CN110168309A - 标记 - Google Patents

Abstract

本发明提供标记，所述标记可以抑制标记表面的反射并以优异的对比度投影图像。本发明的标记(100)的特征在于，其含有透镜本体(110)，透镜本体(110)在一个表面侧上具有多个透镜部(103)，在另一个表面侧上具有多个被检测部(105)，多个透镜部(103)在平面的二维方向上连续地配置，在所述表面上，一个一维方向上的透镜部(103)的节距比另一个一维方向上的透镜部(103)的节距窄。

Description

标记

技术领域

本发明涉及标记。

背景技术

在增强现实感(Augmented Reality，下文也称为“AR”)和机器人等领域中，为了识别物体的位置和姿势等，使用所谓的观察标记。作为所述标记，例如，已经报道了在黑色条纹图案上配置双凸透镜的标记、在黑色点上配置透镜阵列的标记(专利文献1)。

当用光照射所述标记的表面时，在所述标记的表面上，显现所述条纹图案或所述点投影的图像。并且，当使用照相机等观察识别所述标记时，根据所述标记的观察方向，投影图像移动而进行检测。因此，根据检测的图像，可以了解标记的倾斜角度和观察识别方向，因此，如上所述，可以识别物体的位置和姿势等。

引文列表

专利文献

专利文献1：特开2012-145559号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，当确认在所述标记上显现的图像时，存在所述标记的表面上产生反射光以及图像的对比度不足的问题。

因此，本发明的目的在于提供标记，所述标记可以抑制标记表面的反射，并且以优异的对比度投影图像。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明的标记的特征在于，

其含有透镜本体，所述透镜本体在一个表面侧上具有多个透镜部，在另一个表面侧上具有多个被检测部，

所述多个透镜部在平面的二维方向上连续地配置，

在所述表面上，一个一维方向上的所述透镜部的节距比另一个一维方向上的所述透镜部的节距窄。

发明的效果

本发明的标记，通过设定为如上所述的节距，可以抑制标记表面的反射，并且以优异的对比度投影图像。

附图说明

[图1]图1是示出实施方案1的标记的一例的示意图，(A)是所述标记的俯视图，(B)是所述标记的立体图，(C)是从所述(A)的I-I方向看的标记的截面图，(D)是从所述(A)的II-II方向看的标记的截面图。

[图2]图2是示出实施方案1的标记的被检测部的一例的示意图，(A)是所述标记的俯视图，(B)是所述标记的仰视图，(C)是从所述(A)的I-I方向看的标记的截面图，(D)是从所述(A)的II-II方向看的标记的截面图。

[图3]图3是示出实施方案1的标记的透镜部和被检测部的一例的截面图。

[图4]图4是示出实施方案1的标记的透镜部的形状的另一例的俯视图。

[图5]图5是实施例1中，实施例标记和比较例标记上投影图像的模拟图。

[图6]图6是确认实施例2中，实施例标记和比较例标记的反射的照片。

[图7]图7是示出现有技术标记的一例的示意图，(A)是所述标记的俯视图，(B)是所述标记的立体图，(C)是从所述(A)的III-III方向看的标记的截面图，(D)是从所述(A)的IV-IV方向看的标记的截面图。

具体实施方式

本发明的标记中，例如，所述一个一维方向上的所述透镜部的节距(Py)与所述另一个一维方向上的所述透镜部的节距(Px)的比率是，当Px为1时，Py为0.2以上且小于1。

本发明的标记中，例如，所述透镜部的形状选自球面形状和非球面形状中的至少一个。

本发明的标记中，例如，所述透镜部的形状是环形形状。

本发明的标记中，例如，所述多个透镜部的配置选自矩形阵列、蜂窝阵列和放射状阵列中的至少一个。

本发明的标记中，例如，所述透镜本体在所述另一个表面侧上具有多个凹部，所述各凹部在其内部具有作为所述被检测部的着色膜。

本发明的标记中，例如，所述透镜本体是具有所述透镜部的多个透镜单元的一体成形品。

本发明的标记中，例如，所述透镜本体是注射成形品。

接下来，对本发明的实施方案使用附图进行说明。本发明不受下述实施方案的任何限定和限制。在各附图中，相同的部位赋予相同的附图标记。另外，在附图中，为了便于说明，各部分的结构有时适当地简化示出，各部分的尺度比率等不限制于附图的条件。

[实施方案1]

实施方案1为本发明的标记的例子。图1示出本实施方案的标记的一例。图1(A)是标记100的俯视图，图1(B)是标记100的立体图，图1(C)是从图1(A)的I-I方向看的标记100的截面图，图1(D)是从图1(A)的II-II方向看的标记100的截面图。

如图1所示，标记100具有透镜本体110。透镜本体110具有多个透镜部103，多个透镜部103在平面的二维方向(X方向和Y方向)上连续地配置。为了便于说明，在各附图中，X方向称为旋转方向或长度方向，Y方向称为宽度方向，在平面方向中与X方向垂直，Z方向称为厚度方向，与X方向和Y方向垂直。所述旋转方向例如是相对于观察识别侧旋转移动的方向，并且是透镜本体110的表面上显现的图像的移动方向。另外，在本发明中，如下述的实施方案1的变形例，X方向也可以是宽度方向，Y方向也可以是旋转方向或长度方向，然而，例如，从宽范围内识别角度变化和提高精度的观点来看，优选地X方向是旋转方向或长度方向，Y方向是宽度方向。

在透镜本体110中，多个透镜部103在平面的二维方向上连续地配置，因此，例如，也称为透镜阵列。

透镜本体110各自在透镜本体110的一个表面侧，即图1(A)～(D)的向上的方向的表面(上表面)侧，具有聚光的透镜部103。透镜本体110在透镜本体110的另一个表面侧，即图1(A)～(D)的向下的方向的表面(下表面或背面)侧，具有多个被检测部(图1中未图示)。所述多个被检测部的位置和形状没有特别限制，下文将进行示例。

在本发明中，所述透镜部是指具有将来自表面的光进行聚集的功能(聚光功能)的表面。所述透镜部具有所述功能即可，其形状没有特别限制。图1示出的标记100的透镜部103的形状是球面形状(也称为R形状)。具体地，透镜部103的表面为凸状的弯曲表面。透镜部103的表面的形状，例如，是厚度方向Z的截面的表面形状。

在透镜本体110中，在平面的二维方向上连续地配置的透镜部103满足下述条件1：

条件1：一个一维方向(即，作为宽度方向的Y方向)上的节距(Py)比另一个一维方向(即，作为旋转方向的X方向)上的节距(Px)窄。

本发明的标记通过作成满足所述条件1的结构，如上所述，可以抑制反射并且提高对比度。

在所述条件1中，宽度方向(Y方向)上的节距与旋转方向(X方向)上的节距的比率为，例如，当Px为1时，Py为0.2以上且小于1，或0.2以上0.8以下。

在本发明中，“透镜部的节距”是指在一个一维方向(Y方向)和另一个一维方向(X方向)的各自方向上，相邻的透镜部之间的节距。所述相邻的透镜部的各节距可以在满足所述条件1的范围内相同或不同，优选相同。

所述相邻的透镜部103之间的节距，例如，是相邻的透镜部103的顶点之间的距离。透镜部103的顶点，例如，是在厚度方向上的最高部位。X方向上的相邻的透镜部103的节距(Px)，例如，与X方向上的透镜部103的长度(Lx)相同，Y方向上的相邻的透镜部103的节距(Py)，例如，与Y方向上的透镜部103的长度(Ly)相同。

X方向上的相邻的透镜部103的节距(Px)例如是0.1mm至1mm。所述Y方向上的相邻的透镜部103之间的间隙的大小没有特别限制，例如，是照相机等光学检测装置的分辨率的一半以下。

透镜部103的大小没有特别限制，例如，可以根据透镜部103的数目、标记100的用途等适当地确定。X方向上的透镜部103在的长度(Lx)例如是5～150mm，Y方向上的透镜部103的长度(Ly)例如是5～150mm。透镜本体110的整体厚度，即通过透镜部103的顶点的厚度，例如，例如是0.1～10mm。

透镜部103能够聚光即可，例如，所述弯曲表面的曲率没有特别限制。透镜部103，例如，在X方向上的弯曲表面的曲率可以与在Y方向上的弯曲表面的曲率相同或不同，优选相同。在透镜部103中，对于厚度方向的截面的所述弯曲表面，其曲率半径(R)例如从透镜部103的顶点朝向相邻两侧的透镜部103，曲率半径增大。所述曲率半径(R)，例如，可以连续地或间歇地增加。透镜部103的顶点的曲率半径在X方向和Y方向上各自为例如0.1～10mm。

在透镜本体110的上表面侧上，各透镜部103例如在平面的全部方向上，其表面(也称为透镜表面)的形状和大小相同。具体地，各透镜部103例如在X方向上，其表面的形状和大小相同，并且在Y方向上，其表面的形状和大小相同。在本发明中，“相同”例如除了完全相同之外，在起到相同功能的范围内，也包含大体上相同的意思。透镜本体110，例如，由于其制造上的原因，也可以包含在外周附近不满足所述条件1的透镜。

透镜本体110例如可以通过单独地调制具有透镜部103的透镜单元，并连接所述透镜单元而形成，也可以是在表面上具有透镜部103的一体成形品。透镜本体110例如是注射成形品，特别地，在所述一体成形品的情况下，优选是注射成形品。

透镜本体110的透镜部103、特别是透镜表面的形成方法没有特别限制，例如，可以采用精密加工(极限加工)、通过加工中心等切割、纤维激光器等的激光加工、放电加工、电解加工、蚀刻加工、光掩模加工等。此外，透镜本体110的透镜部103，例如，其表面可以进一步实施研磨处理、抛光处理、喷砂处理等。

透镜本体110例如是透光性构件。所述透光性构件没有特别限制，例如，可以是树脂和玻璃等。所述树脂，例如，可以是聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸树脂、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)等。

在图1中，透镜本体110的透镜部103的数目在X方向是7个，在Y方向上是9个，但是其是示例，本发明不限于此。透镜本体110的透镜部103的数目没有特别限制，在X方向(旋转方向)上例如是20～250个，在Y方向(宽度方向)上例如是19～249个、4～50个。

标记100的大小没有特别限制，例如可以根据透镜部103的数目、其用途等适当地确定。

透镜本体110，如上所述，在透镜本体110的另一个表面侧(即，图1中向下的方向的表面(下表面)侧)上具有多个被检测部(在图1中未图示)。所述被检测部的形状没有特别限制，例如，可以为线状、点状等。

在所述被检测部为线状的情况下，例如，在透镜本体110中，沿着Y方向，多个所述被检测部可以为平行配置的形态。多个所述被检测部平行配置的形态示于图2。图2是示出透镜本体110的被检测部的配置的一例的示意图。图2(A)与图1(A)同样地，为标记100的俯视图，图2(B)为标记100的仰视图，图2(C)与图1(C)同样地，为从图2(A)的I-I方向看的标记100的截面图。如图2所示，被检测部105是沿着透镜本体110的Y方向延伸的线，通过多个线，形成条纹图案。多个被检测部105，例如，可以作为光学可检测的图像，投影在透镜本体110的上表面侧上而进行光学检测。

被检测部105，例如，配置为以透镜本体110的另一个表面(下表面)的露出面为基准，位于透镜本体110的内部侧上。具体地，如图2(B)～(D)所示，例如，透镜本体110的另一个表面具有凹部104，被检测部105配置在凹部104内。

在透镜本体110中，凹部104的大小、形状等例如可以根据被检测部105适当地设定。凹部104的深度，即凹部104内部的厚度方向Z的长度，没有特别限制，例如是5～30μm。

被检测部105的X方向的长度没有特别限制，例如是20～50μm，被检测部105的厚度方向Z的长度(厚度)没有特别限制，例如是1～10μm。被检测部105的厚度例如比凹部104的深度短。在此情况下，被检测部105的向上的方向的表面，例如，可以以透镜本体110的另一个表面(下表面)的露出面为基准，而位于与所述露出面相比透镜本体110的内侧上。

在透镜本体110中，厚度方向上的被检测部105的位置没有特别限制。被检测部105，例如，在厚度方向(Z方向)上，配置在透镜部103的焦点的上方(透镜部103的上表面侧的方向)。其形态示于图3的示意图中。图3是图1的标记100的透镜本体110，为提取并示出透镜单元103的X方向的截面图。如图3所示，从透镜部103进入的光由虚线表示，在它们的交叉点是焦点的情况下，被检测部105可以为在厚度方向上配置在透镜部103的焦点的上方的形态。

被检测部105的宽度，例如，可以根据相邻的透镜部103之间的节距适当地确定。在X方向(所述旋转方向)上，被检测部105的宽度与透镜部103之间的节距的宽度的比率例如是1∶200～1∶5。通过将被检测部105的宽度设定为相对大于透镜部103之间的节距，例如，检测图像的对比度可以相对较高，而通过度设定为相对小，例如，被检测部105的灵敏度可以进一步提高。

在本发明中，“多个被检测部的节距”是指相邻的被检测部105之间的节距。在所述多个被检测部105中，相邻的被检测部105的各节距可以相同或不同，优选相同。在标记100中，例如，Y方向上的“多个被检测部的节距”可以与Y方向上的“多个透镜单元的节距”相同或不同，优选不同。

所述相邻的被检测部105之间的节距，例如，在X方向上，为相邻的被检测部105的中心之间的距离。被检测部105的中心，例如，是X方向的中点，并且是Y方向的中点。

相邻的被检测部105的距离例如与透镜部103的宽度不同。相邻的被检测部105的距离，例如，可以比透镜部103的宽度短，也可以比透镜部103的宽度长。

被检测部105是光学可检测的即可，例如，可以是着色膜。所述着色膜的颜色没有特别限制，例如，是黑色。所述着色膜例如可以是涂膜，由涂料形成。所述涂料没有特别限制，例如，可以是液体涂料，也可以是粉末涂料。所述涂料例如可以通过涂布和/或固化而形成所述涂膜。所述涂布方法例如可以是喷涂涂布、丝网印刷等。所述固化方法例如可以是所述液体涂料的干燥、所述涂料中的固化成分(例如，自由基聚合性化合物等)的固化、所述粉末涂料的烘烤等。

被检测部105例如是光学可区分的即可。所述光学可区分是指，例如，被检测部105与其之外的区域相比，可以通过光学上显著的差异进行检测。所述光学上显著的差异是指，例如，在光学特性上具有显著差异。所述光学特性可以为例如明度、饱和度、色相等色调，亮度等光强度等。所述光学上显著的差异，例如，可以是可目测确认的差异，也可以是可通过照相机等光学检测装置确认的差异。另外，被检测部105例如在发射荧光的情况下，也可以是可通过UV灯的照射等操作而确认的差异。

通过被检测部105所形成的图案没有任何限制。图2示出的线状的被检测部105例如为条纹图案，作为一例。在所述图案是所述条纹图案的情况下，形成条纹图案的颜色的密度例如可以是相同的，也可以有浓淡变化。

所述被检测部没有特别限制，例如可以为点状。在所述被检测部为点状的情况下，X方向上的所述被检测部的节距没有特别限制，例如为与图2示出的被检测部105所述的节距相同，此外，Y方向上的所述被检测部的节距例如在所述透镜部的节距(Py)以下即可，没有特别限制。

标记100例如在放置在白色物体上的情况下，在从标记100的透镜本体110的上表面入射的光之中，到达所述被检测部的光在所述被检测部(例如，黑色的着色膜)吸收，其他光穿过透镜本体110而在所述物体的表面反射。因此，在透镜本体110的上表面上，被检测部的图像(在图2示出的线状的被检测部105的情况下，例如，为线状的黑色图像)投影到白色背景上。

标记100例如配置在基板上。所述基板没有特别限制，例如可以为树脂构件或玻璃构件等。所述基板中，例如，透镜本体110侧的表面优选地为可对透镜本体110的所述被检测部的颜色进行光学区分的颜色。作为具体的例子，所述被检测部在如上所述为黑色的情况下，所述基板的透镜本体110侧的表面例如为白色。所述基板的透镜本体110侧的表面例如可以具有图案，也可以无图案，在前一种情况下，优选地为对所述被检测部的检测没有影响的范围内的图案，更优选无图案。所述基板例如也可以称为反射板。

所述树脂构件例如可以是聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸树脂、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)等。所述基板的透镜本体110侧的表面的颜色，例如，可以通过用着色的树脂或玻璃成形基板而着色，也可以通过用无色的树脂或玻璃成形基板，然后用着色剂对基板表面进行着色。

[实施方案1的变形例]

实施方案1的变形例是关于本发明的标记中多个透镜部的二维方向的配置的其他例子。在本发明的标记中，在平面的二维方向上连续地配置的透镜部103也可以满足下述条件2：

条件2：一个一维方向(即，作为旋转方向的Y方向)上的节距(Py)比另一个一维方向(即，作为宽度方向的X方向)上的节距(Px)窄。

[实施方案2]

实施方案2是本发明的标记中的透镜部的其他形状的例子。在本发明的标记中，所述透镜部的形状，如上所述，没有特别限制，能够聚光并且以满足所述条件1的方式配置多个即可。

所述透镜部的形状，例如，除了所述实施方案1示例的球面形状之外，也可以是非球面形状等。另外，所述透镜部的形状例如可以是环形形状等。所述环形形状例如是指在正交的2个轴中，轴的截面方向(Z方向)的曲率各自不同的形状。另外，所述正交的2个轴没有特别限制，例如，可以是X方向和Y方向的轴，此外，也包含从所述X方向在相同平面上旋转给定角度(例如，45°)的轴，或从所述Y方向在相同平面上旋转给定角度(例如，45°)的轴等在各方向的相同平面上任意旋转的轴。

所述透镜部的阵列没有特别限制，例如可以是如图1所示的矩形阵列，也可以是蜂窝阵列、放射状阵列等。所述透镜部的配置是蜂窝阵列的例子示于图4的部分示意图中。图4与图1(A)同样地，是示出透镜本体210的一部分的平面图。在图4中，多个透镜部203以在Y方向上的节距小于在X方向上的节距作为条件而配置成蜂窝状。

本发明的标记中，各部分的大小没有特别限制。本发明的标记中，各部分的大小例如可以通过设定所述透镜部的大小而适当地设定。

本发明的标记例如可以是与二维图案代码组合而成的标记组。即，本发明的标记组的特征在于，包含所述本发明的标记和二维图案代码。

所述二维图案代码没有特别限制，例如可以是AR标记、QR标记等。所述AR标记例如可以是ARToolKit、ARTag、CyberCode、ARToolKit Plus等。所述二维图案代码例如可以与本发明的标记一起配置在上文所述的基板上。

实施例

[实施例1]

对于实施例的标记和比较例的标记，通过模拟来确认投影在透镜本体上的图像。

所述实施例的标记是图1和图2示出的标记100，标记100的条件设为以下2种。实施例标记1和实施例标记2除了Y方向的节距不同之外，是相同的条件。

Y方向的节距与X方向的节距的比率(Py∶Px)：

实施例标记1中Py∶Px＝0.5∶1

实施例标记2中Py∶Px＝0.3∶1

透镜部的形状：球面形状

透镜部的配置：矩形阵列

被检测部的形状：线状

透镜本体的成形方法：注射成形

所述比较例的标记的概述示于图7中。图7(A)是标记300的俯视图，图7(B)是标记300的立体图，图7(C)是从图7(A)的III-III方向看的标记300的截面图，图7(D)是从图7(A)的IV-IV方向看的标记300的截面图。就标记300而言，除了透镜本体310中，透镜部303的Y方向的节距与透镜部303的X方向的节距相同之外，与所述实施例标记100相同。标记300的被检测部没有图示，但是与实施例标记100的相同。

对于标记100和标记300，用平面的法线方向的光照射，模拟照相机检测的、投影在透镜本体110、310的透镜部103、303上的图像的状态。假定分辨率为0.01mm/像素的照相机来实行。其结果示于图5。图5为示出投影在标记上的虚拟图像的示意图，在图5中，左边的图是示出各标记的模拟图像的图，右边的图是各标记的Y方向的截面图(被检测部未图示)。

如图5所示，在所述比较例标记中，在黑色条纹中生成空白部分，对比度存在问题。相反，所述实施例标记1和2为清晰的黑色条纹，提高了对比度。特别地，在所述实施例标记2中，Y方向的节距比所述实施例标记1更窄，从而Y方向的黑色条纹的R变得不明显，条纹图案显得更清晰。

这考虑是由于以下原因。在所述比较例标记300中，如图7(A)所示，透镜部303以X方向和Y方向上节距相同的方式配置成矩形形状。另外，透镜部303的表面为在X方向和Y方向上曲率相同的R形状。因此，所述比较例标记配置为各透镜部303彼此拥挤的状态，并且如图5的截面图的箭头所示，在Y方向上为相邻的透镜部303之间形成大间隙的状态。认为是由于此间隙，如图5所示，在所述比较例标记的图像中，黑色条纹中生成空白部分。相反，所述实施例标记100，如图1(A)所示，以在Y方向上的节距小于在X方向上的节距的方式配置成矩形形状。另外，透镜部103的表面为在X方向和Y方向上曲率相同的R形状。因此，所述实施例标记为在Y方向上相邻的透镜部103之间的间隙非常小的状态，如由图5的截面图的箭头所示。因此，认为实施例标记间隙小，如图5所示，与所述比较例标记不同，从而抑制了黑色条纹中空白部分的发生，获得了优异的对比度。

[实施例2]

制备所述实施例1示出的实施例标记100和比较例标记300，确认光照射时的反射。

这些结果示于图6。在图6中，(A)是通过LED环照明的外部照明光的照片，(B)是示出通过所述LED环照明，在实施例标记上光照射时显现的图像的结果的照片，(C)是示出通过LED环照明，在比较例标记上光照射时显现的图像的结果的照片。另外，实施例标记和比较例标记配置在相同的透明基板上，图像的检测各自在相同的位置进行。即，在图6中，以使目标标记位于前方位置的方式，在白色台上放置标记，进行光照射。

如图6(A)所示，在用LED环照明照射白色台的情况下，所述照明的多个光源的反射图像以圆形形状不连续地显现。并且，在所述比较例标记配置在白色台的情况下，如图6(C)所示，在由虚线圆圈包围的比较例标记中，确认了光源的反射图像。相反，当所述实施例标记在相同条件下配置时，如图6(B)所示，在由实线圆圈包围的实施例标记中，抑制了光源的反射图像的出现。也即可以说，根据实施例标记，通过减弱从光源照射的光的正反射而防止了光源的反射图像的出现(即，减少了镜面反射)。

工业适用性

如上文所述，本发明的标记通过设定如上所述的节距，可以抑制标记表面的反射，并且以优异的对比度投影图像。

本申请要求享有2017年1月17日提交的日本专利申请2017-006091为基础的优先权，其公开全部内容纳入本文。

附图标记

100、300： 标记

110、210、310： 透镜本体

103、203、303： 透镜部

104： 凹部

105： 被检测部

Claims (8)

1.标记，其特征在于

含有透镜本体，

所述透镜本体在一个表面侧上具有多个透镜部，在另一个表面侧上具有多个被检测部，

所述多个透镜部在平面的二维方向上连续地配置，

在所述表面上，一个一维方向上的所述透镜部的节距比另一个一维方向上的所述透镜部的节距窄。

2.根据权利要求1所述的标记，其中

所述一个一维方向上的所述透镜部的节距(Py)与所述另一个一维方向上的所述透镜部的节距(Px)的比率是，当Px为1时，Py为0.2以上且小于1。

3.根据权利要求1或2所述的标记，其中

所述透镜部的形状选自球面形状和非球面形状中的至少一个。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的标记，其中

所述透镜部的形状是环形形状。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的标记，其中

所述多个透镜部的配置选自矩形阵列、蜂窝阵列和放射状阵列中的至少一个。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的标记，其中

所述透镜本体在所述另一个表面侧上具有多个凹部，

所述各凹部在其内部具有作为所述被检测部的着色膜。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的标记，其中

所述透镜本体是具有所述透镜部的多个透镜单元的一体成形品。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的标记，其中

所述透镜本体是注射成形品。