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公開番号2025006125
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023106722
出願日2023-06-29
発明の名称三次元オブジェクト生成システム
出願人国立大学法人山形大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B29C 64/386 20170101AFI20250109BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】部分ごとに異なる触感を三次元オブジェクトに適用し、色彩や透明度などの実際のオブジェクトの表面における視覚表現を三次元オブジェクトの表面に提供する三次元オブジェクト生成システムを提供する。
【解決手段】三次元オブジェクト生成システムは、オブジェクトをスキャンし、三次元データを取得する三次元スキャナと、三次元データから、一又は二以上の範囲を特定するコンピュータ装置と、一又は二以上の範囲に対応するオブジェクトの触感を取得する触感測定器と、三次元データに基づいて三次元オブジェクトを生成するとともに、一又は二以上の範囲の触感を三次元オブジェクトに適用する三次元プリンタと、オブジェクトの表面データをスキャンし、表面データを取得する表面データスキャナと、表面データに基づいて、二次元オブジェクトを生成する二次元プリンタと、を備え、コンピュータ装置は、三次元データ及び表面データを関連付けする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
三次元オブジェクト生成システムであって、
オブジェクトをスキャンし、三次元データを取得する三次元スキャナと、
前記三次元データから、一又は二以上の範囲を特定するコンピュータ装置と、
前記一又は二以上の範囲に対応するオブジェクトの触感を取得する触感測定器と、
前記三次元データに基づいて三次元オブジェクトを生成するとともに、前記一又は二以上の範囲の触感を、前記一又は二以上の範囲に対応する前記三次元オブジェクトにおける範囲に適用する三次元プリンタと、
前記オブジェクトの表面データをスキャンし、表面データを取得する表面データスキャナと、
前記表面データに基づいて、二次元オブジェクトを生成する二次元プリンタと、を備え、
前記コンピュータ装置は、前記三次元データ及び前記表面データを関連付けする、三次元オブジェクト生成システム。
続きを表示（約 2,900 文字）【請求項２】
請求項１に記載の前記三次元オブジェクト生成システムにおいて、
前記触感は、硬度を含み、
前記触感測定器は、
前記一又は二以上の範囲に対応する前記オブジェクトにおける一又は二以上の範囲の硬度を測定する硬度測定器を備え、
前記コンピュータ装置は、前記測定された一又は二以上の範囲の硬度を、前記三次元データにおける一又は二以上の範囲に関連付けし、前記三次元プリンタは、前記関連付けに基づいて、前記一又は二以上の範囲の硬度を、前記一又は二以上の範囲に対応する前記三次元オブジェクトにおける範囲に適用する、三次元オブジェクト生成システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の前記三次元オブジェクト生成システムにおいて、
前記コンピュータ装置は、生成される三次元オブジェクトの範囲を決定し、前記三次元データから、決定した前記範囲のデータを特定する。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の前記三次元オブジェクト生成システムにおいて、
前記コンピュータ装置は、生成される三次元オブジェクトの範囲を決定し、前記三次元データから、決定した前記範囲のデータを拡大又は縮小する。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の前記三次元オブジェクト生成システムにおいて、
前記システムは、さらに、
前記関連付けされた前記三次元データ及び前記表面データに基づいて、前記二次元オブジェクトを前記三次元オブジェクトに合成する合成装置を備えた、三次元オブジェクト生成システム。
【請求項６】
方法であって、
三次元スキャナによって、オブジェクトをスキャンし、三次元データを取得するステップと、
コンピュータ装置によって、前記三次元データから、一又は二以上の範囲を特定するステップと、
触感測定器によって、前記一又は二以上の範囲に対応するオブジェクトの触感を取得するステップと、
三次元プリンタによって、前記三次元データに基づいて三次元オブジェクトを生成するとともに、前記一又は二以上の範囲の触感を、前記一又は二以上の範囲に対応する前記三次元オブジェクトにおける範囲に適用するステップと、
表面データスキャナによって、前記オブジェクトの表面データをスキャンし、表面データを取得するステップと、
二次元プリンタによって、前記表面データに基づいて、二次元オブジェクトを生成するステップと、
前記コンピュータ装置によって、前記三次元データ及び前記表面データを関連付けするステップと、を備える方法。
【請求項７】
コンピュータ装置であって、
オブジェクトをスキャンし、三次元データを取得する三次元スキャナから、前記三次元データを受信し、前記三次元データから、一又は二以上の範囲を特定し、
前記一又は二以上の範囲に対応するオブジェクトの触感を取得する触感測定器から、前記一又は二以上の触感を受信し、
前記オブジェクトの表面データをスキャンし、表面データを取得する表面データスキャナから前記表面データを受信し、
前記三次元データに基づいて三次元オブジェクトを生成するとともに、前記一又は二以上の範囲の触感を、前記一又は二以上の範囲に対応する前記三次元オブジェクトにおける範囲に適用する三次元プリンタに、前記三次元データを送信し、
前記表面データに基づいて、二次元オブジェクトを生成する二次元プリンタに、前記表面データを送信し、
前記三次元データ及び前記表面データを関連付けするように構成されている、コンピュータ装置。
【請求項８】
コンピュータ装置が実行する方法であって、
オブジェクトをスキャンし、三次元データを取得する三次元スキャナから、前記三次元データを受信し、前記三次元データから、一又は二以上の範囲を特定するステップと、
前記一又は二以上の範囲に対応するオブジェクトの触感を取得する触感測定器から、前記一又は二以上の触感を受信するステップと、
前記オブジェクトの表面データをスキャンし、表面データを取得する表面データスキャナから前記表面データを受信するステップと、
前記三次元データに基づいて三次元オブジェクトを生成するとともに、前記一又は二以上の範囲の触感を、前記一又は二以上の範囲に対応する前記三次元オブジェクトにおける範囲に適用する三次元プリンタに、前記三次元データを送信するステップと、
前記表面データに基づいて、二次元オブジェクトを生成する二次元プリンタに、前記表面データを送信するステップと、
前記三次元データ及び前記表面データを関連付けするステップと、を備える方法。
【請求項９】
コンピュータプログラムであって、
三次元スキャナによって、オブジェクトをスキャンし、三次元データを取得するステップと、
コンピュータ装置によって、前記三次元データから、一又は二以上の範囲を特定するステップと、
触感測定器によって、前記一又は二以上の範囲に対応するオブジェクトの触感を取得するステップと、
三次元プリンタによって、前記三次元データに基づいて三次元オブジェクトを生成するとともに、前記一又は二以上の範囲の触感を、前記一又は二以上の範囲に対応する前記三次元オブジェクトにおける範囲に適用するステップと、
表面データスキャナによって、前記オブジェクトの表面データをスキャンし、表面データを取得するステップと、
二次元プリンタによって、前記表面データに基づいて、二次元オブジェクトを生成するステップと、
前記コンピュータ装置によって、前記三次元データ及び前記表面データを関連付けするステップと、を実行させるコンピュータプログラム。
【請求項１０】
コンピュータプログラムであって、
オブジェクトをスキャンし、三次元データを取得する三次元スキャナから、前記三次元データを受信し、前記三次元データから、一又は二以上の範囲を特定するステップと、
前記一又は二以上の範囲に対応するオブジェクトの触感を取得する触感測定器から、前記一又は二以上の触感を受信するステップと、
前記オブジェクトの表面データをスキャンし、表面データを取得する表面データスキャナから前記表面データを受信するステップと、
前記三次元データに基づいて三次元オブジェクトを生成するとともに、前記一又は二以上の範囲の触感を、前記一又は二以上の範囲に対応する前記三次元オブジェクトにおける範囲に適用する三次元プリンタに、前記三次元データを送信するステップと、
前記表面データに基づいて、二次元オブジェクトを生成する二次元プリンタに、前記表面データを送信するステップと、
前記三次元データ及び前記表面データを関連付けするステップと、をコンピュータ装置に実行させるコンピュータプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元オブジェクト生成システム、その方法及びコンピュータプログラムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
三次元プリンタの台頭により、三次元オブジェクトを比較的簡単に生成できるようになってきた。また、実際のオブジェクトに基づいて三次元オブジェクトを生成することも頻繁に行われている。このような状況下において、実際のオブジェクトに基づく触感を三次元オブジェクトに適用することが試みられている。
【０００３】
特許文献１には、三次元オブジェクトを生成するための材料であるポリマー前駆体に二以上の異なる光線を用いることによって、複雑な構造の三次元オブジェクトを生成するための時間を削減する技術が開示されている（段落［００１１］、［００１７］、［００１９］）。
【０００４】
特許文献１に開示されている従来技術は、複雑な構造の三次元オブジェクトを効率的に生成することに向けられていたが、部分ごとに異なる触感を有する三次元オブジェクトを生成することに向けられていなかった。特許文献１に開示されている従来技術において、実際のオブジェクトにおける一部分の触感を三次元オブジェクト全体に適用することは可能であるが、実際のオブジェクトの部分ごとに異なる触感を三次元オブジェクトの部分ごとに適用することは困難であった。
【０００５】
特許文献２に開示されている従来技術は、ゲル溶液の複数の領域に光を照射してポリマーを形成する工程を含むゲルの造形方法において、複数の領域が、第１の総エネルギーで光が照射される第１の領域と、第１の総エネルギーよりも低い第２の総エネルギーで光が照射される第２の領域とを含むこととし、さらに、第１の領域に光を照射した後に、第２の領域に光を照射することにより、実際のオブジェクトの部分ごとに異なる触感をゲルオブジェクトの部分ごとに適用することが可能となった（段落［０００６］、［０００７］）。しかしながら、オブジェクトの表面における視覚表現を実現することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２０２２－５５００５４号公報
特願２０２２－０３３３６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
部分ごとに異なる触感を三次元オブジェクトに適用できたとしても、色彩や透明度などの実際のオブジェクトの表面における視覚表現を三次元オブジェクトの表面に提供することは困難であった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の実施例による三次元オブジェクト生成システムを示す。
本発明の実施例によるコンピュータ装置を示す。
顔の三次元オブジェクトを生成する実施例１の処理フローを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［システム構成］
図１は、本発明の実施例による三次元オブジェクト生成システム１００を示す。三次元オブジェクト生成システム１００は、三次元スキャナ１１０、触感測定器１１５、表面データスキャナ１２０、コンピュータ装置１２５、三次元プリンタ１３０、プリンタ１３５、合成装置１４０及び圧縮機１４５を備える。図１に示されているとおり、三次元スキャナ１１０、触感測定器１１５、表面データスキャナ１２０、三次元プリンタ１３０、プリンタ１３５及び合成装置１４０は、コンピュータ装置１２５を介して互いに接続されている。これらの装置は、互いに通信することができる。コンピュータ装置１２５と他の装置との接続は、有線接続及び無線接続の一方又は両方で実現される。圧縮機は、他の装置と通信できるように有線又は無線で接続されていてもよい。
【００１０】
三次元スキャナ１１０は、オブジェクトの三次元データを取得する、すなわち、二次元データ（縦方向及び横方向のデータ）に加えて、深さデータ（奥行方向のデータ）を取得することができる。例えば、三次元スキャナ１１０は、オブジェクトの前表面データ、並びに、オブジェクトの右側面データ、左側面データ、上側面データ及び下側面データの少なくとも一つを取得できる。さらに、三次元スキャナ１１０は、オブジェクトの後表面データを取得できてもよい。三次元スキャナ１１０は、スキャン専用の装置でもよいし、スキャン専用の装置でなくてもよい。例えば、三次元スキャナ１１０は、三次元データを取得可能なアプリケーションソフトをインストールしたスマートホンやデジタルカメラなどの携帯端末装置とすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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