JPH08281534A

JPH08281534A - 型の製造方法および型製造装置

Info

Publication number: JPH08281534A
Application number: JP7085104A
Authority: JP
Inventors: Taro Ito; 太郎伊藤
Original assignee: TAMAI SANGYO KK
Current assignee: TAMAI SANGYO KK
Priority date: 1995-04-11
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 1996-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】任意の画像に対応する凹凸模様を表面に有し
た製品を成形するための型を、人の主観をなるべく排除
してかつ自動的に製造できる方法の提供。【構成】画像２０における濃淡分布を示す情報を画像
２０から取り込む。該取り込んだ濃淡分布を示す情報に
対し、製品の脱型を考慮した平滑化処理をする。切削手
段１６により型製造用部材１８を彫り込み加工する際の
彫り込み情報を、前記平滑化処理の済んだ濃淡分布を示
す情報に基づいて生成する。該生成した彫り込み情報に
基づいて型製造用部材１８に対し彫り込み加工をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば構造物の壁
面、天井面または床面等に貼り付けて使用される装飾板
であって表面に浮き彫り模様を有している装飾板を製造
するための型の製造方法および型の製造装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば公共施設、イベントホール
等の壁面等に装飾効果を目的として浮き彫り模様を有し
た装飾板を多数貼り付けることが行なわれている。この
ような装飾板は、一般に、陶器製、コンクリート製若し
くは樹脂製であり、しかも、型を用いた成形法により大
量生産されている。また、このような装飾板に形成され
た浮き彫り模様は、一般には、人為的にデザインされた
模様であることが多い。しかし、近年の自然指向の高ま
りから、天然物の模様あるいは好ましい風景などを表面
に浮き彫り模様として有した装飾板が望まれるようにな
っている。そして、そのような装飾板は、従来は一般
に、天然物の模様や風景写真などの題材を人が観察しな
がら自らの手により装飾板形成用の型形成部材に彫刻し
て型を製造し、該型を用いて製造されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、天然物
の模様あるいは好ましい風景などを人が観察しながら自
らの手により装飾板形成用の型形成部材に彫刻して装飾
板作製用の型を製造する方法の場合、形成される模様中
にどうしても彫刻者の主観が入り易くなるので、所望の
型が得にくいという問題がある。ここで、天然物の模様
を題材とする場合においては上記問題を解決する一つの
方法として、天然物（例えば自然石）自体を例えば樹脂
に埋めて型どりして天然物の模様を有した型を製造する
方法がある。しかし、この場合は、型どり用の天然物を
手元に用意する必要があるため、その適用も限られると
いう問題がある。また手元に用意する天然物は欠損のな
いものとする必要があるがそのような天然物を用意する
ことも大変である。また、手元に用意した天然物が有す
る模様とは異なる大きさで相似形の模様を有する型を得
ることも出来ない。

【０００４】また、題材によっては人が観察しながらそ
れを自らの手により装飾板形成用の型形成部材に彫刻す
ること自体が困難な場合も生じる。

【０００５】したがって、これらの問題を解決出来る型
の製造方法や型製造装置の提供が望まれる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、この出願の第一
発明によれば、任意の画像に対応する凹凸模様を表面に
有した物を成形するための型を製造するに当たり、前記
画像における濃淡分布を示す情報を前記画像から取り込
む処理と、該取り込んだ濃淡分布を示す情報に対し成形
物の脱型を考慮した平滑化処理をし、該平滑化処理の済
んだ濃淡情報に基づいて型製造用部材を彫り込み加工す
る際の掘り込み情報を生成する処理と、該生成した彫り
込み情報に基づいて型製造用部材に対し彫り込み加工を
する処理とを含むことを特徴とする。

【０００７】また、この出願の第二発明によれば、任意
の画像に対応する凹凸模様を表面に有した物を成形する
ための型を製造する装置であって、前記画像の濃淡分布
を示す情報を前記画像から取り込むための濃淡情報取り
込み手段と、該取り込んだ濃淡分布を示す情報に対し成
形物の脱型を考慮した平滑化処理をし、該平滑化処理の
済んだ濃淡情報に基づいて型製造用部材を彫り込み加工
する際の掘り込み情報を生成する情報処理手段と、前記
彫り込み情報によって駆動される切削手段とを具えたこ
とを特徴とする。

【０００８】なお、これら第一および第二発明において
製品の脱型を考慮した平滑化処理とは、製品例えば装飾
板を成形加工した後の型からの装飾板の抜き易さを確保
する意味の処理であることはもちろんのこと、型におけ
る凹凸の肩部（以下、エッジともいう）や製造した装飾
板自体における凹凸の肩部（すなわちエッジ）が急峻で
あると前者にあっては型の耐久性の低下が生じたり、後
者にあってはエッジ欠けによる装飾板の歩留低下や品質
低下が生じるのでこれらの対策を図る処理も意味してい
る。

【０００９】また、第一および第二発明でいう平滑化処
理の済んだ濃淡分布を示す情報に基づいて彫り込み情報
を生成するという意味は、平滑化処理の済んだ濃淡情報
をそのまま彫り込み情報として使用する場合も含む。

【００１０】

【作用】この出願の第一および第二発明によれば、例え
ば風景写真や天然物の表面の濃淡分布を、例えばテレビ
ビカメラなどの濃淡情報入力手段を用いて直接取り込
む。そして、この濃淡分布を示す情報に対し型を使用す
る点で問題となるであろう事項について平滑化という人
為的な処理をするが、その点を除けば基本的に濃淡情報
入力手段で得た情報で浮き彫り模様の輪郭が描かれる。
このため、風景写真や天然物に現れている凹凸模様を人
の主観が従来よりは入ることなく型に反映させることが
できる。また、画像入力手段で取りこめることができる
種々のものを装飾板の凹凸模様の題材として使用でき
る。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照してこの出願の型の製造方
法および型製造装置の実施例について併せて説明する。
しかしながら、説明に用いる各図はこれらの発明が理解
出来る程度に概略的に示してあるにすぎない。また、各
図において同様な構成成分については同一の番号を付し
て示し、その重複する説明を省略することもある。な
お、以下の実施例では装飾板の凹凸模様を形成するため
の題材として林を撮影した風景写真を用いる例を説明す
る。

【００１２】図１は、第二発明に係る型製造装置１０の
構成を示した図である。また、図２は、題材として用い
ることとした風景写真２０を模写した図である。

【００１３】この実施例の型製造装置１０は、画像（こ
こでは林を撮影した写真）２０における濃淡分布を示す
情報を前記画像から取り込むための濃淡情報取り込み手
段１２と、コンピュータ１４と、切削手段１６とを具え
ている。なお、図１において１８は型製造用部材を示
す。

【００１４】ここで、濃淡情報入力手段１２は、例えば
テレビカメラ（ビデオカメラも含む）、イメージスキャ
ナなど任意好適な画像入力装置を含む公知の画像入力手
段で構成出来る。なお、濃淡分布を示す情報は２値若し
くは３値以上の多値情報とできる。この実施例では画像
から取り込んだときの濃淡分布を示す情報は、簡単のた
め白黒の２値情報で示されるものとしている。

【００１５】また、コンピュータ１４は、この発明に係
る情報処理手段、画像合成手段および正規化手段それぞ
れを構成するものであり、これら手段を実現するための
プログラムを内蔵した任意好適なものとしてある。な
お、このコンピュータ１４の一部で構成される情報処理
手段とは、詳細は後述するが、画像２０から濃淡情報入
力手段１２により取り込んだ該画像２０の濃淡分布を示
す情報に対し、製品の脱型を考慮した平滑化処理をし、
該平滑化処理の済んだ濃淡分布を示す情報を切削手段１
６の彫り込み情報に変換するものである。なお、平滑化
処理の済んだ濃淡分布を示す情報は、３値以上の任意の
多値情報で示されるものとしている。具体的には、この
多値情報を何ビットとするかで切削手段の彫り込み解像
度ひいては装飾板の表現力が決まるので、希望の解像度
（表現力）に応じてこの多値の値を決めれば良い。ま
た、コンピュータ１４の一部で構成される画像合成手段
とは、詳細は後述するが、：前記取り込んだ濃淡分布
を示す情報と別の画像から取り込んだ該別の画像の濃淡
分布を示す情報とを合成すること、：前記取り込んだ
濃淡分布を示す情報と汎用の画像として予め記憶手段に
記憶してある画像の濃淡分布を示す情報とを合成するこ
と、：前記取り込んだ濃淡分布を示す情報と別の画像
から取り込んだ該別の画像の濃淡分布を示す情報と汎用
の画像として予め記憶手段に記憶してある画像の濃淡分
布を示す情報とを合成することの、いずれかを行ない得
るものである。もちろん、この画像合成手段は、前記取
り込んだ濃淡分布を示す情報の一部または全部を繰り返
して使用して新たな画像を合成したり、このような新た
な画像に上記別の画像や上記汎用の画像を合成する機能
等、種々の機能をもたせても良い。また、コンピュータ
１４の一部で構成される正規化手段とは、詳細は後述す
るが、切削手段の加工深さについて、型の製造のし易さ
や製造される装飾板の品質などを考慮して、適性な圧縮
若しくは拡大を図るものである。また、このコンピュー
タ１４は、濃淡分布を示す情報を画像から取り込む際の
情報取り込み領域を特定する手段や、この特定した領域
を目的の製品に応じて任意の大きさに拡大縮小し得る手
段をも実現出来る構成としてある。これらにより、任意
の画像２０における型製造の題材として使用したい領域
を任意に指定出来るし、また、題材に相似した任意の大
きさの画像が得られるので、便宜である。

【００１６】また、切削手段１６は、コンピュータ１４
において生成される彫り込み情報に従い型製造用部材１
８に彫り込み加工をするものである。この切削手段は任
意好適なものを使用出来るが、この実施例では数値制御
（ＮＣ）ルータ装置と称されている装置で構成してい
る。

【００１７】また、型製造用部材１８は、切削手段によ
る加工が行ない易い任意好適な材質のものを用いる。

【００１８】次に、型の製造手順について説明する。こ
の説明をいまままで参照した図１、図２に加え図３〜図
６をも参照して行なう。ここで、図３は、型の製造方法
の実施例における処理手順を示す流れ図、図４〜図５は
この製造方法の原理を主に示した図である。任意の画像
（ここでは林を撮影した風景写真２０）を題材として装
飾板用の型を製造する場合、この任意の画像全体を題材
として用いても良く一部の領域を題材として用いても良
い。この実施例では写真２０の一部、具体的には図２に
２０ａを付して示した四角の領域を型製造のための題材
とする。また、以下の説明では、写真２０の濃淡分布を
示す情報に対し平滑化処理する際の詳細な手順の説明を
図２に２０ｂを付して示した領域に着目して行なう。

【００１９】林を撮影した風景写真２０における濃淡分
布を、濃淡情報入力手段１２によりコンピュータ１４に
取り込む（図３のステップＳ１）。写真２０の着目領域
２０ｂについて図２のＩ−Ｉ線に沿った場合の濃淡分布
は図４に示す様に、木に当たる部分が低い明度Ｌとな
り、背景部分が高い明度Ｈとなっている。然も、小枝の
部分（図４中のＸ₂ の座標辺り）では狭い幅で上記低い
明度Ｌの部分が存在し、幹の部分（図４中のＷ₁ やＷ₂
の部分）では広い幅で上記低い明度Ｌの部分が存在して
いる。

【００２０】次に、この取り込まれた濃淡分布を示す情
報に対し他の画像を合成するか否かが問われる（図３の
ステップＳ２）。この画像合成の具体例としては、例え
ば装飾板の設計に応じ他の画像を合成する場合や、予め
定めた文字や図形等の汎用画像を合成する場合等が挙げ
られる。画像合成を希望する場合はその処理がなされる
（図３のステップＳ３）。このような画像合成は、例え
ばいわゆるスーパーポーズと称される画像処理処理技術
により実現出来るのでその説明を省略する。

【００２１】次に、上記取り込まれた濃度分布を示す情
報（他の画像が合成されたものの場合もある。）に対
し、製品の脱型を考慮した平滑化を行なう（図３のステ
ップＳ４）。この平滑化処理をこの実施例では以下の様
に行なう。先ず、図５（Ａ）に示した様に、取り込まれ
た濃淡情報における各画素（以下、それぞれを着目画素
Ｐ_ijという。）に対しｍ×ｎ画素分の平滑化処理単位領
域２２を設定する。ただし、ｍ，ｎは製品の脱型を考慮
した平滑化をどの様にするかに応じ決められる任意の正
の整数（ｍ＝ｎの場合も含む）である。またこの場合の
平滑化処理単位領域２２は、図４（Ｂ）に示したよう
に、ｍ×ｎ個の画素に対しそれぞれ重み付けをしたもの
としてある。具体的にはｋ１〜ｋｎというような異なる
係数を所定関係で持たせている。ここでは、着目画素Ｐ
_ijおよびその周囲の数画素には一番重みをおいた係数ｋ
ｎを持たせ、これら画素から見て等位置にある他の画素
は着目画素Ｐ_ijからの距離に応じ徐々に重みが小さい係
数（この場合はｋ１がもっとも小さい係数である。）を
持たせてある。そして、平滑化処理単位領域２２のｍ×
ｎ個の画素各々の明度およびその係数の積をそれぞれ求
め、さらにこれら積の総和を求め、この総和をｍ×ｎの
値で除して平滑化処理単位領域２２における平均値を求
める。この平均値を着目画素Ｐ_ijの平滑化した濃度とす
る。領域２０ｂのすべての画素について同様な処理をし
てそれぞれ平均値を求める（すなわち移動平均法による
平滑化処理を施す）。

【００２２】図３に示されていたような濃淡分布（ここ
では明度分布）を有していた情報に対し上記の様な移動
平均法による平滑化処理を行なって得られた濃淡分布
を、図６に示した。この図６から理解出来る様に、平滑
化処理を行なうことにより、：濃淡分布での全てのエ
ッジが緩やかになり、：幅広に暗部となっていた部分
（幹に当たる部分）は明度の低い状態がそのまま反映さ
れるが、：狭い幅で暗部となっていた部分（小枝に当
たる部分）は明度の低さの程度が明度が高い側に補正さ
れる。したがって、製品の脱型に好適な平滑化であっ
て、光を受けると幹に当たる部分が濃い陰影を呈しかつ
小枝に当たる部分が淡い陰影を呈する装飾板の製造を可
能とする型を得るために好適な平滑化処理ができること
が分かる。なお、平滑化処理の方法は上記例に限られな
い。

【００２３】次に、切削手段１６により型製造用部材を
彫り込み加工する際の彫り込み情報を、前記平滑化処理
の済んだ濃淡分布を示す情報に基づいて生成する（図３
のステップＳ５）。この処理は、基本的には、切削手段
の切削歯を二次元方向について駆動でき然も深さ方向に
ついては上記明度分布と対応するように駆動できるよう
な駆動信号を得るための処理であり、切削手段の種類に
応じた処理である。また、この実施例の場合は彫り込み
情報の作成において、彫り込み情報に対し正規化処理を
するか否かが問われる（図３のステップＳ６）。型の設
計に応じた適正な深さによる彫り込み行なえる様にする
ためである。正規化を希望する場合はその処理を行なう
（図３のステップＳ７）。この正規化処理は、例えば、
各座標での掘り込み情報を、型の設計にあたっての推奨
彫り込み最大値の比として示される様にする方法が考え
られる。このためには、上記作成した彫り込み情報にお
ける最大値により各座標での彫り込み情報を除し、次
に、彫り込み情報における最大値の上記推奨彫り込み最
大値に対する比が１となるような関係で各座標の彫り込
み情報を正規化すれば良い。もちろん、正規化方法はこ
の例に限られない。

【００２４】次に、上記作成された彫り込み情報に従い
切削手段１６を駆動して型形成用部材１８に対し彫り込
み加工をする（図３のステップＳ８）。その際は、切削
手段１６および型形成用部材１８を、部材１８の所望の
場所が対応する彫り込み情報により順次に彫り込み加工
されるよう、相対的に２次元的に所定条件で駆動する。
さらにその際は、型製造用部材１８の切削終了面に切削
歯の跡がなるべく残ることがないように（切削跡が滑ら
かになるように）、切削歯の選択、駆動方法の工夫をす
るのが良い。例えば、切削歯を動かすに当たり、切削歯
を先ずｘ方向を主走査方向として線順次走査して上記切
削加工をし、次に、ｙ方向を主走査方向として線順次走
査して切削加工を再度行なうような方法は、切削跡を滑
らかにする方法の一例として挙げられる。もちろん、こ
の場合は走査方向を違えることに対応させて彫り込み情
報の適正な変換を行なう。また、切削歯を駆動するに当
たり、例えば比較的大柄な凹凸模様の部分の切削は駆動
速度を速め微細な凹凸模様の部分の切削は駆動速度を遅
くすることで行なったり、或は、微細な凹凸模様の部分
について切削面を滑らかにするための再度の加工をする
等して、目的とする加工精度を確保しつつ加工時間の短
縮化を図る様にしても良い。

【００２５】型製造用部材１８に対する彫り込み加工が
終了すると、いわゆるマスタ型が得られる。なお、ここ
で得られたマスタ型は目的の凹凸模様（ここで樹木の浮
き彫り模様）を有した状態となっている。もちろん上記
実施例で用いた明度情報を予め反転させておいて、目的
の凹凸模様に対し反転した凹凸模様を有したマスタ型す
なわち製品の成形に使用可能な型を得ても良いが、マス
タ型は型製造の切削加工が容易なように一般に固い材質
の材料言い換えれば脱型がし難い材料で構成されるので
生産型としては一般に適さないから、ここでは、上記実
施例のとおり目的の凹凸模様（ここで樹木の浮き彫り模
様）を有した状態のマスタ型を得る。そして、このマス
タ型から、このマスタ型に対し模様が反転しているレプ
リカ型（すなわち生産型）を、脱型が容易な軟質樹脂を
用いて作製する（図３のステップＳ９）。

【００２６】上述においてはこの出願の型の製造方法お
よび型製造装置の実施例について説明したがこれら発明
は上述の実施例に限られない。例えば、上述においては
コンピュータ１４と切削手段１６とが直接に接続されて
いてかつデータを一連の関係で処理する例を説明した
が、彫り込み情報を一度記憶媒体例えばフロッピーディ
スク等に格納して保管しておき、必要に応じ彫り込み加
工を行なわせる様な手順を含む構成およびそのような装
置構成としても良い。また、実施例では任意の画像とし
て林を撮影した風景写真を用いたが、この発明に利用出
来る任意の画像は濃淡情報入力手段により情報入力が可
能な種々のものとできる。

【００２７】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
出願の型の製造方法および型製造装置によれば、任意の
画像の表面の濃淡分布を、例えばテレビビカメラなどの
濃淡情報入力手段を用いて直接取り込む。そして、この
濃淡分布を示す情報に対し型を使用する点で問題となる
であろう事項について平滑化という人為的な処理をする
が、その点を除けば基本的に濃淡情報入力手段で得た情
報で浮き彫り模様の輪郭が描かれる。このため、風景写
真や天然物に現れている凹凸模様を人の主観を従来より
は排除した状態で型に反映させることができる。このた
め、題材の趣がより反映されている装飾板を製造出来る
型を簡易かつ自動的に製造出来る。

【００２８】さらに、画像入力手段で取りこむことがで
きる種々のものを装飾板の凹凸模様の題材として使用で
きるので題材として把握しずらい例えば雲や波などのよ
うなものも型製造の題材として使用出来るようになるか
ら、装飾板の題材を種々の分野に求めることが出来、し
たがって、多様な装飾板の製造が可能になる。さらに、
天然物の模様を適当な記憶媒体に画像情報として記憶さ
せ得るから、天然物から直接に型どりをしていた従来技
術の場合に生じていた問題も、除去出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第二発明（型製造装置）の実施例の説明図であ
る。

【図２】型製造の題材例および型製造法各々の説明図で
ある。

【図３】実施例の型製造方法の手順を示す流れ図であ
る。

【図４】題材とした画像の一部２０ｂでの濃淡分布の様
子を示した図である。

【図５】平滑化処理の一例の説明図である。

【図６】平滑化処理結果の説明図である。

【符号の説明】

１０：実施例の型製造装置１２：濃淡情報入力手段１４：コンピュータ１６：切削手段１８：型製造用部材２０：任意の画像２０ａ：型製造の題材として使用した領域２０ｂ：画像処理手順の説明の対象とした領域２２：平滑化処理単位領域ｋ１〜ｋｎ：係数Ｐ₁₁〜Ｐ_mn：画素Ｐ_ij：着目画素

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】任意の画像に対応する凹凸模様を表面に
有した物を成形するための型を製造するに当たり、前記画像における濃淡分布を示す情報を前記画像から取
り込む処理と、該取り込んだ濃淡分布を示す情報に対し成形物の脱型を
考慮した平滑化処理をし、該平滑化処理の済んだ濃淡情
報に基づいて型製造用部材を彫り込み加工する際の掘り
込み情報を生成する処理と、該得られた彫り込み情報に基づいて型製造用部材に対し
彫り込み加工をする処理とを含むことを特徴とする型の
製造方法。
【請求項２】請求項１に記載の型の製造方法におい
て、前記取り込んだ濃淡分布を示す情報に対し、別の画像か
ら取り込んだ該別の画像の濃淡分布を示す情報および汎
用の画像として予め記憶手段に記憶してある画像の濃淡
分布を示す情報の一方または双方を合成する処理を含む
ことを特徴とする型の製造方法。
【請求項３】請求項１に記載の型の製造方法におい
て、前記彫り込み情報を所定値により正規化する処理を含む
ことを特徴とする型の製造方法。
【請求項４】任意の画像に対応する凹凸模様を表面に
有した物を成形するための型を製造する装置であって、前記画像の濃淡分布を示す情報を前記画像から取り込む
ための濃淡情報取り込み手段と、該取り込んだ濃淡分布を示す情報に対し成形物の脱型を
考慮した平滑化処理をし、該平滑化処理の済んだ濃淡情
報に基づいて型製造用部材を彫り込み加工する際の掘り
込み情報を生成する情報処理手段と、前記彫り込み情報によって駆動される切削手段とを具え
たことを特徴とする型製造装置。
【請求項５】請求項４に記載の型製造装置において、前記取り込んだ濃淡分布を示す情報に対し、別の画像か
ら取り込んだ該別の画像の濃淡分布を示す情報および汎
用の画像として予め記憶手段に記憶してある画像の濃淡
分布を示す情報の一方または双方を合成する画像合成手
段をさらに具えたことを特徴とする型製造装置。
【請求項６】請求項４に記載の型製造装置において、前記彫り込み情報を所定値により正規化する正規化手段
をさらに具えたことを特徴とする型製造装置。