JP2783587B2

JP2783587B2 - 画像の彫刻品

Info

Publication number: JP2783587B2
Application number: JP1096025A
Authority: JP
Inventors: 道弘森
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: JPH02273300A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は実務及び装飾等に用いられる写真や絵または
文字などの画像の彫刻品に関する。

［従来の技術］従来技術による画像の彫刻品としては、ライン彫刻法
及びドット彫刻法による彫刻品が知られている。

これが特開昭59−111900、実開昭61−20393、特開昭5
5−14212に示されている。これらを参照して従来技術を
説明する。

先ずライン彫刻法による彫刻品は、画像に対応した彫
刻ラインを設定後、彫刻用カッター（彫刻針）を被彫刻
体に突き刺し、彫刻用カッターが彫刻ライン上を通るよ
うに被彫刻体を動かしながら彫ることにより製作された
彫刻品である。

次にドット彫刻品であるが、これは彫刻用カッターの
代りにドリル等を用いて穴を彫る方法により製作された
彫刻品で、彫刻ライン及び画像の明暗を彫られた穴（ド
ット）の集合度やその深さで表現するものである。

［発明が解決しようとする課題］しかしながらこれらの方法によると、先ずライン彫刻
法では彫刻したラインが目ざわりになり、このため画像
を美しく再現することが困難である。

次にドット彫刻法では画像の明暗を表現するのにドッ
トの集合度やその深さで現わすため、微妙な明暗の表現
がむずかしく、やはり画像を美しく表現することが困難
である。

本発明は上記知見に基づいて画像の微妙な明暗を表現
することにより、画像を正確に又美しく彫刻品に再現す
ることを解決すべき課題とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は以下の構造を有する画像の彫刻品によって
解決される。

即ち、請求項１に記載の画像の彫刻品は、透明な樹脂
に画像を彫刻した画像の彫刻品において、前記画像は、単位彫刻部分が集合することにより形成
されており、前記単位彫刻部分はドリルにより略円錐形に彫られ、
その深さによって略円錐形の底面にあたる円の直径が変
化し、これが前記画像の明暗を表現する。

本発明によると、ドリルによって円錐形をした単位彫
刻部分のサイズを容易にコントロールできるため、画像
の明暗を克明に表現できる。さらに、単位彫刻部分は透
明な樹脂に彫られるため、彫刻品に対して光を当てる角
度を変化させることにより、その明暗の様子が変化して
光の反射による彫刻品の美観が向上する。

請求項２に記載の画像の彫刻品は、透明な樹脂に画像
を彫刻した画像の彫刻品において、前記画像は、単位彫刻部分が集合することにより形成
されており、前記単位彫刻部分はレーザ光により略円錐
形に彫られ、その深さによって略円錐形の底面にあたる
円の直径が変化し、これが前記画像の明暗を表現する。

本発明によっても請求項１に記載された発明とほぼ同
様の効果を得ることができる。

［実施例］第１図に本発明による画像の彫刻品を製作するための
加工装置のシステム図を示す。

図中30は彫刻機である。彫刻機30は後記する上位のシ
ーケンサ10からの信号により彫刻品20を指定位置にセッ
トし、その位置をドリル18で指定深さだけ略円錐形に彫
る機能を有する。

彫刻品20に彫刻される画像は略円錐形に彫られた単位
彫刻部分40（第２、第３図参照）が複数個、格子状に配
列されることによって表現される。したがって上位シー
ケンサ10から指定された位置の全ての点を指定された深
さだけ彫れば画像の彫刻は完成する。

彫刻機30は彫刻品20を固定した状態で水平方向つまり
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能な彫刻台22と、彫刻品20
に略円錐形の単位彫刻部分40を彫るためのドリル18を固
定するためのドリル固定台24から構成される。ドリル固
定台24はドリル18が彫刻品20を彫る深さを可変させるた
めに、彫刻品20とは垂直方向つまりＺ軸方向に移動可能
になっている。さらに彫刻機30には彫刻台22をＸ軸方向
に移動するためのモータ12及び、Ｙ軸方向に移動するた
めのモータ14及びドリル固定台24をＺ軸方向に移動する
ためのモータ16が取り付けられている。

図中２はCCDカメラである。CCDカメラ２は写真や文字
等の画像を光入力として取り込み、その光入力を電気信
号に変換する機能を有する。この電気信号はインターフ
ェイス４に送られる。インターフエイス４ではCCDカメ
ラ２から送られた電気信号をモニターテレビ６に送ると
ともに、その電気信号を位置を表す数値データ及びその
位置の明暗を表す数値データに変換してCPU8に伝送す
る。

CPU8はインターフェイス４からの位置を表す数値デー
タから先ず単位彫刻部分40を彫る位置を、Ｘ軸のデータ
とＹ軸のデータとに分けて演算する。次にその位置の明
るさを表す数値データから単位彫刻部分40を彫る深さを
演算してＺ軸のデータとする。そしてこれらのデータを
シーケンサ10に伝送する。

シーケンサ10ではCPU8から送られるＸ軸、Ｙ軸、及び
Ｚ軸のデータに応じて、彫刻機30上の彫刻台22をＸ軸方
向に移動させるモータ12を駆動させるための電力、Ｙ軸
方向に移動させるモータ14を駆動させるための電力及び
ドリル固定台24をＺ軸方向に移動させるモータ16を駆動
させるための電力を出力する。

第２図は本発明による画像の彫刻品20の加工方法を示
している。

（ａ）はドリル18が彫刻品20に単位彫刻部分40を彫って
いる状態を断面図で表している。

（ｂ）は単位彫刻部分40を彫った後の彫刻品20の平面図
を表している。

ドリル18の刃部の先端は略円錐形をしている。このた
め被彫刻体20の表面に対してどれだけドリル18の刃部を
送るかによって、つまりどれだけ深く彫るかその深さに
よって、略円錐形に削れる単位彫刻部分40の円の直径を
変化させることができる。

第３図は本発明による画像の彫刻品の彫刻部分の一部
を拡大したものである。ここで説明のために格子を記入
しているが実物ではこの格子は存在しない。

本発明においては画像をマトリクス状に等間隔で細分
化している。そして細分化した単位格子あたりに１個の
単位彫刻部分40が存在する。

したがって第３図に示したように等間隔で、略円錐形
の単位彫刻部分40が配置されている。ここで彫刻品20の
材料を透明な樹脂を使用する場合、加工条件によって略
円錐形の単位彫刻部分40は白く変色をする。ここで円の
直径を大きくすればそれだけ白がはっきり見え、このた
め大きな円が集合している部分は明るく、また逆に円が
無い部分又は小さい円が集合している部分は暗く見え
る。

格子の一辺を2bとすると、この内部で削れる円の半径
の最大はｂである。一般的に円の半径をｒ（ｒ≦ｂ）と
すると、明るさは円の面積に比例し、したがってこの点
の明るさＸは最大明るさとの比で、Ｘ＝πr2/πb2と現
わされる。この式から式が導かれる。つぎにドリルの刃の先端部分の先端角を
２Θ、彫刻品20に挿入するドリルの刃の深さをＤとする
と、第２図（ｂ）の断面図により、円の半径ｒとドリル
の刃の挿入深さＤとの関係は次のように表される。

ｒ＝DtanΘ …（２）これらの（１）（２）式よりこの点の明るさＸに対する
ドリルの刃の挿入深さＤが求められる。

よって単位彫刻部分40を彫る深さＤをコントールするこ
とにより、画像の明暗を克明に表現できる。

ここで円が白く見えるためには、単位彫刻部分40の壁
面が滑らかでない加工が好ましい。このためにドリルの
刃をなます等の方法が用いられてている。

また本発明において、彫刻品20の素材が透明で、単位
彫刻部分40の略円錐形の壁面が滑らかである場合には、
素材と空気との屈折率の違いにより、入射角度によって
は、その境界面で光の全反射が生じる。これを利用すれ
ば、彫刻品20に入射した光を前面方向に、つまり人が観
賞する方向に反射させて、彫刻を輝かせて美しく見せる
ことも可能である。

ここで光の進む様子を第４図、第５図に表す。第４図
はドリルの先端角60゜の刃で加工した場合の彫刻品20の
単位彫刻部分40の断面を表しており、ここに光が単位彫
刻部分40の壁面に対してαの角度で入射した場合、及び
αより小さい角度で入射した場合の光の進み方を示して
いる。

図において単位彫刻部分40の壁面にαの角度でＡ方向
から、つまり彫刻品20の側面後方から入射した光は、α
が彫刻品の素材と空気の屈折率の違いにより決る全反射
角より小さい場合に、Ｂ方向つまり彫刻品20の前面方向
に反射する。したがって第４図においてはＡ方向から入
射する光のうち単位彫刻部分40の壁面となす角がαより
小さくなれば、有効に全反射が行なわれ、彫刻品の前面
方向に反射する。

しかし現実問題として彫刻品には複数の単位彫刻部分
40が存在し、Ａ方向から入射する光は他の単位彫刻部分
40に遮られ有効には働かないことが考えられる。このた
め彫刻を輝かせる効果はそれほど期待できない。他の単
位彫刻部分40の影響を受けないためには彫刻品の側面前
方からの入射光を前面方向に反射させることが必要であ
る。

第５図はこの点を考慮して先端角120゜のドリル18を
使用して単位彫刻部分40を彫ったときの断面図を示して
おり、ここに光が単位彫刻部分40の壁面に対してαの角
度で入射した場合、及びαより小さい角度で入射した場
合の光の進み方を示している。

この場合は図に示すように彫刻品の側面前方、つまり
Ｃ方向から入射した光も彫刻品の前面方向に反射するこ
とを表している。このため他の単位彫刻部分40の影響も
少なく十分な効果が期待でき、彫刻品を美しく輝かせる
ことができる。

本実施例においては、画像の検出にCCDカメラを用い
ている。この代りにイメージスキャナー等を使用するこ
とも可能である。またカラーのカメラを使用し画像を検
出して、色を構成する３原色である赤、青、黄の３色に
データを分割し、そのうちの１色のデータで彫刻を行な
い、その後、着色する工程を３回繰り返すことにより、
カラーの彫刻の画像を得ることもできる。

また単位彫刻部分40を彫る場合にドリル18の代りにレ
ーザ光を利用することも可能である。

［発明の効果］画像の明暗を克服に表現できるため正確で美しい画像
を彫刻できる。

そして彫刻品であるために経年変化がほとんどなく美
しさが損われることがない。

また透明な素材を使用すれば、光を当てることによ
り、光の反射による彫刻の美しさを際立たせることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像の彫刻品を製作するための装
置のシステム図である。第２図は本発明による画像の彫刻品の加工方法図であ
り、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。第３図は本発明による画像の彫刻品の彫刻部分の一部平
面を拡大したものである。第４図は本発明による透明な画像の彫刻品の断面図であ
り、光の経路を表している。第５図は本発明による透明な画像の彫刻品の断面図であ
り、単位彫刻部分の形状を変化させた場合の光の経路を
表している。２……CCDカメラ４……インターフェイス６……モニターテレビ８……CPU 10……シーケンサ 18……ドリル 20……彫刻品 30……彫刻機 40……単位彫刻部分

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な樹脂に画像を彫刻した画像の彫刻品
において、前記画像は、単位彫刻部分が集合することにより形成さ
れており、前記単位彫刻部分はドリルにより略円錐形に彫られ、そ
の深さによって略円錐形の底面にあたる円の直径が変化
し、これが前記画像の明暗を表現する画像の彫刻品。
【請求項２】透明な樹脂に画像を彫刻した画像の彫刻品
において、前記画像は、単位彫刻部分が集合することにより形成さ
れており、前記単位彫刻部分はレーザ光により略円錐形に彫られ、
その深さによって略円錐形の底面にあたる円の直径が変
化し、これが前記画像の明暗を表現する画像の彫刻品。