JPH10287033A - 木調質感エンボスシートおよびこれを用いた建材ならびに木調質感エンボスシートの作成方法および作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より天然木の材面に近い自然な照り模様を表
現する。 【解決手段】 天然木の繊維質の配向性を示す三次元繊
維方向ベクトル場を定義し、このベクトル場を切断面Ｊ
によって切断し、切断面Ｊ上の各点Ｐについて、繊維方
向ベクトルＦ→と切断面Ｊとのなす角として、繊維もぐ
り角ξ定義する（Ｓ１０）。角ξと角θとの変換式に基
づいて、角ξを角θに変換し、参照線Ｒに対して角度θ
をなし、切断面Ｊに含まれる方向ベクトルＶ→を各点Ｐ
について生成し（Ｓ２０）、切断面Ｊ上に二次元ベクト
ル場を定義する。切断面Ｊ上に、方向ベクトルＶ→に沿
って伸びる多数の万線Ｍを形成し（Ｓ３０）、この万線
パターンを透明なエンボスシートＥ上に凹凸パターンと
して形成する。このエンボスシートＥを、木目柄が印刷
された印刷シート上に積層すれば、万線条溝によって照
り模様が表現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木調質感エンボス
シートおよびこれを用いた建材に関し、特に、天然木材
の表面に現れる「照り」あるいは「もく」と呼ばれてい
る光沢模様を表現するために、木目柄パターンの印刷面
の上に積層して用いる木調質感エンボスシートに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】壁紙や床材などの建材の表面装飾や、家
具の表面装飾の模様として、木目柄パターンは最も好ま
れて用いられるモチーフである。このような木目柄パタ
ーンをもった印刷物を作成する場合、通常は、天然木の
材面をカメラなどで撮影し、この天然木のもつ木目柄パ
ターンをそのまま利用する方法が採られる。近年では、
印刷分野においてもコンピュータを利用した画像処理技
術が普及してきているため、天然木の木目柄パターンを
ＣＣＤカメラなどで画像データとして取り込み、この画
像データに対して、コンピュータを利用して必要な画像
処理を施し、処理後の画像データに基づいて印刷を行う
という手法も広く行われている。

【０００３】また、最近は、意匠性の高い木目柄をもっ
た天然木を入手することが困難になってきており、実際
の天然木材を全く用いることなしに、コンピュータを利
用して完全に人為的に木目柄パターンを作成しようとす
る試みもなされている。たとえば、特開平８−２２５３
８号公報には、三次元空間内に三次元樹木モデルを定義
し、これを所定の切断面で切断することにより、木目導
管断面パターンを得る手法が開示されている。

【０００４】一般に、天然木にみられる木目模様は、主
に、年輪模様、導管溝模様、照り模様などから構成され
ている。年輪模様は、一年ごとの寒暖差に基づいて天然
木の一年の成長に合わせて形成される細胞組織の粗密の
模様である。導管溝模様は、天然木の成長に必要な水分
や養分の通路として用いられる繊維状の導管を切断する
ことによって得られる断面模様であり、通常は、ややい
びつな楕円状をした模様になる。一方、照り模様は、一
般に「照り」あるいは「もく」と呼ばれている光沢模様
であり、材面からの反射光に基づいて生じる模様であ
る。天然木の材面では、繊維質の配向性が部分ごとに異
なっており、この配向性の分布が照り模様として観察さ
れることになる。光の反射に基づいて生じる模様である
ため、同一の材面であっても、光源からの光の入射方向
および観察者による観察方向によって、異なった照り模
様が現れることになる。

【０００５】このように、照り模様は、光学的な観察条
件によって変化するという特有の性質をもった模様であ
るため、塩化ビニールなどのシート上に木目柄を印刷し
た人工的な建材の場合、通常の印刷層のみによって表現
することは困難である。そこで、印刷シートの上にエン
ボスシートを形成した積層構造を採り、このエンボスシ
ートの表面の凹凸構造により、照り模様を表現する技術
が提案されている。たとえば、特開平５−２８９３０２
号公報には、表面に多数の万線条溝を形成した木調質感
エンボスシートを用いて、照り模様を表現する手法が開
示されており、特開平８−３２３９４８号公報には、こ
の木調質感エンボスシート上の照り模様を、年輪模様お
よび導管溝模様に融合させるための手法が開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した万線条溝を用
いた木調質感エンボスシートを用いれば、観察方向に応
じて変化する照り模様を表現することは可能である。し
かしながら、従来提案されている万線条溝による照り模
様の表現は、あくまでも疑似的な表現であり、天然木の
材面から得られる実際の照り模様を十分に再現すること
はできない。このため、天然の照り模様に比べて不自然
さが残り、観察者に違和感を抱かせてしまう結果とな
る。

【０００７】そこで本発明は、より天然木の材面に近い
自然な照り模様を表現することが可能な木調質感エンボ
スシートを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

(1) 本発明の第１の態様は、天然木材の表面に現れる
木調質感を表現するために用いる木調質感エンボスシー
トを作成する方法において、所定の画像形成面上の各点
に、木材の繊維の配向性を示す繊維もぐり角を定義する
繊維もぐり角定義段階と、与えられた繊維もぐり角を画
像形成面に沿った方向ベクトルに変換する変換式を定義
し、この変換式を用いて、画像形成面上の各点に定義さ
れた繊維もぐり角をそれぞれ方向ベクトルに変換する方
向ベクトル生成段階と、画像形成面上に、方向ベクトル
に沿った万線を形成する万線形成段階と、万線を凹凸パ
ターンとして表現したエンボスシートを作成するエンボ
スシート作成段階と、を行うようにしたものである。

【０００９】(2) 本発明の第２の態様は、上述の第１
の態様に係る木調質感エンボスシートの作成方法におい
て、繊維もぐり角定義段階で、所定の基準軸に対する配
向性が部分ごとに異なる三次元ベクトル場を定義し、こ
の三次元ベクトル場を画像形成面で切断し、切断面上の
各点におけるベクトル場の配向性に基づいて繊維もぐり
角を定義するようにしたものである。

【００１０】(3) 本発明の第３の態様は、上述の第１
の態様に係る木調質感エンボスシートの作成方法におい
て、繊維もぐり角定義段階で、天然木材の表面上の各点
からの反射光の強度を測定することができる測定系を用
い、天然木材を種々の角度から観察したときの各点から
の反射光強度を測定し、この測定結果に基づいて天然木
材表面上の各点の繊維もぐり角を演算により求め、この
演算により求めた繊維もぐり角を画像形成面上に定義す
るようにしたものである。

【００１１】(4) 本発明の第４の態様は、上述の第１
の態様に係る木調質感エンボスシートの作成方法におい
て、方向ベクトル生成段階で、繊維もぐり角ξの変化に
対して単調増加もしくは単調減少する角度θを定義し、
この角度θに応じた方向ベクトルを定めるようにしたも
のである。

【００１２】(5) 本発明の第５の態様は、上述の第１
の態様に係る木調質感エンボスシートの作成方法におい
て、万線形成段階で、画像形成面上に縦横に配列された
多数の画素からなる画素配列を定義する第１のステップ
と、この画素配列の第１行目に、互いに所定間隔をおい
て配置された複数の代表画素を定義し、各代表画素の近
傍に、連続配置された画素群からなる画素帯をそれぞれ
定義する第２のステップと、第ｉ行目の各代表画素につ
いて、これら各代表画素内の点に定義された方向ベクト
ルの示す方向に位置する第（ｉ＋１）行目の画素を求
め、求めたこれらの画素を第（ｉ＋１）行目の代表画素
と定義し、これら第（ｉ＋１）行目の代表画素の近傍
に、連続配置された画素群からなる画素帯をそれぞれ定
義する第３のステップと、パラメータｉの値をｉ＝１か
ら１ずつ増加させながら、第３のステップを繰り返し実
行する第４のステップと、を行い、最終的に得られた画
素帯の集合によって万線を形成するようにしたものであ
る。

【００１３】(6) 本発明の第６の態様は、上述の第５
の態様に係る木調質感エンボスシートの作成方法におい
て、第３のステップの後に、相互の間隔が所定の基準以
上離れた一対の画素帯が存在する場合には、この一対の
画素帯の間に新たな代表画素を定義し、この新たな代表
画素に基づいて新たな画素帯を発生させる調整処理を行
うようにしたものである。

【００１４】(7) 本発明の第７の態様は、上述の第５
の態様に係る木調質感エンボスシートの作成方法におい
て、第３のステップの後に、自己の左側に隣接する画素
帯と自己の右側に隣接する画素帯との間隔が所定の基準
以下に接近している画素帯が存在する場合には、当該画
素帯およびその代表画素を消滅させる調整処理を行うよ
うにしたものである。

【００１５】(8) 本発明の第８の態様は、天然木材の
表面に現れる木調質感を表現するために用いる木調質感
エンボスシートを作成する装置において、天然木の木理
を表現する三次元ベクトル場を発生させるベクトル場発
生手段と、所定の画像形成面によって、発生させた三次
元ベクトル場を切断したときに、切断面上の各点におけ
るベクトル場の配向性に基づいて繊維もぐり角を求め、
画像形成面上の各点に繊維もぐり角を定義する繊維もぐ
り角演算手段と、与えられた繊維もぐり角を画像形成面
に沿った方向ベクトルに変換する所定の変換式に基づい
て、画像形成面上の各点に定義された繊維もぐり角をそ
れぞれ方向ベクトルに変換する方向ベクトル演算手段
と、画像形成面上に、所定の幅を有し方向ベクトルに沿
って配置された万線を定義し、これら万線から構成され
る二値画像パターンを生成するパターン生成手段と、こ
の二値画像パターンに基づいて、凹凸パターンをもった
エンボス版を作成する刷版手段と、このエンボス版を用
いてエンボスシートを作成するエンボス加工手段と、を
設けたものである。

【００１６】(9) 本発明の第９の態様は、天然木材の
表面に現れる木調質感を表現するために用いる木調質感
エンボスシートにおいて、表面に、多数の万線からなる
凹凸パターンを形成し、かつ、これら万線が、木材の繊
維の配向性を示す繊維もぐり角に対応した方向成分を有
するようにしたものである。

【００１７】(10) 本発明の第１０の態様は、上述の第
１〜第７の態様に係る作成方法によって作成された木調
質感エンボスシートもしくは上述の第９の態様に係る木
調質感エンボスシートを、透明材料によって構成し、木
目柄を印刷した印刷シート上に、この木調質感エンボス
シートを積層することにより建材を構成したものであ
る。

【００１８】(11) 本発明の第１１の態様は、上述の第
１０の態様に係る建材において、印刷シート上の木目柄
のパターンと、木調質感エンボスシート上の万線のパタ
ーンとを、同一の三次元ベクトル場を用いたコンピュー
タ画像処理によって形成するようにしたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施形態
に基づいて説明する。

【００２０】§１． 天然木の材面に現れる照り模様の
本質 本発明の主眼は、天然木の材面に現れる自然な照り模様
を、エンボスシートを用いて人為的に再現することにあ
る。そこで、ここでは、天然木の材面に現れる照り模様
の本質について述べておく。

【００２１】既に述べたように、一般的な天然木の材面
には、年輪模様、導管溝模様、照り模様が存在する。こ
こで照り模様は、入射光の角度や観察方向によって変化
する特有の模様であり、一般に「照り」あるいは「も
く」と呼ばれている。たとえば、天然木から切り出した
材木板をある方向から観察すると、図１(a) にハッチン
グを施して示す領域が白っぽく光って見え、観察方向を
若干変えると、今度は、図１(b) に示すように、別な領
域が白っぽく光って見える。このように、照り模様のパ
ターンが観察角度によって変化するのは、天然木の材面
上では、繊維質の配向性が部分ごとに異なっているため
である。天然木の内部には、植物としての営みを行うた
めに、細胞、導管、繊維などの種々の要素が含まれてお
り、これらの要素は全体的には樹木の成長方向を向いて
いる。ここでは、このように樹木の成長方向に沿った軸
方向要素を包括的に繊維質と呼ぶことにする。

【００２２】このように、天然木の繊維質の配向性は、
全体的には樹木の成長方向を向いているものの、部分的
にはその配向性にバラツキを生じていることが多い。こ
のような配向性は一般に「木理」と呼ばれており、配向
性の状態により、波状木理、螺旋木理、交錯木理といっ
た名称で呼ばれている。たとえば、実際の天然木の成長
方向が基準軸Ａの方向だとすると、天然木内部の繊維質
は全体としてはこの基準軸Ａに沿った方向に伸びている
が、部分的にはその配向性にバラツキが生じていること
になる。このような部分的な配向性のバラツキが、材面
上では照り模様として認識されることになる。

【００２３】ここでは、この「木理」の概念を視覚的に
把握できるように、図２に示すような基準繊維束モデル
を考えてみる。ここに示すモデルは、樹木内の導管や繊
維などの軸方向要素の配向性を、多数の細長い円筒状繊
維の束で示したものであり、樹木を構成する繊維質の流
れの向きを示すものである。もちろん、実際の天然木
は、このような単純な円筒状繊維の束から構成されるわ
けではなく、細胞、導管、繊維など多数の要素を含んで
いるが、ここではこれら多数の要素の軸方向要素の配向
性を示すモデルとして、円筒状の繊維束モデルを用いる
ことにする。基本的には、この図２に示すように、繊維
束の配向性は成長方向を向いた基準軸Ａに沿ったものと
なり、個々の繊維はいずれも基準軸Ａに平行に配置され
るはずである。すなわち、ある繊維上での着目点Ｐと、
同じ繊維上の隣接点Ｑとの位置関係を考えると、点Ｐか
ら点Ｑへ向かうベクトル（以下、繊維方向ベクトルと呼
ぶ）は、基準軸Ａの方向を向いたものになる。しかしな
がら、自然界で成長する樹木には、その成長過程におい
て、部分的に配向性が異なる現象が多くみられ、そのよ
うな配向性のバラツキ現象が「木理」として現れること
になる。

【００２４】たとえば、図３左に示すように、基準軸Ａ
に対して垂直な方向Ｂを定義し、基準軸Ａに沿った方向
を示すベクトルに方向Ｂの成分を部分的に付加すること
により繊維方向ベクトルＦ１→（電子出願の制約から、
本願明細書においては、本来符号の上部に付記するベク
トル記号“→”を符号右側に付記することにする）を定
義する。そして、個々の繊維がこの繊維方向ベクトルＦ
１→に沿った方向を向くように、図２に示す基準繊維束
モデルを歪ませると、図３右に示すような歪曲繊維束モ
デルが得られる。図２のモデルにおける点Ｐ，Ｑは、図
３のモデルではそれぞれ点Ｐ′，Ｑ′へと変位してお
り、点Ｐ′から点Ｑ′へ向かうベクトルは、点Ｐ（もし
くは点Ｐ′）の位置における繊維方向ベクトルＦ１→と
なる。このような歪曲繊維束モデルは、一般に波状木理
と呼ばれている木理を含んだモデルとなる。

【００２５】また、図４左に示すように、基準軸Ａの周
囲を螺旋状に取り巻く繊維方向ベクトルＦ２→を定義
し、個々の繊維がこの繊維方向ベクトルＦ２→に沿った
方向を向くように、図２に示す基準繊維束モデルを歪ま
せると、図４右に示すような歪曲繊維束モデルが得られ
る。図２のモデルにおける点Ｐ，Ｑは、図４のモデルで
はそれぞれ点Ｐ′，Ｑ′へと変位しており、点Ｐ′から
点Ｑ′へ向かうベクトルは、点Ｐ（もしくは点Ｐ′）の
位置における繊維方向ベクトルＦ２→となる。このよう
な歪曲繊維束モデルは、一般に螺旋木理と呼ばれている
木理を含んだモデルとなる。

【００２６】続いて、繊維質の配向性と照り模様との関
係を考えてみる。いま、図２に示すような基準繊維束モ
デル（すなわち、繊維質の配向性がすべて基準軸Ａに沿
ったモデル）を、図５に示すように、基準軸Ａに垂直な
切断面Ｊで切った場合と、図６に示すように、基準軸Ａ
に平行な切断面Ｊで切った場合について、それぞれ切断
面Ｊの鏡面反射光強度（光沢度）を比べてみる。一般
に、図５に示すように、樹木の成長方向（基準軸Ａの方
向）に対して垂直な切断面で天然木を切断したときに現
れる切り出し面は「木口面」と呼ばれており、図６に示
すように、樹木の成長方向（基準軸Ａの方向）に対して
平行な切断面で天然木を切断したときに現れる切り出し
面は「柾目面」と呼ばれている（より正確には、「柾目
面」とは、特に中心軸を通る面で切断した場合の切り出
し面をいい、切断面が成長方向に平行ではあるが、中心
軸からはずれている場合は「板目面」という）。

【００２７】図５に示すような「木口面」による切断を
行うと、材木板表面に対して、個々の繊維は垂直に潜る
ような配向性を有することになり、照射された光は材木
板内部で吸収されやすくなり、外部に出てきにくくな
る。したがって、表面の鏡面反射率は低くなり、光沢感
のない面になる。これに対し、図６に示すような「柾目
面」による切断を行うと、材木板表面に対して、個々の
繊維は水平に寝るような配向性を有することになり、照
射された光の多くは材木板内部へは浸透せずに表面で反
射することになる。したがって、表面の鏡面反射率は高
くなり、光沢感のある面になる。もちろん、観察者から
見た光沢感は、表面の鏡面反射率だけでなく、光源の方
向および観察方向に基づいて定まる。

【００２８】図７は、材木板表面の繊維質の配向性と鏡
面反射率との関係を説明する図である。いま、材木板１
００の表面（切断面Ｊ）に、図に繊維方向ベクトルＦ→
として示すような配向性をもって繊維Ｆが配置されてい
るものとする。このとき、切断面Ｊと繊維Ｆとのなす角
ξは、繊維もぐり角と呼ばれている。図５に示す「木口
面」による切断の場合、繊維もぐり角ξ＝９０°とな
り、図６に示す「柾目面」による切断の場合、繊維もぐ
り角ξ＝０°となる。ここでは、材木板１００の上方に
仮想光源２００（面光源）を仮定し、この仮想光源２０
０から材木板１００の表面（切断面Ｊ）に対して垂直な
光線が照射され、この表面からの拡散反射光および鏡面
反射光を観察する単純な場合を考える。この場合、観察
される拡散反射光の強度は、材木板１００の表面の木目
模様の色成分によって左右され、この拡散反射光による
画像は、いわゆる着色された模様として認識されること
になる。一方、観察される鏡面反射光の強度Ｗ（光沢
度）は、繊維もぐり角ξによって左右され、通常、図８
のグラフに示すような関係が定義される。

【００２９】より正確には、各部における鏡面反射光強
度は、光の照射方向と繊維もぐり角ξとの双方によって
決定される。すなわち、図７に示すように、切断面Ｊ上
の点Ｐにおいて、光線方向ベクトルＬ→と繊維方向ベク
トルＦ→とを図のように定義すれば、両ベクトルの交錯
角φによって点Ｐにおける鏡面反射光強度が決定される
ことになる。上述の例のように、光線方向ベクトルＬ→
が切断面Ｊに対して垂直であるモデルの場合、ベクトル
交錯角φ＝９０°−ξとなり、図８のグラフに示すよう
に、φ＝９０°のときに鏡面反射光強度が最高になり、
φ＝０°のときに最低となる。図５に示す「木口面」に
よる切断の場合、繊維もぐり角ξ＝９０°となるため鏡
面反射光強度Ｗが小さくなり、光沢感が少なくなる。逆
に、図６に示す「柾目面」による切断の場合、繊維もぐ
り角ξ＝０°となるため鏡面反射光強度Ｗが大きくな
り、光沢感が大きくなる。

【００３０】ところで、図２に示すような基準繊維束モ
デルを平面で切断した場合、その切断方向によって、切
断面全体の光沢感の大小は左右されるが、光沢感の部分
的な大小分布は生じないので、いわゆる照り模様は発生
しない。実際の天然木から切り出した材木板の表面に照
り模様が見られるのは、実際の天然木には、図３あるい
は図４に示したような木理の要素が含まれているためで
ある。このように、木理の要素を含んだ樹木を切断する
と、切断面上の各部分ごとに異なる繊維もぐり角ξが得
られることになり、この部分ごとの異なる繊維もぐり角
ξに基づいて照り模様が現れることになる。もっとも、
天然木の木理に基づく繊維質の配向性の変化は、自然の
揺らぎをもった緩やかなものであるため、材面の観察角
度を変えることにより現れる照り模様の変化も、自然の
揺らぎをもった緩やかなものになる。要するに、天然木
には、木理による「繊維質の独特な流れ」が存在し、部
分的に繊維質の流れが変わると、上述したように鏡面反
射光の強度にも変化が現れるため、部分的に「反射ム
ラ」が生じることになり、いわゆる「照り模様」が現れ
ることになる。

【００３１】§２． 本発明による照り模様再現のアプ
ローチ このように、天然木の材面に現れる照り模様の本質は、
木理に基く繊維もぐり角ξの分布にあり、繊維もぐり角
ξがほぼ同じ領域が、ある特定の観察条件において同時
に光って見えることになる。したがって、天然木の照り
模様を全く同じ原理で再現するためには、エンボスシー
トの表面に種々の繊維もぐり角ξをもった繊維質の構造
を物理的に再現する必要がある。しかしながら、現在の
エンボス加工技術では、商業用の建材製造プロセスに、
このような実際の繊維質構造を再現するための複雑な工
程を組み込むことは現実的ではない。現在、一般的に利
用されているエンボス版の製造方法は、ダイレクトエッ
チング法と呼ばれる方法であり、この方法で作成された
エンボス版上には、凹部と凸部との二段階の段差構造が
形成されるだけである。このダイレクトエッチング法を
何回か繰り返し行えば、多段構造を得ることもできる
が、種々の繊維もぐり角ξをもった繊維質の構造を物理
的に再現することは不可能である。

【００３２】本発明の基本概念は、実際の天然木の材面
に現れる繊維もぐり角ξという要素を、エンボスシート
上では万線条溝の方向に置き換え、多数の万線条溝とし
て、照り模様を表現する点にある。一般に、多数の細か
な線からなるパターンは、万線パターンと呼ばれてお
り、本発明では、この万線をエンボスシート上に凹凸構
造をもった万線条溝として形成することになる。

【００３３】図９は、エンボスシートＥ上に形成された
万線条溝Ｇの基本構造を示す斜視図である。この例で
は、幅Ｗ１の万線条溝Ｇが相互に間隔Ｗ２を保ちながら
多数形成されている。エンボスシートＥの全体の厚みＤ
１に対して、万線条溝Ｇは深さＤ２の溝を形成してお
り、多数の万線条溝Ｇがほぼ平行に配置されている。こ
のような万線条溝Ｇからなるパターンは、幅Ｗ１をもっ
た凹部と幅Ｗ２をもった凸部との二段階の段差構造から
なり、従来の一般的なダイレクトエッチング法を用いて
容易に構成することができる。

【００３４】このような万線条溝Ｇが形成されたエンボ
スシートＥは、その表面から得られる反射光の強度が観
察方向によって異なることが知られている。このエンボ
スシートＥを、万線条溝Ｇに平行な面で切断した断面を
図１０(a) に示し、万線条溝Ｇに垂直な面で切断した断
面を図１０(b) に示す。図１０(a) に示すように、万線
条溝Ｇに対して平行な方向から入射した光は、万線条溝
Ｇの底面で反射して、そのまま万線条溝Ｇに沿った方向
へと鏡面反射光として射出する。これに対して、図１０
(b) に示すように、万線条溝Ｇに対して垂直な方向から
入射した光は、万線条溝Ｇの壁面および底面で何回も反
射して、最終的にバラバラな方向へ拡散反射光として射
出する。このため、万線条溝Ｇに平行な方向から観察す
ると、強い鏡面反射光が得られるが、万線条溝Ｇに垂直
な方向から観察すると、鏡面反射光は弱くなる。

【００３５】万線条溝Ｇのこのような性質を利用すれ
ば、照り模様を疑似的に表現することが可能になる。た
とえば、図１１の平面図に示すように、エンボスシート
Ｅの表面全体に渡って万線条溝Ｇを形成しておき、しか
も、ある部分領域についての万線条溝Ｇの向きを異なら
せておけば、この部分領域から得られる鏡面反射光の強
度は、他の部分領域から得られる鏡面反射光の強度とは
異なることになり（強くなるか、弱くなるかは、観察方
向によって変化する）、いわゆる照り模様が観察される
ことになる。したがって、このようなエンボスシートＥ
を透明材料によって構成しておき、図１２に示すよう
に、このエンボスシートＥを木目柄を印刷した印刷シー
トＳ上に積層するようにして壁紙や床材などの建材を構
成すれば、照り模様をもった木目柄建材を得ることがで
きる。

【００３６】もっとも、このような万線条溝Ｇをもった
エンボスシートＥを建材に用いて、照り模様を表現する
手法自体は、既に述べたように、特開平５−２８９３０
２号公報や特開平８−３２３９４８号公報に開示されて
いる。しかしながら、従来の手法では、たとえば正弦波
を基調とした波状の万線条溝を形成したり、便宜的に複
数の閉領域を定義して各閉領域ごとに所定の向きの万線
条溝を形成したりしていたため、実際の天然木の材面に
見られる自然な風合いをもった照り模様を十分に再現す
ることが困難であった。

【００３７】本発明の特徴は、§１で述べた天然木の材
面に現れる照り模様の本質を踏まえた上で、同様の照り
模様を万線条溝によって疑似的に表現する点にある。天
然木の材面に現れる照り模様は、繊維もぐり角ξの分布
に基づくものであるのに対し、万線条溝を有するエンボ
スシート上に現れる照り模様は、万線条溝の平面上での
向き（方向ベクトル）の分布に基づくものである。そし
て、前者では、繊維もぐり角ξがほぼ等しい領域が、あ
る状態において同時に白っぽく光っている様子が見られ
るのに対し、後者では、万線条溝の方向ベクトルがほぼ
等しい領域が、ある状態において同時に白っぽく光って
いる様子が見られることになる。もともと繊維もぐり角
ξは、図７に示すように、平面と繊維ベクトルＦ→との
交差角として定義されたものであるのに対し、万線条溝
の方向ベクトルは、平面上での万線条溝の向きを示すも
のである。したがって、繊維もぐり角ξと万線条溝の方
向ベクトルとは、理論的には全く異なる物理量である。
しかしながら、両者はいずれも観察時の反射光強度を支
配するパラメータとして機能するという共通点を有す
る。本願発明者は、この共通点に着目し、実際の天然木
の材面に現れる繊維もぐり角ξという要素を、万線条溝
の方向ベクトルという要素に関連づけ、エンボスシート
により天然木に近い照り模様を表現することに想到した
のである。

【００３８】§３． 本発明に係る木調質感エンボスシ
ートの作成方法 続いて、図１３の流れ図を参照しながら、本発明に係る
木調質感エンボスシートの作成方法の基本手順を説明す
る。まず、ステップＳ１０において、繊維もぐり角の定
義を行う。すなわち、まず所定の画像形成面を定義し、
この画像形成面上の各点に、それぞれ木材の繊維の配向
性を示す繊維もぐり角ξを定義することになる。図１３
では、流れ図の右脇に、各ステップで行われる処理の概
念図が示されており、ステップＳ１０の右脇の概念図
は、画像形成面Ｊ上の点Ｐに、繊維ベクトルＦ→と画像
形成面Ｊとのなす角度ξを繊維もぐり角として定義した
状態を示している。ステップＳ１０では、このように、
画像形成面Ｊ上のすべての点に対して、それぞれ所定の
繊維もぐり角ξが定義されることになる。もっとも、実
際には、後の§４で述べるように、最終的な万線パター
ンは個々の画素によって構成されることになるので、画
像形成面Ｊ上に有限個の点を定義し、これらの各点につ
いて、それぞれ繊維もぐり角ξを定義しておけば十分で
ある。

【００３９】以下、繊維もぐり角ξを定義する具体的な
方法を述べる。本願発明者が最も好ましい実施形態と考
えている方法は、所定の基準軸に対する配向性が部分ご
とに異なる三次元ベクトル場を定義し、この三次元ベク
トル場を画像形成面で切断し、切断面上の各点における
ベクトル場の配向性に基づいて繊維もぐり角を定義する
方法である。たとえば、図１４に示すような波状木理を
表現した歪曲繊維束モデルを生成し、このモデルを所定
の切断面Ｊ（この例では木口面）で切断したとしよう。
すると、図１５に示すように、切断面Ｊ上の任意の点Ｐ
について、繊維ベクトルＦ→を求めることができる。こ
こで、繊維ベクトルＦ→は、図１４に示す歪曲繊維束モ
デルを構成する繊維のうち、点Ｐに位置する繊維の向き
を示すベクトルである。このような繊維ベクトルＦ→が
求まったら、切断面Ｊと繊維ベクトルＦ→とのなす角ξ
を求めれば、この角ξが点Ｐにおける繊維もぐり角とな
る。切断面Ｊを画像形成面とすれば、画像形成面上の各
点に、それぞれ所定の繊維もぐり角ξを定義することが
できる。

【００４０】ところで、図１４に示す歪曲繊維束モデル
は、図２に示す基準繊維束モデルを、図３左に示す繊維
ベクトルＦ１→に沿って歪ませることにより得られたも
のであり、その本質は、三次元ベクトル場に他ならな
い。この三次元ベクトル場は、所定の方程式を用いて定
義することができる。たとえば、ＸＹＺ三次元座標系に
おいて、図２に示すような基準繊維束モデルを構成する
各点の位置を座標値（ｘ，ｙ，ｚ）で定義しておき、 ｘ′＝ｘ＋α・ｓｉｎ（β・ｚ） ｙ′＝ｙ ｚ′＝ｚ なる変換式（αおよびβは所定の定数、乱数もしくは関
数）に基づいて、新たな座標値（ｘ′，ｙ′，ｚ′）を
求め、座標値（ｘ，ｙ，ｚ）に位置していた点を、新た
な座標値（ｘ′，ｙ′，ｚ′）へと移動させれば、移動
後の点の集合によって図３に示すような波状木理の歪曲
繊維束モデルが形成される。ここで、図２のモデルにお
いて基準軸Ａに沿って配置されていた２点Ｐ，Ｑが、図
３のモデルではそれぞれ点Ｐ′，Ｑ′に移動したとすれ
ば、点Ｐ′から点Ｑ′に向かう方向を、たとえば点Ｐ′
におけるベクトル場の方向と定義することができる。別
言すれば、上述の変換式によって、図３に示すような波
状木理に相当する三次元ベクトル場を定義することがで
きる。同様に、図４に示すような螺旋木理に相当する三
次元ベクトル場は、θ０およびβを所定の定数、乱数も
しくは関数として、 ｘ′＝ｒ・ｃｏｓ（θ０＋θ） ｙ′＝ｒ・ｓｉｎ（θ０＋θ） ｚ′＝ｚ ただし、ｒ＝（ｘ^２＋ｙ^２）^１／２ θ＝β・ｚ なる座標変換式によって定義することができる。

【００４１】結局、ステップＳ１０における繊維もぐり
角の定義処理は、上述した座標変換式などを用いて三次
元ベクトル場を定義し、この三次元ベクトル場内に所定
の切断面Ｊ（画像形成面）を定義し、この切断面Ｊ上の
各位置について、ベクトルと切断面とのなす角度ξを演
算によって求める処理として実行することができる。い
わば、この方法は、コンピュータ内に木理の要素をもっ
た三次元の仮想樹木モデルを構築し、これを仮想切断面
で切断したときの繊維もぐり角を求める処理ということ
ができる。

【００４２】もちろん、仮想樹木モデルを用いる代わり
に、実際の天然木を用いて繊維もぐり角を定義すること
も可能である。すなわち、天然木材の表面上の各点から
の反射光の強度を測定することができる測定系を用い、
この天然木材を種々の角度から観察したときの各点から
の反射光強度を測定し、この測定結果に基づいて天然木
材表面上の各点の繊維もぐり角を演算により求めるので
ある。たとえば、図１６に示すように、天然木材Ｔを用
意し、所定点Ｐを観察方向Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，…と種々
の方向から観察して、それぞれの場合の反射光強度を求
める。§１で述べたように、点Ｐにおける繊維もぐり角
ξと、各観察方向における反射光強度との間には所定の
相関関係があるので、観察方向の数をある程度増やせ
ば、各観察方向における反射光強度の結果を解析するこ
とにより、点Ｐにおける繊維もぐり角ξをある程度の精
度で決定することができる。このように、天然木材の表
面の反射光強度を実際に測定することによっても、ステ
ップＳ１０における繊維もぐり角の定義を行うことは可
能である。

【００４３】ただ、この天然木の反射光強度を測定して
繊維もぐり角を定義する手法は、反射光強度を測定する
段階での作業負担が重く、また、測定結果を解析して繊
維もぐり角を決定するための演算負担も重くなる。した
がって、建材などを製造するための商業利用上は、前述
した三次元ベクトル場を定義する手法の方が実用的であ
る。

【００４４】続いて、ステップＳ２０において、画像形
成面上の各点に方向ベクトルが生成される。そのため
に、まず、与えられた繊維もぐり角ξを画像形成面Ｊに
沿った方向ベクトルに変換する変換式を定義しておく必
要がある。図１３のステップＳ２０の右脇に示す概念図
では、画像形成面Ｊ上の点Ｐの位置に、画像形成面Ｊに
含まれる方向ベクトルＶ→が定義されている。ここで
は、この方向ベクトルＶ→を、画像形成面Ｊ上に定義さ
れた参照線Ｒとのなす各θで表わすことにし、変換式と
してθ＝ｆ（ξ）なる関数を用い、繊維もぐり角ξを角
度θに変換することにする。このような変換式を用いれ
ば、ステップＳ１０において定義されたすべての繊維も
ぐり角ξを、角度θに変換することができ、画像形成面
上の各点にそれぞれ所定の方向ベクトルＶ→を定義する
ことができる。

【００４５】図１７は、繊維もぐり角ξを角度θに変換
するための変換式の一例を示すグラフである。この例で
は、θ＝９０°＋ξなる変換式を用いて線形変換を行っ
ている。すなわち、繊維もぐり角ξ＝−９０°に対して
は、角度θ＝０°が与えられ、繊維もぐり角ξ＝０°に
対しては、角度θ＝９０°が与えられ、繊維もぐり角ξ
＝９０°に対しては、角度θ＝１８０°が与えられる。
もちろん、本発明におけるξとθとの間の変換式は、図
１７のグラフに示す変換式に限定されるものではなく、
所定のξに対して何らかのθが定まれば、どのような変
換式を用いてもかまわない。しかしながら、より効果的
な照り模様を得るためには、繊維もぐり角ξの増加に対
して、角度θが単調増加もしくは単調減少するような変
換式を用いるのが好ましい。

【００４６】図１８および図１９は、図１７のグラフに
示す変換式を用いて、繊維もぐり角ξを角度θに変換す
る処理の具体例を示す図である。図１８（斜視図）に示
すように、切断面Ｊ（画像形成面）上の所定点Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ３には、各位置における繊維ベクトルＦ１→，Ｆ
２→，Ｆ３→（三次元ベクトル場における各点のベクト
ル）と切断面Ｊとのなす角として、それぞれ繊維もぐり
角ξ１＝６０°，ξ２＝０°，ξ３＝−３０°が定義さ
れている。この場合、θ＝９０°＋ξなる変換式を用い
て、図１９（平面図）に示すように、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３の各位置には、切断面Ｊ（画像形成面）に含まれる方
向ベクトルＶ１→，Ｖ２→，Ｖ３→が定義されることに
なる。ここで、切断面Ｊの一片に参照線Ｒを定義する
と、方向ベクトルＶ１→，Ｖ２→，Ｖ３→と参照線Ｒと
のなす角は、それぞれθ１＝１５０°，θ２＝９０°，
θ３＝６０°になる。

【００４７】この具体例では、所定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３
の３点についての例を示したが、実際には、§４で詳述
するように、切断面Ｊ上に所定の解像度で画素配列を定
義し、個々の画素位置（たとえば、各画素の中心位置）
に対応する有限個の点について、このような処理が実行
されることになる。繊維もぐり角ξは、−９０°≦ξ≦
９０°の範囲をとるので、たとえば、この例のように、
θ＝９０°＋ξなる変換式を用いた変換を行うと、角度
θは、０°≦θ≦１８０°の範囲をとる角度になり、図
１９に示す参照線Ｒを基準にすると、方向ベクトルＶ
は、図の右方向（θ＝０°の場合）および左方向（θ＝
１８０°の場合）の臨界方向を含めて、図の下方へ向か
うベクトルになる。この方向ベクトルＶのとるべき方向
の範囲は、定義すべき変換式次第で制御することが可能
であり、たとえば、θ＝９０°＋ξ／２なる変換式を定
義すれば、角度θは、４５°≦θ≦１３５°の範囲をと
ることになる。

【００４８】こうして、切断面（画像形成面）Ｊ上の各
点（個々の画素位置）にそれぞれ方向ベクトルＶが定義
できたら、ステップＳ３０において、各方向ベクトルに
沿った万線が形成される。図１３のステップＳ３０の右
脇の概念図には、点Ｐにおいて、方向ベクトルＶに沿っ
た万線Ｍを形成した状態が示されている。画像形成面Ｊ
上の各点に定義された方向ベクトルＶにより、この面上
には二次元ベクトル場が形成されている。ステップＳ３
０の万線形成段階では、この二次元ベクトル場に沿った
多数の万線を形成する処理が行われることになる。その
具体的な処理手順については、§４において述べる。

【００４９】最後に、ステップＳ４０において、形成さ
れた万線を凹凸パターンとして表現したエンボスシート
が作成される。ステップＳ３０において、万線パターン
を二値画像のパターンとして用意しておけば、この二値
画像パターンに基づいて、従来の一般的なダイレクトエ
ッチング法によりエンボス版を作成し、このエンボス版
を用いて木調質感エンボスシートを大量生産することが
できる。ステップＳ４０の右脇には、こうして生産され
たエンボスシートＥの概念を示す側断面図である。

【００５０】このような工程により、透明材料からなる
エンボスシートＥを大量生産し、このエンボスシートＥ
を、図１２に示すように、木目柄の印刷シートＳ上に積
層して建材を構成すれば、天然木の材面に近い自然な照
り模様が表現された建材が得られる。すなわち、特定の
方向から観察すると、エンボスシートＥ上に形成された
万線条溝の方向ベクトルがほぼ等しい領域が、同時に白
っぽく光り、光沢領域が観察されることになる。この光
沢領域は、観察方向を変えると変化する。しかも、各万
線条溝の方向ベクトルは、繊維もぐり角に基づいて決定
されているため、天然木の材面に近い自然な照り模様が
観察されることになる。

【００５１】なお、図１２に示す印刷シートＳ上に印刷
される木目柄パターンとして、コンピュータで発生させ
た人為的なパターンを用いる場合には、印刷シートＳ上
の木目柄のパターンと、木調質感エンボスシートＥ上の
万線のパターンとを、同一の三次元ベクトル場を用いた
コンピュータ画像処理によって形成するのが好ましい。
たとえば、特開平８−２２５３８号公報には、コンピュ
ータ内の三次元仮想空間内に、三次元樹木モデルを定義
し、この三次元樹木モデルを所定の切断面で切断したと
きに、切断面上に得られる二次元パターンに基づいて、
木目柄模様を人為的に発生させる手法が開示されてい
る。また、特願平８−１６８５０４号明細書には、三次
元ベクトル場を用いて、木理を考慮した三次元樹木モデ
ルを定義し、この木理を考慮した三次元樹木モデルを切
断することにより、木理の要素が含まれた二次元木目柄
模様を人為的に発生させる手法が開示されている。この
ように、印刷シートＳ上の木目柄パターンを、三次元ベ
クトル場を利用して人為的に発生させる場合には、エン
ボスシートＥ上の万線パターンも、同じ三次元ベクトル
場を利用して発生させるのが好ましい。既に述べたよう
に、三次元ベクトル場を用いると、三次元樹木モデルに
木理に基づく歪みの要素を付加することができるが、同
一の三次元ベクトル場を用いて、印刷シートＳ上の木目
柄パターンと、エンボスシートＥ上の万線パターンとを
形成するようにすれば、印刷シートＳ上の木目模様に含
まれる木理の成分と、エンボスシートＥ上の照り模様に
含まれる木理の成分とが整合性をもつことになる。その
ため、照り模様と木目模様とが同調した、全体的に自然
な木調質感を表現することができるようになる。

【００５２】§４． 万線形成処理の具体的な手順 ここでは、図１３の流れ図にステップＳ３０として示し
た万線形成段階の具体的な手法を述べる。図２０は、そ
の具体的な手順を示す流れ図である。まず、ステップＳ
３１において、画像形成面上に画素配列を定義する。こ
こでは、図２１に示すように、画像形成面上に縦横に配
列された画素配列を定義し、左上隅の画素を第１行目の
第１列目の画素として画素Ｐ（１，１）と呼び、一般
に、第ｉ行目の第ｊ列目の画素を画素Ｐ（ｉ，ｊ）と呼
ぶことにする。既に述べたように、画像形成面上の各点
には、それぞれ所定の方向ベクトルＶが定義されてい
る。したがって、任意の画素Ｐ（ｉ，ｊ）には、それぞ
れ所定の方向ベクトルＶ（ｉ，ｊ）を対応づけることが
できる。たとえば、各画素の中心点の位置に定義された
方向ベクトルを、その画素の方向ベクトルと定義すれば
よい。

【００５３】このように、ここで述べる方法では、個々
の画素の中心点についての方向ベクトルが定義できれば
足りるので、ステップＳ１０で定義すべき繊維もぐり角
ξや、ステップＳ２０で定義すべき方向ベクトルＶ（角
度θ）は、いずれも個々の画素の中心点位置についての
み求めておけば十分である。

【００５４】さて、続くステップＳ３２では、この画素
配列の第１行目に、互いに所定間隔をおいて配置された
複数の代表画素を定義し、各代表画素の近傍に、連続配
置された画素群からなる画素帯をそれぞれ定義する処理
が行われる。たとえば、図２２には、第１行目に配置さ
れた多数の画素の中から、代表画素Ｒ１１，Ｒ１２を定
義した状態が示されている。この例では、第７列目の画
素Ｐ（１，７）を最初の代表画素Ｒ１１と定義し、以
下、１０画素ピッチで現れる画素Ｐ（１，１７），画素
Ｐ（１，２７），画素Ｐ（１，３７），…を代表画素Ｒ
１２，Ｒ１３，Ｒ１４，…と定義している。

【００５５】続いて、これら各代表画素の近傍に、画素
帯を定義する。たとえば、図２３には、各代表画素の左
右に隣接する各２画素を含めた全５画素からなる画素帯
Ｈ１１，Ｈ１２，…を定義した状態が示されている。こ
こに示す実施形態では、画素帯は常に代表画素を中心と
した全５画素からなる画素群によって構成されるような
設定を行っている。もちろん、個々の画素帯は連続配置
された複数の画素から構成されていれば、いくつの画素
から構成してもかまわない。たとえば、全７画素により
個々の画素帯を構成してもよいし、全８画素により個々
の画素帯を構成してもよい。ここでは、画素帯を構成す
る画素については、内部にハッチングを施して示すこと
にし、特に、代表画素については、中心に黒丸を付して
示すことにする。

【００５６】次のステップＳ３３では、画素配列の行数
を示すパラメータｉが初期値１に設定され、以下、ステ
ップＳ３４およびステップＳ３５の処理が繰り返し実行
される。すなわち、ステップＳ３６において、パラメー
タｉ＝ｎ−１（ただし、ｎは全行数）と判断されるま
で、ステップＳ３７においてパラメータｉが１ずつ更新
され、ステップＳ３４およびステップＳ３５の処理が繰
り返されることになる。

【００５７】ステップＳ３４では、第ｉ行目の各代表画
素について、これら各代表画素内の点に定義された方向
ベクトルの示す方向に位置する第（ｉ＋１）行目の画素
を求め、求めたこれらの画素を第（ｉ＋１）行目の代表
画素と定義し、これら第（ｉ＋１）行目の代表画素の近
傍に、連続配置された画素群からなる画素帯をそれぞれ
定義する処理が実行される。たとえば、ｉ＝１の場合、
図２４に示すように、第１行目の代表画素Ｒ１１，Ｒ１
２，…に基づいて、第２行目の代表画素Ｒ２１，Ｒ２
２，…が決定され、図２５に示すように、この第２行目
の代表画素Ｒ２１，Ｒ２２に基づいて、第２行目の画素
帯Ｈ２１，Ｈ２２，…が定義されることになる。第２行
目の代表画素Ｒ２１，Ｒ２２は、図２４に示すように、
第１行目の代表画素Ｒ１１，Ｒ１２について定義されて
いる方向ベクトルＶ１１→，Ｖ１２→に基づいて決定さ
れる。具体的には、第２行目の画素のうち、方向ベクト
ルＶ１１→に最も近い中心点を有する画素が代表画素Ｒ
２１として選択され、同様に、方向ベクトルＶ１２→に
最も近い中心点を有する画素が代表画素Ｒ２２として選
択される。また、第２行目の画素帯Ｈ２１，Ｈ２２は、
この例では、各代表画素Ｒ２１，Ｒ２２の左右に隣接す
る各２画素を含めた全５画素からなる画素帯として定義
されている。

【００５８】このように、ステップＳ３４において、第
２行目の代表画素および画素帯の定義が行われると、続
くステップＳ３５で調整処理が行われる。この調整処理
については後述する。続いて、ステップＳ３６およびス
テップＳ３７を経て、ｉ＝２に更新され、再びステップ
Ｓ３４の処理が実行されることになる。今度は、第２行
目の代表画素Ｒ２１，Ｒ２２，…に定義されている方向
ベクトルＶ２１→，Ｖ２２→に基づいて、第３行目の代
表画素Ｒ３１，Ｒ３２，…が決定され、これら代表画素
Ｒ３１，Ｒ３２に基づいて、第３行目の画素帯Ｈ３１，
Ｈ３２，…が定義されることになる。以上の処理をｉ＝
ｎ−１になるまで繰り返してゆけば、最終的に得られた
画素帯の集合によって、たとえば、図２６に示すような
万線Ｍ１，Ｍ２，…が形成されることになる（実際に
は、個々の万線Ｍ１，Ｍ２は、より上下方向に伸びた細
い線状のパターンになる）。結局、上述の繰り返し処理
は、個々の万線を図の下方へと伸ばしてゆく処理という
ことになる。

【００５９】こうして得られた万線の特徴は、個々の画
素に定義されている方向ベクトルに沿った流れをもって
いる、という点にあり、万線によって示される流れは、
ステップＳ２０において定義された方向ベクトルの流れ
を示すものになる。

【００６０】なお、方向ベクトルの流れをより高い精度
で表現した万線を形成するには、方向ベクトルの始点
を、前の行の方向ベクトルの終点に連結させるようにす
るとよい。たとえば、図２７に示すように、第ａ行目の
代表画素Ｒａ内の点Ｑａを始点として、この画素につい
て定義された方向ベクトルＶａ→を考えた場合、この方
向ベクトルＶａ→と第ｂ行目の中心線（図に一点鎖線で
示す）との交点Ｑｂを方向ベクトルＶａ→の終点とす
る。そして、この第ｂ行目の代表画素Ｒｂに基づいて、
第ｃ行目の代表画素Ｒｃを求める際には、方向ベクトル
Ｖａ→の終点を、代表画素Ｒｂについて定義された方向
ベクトルＶｂ→の始点とするのである。そして、この方
向ベクトルＶｂ→と第ｃ行目の中心線（図に一点鎖線で
示す）との交点Ｑｃを方向ベクトルＶｂ→の終点とすれ
ばよい。もちろん、各代表画素の中心点を常に方向ベク
トルの始点とする方法を採ることもできるが、図２７に
示すように、方向ベクトルを連結させてゆく方法を採れ
ば、二次元ベクトル場の流れをより忠実に万線の流れと
して表現することができる。

【００６１】また、この図２０の流れ図に示す手法によ
り万線を形成する場合には、図１３の流れ図におけるス
テップＳ２０で定義される角度θの値は、０°≦θ≦１
８０°にしておく必要がある。このような設定にすれ
ば、万線は、図の上方から下方へと伸びてゆくことにな
る。なお、第ｉ行目の代表画素に基づいて、第（ｉ＋
１）行目の代表画素が決定できない場合（たとえば、θ
＝０°の場合や、θ＝１８０°の場合）は、第（ｉ＋
１）行目には代表画素も画素帯も定義せず、第ｉ行目の
画素帯をもって当該万線の終端とすればよい。

【００６２】以上、各画素帯の中心位置に代表画素を定
義する手法を述べたが、必ずしも代表画素が中心にくる
ように画素帯を構成する必要はなく、たとえば、代表画
素とその右に隣接する４画素との合計５画素により個々
の画素帯を構成することもできる。あるいは、２つの代
表画素によって１つの画素帯を定義するような手法を採
ることも可能である。たとえば、１つの画素帯の左端画
素および右端画素をそれぞれ代表画素として、常に、両
代表画素に挟まれた部分を画素帯とするような手法を採
ることも可能である。

【００６３】続いて、図２０にステップＳ３５として示
した調整処理について説明する。この調整処理の第１の
目的は、新たな万線を発生させることにある。たとえ
ば、図２８に示す例のように、２本の万線Ｍ１，Ｍ２を
図の下方へと徐々に伸ばしていったときに、両万線Ｍ
１，Ｍ２の間隔が徐々に広がってきたとしよう。このよ
うな場合、そのまま放置しておくと、両万線Ｍ１，Ｍ２
の間に、大きな空隙領域が発生することになり好ましく
ない。そこで、図示のように、両万線Ｍ１，Ｍ２間に、
新たな万線Ｍ３を発生させる調整処理を行うのが好まし
い。また、ステップＳ３５の調整処理の第２の目的は、
互いに接近する一対の万線に挟まれた万線を終端させる
ことにある。たとえば、図２９に示す例のように、３本
の万線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を図の下方へと徐々に伸ばして
いったときに、両万線Ｍ１，Ｍ３の間隔が徐々に狭くな
ってきたとしよう。このような場合、そのまま放置して
おくと、３本の万線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が互いに接触する
ようになり好ましくない。そこで、図示のように、中央
の万線Ｍ２を終端させる調整処理を行うのが好ましい。

【００６４】具体的には、ステップＳ３５では、ステッ
プＳ３４で発生させた第（ｉ＋１）行目の画素帯につい
て、次のようなチェックを行い、必要に応じて調整処理
を行えばよい。まず、相互の間隔が所定の基準以上離れ
た一対の画素帯が存在するか否かをチェックする。そし
て、そのような画素帯が存在する場合には、この一対の
画素帯の間に新たな代表画素を定義し、この新たな代表
画素に基づいて新たな画素帯を発生させる調整処理を行
う。図２８に示す例では、所定の基準をｄ１として、ｄ
１＝１１画素なる設定を行っており、一対の画素帯Ｍ
１，Ｍ２の間隔がｄ１以上となった第１２行目におい
て、新たな代表画素ＲＲおよびこれを含む新たな画素帯
を発生させ、新たな万線Ｍ３を発生させるようにしてい
る。また、自己の左側に隣接する画素帯と自己の右側に
隣接する画素帯との間隔が所定の基準以下に接近してい
る画素帯が存在するか否かのチェックも行う。そして、
そのような画素帯が存在する場合には、当該画素帯およ
びその代表画素を消滅させる調整処理を行う。図２９に
示す例では、所定の基準をｄ２として、ｄ２＝１０画素
なる設定を行っており、画素帯Ｍ２の左側に隣接する画
素帯Ｍ１と、画素帯Ｍ２の右側に隣接する画素帯Ｍ３と
の間隔が、ｄ２以下となった第１１行目において、当該
画素帯およびその代表画素ＲＲを消滅させている。

【００６５】§５． 木調質感エンボスシートの作成装
置 最後に、本発明に係る木調質感エンボスシートの作成装
置の構成を、図３０のブロック図に基づいて説明する。
この装置は、ベクトル場発生手段１０、繊維もぐり角演
算手段２０、方向ベクトル演算手段３０、パターン生成
手段４０、刷版手段５０、エンボス加工手段６０によっ
て構成されている。ベクトル場発生手段１０は、天然木
の木理を表現する三次元ベクトル場を発生させる機能を
もった手段であり、たとえば、図３に示すような歪曲繊
維束モデルに対応する三次元ベクトル場を発生させる機
能を有する。具体的には、図３に示す繊維ベクトルＦ１
→を示すための方程式を格納することができる手段であ
ればよい。

【００６６】繊維もぐり角演算手段２０は、所定の画像
形成面によって、ベクトル場発生手段１０が発生した三
次元ベクトル場を切断したときに、この切断面上の各点
におけるベクトル場の配向性に基づいて繊維もぐり角を
求め、画像形成面上の各点に繊維もぐり角を定義する演
算を行う構成要素である。具体的には、ベクトル場発生
手段１０内に格納されている三次元ベクトル場を示す方
程式と、画像形成面を示す方程式とに基づいて、幾何学
演算を実行し、画像形成面上の各点（たとえば、各画素
の中心位置に対応する点など、後の演算で必要になる
点）について、それぞれ繊維もぐり角ξを求める処理を
行う構成要素になる。

【００６７】方向ベクトル演算手段３０は、与えられた
繊維もぐり角ξを画像形成面に沿った方向ベクトルに変
換する所定の変換式を格納しており、この変換式に基づ
いて、画像形成面上の各点に定義された繊維もぐり角ξ
をそれぞれ方向ベクトルに変換する演算を行う。具体的
には、方向ベクトルは所定の参照線Ｒとのなす角度θに
よって表現される。たとえば、θ＝２・ξなる変換式を
用意しておけば、この変換式に基づいて、画像形成面上
の各点に定義された繊維もぐり角ξが角度θに変換され
ることになる。

【００６８】パターン生成手段４０は、画像形成面上
に、所定の幅を有し、方向ベクトル演算手段３０によっ
て求められた方向ベクトルに沿って配置された万線を定
義し、これら万線から構成される二値画像パターンを生
成する演算を行う。この演算処理の具体的な手法は、既
に§４で述べたとおりである。

【００６９】結局、上述したベクトル場発生手段１０，
繊維もぐり角演算手段２０，方向ベクトル演算手段３
０，パターン生成手段４０の各構成要素は、いずれもコ
ンピュータを利用して構築される構成要素であり、最終
的に、このコンピュータによって、二値画像パターン
（万線パターン）を示す画像データが出力されることに
なる。

【００７０】刷版手段５０は、こうしてパターン生成手
段４０から出力された二値画像パターンに基づいて、凹
凸パターンをもったエンボス版を作成する手段である。
たとえば、一般的なダイレクトエッチング法を用いてエ
ンボス版を作成するのであれば、パターン生成手段４０
から出力される二値画像パターンをマスクに焼き付け、
このマスクを用いて、露光、現像、エッチングといった
フォトリソグラフィ工程を行うためのシステムによっ
て、刷版手段５０を構成することができる。ダイレクト
エッチング法を用いてエンボス版を作成すれば、万線部
分が凸部もしくは凹部を形成する二値段差構造をもった
エンボス構造を得ることができる。エンボス加工手段６
０は、こうして作成されたエンボス版を用いて、エンボ
スシートを大量生産するための装置であり、最終的に、
万線部分が凹部もしくは凸部を形成する二値段差構造を
もったエンボスシートが得られる。

【００７１】なお、エンボスシート上に形成される万線
は、§２で述べた光学的な特性（観察方向に応じて異な
る光沢感を提示する特性）を示すのに適当な寸法値を有
している必要がある。ここに示す実施形態では、次のよ
うな条件設定を行っている。まず、パターン生成手段４
０から出力される二値画像パターンを、一辺が１０μｍ
の正方形の画素の集合によって構成し、かつ、図２０に
示した万線形成手順では、代表画素を中心とした合計９
画素によって１つの画素帯を構成するようにしている。
その結果、１本の万線の幅は、９０μｍとなる。また、
図２０のステップＳ３２では、個々の画素帯の間隙部分
の寸法も９画素分の９０μｍとなるような設定を行って
おり、９０μｍ幅のライン、９０μｍ幅のスペースから
なるライン／スペースパターンを基本として、万線形成
を行っている。

【００７２】最後に、この木調質感エンボスシート作成
装置によって、実際に作成された二値画像パターン（パ
ターン生成手段４０から出力されるパターン）の例を図
３１および図３２に示しておく。このような万線パター
ンを有するエンボスシートを作成し、木目柄の印刷シー
ト上に積層させたところ、天然木の材面に近い自然な照
り模様を観察することができた。

【００７３】以上、本発明を図示する実施形態に基づい
て説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるもの
ではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。特
に、上述の実施形態で示した具体的な数値は、一例とし
て提示したものであり、本発明はこれらの数値によって
何ら限定されるものではない。また、上述の実施形態で
は、本発明を木調質感を表現するための手法として説明
したが、本発明は木調質感と等価な質感をもった模様
（たとえば、流体の流れの要素が含まれた石目模様な
ど）にも適用することができる。

【００７４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る木調質感エ
ンボスシートでは、天然木材の繊維の流れを示す繊維も
ぐり角を方向ベクトルに置換して万線として表現するよ
うにしたため、天然木の材面に近い自然な照り模様を表
現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な天然木の材面に見られる照り模様を示
す図である。

【図２】繊維束がすべて基準軸Ａの方向を向いた基準繊
維束モデルを示す斜視図である。

【図３】繊維束の方向が波状木理に基づいて変化する歪
曲繊維束モデルを示す斜視図である。

【図４】繊維束の方向が螺旋木理に基づいて変化する歪
曲繊維束モデルを示す斜視図である。

【図５】図２に示す基準繊維束モデルを木口面で切断し
た状態を示す斜視図である。

【図６】図２に示す基準繊維束モデルを柾目面で切断し
た状態を示す斜視図である。

【図７】一般的な材木板における繊維方向ベクトルＦ→
と光線方向ベクトルＬ→との関係を示す側断面図であ
る。

【図８】一般的な材木板におけるベクトル交錯角φ（繊
維もぐり角ξ）と鏡面反射光強度Ｗとの関係を示すグラ
フである。

【図９】木調質感エンボスシートの表面に形成された万
線条溝Ｇの構造を示す斜視図である。

【図１０】図９に示す万線条溝Ｇにおける光の反射特性
を示す断面図である。

【図１１】万線条溝を形成した本発明に係る木調質感エ
ンボスシートＥの基本構成を示す平面図である。

【図１２】図１１に示す木調質感エンボスシートＥを、
木目柄を印刷した印刷シートＳに積層することにより建
材を構成する状態を示す斜視図である。

【図１３】本発明に係る木調質感エンボスシートの作成
方法の基本手順を示す流れ図である。

【図１４】図１３の流れ図におけるステップＳ１０での
繊維もぐり角ξの定義方法の一例を示す斜視図である。

【図１５】図１４に示す定義方法によって、画像形成面
Ｊ上の点Ｐに定義された繊維もぐり角ξを示す斜視図で
ある。

【図１６】図１３の流れ図におけるステップＳ１０での
繊維もぐり角ξの別な定義方法の一例を示す斜視図であ
る。

【図１７】図１３の流れ図におけるステップＳ２０で方
向ベクトルを生成する際に用いるξ／θの変換式の一例
を示すグラフである。

【図１８】図１３の流れ図におけるステップＳ１０で、
画像形成面Ｊ上に定義された繊維もぐり角ξの一例を示
す斜視図である。

【図１９】図１８に示す繊維もぐり角ξを、画像形成面
Ｊに沿った方向ベクトルを示す角度θに変換した状態を
示す平面図である。

【図２０】図１３の流れ図におけるステップＳ３０の万
線形成段階の詳細な処理手順を示す流れ図である。

【図２１】図２０の流れ図におけるステップＳ３１で定
義される画素配列の具体例を示す図である。

【図２２】図２０の流れ図におけるステップＳ３２で、
第１行目に定義された代表画素を示す図である。

【図２３】図２０の流れ図におけるステップＳ３２で、
第１行目に定義された画素帯を示す図である。

【図２４】図２０の流れ図におけるステップＳ３４で、
第１行目の代表画素に基づいて、第２行目に定義された
代表画素を示す図である。

【図２５】図２０の流れ図におけるステップＳ３４で、
第１行目の代表画素に基づいて、第２行目に定義された
画素帯を示す図である。

【図２６】図２０の流れ図に示す手順により生成された
万線を示す図である。

【図２７】図２０の流れ図に示す手順を、より高い精度
で実行するための手法を示す図である。

【図２８】図２０の流れ図におけるステップＳ３５の調
整処理により、新たな万線Ｍ３が発生した状態を示す図
である。

【図２９】図２０の流れ図におけるステップＳ３５の調
整処理により、万線Ｍ２が終端した状態を示す図であ
る。

【図３０】本発明に係る木調質感エンボスシートの作成
装置の基本構成を示すブロック図である。

【図３１】図３０に示す装置によって作成された万線パ
ターンの一例を示す図である。

【図３２】図３０に示す装置によって作成された万線パ
ターンの別な一例を示す図である。

【符号の説明】

１０…ベクトル場発生手段 ２０…繊維もぐり角演算手段 ３０…方向ベクトル演算手段 ４０…パターン生成手段 ５０…刷版手段 ６０…エンボス加工手段 １００…材木板 ２００…仮想光源 Ａ…基準軸 Ｅ…エンボスシート Ｆ…繊維 Ｆ→，Ｆ１→，Ｆ２→…繊維方向ベクトル Ｇ…万線条溝 Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２…画素帯 Ｊ…切断面（画像形成面） Ｌ→…光線方向ベクトル Ｍ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…万線 Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３…観察方向 Ｐ，Ｑ…繊維束モデルあるいは画像形成面上の点 Ｐ′，Ｑ′…歪曲繊維束モデル上の点 Ｐ（ｉ，ｊ）…画素配列上の画素 Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ…ベクトルの端点 Ｒ…参照線 Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２，ＲＲ…代表画素 Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ…代表画素 Ｓ…木目柄の印刷シート Ｔ…天然木材 Ｖ→…方向ベクトル Ｖ１１→，Ｖ１２→…方向ベクトル Ｖａ→，Ｖｂ→…方向ベクトル Ｖ（ｉ，ｊ）…画素Ｐ（ｉ，ｊ）についての方向ベクト
ル Ｗ…鏡面反射光強度（光沢度） ξ…繊維もぐり角 φ…ベクトル交錯角 θ…方向ベクトルＶ→と参照線Ｒとのなす角

フロントページの続き (72)発明者 有吉 俊雄 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 神力 哲夫 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天然木材の表面に現れる木調質感を表現
   するために用いる木調質感エンボスシートを作成する方
   法であって、 所定の画像形成面上の各点に、木材の繊維の配向性を示
   す繊維もぐり角を定義する繊維もぐり角定義段階と、 与えられた繊維もぐり角を前記画像形成面に沿った方向
   ベクトルに変換する変換式を定義し、この変換式を用い
   て、前記画像形成面上の各点に定義された繊維もぐり角
   をそれぞれ方向ベクトルに変換する方向ベクトル生成段
   階と、 前記画像形成面上に、前記方向ベクトルに沿った万線を
   形成する万線形成段階と、 前記万線を凹凸パターンとして表現したエンボスシート
   を作成するエンボスシート作成段階と、 を有することを特徴とする木調質感エンボスシートの作
   成方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の作成方法において、 繊維もぐり角定義段階で、所定の基準軸に対する配向性
   が部分ごとに異なる三次元ベクトル場を定義し、この三
   次元ベクトル場を画像形成面で切断し、切断面上の各点
   におけるベクトル場の配向性に基づいて繊維もぐり角を
   定義することを特徴とする木調質感エンボスシートの作
   成方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の作成方法において、 繊維もぐり角定義段階で、天然木材の表面上の各点から
   の反射光の強度を測定することができる測定系を用い、
   前記天然木材を種々の角度から観察したときの各点から
   の反射光強度を測定し、この測定結果に基づいて前記天
   然木材表面上の各点の繊維もぐり角を演算により求め、
   この演算により求めた繊維もぐり角を画像形成面上に定
   義することを特徴とする木調質感エンボスシートの作成
   方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の作成方法において、 方向ベクトル生成段階で、繊維もぐり角ξの変化に対し
   て単調増加もしくは単調減少する角度θを定義し、この
   角度θに応じた方向ベクトルを定めることを特徴とする
   木調質感エンボスシートの作成方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の作成方法において、 万線形成段階で、 画像形成面上に縦横に配列された多数の画素からなる画
   素配列を定義する第１のステップと、 前記画素配列の第１行目に、互いに所定間隔をおいて配
   置された複数の代表画素を定義し、各代表画素の近傍
   に、連続配置された画素群からなる画素帯をそれぞれ定
   義する第２のステップと、 第ｉ行目の各代表画素について、これら各代表画素内の
   点に定義された方向ベクトルの示す方向に位置する第
   （ｉ＋１）行目の画素を求め、求めたこれらの画素を第
   （ｉ＋１）行目の代表画素と定義し、これら第（ｉ＋
   １）行目の代表画素の近傍に、連続配置された画素群か
   らなる画素帯をそれぞれ定義する第３のステップと、 パラメータｉの値をｉ＝１から１ずつ増加させながら、
   前記第３のステップを繰り返し実行する第４のステップ
   と、 を行い、最終的に得られた画素帯の集合によって万線を
   形成することを特徴とする木調質感エンボスシートの作
   成方法。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の作成方法において、 第３のステップの後に、相互の間隔が所定の基準以上離
   れた一対の画素帯が存在する場合には、この一対の画素
   帯の間に新たな代表画素を定義し、この新たな代表画素
   に基づいて新たな画素帯を発生させる調整処理を行うこ
   とを特徴とする木調質感エンボスシートの作成方法。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の作成方法において、 第３のステップの後に、自己の左側に隣接する画素帯と
   自己の右側に隣接する画素帯との間隔が所定の基準以下
   に接近している画素帯が存在する場合には、当該画素帯
   およびその代表画素を消滅させる調整処理を行うことを
   特徴とする木調質感エンボスシートの作成方法。
8. 【請求項８】 天然木材の表面に現れる木調質感を表現
   するために用いる木調質感エンボスシートを作成する装
   置であって、 天然木の木理を表現する三次元ベクトル場を発生させる
   ベクトル場発生手段と、 所定の画像形成面によって、前記三次元ベクトル場を切
   断したときに、切断面上の各点におけるベクトル場の配
   向性に基づいて繊維もぐり角を求め、前記画像形成面上
   の各点に繊維もぐり角を定義する繊維もぐり角演算手段
   と、 与えられた繊維もぐり角を前記画像形成面に沿った方向
   ベクトルに変換する所定の変換式に基づいて、前記画像
   形成面上の各点に定義された繊維もぐり角をそれぞれ方
   向ベクトルに変換する方向ベクトル演算手段と、 前記画像形成面上に、所定の幅を有し前記方向ベクトル
   に沿って配置された万線を定義し、これら万線から構成
   される二値画像パターンを生成するパターン生成手段
   と、 前記二値画像パターンに基づいて、凹凸パターンをもっ
   たエンボス版を作成する刷版手段と、 前記エンボス版を用いてエンボスシートを作成するエン
   ボス加工手段と、 を備えることを特徴とする木調質感エンボスシートの作
   成装置。
9. 【請求項９】 天然木材の表面に現れる木調質感を表現
   するために用いる木調質感エンボスシートにおいて、 表面に、多数の万線からなる凹凸パターンが形成されて
   おり、前記万線が、木材の繊維の配向性を示す繊維もぐ
   り角に対応した方向成分を有することを特徴とする木調
   質感エンボスシート。
10. 【請求項１０】 請求項１〜７のいずれかに記載の作成
    方法によって作成された木調質感エンボスシートもしく
    は請求項９に記載の木調質感エンボスシートを、透明材
    料によって構成し、木目柄を印刷した印刷シート上に、
    前記木調質感エンボスシートを積層してなる建材。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の建材において、 印刷シート上の木目柄のパターンと、木調質感エンボス
    シート上の万線のパターンとが、同一の三次元ベクトル
    場を用いたコンピュータ画像処理によって形成されてい
    ることを特徴とする建材。