JP2001352562A - 立体データ処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 立体的なデータを処理して立体像を表示させ
るとともに、その立体像を立体モデルとして出力可能な
立体データ処理システムを提供すること。 【解決手段】 立体データ処理システム１において制御
装置１０には立体表示装置３０と立体造形装置４０とが
接続されている。制御装置１０では、立体データ取得部
１１１が立体データ記憶部１４から立体データを読み出
す。そして、立体表示装置３０において立体データに基
づいた立体像の表示を行う場合には、立体データ取得部
１１１は断面像生成部１１３に立体データを与える。ま
た、立体表示装置３０において立体データに基づいた立
体モデルの作成を行う場合には、立体データ取得部１１
１は造形用データ生成部１１４に立体データを与える。
断面像生成部１１３及び造形用データ生成部１１４で
は、立体データをそれぞれの出力対象に応じたデータフ
ォーマットに変換し、出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立体的なデータを
処理する立体データ処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、立体像を表示するための立体表示
装置として、特開２０００−７８６１６号公報に開示さ
れるものがある。この立体表示装置は、高速に回転する
スクリーン上に物体の断面像を断続的に投影することに
より、残像効果を生じさせて断面像の包絡を視認させる
ことで、物体の立体表示を行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような立体表示装置では、立体像を表示することは可能
であるが、その立体像として表示されたものを何らかの
媒体に立体モデル等として出力することはできなかっ
た。

【０００４】そこで、この発明は、立体表示装置を含む
立体データ処理システムにおいて立体像として表示され
たものを、さらに具象化して機能を高めることを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、立体的なデータを処理す
る立体データ処理システムであって、立体像の表示を行
う立体表示装置と、立体造形を行う立体造形装置と、立
体データに基づいて前記立体表示装置に立体像を表示さ
せるとともに、前記立体データに基づいて前記立体造形
装置に立体造形を行わせるように、前記立体表示装置と
前記立体造形装置とを制御する制御装置とを備えてい
る。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の立体データ処理システムにおいて、前記制御装置が、
前記立体表示装置に立体像を表示させるときに、前記立
体データを第１のデータフォーマットに変換して前記立
体表示装置にデータ供給を行い、前記立体造形装置に立
体造形を行わせるときに、前記立体データを第２のデー
タフォーマットに変換して前記立体造形装置にデータ供
給を行うことを特徴としている。

【０００７】請求項３に記載の発明は、立体的なデータ
を処理する立体データ処理システムであって、立体像の
表示を行う立体表示装置と、立体造形を行う立体造形装
置と、前記立体表示装置に表示された前記立体像に対応
する立体データに基づいて、前記立体造形装置へのデー
タ出力を行う出力手段とを備えている。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の立体データ処理システムにおいて、前記立体データに
対応する立体形状を変形させる形状変形手段をさらに備
えている。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項３又は請
求項４に記載の立体データ処理システムにおいて、前記
出力手段が、前記立体データを前記立体造形装置に適し
たデータフォーマットに変換して出力することを特徴と
している。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１１】＜１．第１の実施の形態＞まず、この発明
の第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の
実施の形態における立体データ処理システム１の構成を
示すブロック図である。

【００１２】立体データ処理システム１は、制御装置１
０とプリンタ２０と立体表示装置３０と立体造形装置４
０とを備えて構成される。

【００１３】制御装置１０は、いわゆるパソコン等と呼
ばれる一般的なコンピュータによって構成されており、
ＣＰＵやメモリ等によって機能的に実現される制御部１
１と、液晶ディスプレイやＣＲＴ等のように画像を２次
元的に表示する２次元表示部１２と、キーボードやマウ
ス等によって構成される操作入力部１３と、磁気ディス
ク装置や半導体メモリ等によって構成される立体データ
記憶部１４とを備えて構成される。

【００１４】制御部１１は立体データ取得部１１１と印
刷出力部１１２と断面像生成部１１３と造形用データ生
成部１１４として機能する。

【００１５】立体データ取得部１１１は立体データ記憶
部１４にアクセスし、操作入力部１３からの操作内容に
応じて物体に関する立体的形状等がデータ化された立体
データを取得する。そして、立体データ取得部１１１は
操作入力部１３からの入力情報に基づいて立体データ
を、表示処理部１１５、印刷出力部１１２、断面像生成
部１１３、造形用データ生成部１１４のうちの少なくと
も１つに与える。

【００１６】表示処理部１１５は、立体データ取得部１
１１から立体データを取得すると、それを２次元表示部
１２の画面に表示するための２次元的な表示用データに
変換する。そして、その２次元的な表示用データを２次
元表示部１２に与えることにより、立体データに基づく
２次元画像の表示を行う。

【００１７】印刷出力部１１２は、制御装置１０に対し
て接続されるプリンタ２０に対して印刷用データを出力
するためのものであり、立体データ取得部１１１から得
られる立体データを印刷用紙等の平面に印刷するための
印刷用データに変換し、それをプリンタ２０に出力す
る。これにより、プリンタ２０は印刷用紙等の平面に立
体データに基づく２次元画像の印刷を行う。

【００１８】断面像生成部１１３は、立体表示装置３０
に対して出力すべき断面像の生成を行い、その断面像デ
ータを立体表示装置３０に与える。立体表示装置３０
は、高速で回転するスクリーンに対して断面像生成部１
１３から得られる断面像を投影するとともに、その断面
像をスクリーンの回転位置に応じて更新していくこと
で、断面像の包絡としての立体像を表示するものであ
る。立体表示装置３０では、断面像生成部１１３から断
面像に関するデータを入力することで、回転走査するス
クリーンの回転空間内に残像効果による立体像を表示す
ることが可能となるのである。断面像生成部１１３にお
いては、上記のように立体表示装置３０において適切な
立体表示を行うことが可能なように、立体データ取得部
１１１から得られる立体データから所定角度間隔で立体
的形状を切断したときの複数の断面像をデータ化するの
である。

【００１９】また、造形用データ生成部１１４は、立体
造形装置４０に対して造形用として用いられる造形用デ
ータの生成を行い、その造形用データを立体造形装置４
０に与える。立体造形装置４０は、ＲＰ（ラピッド・プ
ロトタイピング）システム等と呼ばれるような立体モデ
ルを生成する装置である。立体モデルを生成する装置と
しては、例えば、光硬化樹脂をレーザ光で硬化させる光
造形タイプ、熱可塑性樹脂を溶融して微小なノズルから
射出して積層する樹脂積層タイプ、熱可塑性樹脂材料等
の粉末をレーザ光で焼結する粉末焼結積層タイプ、ロー
ル紙等のシート材をレーザ光やカッタ等で切断して積層
するシート積層タイプ、微小粉末による薄層形成とバイ
ンダ塗布による粉末結合とを繰り返す粉末積層タイプ等
のように種々のタイプの装置がある。造形用データ生成
部１１４は、上記のいずれのタイプの装置であっても利
用可能であって、適切な造形を行うことの可能な造形用
データを、立体データ取得部１１１から得られる立体デ
ータに基づいて生成するのである。

【００２０】次に、立体表示装置３０について説明す
る。図２は、立体表示装置３０の一例を示す図である。
図２の立体表示装置３０は、スクリーン３３８に断面像
を投影するための光学系や各種データ処理を行うための
制御機構が内蔵されたハウジング３２０と、そのハウジ
ング３２０の上部側に設けられて内部に回転するスクリ
ーン３３８を収容する円筒状の風防３２０ａとを備えて
いる。

【００２１】風防３２０ａはガラスやアクリル樹脂等の
透明な材質で形成されており、内部側で回転するスクリ
ーン３３８に投影される断面像を外部より視認すること
ができるように構成されている。また、風防３２０ａは
内部空間を密封しており、そのことによってスクリーン
３３８の回転の安定化や回転駆動するモータの消費電力
の低減を図っている。

【００２２】ハウジング３２０の前面側には液晶ディス
プレイ（ＬＣＤ）３２１、着脱可能な操作スイッチ３２
２、記録メディアの着脱口３２３が配置されており、ま
た側面側にはディジタル入出力端子３２４が設けられて
いる。液晶ディスプレイ３２１は、操作入力を行う際の
操作案内画面の表示手段及び表示対象物のインデックス
のための２次元画像の表示手段として用いられる。ディ
ジタル入出力端子３２４はＳＣＳＩ端子あるいはＩＥＥ
Ｅ１３９４端子等であり、このディジタル入出力端子３
２４に上記の制御装置１０が所定のケーブルを介して接
続される。さらにハウジング３２０の外周面の４箇所に
は音声出力のためのスピーカ３２５が配置されている。

【００２３】スクリーン３３８による立体画像の表示
は、制御装置１０から与えられる断面像を回転するスク
リーン３３８の各回転位置に応じて更新しつつ投影する
ことで行われる。つまり、高速で回転するスクリーン３
３８に対して断面像が断続的に投影されることによっ
て、断面像の包絡を残像効果によって視認させることが
可能となり、立体表示を実現しているのである。

【００２４】次に、立体表示装置３０においてスクリー
ン３３８上に断面画像を投影するための光学系について
説明する。図３は、立体表示装置３０における光学系を
含む構成を示す図である。図３に示すように立体表示装
置３０における光学系は、照明光学系３４０と投影光学
系３５０とＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバ
イス）３３３とＴＩＲプリズム３４４と立体表示制御部
３７０とを備えて構成される。

【００２５】ＤＭＤ３３３は、スクリーン３３８に投影
する断面画像を生成する画像生成手段として機能するも
のであり、１辺が１６μｍ程度の矩形の金属片（例えば
アルミニウム片）の極めて小さなミラーを１画素として
１チップあたり数十万枚の規模で平面に敷き詰めた構造
を有し、各画素直下に配置されたＳＲＡＭ出力の静電電
界作用により各ミラーの傾斜角を個々に±１０度で制御
できるデバイスである。そして、各ミラーを個別にＯＮ
／ＯＦＦ制御することにより、ＯＮ／ＯＦＦのミラー分
布に対応した断面像が生成されてスクリーン３３８上に
投影されることになる。

【００２６】この実施形態においては、ＤＭＤ３３３の
大きな特徴の一つである高速応答性を利用することによ
り、高速回転するスクリーン３３８の回転位置に応じた
断面像を生成することができ、適切な立体表示を行うこ
とが可能となる。

【００２７】なお、図３に示すようにＤＭＤ３３３の画
像生成面側には、照明光学系３４０からの照明光を各微
小ミラーに導くとともに、ＤＭＤ３３３で生成された断
面像を投影光学系３５０に導くためにＴＩＲプリズム３
４４が配設されている。

【００２８】照明光学系３４０は、白色光源３４１と照
明レンズ系３４２とを有しており、白色光源３４１から
の照明光は照明レンズ系３４２により平行光とされる。
照明レンズ系３４２はコンデンサレンズ３４２ａ、イン
テグレータ３４２ｂ、カラーフィルタ３４３およびリレ
ーレンズ３４２ｃにより構成される。白色光源３４１か
らの照明光はコンデンサレンズ３４２ａにより集光され
てインテグレータ３４２ｂに入射する。そして、インテ
グレータ３４２ｂによって光量分布が均一な状態とされ
た照明光は、回転式のカラーフィルタ３４３によって
Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかの色成分に分光される。分光され
た照明光はリレーレンズ３４２ｃにより平行光とされた
上で、ＴＩＲプリズム３４４に入射し、ＤＭＤ３３３上
に照射される。

【００２９】ＤＭＤ３３３は、立体表示制御部３７０か
ら与えられる断面像に関するデータ（２次元画像デー
タ）に基づいて個々の微小ミラーの傾斜角度を変化させ
ることにより照明光のうちの断面像を投影するのに必要
な光成分のみを投影光学系３５０に向けて反射させる。

【００３０】投影光学系３５０は投影レンズ系３５１と
スクリーン３３８とを有している。投影レンズ系３５１
は両テレセントリックレンズ３１１と投影レンズ３１３
と投影ミラー３３６，３３７と像回転補償機構３４とを
備えており、このうち投影レンズ３１３と投影ミラー３
３６，３３７はスクリーン３３８を回転軸Ｚのまわりに
回転させる回転部材３３９の内部側に配置されている。

【００３１】ＤＭＤ３３３で反射された光（断面像）は
両テレセントリックレンズ３１１により平行光にされ、
断面像の回転補償を行うために像回転補償機構３３４を
通過する。そして、像回転補償機構３３４において回転
補償が行われた光束は投影ミラー３３６、投影レンズ３
１３、投影ミラー３３７を経由して最終的にスクリーン
３３８の主面（投影面）上に投影される。

【００３２】この光学系において、投影ミラー３３６、
投影レンズ３１３、投影ミラー３３７及びスクリーン３
３８は回転部材３３９に固定されており、回転部材３３
９の回転とともにスクリーン３３８の中心軸を含む垂直
な回転軸Ｚの回りに角速度Ωで回転する。つまり、体積
走査を行うためにスクリーン３３８を回転させる際に
は、回転部材３３９内部に配置された投影ミラー３３
６、投影レンズ３１３及び投影ミラー３３７もスクリー
ン３３８と一体となって回転するため、スクリーン３３
８がいかなる角度になっても常にその正面側から断面像
の投影を行うことができるのである。

【００３３】スクリーン３３８の回転角度は位置検出器
３７３により常に検出されている。そして、立体表示制
御部３７０は、スクリーン３３８が１回転する間に投影
すべき複数の断面像に関するデータを制御装置１０より
入力し、位置検出器３７３から得られる位置検出信号に
同期して各断面像に関するデータを順次にＤＭＤ３３３
に与える。この結果、スクリーン３３８の回転位置に応
じた断面像を投影することができ、スクリーン３３８の
回転空間内に立体像の表示を行うことが可能となる。

【００３４】なお、像回転補償機構３３４は、いわゆる
イメージローテータの構成によって実現されており、回
転部材３３９がある回転速度Ωで回転する場合に、像回
転補償機構３３４がΩ／２の速度で回転するように構成
される。これにより、回転部材３３９が回転するにつれ
てスクリーン３３８に投影される断面像がスクリーン３
３８の投影面で面内回転することを防止することがで
き、常に断面像の上下関係を正しく表示することが可能
になる。

【００３５】立体表示装置３０は上記のように構成され
ており、立体表示制御部３７０と制御装置１０とは通信
可能な状態で接続されており、制御装置１０における断
面像生成部１１３がスクリーン３３８が１回転する間に
表示すべき複数の断面像を生成する。

【００３６】ここで、断面像生成部１１３における処理
の概要について説明する。

【００３７】図４は、断面像生成部１１３において行わ
れる立体データから断面像データへの変換過程を示す図
である。まず、図４（ａ）のような表示対象物の立体デ
ータに対して、回転表示を行う際の中心軸となる回転軸
を設定する。この状態が図４（ｂ）である。そして、立
体データを１回転で何分割するかを設定し、図４（ｃ）
に示すように分割数に応じて表示対象物をほぼ均等な角
度ごとの放射面状に切断する。この切断によって導かれ
る表示対象物の断面像を画像データとして表現すること
により、図４（ｄ）に示すような所定角度ごとに切断さ
れた表示対象物の断面像に関する２次元の画像データが
生成される。

【００３８】図４（ｄ）に示すような１回転する際に表
示対象物の立体画像を表示するのに必要な断面像の全て
の画像データが１シーン分の断面像に関するデータフォ
ーマットとなる。立体表示装置３０では、この１シーン
分の断面像に基づいて立体表示を行うことにより、表示
対象物がある一つの状態にあるときの立体像を投影する
ことができるのである。

【００３９】そして、断面像生成部１１３は生成した１
シーン分の断面像を立体表示装置３０に出力する。立体
表示装置３０では、立体表示制御部３７０が断面像生成
部１１３より入力する１シーン分の断面像を保持してお
き、スクリーン３３８の回転位置に応じて１シーン分の
断面像のうちから投影すべき断面像を特定し、その断面
像を読み出してＤＭＤ３３３に与えることで立体像の表
示を実現する。

【００４０】次に、造形用データ生成部１１４における
処理の概要について説明する。造形用データ生成部１１
４は、立体データを取得すると、それを造形用データに
変換する。造形用データは、例えばＳＴＬ（ステレオリ
ソグラフィー）フォーマットによるデータである。

【００４１】図５は、ＳＴＬフォーマットによる造形用
データの概念を示す図である。ＳＴＬフォーマットは、
立体データによって示される立体形状の表面を微小平面
に分割し、各平面の頂点の座標と法線ベクトルとによっ
て１つの平面を定義するデータフォーマットである。こ
の微小平面を三角形で定義すると、各平面の頂点座標は
３つとなる。このため、図５に示すようにＳＴＬフォー
マットによる造形用データは、１つの微小平面ＦＣ１に
関して、法線方向ベクトルデータＤＮと、微小三角形の
第１の頂点座標データＤＡと、第２の頂点座標データＤ
Ｂと、第３の頂点座標データＤＣとの４つのデータを含
んでいる。

【００４２】図６は、ＳＴＬフォーマットに含まれるデ
ータの概念を示す図である。図６に示すように、例えば
立体データによって示される立体形状が球状である場
合、その球面に微小平面ＦＣ１である三角形を設定す
る。そして、その微小平面ＦＣ１の３つ頂点Ａ，Ｂ，Ｃ
のＸＹＺ空間での座標値と法線方向ベクトルｎとを用い
て、微小平面ＦＣ１を規定するのである。そして、立体
形状の表面を分割して得られる全ての微小平面について
同様に座標値と法線方向ベクトルとを用いて各微小平面
を規定する。

【００４３】そして、図５に示すように、全ての微小平
面ＦＣ１，ＦＣ２，…について、法線方向ベクトルデー
タＤＮと第１ないし第３の頂点座標データＤＡ〜ＤＣと
を含んで構成されるデータ構造が、ＳＴＬフォーマット
の造形用データとして定義される。

【００４４】また、カラー造形が可能な場合には、各微
小平面について上記４つのデータ以外に平面のカラーデ
ータを付加するようにしてもよい。

【００４５】このようなＳＴＬフォーマットによる造形
用データは、立体造形装置４０がいずれのタイプの装置
であっても汎用的に利用することのできるデータであ
る。そして、立体造形装置４０ではＳＴＬフォーマット
の造形用データを入力すると、自身の造形タイプに適合
した制御データに変換して三次元造形を行うように構成
される。

【００４６】図７は、立体造形装置４０の内部構造を示
す概念図である。図７に示すように、立体造形装置４０
は造形用データ入力部４１、データ変換部４２、駆動制
御部４３及び造形駆動機構４４を備えて構成される。造
形駆動機構４４は、立体造形装置４０の造形タイプに応
じた造形動作を行うための動作機構である。

【００４７】造形用データ入力部４１は、制御装置１０
の造形用データ生成部１１４より入力するＳＴＬフォー
マットの造形用データをデータ変換部４２に与える。デ
ータ変換部４２では、造形用データを、立体造形装置４
０において造形動作を行うことが可能な制御用データに
変換する。そして、データ変換部４２にて生成される制
御用データを駆動制御部４３に与える。駆動制御部４３
は造形駆動機構４４を制御用データに基づいて動作制御
することによって所定の材料が積層された立体モデルを
生成する。つまり、立体造形装置４０はＳＴＬフォーマ
ットの造形用データに基づいて、立体データの示す立体
的形状と同形状を有する立体モデルを生成するように構
成されているのである。

【００４８】上記のような構成の立体データ処理システ
ム１において、ユーザが立体データを２次元的に表示さ
せようとする際には、２次元表示部１２に２次元画像を
表示させるように操作入力部１３より所定の入力を行
う。また、立体データの内容をプリンタ２０、立体表示
装置３０、立体造形装置４０のいずれかに出力しようと
する際には、出力先を操作入力部１３より指定すること
により、ユーザの所望する出力先に対して立体データに
基づく内容が出力される。

【００４９】図８は、立体データの出力を行う際に、２
次元表示部１２に表示される画面１２ａを示す図であ
る。図８に示すように２次元表示部１２には出力項目と
して「プリンタ」、「立体表示装置」、「立体造形装
置」の３項目があり、ユーザは画面１２ａに表示される
マウスポインタ１２ｂを操作入力部１３で操作すること
により、３項目のうちから出力対象となる装置を指定す
る。

【００５０】例えば、ユーザが「プリンタ」を出力対象
として指定した場合には、制御装置１０において立体デ
ータ取得部１１１が立体データ記憶部１４から立体デー
タを取得し、それを印刷出力部１１２に与える。印刷出
力部１１２はその立体データを印刷用データに変換し、
プリンタ２０に印刷用データを出力する。この結果、プ
リンタ２０からは印刷用紙の平面に立体データに基づく
２次元画像が印刷されることになる。

【００５１】また、ユーザが「立体表示装置」を出力対
象として指定した場合には、制御装置１０において立体
データ取得部１１１が立体データ記憶部１４から立体デ
ータを取得し、それを断面像生成部１１３に与える。断
面像生成部１１３は、立体データから１シーン分の断面
像を生成し、それを立体表示装置３０に出力する。この
結果、立体表示装置３０においてスクリーン３３８の回
転に応じて一連の断面像が順次に投影され、スクリーン
３３８の回転空間内に立体像の表示が行われることにな
る。

【００５２】さらに、ユーザが「立体造形装置」を出力
対象として指定した場合には、制御装置１０において立
体データ取得部１１１が立体データ記憶部１４から立体
データを取得し、それを造形用データ生成部１１４に与
える。造形用データ生成部１１４は、立体データからＳ
ＴＬフォーマットの造形用データを生成し、それを立体
造形装置４０に出力する。この結果、立体造形装置４０
において立体データの示す形状に応じた立体モデルが生
成されることになる。

【００５３】したがって、この実施の形態の立体データ
処理システム１においては、立体データに基づいて立体
表示装置３０に立体像を表示させるとともに、立体デー
タに基づいて立体造形装置４０に立体造形を行わせるよ
うに、制御装置１０が立体表示装置３０における立体表
示と、立体造形装置４０における立体造形とを制御す
る。制御装置１０の立体表示装置３０に対する制御は、
立体表示用となる１シーン分の断面像に関するデータの
供給を行うことにより行われる。また、制御装置１０の
立体造形装置４０に対する制御は、立体造形用となる造
形用データの供給を行うことにより行われる。したがっ
て、立体データ処理システム１では、立体データに基づ
く立体像の表示を行うことができるとともに、その立体
像を有形物である立体モデルとして取得することが可能
になる。

【００５４】また、立体データ処理システム１において
は、制御装置１０が、立体表示装置３０に立体像を表示
させる際には立体データを１シーンを構成する複数の断
面像で構成された第１のデータフォーマットに変換して
立体表示装置３０にデータ供給を行う一方、立体造形装
置４０に立体造形を行わせる際には立体データをＳＴＬ
フォーマットである第２のデータフォーマットに変換し
て立体造形装置４０にデータ供給を行うように構成され
ているため、同一の立体データから立体表示装置３０と
立体造形装置４０との出力対象に応じたデータ出力が可
能となっており、出力対象ごとに立体データを保有する
必要がないので、効果的である。

【００５５】＜２．第２の実施の形態＞次に、この発明
の第２の実施の形態について説明する。図９は、第２の
実施の形態における立体データ処理システム１ａの構成
を示すブロック図である。なお、図９においては上記第
１の実施の形態で説明した構成部材と同様の構成部材に
ついては同一符号を付しており、ここではその詳細な説
明は省略する。

【００５６】この立体データ処理システム１ａは、制御
装置１０と立体表示装置３０と立体造形装置４０とを備
えて構成される。

【００５７】制御装置１０は、ＣＰＵやメモリ等によっ
て機能的に実現される制御部１１と、操作入力部１３
と、立体データ記憶部１４とを備えて構成される。ま
た、制御部１１は立体データ取得部１１１と立体編集処
理部１１６と断面像生成部１１３と出力処理部１１７と
造形用データ生成部１１４として機能する。

【００５８】立体編集処理部１１６は、操作入力部１３
からの入力情報に基づいて立体形状の作成又は編集を行
うための処理部である。例えば、編集対象となる立体デ
ータが操作入力部１３より指定された場合には、立体デ
ータ取得部１１１が立体データ記憶部１４から立体デー
タを取得し、その立体データを断面像生成部１１３に与
える。断面像生成部１１３は立体編集処理部１１６から
与えられる立体データから１シーン分の断面像を生成し
て立体表示装置３０に出力する。この結果、立体表示装
置３０においては、立体編集処理部１１６から断面像生
成部１１３に与えられる断面像に基づく立体表示を行う
ことが可能になる。

【００５９】また、立体編集処理部１１６が立体データ
を断面像生成部１１３に送出する際には、ポインタ表示
用となる所定の立体形状を立体データに付加し、その所
定の立体形状が付加された立体データを送出する。これ
により、立体表示装置３０におけるスクリーン３３８の
回転空間内に、表示対象物の立体像とともに、操作用の
ポインタを表示させることが可能になる。そして、立体
編集処理部１１６は、操作入力部１３からの入力情報に
応じてポインタ表示用の立体形状の相対位置関係をリア
ルタイムで修正し、その修正後の立体形状を立体データ
に対して付加することで、立体データにおけるポインタ
の位置をリアルタイムで変更する。そして、リアルタイ
ム変更が行われる度に、立体データを断面像生成部１１
３に送出する。さらに、断面像生成部１１３は、ポイン
タの位置が変更された状態での断面像を生成して立体表
示装置３０に出力する。この結果、立体表示装置３０に
おいては、立体データの示す立体形状が表示されるとと
もに、スクリーン３３８の回転空間内に表示されるポイ
ンタの表示位置が操作入力部１３への操作内容に応じて
変更されることになる。

【００６０】また、立体編集処理部１１６は、ポインタ
の位置が変更される際に、ポインタの変位量を計算す
る。そして、ポインタが移動する際に、立体データの示
す立体形状に対してドラッグアンドドロップ等の所定の
操作を伴っている場合には、立体編集処理部１１６は、
その立体形状のドラッグされた部分又は立体形状の全体
をポインタの変位量に基づいて移動させる。ここに、立
体編集処理部１１６が立体データの示す立体形状のドラ
ッグされた部分を移動させる場合には、当該部分の変位
量に基づいてその近傍部分の変位量を求めて移動させ、
立体データの示す立体形状を変形させる。

【００６１】そして、上記のように変形された立体形状
に基づいて立体データを修正するとともに、その修正さ
れた立体データにポインタ表示用の立体形状を付加して
断面像生成部１１３に送出するのである。

【００６２】したがって、立体編集処理部１１６は立体
データ記憶部１４から得られる立体データの示す立体形
状を編集して立体データを修正することが可能となって
いるのである。なお、上記では立体形状の変形について
説明したが、立体形状の付加や削除等を行うことも可能
であり、上記の変形にはそのような付加及び削除も含ま
れる。

【００６３】これに対して、編集対象となる立体データ
が操作入力部１３より指定されなかった場合には、立体
データ取得部１１１は、円柱、球、角柱、円錐等の基本
立体形状を立体表示装置３０に表示させるように機能
し、それら基本立体形状のうちから操作入力部１３より
指定される一の基本立体形状を元に上記の編集処理を行
う。これにより、ユーザによって立体データの指定が行
われなかった場合には、新規に立体形状の作成、つまり
立体データの生成を行うことになる。そして、新規に作
成された立体形状は、上記の編集処理によって再度変形
等されることも可能である。

【００６４】このように立体編集処理部１１６は立体デ
ータに対応する立体形状を変形させるように構成されて
おり、変形後の立体形状を立体表示装置３０に表示させ
ることが可能となっている。したがって、ユーザが立体
データに対応する立体形状を編集する際には、立体像の
表示を視認しつつ編集作業を行うことができるので、２
次元画像で視認しつつ行う作業に比べ、効率的かつ正確
な編集操作を行うことが可能になる。

【００６５】そして、操作入力部１３から所定の出力指
令があった場合には、立体編集処理部１１６はその時点
で有効となっている立体データを出力処理部１１７へと
送出する。出力指定の時点で有効となっている立体デー
タとは、その時点で立体表示装置３０に立体表示されて
いる立体像の源となる立体データであり、例えば立体形
状の変形が行われた場合にあっては、その変形に伴って
修正された立体データである。

【００６６】また、出力指令に応じて出力処理部１１７
が機能し、出力処理部１１７は立体データを造形用デー
タ生成部１１４へと送出する。

【００６７】造形用データ生成部１１４では、出力処理
部１１７から得られる立体データに基づいてＳＴＬフォ
ーマット等の造形用データを生成し、その造形用データ
を立体造形装置４０に出力する。これにより、立体造形
装置４０では、立体表示装置３０に表示された立体像に
対応する立体モデルを生成することが可能になる。

【００６８】次に、この実施の形態における立体データ
処理システム１ａでの制御装置１０の処理手順について
説明する。図１０は、この実施の形態における制御装置
１０の処理手順を示すフローチャートである。

【００６９】図１０に示すように、制御装置１０におい
てはまず立体データ記憶部１４に記憶されている立体デ
ータの読み込み指示があったか否かを判断する（ステッ
プＳ１）。読み込み指示がなかった場合にはステップＳ
２に進んで、立体形状の作成を行って、立体データの生
成を行う。このとき、生成された立体データに基づく立
体形状は立体表示装置３０に立体像として表示される。
一方、読み込み指示があった場合にはステップＳ３に進
んで、立体データ記憶部１４から指定された立体データ
の読み込みを行う。このときも、立体データ記憶部１４
から得られた立体データに基づく立体形状は立体表示装
置３０に立体像として表示される。

【００７０】そして、ステップＳ４に進み、ユーザは立
体表示装置３０に表示される立体像を視認しつつ立体形
状の編集操作を行う。このとき立体編集処理部１１６
は、ユーザ操作に基づいてステップＳ２又はＳ３で得ら
れた立体データの修正を行う。

【００７１】そして、ステップＳ５に進み、立体編集処
理部１１６は断面像生成部１１３に修正後の立体データ
を送出する。これにより断面像生成部１１３では編集さ
れた立体形状についての断面像の生成が行われる。

【００７２】ステップＳ６では、断面像生成部１１３に
て生成された１シーン分の断面像に関するデータが立体
表示装置３０へと出力される。この結果、立体表示装置
３０には編集後の立体像が表示され、ユーザは編集作業
の結果得られる立体形状が所望する立体形状であるか否
かを判断することが可能になる。

【００７３】そしてステップＳ７では、ユーザが所望す
る立体形状であるか否かを判断し、その判断結果に応じ
て処理の入力操作を行う。ここにおいて、ユーザの所望
する立体形状であった場合にはステップＳ８に進み、ユ
ーザの所望する立体形状でなかった場合にはステップＳ
１に戻って上記の処理を繰り返す。

【００７４】ステップＳ８では、制御部１１は操作入力
部１３より保存指令があったか否かを判断し、「ＹＥ
Ｓ」の場合はステップＳ９に進み、生成又は修正された
立体データを立体データ記憶部１４に保存する。また、
「ＮＯ」の場合はステップＳ１０に進む。

【００７５】ステップＳ１０では、制御部１１は操作入
力部１３より出力指令があったか否かを判断し、「ＹＥ
Ｓ」の場合はステップＳ１１に進む。そして、ステップ
Ｓ１１において、造形用データ生成部１１４がその時点
で有効となっている立体データをＳＴＬフォーマット等
の造形用データに変換する。その後、造形用データ生成
部１１４が生成した造形用データを立体造形装置４０に
出力して、立体表示装置３０に表示されている立体像に
対応する形状の立体モデルを生成させる（ステップＳ１
２）。

【００７６】また、ステップＳ１０にて「ＮＯ」と判断
される場合は、立体造形の必要がないので処理手順は終
了する。

【００７７】以上のような処理手順を制御装置１０にお
いて行うことで、立体表示装置３０に立体像を表示しつ
つ編集作業を行うとともに、その編集作業の結果として
表示されている立体像に対応する立体モデルを生成する
ことが可能になる。

【００７８】したがって、この実施の形態の立体データ
処理システム１ａでは、立体表示装置３０に表示された
立体像に対応する立体データに基づいて、立体造形装置
４０に対するデータ出力を行うように構成されているた
め、立体表示装置３０に表示される立体像を確認した後
にその立体像に対応する立体モデルの生成を行うことが
できるのである。

【００７９】また、この実施の形態の立体データ処理シ
ステム１ａにおいては、立体データに対応する立体形状
を変形させる形状変形手段として立体編集処理部１１６
が設けられているため、立体表示装置３０において立体
像を視認しつつ立体形状を変形させていくことが可能と
なっている。

【００８０】＜３．変形例＞以上、この発明に係る立体
データ処理システムの一構成例についての説明したが、
この発明は上記説明したものに限定されるものではな
い。

【００８１】例えば、上記説明においては立体データ処
理システム１，１ａにおける制御装置１０と立体表示装
置３０とが、別体として構成されている例について説明
したが、立体表示装置３０に上記の制御装置１０として
の機能を含めるように構成してもよい。

【００８２】また、上記説明においては立体表示装置３
０が、回転するスクリーン上に断面像を投影することに
よって対象物の立体像を表示する構成例について説明し
たが、スクリーンが投影面に垂直な方向に直進走査する
ようなものであり、そのような直進走査するスクリーン
に断面像を投影するものであってもよい。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、制御装置が、立体データに基づいて立体
表示装置に立体像を表示させるとともに、立体データに
基づいて立体造形装置に立体造形を行わせるように、立
体表示装置と立体造形装置とを制御するように構成され
ているため、立体データに基づく立体像の表示を行うこ
とができるとともに、その立体像を有形物である立体モ
デルとして取得することが可能になる。

【００８４】請求項２に記載の発明によれば、制御装置
が、立体表示装置に立体像を表示させるときに立体デー
タを第１のデータフォーマットに変換して立体表示装置
にデータ供給を行い、立体造形装置に立体造形を行わせ
るときに立体データを第２のデータフォーマットに変換
して立体造形装置にデータ供給を行うように構成されて
いるため、同一の立体データから立体表示装置と立体造
形装置との出力対象に応じたデータ出力が可能となって
おり、出力対象ごとに立体データを保有する必要がな
く、効果的である。

【００８５】請求項３に記載の発明によれば、立体表示
装置に表示された立体像に対応する立体データに基づい
て、立体造形装置へのデータ出力を行うように構成され
ているため、立体表示装置に表示される立体像を確認し
た後にその立体像に対応する立体モデルの生成を行うこ
とができる。

【００８６】請求項４に記載の発明によれば、立体デー
タに対応する立体形状を変形させる形状変形手段をさら
に備えるため、立体表示装置における立体像を視認しつ
つ立体形状を変形させていくことが可能である。

【００８７】請求項５に記載の発明によれば、立体デー
タを立体造形装置に適したデータフォーマットに変換し
て出力するように構成されているため、立体造形装置に
おいて立体データの示す立体形状に対応する立体モデル
を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における立体データ処理シス
テムの構成を示すブロック図である。

【図２】立体表示装置の一例を示す図である。

【図３】立体表示装置における光学系を含む構成を示す
図である。

【図４】断面像生成部において行われる立体データから
断面像データへの変換過程を示す図である。

【図５】ＳＴＬフォーマットによる造形用データの概念
を示す図である。

【図６】ＳＴＬフォーマットに含まれるデータの概念を
示す図である。

【図７】立体造形装置の内部構造を示す概念図である。

【図８】立体データの出力を行う際に２次元表示部に表
示される画面を示す図である。

【図９】第２の実施の形態における立体データ処理シス
テムの構成を示すブロック図である。

【図１０】第２の実施の形態における制御装置の処理手
順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１，１ａ 立体データ処理システム １０ 制御装置 １１ 制御部 １２ ２次元表示部 １３ 操作入力部 １４ 立体データ記憶部 ３０ 立体表示装置 ４０ 立体造形装置 １１１ 立体データ取得部 １１３ 断面像生成部 １１４ 造形用データ生成部 １１６ 立体編集処理部 １１７ 出力処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F213 WA25 WB01 WL08 WL10 WL12 WL22 WL43 WL67 WL85 WL87 WL96 4K018 CA44 CA50 EA51 EA60 5C061 AB14 AB16 AB21 AB24 5C080 AA18 BB05 CC04 DD21 EE17 EE26 FF09 GG02 JJ02 JJ05 JJ06 JJ07

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立体的なデータを処理する立体データ処
   理システムであって、 立体像の表示を行う立体表示装置と、 立体造形を行う立体造形装置と、 立体データに基づいて前記立体表示装置に立体像を表示
   させるとともに、前記立体データに基づいて前記立体造
   形装置に立体造形を行わせるように、前記立体表示装置
   と前記立体造形装置とを制御する制御装置と、を備える
   ことを特徴とする立体データ処理システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の立体データ処理システ
   ムにおいて、 前記制御装置は、前記立体表示装置に立体像を表示させ
   るときに、前記立体データを第１のデータフォーマット
   に変換して前記立体表示装置にデータ供給を行い、前記
   立体造形装置に立体造形を行わせるときに、前記立体デ
   ータを第２のデータフォーマットに変換して前記立体造
   形装置にデータ供給を行うことを特徴とする立体データ
   処理システム。
3. 【請求項３】 立体的なデータを処理する立体データ処
   理システムであって、 立体像の表示を行う立体表示装置と、 立体造形を行う立体造形装置と、 前記立体表示装置に表示された前記立体像に対応する立
   体データに基づいて、前記立体造形装置へのデータ出力
   を行う出力手段と、を備えることを特徴とする立体デー
   タ処理システム。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の立体データ処理システ
   ムにおいて、 前記立体データに対応する立体形状を変形させる形状変
   形手段、をさらに備えることを特徴とする立体データ処
   理システム。
5. 【請求項５】 請求項３又は請求項４に記載の立体デー
   タ処理システムにおいて、 前記出力手段は、前記立体データを前記立体造形装置に
   適したデータフォーマットに変換して出力することを特
   徴とする立体データ処理システム。