JP2019027953A - マーカユニット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、例えば、同じ対象物に対して、同じ条件で容易に設置することが可能なマーカユニットを提供する。【解決手段】マーカユニット１は、上基板１０と、下基板１２とを含み、下基板１２の上に、上基板１０が積層された積層体であり、下基板１２は、その上面に、前記積層体の上面側に露出した下基板被検出部を有し、その下面に、２個以上の位置決定部を有し、前記被検出部は、前記積層体の上面側から検出可能であり、各位置決定部は、前記積層体の側面方向から視認可能であり、前記積層体の上面方向から視認不可であり、下基板１２において各位置決定部は、前記積層体を被設置体に設置した場合に、前記側面方向からの視認により、前記被設置体におけるマーカユニット１の位置合わせ印と重なる位置に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、マーカユニットに関する。

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、ＡＲマーカが一般的である。また、前記マーカの他の例としては、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）。前記マーカは、一般的に、見る角度に応じて変位する可変モアレパターン（ＶＭＰ）マーカと呼ばれ、また、ＲＡＳ（Rotation Angle Scale；回転角度）マーカとも呼ばれる。カメラ等の検出機器によって、前記マーカに現れる像を検出すると、前記マーカに対する前記カメラの視認角度に依存して、前記像は、濃淡パターンが変化する。このため、前記マーカの濃淡パターンを検出することによって、前記マーカの回転角度を判断することができる。

前記視認マーカは、通常、基板上に配置されており、前記基板には、前記カメラが検出すべき領域の目印となる複数の検出基準部が設けられ、全体で、マーカユニットとして使用されている。そして、前記マーカユニットは、前記被設置体の所望の位置に、例えば、両面テープ等により固定される。

特開２０１２−１４５５５９号公報

前記マーカユニットにおける前記マーカおよび前記検出基準部は、位置や角度によって見え方が異なる。このため、測定の度に、前記被設置体にマーカユニットを設置し且つ取り外しすることが必要な場合、同じ種類のマーカユニットへの取り換えが必要な場合等、マーカユニットの設置精度が重要となる。すなわち、マーカユニットが同一物であっても、同じ種類のマーカユニットの取り換えであっても、前記被対象物への設置が、その度に異なると、同条件の測定であっても、前記マーカユニットから得られる結果が異なる可能性がある。そうすると、設置する度に、前回設置したマーカユニットの測定結果と、その次に設置したマーカユニットの測定結果とを対応できるように、キャリブレーション等が必要となり、手間がかかる。このため、前記マーカユニットを、前記被設置体に対して、所望の位置に正確に配置することが重要となる。

そこで、前記マーカユニットを前記被設置体に設置する場合、通常、前記被設置体に予めマーカユニット用の位置合わせ印をつけておき、それに合わせてマーカユニットが位置合わせされている。前記位置合わせ印としては、例えば、前記被設置体の表面における十字の基準線が一般的である。前述のように、前記マーカユニットを両面テープで固定する場合には、例えば、以下のような方法がとられている。まず、裏面に、両面テープと剥離紙とがこの順序で配置されたマーカユニットを準備する。前記剥離紙は、前記マーカユニットの中心点を通る十字に沿って、２分割されている。そして、前記マーカユニットから一方の剥離紙を剥離して、裏面の両面テープの半分を露出させる。つぎに、前記マーカユニットに残っている他方の剥離紙の前記中心点を通る辺と、前記十字（基準線）の一方の線とを重ね、露出した両面テープで、前記マーカユニットの半分の領域を前記被設置体に固定する。そして、他方の剥離紙を剥離して、前記マーカユニットの残りの領域を被設置体に固定する。しかし、このようにマーカを分割して位置合わせする方法は、手間がかかり、設置精度の確保も困難である。また、この方法は、分割できないマーカには使用し難い。

そこで、本発明は、例えば、同じ対象物に対して、同様の設置条件で容易に設置することが可能なマーカユニ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、本発明のマーカユニットは、
上基板と、下基板とを含み、
前記下基板の上に、前記上基板が積層された積層体であり、
前記下基板は、
その上面に、前記積層体の上面側に露出した下基板被検出部を有し、その下面に、２個以上の位置決定部を有し、
前記被検出部は、
前記積層体の上面側から検出可能であり、
前記各位置決定部は、
前記積層体の側面方向から視認可能であり、
前記積層体の上面方向から視認不可であることを特徴とする。

本発明のマーカユニットは、前述のような位置決定部を有するため、ロボット等の被設置体に対して、側面からの視認により容易に位置を決定して、設置を行うことができる。また、前記位置決定部は、前記積層体の上面方向から視認不可であるため、例えば、前記下基板被検出部の検出の際、前記位置決定部がノイズの原因となることを防止でき、結果として、検出精度の低下も防止できる。このため、本発明のマーカユニットによれば、例えば、前記被設置体にマーカユニットを設置する度、前記マーカユニットにおける検出基準部やマーカ等の測定についてキャリブレーション等を行うことも省略が可能となる。

図１（Ａ）は、本発明のマーカユニットの上方向から見た平面図であり、図１（Ｂ）は、前記マーカユニットの断面図であり、図１（Ｃ）は、前記マーカユニットの上基板の平面図である。 図２において、左図は、本発明のマーカユニットの一例を示す側面図であり、中図は、前記マーカユニットの下方向から見た平面図であり、右上図は、前記マーカユニットの断面図である。 図３（Ａ）において、左図は、本発明のマーカユニットの一例を示す側面図であり、右図は、前記マーカユニットの下方向から見た平面図であり、図３（Ｂ）において、左図は、本発明のマーカユニットの一例を示す側面図であり、右図は、下方向から見た平面図であり、図３（Ｃ）において、左図は、本発明のマーカユニットの一例を示す側面図であり、右図は、前記マーカユニットの下方向から見た平面図であり、図３（Ｄ）において、左図は、本発明のマーカユニットの一例を示す断面図であり、中図は、前記マーカユニットの側面図であり、右図は、前記マーカユニットの下面側方向からみた平面図である。 図４において、左図は、本発明のマーカユニットの一例を示す断面図であり、中図は、前記マーカユニットの側面図であり、右図は、前記マーカユニットの下面側方向からみた平面図である。 図５において、左図は、本発明のマーカユニットの一例を示す断面図であり、中図は、前記マーカユニットの側面図であり、右図は、前記マーカユニットの下面側方向からみた平面図である。 図６において、左図は、本発明のマーカユニットの一例を示す断面図であり、中図は、前記マーカユニットの側面図であり、右図は、前記マーカユニットの下面側方向からみた平面図である。 図７において、左図は、本発明のマーカユニットの一例を示す断面図であり、中図は、前記マーカユニットの側面図であり、右図は、前記マーカユニットの下面側方向からみた平面図である。 図８（Ａ）は、本発明のマーカユニットの上方向から見た平面図であり、図８（Ｂ）は、前記マーカユニットの断面図であり、図８（Ｃ）は、前記マーカユニットの上基板の平面図である。

本発明のマーカユニットにおいて、例えば、前記下基板被検出部は、マーカ、および前記マーカの検出における基準となる検出基準部の少なくとも一方を含む。

本発明のマーカユニットにおいて、例えば、さらに、前記上基板は、前記積層体の上面側から検出可能な上基板被検出部を有し、前記上基板被検出部は、マーカである。

本発明のマーカユニットにおいて、例えば、前記下基板は、下方向に突出する凸部を有し、前記凸部が、前記位置決定部である。

本発明のマーカユニットにおいて、例えば、前記下基板は、下方向に突出する凸部を有し、前記凸部は、その一部が欠失した欠失部を有し、前記欠失部が、前記位置決定部である。

本発明のマーカユニットにおいて、例えば、前記下基板は、その側面に欠失部を有し、前記欠失が、前記位置決定部である。

本発明のマーカユニットにおいて、例えば、前記下基板の位置決定部は、対向しない位置関係となる少なくとも２つの位置決定部を含む。

本発明のマーカユニットは、例えば、前記下基板の位置決定部が、３個以上である。

本発明のマーカユニットは、例えば、前記下基板において前記各位置決定部は、前記積層体を被設置体に設置した場合に、前記側面方向からの視認により、前記被設置体におけるマーカユニットの位置合わせ印と対応する位置に配置され、前記被設置体におけるマーカユニットの位置合わせ印が、互いに交差する２つの線の印である。

本発明のマーカユニットは、例えば、前記互いに交差する２つの線が、互いに直交する２つの線からなる十字である。

本発明のマーカユニットは、例えば、前記積層体の中心軸を交点とする、互いに交差する２つの線を想定した際、前記下基板は、その縁領域と前記２つの線とが交差する４か所のうち、少なくとも２か所に、前記位置決定部を有する。

本発明のマーカユニットは、例えば、前記上基板は、貫通孔を有し、前記下基板は、その上面において、前記上基板の貫通孔と対応する箇所が、前記検出基準部となる。

本発明のマーカユニットにおいて、例えば、前記下基板は、その上面において、前記上基板の貫通孔と対応する箇所に、凸部を有し、前記凸部の上面が、前記検出基準部である。

本発明のマーカユニットは、便宜上、視認側を「上方向」といい、その反対側を「下方向」という。このため、本発明のマーカユニットにおいて、「上基板」とは、視認側の基板であり、「下基板」とは、上基板に対して下方向に位置する基板である。

本発明のマーカユニットが設置される被設置体は、特に制限されず、例えば、ロボット、建設機器、衣料品、およびそれらに付されたマウント等があげられる。

本発明において、前記位置決定部は、前記積層体の側面方向から視認可能であり、前記積層体の上面方向から視認不可であればよく、その位置は、特に制限されず、例えば、前記被設置体におけるマーカユニットの位置合わせ印に応じて、その位置および形状等が、適宜設定できる。また、前記被設置体の前記位置合わせ印は、特に制限されず、例えば、互いに交差する２つの線の印であり、具体例としては、互いに直交する２つの線からなる十字の印である。前記位置決定部は、前記積層体の上面方向から視認不可であればよく、前記上面方向とは、前記積層体の上基板の上方向から、前記上基板に向かう方向である。また、前記上面方向は、例えば、前記積層体の上基板の中心軸および中心軸に平行な方向であり、また、本発明のマーカユニットに対する光軸方向であってもよい。

本発明のマーカユニットは、前述のような条件となるように前記位置決定部を設けることが特徴であり、その他の構成等は、何ら限定されず、具体的には、前記マーカユニットにおいて、例えば、前記被検出部、前記被検出部に含まれるマーカの種類、各種基板の種類および積層形態等も限定されない。

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。なお、以下、前記下基板と上基板とを含む積層体において、下基板側を下方向、上基板側を上方向という。

まず、以下の実施形態におけるマーカユニットの基本構成の一例を、図１に示す。図１（Ａ）は、上面側から見たマーカユニット１の平面図であり、図１（Ｂ）は、マーカユニット１のI−I方向から見た断面図であり、図１（Ｃ）は、マーカユニット１の上基板１０の平面図である。マーカユニット１は、下基板１２、介在基板１１、および上基板１０を有し、下基板１２の上に、介在基板１１を介して、上基板１０が配置された積層体である。

マーカユニット１は、前記積層体の上面側から検出可能な被検出部として、検出基準部１２２と、検出基準部１２２の間に、ＶＭＰ（可変モアレパターン）等のマーカ２０とを有する。検出基準部１２２とマーカ２０は、下基板１２によって形成される前記下基板被検出部である。前記下基板被検出部は、マーカユニット１の下基板１２の上表面側の領域であり、下基板１２の上面において、マーカユニット１の上面側に露出している。マーカユニット１において、上基板１０および介在基板１１は、検出基準部１２２およびマーカ２０に対応する箇所に、貫通孔１０１、１０２を有する。そして、下基板１２の上に、介在基板１１および上基板１０を積層すると、上基板１０の貫通孔１０１、１０２に対応する領域において、下基板１２の上表面が露出し、前述した検出基準部１２２およびマーカ２０となる。下基板１２は、例えば、検出基準部１２２となる箇所に、上方向に突出する円形の凸部を有し、マーカユニット１において、前記凸部の上面が、検出基準部１２２となる。また、下基板１２は、例えば、マーカ２０となる箇所に、山型の連続凸部を有し、マーカユニット１において、前記連続凸部が、マーカ２０となる。

以下の実施形態においては、このマーカユニット１の基本構造を前提として、さらに、前記下基板における位置決定部について説明する。図１においては、後述する図２と同様に、下基板１２における位置決定部として、下方向に突出する正方形の位置決定部２３２１Ａを示すが、本発明のマーカユニットは、これには限定されない。

なお、本発明のマーカユニットの基本構造は、図１の例には限定されず、例えば、前記介在基板を有しても有さなくてもよく、前記下基板被検出部として、マーカ２０のみを有してもよいし、検出基準部１２２のみを有してもよく、マーカ２０および検出基準部１２２の形状等も、これらの例には限定されない。また、本発明のマーカユニットは、例えば、さらに、上基板被検出部としてマーカを有してもよい。なお、以下の実施形態の図において、マーカ２０は省略する。

［実施形態１］
図２に、本実施形態のマーカユニットの一例を示す。本実施形態のマーカユニット２３Ａは、下基板１２が、その下面に、下方向に突出する凸状の位置決定部を有する形態である。

図２において、真ん中の図は、マーカユニット２３Ａを下基板１２側から見た平面図であり、右上図は、マーカユニット２３ＡをII−II方向から見た断面図であり、左図は、マーカユニット２３Ａの側面図である。図２に示すように、マーカユニット２３Ａは、下基板１２、介在基板１１、および上基板１０を有し、下基板１２の上に、介在基板１１を介して、上基板１０が配置されている。マーカユニット２３Ａは、上面側から検出可能な検出基準部１２２とマーカとを有し、検出基準部１２２の間に、前記マーカを有する（図１参照）。マーカユニット２３Ａにおける下基板１２は、その上面において、上方向に突出する円柱状の凸部（以下、上面側凸部ともいう）を有し、前記上面側凸部の上面が検出基準部１２２であり、介在基板１１および上基板１０は、それぞれ、検出基準部１２２と対応する箇所に貫通孔を有し、下基板１２の上面側凸部は、介在基板１１および上基板１０のそれぞれの貫通孔に挿入されており、その上面である検出基準部１２２が、上方向において露出している。そして、下基板１２は、その下面において、下方向に突出する角柱状の凸部２３２１Ａを有する。凸部２３２１Ａは、平面形状が四角形（正方形）であり、４つの角部は、下基板１２の下面において、４つの辺のそれぞれの中央に位置している。マーカユニット２３Ａを４つの側面方向から見た場合、それぞれ、凸部２３２１Ａの前記角部が視認できるため、この各角部が、４つの位置決定部Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４となる。前記上面側の凸部と前記下面側の凸部とを有する下基板１２は、例えば、一体成形体である。

本発明のマーカユニットは、例えば、被設置体のフラットな表面に配置する場合、前記マーカユニットの裏面、すなわち、前記下基板の裏面が、フラットな表面に配置しやすい程度に、フラットであることが好ましい。具体例として、前記下基板の裏面は、例えば、５０％以上の領域がフラットであることが好ましい。本実施形態のマーカユニット２３Ａは、下基板１２の裏面が四角形の凸部２３２１Ａを有しており、凸部２３２１Ａの表面はフラットであり、下基板１２の裏面全体における５０％を占めている。このため、本実施形態のマーカユニット２３Ａは、例えば、前記被設置体のフラットな表面に、安定して設置しやすい。

本実施形態のマーカユニットは、例えば、下基板１２の裏面において、凸部２３２１Ａが欠失している領域（凸部２３２１Ａが形成されていない領域）に、さらに、凸部２３２１Ａの表面に対してフラットになる表面を形成するための補助部材を有してもよい。前記補助部材の表面と、凸部２３２１Ａの表面とをフラットにすることで、例えば、前記マーカユニットの裏面の全体をフラットにすることができる。前記補助部材は、特に制限されず、例えば、凸部２３２１Ａを位置決定部として機能させるため、下基板１２と判別可能な部材が好ましい。下基板１２と判別可能とは、例えば、下基板１２とは、異なる色であることが好ましく、具体的には、コントラスト差が生じる色であることが好ましい。また、本発明のマーカユニットは、下基板１２の凸部２３２１Ａが形成される位置と、前記補助部材が配置される位置とが逆であってもよい。つまり、図２に示すマーカユニット２３Ａを例にとると、凸部２３２１Ａが形成されていない位置に、下基板１２から下方向に突出する凸部を有し、凸部２３２１Ａが形成されている位置に、前記補助部材が配置されている形態である。この場合においても、本発明のマーカユニットを側面から視認した際、前記凸部と前記補助部材との境目が、位置決定部として認識できる。他の実施形態においても同様である。

マーカユニット２３Ａは、例えば、前記位置合わせ印として十字の印を有する被設置体に設置できる。この場合、まず、前記被設置体の位置合わせ印に、マーカユニット２３Ａを近づけていく。そして、マーカユニット２３Ａを側面から視認しながら、前記被設置体の十字のうち一方の線と、位置決定部Ｑ１およびＱ３とをあわせ、続いて、前記被設置体の十字のうち他方の線と、位置決定部Ｑ２およびＱ４とをあわせる。これによって、マーカユニット２３Ａを、前記被設置体の所定の位置に設置することができる。そして、マーカユニット２３Ａにおいて、位置決定部Ｑ１〜Ｑ４は、いずれも、上面方向からは視認できないため、位置決定部Ｑ１〜Ｑ４が、検出基準部１２２と前記マーカの検出において、ノイズとなることも防止できる。

本実施形態では、側面から視認できる位置決定部が４つとなる形態を示したが、例えば、下基板１２の凸部２３２１Ａは、例えば、側面から視認できる位置決定部が、いずれか３つまたはいずれか２つとなる形状であってもよい。側面から視認できる位置決定部がいずれか２つの場合、２つの位置決定部は、例えば、対向しない位置関係となることが好ましく、マーカユニット２３Ａの場合、例えば、Ｑ１とＱ２またはＱ４との関係、Ｑ３とＱ２またはＱ４との関係である。

本実施形態のマーカユニット２３Ａにおいて、前記位置決定部は、外部からの検出対象である前記下基板被検出部と同じ下基板に設けられている。このように、両者が、同じ下基板に設けられていることから、例えば、位置のズレによって測定結果に影響が生じる前記下基板被検出部を、前記位置決定部によって、より正確に配置できる。

［実施形態２］
図３に、本実施形態のマーカユニットの一例を示す。本実施形態のマーカユニット（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ）は、下基板１２が、その側面に欠失部を有し、前記欠失部が位置決定部となる形態である。

本実施形態において、前記位置決定部の数は、後述するように、２つ、３つ、４つの例を示したが、例えば、２つ以上、３つ以上、４つ以上でもよく、その上限は、特に制限されない。

まず、図３（Ａ）のマーカユニット２１Ａについて説明する。図３（Ａ）において、右図は、マーカユニット２１Ａを下基板１２側から見た平面図であり、左図は、マーカユニット２１Ａの側面図である。図３（Ａ）に示すように、マーカユニット２１Ａは、下基板１２が、その４つの側面にそれぞれ欠失部２１２１Ａを有する。マーカユニット２１Ａを４つの側面方向から見た場合、それぞれ、側面の各欠失部２１２１Ａが、４つの位置決定部（Ｑ１〜Ｑ４）となる。

マーカユニット２１Ａは、位置決定部Ｑ１〜Ｑ４の形状が異なる以外は、前記実施形態１のマーカユニットと同様であり、例えば、前記位置合わせ印として十字の印を有する被設置体に設置できる。すなわち、まず、前記被設置体の位置合わせ印に、マーカユニット２１Ａを近づけていく。そして、マーカユニット２１Ａを側面から視認しながら、前記被設置体の十字のうち一方の線と、位置決定部Ｑ１およびＱ３とをあわせ、続いて、前記被設置体の十字のうち他方の線と、位置決定部Ｑ２およびＱ４とをあわせる。これによって、マーカユニット２１Ａを、前記被設置体の所定の位置に設置することができる。そして、マーカユニット２１Ａにおいて、位置決定部Ｑ１〜Ｑ４は、いずれも、上面方向からは視認できないため、位置決定部Ｑ１〜Ｑ４が、検出基準部１２２と前記マーカの検出において、ノイズとなることも防止できる。

つぎに、図３（Ｂ）のマーカユニット２１Ｂについて説明する。図３（Ｂ）において、右図は、マーカユニット２１Ｂを下基板１２側から見た平面図であり、左図は、マーカユニット２１Ｂの側面図である。マーカユニット２１Ｂは、前記欠失部の個数が３つであり、３つの位置決定部（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ４）を有する以外は、前記図３（Ａ）のマーカユニット２１Ａと同様である。

マーカユニット２１Ｂは、例えば、前記位置合わせ印として十字の印を有する被設置体に設置できる。この場合、まず、前記被設置体の位置合わせ印に、マーカユニット２１Ｂを近づけていく。そして、マーカユニット２３Ｂを側面から視認しながら、前記被設置体の十字のうち一方の線と、位置決定部Ｑ２およびＱ４とをあわせ、続いて、前記被設置体の十字のうち他方の線と、位置決定部Ｑ１とをあわせる。これによって、マーカユニット２１Ｂを、前記被設置体の所定の位置に設置することができる。

つぎに、図３（Ｃ）のマーカユニット２１Ｃについて説明する。図３（Ｃ）において、右図は、マーカユニット２１Ｃを下基板１２側から見た平面図であり、左図は、マーカユニット２１Ｃの側面図である。マーカユニット２１Ｃは、前記欠失部の個数が２つであり、２つの位置決定部（Ｑ１、Ｑ４）を有する以外は、前記図３（Ａ）のマーカユニット２１Ａと同様である。

マーカユニット２１Ｃは、例えば、前記位置合わせ印として十字の印を有する被設置体に設置できる。この場合、まず、前記被設置体の位置合わせ印に、マーカユニット２１Ｃを近づけていく。そして、マーカユニット２３Ｃを側面から視認しながら、前記被設置体の十字のうち一方の線と、位置決定部Ｑ１とをあわせ、続いて、前記被設置体の十字のうち他方の線と、位置決定部Ｑ４とをあわせる。これによって、マーカユニット２１Ｃを、前記被設置体の所定の位置に設置することができる。本発明のマーカユニットにおいて、前記位置決定部が２つの場合、前記２つの位置決定部は、本実施形態のマーカユニット２１Ｃのように、対向しない位置関係であることが好ましい。また、本発明のマーカユニットが、２つ以上の前記位置決定部を有する場合も、同様に、少なくとも２つの前記位置決定部が、対向しない位置関係となることが好ましい。

つぎに、図３（Ｄ）のマーカユニット２１Ｄについて説明する。図３（Ｄ）において、右図は、マーカユニット２１Ｄを下基板１２側から見た平面図であり、真ん中の図は、マーカユニット２１Ｄの側面図であり、左図は、III−III方向から見た断面図である。図３（Ｄ）に示すように、マーカユニット２１Ｄは、下基板１２が、その下面に、２本の凹状線が交差する十字の凹部２１２１Ｄを有する。前記各凹状線は、それぞれの両末端部が、下基板１２の下面において、４つの辺のそれぞれの中央に位置している。マーカユニット２１Ｄを４つの側面方向から見た場合、それぞれ、凹部２１２１Ｄの端部が視認できるため、この凹部２１２１Ｄの４つの端部が、４つの位置決定部（Ｑ１〜Ｑ４）となる。

マーカユニット２１Ｄは、例えば、前記位置合わせ印として十字の印を有する被設置体に設置でき、前記図３（Ａ）のマーカユニット２１Ａと同様である。

［実施形態３］
図４に、本実施形態のマーカユニットの一例を示す。本実施形態のマーカユニット２４Ａは、下基板１２が、その側面に欠失部と非欠失部とを有し、前記非欠失部が位置決定部となる形態である。

図４のマーカユニット２４Ａについて説明する。図４において、右図は、マーカユニット２４Ａを下基板１２側から見た平面図であり、真ん中の図は、マーカユニット２４Ａの側面図であり、左図は、マーカユニット２４ＡをIV−IV方向からみた断面図である。図４に示すように、マーカユニット２４Ａは、下基板１２の４つの側面が、４つの辺のそれぞれの中央部を除き、下方向に向かって狭まるテーパー状の側面領域となっており、前記各中央部は、下方向に向かって垂直に伸びる側面領域となっている。前記４つの側面において、それぞれ、前記テーパー状の領域が、欠失部２４２１Ａであり、前記垂直に伸びる領域が、非欠失部２４２１Ａ’である。マーカユニット２４Ａを４つの側面方向から見た場合、それぞれ、側面の各非欠失部２４２１Ａ’が、４つの位置決定部（Ｑ１〜Ｑ４）となる。

マーカユニット２４Ａは、位置決定部Ｑ１〜Ｑ４の形状が異なる以外は、前記実施形態１のマーカユニットと同様であり、例えば、前記位置合わせ印として十字の印を有する被設置体に設置できる。すなわち、まず、前記被設置体の位置合わせ印に、マーカユニット２４Ａを近づけていく。そして、マーカユニット２４Ａを側面から視認しながら、前記被設置体の十字のうち一方の線と、位置決定部Ｑ１およびＱ３とをあわせ、続いて、前記被設置体の十字のうち他方の線と、位置決定部Ｑ２およびＱ４とをあわせる。これによって、マーカユニット２４Ａを、前記被設置体の所定の位置に設置することができる。

［実施形態４］
図５に、本実施形態のマーカユニットの一例を示す。本実施形態のマーカユニット２４Ｂは、実施形態２と同様に、下基板１２が、その側面に欠失部を有し、前記欠失部が位置決定部となる形態である。

図５のマーカユニット２４Ｂについて説明する。図５において、右図は、マーカユニット２４Ｂを下基板１２側から見た平面図であり、真ん中の図は、マーカユニット２４Ｂの側面図であり、左図は、マーカユニット２４ＢをＶ−Ｖ方向からみた断面図である。図５に示すように、マーカユニット２４Ｂは、下基板１２が、その側面に、４つの欠失部２４２１Ｂを有する。４つの欠失部２４２１Ｂは、それぞれ、対称の三角柱が一対となって欠失しており、下基板１２の側面において、４つの辺のそれぞれの中央に位置している。マーカユニット２４Ｂを４つの側面方向から見た場合、欠失部２４２１Ｂのそれぞれは、一対の三角柱の境界が視認できるため、この各凸部２４２１Ｂにおける前記境界が、４つの位置決定部（Ｑ１〜Ｑ４）となる。

マーカユニット２４Ｂは、前記位置決定部の形状が異なる以外は、前記実施形態１のマーカユニットと同様であり、例えば、前記位置合わせ印として十字の印を有する被設置体に設置できる。すなわち、まず、前記被設置体の位置合わせ印に、マーカユニット２４Ｂを近づけていく。そして、マーカユニット２４Ｂを側面から視認しながら、前記被設置体の十字のうち一方の線と、位置決定部Ｑ１およびＱ３とをあわせ、続いて、前記被設置体の十字のうち他方の線と、位置決定部Ｑ２およびＱ４とをあわせる。これによって、マーカユニット２４Ｂを、前記被設置体の所定の位置に設置することができる。

［実施形態５］
図６に、本実施形態のマーカユニットの一例を示す。本実施形態のマーカユニット２４Ｃは、下基板１２が、その側面に欠失部を有し、前記欠失部に、下基板１２とは別の部材が挿入されて、位置決定部となる形態である。

図６のマーカユニット２４Ｃについて説明する。図６において、右図は、マーカユニット２４Ｃを下基板１２側から見た平面図であり、真ん中の図は、マーカユニット２４Ｃの側面図であり、左図は、マーカユニット２４ＣをVI−VI方向からみた断面図である。図６に示すように、マーカユニット２４Ｃは、前記実施形態２の図３（Ａ）に示すマーカユニット２１Ａと同様に、下基板１２が、その４つの側面に、それぞれ欠失部を有する。他方、マーカユニット２４Ｃの介在基板１１は、下基板１２の４つの前記欠失部と対応する箇所に、下方向に突出した凸部２４２１Ｃを有し、これら４つの凸部２４２１Ｃが、下基板１２の４つ前記欠失部に挿入されている。マーカユニット２４Ｃを４つの側面方向から見た場合、それぞれ、下基板１２の側面の各欠失部に挿入された凸部２４２１Ｃが、４つの位置決定部（Ｑ１〜Ｑ４）となる。

なお、本実施形態では、介在基板１１が凸部２４２１Ｃを有し、これが下基板１２の前記欠失部に挿入され、位置決定部となっている例を示したが、前記位置決定部は、例えば、上基板１０によって構成されてもよい。この場合、介在基板１１は、下基板１２の前記欠失部に対応する箇所に、同様に欠失部を有し、上基板１０は、下基板１２および介在基板１１の前記両欠失部と対応する箇所に、下方向に突出した凸部を有する。そして、上基板１０の前記凸部が、介在基板１１と下基板１２のそれぞれの前記欠失部に挿入されることで、前記凸部が前記位置決定部となる。また、これには制限されず、例えば、下基板１２の前記欠失部に、下基板１２と判別可能な別部材が挿入されてもよい。下基板１２と判別可能とは、例えば、下基板１２とは、異なる色であることが好ましく、具体的には、コントラスト差が生じる色であることが好ましい。他の実施形態も同様である。

マーカユニット２４Ｃは、位置決定部Ｑ１〜Ｑ４の形状が異なる以外は、前記実施形態１のマーカユニットと同様であり、例えば、前記位置合わせ印として十字の印を有する被設置体に設置できる。すなわち、まず、前記被設置体の位置合わせ印に、マーカユニット２４Ｃを近づけていく。そして、マーカユニット２４Ｃを側面から視認しながら、前記被設置体の十字のうち一方の線と、位置決定部Ｑ１およびＱ３とをあわせ、続いて、前記被設置体の十字のうち他方の線と、位置決定部Ｑ２およびＱ４とをあわせる。これによって、マーカユニット２４Ｃを、前記被設置体の所定の位置に設置することができる。

［実施形態６］
図７に、本実施形態のマーカユニットの一例を示す。本実施形態のマーカユニット２４Ｄは、下基板１２が、その側面に所定の距離を置いた対になる欠失部を有し、前記欠失部に、下基板１２とは別の部材が挿入され、前記対になる欠失部間の領域が、位置決定部となる形態である。

図７のマーカユニット２４Ｄについて説明する。図７において、右図は、マーカユニット２４Ｄを下基板１２側から見た平面図であり、真ん中の図は、マーカユニット２４Ｄの側面図であり、左図は、マーカユニット２４ＣをVII−VII方向からみた断面図である。図７に示すように、マーカユニット２４Ｄは、下基板１２が、その側面に、４つの欠失部を有する。前記４つの欠失部は、それぞれ、対称の三角柱が一対となって欠失しており、前記一対の三角柱の間は、所定の距離があいている。他方、マーカユニット２４Ｄの介在基板１１は、下基板１２の４つの前記欠失部と対応する箇所に、下方向に突出した凸部２４２１Ｄを有する。凸部２４２１Ｄは、それぞれ、対称の三角柱が一対となった凸部であり、これら４つの凸部２４２１Ｄが、下基板１２の４つ前記欠失部に挿入されている。マーカユニット２４Ｄを４つの側面方向から見た場合、それぞれ、下基板１２の側面の各欠失部に挿入された一対の凸部２４２１Ｄは、その間に下基板１２の側面が露出しているため、４つの側面における各露出部２４２１Ａ’が、４つの位置決定部（Ｑ１〜Ｑ４）となる。

マーカユニット２４Ｄは、前記位置決定部の形状が異なる以外は、前記実施形態１のマーカユニットと同様であり、例えば、前記位置合わせ印として十字の印を有する被設置体に設置できる。すなわち、まず、前記被設置体の位置合わせ印に、マーカユニット２４Ｄを近づけていく。そして、マーカユニット２４Ｄを側面から視認しながら、前記被設置体の十字のうち一方の線と、位置決定部Ｑ１およびＱ３とをあわせ、続いて、前記被設置体の十字のうち他方の線と、位置決定部Ｑ２およびＱ４とをあわせる。これによって、マーカユニット２４Ｄを、前記被設置体の所定の位置に設置することができる。

本発明のマーカユニットは、前記各実施形態には限定されない。本発明の変形例として、以下に、前述した下基板における位置決定部以外の構成について例示する。なお、本発明は、これらの例示には限定されない。

［変形例１］
本発明のマーカユニットにおいて、前記下基板被検出部としては、前述のように、前記検出基準部および前記マーカがあげられる。前記検出基準部は、例えば、カメラ等の検出機器で前記マーカを検出する際、検出すべき領域の目印となる。本発明のマーカユニットにおいて、前記検出基準部の数および位置は、特に制限されない。前記各実施形態における各図は、前記検出基準部の数が、４つであり、前記検出基準部の位置が、四隅付近となる例である。

本発明のマーカユニットは、例えば、前記下基板被検出部の他に、さらに、前記上基板被検出部を有してもよい。前記下基板検出部は、前記下基板の上面によって形成された、前記積層体の上面側に露出した被検出部であるのに対して、前記上基板被検出部は、前記上基板によって形成された、前記積層体の上面側から検出可能な被検出部である。前記上基板被検出部は、例えば、マーカである。

本発明のマーカユニットは、例えば、前記下基板被検出部として、前記検出基準部と前記マーカとを有し、さらに、前記上基板被検出部として、前記マーカを有しても良いし、前記下基板被検出部として、前記検出基準部と前記マーカのいずれかを有し、さらに、前記上基板被検出部として、前記マーカを有してもよい。

前記下基板被検出部のマーカおよび前記上基板被検出部のマーカは、それぞれ、特に制限されず、例えば、前述のようなＶＭＰマーカ（ＲＡＳマーカ）、二次元パターンコード等があげられる。前記二次元パターンコードは、例えば、ＡＲマーカ、ＱＲマーカ等があげられる。前記ＡＲマーカは、例えば、ARToolKit、ARTag、CyberCode、ARToolKitPlus等があげられる。本発明のマーカユニットにおいて、前記マーカの位置は、特に制限されない。前記各実施形態における各図は、前記下基板被検出部として、前記検出基準部および前記マーカを有し、前記マーカが、ＶＭＰマーカであり、且つ、四隅に設けられた検出基準部と検出基準部との間に設置されている例である。

本発明のマーカユニットにおいて、前記マーカの形成方法は、特に制限されない。前記下基板被検出部であるマーカは、例えば、以下のようにして形成できる。すなわち、本発明のマーカユニットの所望の領域において、例えば、前記下基板の上面に、谷型と山形の凹凸を形成することによって、前記所望の領域を、前記マーカにすることができる。

前記上基板被検出部であるマーカは、例えば、以下のようにして搭載できる。すなわち、本発明のマーカユニットの所望の領域において、例えば、前記上基板の上面側には、レンチキュラレンズ等のレンズ構造を形成し、前記上基板の下面側には、縞模様やドット模様等の模様を形成することによって、前記所望の領域を、前記マーカにすることができる。

前記上基板被検出部のマーカとして、具体的に、ＶＭＰマーカを例にあげて説明する。

前記マーカは、複数のレンズユニットを有するレンズ本体を含み、前記複数のレンズユニットは、平面方向において連続的に配置されている。前記複数のレンズユニットが配置されている方向を、配置方向または幅方向といい、平面方向において前記配置方向に対する垂直方向を、長さ方向という。

前記レンズ本体における前記レンズユニットは、例えば、シリンドリカルレンズがあげられる。前記レンズ本体は、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）等のアクリル系樹脂、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。

前記レンズ本体は、一方の表面側が、光を集める機能を有する集光部を有し、他方の表面側に、複数の模様形成部を有する。前記模様形成部は、例えば、前記レンズ本体の前記長さ方向に沿って伸びる線であり、前記レンズ本体の他方の表面側において、複数の線により、縞模様が形成されたり、複数のドットにより、ドット模様が形成されている。前記複数の模様形成部は、例えば、光学的に検出可能な像として、前記レンズ本体の上面側に投影され、光学的に検出できる。

前記模様形成部は、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、ラジカル重合性化合物等）の硬化、前記粉体塗料の焼き付け等があげられる。

前記模様形成部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。

前記マーカを、例えば、白色の物体の上に置いた場合、前記マーカの前記レンズ本体の上面から入射した光のうち、前記模様形成部に到達した光は、前記模様形成部（例えば、黒色の着色膜）に吸収され、それ以外の光は、前記レンズ本体を透過して、前記物体の表面で反射する。このため、前記レンズ本体の上面には、白色の背景上に、前記模様形成部の像（例えば、黒色の線）が投影される。このため、前記マーカユニットにおいて、前記マーカを有する前記上基板が配置される前記介在基板は、反射板の役割を果たすことから、例えば、前記マーカの模様形成部が黒色で形成されている場合、前記マーカの下に位置する前記介在基板は、その上面が白色であることが好ましい。

図８に、本実施形態のマーカユニットとして、前記上基板被検出部のマーカを有する一例を示す。図８（Ａ）は、マーカユニット１７の上面図であり、図８（Ｂ）は、XIII−XIII方向から見た断面図であり、図８（Ｃ）は、マーカユニット１７の上基板３０の上面図である。マーカユニット１７において、下基板１２は、上面側に、前記下基板被検出部である検出基準部１２２を有し、下面側に、前述した図１と同じ凸部２３２１Ａ（位置決定部Ｑ１〜Ｑ４）を有し、上基板３０は、前述したレンズ本体となる領域を有し、前記領域が、前記上基板被検出部のマーカ３１である。本実施形態のマーカユニットは、前記下基板被検出部のマーカに代えて、前記上基板被検出部のマーカを有する以外は、図２（Ａ）に示す前記実施形態１と同様である。また、前述の各実施形態のマーカユニットも、前記下基板被検出部のマーカに代えて、前記上基板被検出部のマーカを有する以外、同様であってもよい。

［変形例２］
本発明のマーカユニットは、例えば、前述のように、さらに、前記介在基板を有し、前記下基板の上に、前記介在基板を介して前記上基板が積層された積層体（例えば、三層構造）を含んでもよいし、前記介在基板を省き、前記下基板の上に前記上基板が積層された積層体（例えば、二層構造）を含んでもよい。本発明のマーカユニットが、前記二層の積層構造の場合、前記介在基板を有さない以外は、前述の各実施形態のマーカユニットと同様である。

前記二層構造の積層体の場合、例えば、前記上基板は、貫通孔を有し、前記下基板の上面は、前記上基板の貫通孔に対応する領域、つまり、前記貫通孔によって露出する上面の領域が、前記下基板被検出部となる。前記三層構造の積層体の場合、例えば、さらに、前記介在基板も、前記上基板の貫通孔と対応する箇所に、貫通孔を有し、前記上基板の貫通孔と前記介在基板の貫通孔とによって露出する前記下基板の上面の領域が、前記下基板被検出部となる。

前記下基板の上面は、例えば、平面でもよいし、上方向に突出する前記上面側凸部を有してもよい。この場合、前記下基板において、前記上面側凸部は、前記上基板の貫通孔および前記介在基板の貫通孔に対応する箇所に設けられ、前記積層体において、前記上面側凸部は、前記各貫通孔に挿入された構造となる。そして、前記下基板の上面側凸部の上面は、前記下基板被検出部である前記検出基準部となる。前記下基板の前記上面側凸部の上面は、例えば、前記上基板の上面とフラットな状態（段差がない状態）でもよいし、前記上基板の上面よりも高い（突出した）状態でもよいし、前記上基板の上面よりも低い状態でもよい。

前記下基板が前記検出基準部となる前記上面側凸部を有する場合、前記下基板の上面側凸部と、前記上基板および前記介在基板の貫通孔とは、前者の形状と後者の形状とが、実質的に同じ形状であり、且つ、前者の平面の面積と、後者の貫通孔の孔面積とが、実質的に同じであることが好ましい。

前記下基板の前記検出基準部の形状は、例えば、円形、角形等があげられる。前記円形は、例えば、真円、楕円等であり、真円が好ましい。前記角形は、例えば、三角形、四角形等の多角形であり、四角形は、例えば、正方形、長方形等である。前記上基板および前記介在基板の貫通孔の形状も、特に制限されず、例えば、円形、角形等があげられる。

前記二層構造の場合、前記下基板と前記上基板の色の組合せは、特に制限されず、例えば、前記下基板被検出部および前記上基板被検出部（任意）を検出可能であればよい。前記下基板および前記上基板の色は、例えば、以下のような組合せがあげられる。前記下基板は、例えば、その上面が黒色であり、前記上基板は、例えば、透明または白色である。

前記三層構造の場合、前記下基板と前記介在基板と前記上基板の色の組合せは、特に制限されず、例えば、前記下基板被検出部および前記上基板被検出部（任意）を検出可能であればよい。前記下基板および前記上基板の色は、例えば、前述と同様である。前記介在基板の色は、例えば、前記上基板、前記下基板および前記マーカ等に応じて適宜設定できる。前記介在基板の上面の色は、例えば、前記下基板被検出部および前記上基板被検出部の色とは異なる色である。また、前記介在基板の上面の色と、前記下基板被検出部の色および前記上基板被検出部の色とは、例えば、コントラスト差が生じやすい組合せであることが好ましい。このように、前記介在基板によりコントラスト差を生じさせることで、例えば、前記下基板被検出部および前記上基板被検出部の検出精度を、より向上できる。

前記下基板、前記介在基板および前記上基板の色は、例えば、以下のような組合せがあげられる。前記下基板は、例えば、その上面の色が黒色であり、前記介在基板は、例えば、その上面が白色であり、前記上基板は、例えば、透明である。前記介在基板は、例えば、前記下基板被検出部および前記上基板被検出部に対する反射基板ということもできる。

前記下基板、前記介在基板および前記上基板は、例えば、それぞれ、樹脂基板である。前記樹脂基板の成形樹脂としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル系樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ））、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。また、前記樹脂基板を着色する場合、例えば、前記樹脂に目的とする色の着色剤（例えば、マスターバッチ、ドライカラー等）を添加した所望の着色樹脂を、成形材料とすることができる。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

以上のように、本発明のマーカユニットは、前述のような位置決定部を有するため、ロボット等の被設置体に対して、側面からの視認により容易に位置を決定して、設置を行うことができる。また、前記位置決定部は、前記積層体の上面方向から視認不可であるため、例えば、前記下基板被検出部の検出の際、前記位置決定部がノイズの原因となることを防止でき、結果として、検出精度の低下も防止できる。このため、本発明のマーカユニットによれば、例えば、前記被設置体にマーカユニットを設置する度、前記マーカユニットにおける検出基準部やマーカ等の測定についてキャリブレーション等を行うことも省略が可能となる。

１、１７、２１、２３、２４ マーカユニット
１０ 上基板
１１ 介在基板
１２ 下基板
２０ マーカ
２１２１、２３２１、２４２１ 位置決定部
１２２ 検出基準部

Claims (12)

1. 上基板と、下基板とを含み、
   前記下基板の上に、前記上基板が積層された積層体であり、
   前記下基板は、
   その上面に、前記積層体の上面側に露出した下基板被検出部を有し、その下面に、２個以上の位置決定部を有し、
   前記被検出部は、
   前記積層体の上面側から検出可能であり、
   前記各位置決定部は、
   前記積層体の側面方向から視認可能であり、
   前記積層体の上面方向から視認不可であることを特徴とするマーカユニット。
2. 前記下基板被検出部は、マーカ、および前記マーカの検出における基準となる検出基準部の少なくとも一方を含む、請求項１記載のマーカユニット。
3. さらに、
   前記上基板は、前記積層体の上面側から検出可能な上基板被検出部を有し、
   前記上基板被検出部は、マーカである、請求項１または２記載のマーカユニット。
4. 前記下基板は、下方向に突出する凸部を有し、
   前記凸部が、前記位置決定部である、請求項１から３のいずれか一項に記載のマーカユニット。
5. 前記下基板は、その側面に欠失部を有し、
   前記欠失が、前記位置決定部である、請求項１から４のいずれか一項に記載のマーカユニット。
6. 前記下基板の位置決定部は、対向しない位置関係となる少なくとも２つの位置決定部を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のマーカユニット。
7. 前記下基板の位置決定部が、３個以上である、請求項１から６のいずれか一項に記載のマーカユニット。
8. 前記下基板において前記各位置決定部は、前記積層体を被設置体に設置した場合に、前記側面方向からの視認により、前記被設置体におけるマーカユニットの位置合わせ印と対応する位置に配置され、
   前記被設置体におけるマーカユニットの前記位置合わせ印が、互いに交差する２つの線の印である、請求項１から７のいずれか一項に記載のマーカユニット。
9. 前記互いに交差する２つの線が、互いに直交する２つの線からなる十字である、請求項８記載のマーカユニット。
10. 前記積層体の中心軸を交点とする、互いに交差する２つの線を想定した際、
    前記下基板は、その縁領域と前記２つの線とが交差する４か所のうち、少なくとも２か所に、前記位置決定部を有する、請求項８または９記載のマーカユニット。
11. 前記上基板は、
    貫通孔を有し、
    前記下基板は、
    その上面において、前記上基板の貫通孔と対応する箇所が、前記検出基準部となる、請求項１から１０のいずれか一項に記載のマーカユニット。
12. 前記下基板は、
    その上面において、前記上基板の貫通孔と対応する箇所に、凸部を有し、前記凸部の上面が、前記検出基準部である、請求項１１記載のマーカユニット。
    
    

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