专利名称：立体加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及立体加工装置，特别涉及那种可三维地测量人的容貌，在黄金、白金等贵金属和塑料等薄板上立体雕刻该容貌，进而在钟表的文字盘和手镯、垂饰等随身饰物的一面上使用该薄板的立体加工装置。
目前，用光投影法、光阻断法和其它方法测定被测物的三维信息的方法和装置已经公开了(例如实开昭58-162011号，特开平6-29709号)。
而且，在例如不与被测物接触而三维地判定形成在铜管端部的倒角是否正常，或制造出的产品是否符合规格时用的废品检测、制品表面粗糙度测定等的测定器中，即利用着这种数据。
本申请人目前已就利用这种不与被测物接触而进行立体测量的装置，三维地测量人的容貌、并可利用该测量数据在硬币类物体的一面上正确地雕刻出人的容貌的自动雕刻装置申请了专利(特开平2-303900号)。
在该专利申请中，通过两台工业用电视摄象机测量人的容貌，利用人脸与两台工业用电视摄象机间角度的不同求出两者间的距离，从而测量出人脸的凹凸。
然而测量的人脸位置必须保持一定，这是因为原有装置的结构，要求在预定时间内反映人脸的监视器画面的中心线，与被测者自身的中心线相重合。这对于小孩、老人等不合适，且用作商品时也显得不够亲切。
而且，原有的使用激光的三维测量装置是用被测物反射的激光进行检测的，被测物上的人体毛发等不反射激光的部分与不反射激光的背景难以区别，因而难以测量。
本发明的目的是要提供一种立体加工装置，它即使作为被测物的人在预定位置随意待着也能进行足够的测定、并且能清晰地检测到毛发、而在薄板上立体加工出人的容貌。
为了能实现上述目的，本发明的立体加工装置，是用位置确定装置将人的脸部固定在预定位置，将激光扫描器以可前后左右上下移动的方式装载在扫描器台上，用由装在该激光扫描器内的两个激光投射部发出的激光三维地测量人脸轮廓，用计算机对测量得到的数据进行图象处理，并依据图象处理后的数据用三维雕刻机在薄板上立体加工出人脸图案。
当用固定在预定位置上的背板作为位置确定装置时，通过该背板与头、肩等身体的一部分相接触，可抑制身体摆动，从而可减少测量误差。特别是对于年龄较小的孩子，让其头不动是件很难的事，而通过使头靠在背板上，便可使头固定住。
该背板可用与激光照射时不反射的毛发等相区别的反射材料制作，而且呈对自然光和屋内照明光等不产生漫反射的黑色或其它接近黑色的颜色。
也可以在背板上设置凹部，利用将肩部嵌在该凹部的方式来确定住位置。
若采用具有上述构成的本发明的立体加工装置，当作为被测物的人待在预定位置将肩部嵌靠入背板的凹部而确定了位置后，操作者相对人的位置移动激光扫描器。
然后，用两个激光投射部发出激光，利用该激光由人脸反射的两个反射角度检测其凹凸，从而测定人脸的立体形状。
因毛发不反射激光，背景中的背板反射激光，且该背板与人脸之间有距离，故可充分加以区分，用认定不反射激光的部分为毛发的方式，可正确地三维测量人脸。
依据该三维测量的数据，用三维雕刻机在薄板上立体加工出人脸图案。而且，还可将该雕刻有人脸图案的薄板，作为钟表的文字盘，或是手镯、垂饰等的一面材料来使用。
图1为表示本发明的立体加工装置的一个实例的方框图。
图2为表示作为位置确定装置10的背板和作为三维测定器20的激光扫描器之间关系的斜视图。
图3为将背板10、激光扫描器20、计算机30、雕刻机40、操作员用操作板等紧凑地收装在一个组件内的概略性示意图。
图4为将薄板用作钟表字盘时的斜视图。
图5为将薄板用作胸坠之一面时的斜视图。
在附图中的各参考标号为10位置确定装置20三维测定器30计算机40三维雕刻器50薄板下面参考
本实用新型的实施例。
图1为本发明的立体加工装置的一个实例的方框图，在该图中，标号10是为正确测量作为被测物的人而将人固定在预定位置的位置确定装置，20为用激光三维测量人脸轮廓的三维测定器，30为对用该三维测定器20测得的数据进行图象处理的计算机，40为根据图象处理过的数据、在所需的薄板50上按原样加工出已测定的人脸图案的三维雕刻机，利用该薄板50可以应用于例如钟表的文字盘上。
图2为表示作为位置确定装置10的背板和作为三维测定器20的激光扫描器之间关系的斜视图。
一般说来，即使被测者座在预定位置处的某个椅子11上，看前面的镜子摆好姿势并向后靠在座椅上，由于座的方式人脸的位置是不同的，因此，被测者自己仍必须将脸部保持在预定位置处。
然而，本发明可用任意组件12将背板10固定在被测者倚靠的位置处，通过使头、肩等身体的一部分与该背板10相接触来确定位置或在该背板10上设置凹部13，用使被测者P的肩部嵌入该凹部13的方式，还可以消除不同被测者间的位置偏差。当然，即使在设有凹部13而用肩部确定位置时，最好也使头和身体的一部分与背板相接触而固定。
三维测定器20可以任选，比如说可为市售的株式会社浜野エンジニアリング制的＂ボクセラン(商品名)＂。在实施例中例示了一台工业用电视摄象机(未图示)和具有两个激光投射部21的激光扫描器。
该激光扫描器20的结构，应能使其相对于扫描器台22前后左右上下移动。用于前后左右上下移动的装置也可以是设在扫描器台22上的小脚轮等部件，在图示实例中使用的是步进电动机等部件，以在两臂杆24、24上可前后滑动的方式设置底座23的部件，同时使该底座部件23和臂杆24作为一个整体，可在扫描器台22上面的沟25上左右移动。上下移动可由支撑着激光扫描器20的支柱26的上下移动来实现。
下面依据图3，说明使用本发明的立体加工装置在贵金属面上三维雕刻人的容貌图案的方法。
图3为将背板10、激光扫描器20、计算机30、雕刻机40、操作员用操作板等紧凑地收装在一个组件内的概略性说明图。首先，被测者P坐在背板10前的椅子11上，人体的一部分与背板10相接触和/或将肩部嵌靠在背板10的凹部13中。
然后，操作员在扫描器台22上前后左右上下移动激光扫描器20，以使被测者的容貌反映在监视器画面31上表示可测量范围的两垂直线32、32之间。然后由两激光投射部21发出激光，并开始测量。
这时，照到人脸部分上的激光A，反射后显示为监视器画面31上的X，照到背板10上的激光B显示为Y。然而照到毛发部分的激光C，因不被反射而呈监视器画面上的不显示部Z，由于可以推定在人脸和背板之间不显示的部分为毛发，故可检测出毛发。另外，照射到背板10以外的激光D虽也不被反射，但由于位于背板10以外，故可和毛发相区别。
用这种方式检测到的图象，若因光的干扰和漫反射等的影响而缺少部分数据，此时可进行必要的修正，按与后述各种薄板形状相吻合的方式，对数据进行放大、缩小等操作，然后在计算机画面33上对该图象处理后的数据进行校验，并存储在软盘中，然后用三维雕刻机40在薄板50上按原样立体加工出测量得到的人P的的脸部图案。当然，也可以不用监视器画面31，而仅用计算机画面33进行处理。
14为设在被测者P正面的监视器画面，它是为使被测者P可自己确定其图案而设置的，但若被测者P会因此分散注意力而使头摆动，也可以将镜面14移去。
薄板主要使用的是诸如金、银、铂等贵金属板，但如果需要时，也可以采用玻璃式塑料，或是幕碑等用的石板，牌位等用的木板等等。
薄板的形状可为园形，椭园形，诸如正方形、长方形等的四边形，菱形，星形，诸如六边形，八边形等的多边形。
这种薄板的实例可为图4所示的手表的文字盘，或是图5所示的胸坠的一个表面，故具有可以获得该人所独有的、世界上唯一的原始制品的优点。
而且，这种薄板可在垂饰，胸针，手镯，戒指，手表，座表，怀表，台灯，领带夹，袖扣，皮带，钮扣，高尔夫球指点标等广泛的范围内加以应用，还可以利用来制造具有和自己或恋人、亲友、师长等重要人物的脸部一模一样的人脸图案的薄板的各种制品。
而且如图3所示，若将背板10、激光扫描器20、计算机30、雕刻机40、操作员用操作板等紧凑地收装在一个组件内，还可将该组件设置在各类展览会场，会议广场，游乐园，主题公园、结婚现场，机场，百货公司的屋顶上，故其具有谁都可以简单利用的优点。
本发明的立体加工装置，在用激光投射部发出的激光三维测量人脸轮廓时，由于是用位置确定组件固定住作为被测物的人脸，故能正确进行测量。而且，由于可用扫描器台上下前后左右地移动激光扫描器，故可由操作员移动激光扫描器，而不需被测者自己向其靠拢吻合，所以具有小孩和老人也可使用的优点。
用固定在预定位置的背板作为位置确定装置时，无论谁往上一靠即可简单地确定其位置。此时若在背板上还设有凹部，将人的肩部嵌靠在该凹部，则具有更易于固定的优点。
而且，若背板用受到激光照射时可反射以测量其形状的黑色或与其接近的颜色构成，则可检测出人脸和背景用的背板。因此具有这样的优点，即用推定在人脸和背板间不反射部分为头发的方式，即可正确地测量出原来因不反射激光的头发和背景无法区别而无法实施测量的人脸。
权利要求
1.一种立体加工装置，其特征在于，用位置确定装置将人脸固定在预定位置，将激光扫描器以可前后左右上下移动的方式装载在扫描器台上，用由装在该激光扫描器内的两个激光投射部发出的激光三维地测量人脸轮廓，用计算机对测量得到的数据进行图象处理，并依据图象处理后的数据、用三维雕刻机在薄板上立体加工出人脸图案。
2.如权利要求1所述的立体加工装置，其特征在于位置确定装置为固定在预定位置的背板。
3.如权利要求1或2所述的立体加工装置，其特征在于背板用受到激光照射时可反射以测量其形状的黑色或与其接近的颜色构成。
4.如权利要求1或2或3所述的立体加工装置，其特征在于在背板上设有凹部，通过将人的肩部嵌靠在该凹部中可进行位置确定。
全文摘要
立体加工装置可用激光按原样三维地检测包括头发的人脸轮廓，且被测者自己无需为测量而一面移动、一面与特定的线相吻合地三维测量人脸。为将人固定在预定装置，可用位置确定装置如背板实施固定。可靠在背板上，或是在背板上设置凹部而将肩部嵌靠入该凹部来确定位置。以可前后左右上下移动的方式将激光扫描器装载在扫描器台上。而且，背板用受到激光照射时可反射以测量其形状的黑色或与其接近的颜色构成，可和不反射激光的头发区别。
文档编号B44C1/22GK1137966SQ96108060
公开日1996年12月18日 申请日期1996年4月1日 优先权日1995年4月1日
发明者河本明哲 申请人:株式会社珀蒂奥