JP2018084469A - マーカおよびマーカセット - Google Patents

Abstract

【課題】検出された像から、視覚方向を判断可能なマーカを提供する。
【解決手段】マーカ１００は、複数のレンズユニット１２１と複数の非レンズユニット１２２とを有するレンズ本体１１０を含み、複数のレンズユニット１２１と複数の非レンズユニット１２２とは、平面方向において、交互に配置され、各レンズユニット１２１は、それぞれ、レンズ本体１１０の一方の表面側に、レンズユニット１２１と非レンズユニット１２２との配置方向に向かって、集光性の凸状のレンズ部１２１ａを有し、各非レンズユニット１２２は、それぞれ、レンズ本体１１０の一方の表面側に、非集光性の非レンズ部１２２ａを有し、レンズ本体１１０は、レンズ本体１１０の他方の表面１４０側に、前記一方の表面側から検出可能な複数の被検出部１４１を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、マーカおよびマーカセットに関する。

拡張現実感（Augmented Reality、以下、「ＡＲ」ともいう）およびロボティクス等の分野において、物体の位置および姿勢等を認識するために、いわゆる視認マーカが使用されている。前記マーカとしては、例えば、黒の縞模様の上に、レンチキュラレンズが配置されたマーカが報告されている（特許文献１）。

前記レンチキュラレンズは、一般に、円柱を軸方向に分割したシリンドリカルレンズが、前記軸方向が平行となるように連続して配置されたレンズ体である。そして、前記マーカは、前記軸方向に伸びる凸部を有するシリンドリカルレンズが、その軸方向と前記縞模様の黒線方向とが平行となり、かつ、そのピッチが、レンチキュラレンズのピッチと異なるように、前記縞模様の上に配置されて、形成されている。このような構造により、前記マーカを、前記レンチキュラレンズの凸部側から、カメラ等により視認すると、その視覚方向によって、前記レンチキュラレンズに投影される前記模様の像が移動または変形して検出される。このため、検出される像により、視覚方向がわかり、前述のように、物体の位置および姿勢等を認識することが可能となる。

特開２０１２−１４５５５９号公報

しかしながら、例えば、前記レンチキュラレンズの凸部の頂点を通る法線を基準（０°）とし、視覚角度を増加させていった場合、マーカの一端側から、ある角度（Ａ１°）で出現した前記模様の像（Ｂ１）は、視覚角度の増加に伴って、他端側に移動していくが、さらに角度が増加すると（角度（Ａ２°）：Ａ２°＞Ａ１°）、前記一端側から前記模様の新たな像（Ｂ２）が出現することがある。この場合、最初の前記像（Ｂ１）と、新たな前記像（Ｂ２）とが、同じ位置に出現し、移動してくため、ある箇所に前記像が出現しても、いずれの視覚角度（Ａ１°またはＡ２°）によるものか、判断できない場合がある。視覚角度を減少させていった場合も同様である。

そこで、本発明は、検出された像から、視覚方向を判断可能なマーカおよびマーカセットを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のマーカは、
複数のレンズユニットと複数の非レンズユニットとを有するレンズ本体を含み、
前記複数のレンズユニットと前記複数の非レンズユニットとは、平面方向において、交互に配置され、
前記各レンズユニットは、それぞれ、前記レンズ本体の一方の表面側に、前記レンズユニットと前記非レンズユニットとの配置方向に向かって、集光性の凸状のレンズ部を有し、
前記各非レンズユニットは、それぞれ、前記レンズ本体の一方の表面側に、非集光性の非レンズ部を有し、
前記レンズ本体は、前記レンズ本体の他方の表面側に、前記一方の表面側から検出可能な複数の被検出部を有し、
前記複数のレンズユニットのピッチと、前記複数の被検出部のピッチとが異なることを特徴とする。

本発明のマーカは、前述のように、前記レンズ本体が、レンズユニットと非レンズユニットとを交互に有することによって、検出された像から、視覚方向を判断可能である。

図１（Ａ）は、実施形態１のマーカの一例を示す上面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩ−Ｉ方向から見たマーカの断面図である。 図２は、実施形態１のマーカにおけるレンズユニットと非レンズユニットとの関係を模式的に説明する断面図である。 図３は、実施形態１のマーカにおけるレンズユニットについて、法線と傾斜直線との関係を模式的に説明する断面図である。 図４は、実施形態１のマーカの変形例を示す断面図である。 図５は、視覚角度によって変化する像について説明する概略図であり、図５（Ａ）は、図１に示す実施形態１のマーカに関し、図５（Ｂ）は、図８に示す比較例のマーカに関する。 図６、視覚角度によって変化する像について説明する概略図であり、図６（Ａ）は、図１に示す実施形態１のマーカに関し、図６（Ｂ）は、図８に示す比較例のマーカに関する。 図７（Ａ）〜（Ｄ）は、実施形態２のマーカセットの例を示す上面図である。 図８は、連続レンズマーカの一例を示す断面図である。

本発明のマーカは、例えば、前記レンズ本体の一方の表面側において、前記非レンズ部の表面が、平面または凹面である。

本発明のマーカにおいて、例えば、前記レンズユニットは、シリンドリカルレンズである。

本発明のマーカにおいて、例えば、前記配置方向における前記シリンドリカルレンズ部の長さ（Ｃ）と、前記配置方向における前記非レンズ部の長さ（ＮＣ）とが、Ｃ≧ＮＣを満たす。

本発明のマーカにおいて、例えば、前記被検出部は、最も近い前記レンズユニットと、前記レンズユニットに隣接する両脇の前記非レンズユニットに対して、前記一方の前記非レンズユニットの前記レンズユニット側領域から、前記レンズユニットを介して、前記他方の非レンズユニットの前記レンズユニット側領域の間に、配置されている。この場合において、例えば、前記非レンズユニットのレンズユニット側領域は、前記非レンズユニットの前記配列方向の長さの１／４の領域である。

本発明のマーカにおいて、例えば、前記被検出部は、前記レンズユニットの凸状のレンズ部の法線を基準（０°）とし、前記配置方向に対して−４０°に傾斜する直線と＋４０°に傾斜する直線との間の領域に、配置されている。

本発明のマーカでは、例えば、前記レンズ本体において、前記複数の被検出部により、模様が形成されている。

本発明のマーカでは、例えば、前記レンズ本体において、前記被検出部が、前記配置方向に対する垂直方向に伸びる線であり、前記模様が、前記各線により形成される縞模様である。

本発明のマーカにおいて、例えば、前記レンズ本体は、前記レンズ本体の他方の表面側に、複数の凹部または凸部を有し、前記各凹部を有する場合は、その内部に、前記被検出部として着色膜を有し、前記各凸部を有する場合は、その凸部の先端に、前記被検出部として着色膜を有する。

本発明のマーカにおいて、例えば、前記レンズ本体は、前記レンズ本体の他方の表面側が平面であり、前記平面上に、前記各被検出部が固定化されている。

本発明のマーカにおいて、例えば、前記レンズ本体は、透光性部材である。

本発明のマーカにおいて、例えば、前記レンズ本体は、前記複数のレンズユニットと前記複数の非レンズユニットの一体成形品である。

本発明のマーカにおいて、例えば、前記レンズ本体は、射出成形品である。

つぎに、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。本発明は、下記の実施形態によって何ら限定および制限されない。各図において、同一箇所には同一符号を付している。なお、図においては、説明の便宜上、各部の構造は、適宜、簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、図の条件には制限されない。

［実施形態１］
実施形態１は、本発明のマーカの例である。図１に、本実施形態のマーカの一例を示す。図１（Ａ）は、マーカ１００の上面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩ−Ｉ方向から見たマーカ１００の断面図である。図１（Ｂ）においては、見やすさを考慮して、断面を表すハッチを省略している。以下、他の断面図においても同様である。

図１（Ａ）および（Ｂ）に示すとおり、マーカ１００は、複数のレンズユニット１２１と複数の非レンズユニット１２２とを有するレンズ本体１１０を含み、複数のレンズユニット１２１と複数の非レンズユニット１２２とは、平面方向において、交互に配置されている。複数のレンズユニット１２１と複数の非レンズユニット１２２とが配置されている方向を、配置方向または幅方向といい、図１において、矢印Ｘで示す。説明の便宜上、図１において、配置方向Ｘは、左方向を上流といい、右方向を下流という。マーカ１００について、平面方向における配置方向Ｘに対する垂直方向を、長さ方向といい、図１（Ａ）において、矢印Ｙで示し、配置方向（幅方向）Ｘと長さ方向Ｙとに対する垂直方向を、厚み方向といい、図１（Ｂ）において、矢印Ｚで示す。

図１（Ｂ）に示すように、配置方向Ｘの断面図において、レンズユニット１２１は、矢印Ｃで示す領域であり、非レンズユニット１２２は、矢印ＮＣで示す領域である。各レンズユニット１２１は、それぞれ、レンズ本体１１０の一方の表面側、すなわち、図１（Ｂ）における上方向の表面（上面）側に、配置方向Ｘに向かって、集光性の凸状のレンズ部１２１ａを有する。また、各非レンズユニット１２２は、それぞれ、レンズ本体１１０の一方の表面側、すなわち、図１（Ｂ）における上方向の表面（上面）側に、配置方向Ｘに向かって、非集光性の非レンズ部１２２ａを有する。レンズ本体１１０は、レンズ本体１１０の他方の表面側、すなわち、図１（Ｂ）における下方向の表面（下面または裏面）１４０側に、複数の被検出部１４１を有する。

本発明のマーカは、前述のように、前記レンズ本体が、前記レンズユニットと前記非レンズユニットとが連続する配置方向に向かって、前記レンズユニットと前記非レンズユニットとを交互に有していればよく、その他の構成は、特に制限されない。本発明において、前記レンズユニットのレンズ部は、光を集める機能を有する部分であり、前記非レンズユニットの非レンズ部は、光を集める機能を有さない部分である。本発明のマーカは、前述のように、前記レンズユニットと前記非レンズユニットとを交互に有するので、不連続レンズのマーカということができる。これに対して、前記レンズユニットが連続して配置された従来のマーカは、連続レンズのマーカということもできる。

レンズユニット１２１において、レンズ部１２１ａは、その表面が、凸状の曲面である。レンズ部１２１ａの表面の形状は、例えば、厚み方向Ｚの断面における表面形状であり、具体的には、配置方向（幅方向）Ｘに沿った厚み方向Ｚの断面における表面形状である。レンズ部１２１ａは、光を集光できればよく、例えば、前記曲面の曲率は、特に制限されない。レンズ部１２１ａにおいて、厚み方向の断面における前記曲面は、その曲率半径（Ｒ）が、例えば、レンズ部１２１ａの頂点から、隣接する両脇の非レンズユニット１２１に向かうにつれて、曲率半径が大きくなる。前記曲率半径（Ｒ）は、例えば、連続的に大きくなってもよいし、断続的に大きくなってもよい。レンズ部１２１ａの頂点の曲率半径は、例えば、０．２５ｍｍである。レンズユニット１２１は、例えば、シリンドリカルレンズである。

レンズ本体１１０の一方の表面（図１（Ｂ）における上面）側において、非レンズ部１２２ａの表面は、例えば、平面である。非レンズ部１２２ａの形状は、この例には、制限されず、例えば、厚み方向の断面図において、その表面が、凹面であってもよい。

レンズ本体１１０における、レンズユニット１２１と非レンズユニット１２２との大きさの比率は、特に制限されない。幅方向Ｘにおいて、レンズユニット１２１の幅（Ｃ）と非レンズユニット１２２の幅（ＮＣ）とは、例えば、Ｃ≧ＮＣを満たす。レンズユニット１２１の幅（Ｃ）と非レンズユニット１２２の幅（ＮＣ）との比（Ｃ：ＮＣ）は、例えば、３：１〜１：１、２：１〜１：１、１：１である。レンズユニット１２１の幅方向Ｘの長さ、つまり、図１（Ｂ）における幅Ｃは、例えば、３７０μｍである。また、非レンズユニット１２２の幅方向Ｘの長さ、つまり、図１（Ｂ）における幅ＮＣは、例えば、１８５μｍ、３７０μｍである。

レンズ本体１１０は、例えば、別個に調製された複数のレンズユニット１２１と複数の非レンズユニット１２２とを連結することで形成してもよいし、複数のレンズユニット１２１と複数の非レンズユニット１２２との一体成形品でもよい。レンズ本体１１０は、例えば、射出成形品であり、特に、前記一体成形品の場合、射出成形品であることが好ましい。

レンズ本体１１０は、例えば、透光性部材である。前記透光性部材は、特に制限されず、例えば、樹脂およびガラス等があげられる。前記樹脂は、例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等があげられる。

図１（Ａ）および（Ｂ）において、レンズユニット１２１の数は、５個であり、非レンズユニット１２２の数は、６個であるが、これは例示であって、本発明は、これには限定されない。レンズユニット１２１と非レンズユニット１２２の数は、同一でもよいし異なってもよい。また、レンズ本体１１０の幅方向の両末端は、例えば、両方が非レンズユニット１２２でもよいし、両方がレンズユニット１２１でもよいし、一方が非レンズユニット１２２で他方がレンズユニット１２１でもよい。レンズ本体１１０におけるレンズユニット１２１および非レンズユニット１２２の数は、特に制限されず、それぞれ、例えば、４７個である。

レンズ本体１１０の大きさは、特に制限されず、例えば、レンズユニット１２１および非レンズユニット１２２の数、マーカ１００の用途等に応じて、適宜決定できる。レンズ本体１１０は、例えば、幅方向Ｘの長さ（幅）が、例えば、１０ｍｍ、長さ方向Ｙの長さが、例えば、４ｍｍ、１５ｍｍであり、厚み方向Ｚの長さ（厚み）が、例えば、０．７ｍｍである。

本発明において、「複数のレンズユニットのピッチ」とは、前記非レンズユニットを介して隣り合うレンズユニット間のピッチＰを意味する。前記非レンズユニットを介して隣り合うレンズユニット間の各ピッチは、例えば、同じでもよいし、異なってもよく、好ましくは同じである。本発明において、前記配列方向における「複数のレンズユニットのピッチ」は、前記配列方向における「複数の被検出部のピッチ」と異なる。

図１に示すように、非レンズユニット１２２を介して隣り合うレンズユニット１２１間のピッチＰは、例えば、レンズユニット１２１の幅Ｃと非レンズユニット１２２の幅ＮＣとの合計（Ｃ＋ＮＣ）と同じである。「ピッチＰ」とは、例えば、前記隣り合うレンズユニット１２１のレンズ部１２１ａの頂点間の距離（レンズユニット１２１の稜線間の距離）である。レンズ部１２１ａの頂点とは、例えば、厚み方向において、最も高い部位であり、レンズユニット１２１の稜線とは、例えば、厚み方向の断面において、最も高い部位であり、且つ、長さ方向Ｙに伸びる直線である。

レンズユニット１２１を介して隣り合う非レンズユニット１２２間のピッチは、例えば、レンズユニット１２１間のピッチＰと同様であり、すなわち、例えば、レンズユニット１２１の幅Ｃと非レンズユニット１２２の幅ＮＣとの合計（Ｃ＋ＮＣ）と同じである。「非レンズユニット間のピッチ」とは、例えば、前記隣り合う非レンズユニット１２２の非レンズ部１２２ａの幅方向の中点間の距離である。

レンズ本体１１０は、前述のように、レンズ本体１１０の他方の表面側、すなわち、図１（Ｂ）における下方向の表面（下面）側に、複数の被検出部１４１を有する。図１（Ｂ）において、被検出部１４１は、レンズ本体１１０の長さ方向Ｙに沿って伸びる線であり、複数の線により、縞模様が形成されている。複数の被検出部１４１は、例えば、光学的に検出可能な像として、レンズ本体１１０の上面側に投影され、光学的に検出できる。

被検出部１４１の幅方向Ｘの幅Ｗ３は、特に制限されない。被検出部１４１の幅は、例えば、非レンズユニット１２２を介して隣り合うレンズユニット１２１間のピッチＰに応じて、適宜決定できる。被検出部１４１の幅Ｗ３は、レンズユニット１２１間のピッチＰに対して、相対的に大きく設定することによって、例えば、検出される像のコントラストを相対的に大きくでき、相対的に小さく設定することによって、例えば、被検出部１４１の感度を、より向上させることができる。

本発明において、「複数の被検出部のピッチ」とは、隣り合う被検出部間のピッチＷ２を意味する。前記複数の被検出部において、隣り合う被検出部の各ピッチは、例えば、同じでもよいし、異なってもよく、好ましくは同じである。本発明において、前記配列方向における「複数の被検出部のピッチ」は、前記配列方向における「複数のレンズユニットのピッチ」と異なる。

本発明において、「隣り合う被検出部間のピッチ」は、例えば、幅方向Ｘにおいて、隣り合う被検出部１４１の中心間の距離Ｗ２である。被検出部１４１の中心とは、例えば、幅方向Ｘの中点であり、且つ、長さ方向Ｙとの中点である。

隣り合う被検出部１４１の距離Ｗ２は、前述のように、レンズユニット１２１間のピッチＰと異なる。隣り合う被検出部１４１の距離Ｗ２は、例えば、図１（Ｂ）に示すように、レンズユニット１２１のピッチＰより短くてもよいし、レンズユニット１２１のピッチＰより長くてもよい。隣り合う被検出部１４１の距離Ｗ２と、レンズユニット１２１のピッチＰとの差の絶対値は、例えば、１０μｍである。

図１（Ａ）および（Ｂ）において、被検出部１４１は、幅方向Ｘにおいて、最も近いレンズユニット１２１の中に配置されているが、これは例示であって、本発明は、これには限定されない。

被検出部１４１は、例えば、最も近いレンズユニット１２１と、このレンズユニット１２１に隣接する両脇の非レンズユニット１２２に対して、一方の非レンズユニット１２２のレンズユニット１２１側領域から、レンズユニット１２１を介して、他方の非レンズユニット１２２側領域の間に、配置されている。非レンズユニット１２２のレンズユニット１２１側の領域は、非レンズユニット１２２の配列方向Ｘの長さＮＣに対して、例えば、１／４以下の領域である。この例を、図２に示す。図２は、レンズユニット１２１と隣接する両脇の非レンズユニット１２２とを示す部分断面図である。図２において、被検出部１４１（図示せず）の配置領域は、例えば、太矢印で示した領域であり、領域の上流端は、上流側の非レンズユニット１２１の配列方向Ｘの長さＮＣの１／４の位置であり、領域の下流端は、下流側の非レンズユニット１２１の配列方向Ｘの長さＮＣの１／４の位置である。このように被検出部１２２を配置することによって、例えば、レンズユニット１２１は、そのレンズ部１２１ａに最も近い被検出部１２２を、他の被検出部よりも、さらに有意に検出することができる。

また、被検出部１２２は、例えば、レンズ部１２１ａの頂点を通る法線を基準（０°）とし、配置方向Ｘに対して−４０°に傾斜する直線と＋４０°に傾斜する直線との間の領域に、配置されている。前記傾斜する直線の角度は、例えば、−４０°〜＋４０°、−３０°〜＋３０°である。この例を、図３に示す。図３は、レンズユニット１２１と隣接する両脇の非レンズユニット１２２とを示す部分断面図である。図３において、被検出部１４１（図示せず）の配置領域は、例えば、太矢印で示した領域であり、傾斜角度が、−４０°〜＋４０°である。このように被検出部１２２を配置することによって、例えば、レンズユニット１２１は、そのレンズ部１２１ａに最も近い被検出部１２２を、他の被検出部よりも、さらに有意に検出することができる。

被検出部１４１は、光学的に検出できればよく、例えば、着色膜があげられる。前記着色膜の色は、特に制限されず、例えば、黒である。前記着色膜は、例えば、塗膜であり、塗料により形成できる。前記塗料は、特に制限されず、例えば、液体塗料でもよいし、粉体塗料でもよい。前記塗料は、例えば、塗布および／または固化することによって、前記塗膜を形成できる。前記塗布方法は、例えば、スプレー塗布、スクリーン印刷等があげられる。前記固化方法は、例えば、前記液体塗料の乾燥、前記塗料中の硬化成分（例えば、ラジカル重量性化合物等）の硬化、前記粉末塗料の焼き付け等があげられる。

被検出部１４１は、例えば、レンズ本体１１０の他方の表面（下面）１４０の露出面を基準として、レンズ本体１１０の内部側に位置するように配置されてもよいし、レンズ本体１１０から外部に突出するように配置されてもよい。前者の場合、例えば、レンズ本体１１０の他方の表面１４０は、凹部を有し、前記凹部内に前記着色膜が配置された形態があげられる。後者の場合、例えば、レンズ本体１００の他方の表面１４０が、フラットであり、前記フラットな表面上に、前記着色膜が配置（積層）された形態があげられる。また、後者の場合、例えば、レンズ本体１００の他方の表面１４０が、凸部を有し、前記凸部の突出した先端部に、前記着色膜が配置（積層）された形態があげられる。

前述した図１（Ｂ）断面図は、レンズ本体１００の他方の表面（下面）１４０が凹部を有し、前記凹部内に着色膜等が配置されて、被検出部１４１を形成している形態の一例である。図４の断面図に、レンズ本体１００の他方の表面が、凸部を有し、前記凸部の突出した先端部に前記着色膜等が配置されて、前記被検出部を形成している形態を示す。図４は、レンズ本体１００の他方の表面１４０が凸部１４２を有し、凸部１４２に被検出部１４１が設けられている以外は、前記図１（Ｂ）のマーカと同様である。

被検出部１４１は、例えば、光学的に区別可能であればよい。光学的に区別可能とは、例えば、被検出部１４１が、それ以外の領域と比較して、光学的に有意な差をもって検出できることを意味する。光学的に有意な差とは、例えば、光学的な特性について有意な差を有していることを意味する。前記光学的な特性とは、例えば、明度、彩度、色相等の色合い、輝度等の光の強さ等があげられる。前記光学的な有意な差は、例えば、目視で確認可能な差でもよいし、カメラ等の光学的な検出装置で確認可能な差でもよい。また、被検出部１４１が、例えば、蛍光を発する場合、ＵＶランプの照射等の操作によって、確認可能な差でもよい。

被検出部１４１により形成される模様は、何ら制限されない。前記模様が、例えば、前記縞模様の場合、縞模様を形成する色の濃さは、例えば、同じでもよいし、濃淡であってもよい。

マーカ１００を、例えば、白色の物体の上に置いた場合、マーカ１００のレンズ本体１１０の上面から入射した光のうち、被検出部１４１に到達した光は、被検出部１４１（例えば、黒色の着色膜）に吸収され、それ以外の光は、レンズ本体１１０を透過して、前記物体の表面で反射する。このため、レンズ本体１１０の上面には、白色の背景上に、被検出部１４１の像（例えば、黒色の線）が投影される。

本発明のマーカは、前述のように、前記レンズユニットのピッチと、前記被検出部のピッチとが異なる状態において、前記レンズユニットと前記非レンズユニットとが交互に配置されていればよく、各部位の大きさは特に制限されない。本発明のマーカにおいて、各部位の大きさは、例えば、前記レンズユニットおよび前記非レンズユニットの大きさを設定することによって、適宜設定することができる。

つぎに、図１の本発明のマーカ（非連続レンズマーカ）を使用した場合における、光線（視覚方向）のプラス角度への傾斜によって変化する像と、光線のマイナス角度への傾斜によって変化する像とについて、図５および図６を用いて説明する。図５および図６においては、本発明の非連続レンズマーカと、レンズユニットのみが連続して配列されている従来の連続レンズマーカ（比較例）とを示し、両者を対比して説明する。

図５および図６において、（Ａ）は、本発明の非連続レンズマーカであり、具体的には、図１のマーカ１００である。また、図５および図６において、（Ｂ）は、比較例の連続レンズマーカは、図８に示すマーカ３００である。図８は、連続レンズマーカ３００の断面図であり、マーカ３００は、レンズ本体３１０が、非レンズユニットを有しておらず、レンズユニット１２１が平面方向において連続的に配置されている以外は、不連続レンズのマーカ１００と同様である。図８において、レンズユニット１２１の大きさは、図１におけるレンズユニット１２１と同じであり、レンズユニット１２１間のピッチＰ’は、レンズユニットの幅Ｃである。

図５および図６の各図において、レンズ本体１１０およびレンズ本体３１０に対して垂直に交差する実線は、法線（０°）である。図５および図６においては、便宜上、幅方向Ｘにおける上流側（左側）への傾斜を、プラスの角度への傾斜とし、幅方向Ｘにおける下流側（右側）への傾斜を、マイナスの角度への傾斜として説明する。

マーカ１００のレンズ本体１１０またはマーカ３００のレンズ本体３１０の上面から光が入射すると、レンズユニット１２１から光が収束し、その焦点に被検出部１４１が存在する場合、その被検出部１４１の像が、レンズ本体１１０またはレンズ本体３１０の上面に投影されることになる。

まず、図５を用いて、一例を説明する。図５（Ａ）および（Ｂ）は、法線（０°）に対する光線（視覚方向）の角度と、その角度における像を説明する模式図である。図５（Ａ）および（Ｂ）において、一段目の図は、光線（視覚方向）が法線と同じ状態、つまり光線の傾斜角度が０°の場合における像を示し、二段目の図は、光線が、法線からマイナスの傾斜角度（−θ_１°）で傾斜した場合における像を示し、三段目の図は、光線が、法線からプラスの傾斜角度（＋θ_１°）で傾斜した場合における像を示す。

図５（Ｂ）に示すように、比較例のマーカ３００は、光線の傾斜角度が０°の場合、上流側から５番目、６番目および７番目のレンズユニットに、３つの像が連続した状態で投影される（像１４１’）。しかしながら、マイナスに傾斜した場合（−θ_１°）にも、プラスに傾斜した場合（＋θ_１°）にも、傾斜角度が０°の場合と同じ位置に像が投影されてしまう。これは、光線の傾斜角度によっては、あるレンズユニット１２１からの収束した光が、そのレンズユニット１２１に対応する被検出部１４１（そのレンズユニット１２１が最も近接する被検出部１４１）ではなく、そのレンズユニットに隣接するレンズユニットに対応する被検出部１４１に当たり、像が投影されるためと推測される。このため、比較例のマーカ３００によると、前記５番目、６番目および７番目のレンズユニットに、連続した像１４１’が投影されても、傾斜角度が、０°、−θ_１°、および＋θ_１°のいずれの像であるかを判別できない。

これに対して、図５（Ａ）に示すように、本発明のマーカ１００は、光線の傾斜角度が０°の場合に、上流側から３番目のレンズユニットに像１４１’が投影されるが、マイナスに傾斜した場合（−θ_１°）およびプラスに傾斜した場合（＋θ_１°）のいずれにおいても、像は見られない。このため、本発明のマーカ１００によれば、前記３番目のレンズユニットに像１４１’が投影されると、傾斜角度０°であると判別できる。

つぎに、図６を用いて、異なる傾斜角度の一例を説明する。図（Ａ）および（Ｂ）は、法線（０°）に対する光線（視覚方向）の角度と、その角度における像を説明する模式図である。図６（Ａ）および（Ｂ）において、一段目の図は、光線（視覚方向）が、法線からマイナスの傾斜角度（−θ_２°）で傾斜した場合における像を示し、三段目の図は、光線が、法線からプラスの傾斜角度（＋θ_３°）で傾斜した場合における像を示す（｜−θ_２°｜＜｜＋θ_３°｜）。

図６（Ｂ）に示すように、比較例のマーカ３００は、光線がマイナスに傾斜した場合（−θ_２°）、上流側から７番目、８番目および９番目のレンズユニットに、３つの像が連続した状態で投影される（像１４１’）。しかしながら、プラスに傾斜した場合（＋θ_３°）にも、傾斜角度（−θ_２°）の場合と同じ位置に像が投影されてしまう。このため、比較例のマーカ３００によると、前記７番目、８番目および９番目のレンズユニットに、連続した像１４１’が投影されても、傾斜角度が、−θ_２°および＋θ_３°のいずれの像であるかを判別できない。

これに対して、図６（Ａ）に示すように、本発明のマーカ１００は、光線がマイナスに傾斜した場合（−θ_２°）に、上流側から４番目のレンズユニットに像１４１’が投影されるが、プラスに傾斜した場合（＋θ_３°）において、像は見られない。このため、本発明のマーカ１００によれば、前記番目のレンズユニットに像１４１’が投影されると、傾斜角度（−θ_２°）であると判別できる。

このように、比較例のマーカ３００では、ある場所に像が投影されても、それが、どの光線の傾斜角度で得られた像であるかを判断することができないという問題がある。しかし、本発明のマーカ１００によれば、ある場所に像が投影されると、それが、どの光線の傾斜角度で得られた像であるかの判断ができる。

このため、本発明のマーカによれば、プラスの傾斜でもマイナスの傾斜でも、従来のマーカのような、再出現が防止され、いずれの傾斜角度による像であるかの判断が容易になる。

［実施形態２］
実施形態２は、本発明のマーカと二次元パターンコードとを有する本発明のマーカセットの例である。

前記マーカセットは、例えば、さらに、基板を含み、前記基板に、前記２次元パターンコードと、前記マーカとが配置されている。また、前記マーカセットは、例えば、少なくとも２つのマーカを含み、少なくとも１つのマーカが、不連続レンズの前記マーカであり、少なくとも１つの他のマーカが、連続レンズのマーカである。前記マーカセットにおいて、例えば、前記２次元パターンコードは、ＡＲマーカである。

具体例として、図７（Ａ）〜（Ｄ）に、本実施形態のマーカセットの例を示す。

図７（Ａ）は、前記実施形態１の図１のマーカ１００と、二次元パターンコードとを有するマーカセットの平面図である。図７（Ａ）において、矢印Ｘは、図１と同様の幅方向Ｘを示し、矢先は、上流側から下流側に向かう方向であることを示す。

二次元パターンコードは、特に制限されず、例えば、ＡＲマーカ、ＱＲマーカ等があげられる。ＡＲマーカは、例えば、ARToolKit、ARTag、CyberCode、ARToolKitPlus等があげられる。

図７（Ａ）のマーカセットによれば、ＡＲマーカの検出とともに、マーカ１００を検出することによって、光線（視覚方向）の傾斜方向や角度を判断することができる。

図７（Ｂ）は、前記図７（Ａ）の形態が、さらに、不連続レンズのマーカ１００に対する連続レンズのマーカ３００を有するマーカセットの平面図である。図７（Ｂ）において、マーカ３００は、図８のマーカ３００である。不連続レンズマーカ１００と連続レンズマーカ３００とは、上流側から下流側に向かう幅方向Ｘが平行になった状態で、配置されている。また、マーカ３００は、例えば、前記図４に示す連続レンズのマーカ１００と同様に、例えば、下面が凸部を有し、前記凸部の突出した先端部に前記着色膜等が配置されて、被検出部１４１を形成する形態でもよい。

図７（Ｂ）のマーカセットによれば、例えば、両者の上流側から３番目のレンズユニット１２１に像が検出された場合を傾斜角度０°等と判断することができる。

図７（Ｂ）において、マーカ１００とマーカ３００は、二次元パターンコード２００を挟んで配置されているが、これには制限されず、例えば、二次元パターンコード２００のいずれかの脇に、両者が平行に配置されてもよい。

図７（Ｃ）は、前記図７（Ｂ）の形態が、さらに、もう一対の、不連続レンズのマーカ１００と、それに対する連続レンズのマーカ３００とを有するマーカセットの平面図である。

図７（Ｃ）のマーカセットによれば、例えば、紙面において、上下方向の傾斜だけでなく、左右方向の傾斜についても、判断することができる。

図７（Ｄ）は、前記図７（Ｃ）の形態が、さらに、四隅に、検出位置を特定するための目印（マーク）４００を有するマーカセットの平面図である。

図７（Ｄ）のマーカセットによれば、例えば、検出すべき領域を目印４００によって容易に特定することができる。検出方法が、カメラ等の光学装置の場合、例えば、目印４００を検出することによって、四隅の目印４００で囲まれた領域を、検出すべき領域として特定することができる。

以上のように、本発明のマーカは、レンズ本体が、レンズユニットと非レンズユニットとを交互に有することによって、検出された像から、視覚方向を判別することができる。本発明のマーカの用途は、特に限定されず、例えば、ＡＲやロボティクスの分野において、物体の位置や姿勢等を認識するために、幅広く利用できる。

１００、３００ マーカ
１１０、３１０ レンズ本体
１２１ レンズユニット
１２１ａ レンズ部
１２２ 非レンズユニット
１２２ａ 非レンズ部
１４１ 被検出部
１４１’ 像
１４２ 凸部
２００ 二次元パターンコード
３００ 連続レンズマーカ

Claims (9)

1. 複数のレンズユニットと複数の非レンズユニットとを有するレンズ本体を含み、
   前記複数のレンズユニットと前記複数の非レンズユニットとは、平面方向において、交互に配置され、
   前記各レンズユニットは、それぞれ、前記レンズ本体の一方の表面側に、前記レンズユニットと前記非レンズユニットとの配置方向に向かって、集光性の凸状のレンズ部を有し、
   前記各非レンズユニットは、それぞれ、前記レンズ本体の一方の表面側に、非集光性の非レンズ部を有し、
   前記レンズ本体は、前記レンズ本体の他方の表面側に、前記一方の表面側から検出可能な複数の被検出部を有し、
   前記複数のレンズユニットのピッチと、前記複数の被検出部のピッチとが異なることを特徴とするマーカ。
2. 前記レンズ本体の一方の表面側において、前記非レンズ部の表面は、平面または凹面である、請求項１記載のマーカ。
3. 前記レンズユニットが、シリンドリカルレンズである、請求項１または２記載のマーカ。
4. 前記配置方向における前記レンズユニットの長さ（Ｃ）と、前記配置方向における前記非レンズユニットの長さ（ＮＣ）とが、Ｃ≧ＮＣを満たす、請求項１から３のいずれか一項に記載のマーカ。
5. 前記被検出部が、
   前記レンズユニットの凸状のレンズ部の頂点を通る法線を基準（０°）とし、前記配置方向に対して−４０°に傾斜する直線と＋４０°に傾斜する直線との間の領域に、配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のマーカ。
6. 前記レンズ本体において、前記複数の被検出部が、前記配置方向に対する垂直方向に伸びる線であり、
   前記複数の被検出部により形成される模様が、前記各線により形成される縞模様である、請求項１から５のいずれか一項に記載のマーカ。
7. 前記レンズ本体は、前記レンズ本体の他方の表面側に、複数の凹部を有し、
   前記各凹部は、その内部に、前記被検出部として着色膜を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のマーカ。
8. 前記レンズ本体は、透光性部材である、請求項１から７のいずれか一項に記載のマーカ。
9. 前記レンズ本体は、射出成形品である、請求項１から８のいずれか一項に記載のマーカ。
   
   

Images