JP2003103527A - 雌型の提供方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、依頼主から対象物に関する三
次元画像データ及び単純な指示を受けるだけで、依頼主
が所望する雌型を短納期で提供できる雌型の提供方法を
提供することにある。 【解決手段】依頼主から提供された対象物に関する三次
元画像データおよび雌型造形に関する指示情報に基づい
て、前記三次元画像データから前記対象物の画像データ
を抽出し、該抽出された画像データを用いて前記対象物
の雌型の造形に必要な画像データを作成し、該作成され
た画像データを用いて雌型を造形し、該雌型を依頼主に
提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物に関する三
次元画像データに基づいて対象物の雌型を製造し、この
雌型を依頼主に提供する方法に関する。本明細書では、
対象物の模型（模造品）を製造するために使用する型を
対象物の雌型と呼ぶ。

【０００２】

【従来の技術】特開２００１−１６６８１０号公報に、
データ入力部において得た対象物の三次元データをネッ
トワークに接続されたサーバで管理し、適切な成形装置
を選択して前記三次元データに基づいた実体モデルを成
形し、顧客に提供する方法が記載されている。しかし、
この方法では、対象物の雌型を顧客に提供することまで
は考慮されていない。

【０００３】雌型の作成方法に関する第１の従来技術と
して、特許第２８５７７５３号公報に、対象部位の形状
を測定して前記対象部位の形状データを得て、該形状デ
ータをもとに前記対象部位の模型を造形し、この模型を
雄型として雌型を作成し、該雌型に材料をモールドする
ことによって対象部位の模型を所望の材料で造形する方
法が記載されている。

【０００４】また、第２の従来技術として、特開２００
１−１９１１４６号公報に、三次元コンピュータ設計形
状データに分割面を設定して、一方側形状データと他方
側形状データとに分割し、次にこの一方側形状データ及
び他方側形状データの少なくとも一方を分割面から離れ
る方向に所定距離だけ移動し、これにより得られた形状
データに基づいて鋳造用模型を作成する方法が記載され
ている。

【０００５】しかし、第１の従来技術では、雄型を二度
製作することになり効率が悪い。第２の従来技術では、
鋳型の形状データは設計形状に基づくものであり、設計
図のない実体物（対象物）の雌型を作成することができ
ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、依頼
主から対象物に関する三次元画像データ及び単純な指示
を受けるだけで、依頼主が所望する対象物の雌型を短納
期で提供できる雌型の提供方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、依頼主から提供された対象物に関する三
次元画像データおよび雌型造形に関する指示情報に基づ
いて、前記三次元画像データから対象物の画像データを
抽出し、該抽出された画像データを用いて前記対象物の
雌型の造形に必要な画像データを作成し、該作成された
画像データを用いて雌型を造形し、該雌型を依頼主に提
供する。

【０００８】好ましくは、前記雌型造形に関する指示情
報は、雌型の用途，雌型の材質のうち少なくとも何れか
に関する情報を含む。また、好ましくは、前記雌型造形
に関する指示情報は、前記対象物に関する情報を含み、
前記雌型の造形に必要な画像データは前記対象物に対応
する画像データである。

【０００９】また、好ましくは、前記雌型造形に関する
指示情報は、前記対象物に関する情報を含み、前記雌型
の造形に必要な画像データは前記対象物の鏡像対称に対
応する画像データである。また、好ましくは、前記対象
物に関する三次元画像データは医療用画像データであ
り、前記造形に関する指示情報は病巣の特定に関する情
報を含む。

【００１０】また、好ましくは、前記対象物に関する三
次元画像データおよび前記雌型造形に関する指示情報を
前記依頼主とは別の外部の事業者に提供し、該外部の事
業者から前記雌型の造形に必要な画像データを入手す
る。また、好ましくは、前記雌型の造形に必要な画像デ
ータを前記依頼主とは別の外部の事業者に提供し、該外
部の事業者から前記雌型を入手する。

【００１１】また、好ましくは、光造形法，レーザー焼
結法および溶融物体積法の少なくとも何れかの方法を用
いて前記雌型を製造する。また、好ましくは、前記対象
物に関する三次元画像データは、ネットワーク伝送によ
って提供される。また、好ましくは、前記雌型の製造過
程の進行状況に関する情報を前記依頼主に提供する。

【００１２】また、好ましくは、前記雌型造形に関する
指示情報は、過去に前記依頼主に提供した雌型に関する
要望を含む。また、好ましくは、雌型の造形に必要な画
像データは、対象物の三つの慣性主軸に垂直な面で構成
される六面体で囲まれ、該六面体内部に前記対象物の形
状の空洞を有するように作成する。

【００１３】また、依頼主から提供された人体に関する
医療用画像データおよび対象物となる人体の部位を特定
する情報を含む指示情報に基づいて、前記医療用画像デ
ータから前記対象物である部位に関する画像データを抽
出し、該抽出された画像データを用いて前記対象物の雌
型の造形に必要な画像データを作成し、該作成された画
像データを用いて前記対象物である部位の雌型を製造
し、該雌型を前記依頼主に提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を用いて説明する。図１は、本発明による雌型の提供
方法の第１実施例を示す概略構成図である。本実施例で
は、依頼主１は、三次元撮像装置２を用いて、雌型を入
手したい対象物３を含む三次元画像データＡ（以下、単
に画像データＡという）を取得する。図１では、画像デ
ータＡを画像Ａと表示している。依頼主１は、インター
ネット等のネットワーク４を介して、画像データＡ及び
雌型造形に関する指示情報(以下、単に指示情報という)
をサービス事業者５に伝送する。

【００１５】画像データＡの提供方法としては、例えば
画像データＡを記憶させた記録媒体（フロッピー（登録
商標）ディスク，光磁気ディスク等）を郵送したり、直
接持ち込んだりすることもできる。また、指示情報の提
供方法としては、電話，ファックス，郵便，口頭などで
伝えても良い。但し、ネットワーク４を用いて画像デー
タＡを提供する方が、データの伝送が高速化されるの
で、納期の短縮に寄与する。指示情報としては、例えば
造形（製造，製作）される雌型の用途や、造形される雌
型の材質（材料）などを指定する。

【００１６】依頼主１は、過去にサービス事業者５から
供給された雌型に対する要望，クレーム（不平，不満）
等がある場合には、これらの情報も指示情報としてサー
ビス事業者５に伝えることができる。例えば、ネットワ
ーク４に接続された端末（ネットワーク端末）から、顧
客番号，過去の受注番号，要望に関する情報等を伝送す
ることにより、その他の詳細な情報を伝送する手間を省
くことができる。このようにして、依頼主１が雌型造形
を再依頼する場合には、依頼から納品までの手続きがよ
り簡単になる。

【００１７】サービス事業者５は、データ管理装置６を
用いて、依頼主１から提供された画像データＡ及び指示
情報を蓄積（記録）する。一方、サービス事業者５は、
データ管理装置６を用いて、依頼主１からの依頼内容に
基づいて料金や納期等に関する見積り情報を決定し、ネ
ットワーク４を介して見積り情報を依頼主１に伝送す
る。データ管理装置６は、雌型の製造過程の進行状況に
関する情報も管理し、この情報もネットワーク４を介し
て依頼主１に伝送する。

【００１８】データ管理装置６に蓄積された画像データ
Ａは、画像処理装置７において依頼主１の指示情報に基
づいて処理される。例えば、依頼主１から人体の三次元
ＣＴ画像データが提供され、骨の型の造形を依頼された
場合には、画像処理ソフトウエア等を用いて骨の画像デ
ータを抽出したのち、該抽出された画像データを用いて
雌型の画像データを作成する。このように、依頼主１
は、骨の部位を特定するという単純な指示をするだけ
で、適切な画像処理方法が選択されるため、少ない労力
で（容易に）適切な雌型を得ることができる。

【００１９】画像処理装置７により作成された、造形対
象である雌型に関する（対応する）三次元画像データＢ
（以下、単に画像データＢという）は、三次元造形装置
８に送られる。図１では、画像データＢを画像Ｂと表示
している。三次元造形装置８は、雌型の用途に応じた適
切な材質または依頼主１に指定された材質を用いて雌型
を造形する。以下、画像データＢに基づいて製造された
造形物を、雌型Ｂという。

【００２０】三次元造形装置８としては、例えば光造形
法，レーザ焼結法，溶融物堆積法，冷却仮固化式光造形
法などの積層造形法を用いた装置が利用できる。また、
造形法としては積層造形法以外でもよく、例えば超音波
造形法などを用いた装置も利用できる。これらの装置を
用いた場合、材質としては、例えば樹脂，金属，ゴムな
どを用いることができる。また、雌型Ｂは必要に応じて
着色できる。上記装置を用いることにより、短時間で雌
型Ｂを製造することができる。

【００２１】積層造形法とは、立体形状を造形するのに
小さな物体を層状に積み上げる造形法である。例えば光
造形法では、紫外線を照射することによって硬化する液
状の樹脂（以下、光硬化性樹脂という）に点状の紫外光
のレーザービームを走査して液表面を固め、これを何層
にもわたって繰り返すことで所望の形状を得ることがで
きる。

【００２２】以下、図２〜図４を用いて、光造形法によ
る雌型Ｂの製造方法を具体的に説明する。図２に示すよ
うに、本光造形装置は、記憶装置９，演算処理装置１０
及び造形装置本体１１から構成される。記憶装置９は、
画像データＢを記憶する。演算処理装置１０は、画像デ
ータＢから複数のスライス形状データを求めると共に、
造形装置本体１１の制御も行う。造形装置本体１１は、
演算処理装置１０で求めたスライス形状データに従って
紫外線１２を光硬化性樹脂１３に選択的に照射して、こ
の樹脂を重合硬化させる。

【００２３】造形装置本体１１は、液状の光硬化性樹脂
１３を入れるための樹脂槽１４，造形対象物を載せるた
めのテーブル１５，紫外線１２を照射するための紫外線
照射手段１６，紫外線照射手段１６を前後左右方向に移
動させるための第１スキャナ１７，テーブル１５を上下
方向に移動させるための第２スキャナ１８等から構成さ
れる。

【００２４】演算処理装置１０は、スライス形状データ
に基づいて、紫外線照射手段１６，第１スキャナ１７及
び第２スキャナ１８の動作を制御する。このために、演
算処理装置１０は、紫外線照射手段１６，第１スキャナ
１７及び第２スキャナ１８の電源も含んでいる。これら
の電源は、演算処理装置１０とは別に設けても良い。

【００２５】雌型Ｂの製造は、以下の手順で行う。 （１）演算処理装置１０は、記憶装置９に記憶された画
像データＢから複数のスライス形状データを求める（図
３参照）。このスライス形状データは、画像データＢを
一層毎に分割した画像データに相当する。図３は、画像
データＢからスライス画像（スライス形状データ）を求
める概念図である。図３では、簡単のために５層分のス
ライス画像のみを示している。 （２）演算処理装置１０は、第１スキャナ１７を制御す
ることにより紫外線照射手段１６の位置をスライス形状
データに対応する位置に設定し、紫外線照射手段１６か
ら光硬化性樹脂１３上に紫外線１２を照射する。

【００２６】この場合、紫外線照射手段１６は、第１ボ
ールネジ１９上を移動する。第１ボールネジ１９は、図
２に示した１本の他に紙面に垂直な方向にも１本設けら
れており、紫外線照射手段１６は水平面における前後左
右方向への移動が可能に構成されている。このようにし
て、一層分のスライス形状データに対応する光硬化性樹
脂１３上の造形対象部位に紫外線１２を照射し（走査
し）、照射部位を硬化させる。図４（Ａ）では、硬化さ
せた部位（照射部位）を２３で示している。 （３）次に、演算処理装置１０は、第２スキャナ１８を
制御することによりテーブル１５をスライス形状データ
の一層分に相当する量Δｚだけ下げ、新たな光硬化性樹
脂の液層を生成する（図４（Ｂ）参照）。この場合、テ
ーブル１５は、第２ボールネジ２０の上端に固定されて
おり、第２ボールネジ２０と共に移動する。尚、図２に
おいて、第２ボールネジ２０が樹脂槽１４を貫通する部
位には、液状の光硬化性樹脂が漏れないように、シール
手段２１が設けてある。 （４）（２）及び（３）を、演算処理装置１０で求めた
スライス形状データの数（層の数）だけ繰り返すことに
より、雌型Ｂを製造する。

【００２７】以上説明したように、積層造形法は複雑な
形状を一体で成形できるため、本発明の三次元造形に好
適である。

【００２８】冷却仮固化式光造形法は、光造形法の一形
態であり、露光前に液状の光硬化性樹脂を冷却して仮固
化させるか、または常温で固体の光硬化性樹脂を使用し
て、露光後に加熱除去する方法である。この場合、ゴム
状の光硬化性樹脂を用いても、支持用のサポート部材を
使用せずに造形することができる。

【００２９】超音波造形法は、硬化反応開始剤を包含し
たマイクロカプセルを分散して含有する樹脂を使用する
方法である。本方法では、樹脂内部の特定の点に焦点を
結ぶ超音波によってマイクロカプセルを壊してその点を
硬化させる。この方法の場合、機械的な走査が不要とな
る。このため、冷却仮固化式光造形法と同様に、サポー
ト部材を使わずにゴム状の光硬化性樹脂を造形すること
ができ、且つ非常に高速の造形が可能となる。

【００３０】三次元造形装置８により製造された雌型Ｂ
は、宅配便，郵送などの搬送手段２４によって依頼主１
へ納品される。

【００３１】このように、依頼主１から提供された指示
情報に基づいて画像データＡから対象物の雌型形状をあ
らわす画像データＢを作成し、この画像データＢを用い
て雌型Ｂを製造することにより、画像処理装置７から三
次元造形装置８へのデータ伝送及び三次元造形装置８に
よる雌型Ｂの製造を高速で実施できるので、依頼主１は
所望の雌型を短納期で入手できる。

【００３２】以下、図５〜図８を用いて、本発明の第１
実施例における処理（操作）手順をより詳細に説明す
る。図５は、顧客（依頼者１）を特定してから次のサー
ビスへ進む処理の一例を示すフローチャートである。

【００３３】図５のように、依頼主１は、顧客番号を有
している場合、ネットワーク端末に顧客番号を入力して
次の操作へ進む。顧客番号を有していない場合、依頼主
１は、ネットワーク端末からの入力によりユーザ登録を
して、サービス事業者のデータ管理装置６が発行した顧
客番号を受信した後に、次の操作へ進む。次に、依頼主
１は、発注番号を有していない場合には図６の発注手順
に進み、発注番号を有している場合には図８の情報提供
手順に進む。このように、依頼主１は、顧客番号と発注
番号により管理される。

【００３４】図６は、発注手順の一例を示すフローチャ
ートである。図６は主に依頼主１側から見た処理手順で
表示しているが、ここでは、サービス事業者５側から見
た処理手順として説明する。発注手順では、サービス事
業者５は、画像データＡ及び雌型造形に関する指示情報
を依頼主１から受信し、料金や納期などに関する見積り
情報を依頼主１に送信して提示する。依頼主１が見積り
情報に満足できる場合、サービス事業者５は、発注確認
の情報を依頼主１から受信し、発注番号を発行して依頼
主１に送信する。一方、依頼主１が見積り情報に満足で
きない場合、サービス事業者５は、発注確認不可の情報
を顧客から受信し、発注は中止される。これらのデータ
処理は、データ管理装置６が管理する。以上により、発
注手順は終了する。

【００３５】以上説明した依頼主１からの発注申込は、
例えばネットワーク端末や受付場所に設置された入力用
端末を用いる方法，申込み用紙の送付，口頭による申込
み等を用いることができる。

【００３６】次に、図７を用いて、造形に関する指示情
報の指定方法を説明する。図７は、指示情報の指定方法
の一例を示すフローチャートである。指示情報として
は、造形部位，雌型の用途（目的）、及び雌型の材質の
うち少なくとも１つを指定する。例えば、雌型の用途と
して鋳物の型が指定された場合、サービス事業者５は雌
型の造形の材料として高温に耐える材質を選択する。ま
た、雌型の材質として樹脂が指定された場合、サービス
事業者５は樹脂によって雌型の造形を行う。なお、用途
指定としては、例えば、人工骨の成形型，プレス成形型
などでも良い。

【００３７】次に、図８を用いて、サービス事業者５か
ら依頼主１への情報提供方法を説明する。図８は、図５
におけるサービス事業者５側から見た情報提供手順の一
例を示すフローチャートである。サービス事業者５は、
ネットワーク４を介して依頼主１から発注番号を受信す
ると、この発注番号に対応する見積り情報及び最新の作
業状況に関する情報（以下、作業情報という）を、ネッ
トワーク４を介して依頼主１に送信（提供）する。その
後、依頼主１からクレーム等の新たな情報を受信した場
合、サービス事業者５は、この新たな情報を依頼主１か
らの指示情報に追加して保存する。

【００３８】依頼主１が造形に関する指示情報を変更し
たい場合、サービス事業者５から見積り情報及び最新の
作業情報を受信した後に、再び図７の手順により指示情
報を変更することができる。例えば骨の雌型を造形する
場合、当初の骨の抽出領域が不十分でもっと広い領域を
抽出する必要がある場合には、必要な造形領域を改めて
指定する。この指定方法としては、文章または図形での
指定，予め定められたメニューからの指定などを用いる
ことができる。サービス事業者５は、このような新たな
情報（変更情報）を依頼主１から受信した場合、この新
たな情報に基づいて雌型の造形に関する指示情報を更新
する。

【００３９】更に、依頼主１から再発注（再注文，追加
発注）の情報を受信した場合、サービス事業者５は、こ
の再発注に対する見積り情報を依頼主１に送信する。こ
の見積り情報に対して発注確認の情報を依頼主１から受
信した場合、サービス事業者５は、新たな発注番号を発
行して依頼主１に送信すると共に、元の発注番号に対応
する画像データＡ及び指示情報を新たな発注番号に対応
させて保存する。このように、再発注する場合には、依
頼主１は画像データＡ及び指示情報を再度伝送する手間
を省けるので、手続きがより簡単になる。

【００４０】一方、再発注に対する見積り情報に対して
発注確認不可の情報を依頼主１から受信した場合、再発
注処理は中止される。これらのデータ処理も、データ管
理装置６によって管理される。以上により、情報提供手
順は終了する。

【００４１】このようにして、依頼主１は、依頼した雌
型の造形作業に関する最新情報を何時でも照会でき、ク
レーム等の追加情報（変更情報）を何時でもサービス事
業者５に伝えることができるので、所望の雌型を確実に
入手することができる。

【００４２】次に、画像処理装置７による画像処理につ
いて説明する。画像処理装置７は、依頼主１から指示さ
れた雌型造形部位の抽出処理を行い、その後、該抽出さ
れたデータをもとに造形対象である雌型の形状データを
作成する。図９は、画像処理装置７による関心領域の抽
出処理を概念的に示した図である。この例では、画像処
理装置７は、依頼主１から提供された人体（個体）の内
部に関する画像データＡから、顧客の指示情報に基づい
て骨格部（対象物）の画像データＣ（以下、単に画像デ
ータＣという）を抽出する。図１では、画像データＣを
画像Ｃと表示している。

【００４３】画像処理装置７において画像データ（三次
元ＣＴ画像データ）Ａから骨格の画像データＣを抽出す
る方法としては、例えば以下の方法の何れか（又は組合
せ）を用いることができる。 （１）閾値処理：関心領域である骨とその他の領域とを
区別する閾値を設定し、この閾値をもとに関心領域のみ
を抽出する。 （２）エッジ抽出処理：画像の濃淡分布に基づき、物体
（骨）の輪郭形状を抽出する。 （３）画像データＡから機能画像を作成し、これに基づ
くマスクパターンによりマスキング処理をして画像デー
タＣを抽出する。

【００４４】機能画像とは、原画像（三次元ＣＴ画像）
とは異なる情報を有する画像を指す。一例としては、狭
義には、原画像の各点における濃度値（ＣＴ値）の時間
変化を求め、その点におけるピーク値，ピーク到達時間
等の各種パラメータを計算し、これらのパラメータ値を
濃淡情報に変換して作成した画像等がこれに当る。

【００４５】このように機能画像を作成すれば、画像中
で同一の機能を持った領域が明瞭に抽出される。例え
ば、胃のような消化器系であれば、検診者がバリウムを
飲んでその時間変化を撮影したＣＴ画像があれば、バリ
ウムの流路に相当する部分を抽出できる。抽出後の画像
をマスクパターンとして、マスキング処理により原画像
である三次元ＣＴ画像から対象物の領域を抽出すること
ができる。 （４）予め画像データＡを分水嶺形状に加工し、分水嶺
法によって領域抽出を行う。分水嶺法とは、画像の濃淡
分布を、地形における高度とみなして捉えたときに、地
形の高度の低いところに水溜りができることに類似して
いる。

【００４６】三次元ＣＴ画像Ａから物体（骨）を抽出す
る場合、まず、エッジ抽出処理などにより骨格の大雑把
な輪郭を抽出する。ここで、輪郭部分の濃度値を相対的
に高く、骨の内部領域の濃度値を相対的に低くなるよう
に輪郭抽出を行えば、そこに三次元的な水溜りをつくる
ことができる。この形状を分水嶺形状とよぶ。この水溜
りに入れる水の量を加減して水面の位置を調節すること
により、即ち分水嶺形状において濃淡値の閾値を調節す
ることにより、骨格の形状を抽出する。この方法では、
輪郭線が連続であることが保証された領域抽出が可能で
ある。

【００４７】ここでは、一例として、閾値処理とエッジ
抽出処理の組合せである領域拡張法による方法を説明す
る。図１０は、領域拡張法を用いた関心領域抽出方法を
示すフローチャートである。画像データＡは、画像の各
画素における濃度値で表現されている。領域拡張法で
は、この点に着目して、以下の手順で関心領域が抽出さ
れる。 （１）関心領域内に開始点（開始画素）を設定し、この
画素の濃度値をｆｏとする。 （２）関心領域内であると判定済みの画素に隣接する画
素（判定画素）を選択し、この判定画素の濃度値をｆｎ
とする。ｆｎとｆｏとの差｜ｆｎ−ｆｏ｜，ｆｏと判定
画素に隣接する画素の濃度値ｆｉとの差｜ｆｎ−ｆｉ｜
を求める。 （３）｜ｆｎ−ｆｏ｜＜α且つ｜ｆｎ−ｆｉ｜＜βであ
れば、この判定画素は関心領域内であると判断する。何
れか一方の条件でも満たさなければ、この判定画素は関
心領域外であると判断する。αは、同じ領域内では各画
素の濃度差は所定範囲内にあるという条件を示す閾値で
ある。βは、隣接画素間の濃度差は小さく所定範囲内に
あるという条件を示す閾値である。 （４）関心領域内の画素に隣接する全ての画素に対し
て、（２）〜（３）を繰り返す。

【００４８】このように、領域拡張法は、同一領域に属
すると思われる連結領域を順次取り込みながら領域拡張
を行い、必要な領域全体を抽出する方法である。この方
法によれば、輪郭線が連続であることを保証された領域
抽出が可能である。尚、上記α及びβは、経験的又は試
験的に予め求めることができる。

【００４９】図１１は、以上のようにして抽出された画
像データＣをもとに、雌型の画像データＢを作る処理を
概念的に示した図である。この例では、抽出処理によっ
て得られた骨に関する画像データＣを反転して、雌型形
状を得る。反転処理によって骨（実体）であった部分が
空間となり、空間であった部分が実体となって、雌型形
状に相当する画像データＢが得られる。この場合、空間
部分（反転画像では実体となる部分）の大きさを有限に
しなければ、三次元造形装置８で造形することはできな
い。

【００５０】前記空間部分の大きさは、例えば、依頼主
１から提供された三次元画像データの大きさそのもので
あっても良いし、画像処理装置７の操作者が強度等を考
慮してその大きさや形を直接定義しても良いし、対象物
の高さ（幅，奥行）が最小となるような方向を選択して
直方体で囲んでも良い。

【００５１】ここでは、一例として物体の慣性主軸を用
いて形状を定義する方法について説明する。図１２は、
慣性主軸を用いて雌型の形状を決定する方法の説明図で
ある。図１２では、簡単のために画像データを二次元画
像で表現しているが、三次元画像上では紙面に垂直なＺ
軸が加わるだけで基本的処理は以下と同様に行われる。
雌型の形状は、以下の手順により決定される。 （１）三本の慣性主軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）に沿って座
標系２２を定義する。 （２）座標系２２からみた雌型の造形対象データの各座
標における最大値Ｘmax,Ｙmax，Ｚmaxおよび最小値Ｘmi
n，Ｙmin，Ｚminを取得する。 （３）ある定数ｄｌに対して、ｘ＝Ｘmax＋ｄｌ，ｙ＝
Ｙmax＋ｄｌ，ｚ＝Ｚmax＋ｄｌ，ｘ＝Ｘmin−ｄｌ，ｙ
＝Ｙmin−ｄｌ，ｚ＝Ｚmin−ｄｌなる６つの平面に囲ま
れた領域を、雌型の外観形状とする。ｄｌは、強度等を
考慮して決定される。

【００５２】慣性主軸とは、慣性乗積が零になるように
定義した軸のことである。慣性乗積とは、Ｉｘｙ＝∫∫
∫ρ(ｘ,ｙ,ｚ)ｘｙｄｘｄｙｄｚ，Ｉｙｚ＝∫∫∫ρ
(ｘ,ｙ,ｚ)ｙｚｄｘｄｙｄｚ，Ｉｚｘ＝∫∫∫ρ(ｘ,
ｙ,ｚ)ｚｘｄｘｄｙｄｚでそれぞれ定義される。ρ(ｘ,
ｙ,ｚ) は物体の点（ｘ，ｙ，ｚ）における密度であ
り、例えば物体中の密度分布が一定とみなせば一定値と
なる。密度分布には任意の分布を仮定できるが、一様と
した方が簡単である。積分は対象物全体にわたって実行
される。

【００５３】以上の手順によれば、慣性主軸に垂直な６
つの面からなる六面体の形をした雌型形状が定義でき
る。

【００５４】以上のようにして、サービス事業者５は、
依頼主１から提供された画像データＡおよび造形に関す
る指示情報に基づいて製造した雌型Ｂを、短納期で依頼
主１に提供できる。

【００５５】なお、依頼主１からサービス事業者５への
料金の支払い時期としては、例えば発注手順の完了後、
雌型Ｂの納品時、又は納品後などが考えられる。また、
料金の支払い方法としては、現金，振り込み，口座引落
し，電子決済等を用いることができる。

【００５６】図１３は、本発明による雌型の提供方法の
第２実施例を示す概略構成図である。本実施例が第１実
施例と異なる点は、サービス事業者５が、雌型Ｂの造形
を外部の三次元造形事業者２６に依頼することである。
その他は第１実施例と同じであるので、ここでは説明を
省略する。

【００５７】本実施例では、サービス事業者５は、ネッ
トワーク４を介して画像処理装置７で作成した雌型の画
像データＢを三次元造形事業者２６に提供して、三次元
造形事業者２６に雌型Ｂの造形を依頼する。その後、サ
ービス事業者５は、三次元造形事業者２６から雌型Ｂを
入手し、この雌型Ｂを依頼主１に納品する。この場合、
サービス事業者５のサービス事業内容は、依頼主からの
受注，画像データの処理，情報管理，作業管理，納品で
ある。本実施例の場合、サービス事業者５が依頼主１の
指示に応じて適切な三次元造形事業者２６を選択するこ
とにより、依頼主１は所望の雌型を短納期で入手でき
る。

【００５８】次に、図１４を用いて本発明による雌型の
提供方法の第３実施例を説明する。図１４は、本発明に
よる雌型の提供方法の第３実施例を示す概略構成図であ
る。本発明が第１実施例と異なる点は、サービス事業者
５が、画像データＢの作成を外部の画像処理事業者２５
に依頼することである。その他は第１実施例と同じであ
るので、ここでは説明を省略する。

【００５９】本実施例では、サービス事業者５は、ネッ
トワーク４を介して、依頼主１から提供された画像デー
タＡおよび指示情報を画像処理事業者２５に提供し、画
像データＢを画像処理事業者２５から入手する。この場
合、サービス事業者５のサービス事業内容は、依頼主か
らの受注，情報管理，作業管理，造形，納品である。本
実施例の場合、サービス事業者５が依頼主１の指示に応
じて適切な画像処理事業者２５を選択することにより、
依頼主１は所望の雌型を短納期で入手できる。

【００６０】次に、図１５を用いて本発明による雌型の
提供方法の第４実施例を説明する。図１５は、本発明に
よる雌型の提供方法の第４実施例を示す概略項製図であ
る。本発明が第２実施例と異なる点は、サービス事業者
５が、画像データＢの作成を外部の画像処理事業者２５
に依頼することである。その他は第２実施例と同じであ
るので、ここでは説明を省略する。

【００６１】本実施例では、サービス事業者５は、ネッ
トワーク４を介して、依頼主１から提供された画像デー
タＡ及び指示情報を画像処理事業者２５に提供し、画像
データＢを画像処理事業者２５から入手する。この場
合、サービス事業者５のサービス事業内容は、依頼主か
らの受注，情報管理，作業管理，納品のみである。本実
施例の場合、サービス事業者５が依頼主１の指示に応じ
て適切な画像処理事業者２５を選択し、かつ、適切な三
次元造形事業者２６を選択することにより、依頼主１は
所望の雌型を短納期で入手できる。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、依頼主は、対象物に関
する三次元画像データ及び単純な指示を与えるだけで、
所望の雌型を容易にかつ短納期で入手できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による雌型の提供方法の第１実施例を示
す図。

【図２】光造形装置の概略構成図。

【図３】光造形装置による造形のために画像データをス
ライス形状に分割する処理の概念図。

【図４】光造形の原理を示す図。

【図５】顧客を特定して次の手順に進むための処理の一
例を示すフローチャート。

【図６】発注手順の一例を示すフローチャート。

【図７】雌型造形に関する指示情報の指定方法の一例を
示すフローチャート。

【図８】サービス事業者からの情報提供手順の一例を示
すフローチャート。

【図９】領域抽出処理を概念的に示す図。

【図１０】領域拡張法を示すフローチャート。

【図１１】雌型の形状データ作成処理（反転処理）を概
念的に示す図。

【図１２】慣性主軸を用いた雌型形状決定法の概略を示
す図。

【図１３】本発明による雌型の提供方法の第２実施例を
示す図。

【図１４】本発明による雌型の提供方法の第３実施例を
示す図。

【図１５】本発明による雌型の提供方法の第４実施例を
示す図。

【符号の説明】

１…依頼主、２…撮像装置、３…対象物、４…ネットワ
ーク、５…サービス事業者、６…データ管理装置、７…
画像処理装置、８…三次元造形装置、９…記憶装置、１
０…演算処理装置、１１…造形装置本体、１２…紫外
線、１３…光硬化性樹脂、１４…樹脂槽、１５…テーブ
ル、１６…紫外線照射手段、１７…第１スキャナ、１８
…第２スキャナ、１９…第１ボールねじ、２０…第２ボ
ールねじ、２１…シール手段、２２…慣性主軸を用いた
座標系、２３…硬化部位、２４…搬送手段、２５…画像
処理事業者、２６…三次元造形事業者。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 隆司 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 Ｆターム(参考） 4F202 CA09 CB01 CD01 CD21 4F213 AA44 WL02 WL12 WL67 WL75 WL76 WL85 WL87 WL96

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】依頼主から提供された対象物に関する三次
   元画像データおよび雌型造形に関する指示情報に基づい
   て、前記三次元画像データから前記対象物の画像データ
   を抽出し、該抽出された画像データを用いて前記対象物
   の雌型の造形に必要な画像データを作成し、該作成され
   た画像データを用いて雌型を造形し、該雌型を依頼主に
   提供することを特徴とする雌型の提供方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記雌型造形に関する
   指示情報は、雌型の用途，雌型の材質のうち少なくとも
   何れかに関する情報を含むことを特徴とする雌型の提供
   方法。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記雌型造形
   に関する指示情報は、前記対象物に関する情報を含み、
   前記雌型の造形に必要な画像データは前記対象物に対応
   する画像データであることを特徴とする雌型の提供方
   法。
4. 【請求項４】請求項１または２において、前記雌型造形
   に関する指示情報は、前記対象物に関する情報を含み、
   前記雌型の造形に必要な画像データは前記対象物の鏡像
   対称に対応する画像データであることを特徴とする雌型
   の提供方法。
5. 【請求項５】請求項１乃至４の何れかにおいて、前記対
   象物に関する三次元画像データは医療用画像データであ
   り、前期造形に関する指示情報は病巣の特定に関する情
   報を含むことを特徴とする雌型の提供方法。
6. 【請求項６】請求項１乃至５の何れかにおいて、前記対
   象物に関する三次元画像データおよび前記雌型造形に関
   する指示情報を前記依頼主とは別の外部の事業者に提供
   し、該外部の事業者から前記雌型の造形に必要な画像デ
   ータを入手することを特徴とする雌型の提供方法。
7. 【請求項７】請求項１乃至６の何れかにおいて、前記雌
   型の造形に必要な画像データを前記依頼主とは別の外部
   の事業者に提供し、該外部の事業者から前記雌型を入手
   することを特徴とする雌型の提供方法。
8. 【請求項８】請求項１乃至７の何れかにおいて、光造形
   法，レーザー焼結法および溶融物体積法の少なくとも何
   れかの方法を用いて前記雌型を製造することを特徴とす
   る雌型の提供方法。
9. 【請求項９】請求項１乃至８の何れかにおいて、前記対
   象物に関する三次元画像データは、ネットワーク伝送に
   よって提供されることを特徴とする雌型の提供方法。
10. 【請求項１０】請求項１乃至９の何れかにおいて、前記
    雌型の製造過程の進行状況に関する情報を前記依頼主に
    提供することを特徴とする雌型の提供方法。
11. 【請求項１１】請求項１乃至１０の何れかにおいて、前
    記雌型造形に関する指示情報は、過去に前記依頼主に提
    供した雌型に関する要望を含むことを特徴とする雌型の
    提供方法。
12. 【請求項１２】請求項１乃至１１の何れかにおいて、雌
    型の造形に必要な画像データは、対象物の三つの慣性主
    軸に垂直な面で構成される六面体で囲まれ、該六面体内
    部に前記対象物の形状の空洞を有するように作成するこ
    とを特徴とする雌型の提供方法。
13. 【請求項１３】依頼主から提供された人体に関する医療
    用画像データおよび対象物となる人体の部位を特定する
    情報を含む指示情報に基づいて、前記医療用画像データ
    から前記対象物である部位に関する画像データを抽出
    し、該抽出された画像データを用いて前記対象物の雌型
    の造形に必要な画像データを作成し、該作成された画像
    データを用いて前記対象物である部位の雌型を製造し、
    該雌型を前記依頼主に提供することを特徴とする雌型の
    提供方法。