(57)【要約】【課題】  このシステムは、ボディファッション並びに人体の形状や寸法情報を盛り込んだ医療・介護用衣服の型紙を作成するにあたり、現在行われている、着用された姿の製品を頭の中で意識しながら２次元（平面）の型紙を手で設計するという手法ではなく、電子計算機上で稼動する３次元ＣＡＤもしくは画像処理ソフトウエアを活用して３次元の形状を視覚的に認識しながら、３次元の形状と服飾デザインを設計し、その立体パーツから２次元の型紙を導き出す、全く新しい設計システムの開発を目的としたものである。【解決手段】  このシステムでは、設計業務を“３次元形状の作成”“服飾デザインの作成”“３次元の形状表面から服飾デザインにて作成したデザインを剥ぎ取り２次元パターン化する”等の工程を経て、型紙上に盛り込む目的・求める機能を、目で確認しながら短時間で加工し、着用しやすい、フィット性の高い商品の型紙設計を行う事が出来る。【選択図】図１
2005188015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手作業もしくは機械を使ってモデルを制作し、次いでモデルの形状データを３次元形状デジタイジング装置により測定し、測定されたモデルの形状データを３次元ＣＡＤへ取り込み３次元モデル形状とするか或いは、３次元ＣＡＤ上で直接モデル形状データを作成するかまたは、別途作成したモデル形状をデータとして読み込んで３次元モデル形状とした後、３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエア上で３次元モデル形状の表面上に曲線を使って服飾イメージのデザインを行い、同一３次元モデル形状に対して電子計算機から入力したパラメータで指定した寸法に基き大小デザインへのサイズ展開を行った服飾イメージのデザインと元の３次元モデル形状からなる３次元デザインから２次元パターンへパターンメーキングを行なうことを特徴とした衣服型紙の設計支援システム。
【請求項２】
手作業もしくは機械を使ってモデルを制作し、次いでモデルの形状データを３次元形状デジタイジング装置により測定し、測定されたモデルの形状データを３次元ＣＡＤへ取り込み３次元モデル形状とするか或いは、３次元ＣＡＤ上で直接モデル形状データを作成するかまたは、別途作成したモデル形状をデータとして読み込んで３次元モデル形状とした後、３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエア上で３次元モデル形状の表面上に曲線を使って服飾イメージのデザインを行い、３次元モデル形状と服飾イメージのデザイン双方をＸ，Ｙ，Ｚにて指定する３軸方向に伸縮させてサイズ展開を行った３次元モデル形状と服飾イメージのデザインから成る３次元デザインから２次元パターンへパターンメーキングを行なうことを特徴とした衣服型紙の設計支援システム。
【請求項３】
手作業もしくは機械を使ってモデルを制作し、次いでモデルの形状データを３次元形状デジタイジング装置により測定し、測定されたモデルの形状データを３次元ＣＡＤへ取り込み３次元モデル形状とするか或いは、３次元ＣＡＤ上で直接モデル形状データを作成するかまたは、別途作成したモデル形状をデータとして読み込んで３次元モデル形状とした後、３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエア上で３次元モデル形状の表面上に曲線を使って服飾イメージのデザインを行い、その服飾イメージのデザインの位置を拘束させて３次元モデル形状を変形させることによりサイズ展開を行った３次元モデル形状と服飾イメージのデザインから成る３次元デザインから２次元パターンへパターンメーキングを行なうことを特徴とした衣服型紙の設計支援システム。
【請求項４】
請求項１〜３に記述している方法を使って電子計算機から入力したパラメータにより指定した寸法値を使い電子計算機にて自動でサイズ展開後の服飾イメージの３次元デザインを作成することを支援する為のソフトウェア。
【請求項５】
手作業もしくは機械を使ってモデルを制作し、次いでモデルの形状データを３次元形状デジタイジング装置により測定し、測定されたモデルの形状データを３次元ＣＡＤへ取り込み３次元モデル形状とするか或いは、３次元ＣＡＤ上で直接モデル形状データを作成するかまたは、別途作成したモデル形状をデータとして読み込んで３次元モデル形状とした後、３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエア上で３次元モデル形状の表面上に２次元断面となる任意の２次元平面上の服飾イメージのデザインを行い、その服飾イメージのデザインを２次元パターンを作成したい２次元平面に複写もしくは近似させて２次元デザインとし２次元パターンの一部分もしくは全体として作成するソフトウェア機能。
【請求項６】
手作業もしくは機械を使ってモデルを制作し、次いでモデルの形状データを３次元形状デジタイジング装置により測定し、測定されたモデルの形状データを３次元ＣＡＤへ取り込み３次元モデル形状とするか或いは、３次元ＣＡＤ上で直接モデル形状データを作成するかまたは、別途作成したモデル形状をデータとして読み込んで３次元モデル形状とした後、３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエア上で３次元モデル形状の表面上に服飾イメージのデザインを行い、その服飾イメージのデザインをそのデザイン上の基準となる３点を通る２次元平面に投影して、２次元平面上の２次元デザインとし２次元パターンの一部分もしくは全体として作成するソフトウェア機能。
【請求項７】
手作業もしくは機械を使ってモデルを制作し、次いでモデルの形状データを３次元形状デジタイジング装置により測定し、測定されたモデルの形状データを３次元ＣＡＤへ取り込み３次元モデル形状とするか或いは、３次元ＣＡＤ上で直接モデル形状データを作成するかまたは、別途作成したモデル形状をデータとして読み込んで３次元モデル形状とした後、３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエア上で３次元モデル形状の表面上に服飾イメージのデザインを行い、別途用意した２次元平面上の２次元デザインの寸法を３次元モデル形状に作成した服飾イメージのデザイン線の寸法に合わして２次元パターンを作成したい２次元平面上のデザインとし２次元パターンの一部分もしくは全体として作成するソフトウェア機能。
【請求項８】
請求項５〜７に記述しているソフトウェア機能を使って電子計算機に入力したパラメータにより指定した寸法値を使い電子計算機にて自動で２次元デザインのパターンメーキング作業を支援する為のソフトウェア。
【請求項９】
手作業もしくは機械を使ってモデルを制作し、次いでモデルの形状データを３次元形状デジタイジング装置により測定し、測定されたモデルの形状データを３次元ＣＡＤへ取り込み３次元モデル形状とするか或いは、３次元ＣＡＤ上で直接モデル形状データを作成するかまたは、別途作成したモデル形状をデータとして読み込んで３次元モデル形状とした後、３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエア上で３次元モデル形状の表面上に、目印・位置認識用点群・グリッド線、などの基準情報を作成し、位置の特定などに基準情報を利用して作成した服飾イメージの３次元デザインから２次元パターンへパターンメーキングを行なうことを特徴とした衣服型紙の設計支援システム。
【請求項１０】
請求項９で記述した方法により作成した３次元モデル形状に目印・位置認識用点群・グリッド線などの基準情報をあわせた形状情報を元に、実際の試作材を加工して製作した基準情報が表面に表現された立体物。
【請求項１１】
請求項１０に記述している立体物と、この立体物を製作する為に使用した３次元モデル形状に目印・位置認識用点群・グリッド線などの基準情報をつけた形状情報の両方を使用して、立体物上の目視位置座標を３次元モデル形状上に位置指定して作成された服飾イメージの３次元デザインから２次元パターンへパターンメーキングを行なうことを特徴とした衣服型紙の設計支援システム。
【請求項１２】
請求項１０に記述している立体物と、この立体物を製作する為に使用した３次元モデル形状に目印・位置認識用点群・グリッド線などの基準情報をつけた形状情報の両方を使用して、立体物上の位置座標を３次元デジタイザや３次元座標読み取り装置を使い割り出し、直接３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエア上の３次元モデル形状の表面上に位置指定して作成された服飾イメージの３次元デザインから２次元パターンへパターンメーキングを行なうことを特徴とした衣服型紙の設計支援システム。
【請求項１３】
手作業もしくは機械を使ってモデルを制作し、次いでモデルの形状データを３次元形状デジタイジング装置により測定し、測定されたモデルの形状データを３次元ＣＡＤへ取り込み３次元モデル形状とするか或いは、３次元ＣＡＤ上で直接モデル形状データを作成するかまたは、別途作成したモデル形状をデータとして読み込んで３次元モデル形状とした後、３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエア上で３次元モデル形状に対し、予めサイズやスタイルに意味付けした部分的なデザイン線を用意し、毎回そのデザイン線を、一部もしくは全部として使って、服飾イメージのデザイン線を作成する事により、形状に対する同一効果を再現することができる服飾イメージの３次元デザインから２次元パターンへパターンメーキングを行なうことを特徴とした衣服型紙の設計支援システム。
【請求項１４】
３次元ＣＡＤ上で直接形状の置き換え可能な部分に対し、数値設定したパラメータ値を使って、単純曲面データもしくは単純ソリッドデータを代用の形状モデルデータとして自動作成し、３次元モデル形状の一部分もしくはそれ自身とみなし、この形状を請求項１〜３、請求項５〜７、請求項９、請求項１１〜１３に記述している３次元モデル形状に当てはめて服飾イメージのデザインを行いその３次元デザインから２次元パターンへパターンメーキングを行なうことを特徴とした衣服型紙の設計支援システム。
【請求項１５】
手作業もしくは機械を使ってモデルを製作し、次いでモデルの形状データを３次元形状デジタイジング装置により測定し、測定されたモデルの形状データを３次元ＣＡＤへ取り込み３次元モデル形状とするか或いは、３次元ＣＡＤ上で直接モデル形状データを作成するかまたは、別途作成したモデル形状をデータとして読み込んで３次元モデル形状とした後、３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエア上で３次元モデル形状上の曲線に対し、点数パラメータにて設定した個数の点を仮にソフトウエア上で認識して、その各点位置の曲線に対する法線方向に、各点ごと別々に距離パラメータにより設定されている面上距離はなれた位置を新しい曲線上の点とした新しい曲線を作成し、元の曲面に近似もしくは曲面の法線方向に投影した曲線を作成するソフトウエア機能。
【請求項１６】
手作業もしくは機械を使ってモデルを製作し、次いでモデルの形状データを３次元形状デジタイジング装置により測定し、測定されたモデルの形状データを３次元ＣＡＤへ取り込み３次元モデル形状とするか或いは、３次元ＣＡＤ上で直接モデル形状データを作成するかまたは、別途作成したモデル形状をデータとして読み込んで３次元モデル形状とした後、３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエア上で３次元モデル形状の表面上に設計デザインを行い、別途用意した２次元平面上の２次元デザインの寸法を３次元モデル形状の上に作成した設計デザイン線の寸法に合わして２次元平面上のデザインとし作成するソフトウエア機能。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はアパレル業界における型紙設計作業において、ボディファッション並びに人体の形状や寸法情報を盛り込んだ医療・介護用衣服の型紙作成を電子計算機を利用することにより設計支援するシステムである。
【背景技術】
【０００２】  現在は、基本的に２次元上で設計処理が行われており、製品を設計するに当り経験や勘に頼って立体形状を頭の中でイメージし、分量・角度・距離などの寸法拘束を考慮しながらなお且つ、使用する素材・縫製順・使用ミシン種などの組み合わせも考慮した上で型紙としての平面図面への展開を行い、アパレルＣＡＤ等２次元ＣＡＤに形状入力して単純パーツとしての型紙作成を行っている。
自分のイメージした形状の実現や、各縫い合わせ型紙間の関係維持は、全て設計者の技量に依存する困難な作業となっている。
既存のアパレルＣＡＤのみでは、最終的に必要とする３次元形状になる前の２次元パターン段階での型紙間の寸法調整が限界であり、寸法調整ができたとしても３次元形状に組み上げた形状に対しての保証がないのも現実である。製品のサイズ展開も２次元レベルで行っている。
常に、挑戦と失敗を繰り返し一つの製品ごとに完成度を上げてきた。
既存のアパレルＣＡＤのみを使った設計では、デザイナー・パタンナーの経験や、不具合を見抜く力量また、着用バランスはこうあるべきという明確な意思の持ち方によって設計のレベルや開発時間にばらつきが生じており、完成度に格差が生じる場合も日常茶飯事である。
現状は、単純パーツとしての型紙設計支援にとどまり、旧来からの手作業による型紙設計に対する支援の枠から抜け出れない状況である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  この発明にて定義されるシステムを導入して解決する課題は、単純にアパレルＣＡＤをこのシステムに置き換え同じレベルに位置付けをした部分的なものではなく、複数の作業工程に関連した、設計の流れを根本から解決するための課題であり、具体的には下に記述する（１）〜（７）の課題である。
（１）人体に着用する衣服の設計を２次元図面にて設計していた為、２次元図面上のテクニックや作業者の勘が設計担当者に不可欠となっていた。作業者個人の能力に左右されるので経験者でないとできない作業となっている。
（２）毎回２次元図面からのデザイン設計を行うことで、基準の不明確な、作るたびに形状が異なる製品が仕上がっていた。同じ３次元形状であるマスタモデル（以後３次元モデル形状）に対する異なるデザイン設計が困難で、毎回着用感の確認が必要。２次元パターンを変えた製品は、以前に良い着用感を確認できたとしても、変えた製品については着用感の良かった製品と同じ着用感であると言う保証はできない。
（３）２次元図面からのデザイン設計を行う場合は、毎回最初からの設計を行う必要があり設計時間がかかる。
（４）２次元図面でのサイズ展開ではサイズ間の形状相似性並びに着用感が保証できない。
（５）デザインスケッチとデザイン設計の間につながりを持たせることができないので、デザインスケッチを行った人が満足する製品の製作が困難である。
（６）製品形状に対し、補正．強制．強調などの編集を行いたい場合に、その編集形状を２次元図面での実現は難しく、多くの試作確認が必要となる。
（７）２次元図面からのデザイン設計では、仕上がり製品の数値解析ができない為、定量的な製品の規格化が困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  課題を解決する為にこの発明では、電子計算機を用いて３次元モデル形状の作成から２次元の型紙作成までの作業を工程別に支援する。
このシステムは、モジュール化されたソフトウエア機能群により構成されており、各モジュール内の機能や、機能を組み合わせたシーケンスにより、課題を解決する。
工程とは、作業者から見た、関連のある分割できる作業の括りである。
電子計算機から見た作業の分類方法であるモジュールの分割方法も、工程と同じ項目で分割する。
モジュールには、一つもしくは複数の機能が存在する。
機能は、目的のある作業の最小単位とし、このシステムにおける、処理の最小単位でもある。
機能シーケンスとは、目的を達成させる為に、モジュール構成とは無関係に機能を順番に並べて組み立てた作業の流れの事である。このシステムには４つの機能シーケンスがある。
１番目が“形状モデルデータを使った３次元モデル形状を作成するシーケンス”、２番目が“３次元のイメージデザインを作成し２次元変換して型紙を作成するシーケンス”、３番目が“デザイン線のサイズ展開を自動で作成し２次元の型紙を作成するシーケンス”、４番目が“３次元モデル形状の情報を利用して自動で２次元型紐の作成を行なうシーケンス”である。
このシステムでは、デザイン情報の入力支援治具として形状モデリングモジュールで作成したデータを元に試作材で製作した実３次元モデルを使用することにより、形状イメージを重視した設計が可能である。
（１）ソフトウエアモジュールの構成
【０００５】  図−１に『モジュール構成図』を示す。
このシステムは、形状モデリングモジュール、デザイン設計モジュール、平面パターン作成モジュール、３次元形状２次元パターン化モジュール、シュミレーションモジュールの５個のソフトウエアモジュールに分かれている。
ソフトウエアモジュールは、３次元モデル形状の作成から２次元の型紙作成までの工程を独立した複数及び一つの機能にモジュール分割したものである。
指定した順番に、機能を使うことにより、一連の作業を行う事が可能である。
機能の並べ替えや入れ替えまた増減を行なう事により、状況に応じた作業の流れを組み立てる事が出来る。この組み立てられた作業の流れをシーケンスとする。
各機能を単独で使用することにより、旧来の型紙設計の部分的な作業支援も可能である。機能は、市販されている３次元ＣＡＤを手操作により使用するものと、特化した機能や機能群として、組み込む為のアプリケーションプログラムの形で、各種プログラミング言語を用いて作成するものとがある。これらのアプリケーションプログラムは、画像処理ソフトウエアや３次元ＣＡＤソフトウエアと連携した状態で動作させる必要がある。
▲１▼形状モデリングモジュール
このモジュールは、自由曲面を使った意匠形状を作成する機能、単純な幾何形状で置き換えできる形状を作成する機能、形状に基準情報を設定する機能、複数の形状を配置して合成する機能の４つの機能で構成されている。
自由曲面を使った意匠形状を作成する機能においては、画像処理ソフトウエアや３次元ＣＡＤを使い直接電子計算機上の仮想空間に、寸法を意識して自由曲面を作る方法と、物理的に手作業や機械作業で木材・粘土・石膏・その他試作材料を使用してユニークな形状を加工して作り、デジタイザ等測定器で測定して数値データ化して作成する方法とがある。ここで作られる単体形状を形状モデルデータとする。
形状モデルデータを作成した場合は、配置情報を各モデルに設定しておく。
３次元の画像処理ソフトウエアや３次元ＣＡＤを使い立体形状自身を設計する事により、直感的に見た目で形状を判断しながら、寸法拘束された自分の希望する形状を、作り込む事が出来る。よって、２次元形状から３次元形状を創造しながら作業を行なうといった、テクニックや勘といったものに依存した設計から開放される。３次元ＣＡＤで作った３次元モデル形状を、実物に近い形で確認したい場合や、デザイン設計で使用する情報入力支援治具を、実際に製作したい場合もデータを利用すれば可能である。
単純な幾何形状で置き換えできる形状を作る機能においては、形状を置き換え可能な部分に対し数値設定したパラメータ値を使った単純曲面データもしくは同じく単純ソリッドデータを代用形状として作成する。形状を単純な幾何形状で置き換え可能な部分とは、例えば寸法的にあまり重視しなくて良い平らに近い部分や、楕円筒に置き換えできる人間の胴体や、円筒に置き換えできる腕等がある。ここで作られる形状も形状モデルデータとする。
形状モデルデータを作成した場合は、配置情報を各モデルに設定しておく。
形状に基準情報を設定する機能では、デザイン設計モジュールでデザイン作業を行う時に基準とする為のデータの作成を行なう。
基準情報には、特に決まった寸法で３次元モデル形状上にデザインの一部として活用する、線・点データである固定情報と、デザイン設計の時に目安として使用する、線・点データである参照情報がある。
固定情報・参照情報とも、部位ごとに基準とする場所を統一化することにより、業務の標準化が可能となる。
複数の形状を配置して合成する機能は、３次元ＣＡＤ上の形状モデルデータを作成した後、設定されている配置情報に基いて、個々を自動で配置するものである。この機能で合成して作った形状モデルデータの集合体を３次元モデル形状とし、デザイン設計モジュールにて使用する。単独の形状モデルデータを３次元モデル形状として使用することも可能である。
図−２に、『形状モデリングモジュール機能構成』を図示する。
▲２▼デザイン設計モジュール
このモジュールには、マスタデザイン作成機能・マスタからのサイズ展開作成機能・修飾線作成機能の３つの機能がある。このモジュールでは、３次元モデル形状とは別にデザイン設計データを作成管理し、着用感の保証に関しては、異なったデザインの製品の作成を、同じモデルデータから行なう事により実現する。
マスタデザイン作成機能では、形状モデリングモジュールで作った３次元モデル形状の上に、基準情報に基づき欲しい服飾イメージをデザインする事により、寸法拘束されたデザインの作成が可能となる。
マスタデザイン作成機能では、３次元モデル形状上の固定情報をそのまま利用して、参照情報である服飾イメージ作成の為のガイドを使いながらイメージをデザインする。デザインの作成時、情報入力支援治具を利用することによって、イメージを生かした画面上にて分りやすい位置情報入力が可能となるので、作業性並びに品質の向上が期待できる。
同じ３次元モデル形状と固定情報を使う事により、着用感の保証が実現可能である。直感的に見た目で形状を判断しながら、寸法拘束された自分のイメージしているデザインを作成することができるので、２次元形状から３次元形状を創造しながら作業を行うといった、テクニックや勘といったものに依存した設計から開放される。
マスタからのサイズ展開作成機能では、サイズ展開情報を電子計算機にパラメータ入力することにより３次元モデル形状上に作成したマスタとなるサイズのデザインを、指定したサイズ分３次元モデル形状上に自動作成する。サイズ毎、個別に固定情報を持ったサイズ展開を行なう場合は、マスタデザイン作成機能で、マスタとしてサイズ展開するサイズ分、マスタデザインとして作成する必要がある。
修飾線作成機能では、３次元形状２次元パターン化モジュールにて使用するマスタデザイン作成機能やマスタからのサイズ展開作成機能で作ったデザインに、寸法拘束を入れて分割線やダーツ線の作成を行なう。
形状モデリングモジュールにて作成された基準情報を、使用しても、使用しなくても、デザインの作成は可能である。デザイン設計モジュールにおいても、画像処理ソフトウエアや３次元ＣＡＤを利用する事が条件となりアプリケーションプログラムの作成により作業性の向上が図れる。
図−３に、『デザイン設計モジュール機能構成』図を示す。
▲３▼平面パターン作成モジュール
２次元パターンの作成は、電子計算機上にて次の３つのデータを連携・合成して行なう。
第１に３次元モデル形状より取り出した曲線や直線データ。
第２に３次元モデル形状より取り出した長さや角度などの寸法情報を利用して作成した曲線や直線データ。
第３に寸法値としてパラメータ設定されている数値に基き自動で作成した曲線や直線データ。
３次元モデル形状の情報を使う事により、３次元モデル形状との情報を共有させた２次元パターンが自動で出来上がる。
３次元モデル形状より取り出した曲線データを利用する場合は、その曲線を一度平面に投影した後、投影する前の線長に揃えて、別の線として作成することも可能である。この方法は、３次元モデル形状上のアール形状や距離を２次元パターンに近似させたい時に有効である。
３次元モデル形状上の寸法情報と、寸法情報とは全く関係ない線を使って寸法のみを合わせて曲線や直線データを作成し２次元パターンを作成する方法は、利用したいガイドの線をもとの線の長さや角度に合わせたい場合に利用する。
平面パターン作成モジュールにおいても、画像処理ソフトウエアや３次元ＣＡＤを利用する事が条件となる。また、アプリケーションプログラムを作成し自動化することにより経験者でなくても作業を行う事が出来る。
▲４▼３次元形状２次元パターン化モジュール
３次元モデル形状から２次元パターンを作成する作業は、３次元形状を２次元形状へ展開するソフトウエアを利用して行なうものとし形状モデリングモジュール、デザイン設計モジュールにて準備した形状情報を基に作業を行なう。形状モデリングモジュール、デザイン設計モジュールを行き来する事により、自分の意図したデザインの型紙を検証しながら２次元パターンを作成する事が出来る。
このモジュールでのパターン作成作業における大きなポイントは、３次元形状を２次元形状に展開したときの複数パーツ間の縫い合わせ距離の拘束と、縫い合わせ時の生地状態をバランスよく保つ事である。
上記理由により、このシステムでは３次元の平面展開においてパーツ間の縫い合わせ距離確認や縫い合わせ時の生地の状態をシュミレーションできる機能を有し平面展開時の精度を数値設定により調節できるソフトウエアを利用する。
３次元形状２次元パターン化モジュールでは、３次元形状から２次元パターンへ形状展開する専用のソフトウエアを使用する。
▲５▼シュミレーションモジュール
シュミレーションモジュールでは、形状モデリングモジュールで作った３次元モデル形状に、あらかじめ決められた形状の線を単独もしくは複数投影させて作ったパターンイメージか、もしくは衣服イメージの線を形状モデリングモジュールで、参照データとして作成しておく。この作成した線の位置を、基準位置とする。シュミレーションモジュールで数値入力することにより、指定された分量移動した位置に、新たな線をイメージ確認しながら作成する事が出来る。
複数の線を同時もしくは順番に移動させることにより、サイズ展開したパターンイメージや衣服イメージの確認が出来る。
（２）機能シーケンスによる課題解決
【０００６】▲１▼形状モデルデータを使った３次元モデル形状を作成するシーケンス
形状モデルデータを使った３次元モデル形状の作成方法は、先ず実際に表現したい形状を自由曲面で表す意匠形状と単純な幾何形状で置き換えが出来る形状に分け、それらの一つ一つを形状モデルデータとし基準情報を与えながら作成する。置き換える単純な幾何形状は、数値パラメータの指定内容に基き電子計算機内で円錐・円筒・球等として自動で作成する。そして、２種類の形状モデルデータを必要な個数分、個々に配置しながら合成して作った立体形状が３次元モデル形状である。３次元モデル形状は最終的に３次元ＣＡＤで取り扱う事の出来る曲面データもしくはソリッドデータでなければならない。他のデータ形式であれば変換しておく必要がある。３次元モデル形状自身を蓄積する事により、有効なモデル資源として再利用できる。
▲２▼３次元のイメージデザインを作成し２次元変換して型紙を作成するシーケンス
デザイン設計モジュールでは、画面を見ながら、形状モデリングモジュールで作成した３次元モデル形状と３次元モデル形状上の基準情報を使って、寸法を意識したデザイン線と修飾線を付加してイメージデザインの作成を行う。その後、３次元形状２次元パターン化モジュールにて２次元の型紙にする。
▲３▼デザイン線のサイズ展開を自動で作成し２次元の型紙を作成するシーケンス
デザイン設計モジュールで、３次元形状の面上にあるマスタデザインを、パラメータ入力にて指定した内容の寸法分サイズグレーディングした展開デザインを、面に沿って自動作成させる。その後、各サイズに修飾線を付加して３次元形状２次元パターン化モジュールにて、２次元の型紙にする。
▲４▼３次元モデル形状の情報を利用して自動で２次元型紙の作成を行うシーケンス
先ず、形状モデリングモジュールにおいて３次元モデル形状に利用する為の基準情報を、固定データとしてセットしておく。
３次元モデル形状の寸法・形状情報・断面形状情報を直接利用する部分と、あまり精度が必要ない部分に対しパラメータ入力値を使って旧来の２次元図面作成の技術を生かした形で自動的に形状を作成する部分とを合成して、平面パターン作成モジュールにて、２次元型紙を作成する。
基本的に２次元の型紙形状を２次元のまま設計する事になるが、３次元モデル形状の寸法・形状情報・断面形状情報を直接利用する事により、３次元モデル形状から作成した型紙との情報共有が精度よく簡単に実現できる。
（３）デザイン設計で使用する情報入力支援治具の準備
【０００７】  ３次元モデル形状に対し目盛りとなる位置認識用点群やグリッド線を面上に作成する。そして、その３次元モデル形状を部分的もしくは全体的に、硬質の粘土・石膏・樹脂・木材などの材料で作成し、システムの画面に表示されている同じ位置に位置認識用点群やグリッド線を作成する。実際の立体形状を見ながらシステム画面内のモデルの面上の位置を指定する事により、よりイメージにあった形状のモデリングが可能となる。設計したいデザインや材料条件に応じて利用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】（１）システムの構成
本システムは、最低１台のコンピュータシステムに、２次元デジタイザ・３次元デジタイザ・３次元形状試作機・２次元プロッタを電気的に接続した形を基本構成とし、コンピュータシステム以外は状況に応じて省く事が出来る。
▲１▼ハードウエア構成
コンピュータシステムを中心に各装置を電気的に接続する。
☆コンピュータシステム：パソコンもしくはワークステーションを使用して、画像処理ソフトウエア、３次元ＣＡＤソフトウエア、その他アプリケーションを実行して計算処理を行なう電子計算機。
コンピュータシステムには付属としてディスプレイ・ポインティングデバイス・キーボード・補助記憶装置・プリンタの装備されたものを使用する。
☆２次元デジタイザ：平面の画像処理をポインティングデバイスを使いＸ、Ｙ座標で読み取った情報を電子計算機で扱える数値に変換して入力する装置。
☆３次元デジタイザ：立体の形状を基準座標からの３次元Ｘ、Ｙ，Ｚ座標で読み取った情報を電子計算機で扱える数値に変換して入力する装置。
☆３次元形状試作機：ＮＣ工作機・光造形装置等によりコンピュータ内の形状データから試作材を製作する装置。
☆２次元プロッタ：設計図面や２次元型紙を作成する、プロッタやカッティングプロッタなどの装置。
▲２▼ソフトウエア構成
オペレーティングシステム上に３次元ＣＡＤソフトウエアや画像処理ソフトウエアを中心とした（以降両ソフトウエアを総称して３次元ＣＡＤとする）設計機能を構築し、また必要に応じてそれらの機能を使った型紙設計用のアプリケーションプログラムを準備する。このシステムでは、形状モデリングモジュール・デザイン設計モジュール・平面パターン作成モジュール・シュミレーションモジュールをアプリケーションプログラムとして用意する。
３次元形状２次元パターン化モジュールは、市販されている専用のソフトウエアを利用する。
図−４に、『ソフトウエア構成図』を示す。
▲３▼情報入力支援治具
コンピュータシステム内の３次元モデル形状を実際のモデルとして作成した立体物である。その立体物の３次元モデル形状と同じ位置に配置された、目印・位置認識用点群・グリッド線などを利用して、コンピュータシステム上の３次元モデル形状に対し服飾イメージを入力する為の造形物。
（２）形状モデリングモジュールの詳細【０００９】  図−５に、『形状モデリングモジュール機能フロー』を図示する。
▲１▼モデルの準備
粘土・石膏・樹脂・木材を材料として仕上がり形状を表現した、立体の造形物を作成する。作成方法・材質は問わないが、最終的に３次元ＣＡＤへ取り込みができることが条件である。
図−６に、『石膏で手作りしたバスト形状』を図示する。
▲２▼形状モデルの測定
モデル形状を、３次元デジタイジング装置・３次元測定器・手動等により座標測定し、３次元ＣＡＤが取り込み出来るフォーマットへ変換する。必要であれば２次元のデータも取り込みを行う。
図−７に、『図−６のバスト形状を測定した点群データ』を図示する。
▲３▼形状モデルデータの編集
測定したデータを使って、３次元ＣＡＤ内でモデル形状として認識できる３次元モデル形状にする。（実際は、３次元ＣＡＤ上の曲面データまたはソリッドデータとなる）
図−８に、『図−７のソリッドデータ化したもの』を図示する。
▲４▼３次元ＣＡＤ上で直接モデル形状データを作成
モデル形状を測定しない場合は３次元モデル形状を、３次元ＣＡＤの機能を使って全て３次元ＣＡＤの中で作り込む。実際の形状として確認したい場合は、ＮＣ加工機や光造形装置等を使った試作品を作る事ができる。
図−９に、『人体のモデル形状のモデリング』を図示する。
▲５▼置き換え幾何形状の形状情報に基き３次元ＣＡＤで形状モデルデータを作成
置き換え可能な部分に対し数値設定したパラメータ値を使って単純曲線データもしくは単純ソリッドデータを代用の形状モデルデータとして自動作成する。
図−１０に、『上腕部を円筒で作成したところ』を図示する。
▲６▼基準情報の設定
形状に基準情報を設定する機能では、デザイン設計モジュールでデザイン作成作業を行う時に基準とする為のデータの作成を行なう。
▲６▼−１  参照情報
参照情報は、形状モデルデータの合成や面上にデザイン線を作成する時の目安として使用する。合成時に使う位置合わせの参照用目印情報は、３角形等３点の座標値が明確になる物を使用する。デザイン設計にて使用する位置認識用点群やグリッド線も参照情報として作成する。また、シュミレーションモジュールで使用する基準線も参照情報として作成する。
図−１１に、『参照情報』を図示する。
▲６▼−２  固定情報
固定情報は、デザイン作成作業を行なうに当り、距離や容積を厳格に固定したい場所に対し設定する。これにより形状の保証が可能となる。
例えば女性下着であるブラジャカップのデザインにおいては、吊り紐位置や下辺くり部分などの形状を、サイズなどで種類分けをして固定情報化しておくことにより、その同じサイズの製品に対しては形状並びに着用感の保証を実現する事ができる。
▲７▼形状モデルデータの配置合成
形状モデルデータを、位置合わせ用の目印同士を合わせることにより配置して、３次元モデル形状とする。
図−１２に、『形状モデルデータの配置合成』を図示する。
（３）デザイン設計モジュールの詳細【００１０】  図−１３に、『デザイン設計モジュール機能フロー』を図示する。
▲１▼マスタデザインの作成
マスタデザインの作成では、形状モデリングモジュールで作成した３次元モデル形状の上に基準情報に基き欲しい服飾イメージをデザインする事により、寸法拘束されたデザインの作成が可能となる。マスタデザイン作成機能では、３次元モデル形状上の固定情報をそのまま一部のデザイン線に使用して参照情報である位置認識用点群やグリッド線を利用して、作成したいデザイン線形状の中間点を指定する事により必要とするデザイン線を作成する事が出来る。
肌着である半袖シャツの袖部分を例にとると、胴部分に縫いつく部分を固定情報として用意しておき、袖丈と袖の形状を３次元モデル形状上の参照情報を利用してデザインしたり、またブラジャカップのデザインにおいては、下辺くり部分などの形状を、固定情報として用意しておき、３次元モデル形状上の参照情報を利用してブラジャカップのデザインを仕上げるなど、多くのケースでの利用が想定できる。
▲１▼−１  情報入力支援治具を使ったデザイン
先ず３次元モデル形状かもしくは３次元モデル形状の一部として計算機上に作成した物に目印として参照情報である位置認識用点群やグリッド線などを入れたものを作成する。そして、その３次元モデル形状かもしくは３次元モデル形状の一部を実物のモデルとして試作し、その試作した物に目印として参照情報である位置認識用点群やグリッド線などを入れ計算機上と同じモデルを現実の空間に準備する。その支援治具上に生地を載せたり、ペン書きしたり、定規を当てたりイメージデザインを試作物で行った後、位置を目視で確認し、座標位置を割り出し計算機上の３次元モデル形状の同じ位置にデザインを描いていく。
このように、マスタデザインを作成する時に情報入力支援治具を使うことにより、実際のモデルにデザインを行い座標位置を割り出すだけで、計算機画面上の３次元モデル形状上の同じ位置にデザインしていくことができる。
簡単に、早く、直感的に、期待通りのデザイン作業が可能となる。
▲２▼マスタからのサイズ展開の作成
３次元モデル形状上に作成したマスタデザインを使って、パラメータ入力されているサイズ展開情報を使い自動的にサイズ展開を行なう。サイズ展開方法には３方式有り同じ３次元モデル形状を使ったデザイン線のみをサイズ展開する方法と、３次元モデル形状とデザイン線を両方ともサイズ展開する方法と、同じデザイン線を使用して３次元形状のみ変化させる方法とがある。
▲２▼−１  デザイン線のみのサイズ展開
サイズ展開を行いたい１本もしくは複数のデザイン線と３次元モデル形状を指示し、コンピュータシステムに付属するデータ入力装置を使い、場所毎のサイズ展開寸法やサイズ展開したい方向（大小）をパラメータ入力することにより、３次元モデル形状上に、元のデザイン線から必要な箇所に寸法指示を加味して伸縮編集したサイズ展開デザイン線を作成する。
マスタデザインを、１本ずつ指示しながら、順番にサイズ展開を行うことにより、展開寸法値を確認しながらサイズ展開した後のデザイン線を作成可能である。サイズ展開した後のデザイン線の端点と、その隣り合うサイズ展開した後のデザイン線の端点とは、サイズ展開前の元のデザイン線の端点どうしの形状イメージに合わした形状に編集する。
複数のデザイン線に対しサイズ展開を行う場合は、伸縮時にデザイン線の自動編集を行い端点どうしを自動でトリミングし元のデザイン線の端点どうしの形状イメージに合わした形状に編集する。
服飾のパーツイメージそのままをサイズ展開する場合に利用できる。
▲２▼−２  ３次元モデル形状とデザイン線両方によるサイズ展開
３次元モデル形状とデザイン線の両方を３次元空間上でスケール移動することによりサイズ展開するものでコンピュータシステムに付属するデータ入力装置を使い、パラメータとしてスケール移動する為のスケール倍率を入力することにより、元の３次元モデル形状と元のデザイン線からスケール移動させたサイズ展開後の３次元モデル形状とデザイン線を作成する。３次元モデル形状とデザイン線両方によるサイズ展開では、３次元モデル形状の編集に、形状モデリングモジュール内の形状モデルデータの編集機能を一部使用する。
Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸全て同じ倍率をかけて相似形状を作成する方法と、Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸任意の値による各軸不規則な倍率をかける方法とがある。
▲２▼−３  デザイン線は同じで、３次元モデル形状の変更によるサイズ展開
デザイン線の周囲輪郭形状を拘束させて、３次元モデル形状を変化させることにより、サイズ展開デザインの作成を行なう。
輪郭形状は同じで、立体形状に変化をつけて、サイズ展開を行なう事ができるもので、パラメータとして立体形状を修正する為の寸法や方向を、コンピュータシステムに付属するデータ入力装置から入力する。デザイン線は同じで、３次元モデル形状の変更によるサイズ展開では、３次元モデル形状の編集に、形状モデリングモジュール内の形状モデルデータの編集機能を一部使用する。
▲３▼修飾線の作成
３次元モデル形状の上に描かれた服飾イメージのデザイン線を、２次元型紙に変換する時に必要な分割線やダーツ線を指定するデザイン線である。形状モデリングモジュールで作った３次元モデル形状の上に２次元に変換した時の生地の伸縮状態とデザイン性を考慮して基準情報に基き寸法拘束された修飾線の作成が可能である。修飾線もマスタデザインの作成と同じく、位置のみを入力することにより自動作成が可能である。
図−１４に、『袖形状の３次元モデル形状に入ったダーツ線と分割線』を示す。
（４）平面パターン作成モジュールの詳細【００１１】  複数の２次元パターンデータのリストより選んだ、登録されている可変形状部分を含んだ２次元パターンを電子計算機により、自動作成する機能である。
３次元モデル形状より取り出した線・点や数値情報と、設定した数値パラメータを使って、アプリケーションプログラムにより２次元のパターン形状を自動作成する。間接的に補正したい形状を利用して寸法値のみ３次元モデルデータから取り出し補正形状を操作することも可能である。２次元パターンの自動作成は３次元ＣＡＤの機能を利用してアプリケーションプログラムを作成する。
▲１▼３次元形状を利用した２次元パターンの作成
３次元モデル形状上のデザイン線をそのまま取り出すかもしくは、デザイン線を平面に投影した後、元の３次元モデル形状上のデザイン線と長さを合わして、２次元パターンの一部に使用し他の部分を設定した数値パラメータを使って自動で作成し、合成して平面パターンを作成する。
▲２▼３次元情報を利用した２次元パターンの作成
縫製後の立体形状を補正する事を目的として平面状に準備した元の形状を補正する為のデザイン線の長さを、３次元モデル形状上のデザイン線から取り出した距離に合わせた後、パターンの一部として使用し他の部分を、設定した数値パラメータを使って自動で作成し、合成して平面パターンを作成する。
▲３▼補正形状を無条件に利用した２次元パターンの作成
縫製後の立体形状を補正する事を目的として平面状に準備した元の形状を補正する為のデザイン線を無条件に使用し、他の部分を、設定した数値パラメータを使って自動で作成し、合成して平面パターンを作成する。
（５）３次元形状２次元パターン化モジュール【００１２】  ３次元モデル形状に、作成したデザインを使って、ソフトウエアを利用して３次元形状から２次元形状への展開を行い、パターン作成を行う。
▲１▼先ず最初に、３次元モデル形状上のどこの部分を平面展開するか外形線を指定する。
図−１５に、『外形線の指定』したところを図示する。
▲２▼そして、平面展開時に分割する為の分割線を指定する。
図−１６に、『分割線の指定』したところを図示する。
▲３▼３次元の形状を２次元に変換する作業の起動を行う。
図−１７に、『３次元形状を２次元パターン化』したところを図示する。
▲４▼変換後の２次元パターンの検証を行い、結果が思わしくない場合は許容値による微調整並びに製品デザイン作成作業に戻る事により再度変換作業を行う。
☆分割線で分割したお互いの縫い合わせ距離を検証する。
図−１８に、『距離検証』の図を示す。
☆縫い合わさった状態のお互いの生地間の負荷状態を画面上で確認できる機能で検証する。
図−１９に、『縫い合わせ部検証』の図を示す。
（６）シュミレーションモジュール詳細【００１３】  ３次元モデル形状上に描かれている基準線を、自分の希望に合わせて、形状の上を移動させる機能で簡易的に単純な変更形状を確認する事が出来る。
３次元モデル形状上の基準情報にて設定されたシュミレーション用基準線を、キー入力値に従って変更させる。変更させる内容は部位または希望の方向をデータとして予め指定する必要がある。
図−２０に、『シュミレーション表示』を図示する。
【実施例】
【００１４】  このシステムを使って製作を行った実施例として、女性下着であるブラジャの製作を取り上げてサイズ展開も交えて説明する。
▲１▼手作業で、石膏を使った女性バストの形状モデルを作る。
▲２▼石膏モデルを測定し３次元ＣＡＤの中に取り込み、３次元モデル形状にする。
図−２１に、『石膏モデルを測定後３次元モデル形状へ』したところを図示する。
▲３▼３次元ＣＡＤ内で、３次元モデル形状にマスタのデザインを行い、マスタデザインを元にサイズ展開作成機能を使ってサイズ展開デザインを作成。
図−２２に、『マスタデザイン後のサイズ展開デザイン』を図示する。
▲４▼平面パターン作成モジュールを使って▲３▼のカップ下辺形状を利用してブラジャの台となる部分のパターンを自動で作成する。
図−２３に、『各サイズのブラジャ台のパターン』を図示する。
▲５▼３次元モデル形状上にデザインしたブラジャカップ形状部分を、２次元パターンに変換する。
図−２４に、『３次元デザインを２次元化』した図を示す。
▲６▼ブラジャのカップ部分・台部分を縫製して装飾をすればブラジャが出来上がる。
図−２５に、『仕上がったブラジャの製品』を図示する。
▲７▼試着テスト
目視並びに試着の結果、吊り紐の位置・ブラジャカップのバストに対するカバー状況・アンダーカップの位置など、テストした３サイズに対して全て予定した通りの結果が得られた。
また、今回は不具合は無いが、不具合があったとしても、見た目で３次元モデル形状やデザイン線をどのように直すかを、見極めやすいことが確認できた。
デザイン変更などに有利と思われる。
【発明の効果】
【００１５】  このシステムの発明によって生産者側では、製品開発のスピード・製品の品質・技術面・人材教育・顧客へのアピールなど多岐にわたり効果が享受でき、また、製品を使うユーザー側も自分に合った製品との出会い・バリエーションが豊富になる等で効果を享受できる。
どの効果をとっても繋がりがあり、十分単独でも効果は期待できるが、複合的に得られるシナジー効果が最大の効果をもたらしてくれる。
Ａ．生産者側に対する効果：
▲１▼製品開発のスピード向上
立体イメージで作業が行なえるので製品開発−確認−修正のサイクルが極端に早くなる。サンプル作成の時間短縮や同じ製品の複数サイズのものを同時に進行させる等、多くの効果が見込める。
▲２▼製品の品質向上
立体形状を立体イメージにより設計するという無理のない作業方法や、過去の蓄積データの利用、また、製品開発スピード向上などにより、今までよりも確認作業が時間・内容とも拡充できる。その結果、より着用感の良い品質が均一な製品の提供が可能となる。
▲３▼技術面
技術情報や製品に関するデータを、データベースを使い整理して蓄積していくことにより、個人に依存しない組織で利用できるノウハウとなる。
▲４▼人材教育
今まで勘と経験により、立体形状の認識・デザイン設計・パターン設計を一人で行ってきた。そのため、全ての情報が個人に依存する物になりがちだったので、パターン作りの為の教育として多くなされてきたのは、基礎の習得の後はＯＪＴにより、長い時間をかけて個人が所属組織や先輩の技術を習得するといった昔ながらのものであった。分業化とデータベースの活用、そしてマニュアル等の整備により短期間で技術や情報の伝達が可能。
Ｂ．ユーザーに対する効果
▲５▼自分に合った製品との出会い
ユーザーが自分に合った３次元モデル形状を見つけることにより、同じ３次元モデル形状を持つ事により着用感が保証された、異なったデザインの製品をチョイスできる。
▲６▼バリエーションが豊富になる
製品開発のスピードアップにより、今までより細かいサイズ展開が可能となり、ユーザーのニーズにより合ったサイズの製品が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ソフトウエアモジュールの構成図である。
【図２】形状モデリングモジュールの機能構成図である。
【図３】デザイン設計モジュール機能構成図である。
【図４】ソフトウエア構成図である。
【図５】形状モデリングモジュール機能フロー図である。
【図６】石膏で手作りしたバスト形状を示す図である。
【図７】図６のバスト形状を測定した点群データを示す図である。
【図８】図７のソリッドデータ化した図である。
【図９】人体のボディ形状のモデリング図である。
【図１０】上腕部を円筒で作成したところを示す図である。
【図１１】参照情報を示す図である。
【図１２】形状モデルデータの配置合成を示す図である。
【図１３】デザイン設計モジュール機能フロー図である。
【図１４】袖形状の３次元モデル形状に入ったダーツ線と分割線を示す図である。
【図１５】外形線を指定した図である。
【図１６】分割線を指定した図である。
【図１７】３次元形状を２次元パターン化した図である。
【図１８】距離の検証図である。
【図１９】縫い合わせ部の検証図である。
【図２０】シュミレーション表示の図である。
【図２１】石膏モデルを測定後３次元モデル形状にした図である。
【図２２】マスタデザイン後のサイズ展開デザインの図である。
【図２３】各サイズのブラジャ台のパターン図である。
【図２４】３次元デザインを２次元化した図である。
【図２５】仕上がったブラジャの製品の図である。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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