２１もしくは二次元バーコード２２によって表現する。これら平面バーコード２０は、所定の符号形成平面上に形成された黒領域および白領域の集合体から構成されている。そこで、黒領域および白領域のうちの一方を、符号形成平面に対して直交する方向に所定の段差距離ｄだけ移動させる移動処理を行い、当該移動処理後の黒領域および白領域によって凹凸構造面を形成すればよい。
【０１５１】
また、３Ｄバーコード合成部１８０は、元データＤ１に３Ｄバーコード３０を合成することにより、上記凹凸構造面が内部に形成された出力造形物を出力可能な合成データＤ２を作成する。この合成処理は、図８を参照しながら§３で詳述したように、元データＤ１で示される第１の三次元閉空間領域Ｇ１の内部に含まれ、かつ、その境界面ｇ２の一部が３Ｄバーコードとなる凹凸構造面３０を形成している第２の三次元閉空間領域Ｇ２を定義し、第１の三次元閉空間領域Ｇ１の境界面ｇ１を外面とし、第２の三次元閉空間領域Ｇ２の境界面ｇ２を内面とする第３の三次元閉空間領域Ｇ３を定義し、この第３の三次元閉空間領域Ｇ３の外面および内面を示す情報を含んだ合成データＤ２を作成する処理になる。
【０１５２】
データ配信部１９０は、作成された合成データＤ２をインターネットなどのネットワークＮを介して配信する処理を行う。このとき、データ配信部１９０は、§５で述べたように、合成データＤ２に対して、暗号化処理や電子透かしの埋込処理などのＤＲＭ付加処理を施し、配信用データＤ３の形で配信を行う機能を有している。
【０１５３】
一方、データ受信部１９５は、配信されたデータを利用するユーザのコンピュータによって構成され、３Ｄプリンタ１５０は、このユーザのコンピュータに接続されたプリンタということになる。データ受信部１９５は、ネットワークＮを介して配信用データＤ３を受信し、ＤＲＭ解除処理により復号を行い、合成データＤ２′を出力する。この合成データＤ２′は、内部に電子透かしが埋め込まれた状態のデータであるが、前述したとおり、３Ｄプリンタ１５０でのプリント作業には支障は生じない。ユーザが、この合成データＤ２′を３Ｄプリンタ１５０に与えると、３Ｄプリンタ１５０から出力造形物Ｈが出力される。
【０１５４】
符号検出部２００は、出力造形物Ｈを外部からスキャンすることにより、内部に埋め込まれていた凹凸構造面を認識し、３Ｄバーコード３０を抽出する処理を行う装置であり、具体的には、Ｘ線ＣＴスキャナ装置によって構成される。抽出された３Ｄバーコード３０からは、固有符号１０を読み取ることができる。
【０１５５】
結局、この図１７に示す各構成要素のうち、データ入力部１６０、３Ｄバーコード作成部１７０、３Ｄバーコード合成部１８０、データ配信部１９０、符号検出部２００によって構成される部分は、３Ｄプリンタ出力用データの配信および著作権保護を行うシステムとして機能することになる。
【０１５６】
＜＜＜  §７．  固有符号の用途  ＞＞＞
これまでの実施形態では、本発明を著作権保護を目的とする発明として捉え、３Ｄプリンタ出力用の元データに付加する固有符号の用途として著作権保護の用途を前提に説明を行ってきた。しかしながら、本発明の利用目的は、必ずしも著作権保護のみに限定されるものではない。本発明において元データに付加される固有符号は、当該元データの出自を示す役割を果たすことができるので、本発明は、たとえば、意匠権保護の目的に利用することも可能であるし、不正競争防止法に規定されている不正競争行為（模倣行為など）を防止する目的に利用することも可能である。
【０１５７】
要するに、本発明において、３Ｄプリンタ出力用の元データに付加する固有符号は、当該元データに基づいて３Ｄプリンタから出力される三次元物品（出力造形物）に、何らかの認証コードとして埋め込まれる符号であればよく、この三次元物品から当該符号を読み出すことにより、何らかの確認や認証を行うことができればよい。本発明は、このような固有符号を、３Ｄプリンタから出力される出力造形物に付加するとともに、これを出力造形物から読み出して確認することが可能な方法およびシステムを提案するものであり、そのような観点では、３Ｄプリンタから出力される出力造形物についての固有符号付加確認方法および固有符号付加確認システムを提案するものである。
【符号の説明】
【０１５８】
１０：固有符号
２０：平面バーコード
２１：一次元バーコード
２２：二次元バーコード（ＱＲコード（登録商標））
３０：３Ｄバーコード（凹凸構造面）
３５：三次元ブロック（三次元閉空間領域）
４１：第１材料部
４２：第２材料部
５０：三次元構造体
１１０：ＣＡＤ／ＣＧツール
１２０：３Ｄボディスキャナ
１３０：医療用ＣＴ／ＭＲＩスキャナ
１４１：ＤＲＭ付加処理
１４２：ＤＲＭ解除処理
１４３：配信用ＤＲＭ付加処理
１４４：配信用ＤＲＭ解除処理
１５０：３Ｄプリンタ
１５１：造形台
１５２：樹脂吐出ノズル
１５３：造形容器
１５４：液体吐出ノズル
１６０：データ入力部
１７０：３Ｄバーコード作成部
１８０：３Ｄバーコード合成部
１９０：データ配信部
１９５：データ受信部
２００：符号検出部（Ｘ線ＣＴスキャナ装置）
Ａ：三次元構造体５０の頂点
ａ：三次元構造体５０を構成する面
Ｂ：三次元構造体５０の頂点
Ｂｋ：黒領域
ｂ：三次元構造体５０を構成する面
Ｃ：三次元構造体５０の頂点
ｃ：三次元構造体５０を構成する面
ｄ：段差距離
Ｄ：３Ｄプリンタ出力用データ
Ｄ１：３Ｄプリンタ出力用データ（元データ）
Ｄ２：３Ｄプリンタ出力用データ（合成データ）
Ｄ２′：３Ｄプリンタ出力用データ（合成データ：電子透かし埋込状態）
Ｄ３：配信用データ
Ｅ：符号形成面
Ｆ：オフセット面
Ｇ１：第１の三次元閉空間領域
ｇ１：第１の三次元閉空間領域の境界面
Ｇ２：第２の三次元閉空間領域
ｇ２：第２の三次元閉空間領域の境界面
Ｇ３：第３の三次元閉空間領域
ｇ１１〜ｇ１５：第１の三次元閉空間領域Ｇ１の境界面
Ｈ：出力造形物（合成データに基づくもの）
Ｈ１：第１材料部
Ｈ２：第２材料部
Ｈａ：樹脂部
Ｈｂ：空洞部
Ｈｃ：固化石膏部
Ｈｄ：粉体石膏部
Ｌ１〜Ｌ４：各レイヤー
Ｍ：出力造形物（元データに基づくもの）
Ｎ：ネットワーク（インターネット）
Ｎ１１〜Ｎ１５：法線ベクトル
Ｎａ：面ａについての法線ベクトル
Ｎｂ：面ｂについての法線ベクトル
Ｎｃ：面ｃについての法線ベクトル
Ｎｔ：三角形ｔについての法線ベクトル
Ｎｔ（０）：三角形ｔについての法線ベクトル（ビット０を埋込済）
Ｎｔ（１）：三角形ｔについての法線ベクトル（ビット１を埋込済）
Ｏ：三次元座標系の原点
Ｐ：法線ベクトルの先端点
Ｑ１，Ｑ２：中心点
Ｓ１〜Ｓ７：流れ図の各ステップ
ｔ：三次元構造体を構成する三角形
Ｕ：投影平面
Ｖ：空洞部
Ｖｔ：垂直壁面
Ｗｈ：白領域
Ｘ：三次元座標系の座標軸
ｘａ，ｘｂ，ｘｃ，ｘｔ：Ｘ座標値
Ｙ：三次元座標系の座標軸
ｙａ，ｙｂ，ｙｃ，ｙｔ：Ｙ座標値
Ｚ：三次元座標系の座標軸
ｚａ，ｚｂ，ｚｃ，ｚｔ：Ｚ座標値
δ：微小値
θ：法線ベクトルの角度差
【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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