JPH09147146A - ３次元造形装置 - Google Patents
３次元造形装置Info
- Publication number
- JPH09147146A JPH09147146A JP7298140A JP29814095A JPH09147146A JP H09147146 A JPH09147146 A JP H09147146A JP 7298140 A JP7298140 A JP 7298140A JP 29814095 A JP29814095 A JP 29814095A JP H09147146 A JPH09147146 A JP H09147146A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 物体の３次元データの取り込みが容易且つ短
時間に行え、更に、中空物体についての内形状や肉厚を
加味した３次元造形が行える３次元造形装置を提供す
る。 【解決手段】 物体の断層映像を撮像する核磁気共鳴撮
像装置１を備えるとともに、ＣＡＤ装置２内に、前記断
層映像から輪郭映像を生成する輪郭映像抽出部と、複数
の断層映像の輪郭映像と各々の撮像時の位置とに基づき
物体の輪郭形状の３次元データを生成する３次元データ
生成部とを備えた。
時間に行え、更に、中空物体についての内形状や肉厚を
加味した３次元造形が行える３次元造形装置を提供す
る。 【解決手段】 物体の断層映像を撮像する核磁気共鳴撮
像装置１を備えるとともに、ＣＡＤ装置２内に、前記断
層映像から輪郭映像を生成する輪郭映像抽出部と、複数
の断層映像の輪郭映像と各々の撮像時の位置とに基づき
物体の輪郭形状の３次元データを生成する３次元データ
生成部とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐ
ｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）装置における製
品設計に必要な立体モデルの生成、或いはコンピュータ
ーゲームやコンピューターグラフィック等における形状
モデルの生成を行うことができる３次元造形装置に関す
る。
ｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）装置における製
品設計に必要な立体モデルの生成、或いはコンピュータ
ーゲームやコンピューターグラフィック等における形状
モデルの生成を行うことができる３次元造形装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、物体の３次元データ（空間座
標値）を読み取ることができる装置としてデジタイザー
が知られている。このデジタイザーには、レーザーを物
体に照射してその反射光を検出するレーザー式、複数の
カメラと発光ペンを用いる光学式、複数のマイクロフォ
ンとソニックペンを用いる音波式、或いは磁場式を用い
るもの等がある。そして、従来の３次元造形装置は、上
記のデジタイザーを用いてＣＡＤ装置による製品設計に
必要な立体モデルを生成したり、コンピューターゲーム
やコンピューターグラフィック等における形状モデルを
生成するものであった。
標値）を読み取ることができる装置としてデジタイザー
が知られている。このデジタイザーには、レーザーを物
体に照射してその反射光を検出するレーザー式、複数の
カメラと発光ペンを用いる光学式、複数のマイクロフォ
ンとソニックペンを用いる音波式、或いは磁場式を用い
るもの等がある。そして、従来の３次元造形装置は、上
記のデジタイザーを用いてＣＡＤ装置による製品設計に
必要な立体モデルを生成したり、コンピューターゲーム
やコンピューターグラフィック等における形状モデルを
生成するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の３次元造形装置では、物体の３次元データを読み取
るために、前記デジタイザーにおける発光ペンやソニッ
クペンなどを物体に当ててなぞっていく必要があるた
め、物体の３次元データの取込作業に多くの時間がかか
るとともに、複雑な形状をした人形等の３次元データを
得ることが極めて困難であった。また、３次元データを
取り込むに際しての物体の向きや物体のチャッキング位
置などについて最適な選定を行うことが容易でないた
め、このような物体の向き等を決めるのに熟練を要して
いた。更に、前記のレーザー式のものでは、レーザーの
反射の均一化を図るために物体に塗料を塗る必要がある
が、これでは物体を塗料で汚すことになる。また、従来
の３次元造形装置では、配管や壺などの中空物体につい
ての内形状や肉厚を３次元データとして取り込むことは
困難であった。
来の３次元造形装置では、物体の３次元データを読み取
るために、前記デジタイザーにおける発光ペンやソニッ
クペンなどを物体に当ててなぞっていく必要があるた
め、物体の３次元データの取込作業に多くの時間がかか
るとともに、複雑な形状をした人形等の３次元データを
得ることが極めて困難であった。また、３次元データを
取り込むに際しての物体の向きや物体のチャッキング位
置などについて最適な選定を行うことが容易でないた
め、このような物体の向き等を決めるのに熟練を要して
いた。更に、前記のレーザー式のものでは、レーザーの
反射の均一化を図るために物体に塗料を塗る必要がある
が、これでは物体を塗料で汚すことになる。また、従来
の３次元造形装置では、配管や壺などの中空物体につい
ての内形状や肉厚を３次元データとして取り込むことは
困難であった。
【０００４】本発明は、上記の事情に鑑み、物体の３次
元データの取り込みが容易且つ短時間に行え、更に、中
空物体についての内形状や肉厚を加味した３次元造形が
行える３次元造形装置を提供することを目的とする。
元データの取り込みが容易且つ短時間に行え、更に、中
空物体についての内形状や肉厚を加味した３次元造形が
行える３次元造形装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の３次元造形装置
は、物体の断層映像を撮像する断層映像撮像装置と、断
層映像から輪郭映像を生成する輪郭映像抽出手段と、複
数の断層映像の輪郭映像と各々の撮像時の位置とに基づ
き物体の輪郭形状の３次元データを生成する３次元デー
タ生成手段とを備えたことを特徴とする。
は、物体の断層映像を撮像する断層映像撮像装置と、断
層映像から輪郭映像を生成する輪郭映像抽出手段と、複
数の断層映像の輪郭映像と各々の撮像時の位置とに基づ
き物体の輪郭形状の３次元データを生成する３次元デー
タ生成手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】上記の構成によれば、物体の断層映像に基
づいて物体の輪郭形状の３次元データが生成される。そ
して、物体の断層映像は、断層映像撮像装置の撮像エリ
ア内に物体を一定速度で移動させることにより自動的に
得ることができるから、従来のごとく、デジタイザーに
おける発光ペンやソニックペンなどを物体に当ててなぞ
っていく必要はなくなり、物体の３次元データの取込作
業が簡易に行えるとともに、この取込作業の自動化を図
ることが可能となる。更に、物体の３次元データを取り
込むに際しての物体の向きやチャッキング位置などを考
慮する必要もなくなる。また、レーザー方式のように物
体に塗料を塗る必要もなく、物体を汚すおそれもなくな
る。更に、物体の断層映像に基づくから、配管や壺など
の中空物体についての内形状や肉厚を加味した３次元造
形が行える。
づいて物体の輪郭形状の３次元データが生成される。そ
して、物体の断層映像は、断層映像撮像装置の撮像エリ
ア内に物体を一定速度で移動させることにより自動的に
得ることができるから、従来のごとく、デジタイザーに
おける発光ペンやソニックペンなどを物体に当ててなぞ
っていく必要はなくなり、物体の３次元データの取込作
業が簡易に行えるとともに、この取込作業の自動化を図
ることが可能となる。更に、物体の３次元データを取り
込むに際しての物体の向きやチャッキング位置などを考
慮する必要もなくなる。また、レーザー方式のように物
体に塗料を塗る必要もなく、物体を汚すおそれもなくな
る。更に、物体の断層映像に基づくから、配管や壺など
の中空物体についての内形状や肉厚を加味した３次元造
形が行える。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【０００８】図１は、本発明の３次元造形装置の概略構
成を示した斜視図である。この３次元造形装置は、核磁
気共鳴撮像装置１と、ＣＡＤ装置２とから成る。
成を示した斜視図である。この３次元造形装置は、核磁
気共鳴撮像装置１と、ＣＡＤ装置２とから成る。
【０００９】核磁気共鳴撮像装置１は、磁場中に置かれ
た磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁波
を吸収してエネルギーの低いスピン状態からエネルギー
の高いスピン状態に変わる核磁気共鳴現象を利用し、被
対象物が持つ磁気情報を検出してその断層映像を撮像す
るものである。この核磁気共鳴撮像装置１の筐体の中央
部には、円形のくり抜き部分１１が形成され、その周囲
には磁気情報を検出するための図示しない磁場検出コイ
ルが設けられるとともに、前記の円形くり抜き部分１１
に、撮像対象物である物体Ａを載せる載置台１２を備
え、この載置台１２を一定速度で図中Ｘ方向に移動させ
るようになっている。
た磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁波
を吸収してエネルギーの低いスピン状態からエネルギー
の高いスピン状態に変わる核磁気共鳴現象を利用し、被
対象物が持つ磁気情報を検出してその断層映像を撮像す
るものである。この核磁気共鳴撮像装置１の筐体の中央
部には、円形のくり抜き部分１１が形成され、その周囲
には磁気情報を検出するための図示しない磁場検出コイ
ルが設けられるとともに、前記の円形くり抜き部分１１
に、撮像対象物である物体Ａを載せる載置台１２を備
え、この載置台１２を一定速度で図中Ｘ方向に移動させ
るようになっている。
【００１０】そして、この載置台１２の移動によって物
体Ａの撮像位置が変化して物体Ａの各位置の断層映像が
順次撮像されるようになっている。核磁気共鳴撮像装置
１にて撮像された物体Ａの各位置での断層映像は、その
撮像位置を示す情報とともにＣＡＤ装置２に供給される
ようになっている。ここで、水素原子を有しない例えば
壺等が物体Ａとされる場合には、この物体Ａの断層映像
が良好に得られるように、物体Ａを水の入った水槽３内
に入れて物体Ａの周囲を水で満たすようにする。これに
より、核磁気共鳴撮像装置１による断層映像は、ＣＡＤ
装置２のディスプレイ２ａに示しているごとく、物体Ａ
の部分がほぼ白抜き状に表示され、物体Ａの輪郭が得や
すくできる。なお、物体Ａが水分を有する粘土などによ
って形成されている場合には、物体Ａを水に浸す必要な
い。
体Ａの撮像位置が変化して物体Ａの各位置の断層映像が
順次撮像されるようになっている。核磁気共鳴撮像装置
１にて撮像された物体Ａの各位置での断層映像は、その
撮像位置を示す情報とともにＣＡＤ装置２に供給される
ようになっている。ここで、水素原子を有しない例えば
壺等が物体Ａとされる場合には、この物体Ａの断層映像
が良好に得られるように、物体Ａを水の入った水槽３内
に入れて物体Ａの周囲を水で満たすようにする。これに
より、核磁気共鳴撮像装置１による断層映像は、ＣＡＤ
装置２のディスプレイ２ａに示しているごとく、物体Ａ
の部分がほぼ白抜き状に表示され、物体Ａの輪郭が得や
すくできる。なお、物体Ａが水分を有する粘土などによ
って形成されている場合には、物体Ａを水に浸す必要な
い。
【００１１】ＣＡＤ装置２は輪郭映像抽出部（図示せ
ず）を有し、この輪郭映像抽出部により、前記核磁気共
鳴撮像装置１から受け取った物体Ａの断層映像を処理し
て輪郭映像を生成するようになっている。輪郭映像の生
成は、断層映像データを２値化する処理と、この２値化
した映像データの高周波数成分の部分を輪郭と判断する
処理とにより行うことができる。
ず）を有し、この輪郭映像抽出部により、前記核磁気共
鳴撮像装置１から受け取った物体Ａの断層映像を処理し
て輪郭映像を生成するようになっている。輪郭映像の生
成は、断層映像データを２値化する処理と、この２値化
した映像データの高周波数成分の部分を輪郭と判断する
処理とにより行うことができる。
【００１２】更に、ＣＡＤ装置２は３次元データ生成部
（図示せず）を有している。この３次元データ生成部
は、前記輪郭映像抽出部にて生成した各断層映像の輪郭
映像群と各々の撮像時の位置とに基づき物体の輪郭形状
の３次元データを生成する。即ち、前記核磁気共鳴撮像
装置１から受け取った物体Ａの断層映像を処理して得た
輪郭映像データは、２次元データ、即ち、図１に示すＹ
−Ｚ平面座標系上での輪郭を構成している点群のＹ座標
値およびＺ座標値を示したデータであるので、３次元デ
ータとするために更にＸ座標値を与える処理を行う。
（図示せず）を有している。この３次元データ生成部
は、前記輪郭映像抽出部にて生成した各断層映像の輪郭
映像群と各々の撮像時の位置とに基づき物体の輪郭形状
の３次元データを生成する。即ち、前記核磁気共鳴撮像
装置１から受け取った物体Ａの断層映像を処理して得た
輪郭映像データは、２次元データ、即ち、図１に示すＹ
−Ｚ平面座標系上での輪郭を構成している点群のＹ座標
値およびＺ座標値を示したデータであるので、３次元デ
ータとするために更にＸ座標値を与える処理を行う。
【００１３】図２は、前記の３次元データ生成部におけ
る３次元データ生成の処理内容を概念的に示した説明図
である。
る３次元データ生成の処理内容を概念的に示した説明図
である。
【００１４】同図（ａ）に示すように、まず、前記の輪
郭映像抽出部にて得られた輪郭映像の２次元データを、
核磁気共鳴撮像装置１から受け取った各々の撮像時の位
置に対応させて時系列的に並べる。このことは、断層面
に直交する方向をＸ軸とし、撮像時の位置に応じたＸ座
標値上に、各輪郭映像の２次元データであるＹ座標値お
よびＺ座標値を与えることに相当する。これにより、各
輪郭線についてこれを構成している点群のＸ座標値、Ｙ
座標値、及びＺ座標値から成る３次元データが得られ
る。
郭映像抽出部にて得られた輪郭映像の２次元データを、
核磁気共鳴撮像装置１から受け取った各々の撮像時の位
置に対応させて時系列的に並べる。このことは、断層面
に直交する方向をＸ軸とし、撮像時の位置に応じたＸ座
標値上に、各輪郭映像の２次元データであるＹ座標値お
よびＺ座標値を与えることに相当する。これにより、各
輪郭線についてこれを構成している点群のＸ座標値、Ｙ
座標値、及びＺ座標値から成る３次元データが得られ
る。
【００１５】次に、同図（ｂ）に示すように、輪郭線の
間を補間する処理を行う。この処理は、例えば、点群間
に面を形成していくネットサーフェイスといったツール
（ソフトウェア）を用いることにより行うことができ
る。
間を補間する処理を行う。この処理は、例えば、点群間
に面を形成していくネットサーフェイスといったツール
（ソフトウェア）を用いることにより行うことができ
る。
【００１６】これにより、同図（ｃ）に示すように、物
体Ａの外表面の立体モデルが得られることになる。そし
て、この物体Ａの立体モデルに修正等を行って製品の最
終的な立体モデルを構築することができる。
体Ａの外表面の立体モデルが得られることになる。そし
て、この物体Ａの立体モデルに修正等を行って製品の最
終的な立体モデルを構築することができる。
【００１７】以上説明したように、物体Ａの断層映像に
基づいて物体Ａの輪郭形状の３次元データが生成される
が、物体の断層映像は、核磁気共鳴撮像装置１の撮像エ
リア内に物体を一定速度で移動させることにより自動的
に得ることができるから、従来のごとく、デジタイザー
における発光ペンやソニックペンなどを物体Ａに当てて
なぞっていく必要はなくなり、物体Ａの３次元データの
取込作業が簡易に行えるとともに、この取込作業の自動
化を図ることが可能となる。更に、物体Ａの３次元デー
タを取り込むに際しての物体Ａの向きやチャッキング位
置などを考慮する必要もなくなる。更に、レーザー方式
のように物体Ａに塗料を塗る必要もなく、物体Ａを汚す
おそれもなくなる。
基づいて物体Ａの輪郭形状の３次元データが生成される
が、物体の断層映像は、核磁気共鳴撮像装置１の撮像エ
リア内に物体を一定速度で移動させることにより自動的
に得ることができるから、従来のごとく、デジタイザー
における発光ペンやソニックペンなどを物体Ａに当てて
なぞっていく必要はなくなり、物体Ａの３次元データの
取込作業が簡易に行えるとともに、この取込作業の自動
化を図ることが可能となる。更に、物体Ａの３次元デー
タを取り込むに際しての物体Ａの向きやチャッキング位
置などを考慮する必要もなくなる。更に、レーザー方式
のように物体Ａに塗料を塗る必要もなく、物体Ａを汚す
おそれもなくなる。
【００１８】なお、物体Ａが壺のごとく中空物体である
場合には、その断層映像を処理することにより外輪郭線
（外表面形状）のデータだけでなく、内輪郭線（内表面
形状）のデータを得ることもできる。そして、これら外
輪郭線のデータと内輪郭線のデータとにより、当該物体
Ａの肉厚を判断することができ、この肉厚のデータを取
り入れた立体モデルであれば振動解析等の処理を行うこ
とも可能になる。特に、従来の配管の振動解析において
は、配管の曲げ部分の肉厚が均一であるとして処理して
いたが、この発明であれば、配管の曲げ部分の実際の肉
厚を知ることができるので、正確な振動解析結果を得る
ことも可能となる。
場合には、その断層映像を処理することにより外輪郭線
（外表面形状）のデータだけでなく、内輪郭線（内表面
形状）のデータを得ることもできる。そして、これら外
輪郭線のデータと内輪郭線のデータとにより、当該物体
Ａの肉厚を判断することができ、この肉厚のデータを取
り入れた立体モデルであれば振動解析等の処理を行うこ
とも可能になる。特に、従来の配管の振動解析において
は、配管の曲げ部分の肉厚が均一であるとして処理して
いたが、この発明であれば、配管の曲げ部分の実際の肉
厚を知ることができるので、正確な振動解析結果を得る
ことも可能となる。
【００１９】また、この実施の形態では、断層映像撮像
装置として、核磁気共鳴撮像装置１を示したが、これに
限らず、物体の断層映像を撮像できるものであれば、あ
らゆる装置を用いることができる。更に、この実施の形
態では、物体Ａの３次元データをＣＡＤ装置２における
製品設計に必要な立体モデルの生成に用いたが、物体Ａ
の立体データをコンピューターゲームやコンピューター
グラフィック等における形状モデルの生成に用いてもよ
いものである。
装置として、核磁気共鳴撮像装置１を示したが、これに
限らず、物体の断層映像を撮像できるものであれば、あ
らゆる装置を用いることができる。更に、この実施の形
態では、物体Ａの３次元データをＣＡＤ装置２における
製品設計に必要な立体モデルの生成に用いたが、物体Ａ
の立体データをコンピューターゲームやコンピューター
グラフィック等における形状モデルの生成に用いてもよ
いものである。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、物体の
３次元データの取り込みが容易且つ短時間に行えるとと
もに、中空物体についての内形状や肉厚を加味した３次
元造形が行えるという効果を奏する。
３次元データの取り込みが容易且つ短時間に行えるとと
もに、中空物体についての内形状や肉厚を加味した３次
元造形が行えるという効果を奏する。
【図１】本発明の３次元造形装置の概略構成を示す斜視
図である。
図である。
【図２】本発明の３次元造形装置の３次元データ生成部
における３次元データ生成の処理内容を概念的に示した
説明図である。
における３次元データ生成の処理内容を概念的に示した
説明図である。
１ 核磁気共鳴撮像装置 ２ ＣＡＤ装置
Claims (1)
- 【請求項１】 物体の断層映像を撮像する断層映像撮像
装置と、断層映像から輪郭映像を生成する輪郭映像抽出
手段と、複数の断層映像の輪郭映像と各々の撮像時の位
置とに基づき物体の輪郭形状の３次元データを生成する
３次元データ生成手段とを備えたことを特徴とする３次
元造形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7298140A JPH09147146A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | ３次元造形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7298140A JPH09147146A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | ３次元造形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09147146A true JPH09147146A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17855716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7298140A Pending JPH09147146A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | ３次元造形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09147146A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016007952A1 (de) | 2015-06-29 | 2016-12-29 | Mitutoyo Corporation | Objekterzeugungsmaschine, Querschnittsmessvorrichtung und Querschnittsmessverfahren |
| DE102018116790A1 (de) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | Intom GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur additiven Fertigung eines Werkstücks |
-
1995
- 1995-11-16 JP JP7298140A patent/JPH09147146A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016007952A1 (de) | 2015-06-29 | 2016-12-29 | Mitutoyo Corporation | Objekterzeugungsmaschine, Querschnittsmessvorrichtung und Querschnittsmessverfahren |
| US10343334B2 (en) | 2015-06-29 | 2019-07-09 | Mitutoyo Corporation | Object-forming machine, cross-section measurement apparatus, and cross-section measurement method |
| US10618220B2 (en) | 2015-06-29 | 2020-04-14 | Mitutoyo Corporation | Object-forming machine, cross-section measurement apparatus, and cross-section measurement method |
| DE102018116790A1 (de) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | Intom GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur additiven Fertigung eines Werkstücks |
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