３次元構造化表面を生成するための方法
本発明は、対象物の３次元構造化表面を生成するための方法であって、対象物表面が、加工工具を用いて、３次元構造化されたオリジナル表面の再現として創出される方法に関する。前記方法によれば、オリジナル表面のトポロジが最初に決定され、測定された深さ値が各々の表面又はグリッド要素に割り当てられ、オリジナル表面の深さマップを創出する。深さ値は、面素の反射特性に対する深さ値の影響に関し評価され、前記反射特性はパラメータの形態で記憶される。次に、深さ値は、反射値に従って修正され、加工工具を電子制御するためのトポロジデータとして使用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の３次元構造化表面を生成するための方法であって、対象物表面が、加工工具を用いて、３次元構造化されたオリジナル表面の再現、すなわちパターン化されたオリジナルとして形成され、その場合、最初に、オリジナル表面のトポロジが３次元の走査方法を用いて決定され、このように決定され、かつオリジナル表面に跨るラスタの各々の面素に属する高さ値と深さ値とを実質的に含むトポロジデータが第１のデータレコードに記憶され、測定された深さ値が各々の表面要素又はラスタ要素に割り当てられる方法に関する。このようにして、オリジナル表面の深さマップが生成される。この場合の本発明の方法の基礎は、オリジナル表面の反射特性の分析及び説明であり、次に、３次元構造化対象物表面の反射特性に影響を及ぼして、形成することである。
【背景技術】
【０００２】
表面の反射挙動を評価及び／又は分析するための方法と同様に、３次元構造化対象物表面を生成するための方法が知られている。
【０００３】
独国特許第４３２６８７４Ａ１号は、パターンを加工物の表面に彫刻するための方法を開示しており、この特許の場合、パターン化されたオリジナル表面を光学的又は機械的に走査することによって、表面情報の項目が電気制御信号の形態で発生され、記憶され、次に、彫刻用レーザを制御するために使用される。この場合、移行又は接合領域で、そこでパターン化されたオリジナルから獲得される表面情報が同一のパターンとして加工物に多重に彫刻される。ここでは、彫刻用レーザの実際の設計及び制御についてさらに説明されていない。
【０００４】
独国特許第４３２６８７４Ａ１号に開示された解決方法の本質は、オリジナル表面（パターン化されたオリジナル）の複写を作製すべきことにある。用途に応じてこの複写は比較的大きい場合があり、しかし、これに対し、パターン化されたオリジナルは、概して小さくなければならないので、加工すべき加工物の必要な大きさをカバーするために、パターン化されたオリジナルの複写表面を繰り返して互いに並んでかつ上下に置かなければならない。多重に隣接する複写表面のこのような反復の場合、さらに特別な加工が実行されない場合には、移行部は報告の形態で可視のままである（例えば繰り返す「パターン化」として、「パッチワーク」として又はムレットストリークとして）ことが知られている。
【０００５】
このような加工のいくつかの選択は、上述の引用文献に開示されている。このように、一方で、同一の表面情報を多重に及び／又は交互に複写／適用すること、あるいは逆の情報順序で、すなわち、前方に及び後方に彫刻すること、したがって、あるランダム性で適用することも教示されている。このような方法のため、移行部は幾分より柔らかくなるが、移行部は前と同じように可視のまま留まり、「チェス盤効果」、すなわち、しばしばチェス盤型パターン化の形態で目立つことが多い。
【０００６】
開示された別の原理は、単に、画像部分を取り除き、軟らかくし、修正するか及び／又は付加することによって複写の検出性を変更することにある。この場合、同様に、画像部分のエッジは可視のままである。
【０００７】
独国特許第４３２６８７４Ａ１号に開示された方法の場合、多くの他の製造方法にも当てはまるように、表面の局所的に異なる反射特性の関連が完全に無視されることが不利である。しかし、パターン化又はムレット筋の繰り返しが、特に異なる光反射のため目立つこと、あるいは特定の光入射角のため特に際立って現れることは、正確にチェス盤効果による。
【０００８】
表面の反射挙動を評価又は分析するための方法の最も簡単な方法の１つは、例えば、標準化された測定条件、例えばＩＳＯ２８１３に従って「光沢度」を決定することからなり、この場合、表面から６０°の角度で反射された光放射が測定されて、反射の割合に応じて「艶消し」から「光沢」の光沢度の分類に割り当てられる。しかし、このような光沢度は、光比率に関して考慮される表面全体の平均化された光沢性を単に説明するに過ぎない。
【０００９】
さらに、物質、すなわち表面が構成される材料に関する表現が、その表面の反射挙動を評価することによって獲得される方法が存在する。このことは、例えば、液体又は粉末のような材料サンプルを分析するとき、溶接継手を検査するとき、又は加工工程を制御するときに利用される。このように、欧州特許第６１８８５１Ａ１号は、基材の表面被覆／塗料を取り除くための方法を示しており、当該方法は、浸食されるべき被覆のみが取り除かれ、基材それ自体が破損されないように反射光の色差を評価することによって制御される。
【００１０】
例えば、自動車の内部クラッドの部分の人造皮革又はプラスチック成形スキン、すなわち、例えば、ドアクラッド又はダッシュボードを製造するとき、人工的な表面構造又は表面被覆の製造に関し、基準面／パターン化面の反射特性が照明の制御下で評価され、画像処理システムを用いて表示され、またさらなる制御及び作業工程の基礎として使用される方法が知られている。これらの決定方法の大部分に特有なことは、強く又は弱く反射する基準面の部分領域の間では、経験のある観察者の主観的な評価がこれまでのところもっぱら決定的であったことである。しかし、このような主観的な評価は、画像処理に又は生産工程に影響を及ぼす自動システムに、不十分な精度でのみ転換することができ不利である。
【００１１】
他方、人間の目による主観的な評価は、それ自体が表面の外観の非常に小さな変化を明らかに記録する構造化表面の極めて精密な種類の評価であり、これまでのところ自動的な方法で交換可能であることは明らかになっていない。例えば、表面全体を形成するサブセグメントの並置、繰り返し及びムレット筋の形成のため生じる移行部又は境界領域は、例えば、すでに言及したチェス盤型パターン化を含む、異なるか又は「不自然に」作用する光学的反射及び／又は光学的屈折と同様に目立つ。さらに、人間の目は、小さな距離で観測する場合とは完全に異なって、比較的大きな距離で観測される表面を評価するという現象がある。このように、例えば、詳細にかつ小さな距離から観測した人工皮革表面が完全に一様であるように現れ、これに対し、数メートルの距離から観測した場合、同一の人工皮革表面が不均一であり、筋付きでありまた不自然にかつ強く反射しているように知覚されることが起きる可能性がある。
【００１２】
例えば、可能な限り自然に作用する革粒子でプラスチック成形スキンを製造することが望まれる場合、反射挙動が大きな役割を果たす。革表面を見たとき、人間の目は、異なる光比率の場合の特定の反射挙動に慣れ、まさにこの反射挙動を正確に欠く人工皮革表面に極めてはねつけるように反応する。日光で不快に反射する革粒子を有するプラスチック成形スキンで覆われるダッシュボードは、消費者によって拒絶される。このことは、しばしば、このような成形スキンが生成されると、例えば規則的な穿孔の形態で、反射を減らす追加の３次元の「人工的な」構造が刻印されるという事実をもたらす。しかし、一般に、「真正の革表面」の印象はその後もう存在しなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の目的は、対象物の３次元構造化表面（対象物表面）を生成することができ、パターン又はオリジナル表面に関することを含めて、前記表面の反射特性を客観的に決定することができ、かつ影響を及ぼすことができ、さらに、表面加工用の工具の制御パラメータとして、決定された又は所望の反射特性の提供を可能にし、また自然に忠実に反射特性の伝達を可能にし、人工的な表面の反射特性を特定の用途に適合させることもできる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、主請求項の特徴によって達成される。さらに有利な改良が従属請求項に開示されている。同様に、圧刻表面を有するプラスチックフィルムが開示される。
【００１５】
ここで、本発明の解決方法は、次のこと、すなわち、
ｂ）第１のデータレコードが、面素の反射特性に対する深さ値の影響に関する当該深さ値の評価を受け、
ｃ）評価に応じて、反射値が各々の面素にパラメータとして割り当てられて、第２のデータレコードに記憶され、
ｄ）第２のデータレコードの反射値に応じて、第１のデータレコードの深さ値が改訂又は修正され、
ｅ）第１のデータレコードの前記改訂又は修正された深さ値がトポロジデータとして第３のデータレコードに記憶され、３次元構造化対象物表面を加工するための加工工具を電子制御するために使用されることにある。
【００１６】
したがって、トポロジデータの第１のデータレコードは、第２のデータレコードの反射値を用いて改訂又は補正され、すなわち、ある方法で、それ自体に関し及び／又は他の観点から評価されたその特性に関し測定されかつ修正される。この場合、反射値は、表面の反射特性を特徴づけることができる値又はパラメータ、すなわち、例えば、より詳細に以下に説明するように、顕微鏡的に小さなエッジの発生の周波数を表す値と理解される。
【００１７】
以前に知られている生成方法は、反射特性にほとんど注意を払わず、写真又は画像処理を介した表面全体の主観的な評価をせいぜい含むに過ぎないのに対し、本発明の解決方法の場合の重要なステップは、優先的に小さな面素の３次元表面に実際に存在する巨視的な深さ構造に、表面の反射特性を結合することにある。このように、本発明による方法は、深さ構造、すなわち表面のトポロジマップと局所的な反射挙動との相関関係を発生し、この反射挙動を、対象物表面のさらなる加工のベースとしてパラメトリック形態で利用可能にする。
【００１８】
１つの有利な発展形態は、方法ステップｂ）とｃ）が、
ｂ）第１のデータレコードがエッジ検出を受け、次に、深さ値を参照して平均計算を受け、
ｃ）平均計算によって獲得されかつエッジの周波数及び／又は高さを説明する値が、反射値として各々の面素に割り当てられて、第２のデータレコードに記憶されるように設計されることにある。
【００１９】
エッジにおける光の散乱の物理的効果、及びこれによって影響を受けるランダムに配置された数のエッジの反射性から進んで、ここにさらに確認される解決方法は、計算用のデータとして、実際の物理的に存在する深さ情報及び／又は深さの差、すなわち、実際のエッジを最初に提供することによって、エッジ検出の画像処理からそれ自体公知である方法を特定の数学的演算により、すなわち、例えば、ソーベル又はラプラス演算子により３次元表面の反射分析に有用ならしめることにある。
【００２０】
具体的に、従来の画像処理では、実行されてきたすべてのことは、２次元の観測、輝度差によって形成された画像内の「境界」の検出及び処理である。これらの境界は「エッジ」として、またそれらの検出は「エッジ検出」として示されている。例えば、加工されるべきまたカメラを用いて写真撮影されるか又は撮影される対象物をアセンブリラインで検出又は計数するために、このようなエッジ検出が使用される。このような２次元の観測は、２次元の空間割当を検出するために確かに十分であるが、３次元表面の複雑な構造には十分でなく、そこから導かれるべき反射特性のモデル化にも十分でない。
【００２１】
一発展形態は、面素がグループに組み合わせられ、各々の場合に、近接操作によってグループの内部で平均計算されたエッジ周波数及び／又は高さがグループに割り当てられて、第２のデータレコードに記憶されるように、平均計算がエッジ検出後に実行されることにある。例えば、このような平均計算は、演算子としてのガウスフィルタによって実行される。このことにより、特徴付け又は一般化が行われ、これによって、適切な場合、大幅に変化する数及び厚さ／高さのエッジが適切に均質化された反射値に帰され、このことは、データ容量及び計算時間に関し処理機械を制御するためのさらなるデータ使用の際に有利であることができる。
【００２２】
１つの有利な発展形態は、方向に依存するフィルタリングがエッジ検出の前に実行されることにある。様々な数学演算子を用いて実施することができるこのような方向に依存するフィルタリングによって、異なる照明条件又は観測角度について反射特性を同様に客観的かつ測定可能に表すことができることを反映するように、通常のエッジ検出によってエッジ高さ及びエッジ周波数に向かってのみ向けられる反射に関する表現が実質的に洗練される。
【００２３】
さらに有利な発展形態は、エッジ検出の場合のフィルタリングが指向性のガウスフィルタリングによって実行されることにある。ここで関係するものは、迅速に働き、かつ容認可能な時間内にそれらの反射特性に関する十分な数の方向表示を可能にする簡単な演算子である。
【００２４】
さらに有利な発展形態は、方法ステップｄ）が、大幅に変化する反射値を有する領域の面素又はラスタ要素に割り当てられる第１のデータレコードの深さ値が、除外基準を用いて第１のデータレコードから除去され、反射値を大幅に変更することなくオリジナル表面の領域を起点とする第１のデータレコードの深さ値で置換されるように設計されることにある。これによって、オリジナル表面の領域に生じ得るすべての反射変動を、再現中に、すなわち、対象物表面で低減することができる。
【００２５】
このように、例えば、個々の過度に光沢のある位置は、真正の革表面の場合の対象物表面を処理するときに取り出すことができ、すなわち、いわば「マスク」することができ、その後、それほど「光沢」に見えないオリジナル表面の残りの領域の構造で生成／覆うことができる。
【００２６】
さらに有利な発展形態は、大幅に変化する反射値／パラメータが、閾値を用いて分類されかつ除外されることにある。これによって、容易に、対象物表面全体にわたって、例えば均一に低い反射率を設定すること、したがって、「ビロードのような」外観を提供することができる。
【００２７】
さらに有利な発展形態は、方法ステップｄ）が、オリジナル表面の領域に生じる反射特性に応じて、オリジナル表面の対応する面素又はラスタ要素に分割された領域の配置が、隣接領域の反射特性の不連続が最小化されるように、第３のデータレコードのラスタ要素又は面素配置の内側の対象物表面の位置を変更することによって変更されるように設計されることにある。
【００２８】
これによって、反射特性に関し著しく非均一かつ多種多様なオリジナル表面（パターン）から開始して、独国特許第４３２６８７４Ａ１号と同様の方法であるが、この場合エッジ及び重なり部の反射特性を考慮して、具体的にパターンの選択された部分を配置しかつ組み合わせることによって、均質な対象物表面を構成／生成することができる。エッジ及び重なり部のこのような適合は、ＰＣ支援の画像処理プログラム又は描画プログラムを使用する手動の方法又は「準手動の」彫刻から開始して、請求項９の特徴によって開示されかつ深さ構造に関連する構造的な合成方法までの多くの種類の方法で実行することができる。
【００２９】
さらに有利な発展形態は、方法ステップｄ）が、
ｉ）なお再現されるべき架空の対象物表面のそれぞれ関連のラスタ要素及び面素についてランダムに発生された反射値を含む第４のデータレコードが記憶されるように、
ｉｉ）その後、いくつかの隣接するランダムな反射値が、対象物表面の第１のランダムな反射値によって第１のサブセットを形成するために組み合わせられ、かつ第５のデータレコードに記憶され、対象物表面のそれぞれの関連の面素の座標によって、隣接する反射値の位置及び配置が同様に記憶されるように、
ｉｉｉ）その後、各々の新しい比較において第５のデータレコードが、新しいデータによって占められた第６のデータレコードと繰り返して比較され、
（１）第６のデータレコードに、オリジナル表面の隣接する測定された反射値（すなわち第２のデータレコードの反射値）の第２のサブセットが記憶され、同様に、オリジナル表面の隣接する反射値の位置及び配置が、それぞれの関連の面素の座標によって記憶され、
（２）第１及び第２のサブセットの隣接する反射値の相対位置及び配置が同様、好ましくは同一であるように、
ｉｖ）第１のサブセットの反射値と第２のサブセットの反射値との間の規定された類似性の達成の際に、架空の対象物表面の第１のランダムな反射値がオリジナル表面の第２の反射値（すなわち第２のデータレコードの）で置換され、第２のサブセットを参照したオリジナル表面の位置及び配置が、第１のサブセットを参照した第１の反射値の位置及び配置に対応するように、
ｖ）方法ステップｉｉ）〜ｉｖ）が、対象物表面のすべての反射値がオリジナル表面からの（すなわち第２のデータレコードからの）反射値で連続して置換されるまで、異なる第１及び第２のサブセットで頻繁に、かつ対象物表面のすべての反射値について連続して繰り返され、１つ以上の先行する方法ステップｉｖ）を用いて対象物表面ですでに置換された反射値が、方法ステップｉｉｉ）のサブセットの比較のために方法ステップｉｉ）を実施するために第１のサブセットでも記録されるように、
ｖｉ）方法ステップｉ）〜ｖ）が、対象物表面のすべての反射値をオリジナル表面の反射値で置換した後にさらに１回以上実行され、反射値とそれぞれ関連するラスタ要素又は面素が、さらなるランスルー毎に低減され、特に半減され、また方法ステップｖ）で、方法ステップｉ）〜ｖ）の先行ランスルーですでに記憶された直近の第１のサブセットと隣接する反射値との間の規定された類似性の達成が、同時の別の基準として点検されるように、
ｖｉｉ）第１のデータレコードの深さ値が、対象物表面とオリジナル表面との間の規定された類似性の達成後に、対象物表面の反射値に応じて改訂及び／又は修正されるように、
設計されることにある。
【００３０】
これにより、オリジナル表面との「ランダムな比較」によって、オリジナルのどこかにすでに存在するが、新しい配置の「無限に」大きな表面に「新たに」組み立てられる反射値又は反射特性を使用することができる。このように、一方で、無限の対象物表面は、加工工具を用いて、エッジによって境界付けられた３次元的に構造化された有限オリジナル表面（パターン化されたオリジナル）の再現として形成される。他方、物質的に存在するパターン又はオリジナルの同一の複写はなく、「新しい」対象物表面が創出されるが、この表面は、オリジナルの固有の特性、この場合固有の反射特性を有する。
【００３１】
この場合、「新しい」対象物表面の個々の領域は、ランダムに選択され、オリジナルの同様の領域との比較を受け、また相応して適合される。この場合、オリジナルのすべての位置が原則として比較のために使用される。
【００３２】
したがって、対象物表面は、この場合、第一に、ある種類の架空又は合成の表面の中間のオリジナルであり、この表面から、具体的に、方法による処理ステップの後にのみ、「完成した」対象物表面が生成される。
【００３３】
ここでは、この場合に実施される比較の種類／性質が重要である。具体的に、個々の表面部分又は表面の点の「隣接部」が観測され、すなわち、いわゆる「隣接部の比較」が実行される。このような「隣接部の比較」の経過において、相互比較されるのは個々の表面部分又は表面の点の隣接部のみであり、例えば、点それ自体ではない。次に、表面の点それ自体（未観測）の多少とも広範囲の同一性を推定するために、この基準が使用される。
【００３４】
請求項９による方法について、隣接部の比較が開始する開始値又は初期値を規定できるように、「第４の」データレコードが、方法の開始時に、任意のランダムに決定されたデータで占められる。
【００３５】
計算のため、単に、ゼロから進行しないように、データによる占有は、各々の場合に、もっぱら、ランダムな簡単で単一の反射特性、例えば任意に想定される相対的なエッジ周波数を含む。これらの反射値のランダム性は、これらの反射値が第１のデータレコードのランダムな位置からとられるが、実際には、オリジナル表面のどこか又は他の位置にあるという事実の結果である。
【００３６】
上に既述した周囲、すなわち隣接部そのものとしての比較は、「架空の」対象物表面とオリジナル表面との間で行われ、隣接部の構造は、可能な限り同様又は同一でなければならない。「隣接部」は、データレコードとして第１及び第２のサブセットに記憶された観測点（同様に反射値）の周りのそれぞれ隣接する反射値から構成されることを指摘したい。
【００３７】
第１のサブセットの反射値と第２のサブセットの反射値との間の規定された類似性に達すると、対象物表面の第１のランダムな反射値が、すなわち、対象物表面の第１の観測された「点」の反射値が、オリジナル表面の反射値、具体的にいわゆる「第２の」反射値で置換され、第２のサブセットを参照したオリジナル表面の位置及び配置は、第１のサブセットを参照した第１の反射値の位置及び配置に対応する。
【００３８】
この結果、対象物表面の第１の「点」の反射値は、他の反射値、すなわちオリジナル表面の第２の「点」で置換される。「置換値」の選択の基準は、対象物表面及びオリジナル表面からの「適切な」隣接部であり、具体的には、それらの反射特性に関し、また対象物表面及びオリジナル表面の第１及び第２の点に対するそれらの位置を参照して適切である。このように、対象物表面からの「周囲サブセット」（データレコード５）が、オリジナル表面（データレコード６）からの「周囲サブセット」と比較される。先行の処理ステップからの反射値がすでに存在する場合、これらの反射値は、同様に「置換値」の選択の基準に含まれる。
【００３９】
これによって、「小さなオリジナル」の構造的特性／反射特性から進んで、これらの反射特性が「無限の」表面で新たに成長し／新たに生成し、しかし複写又は画像の繰り返しを行う必要がないように生成方法を構成することができる。
【００４０】
反射値から構成される「反射マップ」のこのような合成、及びそこから構成される表面構造は当然再び比較され、かつ構造的な合成、例えば独国特許出願第１０２００５０２２９６９．５−３２号による構造的な合成の純粋な深さデータから形成された表面構造を考慮して最適化される。この場合、構造分析と反射分析との間の最善の相互作用が、次に、例えば面素に関する最適条件として決定される。この場合、上述のように、再び同様の方法で、適切に多次元の比較法（隣接部比較）を使用することができる。
【００４１】
さらに有利な発展形態は、方法ステップｄ）が、オリジナル表面の並進的に不変の反射特性を前提として、第１のデータレコードの面素又はラスタ要素に異なる反射値がそれぞれ割り当てられて、第２のデータレコードに記憶され、その後、第１のデータレコードの深さ値が、第２のデータレコードの反射値に応じて修正されるように設計されることにある。「並進不変の反射特性を有する表面」という用語は、極端な場合に各々の領域において、表面の各々のラスタ点で同一の反射特性を示す表面を意味すると理解される。このような表面は、いわゆる「技術的な表面」、すなわち、例えば、点刻されるか又はハニカム構造が設けられる工業施設用の床敷き、あるいはバス又は列車の内部用のカバーとしてのプラスチックフィルムを含む。この場合、「割り当てられた」反射値に応じて変更することによって、その後反射を修正することにより、より高水準の「自然さ」を生じさせることができる。
【００４２】
さらに有利な発展形態は、ランダムに配置された構造要素の反射値を表す別のデータレコードの深さ値が、第１のデータレコードの深さ値に重ね合わせられることにある。この重ね合わせを用いて、第１のデータレコードの反射特性を第２のデータレコードの反射特性によって修正することができる。この場合、特に自然な効果が、ランダムに分布された毛孔のトポロジデータ／深さデータを重ね合わせることによって生成される。次に、例えば、反射特性の操作のために毛孔の深さ及び数を修正することができる。
【００４３】
これによって、反射特性を修正するために、同様に容易に、トポロジの多少とも急勾配の角度、したがって、例えば皮膚のしわのような対応するより平坦な又はより深い構造要素の反射値を重ね合わせることができる。
【００４４】
さらに有利な発展形態は、反射値及び／又はそれらに対応するトポロジデータが、極小粗さの局所的な修正、すなわち、本質的にランダムな微細構造／極小窪部の重ね合わせを含むことにある。これによって、反射特性も大きく影響を受けることがある。
【００４５】
さらに有利な発展形態は、
ｂ）オリジナル表面の、深さ値の第１のデータレコードによって特徴づけられる、輪郭に作用する光放射が、シミュレーションモデルによって説明されるように、
ｃ）光放射の反射が、反射値に割り当てられかつ第２のデータレコードに記憶される被照射面素の深さの不連続から計算されるように、
方法ステップｂ）とｃ）を設計することによって実際の３次元構造の反射特性／反射値を決定するために、いわゆるレイトレーシング方法を使用することにある。
【００４６】
厳密に物理的な整列に基づき、またシミュレーションモデルに応じて、本方法のこの発展形態は、反射性の客観的な説明において非常に優れた結果をもたらすが、特に方向に依存する考慮の場合に大きな計算費用を必要とする。
【００４７】
本発明による方法は、人工的表面を生成するための任意の種類の方法に使用することができる。したがって、反射特性に関し修正され、したがって最適化される表面の深さ構造は、前もって生成された任意の基本的な深さスキーム／構造スキームに簡単なパラメータとして重ね合わせることができ、したがって、制御変数として直接利用できる。
【００４８】
本発明による方法は、特に、ダッシュボード用のカバー及び合成皮革として例えば自動車に使用されるような圧刻表面を有するプラスチックフィルムとして、対象物表面を生成するために適切である。ダッシュボードは、非常に様々な条件の光と反射を受け、運転者のために可能な限り何らの眩しさをもたらさないように意図される。このようなプラスチックフィルムは、本発明による方法を使用して可能な限り最善の方法で製造することができる。
【００４９】
一例として、本発明による方法は、消費者が所望する「頑丈な印象」を有するが、特定の光入射の場合にダッシュボードで不快に反射するその形状及び圧刻のため高価な自動車内装用に選択された革、例えば水牛の革を、全体的な印象に影響を及ぼすことなしに、反射が最適化された深さ構造を有するプラスチック成形スキンとして製造することを可能にする。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の３次元構造化表面を生成するための方法であって、対象物表面が、加工工具を用いて、３次元構造化されたオリジナル表面の再現、すなわちパターン化されたオリジナルとして形成され、その場合、最初に、オリジナル表面のトポロジが３次元の走査方法を用いて決定され、このように決定され、かつオリジナル表面に跨るラスタの各々の面素に属する高さ値と深さ値とを実質的に含むトポロジデータが第１のデータレコードに記憶され、測定された深さ値が各々の表面要素又はラスタ要素に割り当てられる方法に関する。このようにして、オリジナル表面の深さマップが生成される。この場合の本発明の方法の基礎は、オリジナル表面の反射特性の分析及び説明であり、次に、３次元構造化対象物表面の反射特性に影響を及ぼして、形成することである。
【背景技術】
【０００２】
表面の反射挙動を評価及び／又は分析するための方法と同様に、３次元構造化対象物表面を生成するための方法が知られている。
【０００３】
独国特許第４３２６８７４Ａ１号は、パターンを加工物の表面に彫刻するための方法を開示しており、この特許の場合、パターン化されたオリジナル表面を光学的又は機械的に走査することによって、表面情報の項目が電気制御信号の形態で発生され、記憶され、次に、彫刻用レーザを制御するために使用される。この場合、移行又は接合領域で、そこでパターン化されたオリジナルから獲得される表面情報が同一のパターンとして加工物に多重に彫刻される。ここでは、彫刻用レーザの実際の設計及び制御についてさらに説明されていない。
【０００４】
独国特許第４３２６８７４Ａ１号に開示された解決方法の本質は、オリジナル表面（パターン化されたオリジナル）の複写を作製すべきことにある。用途に応じてこの複写は比較的大きい場合があり、しかし、これに対し、パターン化されたオリジナルは、概して小さくなければならないので、加工すべき加工物の必要な大きさをカバーするために、パターン化されたオリジナルの複写表面を繰り返して互いに並んでかつ上下に置かなければならない。多重に隣接する複写表面のこのような反復の場合、さらに特別な加工が実行されない場合には、移行部は報告の形態で可視のままである（例えば繰り返す「パターン化」として、「パッチワーク」として又はムレットストリークとして）ことが知られている。
【０００５】
このような加工のいくつかの選択は、上述の引用文献に開示されている。このように、一方で、同一の表面情報を多重に及び／又は交互に複写／適用すること、あるいは逆の情報順序で、すなわち、前方に及び後方に彫刻すること、したがって、あるランダム性で適用することも教示されている。このような方法のため、移行部は幾分より柔らかくなるが、移行部は前と同じように可視のまま留まり、「チェス盤効果」、すなわち、しばしばチェス盤型パターン化の形態で目立つことが多い。
【０００６】
開示された別の原理は、単に、画像部分を取り除き、軟らかくし、修正するか及び／又は付加することによって複写の検出性を変更することにある。この場合、同様に、画像部分のエッジは可視のままである。
【０００７】
独国特許第４３２６８７４Ａ１号に開示された方法の場合、多くの他の製造方法にも当てはまるように、表面の局所的に異なる反射特性の関連が完全に無視されることが不利である。しかし、パターン化又はムレット筋の繰り返しが、特に異なる光反射のため目立つこと、あるいは特定の光入射角のため特に際立って現れることは、正確にチェス盤効果による。
【０００８】
表面の反射挙動を評価又は分析するための方法の最も簡単な方法の１つは、例えば、標準化された測定条件、例えばＩＳＯ２８１３に従って「光沢度」を決定することからなり、この場合、表面から６０°の角度で反射された光放射が測定されて、反射の割合に応じて「艶消し」から「光沢」の光沢度の分類に割り当てられる。しかし、このような光沢度は、光比率に関して考慮される表面全体の平均化された光沢性を単に説明するに過ぎない。
【０００９】
さらに、物質、すなわち表面が構成される材料に関する表現が、その表面の反射挙動を評価することによって獲得される方法が存在する。このことは、例えば、液体又は粉末のような材料サンプルを分析するとき、溶接継手を検査するとき、又は加工工程を制御するときに利用される。このように、欧州特許第６１８８５１Ａ１号は、基材の表面被覆／塗料を取り除くための方法を示しており、当該方法は、浸食されるべき被覆のみが取り除かれ、基材それ自体が破損されないように反射光の色差を評価することによって制御される。
【００１０】
例えば、自動車の内部クラッドの部分の人造皮革又はプラスチック成形スキン、すなわち、例えば、ドアクラッド又はダッシュボードを製造するとき、人工的な表面構造又は表面被覆の製造に関し、基準面／パターン化面の反射特性が照明の制御下で評価され、画像処理システムを用いて表示され、またさらなる制御及び作業工程の基礎として使用される方法が知られている。これらの決定方法の大部分に特有なことは、強く又は弱く反射する基準面の部分領域の間では、経験のある観察者の主観的な評価がこれまでのところもっぱら決定的であったことである。しかし、このような主観的な評価は、画像処理に又は生産工程に影響を及ぼす自動システムに、不十分な精度でのみ転換することができ不利である。
【００１１】
他方、人間の目による主観的な評価は、それ自体が表面の外観の非常に小さな変化を明らかに記録する構造化表面の極めて精密な種類の評価であり、これまでのところ自動的な方法で交換可能であることは明らかになっていない。例えば、表面全体を形成するサブセグメントの並置、繰り返し及びムレット筋の形成のため生じる移行部又は境界領域は、例えば、すでに言及したチェス盤型パターン化を含む、異なるか又は「不自然に」作用する光学的反射及び／又は光学的屈折と同様に目立つ。さらに、人間の目は、小さな距離で観測する場合とは完全に異なって、比較的大きな距離で観測される表面を評価するという現象がある。このように、例えば、詳細にかつ小さな距離から観測した人工皮革表面が完全に一様であるように現れ、これに対し、数メートルの距離から観測した場合、同一の人工皮革表面が不均一であり、筋付きでありまた不自然にかつ強く反射しているように知覚されることが起きる可能性がある。
【００１２】
例えば、可能な限り自然に作用する革粒子でプラスチック成形スキンを製造することが望まれる場合、反射挙動が大きな役割を果たす。革表面を見たとき、人間の目は、異なる光比率の場合の特定の反射挙動に慣れ、まさにこの反射挙動を正確に欠く人工皮革表面に極めてはねつけるように反応する。日光で不快に反射する革粒子を有するプラスチック成形スキンで覆われるダッシュボードは、消費者によって拒絶される。このことは、しばしば、このような成形スキンが生成されると、例えば規則的な穿孔の形態で、反射を減らす追加の３次元の「人工的な」構造が刻印されるという事実をもたらす。しかし、一般に、「真正の革表面」の印象はその後もう存在しなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の目的は、対象物の３次元構造化表面（対象物表面）を生成することができ、パターン又はオリジナル表面に関することを含めて、前記表面の反射特性を客観的に決定することができ、かつ影響を及ぼすことができ、さらに、表面加工用の工具の制御パラメータとして、決定された又は所望の反射特性の提供を可能にし、また自然に忠実に反射特性の伝達を可能にし、人工的な表面の反射特性を特定の用途に適合させることもできる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、主請求項の特徴によって達成される。さらに有利な改良が従属請求項に開示されている。同様に、圧刻表面を有するプラスチックフィルムが開示される。
【００１５】
ここで、本発明の解決方法は、次のこと、すなわち、
ｂ）第１のデータレコードが、面素の反射特性に対する深さ値の影響に関する当該深さ値の評価を受け、
ｃ）評価に応じて、反射値が各々の面素にパラメータとして割り当てられて、第２のデータレコードに記憶され、
ｄ）第２のデータレコードの反射値に応じて、第１のデータレコードの深さ値が改訂又は修正され、
ｅ）第１のデータレコードの前記改訂又は修正された深さ値がトポロジデータとして第３のデータレコードに記憶され、３次元構造化対象物表面を加工するための加工工具を電子制御するために使用されることにある。
【００１６】
したがって、トポロジデータの第１のデータレコードは、第２のデータレコードの反射値を用いて改訂又は補正され、すなわち、ある方法で、それ自体に関し及び／又は他の観点から評価されたその特性に関し測定されかつ修正される。この場合、反射値は、表面の反射特性を特徴づけることができる値又はパラメータ、すなわち、例えば、より詳細に以下に説明するように、顕微鏡的に小さなエッジの発生の周波数を表す値と理解される。
【００１７】
以前に知られている生成方法は、反射特性にほとんど注意を払わず、写真又は画像処理を介した表面全体の主観的な評価をせいぜい含むに過ぎないのに対し、本発明の解決方法の場合の重要なステップは、優先的に小さな面素の３次元表面に実際に存在する巨視的な深さ構造に、表面の反射特性を結合することにある。このように、本発明による方法は、深さ構造、すなわち表面のトポロジマップと局所的な反射挙動との相関関係を発生し、この反射挙動を、対象物表面のさらなる加工のベースとしてパラメトリック形態で利用可能にする。
【００１８】
１つの有利な発展形態は、方法ステップｂ）とｃ）が、
ｂ）第１のデータレコードがエッジ検出を受け、次に、深さ値を参照して平均計算を受け、
ｃ）平均計算によって獲得されかつエッジの周波数及び／又は高さを説明する値が、反射値として各々の面素に割り当てられて、第２のデータレコードに記憶されるように設計されることにある。
【００１９】
エッジにおける光の散乱の物理的効果、及びこれによって影響を受けるランダムに配置された数のエッジの反射性から進んで、ここにさらに確認される解決方法は、計算用のデータとして、実際の物理的に存在する深さ情報及び／又は深さの差、すなわち、実際のエッジを最初に提供することによって、エッジ検出の画像処理からそれ自体公知である方法を特定の数学的演算により、すなわち、例えば、ソーベル又はラプラス演算子により３次元表面の反射分析に有用ならしめることにある。
【００２０】
具体的に、従来の画像処理では、実行されてきたすべてのことは、２次元の観測、輝度差によって形成された画像内の「境界」の検出及び処理である。これらの境界は「エッジ」として、またそれらの検出は「エッジ検出」として示されている。例えば、加工されるべきまたカメラを用いて写真撮影されるか又は撮影される対象物をアセンブリラインで検出又は計数するために、このようなエッジ検出が使用される。このような２次元の観測は、２次元の空間割当を検出するために確かに十分であるが、３次元表面の複雑な構造には十分でなく、そこから導かれるべき反射特性のモデル化にも十分でない。
【００２１】
一発展形態は、面素がグループに組み合わせられ、各々の場合に、近接操作によってグループの内部で平均計算されたエッジ周波数及び／又は高さがグループに割り当てられて、第２のデータレコードに記憶されるように、平均計算がエッジ検出後に実行されることにある。例えば、このような平均計算は、演算子としてのガウスフィルタによって実行される。このことにより、特徴付け又は一般化が行われ、これによって、適切な場合、大幅に変化する数及び厚さ／高さのエッジが適切に均質化された反射値に帰され、このことは、データ容量及び計算時間に関し処理機械を制御するためのさらなるデータ使用の際に有利であることができる。
【００２２】
１つの有利な発展形態は、方向に依存するフィルタリングがエッジ検出の前に実行されることにある。様々な数学演算子を用いて実施することができるこのような方向に依存するフィルタリングによって、異なる照明条件又は観測角度について反射特性を同様に客観的かつ測定可能に表すことができることを反映するように、通常のエッジ検出によってエッジ高さ及びエッジ周波数に向かってのみ向けられる反射に関する表現が実質的に洗練される。
【００２３】
さらに有利な発展形態は、エッジ検出の場合のフィルタリングが指向性のガウスフィルタリングによって実行されることにある。ここで関係するものは、迅速に働き、かつ容認可能な時間内にそれらの反射特性に関する十分な数の方向表示を可能にする簡単な演算子である。
【００２４】
さらに有利な発展形態は、方法ステップｄ）が、大幅に変化する反射値を有する領域の面素又はラスタ要素に割り当てられる第１のデータレコードの深さ値が、除外基準を用いて第１のデータレコードから除去され、反射値を大幅に変更することなくオリジナル表面の領域を起点とする第１のデータレコードの深さ値で置換されるように設計されることにある。これによって、オリジナル表面の領域に生じ得るすべての反射変動を、再現中に、すなわち、対象物表面で低減することができる。
【００２５】
このように、例えば、個々の過度に光沢のある位置は、真正の革表面の場合の対象物表面を処理するときに取り出すことができ、すなわち、いわば「マスク」することができ、その後、それほど「光沢」に見えないオリジナル表面の残りの領域の構造で生成／覆うことができる。
【００２６】
さらに有利な発展形態は、大幅に変化する反射値／パラメータが、閾値を用いて分類されかつ除外されることにある。これによって、容易に、対象物表面全体にわたって、例えば均一に低い反射率を設定すること、したがって、「ビロードのような」外観を提供することができる。
【００２７】
さらに有利な発展形態は、方法ステップｄ）が、オリジナル表面の領域に生じる反射特性に応じて、オリジナル表面の対応する面素又はラスタ要素に分割された領域の配置が、隣接領域の反射特性の不連続が最小化されるように、第３のデータレコードのラスタ要素又は面素配置の内側の対象物表面の位置を変更することによって変更されるように設計されることにある。
【００２８】
これによって、反射特性に関し著しく非均一かつ多種多様なオリジナル表面（パターン）から開始して、独国特許第４３２６８７４Ａ１号と同様の方法であるが、この場合エッジ及び重なり部の反射特性を考慮して、具体的にパターンの選択された部分を配置しかつ組み合わせることによって、均質な対象物表面を構成／生成することができる。エッジ及び重なり部のこのような適合は、ＰＣ支援の画像処理プログラム又は描画プログラムを使用する手動の方法又は「準手動の」彫刻から開始して、請求項９の特徴によって開示されかつ深さ構造に関連する構造的な合成方法までの多くの種類の方法で実行することができる。
【００２９】
さらに有利な発展形態は、方法ステップｄ）が、
ｉ）なお再現されるべき架空の対象物表面のそれぞれ関連のラスタ要素及び面素についてランダムに発生された反射値を含む第４のデータレコードが記憶されるように、
ｉｉ）その後、いくつかの隣接するランダムな反射値が、対象物表面の第１のランダムな反射値によって第１のサブセットを形成するために組み合わせられ、かつ第５のデータレコードに記憶され、対象物表面のそれぞれの関連の面素の座標によって、隣接する反射値の位置及び配置が同様に記憶されるように、
ｉｉｉ）その後、各々の新しい比較において第５のデータレコードが、新しいデータによって占められた第６のデータレコードと繰り返して比較され、
（１）第６のデータレコードに、オリジナル表面の隣接する測定された反射値（すなわち第２のデータレコードの反射値）の第２のサブセットが記憶され、同様に、オリジナル表面の隣接する反射値の位置及び配置が、それぞれの関連の面素の座標によって記憶され、
（２）第１及び第２のサブセットの隣接する反射値の相対位置及び配置が同様、好ましくは同一であるように、
ｉｖ）第１のサブセットの反射値と第２のサブセットの反射値との間の規定された類似性の達成の際に、架空の対象物表面の第１のランダムな反射値がオリジナル表面の第２の反射値（すなわち第２のデータレコードの）で置換され、第２のサブセットを参照したオリジナル表面の位置及び配置が、第１のサブセットを参照した第１の反射値の位置及び配置に対応するように、
ｖ）方法ステップｉｉ）〜ｉｖ）が、対象物表面のすべての反射値がオリジナル表面からの（すなわち第２のデータレコードからの）反射値で連続して置換されるまで、異なる第１及び第２のサブセットで頻繁に、かつ対象物表面のすべての反射値について連続して繰り返され、１つ以上の先行する方法ステップｉｖ）を用いて対象物表面ですでに置換された反射値が、方法ステップｉｉｉ）のサブセットの比較のために方法ステップｉｉ）を実施するために第１のサブセットでも記録されるように、
ｖｉ）方法ステップｉ）〜ｖ）が、対象物表面のすべての反射値をオリジナル表面の反射値で置換した後にさらに１回以上実行され、反射値とそれぞれ関連するラスタ要素又は面素が、さらなるランスルー毎に低減され、特に半減され、また方法ステップｖ）で、方法ステップｉ）〜ｖ）の先行ランスルーですでに記憶された直近の第１のサブセットと隣接する反射値との間の規定された類似性の達成が、同時の別の基準として点検されるように、
ｖｉｉ）第１のデータレコードの深さ値が、対象物表面とオリジナル表面との間の規定された類似性の達成後に、対象物表面の反射値に応じて改訂及び／又は修正されるように、
設計されることにある。
【００３０】
これにより、オリジナル表面との「ランダムな比較」によって、オリジナルのどこかにすでに存在するが、新しい配置の「無限に」大きな表面に「新たに」組み立てられる反射値又は反射特性を使用することができる。このように、一方で、無限の対象物表面は、加工工具を用いて、エッジによって境界付けられた３次元的に構造化された有限オリジナル表面（パターン化されたオリジナル）の再現として形成される。他方、物質的に存在するパターン又はオリジナルの同一の複写はなく、「新しい」対象物表面が創出されるが、この表面は、オリジナルの固有の特性、この場合固有の反射特性を有する。
【００３１】
この場合、「新しい」対象物表面の個々の領域は、ランダムに選択され、オリジナルの同様の領域との比較を受け、また相応して適合される。この場合、オリジナルのすべての位置が原則として比較のために使用される。
【００３２】
したがって、対象物表面は、この場合、第一に、ある種類の架空又は合成の表面の中間のオリジナルであり、この表面から、具体的に、方法による処理ステップの後にのみ、「完成した」対象物表面が生成される。
【００３３】
ここでは、この場合に実施される比較の種類／性質が重要である。具体的に、個々の表面部分又は表面の点の「隣接部」が観測され、すなわち、いわゆる「隣接部の比較」が実行される。このような「隣接部の比較」の経過において、相互比較されるのは個々の表面部分又は表面の点の隣接部のみであり、例えば、点それ自体ではない。次に、表面の点それ自体（未観測）の多少とも広範囲の同一性を推定するために、この基準が使用される。
【００３４】
請求項９による方法について、隣接部の比較が開始する開始値又は初期値を規定できるように、「第４の」データレコードが、方法の開始時に、任意のランダムに決定されたデータで占められる。
【００３５】
計算のため、単に、ゼロから進行しないように、データによる占有は、各々の場合に、もっぱら、ランダムな簡単で単一の反射特性、例えば任意に想定される相対的なエッジ周波数を含む。これらの反射値のランダム性は、これらの反射値が第１のデータレコードのランダムな位置からとられるが、実際には、オリジナル表面のどこか又は他の位置にあるという事実の結果である。
【００３６】
上に既述した周囲、すなわち隣接部そのものとしての比較は、「架空の」対象物表面とオリジナル表面との間で行われ、隣接部の構造は、可能な限り同様又は同一でなければならない。「隣接部」は、データレコードとして第１及び第２のサブセットに記憶された観測点（同様に反射値）の周りのそれぞれ隣接する反射値から構成されることを指摘したい。
【００３７】
第１のサブセットの反射値と第２のサブセットの反射値との間の規定された類似性に達すると、対象物表面の第１のランダムな反射値が、すなわち、対象物表面の第１の観測された「点」の反射値が、オリジナル表面の反射値、具体的にいわゆる「第２の」反射値で置換され、第２のサブセットを参照したオリジナル表面の位置及び配置は、第１のサブセットを参照した第１の反射値の位置及び配置に対応する。
【００３８】
この結果、対象物表面の第１の「点」の反射値は、他の反射値、すなわちオリジナル表面の第２の「点」で置換される。「置換値」の選択の基準は、対象物表面及びオリジナル表面からの「適切な」隣接部であり、具体的には、それらの反射特性に関し、また対象物表面及びオリジナル表面の第１及び第２の点に対するそれらの位置を参照して適切である。このように、対象物表面からの「周囲サブセット」（データレコード５）が、オリジナル表面（データレコード６）からの「周囲サブセット」と比較される。先行の処理ステップからの反射値がすでに存在する場合、これらの反射値は、同様に「置換値」の選択の基準に含まれる。
【００３９】
これによって、「小さなオリジナル」の構造的特性／反射特性から進んで、これらの反射特性が「無限の」表面で新たに成長し／新たに生成し、しかし複写又は画像の繰り返しを行う必要がないように生成方法を構成することができる。
【００４０】
反射値から構成される「反射マップ」のこのような合成、及びそこから構成される表面構造は当然再び比較され、かつ構造的な合成、例えば独国特許出願第１０２００５０２２９６９．５−３２号による構造的な合成の純粋な深さデータから形成された表面構造を考慮して最適化される。この場合、構造分析と反射分析との間の最善の相互作用が、次に、例えば面素に関する最適条件として決定される。この場合、上述のように、再び同様の方法で、適切に多次元の比較法（隣接部比較）を使用することができる。
【００４１】
さらに有利な発展形態は、方法ステップｄ）が、オリジナル表面の並進的に不変の反射特性を前提として、第１のデータレコードの面素又はラスタ要素に異なる反射値がそれぞれ割り当てられて、第２のデータレコードに記憶され、その後、第１のデータレコードの深さ値が、第２のデータレコードの反射値に応じて修正されるように設計されることにある。「並進不変の反射特性を有する表面」という用語は、極端な場合に各々の領域において、表面の各々のラスタ点で同一の反射特性を示す表面を意味すると理解される。このような表面は、いわゆる「技術的な表面」、すなわち、例えば、点刻されるか又はハニカム構造が設けられる工業施設用の床敷き、あるいはバス又は列車の内部用のカバーとしてのプラスチックフィルムを含む。この場合、「割り当てられた」反射値に応じて変更することによって、その後反射を修正することにより、より高水準の「自然さ」を生じさせることができる。
【００４２】
さらに有利な発展形態は、ランダムに配置された構造要素の反射値を表す別のデータレコードの深さ値が、第１のデータレコードの深さ値に重ね合わせられることにある。この重ね合わせを用いて、第１のデータレコードの反射特性を第２のデータレコードの反射特性によって修正することができる。この場合、特に自然な効果が、ランダムに分布された毛孔のトポロジデータ／深さデータを重ね合わせることによって生成される。次に、例えば、反射特性の操作のために毛孔の深さ及び数を修正することができる。
【００４３】
これによって、反射特性を修正するために、同様に容易に、トポロジの多少とも急勾配の角度、したがって、例えば皮膚のしわのような対応するより平坦な又はより深い構造要素の反射値を重ね合わせることができる。
【００４４】
さらに有利な発展形態は、反射値及び／又はそれらに対応するトポロジデータが、極小粗さの局所的な修正、すなわち、本質的にランダムな微細構造／極小窪部の重ね合わせを含むことにある。これによって、反射特性も大きく影響を受けることがある。
【００４５】
さらに有利な発展形態は、
ｂ）オリジナル表面の、深さ値の第１のデータレコードによって特徴づけられる、輪郭に作用する光放射が、シミュレーションモデルによって説明されるように、
ｃ）光放射の反射が、反射値に割り当てられかつ第２のデータレコードに記憶される被照射面素の深さの不連続から計算されるように、
方法ステップｂ）とｃ）を設計することによって実際の３次元構造の反射特性／反射値を決定するために、いわゆるレイトレーシング方法を使用することにある。
【００４６】
厳密に物理的な整列に基づき、またシミュレーションモデルに応じて、本方法のこの発展形態は、反射性の客観的な説明において非常に優れた結果をもたらすが、特に方向に依存する考慮の場合に大きな計算費用を必要とする。
【００４７】
本発明による方法は、人工的表面を生成するための任意の種類の方法に使用することができる。したがって、反射特性に関し修正され、したがって最適化される表面の深さ構造は、前もって生成された任意の基本的な深さスキーム／構造スキームに簡単なパラメータとして重ね合わせることができ、したがって、制御変数として直接利用できる。
【００４８】
本発明による方法は、特に、ダッシュボード用のカバー及び合成皮革として例えば自動車に使用されるような圧刻表面を有するプラスチックフィルムとして、対象物表面を生成するために適切である。ダッシュボードは、非常に様々な条件の光と反射を受け、運転者のために可能な限り何らの眩しさをもたらさないように意図される。このようなプラスチックフィルムは、本発明による方法を使用して可能な限り最善の方法で製造することができる。
【００４９】
一例として、本発明による方法は、消費者が所望する「頑丈な印象」を有するが、特定の光入射の場合にダッシュボードで不快に反射するその形状及び圧刻のため高価な自動車内装用に選択された革、例えば水牛の革を、全体的な印象に影響を及ぼすことなしに、反射が最適化された深さ構造を有するプラスチック成形スキンとして製造することを可能にする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の３次元構造化表面を生成するための方法であって、前記対象物表面が、加工工具を用いて、３次元構造化されたオリジナル表面の再現として形成され、
ａ）最初に前記オリジナル表面のトポロジが３次元の走査方法を用いて決定され、このように決定され、かつ前記オリジナル表面に跨るラスタの各々の面素に属する高さ値と深さ値とを実質的に含むトポロジデータが第１のデータレコードに記憶され、測定された深さ値が各々の面素又はラスタ要素に割り当てられる方法において、
ｂ）前記第１のデータレコードが、前記面素の反射特性に対する前記深さ値の影響に関する前記深さ値の評価を受け、
ｃ）前記評価に応じて、反射値が各々の面素にパラメータとして割り当てられて、第２のデータレコードに記憶され、
ｄ）前記第２のデータレコードの反射値に応じて、前記第１のデータレコードの深さ値が改訂又は修正され、
ｅ）前記第１のデータレコードの前記改訂又は修正された深さ値がトポロジデータとして第３のデータレコードに記憶され、前記３次元構造化対象物表面を加工するための加工工具を電子制御するために使用される
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記方法ステップｂ）とｃ）が、
ｂ）前記第１のデータレコードがエッジ検出を受け、次に、前記深さ値を参照して平均計算を受け、
ｃ）前記平均計算によって獲得されかつ前記エッジの周波数及び／又は高さを説明する値が、反射値／パラメータとして各々の面素に割り当てられて、第２のデータレコードに記憶されるように設計されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
面素がグループに組み合わせられ、各々の場合に、近接操作によってグループの内部で平均計算されたエッジ周波数及び／又は高さが前記グループに割り当てられて、前記第２のデータレコードに記憶されるように、前記平均計算が前記エッジ検出後に実行されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
方向に依存するフィルタリングが前記エッジ検出の前に実行されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記方向に依存するフィルタリングが、指向性のガウスフィルタリングによって実行されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
方法ステップｄ）で、大幅に変化する反射値を有する領域の前記面素又はラスタ要素に割り当てられる前記第１のデータレコードの深さ値が、除外基準を用いて前記第１のデータレコードから除去され、反射値を大幅に変更することなくオリジナル表面の領域を起点とする前記第１のデータレコードの深さ値で置換されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
前記大幅に変化する反射値／パラメータが、閾値を用いて分類されかつ除外されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
方法ステップｄ）で、前記オリジナル表面の領域に生じる前記反射特性に応じて、前記オリジナル表面の対応する面素又はラスタ要素に分割された前記領域の配置が、隣接領域の前記反射特性の不連続が最小化されるように、前記第３のデータレコードの前記ラスタ要素又は面素配置の内側の対象物表面の位置を変更することによって変更されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
前記方法ステップｄ）が、さらに、
ｉ）対象物表面のそれぞれ関連のラスタ要素及び面素についてランダムに発生された反射値を含む第４のデータレコードが記憶されるように、
ｉｉ）その後、いくつかの隣接するランダムな反射値が、前記対象物表面の第１のランダムな反射値によって第１のサブセットを形成するために組み合わせられ、かつ第５のデータレコードに記憶され、前記対象物表面の前記それぞれの関連の面素の座標によって、前記隣接する反射値の位置及び配置が同様に記憶されるように、
ｉｉｉ）その後、各々の新しい比較において前記第５のデータレコードが、新しいデータによって占められた第６のデータレコードと繰り返して比較され、
（１）前記第６のデータレコードに、前記オリジナル表面の隣接する測定された反射値の第２のサブセットが記憶され、同様に、前記オリジナル表面の隣接する反射値の位置及び配置が、前記それぞれの関連の面素の座標によって記憶され、
（２）前記第１及び第２のサブセットの前記隣接する反射値の相対位置及び配置が同様、好ましくは同一であるように、
ｉｖ）前記第１のサブセットの反射値と前記第２のサブセットの反射値との間の規定された類似性の達成の際に、前記架空の対象物表面の前記第１のランダムな反射値が前記オリジナル表面の第２の反射値で置換され、前記第２のサブセットを参照した前記オリジナル表面の位置及び配置が、前記第１のサブセットを参照した前記第１の反射値の位置及び配置に対応するように、
ｖ）前記方法ステップｉｉ）〜ｉｖ）が、前記対象物表面のすべての反射値が前記オリジナル表面からの反射値で連続して置換されるまで、異なる第１及び第２のサブセットで頻繁に、かつ前記対象物表面のすべての反射値について連続して繰り返され、１つ以上の先行する方法ステップｉｖ）を用いて前記対象物表面ですでに置換された前記反射値が、方法ステップｉｉｉ）の前記サブセットの比較のために前記方法ステップｉｉ）を実施するために前記第１のサブセットでも記録されるように、
ｖｉ）前記方法ステップｉ）〜ｖ）が、前記対象物表面のすべての反射値を前記オリジナル表面の反射値で置換した後にさらに１回以上実行され、前記反射値とそれぞれ関連するラスタ要素又は面素が、さらなるランスルー毎に低減され、特に半減され、また方法ステップｖ）で、前記方法ステップｉ）〜ｖ）の先行ランスルーですでに記憶された前記直近の第１のサブセットと前記隣接する反射値との間の規定された類似性の達成が、同時の別の基準として点検されるように、
ｖｉｉ）前記第１のデータレコードの深さ値が、前記対象物表面と前記オリジナル表面との間の規定された類似性の達成後に、前記対象物表面の反射値に応じて改訂及び／又は修正されるように、
設計されることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
前記オリジナル表面の並進的に不変の反射特性を前提として、前記第１のデータレコードの前記面素又は前記ラスタ要素に異なる反射値がそれぞれ割り当てられて、前記第２のデータレコードに記憶され、その後、前記第１のデータレコードの深さ値が、前記第２のデータレコードの反射値に応じて修正されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
ランダムに配置された構造要素の前記反射値を表す別のデータレコードの前記深さ値が、前記第１のデータレコードの前記深さ値に重ね合わせられることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ランダムに分布された毛孔の前記反射値から獲得された前記深さ値／トポロジデータが、前記第１のデータレコードの前記深さ値に重ね合わせられることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記別のデータレコードの前記深さ値／トポロジデータが、極小粗さの局所的な変化の反射値から獲得されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法ステップｂ）とｃ）が、
ｂ）前記オリジナル表面の、前記深さ値の前記第１のデータレコードによって特徴づけられる、前記輪郭に作用する光放射が、シミュレーションモデルによって説明されるように、
ｃ）前記光放射の反射が、反射値に割り当てられかつ第２のデータレコードに記憶される被照射面素の深さの不連続から計算されるように、
設計されることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一項記載の方法によって製造される圧刻表面を有するプラスチックフィルム。
【請求項１】
対象物の３次元構造化表面を生成するための方法であって、前記対象物表面が、加工工具を用いて、３次元構造化されたオリジナル表面の再現として形成され、
ａ）最初に前記オリジナル表面のトポロジが３次元の走査方法を用いて決定され、このように決定され、かつ前記オリジナル表面に跨るラスタの各々の面素に属する高さ値と深さ値とを実質的に含むトポロジデータが第１のデータレコードに記憶され、測定された深さ値が各々の面素又はラスタ要素に割り当てられる方法において、
ｂ）前記第１のデータレコードが、前記面素の反射特性に対する前記深さ値の影響に関する前記深さ値の評価を受け、
ｃ）前記評価に応じて、反射値が各々の面素にパラメータとして割り当てられて、第２のデータレコードに記憶され、
ｄ）前記第２のデータレコードの反射値に応じて、前記第１のデータレコードの深さ値が改訂又は修正され、
ｅ）前記第１のデータレコードの前記改訂又は修正された深さ値がトポロジデータとして第３のデータレコードに記憶され、前記３次元構造化対象物表面を加工するための加工工具を電子制御するために使用される
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記方法ステップｂ）とｃ）が、
ｂ）前記第１のデータレコードがエッジ検出を受け、次に、前記深さ値を参照して平均計算を受け、
ｃ）前記平均計算によって獲得されかつ前記エッジの周波数及び／又は高さを説明する値が、反射値／パラメータとして各々の面素に割り当てられて、第２のデータレコードに記憶されるように設計されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
面素がグループに組み合わせられ、各々の場合に、近接操作によってグループの内部で平均計算されたエッジ周波数及び／又は高さが前記グループに割り当てられて、前記第２のデータレコードに記憶されるように、前記平均計算が前記エッジ検出後に実行されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
方向に依存するフィルタリングが前記エッジ検出の前に実行されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記方向に依存するフィルタリングが、指向性のガウスフィルタリングによって実行されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
方法ステップｄ）で、大幅に変化する反射値を有する領域の前記面素又はラスタ要素に割り当てられる前記第１のデータレコードの深さ値が、除外基準を用いて前記第１のデータレコードから除去され、反射値を大幅に変更することなくオリジナル表面の領域を起点とする前記第１のデータレコードの深さ値で置換されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
前記大幅に変化する反射値／パラメータが、閾値を用いて分類されかつ除外されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
方法ステップｄ）で、前記オリジナル表面の領域に生じる前記反射特性に応じて、前記オリジナル表面の対応する面素又はラスタ要素に分割された前記領域の配置が、隣接領域の前記反射特性の不連続が最小化されるように、前記第３のデータレコードの前記ラスタ要素又は面素配置の内側の対象物表面の位置を変更することによって変更されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
前記方法ステップｄ）が、さらに、
ｉ）対象物表面のそれぞれ関連のラスタ要素及び面素についてランダムに発生された反射値を含む第４のデータレコードが記憶されるように、
ｉｉ）その後、いくつかの隣接するランダムな反射値が、前記対象物表面の第１のランダムな反射値によって第１のサブセットを形成するために組み合わせられ、かつ第５のデータレコードに記憶され、前記対象物表面の前記それぞれの関連の面素の座標によって、前記隣接する反射値の位置及び配置が同様に記憶されるように、
ｉｉｉ）その後、各々の新しい比較において前記第５のデータレコードが、新しいデータによって占められた第６のデータレコードと繰り返して比較され、
（１）前記第６のデータレコードに、前記オリジナル表面の隣接する測定された反射値の第２のサブセットが記憶され、同様に、前記オリジナル表面の隣接する反射値の位置及び配置が、前記それぞれの関連の面素の座標によって記憶され、
（２）前記第１及び第２のサブセットの前記隣接する反射値の相対位置及び配置が同様、好ましくは同一であるように、
ｉｖ）前記第１のサブセットの反射値と前記第２のサブセットの反射値との間の規定された類似性の達成の際に、前記架空の対象物表面の前記第１のランダムな反射値が前記オリジナル表面の第２の反射値で置換され、前記第２のサブセットを参照した前記オリジナル表面の位置及び配置が、前記第１のサブセットを参照した前記第１の反射値の位置及び配置に対応するように、
ｖ）前記方法ステップｉｉ）〜ｉｖ）が、前記対象物表面のすべての反射値が前記オリジナル表面からの反射値で連続して置換されるまで、異なる第１及び第２のサブセットで頻繁に、かつ前記対象物表面のすべての反射値について連続して繰り返され、１つ以上の先行する方法ステップｉｖ）を用いて前記対象物表面ですでに置換された前記反射値が、方法ステップｉｉｉ）の前記サブセットの比較のために前記方法ステップｉｉ）を実施するために前記第１のサブセットでも記録されるように、
ｖｉ）前記方法ステップｉ）〜ｖ）が、前記対象物表面のすべての反射値を前記オリジナル表面の反射値で置換した後にさらに１回以上実行され、前記反射値とそれぞれ関連するラスタ要素又は面素が、さらなるランスルー毎に低減され、特に半減され、また方法ステップｖ）で、前記方法ステップｉ）〜ｖ）の先行ランスルーですでに記憶された前記直近の第１のサブセットと前記隣接する反射値との間の規定された類似性の達成が、同時の別の基準として点検されるように、
ｖｉｉ）前記第１のデータレコードの深さ値が、前記対象物表面と前記オリジナル表面との間の規定された類似性の達成後に、前記対象物表面の反射値に応じて改訂及び／又は修正されるように、
設計されることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
前記オリジナル表面の並進的に不変の反射特性を前提として、前記第１のデータレコードの前記面素又は前記ラスタ要素に異なる反射値がそれぞれ割り当てられて、前記第２のデータレコードに記憶され、その後、前記第１のデータレコードの深さ値が、前記第２のデータレコードの反射値に応じて修正されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
ランダムに配置された構造要素の前記反射値を表す別のデータレコードの前記深さ値が、前記第１のデータレコードの前記深さ値に重ね合わせられることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ランダムに分布された毛孔の前記反射値から獲得された前記深さ値／トポロジデータが、前記第１のデータレコードの前記深さ値に重ね合わせられることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記別のデータレコードの前記深さ値／トポロジデータが、極小粗さの局所的な変化の反射値から獲得されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法ステップｂ）とｃ）が、
ｂ）前記オリジナル表面の、前記深さ値の前記第１のデータレコードによって特徴づけられる、前記輪郭に作用する光放射が、シミュレーションモデルによって説明されるように、
ｃ）前記光放射の反射が、反射値に割り当てられかつ第２のデータレコードに記憶される被照射面素の深さの不連続から計算されるように、
設計されることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一項記載の方法によって製造される圧刻表面を有するプラスチックフィルム。
【公表番号】特表２００９−５４１８２８（Ｐ２００９−５４１８２８Ａ）
【公表日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１５７９６（Ｐ２００９−５１５７９６）
【出願日】平成１９年５月７日（２００７．５．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５４３８６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１４７６７４
【国際公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（５９９００４１３９）ベネツケ−カリコ・アーゲー (15)
【氏名又は名称原語表記】Ｂｅｎｅｃｋｅ−Ｋａｌｉｋｏ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月７日（２００７．５．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５４３８６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１４７６７４
【国際公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（５９９００４１３９）ベネツケ−カリコ・アーゲー (15)
【氏名又は名称原語表記】Ｂｅｎｅｃｋｅ−Ｋａｌｉｋｏ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
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