JP2007171956A - 低視認性再帰反射ビジュアルタグの生産方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タグの位置が容易に認識でき、外観を損なうことのないビジュアルタグを提供する。
【解決手段】低視認性再帰反射ビジュアルタグにおいては、赤外線遮断材２０４を再帰反射基材２０２上に置く工程が含まれ、前記赤外線遮断材は、パターンを形成するように置かれ、前記パターンは、前記低視認性再帰反射ビジュアルタグが、赤外線光源により照射されると、赤外線センサによって認識可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ビジュアルタグまたはマーカを製造する技術に関する。特に、本発明は、低視認性再帰反射（ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）ビジュアルタグの生産技術に関する。

物理的世界において、物体を識別するために、そして物体の位置を判断するために比較的経済的な技術として、物体に無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）を付ける技術がある。ＲＦＩＤタグは、わりと小型で、安価であり、概して電源を必要としない。これらの利点により、ＲＦＩＤタグ（多くの場合、電池式の「アクティブ」型ではあるが）は広く、多くの用途で使用され、その多様さは、在庫管理システムから高速道路のＥＴＣ料金所などに及ぶ。

しかしながら、電源を持たない既存の「パッシブ」ＲＦＩＤタグのリーダは、物体の位置を正確に特定することができない。むしろ単に、感度範囲内にタグが存在するか否かを伝えるだけである。さらに、ＲＦＩＤタグリーダは、狭い範囲でしか検知できない。また、金属がある場所では機能が低下し、タグ付けされている物体が多い場合は、お互いに干渉し合ってしまう。

これらの問題は、アクティブＲＦＩＤ技術、または超音波などの同様の技術を用いることで解消できる。しかしながら、これらの技術には、コストが高く、電力を消費する電子機器と電池が必要とされ、それでもなお、物体が密集していたり金属であったりする場合は、位置を正確に判断することができない。

ビジュアルタグを用いた方法では、同じ問題は生じないが、ビジュアルタグを認識する作業自体が複雑なタスクであるので、多くの演算処理が必要となる。結果的に、既存のシステムでは、複雑な背景とタグを区別したり、光の変化に対処するのが難しい。また、多くの用途において実用的に使用するには、必要なコンピュータの処理能力が高すぎる。さらに、大きく、視覚的に目立つタグは、認識するのは容易であるが、見た目が良くないので、多くの用途に適していない。

したがって、既存のシステムにおける上記の問題点を生じることなく、物体の認識と物体の位置の判断の一方または両方を行う方法と装置が必要とされている。

本発明の一実施形態では、低視認性再帰反射ビジュアルタグを生産する工程が提供され、そのタグは、物体の認識と物体の位置の判断の一方または両方を行うために使用できる。この工程には、低視認性再帰反射ビジュアルタグを形成するために、再帰反射基材上に赤外線遮断材を設けることが含まれる。赤外線遮断材は、パターンを形成するように配置され、このパターンは、低視認性再帰反射ビジュアルタグが赤外線光源により照射されると、赤外線センサにより認識されるようになる。

本実施形態の変形例では、再帰反射基材上に赤外線遮断材を置く工程には、再帰反射基材に赤外線遮断材を配置する工程が含まれる。

本実施形態の他の変形例では、再帰反射基材上に赤外線遮断材を置く工程には、赤外線透過材のシート上に赤外線遮断材を配置し、次に再帰反射基材に赤外線透過材のシートをラミネート処理（または他の方法による付着処理）する工程が含まれる。

本実施形態の一態様では、赤外線遮断材として、インク、染料、トナー、または色素が含まれる。

本実施形態のさらに他の変形例では、再帰反射基材上に赤外線遮断材を置く工程には、さらに、再帰反射基材上に赤外線透過材を置く工程が含まれる。この実施形態では、赤外線透過材および赤外線遮断材は可視的な色を有するので、可視光線のもとでは、結果的に生じた低視認性再帰反射ビジュアルタグにより形成されたパターンを見ることができる。このような可視的なパターンは、低視認性再帰反射ビジュアルタグにより赤外線のもとで形成される赤外線パターンとは異なる（相関関係がなくても可）。

本実施形態の一態様では、赤外線透過材として、インク、染料、トナー、または色素が含まれる。

本実施形態の他の変形例では、反射性基材上に置かれる赤外線遮断材に加えて、低視認性再帰反射ビジュアルタグ上に赤外線透過材を置く工程も含まれる。赤外線透過材は、１つまたは複数の可視的な色を有し、その色により可視的な標準的なパターンが形成されるので、低視認性再帰反射ビジュアルタグを、容易に認識できるようになる。

本実施形態のさらに他の変形例では、再帰反射基材は、事前にプリントされたシートまたはラベルの形式であり、標準サイズの紙のシートである。このシートは、事前に「目に見えない」ＩＲ反射パターンが印刷されているものでもよい。そのため、可視的なパターンを、赤外線透過材を用いてシート上に印刷したり、またはシートのパターンがない部分に印刷することができる。つまりユーザは、ＩＲ照射器とカメラによってしか認識できないタグが事前に印刷されているシート上に、所望のコンテンツを印刷することができる。

本実施形態の他の変形例では、再帰反射基材は、事前にプリントされたシートまたはラベルの形式であり、このシートには、赤外線光のもとで認識可能となるパターン、および／または可視光線のもとで目に見えるパターンを、事前に印刷することができる。この変形例には、再帰反射基材上に赤外線遮断材を置く工程、または再帰反射基材上に赤外線透過材を置く工程が含まれる。これらの工程では、再帰反射基材上に赤外線遮断材を置くこと、または再帰反射基材上に赤外線透過材を置くことには、コンピュータ用プリンタを使用して、再帰反射基材上に赤外線遮断材または赤外線透過材を印刷することが含まれる。

本実施形態の一態様では、再帰反射基材として、反射性コーナキューブまたは実質的に屈折率が２である透明な球が含まれる。

本発明の一実施形態では、低視認性再帰反射ビジュアルタグを生産する工程が提供される。この工程は、低視認性再帰反射ビジュアルタグを形成するために、目的の物体に再帰反射材を配置することで実施される。この再帰反射材は、低視認性再帰反射ビジュアルタグが赤外線光源により照射されると、赤外線センサにより認識されるパターンを形成するように配置される。さらに、この再帰反射材は、可視光線に対しては実質的に透過性である。したがって、再帰反射材が形成するパターンは、可視光線のもとでは見えにくく、その下にある、目的の物体上の可視的なパターンが再帰反射材を通り抜けて目に見える。

以下に、低視認性再帰反射ビジュアルタグを生産し、かつ使用する、さまざまな方法を開示する。タグは、目的の物体に付けることができ、赤外線光源からの照射を受けると、タグは光源の近くに位置する赤外線カメラに赤外線を反射する。同時に、物体の他の部分に当たった赤外線は、他の方向に反射されるので、大幅に拡散されることになる。タグは結果として、非常にコントラストが高く目立つので、正確かつ容易に、背景と区別できる。以下に、このために使われるさまざまな技術のうちのいくつかを説明する。

本発明の一実施形態では、タグの反射部分または非反射部分により形成される形によってコード化された識別情報と、カメラの視野内でのタグの位置に基づく位置情報とを両方とも感知する。これらのビジュアルタグを「目に見えない」状態にするには、スペクトルの可視範囲内において、タグの反射部分と非反射部分のコントラストを、目に見えない状態または目立たないようにする必要がある。

さらに、タグを低コストで量産するには、印刷、ゴムスタンプ、またはレーザ切削などのさまざまな方法を使用する。タグは、物体の識別および位置の特定に加えて、物体の向きや姿勢などの他の量的な特性の判断を容易にするために、物体にマーキングしたり、外形を示したりすることもできる。

これらのタグは、さまざまな方法により生産することができる。これらの技術により、赤外線照射の光源では認識でき、可視スペクトルでは目立たない（または完全に見えない）タグを生産することができる。

このような手法は、高コントラストを提供し、照射を調整できるので、従来のビジュアルタグ付け方法および視覚による物体の認識方法と比較して、大きな利点がある。高コントラストは、３面の内側コーナキューブ（または、代替品として、屈折率が実質的に２である透明な球）を含む「再帰反射」材を使用することにより得られるが、このコーナキューブは、入射光線すべてを光源の位置に向けてまっすぐに（ｄｉｒｅｌｃｔｌｙ）反射するものである。

したがって、赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）を、市販のＣＣＤやＣＭＯＳ撮像装置（標準装備の赤外線カットフィルタは取り外す）などの赤外線撮像機の近くに配置することによって、照射光を調整して、カメラ光学系において反射タグの明るい画像を生成できる。

さらに、可視光線照射器ではなく、レーザ照射器を使用することによって、コントラストをより高めることができる。レーザ照射器を使用すると、タグとの距離が離れるにつれて広がる面積全体に光を照射せず、実質的にすべての光の照射をタグに合わせることができる。

さらにこの光は、回折光学パターン生成器（図６参照）、または可動型ミラーのような機械的ビーム操作メカニズムを用いて、「構造化」光照射パターンとしても使用できる。ＬＥＤまたはレーザの波長に対する狭帯域フィルタを使用すれば、さらにコントラストを高めることができるであろう。

タグ付けおよびマーキングの用途に加えて、パターン形成された再帰反射物体を生産し、かつ光を照射する同様の方法は、物体の認識を向上させ、物体の向きと姿勢を判断するのに使用できる。例えば、再帰反射材により箱を縁取ることによって、箱の外形の「ワイヤフレーム」が赤外線（ＩＲ）照射により容易に認識できるようになり、立体的な形状および向きをより簡単に検出できるようになる。他の例では、ビデオゲームの用途におけるユーザに、再帰反射タグおよびその上に座標の付いた擬似の剣を持たせ、剣の向きと識別の判断を容易にする。同様に、この技術を使用して、ホワイトボードや写真立ての縁などの所望の画像フレームを縁取ることにより、画像の位置を簡単に検出でき、遠近法の影響や他のゆがみを排除するように画像を変形することができる。

図１に、本発明の一実施形態において、低視認性再帰反射ビジュアルタグを照射し、認識する工程を示す。この工程では、赤外線ＬＥＤやレーザのような赤外線光源１０６は、低視認性再帰反射タグ１０２を照射するものであり、このタグは物体１０４上に位置する。再帰反射タグは、赤外線を赤外線光源１０６にまっすぐに反射し、反射された赤外線は、反射先の付近にある、カメラ１０８などの赤外線センサにより取り込まれる。

本発明の一実施形態では、赤外線光源１０６は「パルス化」されるので、赤外線が照射されている場合とされていない場合に、異なる画像を取り込むことができる。これにより、照射されていない場合の画像を、照射されている場合の画像から「抜き取る」ことができるので、再帰反射パターンを強調できる。

図２に、本発明の一実施形態における、低視認性再帰反射ビジュアルタグの構成を示す。この実施形態では、赤外線遮断材２０４（インク、染料、トナー、または色素など）は、再帰反射基材２０２上に配置される（例えば、印刷やスタンプなどによる）（図７のステップ７０２参照）。

図３に、本発明の一実施形態における、低視認性再帰反射ビジュアルタグの他の構成を示す。この実施形態では、赤外線遮断材３０４は、赤外線透過シート３０６上に配置される（図８のステップ８０２参照）。このシートは次に、再帰反射基材３０２にラミネートされるか、または他の方法で付着される（図８のステップ８０４参照）。

可視的な色を有する赤外線透過材を、再規反射基材４０２上に、赤外線遮断材と共に配置することもできる。これにより、可視光線のもとでの目に見えるパターンが、赤外線のもとでタグが形成するパターンとは異なるパターン（相関関係がなくても可）を形成する、再帰反射ビジュアルタグを生産することが可能になる。

図４に例として示したタグでは、再帰反射基材が設けられ、その上にさまざまなタイプの物質が配置されている。これらの物質には、（１）可視光線のもとでは赤を示すが、下にある再帰反射基材４０２から赤外線が反射するのを防ぐ、赤い赤外線遮断材４０４、（２）可視光線のもとでは赤を示し、赤外線に対して透過性であるので、下にある再帰反射基材４０２から赤外線が反射するのを妨げない、赤い赤外線透過材４０６、（３）可視光線のもとでは青を示すが、赤外線は遮断する、青い赤外線遮断材４０８、（４）可視光線のもとでは青を示し、赤外線には透過性である、青い赤外線透過材４１０が含まれる。

可視光線のもとで見ると、図４に示したタグには、赤い可視領域４１２があり、その領域は、赤い赤外線遮断材４０４および赤い赤外線透過材４０６が覆っている両方の部分に及んでいる。同様に、このタグには青い可視領域４１４があり、その領域は、青い赤外線遮断材４０８および青い赤外線透過材４１０が覆っている両方の部分に及んでいる。

逆に、赤外線のもとで見ると、図４に示したタグは、赤い赤外線透過材４０６および青い赤外線透過材４１０が覆っている領域において、赤外線を反射する。赤い赤外線遮断材４０４、および青い赤外線遮断材４０８が覆っている領域では、赤外線は反射されない。

この技術を使用すると、可視光線のもとでは目に見える画像を形成し、その画像とは異なる画像（相関関係がなくても可）を、赤外線のもとでは形成することができるタグを製造することが可能になる。

図５に、本発明の一実施形態における、低視認性再帰反射ビジュアルタグのさらに他の構成を示す。この構成では、再帰反射材５０２が物体５０４上に配置され、パターンを形成している（図９のステップ９０２を参照）。これには、再帰反射材５０２を形に切り取るか、物体５０４上に再帰反射材を印刷するか、またはスタンプするか、のうちのどれかが含まれる。

再帰反射ビジュアルタグを作成した後で、１色または２色の可視的な色を有する赤外線透過材を、再帰反射ビジュアルタグ上に配置することで、ビジュアルタグに可視的な標準的なパターンを追加することができる（図１０のステップ１００２参照）。このような赤外線透過材は、可視的な標準的なパターンを形成するので、再帰反射ビジュアルタグを認識しやすくする。

本発明の一実施形態に係る、低視認性再帰反射ビジュアルタグを照射し認識する工程を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、低視認性再帰反射ビジュアルタグの構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、低視認性再帰反射ビジュアルタグの構成の代替案を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、低視認性再帰反射ビジュアルタグの構成のさらに他の代替案を示す図である。 本発明の一実施形態に係り、可視光線のもとでのタグにより形成される目に見えるパターンと、赤外線のもとでのタグにより形成されるパターンとが異なる（相関関係がなくても可）ように、低視認性再帰反射ビジュアルタグを生産する方法を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、さまざまな「構造化光点灯パターン」を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、低視認性再帰反射ビジュアルタグを作成する工程のフローチャートを示す図である。 本発明の他の実施形態に係る、低視認性再帰反射ビジュアルタグを作成する工程のフローチャートを示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る、低視認性再帰反射ビジュアルタグに、マーカを作成する工程のフローチャートを示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る、低視認性再帰反射ビジュアルタグに、マーカを作成する工程のフローチャートを示す図である。

符号の説明

１０２ 低視認性再帰反射ビジュアルタグ、１０４ 物体、１０６ 赤外線光源、２０２ 再帰反射基材、２０４ 赤外線遮断材、３０６ 赤外線透過シート、５０２ 再帰反射材。

Claims (4)

1. 低視認性再帰反射ビジュアルタグであって、その生産には、
   前記低視認性再帰反射ビジュアルタグを形成するために、赤外線遮断材を再帰反射基材上に置く工程が含まれ、
   前記赤外線遮断材は、パターンを形成するように置かれ、
   前記パターンは、前記低視認性再帰反射ビジュアルタグが、赤外線光源により照射されると、赤外線センサによって認識可能となる、低視認性再帰反射ビジュアルタグ。
2. 前記赤外線遮断材を前記再帰反射基材上に置く工程には、
   前記赤外線遮断材を前記再帰反射基材に配置すること、または、
   前記赤外線遮断材を赤外線透過材シート上に配置し、次に前記赤外線透過シートを前記再帰反射基材上にラミネートすること（または他の方法により付着すること）、
   が含まれる、請求項１に記載の低視認性再帰反射ビジュアルタグ。
3. 前記赤外線遮断材を前記再帰反射基材上に置く工程には、
   赤外線透過材を前記再帰反射基材上に置くことがさらに含まれ、
   前記赤外線透過材および前記赤外線遮断材は可視的な色を有し、
   結果として得られた前記低視認性再帰反射ビジュアルタグが、可視光線のもとでは、可視的なパターンを形成し、そのパターンは、赤外線のもとで前記低視認性再帰反射ビジュアルタグにより形成される赤外線パターンとは異なる（相関関係がなくても可）、
   請求項１に記載の低視認性再帰反射ビジュアルタグ。
4. 低視認性再帰反射ビジュアルタグであって、その生産には、
   再帰反射材を所望の物体に配置することによって、前記低視認性再帰反射ビジュアルタグを形成することが含まれ、
   前記再帰反射材は、前記低視認性再帰反射ビジュアルタグが、赤外線光源により照射されると、赤外線センサによって認識可能となるパターンに配置され、
   前記再帰反射材は、可視光線に対して実質的に透過性であるので、前記パターンは可視光線のもとでは視認性がさらに低い、低視認性再帰反射ビジュアルタグ。

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