(57)【要約】【課題】自分自身のミニチュア像や携帯電話機のストラップに取付ける自分自身の立体像から成るマスコットアクセサリをその場で形成する。【解決手段】対象物たる人物１０が椅子１１に所定の向きに座ると、この人物１０の映像を昇降動作する画像取込み用カメラ１２が画像取込みを行ない、取込まれた画像情報をコンピュータ２５によって演算処理して輪切りデータを作成し、この輪切りデータに基いて光造形装置２０の発光パネル３０に対してパネル駆動回路２６が駆動制御を行なうとともに、造形物２２がその上に形成される支持台３５を昇降用アクュエータ３７によって光造形に連動して徐々に下降させ、これによってこの人物１０の上半身像２２を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の画像を取込む画像取込み手段と、
前記画像取込み手段によって取込まれた画像を演算処理して前記対象物の立体像の輪切りデータを作成する演算手段と、
前記演算手段で得られる輪切りデータを用いて前記対象物の立体像を形成する造形装置と、
を具備する立体像形成装置。
【請求項２】
前記造形装置が光硬化性樹脂を用いた光造形装置であって、前記輪切りデータに基いて光を照射して前記光硬化性樹脂を硬化させて前記立体像を形成することを特徴とする請求項１に記載の立体像形成装置。
【請求項３】
前記造形装置がディスプレイを備え、該ディスプレイに対して前記輪切りデータを供給して対応する領域を発光させることによって前記光硬化性樹脂を硬化させて前記立体像を形成することを特徴とする請求項２に記載の立体像形成装置。
【請求項４】
前記造形装置が線状光源を備え、前記輪切りデータによって前記線状光源の所定の位置を選択的に発光させるとともに、前記線状光源を光硬化性樹脂の液面と平行な平面上において該線状光源の長さ方向と直角な方向に走査することを特徴とする請求項２に記載の立体像形成装置。
【請求項５】
前記光硬化性樹脂がデンドリマであることを特徴とする請求項１に記載の立体像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は立体像形成装置に係り、とくに対象物の画像を取込んで立体像を形成する立体像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インスタント写真ボックスは、ボックス内の椅子に座ると、その人物の映像をカメラが捉えるとともに、捉えた映像をプリンタ等によって出力するようにしたものであって、自分自身の画像が数分間で得られる。このようなインスタント写真ボックスを応用したものに、プリクラ（プリントクラブ）等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなインスタント写真ボックスは、その中に入ってカメラに向ってポーズをとった人の画像をシート状の媒体の上に表示して出力するものである。すなわち対象物たる人物の画像が平面状の媒体の上に表示して得られるだけであって、立体像を得ることができない。
【０００４】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、対象物の画像を取込むとともに、この画像を基に立体像を形成するようにした立体像形成装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願の主要な発明は、
対象物の画像を取込む画像取込み手段と、
前記画像取込み手段によって取込まれた画像を演算処理して前記対象物の立体像の輪切りデータを作成する演算手段と、
前記演算手段で得られる輪切りデータを用いて前記対象物の立体像を形成する造形装置と、
を具備する立体像形成装置に関するものである。
【０００６】
ここで前記造形装置が光硬化性樹脂を用いた光造形装置であって、前記輪切りデータに基いて光を照射して前記光硬化性樹脂を硬化させて前記立体像を形成することが好ましい。また前記造形装置がディスプレイを備え、該ディスプレイに対して前記輪切りデータを供給して対応する領域を発光させることによって前記光硬化性樹脂を硬化させて前記立体像を形成することが好ましい。また前記造形装置が線状光源を備え、前記輪切りデータによって前記線状光源の所定の位置を選択的に発光させるとともに、前記線状光源を光硬化性樹脂の液面と平行な平面上において該線状光源の長さ方向と直角な方向に走査することが好ましい。また前記光硬化性樹脂がデンドリマであることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。図１は本実施の形態に係る立体像形成装置の全体の構成の概略を示すものであって、ここでは対象物たる人物１０が座る椅子１１が設けられており、この椅子１１に座った人物１０の画像をその周囲に配された複数の画像取込む用カメラ１２によって画像取込みを行なうようにしている。カメラ１２はアクチュエータ１３によって送りねじ１４を介して高さ方向に移動されるようになっており、これによって対象物１０をそれぞれの高さにおいて画像取込みできるようにしている。
【０００８】
またこの装置はコントロールボックス１７を備えるとともに、このコントロールボックス１７の前面側に操作パネル１８が配され、この操作パネル１８を人物１０が操作できるようになっている。そしてコントロールボックス１７上には光造形装置２０が配されている。またコントロールボックス１７の側部には載置台２１が設けられ、この載置台２１によって光造形装置２０で得られた造型物を取出して載置するようにしている。
【０００９】
次に上記光造形装置２０について説明すると、この光造形装置２０は図２に示すようにコンピュータ２５を備え、このコンピュータ２５に上記カメラ１２で取込まれた画像データが入力されるようになっている。そしてコンピュータ２５は画像処理用の演算手段を構成しており、ここで画像データを演算処理して対象物１０の輪切りデータを作成するようにしている。またコンピュータ２５にはパネル駆動回路２６とアクチュエータ駆動回路２７とが接続されている。
【００１０】
上記パネル駆動回路２６は発光パネル３０を駆動するようになっており、発光パネル３０の所定の位置を点灯させて光を発生する。なお発光パネル３０の前面側であって発光面には散乱防止板３１が配されている。この散乱防止板３１は発光パネル３０から発光された光が側方に散乱するのを防止することによって、正確な画像を形成するものである。すなわち図４に示すように、散乱防止板３１は細かな格子３２を備え、この格子３２によって光の散乱を防止している。
【００１１】
散乱防止板３１による光の散乱の防止の構造は、図４および図５に示すような格子状にしてもよく、あるいはまた図６に示すような細かなハニカム構造としてもよい。これらの散乱防止板３１を配することによって、発光パネル３０の前方から出たほぼ平行な光のみを上記光造形装置２０に照射することが可能になる。
【００１２】
光造形装置２０は槽から構成されており、その内部に造型物２２を支持する載置台３５が取付けられる。そして載置台３５はアーム３６を介して昇降用アクチュエータ３７によって昇降動作されるようになっている。そしてこのような光造形装置２０の槽内に樹脂溶液４０が所定の液面まで注入されており、この樹脂溶液４０の液面のすぐ上側に近接して散乱防止板３１が配される。
【００１３】
ここでとくに樹脂溶液４０として、本実施の形態においてはデンドリマが用いられる。デンドリマは樹枝状オリゴマであって、例えばアンモニアとアクリル酸メチルとエチレンジアミンを出発物質とし、マイケル型付加と縮合反応とを繰返すことによって、第１、第２、第３、・・・世代のデンドリマを得ることができる。第７世代では分子量が５万を超えるようになる。デンドリマは対称性のよい構造と高度の分枝のために球状構造をとっており、従来のオリゴマとは全く異なっている。このデンドリマを二官能性試薬で鎖伸長反応するとスターバーストポリマを生成する。花火が開いたような形の星型高分子であって、従来の星型高分子と区別するためにスターバーストポリマあるいはカリフラワーポリマと呼ばれる。
【００１４】
またデンドリマの別の特徴は、紫外線のみならずエネルギの低い赤外線でも化学反応を起すことである。すなわちデンドリマは微弱な光エネルギで硬化させることが可能なために、レーザ光のような高エネルギ光を照射することなく、ディスプレイパネル３０が発射する光によっても硬化させることができる特徴を有している。
【００１５】
次にこのようなデンドリマを樹脂溶液４０とする光造形の動作を説明する。図３に示すように対象物たる人物１０の画像を取込む。そしてこのような画像をコンピュータ２５によって演算処理し、これによって対象物の立体像の輪切りデータを作成する。そしてこのような輪切りデータを用いてパネル駆動回路２６および発光パネル３０によって発光の制御を行なうとともに、アクチュエータ駆動回路２７によって昇降用アクチュエータ３７を駆動し、これによって支持台３５の高さを変更させながら造形物２２を輪切り状に造形していく。
【００１６】
支持台３５は造形の開始時点において、樹脂溶液４０の液面とほぼ同じ高さにあり、このような状態で支持台３５の上面の薄い樹脂溶液の膜に対して発光パネル３０から光を照射する。なおこのときに散乱防止板３１によって側方への光の散乱を防止し、正確な第１層目の輪切り像を形成する。そしてこの後に昇降用アクチュエータ３７によって輪切りのピッチに応じて支持台３５を下降させ、この後２段目の輪切り像を形成する。このような動作をステップ状に、あるいはまた連続的に行なうことによって、順次造形物２２が積重ねるようにして形成される。形成された造形物２２はこの光造形装置２０から取出されて図１に示すコントロールボックス１７の側部の載置台２１上に載置される。
【００１７】
このような立体像形成装置によると、例えば自分自身の胸から上の上半身像等をデンドリマによって光造形で作成することが可能になる。しかもデンドリマによる光硬化の速度が早いために、短時間で、例えば数分〜１０数分で造形物２２を形成することが可能になる。このときに操作者が操作パネル１８を操作することによって、造形物２２の大きさを選択することができる。従って例えば自分自身のミニチュア像や携帯電話機のストラップに取付ける自分自身の半身像のマスコットアクセサリ等を簡単にその場で作ることが可能になる。
【００１８】
次に別の実施の形態を図７によって説明する。この実施の形態は支持台３５の下面に造形物２２を形成した例を示している。すなわち樹脂溶液４０によって硬化させて得られる造形物２２の比重が樹脂溶液４０のそれに比べて小さい場合には、発光パネル３０と散乱防止板３１とをこの光造形装置の槽の底部に配するとともに、支持台３５を昇降用アクチュエータ３７によって徐々に上方に移動させるようにする。
【００１９】
このような構成は、まず昇降用アクチュエータ３７によって支持台３５を散乱防止板３１の上部にほぼ近接するように配し、この状態で発光パネル３０からの光を支持体３５の下面に集光させ、発光パネル３０からの光によって支持台３５の下面に第１層目の輪切り像を形成する。そしてこの後昇降用アクチュエータ３７によって支持台３５を輪切りのピッチに相当する高さだけ上方に移動させ、発光パネル３０からの光によって次の層の発光を行ない、２段目の輪切り像を形成する。このような光造形を断続的に、あるいは連続的に行なうことによって、支持台３５の下面に造型物２２を形成する。
【００２０】
図８はさらに別の実施の形態を示している。ここでは発光パネル３０に代えてダイオードアレイ等の線状光源４３を用いて光造形を行なう。線状光源４３は送りねじ４４およびアクチュエータ４５によって、この光造形装置の樹脂溶液の液面と平行な平面上を線状光源４３の長さ方向と直角方向に移動されるようになっており、線状光源４３が走査を行なうようにしている。
【００２１】
支持台３５を樹脂溶液４０の液面とほぼ近接する高さに保持しておき、このような状態で線状光源４３の長さ方向の所定の位置を発光させる。そしてこの後線状光源４３の走査のピッチに相当する距離だけアクチュエータ４５および送りねじ４４によってこの線状光源４３を横方向に移動させる。そして再び線状光源４３の所定の位置を光らせる。この動作を順次行なうことによって、１層目の光造形が行なわれる。そしてこの後に支持台３５を輪切り像のピッチに相当する距離だけ下降させて再び上記線状光源４３を順次横方向にアクチュエータ４５および送りねじ４４によって送りながら走査を行なう。この操作を繰返すことによって、支持台３５上に造形物２２の造形が行なわれる。
【００２２】
以上本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願に含まれる発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願に含まれる発明の技術的思想の範囲内で各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態は、樹脂溶液４０として弱い光でも容易に反応できるデンドリマを用いているが、本願発明は必ずしもデンドリマに限らず、その他の光硬化性樹脂を用いて光造形を行なうようにしてもよい。また造形物は必ずしも人物像である必要はなく、ペットやあるいは有体物であってよく、有体物のミニチュアを作るのに用いることも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本願の主要な発明は、対象物の画像を取込む画像取込み手段と、画像取込み手段によって取込まれた画像を演算処理して対象物の立体像の輪切りデータを作成する演算手段と、演算手段で得られる輪切りデータを用いて対象物の立体像を形成する造形装置と、を具備するものである。
【００２４】
従ってこのような立体像形成装置によれば、画像取込み手段によって対象物の画像を取込み、演算手段によって画像情報を演算処理して対象物の立体像の輪切りデータを作成し、この輪切りデータを用いて造形装置によって対象物の立体像をその場で形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】立体像形成装置の全体の構成を示す側断面図である。
【図２】光造形装置の縦断面図である。
【図３】光造形装置による光造形の動作を示すフローチャートである。
【図４】格子状の散乱防止板の斜視図である
【図５】同散乱防止板の縦断面図である。
【図６】ハニカム状の散乱防止板の斜視図である。
【図７】支持台の下側に光造形を行なう光造形装置の縦断面図である。
【図８】線状光源を用いる光造形装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１０  対象物（人物）
１１  椅子
１２  画像取込み用カメラ
１３  アクチュエータ
１４  送りねじ
１７  コントロールボックス
１８  操作パネル
２０  光造形装置
２１  載置台
２２  造形物
２５  コンピュータ
２６  パネル駆動回路
２７  アクチュエータ駆動回路
３０  発光パネル
３１  散乱防止板
３２  格子
３５  支持台
３６  アーム
３７  昇降用アクチュエータ
４０  樹脂溶液
４３  線状光源
４４  送りねじ
４５  アクチュエータ
４６  アクチュエータ駆動回路
【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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