JP6324866B2 - 情報通信システム - Google Patents

Description

本発明は、情報通信システムに関する。

商品パッケージに印刷されているバーコードは、対象物に情報を付与する身近な例である．バーコードのような１次元コードに対して、ＱＲコード（登録商標）などの２次元コード、さらに複数の色を使ったコードを用いれば、より多くの情報を伝えることができる。これらのコード（タグ）は、一般にビジュアルコードもしくはビジュアルタグと呼ばれており、カメラでコードを撮影し、撮影した画像からコードに埋め込まれた情報を解読している．撮影した画像の中で、コードがどこにあるのかを特定することができるため、拡張現実感（ＡＲ：Augmented Reality）などの応用にも広く用いられている。

ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグや、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）タグ、ＷｉＦｉ（登録商標）タグなどの無線タグも広く用いられている。無線タグを用いることによって、たとえば無線タグが視野外にある場合でも、無線通信によってタグ情報を解読することができる。

光通信を用いたタグもある。光通信を用いることによって、小さなタグであっても読み取り距離を長くすることができる。光は、タグ側で光を発する場合もあるし、読取装置側で発する場合もある。

特許公開２０１４−９６０８７号公報 特許公開２００３−１２２８９６号公報 特許公開２０１１−２３５９９７号公報 特許公開２００７−２６６９７４号公報

タグは、さまざまな物に取り付けることができ、さらに目立たず環境に溶け込むことができるように、小型化することが望まれる。また、タグ情報が長距離からでも読み取れることも望まれる。

ビジュアルタグでは、タグを小型化すると、長距離からタグ情報を読み取ることが困難になる。光通信を用いるタグでは、たとえばタグに発光装置などを搭載しなければならないので、その分、タグが大型化するおそれがある。無線タグでも、たとえばタグに無線装置などを搭載しなければならないので、その分、タグが大型化するおそれがある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、タグを小型化することができ、かつ、長距離からタグ情報を読み取ることができる、情報通信システムおよび情報読取方法を提供することを目的とする。

ここで、本発明は、近年実用に供されている、赤外光（赤外線）を利用するカメラ（たとえばデプスカメラ）に着目したものである。赤外光を利用することで、対象物までの距離を、測定（計測）することができる。距離の測定方法は、たとえばＳｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｌｉｇｈｔ方式や、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ方式などが知られている。このように対象物までの距離を測定することができるカメラは、赤外光センサ（たとえばデプスセンサ）の小型化などに伴い、将来的には、スマートフォンなどの携帯通信端末に搭載されるなどして、さらに身近に利用可能となる可能性がある。

本発明の一態様に係る情報通信システムは、タグとタグの情報を読み取るためのカメラとを備えた情報通信システムであって、タグは、赤外光を反射する反射面を有する再帰性反射材と、再帰性反射材の反射面を覆い、状態が切り替わり、赤外光に影響を与えることができる液晶と、再帰性反射材で反射した赤外光がタグの情報を含むように、液晶の状態を切り替える制御部と、を含み、カメラは、赤外光を発する発光部と、発光部が発した赤外光のうち、タグの情報を含むように、タグの液晶を透過するとともにタグの再帰性反射材で反射した赤外光、を受ける受光部と、受光部が受けた赤外光に含まれるタグの情報を解読する解読部と、を含み、タグがカメラの画角内に位置しているときに赤外光がタグに照射され、カメラは、カメラからタグまでの距離を測定することができるデプスカメラであり、カメラは、さらに、解読部の解読結果に基づいて、タグの位置情報を蓄積しているサーバからタグの位置情報を取得する位置情報取得部と、カメラの画角内での複数のタグの撮像データおよびカメラと複数のタグの各々との距離データの少なくともいずれかのデータと、位置情報取得部によって取得された位置情報とに基づいて、カメラの位置を測定する測定部と、を含む。
本発明の他の一態様に係る情報通信システムは、タグとタグの情報を読み取るためのカメラとを備えた情報通信システムであって、タグは、赤外光を反射する反射面を有する再帰性反射材と、再帰性反射材の反射面を覆い、状態が切り替わり、赤外光に影響を与えることができる液晶と、再帰性反射材で反射した赤外光がタグの情報を含むように、液晶の状態を切り替える制御部と、を含み、カメラは、赤外光を発する発光部と、発光部が発した赤外光のうち、タグの情報を含むように、タグの液晶を透過するとともにタグの再帰性反射材で反射した赤外光、を受ける受光部と、受光部が受けた赤外光に含まれるタグの情報を解読する解読部と、を含み、タグがカメラの画角内に位置しているときに赤外光がタグに照射され、カメラは、カメラからタグまでの距離を測定することができるデプスカメラであり、カメラは、さらに、解読部の解読結果に基づいて、タグの位置情報を蓄積しているサーバからタグの位置情報を取得する位置情報取得部と、カメラのピッチ、ロールおよびヨーをカメラの姿勢を表すパラメータとして検出する姿勢検出部と、姿勢検出部によって検出されたパラメータと、カメラの画角内でのタグの撮像データおよびカメラとタグとの距離データの少なくともいずれかのデータと、位置情報取得部によって取得された位置情報とに基づいて、カメラの位置を測定する測定部と、を含む。

上記の情報通信システムまたは情報読取方法によれば、カメラから発せられた赤外光がタグに照射されると、赤外光は、タグの情報を含むように、液晶を透過するとともに再帰性反射材で反射する。カメラは、反射した赤外光を受けてタグ情報を解読する。これにより、カメラは、タグ情報を取得することができる。ここで、タグでは液晶および再帰性反射材を用いることによってタグ情報を赤外光に付与するので、タグ側においては赤外光の発光装置などは不要となる。したがって、タグを小型化することができる。さらに、タグを小型化した場合であっても、時間方向に埋め込まれたタグ情報を取得するので、たとえばバーコードのような空間方向に埋め込まれたタグの情報をカメラ画像から解読する場合よりも、長距離からタグ情報を読み取ることができる。

また、カメラは、カメラからタグまでの距離を測定することができるデプスカメラである。デプスカメラを用いた場合には、タグの情報に加え、タグまでの距離を取得することができる。このため、より多くの情報を利用することができるようになる。

また、解読部は、発光部が赤外光を発しするときに受光部が受光した赤外光の強度と、発光部が赤外光を発しないときに受光部が受光した赤外光の強度との差に基づいてタグの情報を解読してもよい。これにより、周囲の光によるノイズを低減して、タグ情報を読み取ることができる。

また、再帰性反射材は、色の異なる複数の再帰性反射材を有してもよい。これにより、赤外光に含まれるタグ情報とは別に視認可能な情報を再帰性反射材に持たせることができるので、タグをカメラで撮像することによって、より多くの情報を取得することができる。

また、タグは、液晶の再帰性反射材とは反対側の面を覆い、可視光を吸収しもしくは反射させ、赤外光を透過させる光学フィルタをさらに含んでもよい。これにより、タグが視認できないようにして、タグを目立たなくすることができる。

また、タグは、さらに、赤外光を受けて電力を発生する発電素子を含んでもよい。これにより、タグはバッテリなどを有していなくても、液晶の状態を切り替えるためなどに必要な電力を得ることができる。

また、再帰性反射材は、液晶が配置された側に向かって凸となる凸形状もしくは凹となる凹形状を有してもよい。これにより、カメラからタグを見たときの再帰性反射材の面積の、角度への依存性を低減させることができる。したがって、カメラは、タグと向かい合う位置（たとえばタグの正面）になくとも、正面にある場合と同様の面積を有する再帰性反射材に赤外光を照射して、タグ情報を読み取ることができる。

上記の一態様に係る情報通信システムでは、カメラは、さらに、解読部の解読結果に基づいて、タグの位置情報を蓄積しているサーバからタグの位置情報を取得する位置情報取得部と、カメラの画角内での複数のタグの撮像データおよびカメラと複数のタグの各々との距離データの少なくともいずれかのデータと、位置情報取得部によって取得された位置情報とに基づいて、カメラの位置を測定する測定部（第1の測定部）と、を含む。これにより、カメラの位置を測定することができる。

上記の他の一態様に係る情報通信システムでは、カメラは、さらに、解読部の解読結果に基づいて、タグの位置情報を蓄積しているサーバからタグの位置情報を取得する位置情報取得部と、カメラのピッチ、ロールおよびヨーをカメラの姿勢を表すパラメータとして検出する姿勢検出部と、姿勢検出部によって検出されたパラメータと、カメラの画角内でのタグの撮像データおよびカメラとタグとの距離データの少なくともいずれかのデータと、位置情報取得部によって取得された位置情報とに基づいて、カメラの位置を測定する測定部（第２の測定部）と、を含む。これにより、１つ以上のタグの位置情報と、撮像データおよび／または距離データとが得られれば、カメラの姿勢パラメータを測定し、その姿勢パラメータをさらに用いて、カメラの位置を測定（推定）することができる。

また、解読部は、タグの再帰性反射材で反射した赤外光の反射強度の時間変化に基づいてタグの情報を解読してもよい。これにより、たとえば反射強度の時間変化の有無に基づいてタグを検出（発見）することもできる。

本発明によれば、タグを小型化することができ、かつ、長距離からタグ情報を読み取ることができる。

第１実施形態に係る情報通信システムの概略構成を示す図である。 タグの構成の一例を示す図である。 制御部の機能ブロックを示す図である。 カメラの機能ブロックを示す図である。 タグの動作を説明するための図である。 タグにおける反射強度の時間変化の一例を示す図である。 情報通信システムにおいて実行される処理の一例を示すフローチャートである。 タグの変形例を示す正面図である。 タグの別の変形例を示す図である。 別の変形例に係るタグの構成を示す図である。 別の変形例に係るタグの構成を示す図である。 カメラからタグに情報を伝達する手法の一例を説明するための図である。 第２実施形態に係る情報通信システムの概略構成を示す図である。 カメラの機能ブロックを示す図である。 カメラによって撮像される、複数のタグを含む画像の一例を示す図である。 情報通信システムにおいて実行される処理の一例を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る情報通信システムの概略構成を示す図である。 ２つのカメラによって撮像される、タグを含む画像の一例を示す図である。 ２つのカメラによって撮像される、タグおよび対象物などを含む画像の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る情報通信システムの概略構成を示す図である。図１に示すように、情報通信システム１は、タグ１００と、カメラ２００とを備える。

カメラ２００は、赤外光発光部２１０と、赤外光受光部２２０とを含む。カメラ２００は、さらに、可視光受光部２３０を含んでもよい。なお、カメラ２００に含まれる他の要素については後に図２を参照して説明する。

カメラ２００として、たとえばデプスカメラを採用することができる。その場合、カメラ２００は、後述する原理により、カメラ２００から対象物（タグ１００）までの距離を計測することができる。

赤外光発光部２１０は、赤外光（赤外線）を発する。赤外光発光部２１０は、たとえば、発光ダイオードなどの発光素子を含んで構成される。

赤外光受光部２２０は、赤外光を受ける。とくに、赤外光受光部２２０は、赤外光発光部２１０が発した赤外光のうち、タグ１００で反射した赤外光（反射光）を受光することが想定されている。赤外光受光部２２０は、たとえばフォトダイオードなどの受光素子を含んで構成される。

可視光受光部２３０は、可視光を受ける。カメラ２００が可視光受光部２３０を含む場合には、カメラ２００はタグ１００を撮像することができる。可視光受光部２３０は、たとえば半導体センサを用いた撮像装置などを含んで構成される。

情報通信システム１において、カメラ２００は、赤外光発光部２１０が発した赤外光をタグ１００に照射する。タグ１００は、赤外光を、タグ１００の情報（タグ情報）を含むように反射させる（詳細は後述する）。カメラ２００は、赤外光受光部２２０によってタグ１００で反射した赤外光を受光し、受光した赤外光を解読することによって、タグ１００の情報を取得する。カメラ２００がデプスカメラである場合には、カメラ２００はさらに、カメラ２００からタグ１００までの距離を測定する。したがって、カメラ２００は、タグ情報およびタグ１００までの距離の２つの情報を取得することができる。

図２は、タグ１００の構成の一例を示す図である。図２（ａ）はタグ１００の分解斜視図であり、図２（ｂ）はタグ１００を正面（反射面１１０ａの側）から見た図である。図２に示すように、タグ１００は、再帰性反射材１１０と、液晶１２０と、制御部１３０とを含む。なお、図２において、カメラ２００（図１）からタグ１００に照射される赤外光を、赤外光ＩＲ１として図示する。

再帰性反射材１１０は、反射面１１０ａを有する。再帰性反射材１１０は、反射面１１０ａに入射した光を、入射方向に向かって反射させる。ここで、光は波長範囲などによって分類されるが、実施形態においては、反射面１１０ａは、少なくとも赤外光ＩＲ１を反射すればよい。もちろん、反射面１１０ａは、赤外光以外の光を反射してもよい。再帰性反射材１１０の構成は特に限定されるものでないが、たとえばガラスビーズでの屈折および反射を利用するタイプの再帰性反射材を採用することができる。なお、図２に示す例では、再帰性反射材１１０はシート形状（あるいは板形状）を有するが、再帰性反射材１１０の形状は特に限定されるものではない。

液晶１２０は、再帰性反射材１１０の反射面１１０ａを覆う。液晶１２０は、オン状態とオフ状態のいずれかに切り替わる。これにより、赤外光に影響を与えることができる。たとえば、液晶１２０は、ヘイズ値を変化させることのできる液晶を含んで構成することができる。そのような液晶としては、たとえば高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）がある。ＰＤＬＣを用いる場合には、液晶１２０はオン状態で光を透過させる一方で、オフ状態では光を拡散させることができる。ＰＤＬＣにおける光の透過率は、一般的な液晶における光の透過率よりも高い。透過率が高いと、タグ１００は、液晶１２０に向かって多くの光を反射させるので、カメラ２００（図１）が受光する光の強度（光量）も大きくなる。その結果、カメラ２００がタグ１００の情報を読み取り可能な距離を伸ばすことができる。たとえば、カメラ２００からタグ１００までの距離が数メートル以上であっても、タグ情報を読み取ることができる。また、液晶１２０に一般的な液晶を用いた場合には、液晶１２０がオン状態のときとオフ状態のときでタグ１００の色が変わってしまう。すなわち、液晶１２０がオン状態のときは再帰性反射材１１０の色が現れ、液晶１２０がオフ状態のときは黒色が現れる。このため、タグ１００が目立ってしまい、環境に溶け込むことができなくなる。

なお、図２に示す例では、液晶１２０はシート形状を有しているが、液晶１２０の形状は特に限定されるものではない。たとえば液晶１２０がシート形状を有する場合には、液晶１２０は、液晶分子と液晶分子を挟む一対のシートと（いずれも図示しない）を含んで構成される。シートは、たとえばガラス製やプラスチック製のものを用いることができる。シートは折り曲げ可能なフレキシブルシートとすることもできる。

制御部１３０は、液晶１２０のオン・オフを切り替える。オン・オフの切り替えは、たとえば液晶１２０に印加する電圧を制御することによって行うことができる。制御部１３０は、再帰性反射材１１０の反射面１１０ａで反射した赤外光がタグ１００の情報（タグ情報）を含むように、液晶１２０のオン・オフの状態を切り替える。たとえば、反射した赤外光の強度の時間変化によって表されるディジタル情報をタグ情報とすることで、反射した赤外光にタグ情報を含ませることができる。

ここで、図３を参照して、制御部１３０の機能ブロックについて説明する。図３に示すように、制御部１３０は、電源部１３１と、電圧発生部１３２とを含む。

電源部１３１は、制御部１３０の電力源である。制御部１３０は、電源部１３１の電力で動作する。電源部１３１は、制御部１３０の外部（たとえば後述の図８の発電素子１４０）から供給される電力を受けるように構成されてもよい。たとえば、電源部１３１の電圧が所定値以上のときに、制御部１３０は動作する。なお、電源部１３１は、制御部１３０の内部のバッテリ（図示しない）などから電力を受けるように構成することもできる。

電圧発生部１３２は、液晶１２０（図２）に印加する電圧を発生する。電圧発生部１３２は、電源部１３１からの電力を受けて動作する。

制御部１３０の機能は、物理的には、半導体素子などの能動素子および抵抗、コイルおよびコンデンサなどの受動素子を含んだ回路や、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などを含んだＩＣ（Integral Circuit）などによって実現される。

再び図２に戻って、タグ１００の形状は特に限定されるものではないが、たとえばシート形状を有する再帰性反射材１１０および液晶１２０を重ね合わせた形状とすることができる。図２（ｂ）に示す例では、液晶１２０の面積は再帰性反射材１１０の面積よりも大きい。この場合、再帰性反射材１１０と液晶１２０とが重ならない部分に、制御部１３０を配置することができる。このようにすれば、タグ１００の面積は液晶１２０の面積よりも大きくならないため、タグ１００の面積が大きくなるのを抑制することができる。また、タグ１００がシート形状となるので、タグ１００が薄型化される。したがって、タグ１００を小型化することができる。なお、制御部１３０を再帰性反射材１１０の裏面に配置することもできる。これによっても、タグ１００の面積が大きくなるのを抑制することができる。

図４は、カメラ２００の機能ブロックを示す図である。図４に示すように、カメラ２００は、赤外光発光部２１０と、赤外光受光部２２０と、可視光受光部２３０と、表示部２４０と、解読部２５０と、操作部２６０とを含む。

赤外光受光部２２０については先に説明したが、より詳細に説明すると、赤外光受光部２２０は、赤外光発光部２１０が発した赤外光のうち、タグ１００（図２）の情報を含むように、タグ１００の液晶１２０を透過するとともにタグ１００の再帰性反射材１１０で反射した赤外光、を受ける部分である。

表示部２４０は、カメラ２００によって撮像した画像などを表示する部分である。画像は、たとえば可視光受光部２３０が受けた光に基づいて作成される。なお、表示部２４０は、カメラ２００のユーザがカメラ２００を操作するのに必要な種々の情報を表示することもできる。

解読部２５０は、赤外光受光部２２０が受けた赤外光に含まれるタグ１００（図２）の情報を解読する部分である。解読は、たとえば、赤外光の強度の時間変化からディジタル情報を読み取ることによって行われる。

図５は、タグ１００の動作を説明するための図である。図５（ａ）は液晶１２０がオン状態のときを示す図である。図５（ｂ）は液晶１２０がオフ状態のときを示す図である。

図５（ａ）に示すように、液晶１２０がオン状態のときには、カメラ２００からの赤外光ＩＲ１は、液晶１２０を透過する。この場合、赤外光ＩＲ１は、再帰性反射材１１０の反射面１１０ａで反射し、再び液晶１２０を透過してカメラ２００に戻る。なお、図５（ａ）において、反射した赤外光を赤外光ＩＲ２として図示する。

一方、図５（ｂ）に示すように、液晶１２０がオフ状態のときには、カメラ２０からの赤外光ＩＲ１は、液晶１２０を透過しない。たとえば液晶１２０がＰＤＬＣの場合には、赤外光ＩＲ１は拡散する。拡散した光は、再帰性反射材１１０で反射し、再び液晶１２０で再び拡散する。図５（ｂ）において、拡散した赤外光を赤外光ＩＲ３として図示する。赤外光ＩＲ３は、様々な方向に向かうので、カメラ２００に戻る赤外光はわずかである。なお、液晶１２０が一般的な液晶の場合には赤外光ＩＲ１は遮断（吸収）されるが、この場合も、カメラ２００に戻る赤外光はわずかとなる。

以上より、液晶１２０がオン状態のときとオフ状態のときとでは、液晶１２０がオン状態のときの方が、カメラ２００に戻ってくる赤外光（反射光）の光量が大きくなる。すなわち、液晶１２０がオン状態のときにはタグ１００における反射強度が大きくなり、液晶１２０がオフ状態のときにはタグ１００における反射強度が小さくなる。そのため、たとえば所定のタイミングで液晶１２０のオンとオフを切り替えて反射強度を変化させることによって、カメラ２００の赤外光受光部２２０が受ける反射光の強度（光量）に時間変化を持たせることができる。この所定のタイミングに基づく反射光の強度の時間変化をタグ１００の情報（タグ情報）に対応付けることによって、カメラ２００はタグ情報を読み取ることができる。すなわち、カメラ２００の解読部２５０は、反射光の強度の時系列データに基づいてタグ情報を解読することができる。反射光の強度の時間変化の設定を変えることにより、種々の方式でタグ１００からカメラ２００にタグ情報を送信することができる。送信方式は特に限定されるものではないが、たとえばマンチェスター符号を用いることができる。また、反射光の強度の時間変化の有無を検出することによって、解読部２５０は、タグ１００の有無を検出するともできる。

このように反射光の強度の時系列データに基づいてタグ情報を解読するというカメラ２００の機能は、従来のデプスカメラとは異なる。すなわち、従来のデプスカメラは、距離を測定するために赤外光を利用するものの、対象物において反射して戻ってくる反射光の強度は、対象物までの距離の測定には利用されない。これは、反射光の強度が、距離だけでなく、それぞれの対象物に固有な反射率の影響を受けるためである。なお、反射光の強度を測定する場合もあるが、距離を測定する際にその結果（計測結果）の信頼性を表す指標として取得されるにとどまっている。これに対し、第１実施形態では、カメラ２００は、反射光の強度の時間変化からタグ情報を読み取る。こうすることで、カメラ２００がデプスカメラである場合には、カメラ２００は、カメラ２００からタグ１００までの距離の測定と、タグ情報の読み取りとを並行して行うことができる。

ここで、カメラ２００の赤外光受光部２２０は、タグ１００からの反射光以外の周囲の光も受光し得る。受光した周囲の光がノイズとして現れると、タグ情報を精度よく読み取ることができなくなる。そこで、解読部２５０は、赤外光発光部２１０および赤外光受光部２２０と協働して、赤外光発光部２１０が赤外光を発しするときに赤外光受光部２２０が受光した赤外光の強度と、赤外光発光部２１０が赤外光を発しないときに赤外光受光部２２０が受光した赤外光の強度との差に基づいてタグ情報を解読することもできる。これにより、赤外光発光部２１０が赤外光を発光しないときに赤外光受光部２２０が受光した赤外光の強度（すなわちノイズとしての周囲の光）の影響をキャンセルすることができるので、ノイズの影響を低減させ、タグ情報を精度よく読み取ることができる。

図６は、タグ１００における反射強度の時間変化の一例を示す図である。図６に示すグラフにおいて、横軸は時刻を示し、縦軸はタグ１００における反射強度を示す。

図６に示すグラフにおいて、反射強度は、η１とη２との２つの値を取る。η１は、液晶１２０（図２など）がオン状態のときの反射強度であり、η２は、液晶１２０がオフ状態のときの反射強度である。図６に示す例では、時刻ｔ１０〜ｔ２０における反射強度の変化、時刻ｔ２０〜ｔ３０における反射強度の変化、および時刻ｔ３０〜ｔ４０における反射強度の変化が、ディジタル信号の０，１，１にそれぞれ対応している。図６に示す例では、マンチェスター符号が用いられており、時刻ｔ１０〜２０の間で、反射強度がη１（時刻ｔ１０〜ｔ１５）からη２（時刻ｔ１５〜ｔ２０）に変化している。また、時刻ｔ２０〜ｔ３０において反射強度がη２（時刻ｔ２０〜ｔ２５）からη１（時刻ｔ２５〜ｔ３０）に変化し、同様に、時刻ｔ３０〜ｔ４０において反射強度がη２（時刻ｔ３０〜ｔ３５）からη１（時刻ｔ３５〜ｔ４０）に変化している。このように、ディジタル情報（０または１）を信号の変化する向き（η１からη２またはη２からη１）に変換することによって、タグ１００からカメラ２００へタグ情報を伝送することができる。

図７は、情報通信システム１（図１）において実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、たとえば、カメラ２００において、タグ１００の情報を読み取るためのアプリケーションが実行されたことに応じて開始される。

まず、カメラ２００の赤外光発光部２１０は、赤外光を発する（ステップＳ１０１）。

そして、タグ１００は、カメラ２００からの赤外光を受ける（ステップＳ１０２）。

次に、タグ１００は、液晶のオン状態およびオフ状態を切り替えつつ赤外光を反射する（ステップＳ１０３）。具体的に、制御部１３０が液晶１２０に印加される電圧を制御することによって、液晶１２０のオン状態およびオフ状態を切り替える。これにより、赤外光は、タグ１００の情報を含むように、再帰性反射材１１０で反射する。

そして、カメラ２００の赤外光受光部２２０は、反射した赤外光を受ける（ステップＳ１０４）。

そして、カメラ２００の解読部２５０は、赤外光に含まれるタグ情報を解読する（ステップＳ１０５）。

次に、第１実施形態に係る情報通信システム１の作用効果について説明する。この情報通信システム１によれば、カメラ２００から発せられた赤外光がタグに１００照射されると、赤外光は、タグ１００の情報を含むように、液晶１２０を透過するとともに再帰性反射材１１０で反射する（ステップＳＳ１０１〜Ｓ１０３）。カメラ２００は、反射した赤外光を受けてタグ情報を解読する（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。これにより、カメラ２００は、タグ情報を取得することができる。ここで、タグ１００では液晶１２０および再帰性反射材１１０を用いることによってタグ情報を赤外光に付与するので、タグ１００側においては赤外光の発光装置などは不要となる。したがって、タグ１００を小型化することができる。さらに、時間方向に埋め込まれたタグ情報を取得するので、たとえばバーコードのような空間方向に埋め込まれたタグの情報をカメラ画像から解読する場合よりも、タグ情報を読み取ることができる距離を長くすることができる。

図８は、タグの変形例を示す正面図である。図８に示すように、タグ１００Ａは、再帰性反射材１１０Ａと、液晶１２０と、制御部１３０とを含む。さらに、タグ１００Ａは、発電素子１４０を含んでもよい。

再帰性反射材１１０Ａは、色の異なる複数の再帰性反射材を含む。図８に示す例では、再帰性反射材１１０は、再帰性反射材１１１（第１の再帰性反射材）と、再帰性反射材１１２（第２の再帰性反射材）との２種類の再帰性反射材を含む。ただし、再帰性反射材１１０に含まれる再帰性反射材の数は２よりも大きい数であってもかまわない。

再帰性反射材１１２は、カメラ２００（図１）のユーザ等の人間にとって視認可能な色および形状を有している。液晶１２０がＰＤＬＣの場合には、液晶１２０がオン状態およびオフ状態のいずれの状態であっても、ユーザ等は、液晶１２０の裏側（タグ１００Ａの正面とは反対側）に配置された再帰性反射材１１２を視認することができる。そのため、再帰性反射材１１２の形状を工夫することによって、ユーザに情報提供することができる。図８に示す例では、再帰性反射材１１２は「ＥＸＩＴ」との文字列を表すように形成されている。すなわち、液晶１２０のオン状態およびオフ状態に限らず、常に「ＥＸＩＴ」の文字情報を、タグ１００からユーザに提供することができる。なお、液晶１２０がＰＤＬＣでなく通常の液晶の場合には、液晶がオン状態のときにのみ、ユーザは「ＥＸＩＴ」の文字を視認できることになる。

ここで重要なことは、このように再帰性反射材１１２によって「ＥＸＩＴ」という文字情報をユーザに提供したとしても、タグ１００Ａの性能には影響を及ぼさないとういことである。すなわち、たとえば、再帰性反射材１１２に代えてインクで「ＥＸＩＴ」の文字を表すと、「ＥＸＩＴ」の文字情報をユーザに提供することはできるが、再帰性反射材の反射面の面積がインクの分だけ小さくなる。その結果、タグ１００Ａで反射してカメラ２００（図１）に戻る赤外光の光量も減少するので、たとえばタグ１００Ａの情報を読み取ることができる距離が短くなってしまう。これに対し、図８に示すように、色等が異なるがいずれも再帰性反射材である２種類の再帰性反射材１１１および再帰性反射材１１２によって、「ＥＸＩＴ」の文字列を表すようにすれば、反射面の大きさ（面積）が維持されるので、タグ１００Ａの反射性能（反射強度）は損なわれない。したがって、タグ１００Ａのタグ情報を遠くからでも読み取ることができる。

先に述べたように、タグ１００Ａは、発電素子１４０を含んでもよい。発電素子１４０は、液晶１２０のオン状態およびオフ状態を切り替えるための電力を発生する。発電素子１４０として、たとえば太陽電池を用いることができる。図８に示す例では、発電素子１４０は、複数の太陽電池セル１４０ａ〜１４０ｆを含んで構成される。

タグ１００Ａは、たとえば赤外光の発光装置などを含まないので小型化されるだけでなく、その分、消費電力も小さくなる。具体的に、液晶１２０を駆動するための電力（制御部１３０が動作するための電力）があればよく、そのような電力は、赤外光の発光装置の消費電力よりもかなり小さい。したがって、小さな太陽電池であっても、タグ１００Ａの発電素子１４０として十分に機能する。したがって、タグ１００Ａの小型化を維持することができる。

図９は、タグの別の変形例を示す図である。図９（ａ）はタグ１００Ｂの分解斜視図であり、図９（ｂ）はタグ１００Ｂを正面から見た図である。図９に示すように、タグ１００Ｂは、再帰性反射材１１０と、液晶１２０と、光学フィルタ１５０と、インク１６０とを含む。

光学フィルタ１５０は、液晶１２０の上面を覆うように配置される。液晶１２０の上面とは、液晶１２０の再帰性反射材１１０とは反対側の面であり、また、タグ１００Ａの正面側の面である。タグ１００Ａの正面とは、赤外光ＩＲ１が照射される側の面である。光学フィルタ１５０は、赤外光を透過させる一方で、可視光を吸収しもしくは反射させる。図９に示す例では、光学フィルタ１５０はシート形状（あるいは板形状）を有する光学フィルムであるが、光学フィルタ１５０の形状は特に限定されるものではない。光学フィルタ１５０は、複数のシート、たとえば、赤外光を透過させるシートおよび可視光を吸収する（もしくは反射させる）シートを組み合わせて構成することもできる。

インク１６０は、光学フィルタ１５０の上面の一部に塗布される。光学フィルタ１５０の上面は、光学フィルタ１５０におけるタグ１００Ａの正面側の面である。図９に示す例では、インク１６０によって「ＥＸＩＴ」の文字が表される。これにより、ユーザ等は、「ＥＸＩＴ」の文字情報を視認することができる。

タグ１００Ｂによれば、光学フィルタ１５０が可視光を吸収するので、タグ１００Ｂを正面からみた場合、タグ１００Ｂの構成要素のうち、光学フィルタ１５０から後ろ側（正面とは反対の側）に配置されている構成要素が、ユーザ等からは視認できなくなる。図９（ｂ）に示す例では、再帰性反射材１１０と、液晶１２０および制御部１３０の一部が視認されない。このように多くの構成要素をユーザ等から見えないようにすることで、タグ１００Ｂを目立たなくすることができる。一方、ユーザ等は、光学フィルタ１５０のよりも正面側に配置されるインク１６０については、視認することができる。そのため、「ＥＸＩＴ」の文字情報を常時（液晶１２０のオン状態およびオフ状態に依存せず）ユーザ等に提供することができる。

また、インク１６０に代えて、光学フィルタ１５０とは別の図示しない光学フィルタ（第２の光学フィルタ）を用いてもよい。別の光学フィルタは、光学フィルタ１５０とは、可視光の吸収スペクトルが異なるように構成される。なお、別の光学フィルタは、赤外光を透過させる点において、光学フィルタ１５０と同様に構成されてもよい。光学フィルタ１５０と、光学フィルタ１５０とは可視光の吸収スペクトルの異なる別の光学フィルタとは、ユーザ等から見て異なる色に見えるため、ユーザ等は、たとえば別の光学フィルタによって形成される「ＥＸＩＴ」の文字情報を読み取ることができる。また、インク１６０が用いられないので、反射面の面積が低下してタグ１００Ｂの読み取り性能が低下することを防ぐことができる。

図１０は、別の変形例に係るタグの構成を示す図である。図１０（ａ）は、タグ１００Ｃを上方から見た図である。図１０（ｂ）は、タグ１００Ｃを背面から見た図である。

図１０に示すように、タグ１００Ｃは、再帰性反射材１１０Ｃと、液晶１２０Ｃとを含む。なお、図１０においては、タグ１００Ｃに含まれる他の要素（図２の制御部１３０など）の図示は省略する。

図１０（ａ）に示すように、再帰性反射材１１０Ｃは、液晶１２０Ｃが配置された側（赤外光ＩＲ１が照射される側）に向かって凸となる凸形状を有する。このため、再帰性反射材１１０Ｃは、フラットでない反射面を有するように構成される。図１０に示す例では、再帰性反射材１１０Ｃは、反射面１１０Ｃａ，１１０Ｃｂおよび１１０Ｃｃの３つの反射面を有するように構成される。ただし、反射面の数は特に限定されるものではない。反射面１１０Ｃｂおよび１１０Ｃｃの面方向は、反射面１１０Ｃａの面方向と異なる。反射面１１０Ｃａは、タグ１００Ｃの正面に照射された赤外光ＩＲ１を、正面方向に反射する。同様に、反射面１１０Ｃｂおよび反射面１１０Ｃｃも、タグ１００Ｃの正面に照射された赤外光ＩＲ１を、正面方向に反射する。これにより、タグ１００Ｃの反射特性を維持しつつ、カメラからタグ１００Ｃを見たときの再帰性反射材の面積の、角度への依存性を低減することができる。反射面１１０Ｃａ，１１０Ｃｂ，１１０Ｃｃを適切に設計することによって、異なる角度でカメラからタグ１００Ｃを見た場合であっても、再帰性反射材の面積をほぼ一定に保つことができる。

液晶１２０Ｃは、再帰性反射材１１０Ｃの形状に合わせて、赤外光ＩＲ１が照射される側に向かって凸となる凸形状を有する。そのような液晶１２０Ｃは、たとえば、再帰性反射材１１０Ｃの３つの反射面１１０Ｃａ，１１０Ｃｂおよび１１０Ｃｃにそれぞれフィットする、３つの板状（シート状）の液晶を組合わせて構成することができる。

タグ１００Ｃによれば、異なる角度でカメラからタグ１００Ｃを見た場合であっても、タグ１００Ｃの面積をほぼ一定に保つことができる。このため、カメラ２００（図１）がタグ１００Ｃと向かい合う位置（たとえばタグ１００Ｃの正面）になくとも、カメラ２００から１００Ｃに赤外光を照射するための面積が確保され、赤外光を照射しやすくなる。すなわち、カメラ２００は、タグ１００Ｃの正面になくとも、正面にある場合と同様に、タグ情報を読み取ることができる。この効果は、タグ１００Ｃの再帰性反射材１１０Ｃが、液晶１２０Ｃが配置された側に向かって凹となる凹形状を有する場合でも同様に得られる。このことは、後述するタグ１００Ｄの再帰性反射材１１０Ｄについても同様である。

一方、タグ１００Ｃと同様の機能を有するタグとして、図１１に示す構成を採用することもできる。

図１１に示すように、タグ１００Ｄは、再帰性反射材１１０Ｄと、液晶１２０Ｄとを含む。図１１においても、他の要素（図２の制御部１３０など）の図示は省略する。

図１１（ａ）に示すように、再帰性反射材１１０Ｄも、再帰性反射材１１０Ｃ（図１０）と同様に、液晶１２０Ｄが配置された側（赤外光ＩＲ１が照射される側）に向かって凸となる凸形状を有する。ここで、再帰性反射材１１０Ｄは、フラットでない１つの反射面１１０Ｄａを有するように構成される。反射面１１０Ｄａは、たとえば、再帰性反射材を湾曲させることによって形成することができる。反射面１１０Ｄａは、タグ１００Ｄの正面に照射された赤外光ＩＲ１を、正面方向に反射する。

液晶１２０Ｄは、再帰性反射材１１０Ｄの形状に合わせた形状を有する。

タグ１００Ｄによっても、タグ１００Ｃ（図１０）と同様に、異なる角度でカメラからタグ１００Ｄを見たときの再帰性反射材の面積をほぼ一定に保つことができる。また、タグ１００Ｄは、たとえば再帰性反射材および液晶を湾曲させるだけで構成することができるので、容易に制作することができる。

以上では、タグからタグ情報をカメラで読み取る手法について説明した。一方で、カメラからタグへ情報を伝達することができれば、タグとカメラとの間で相互に情報をやり取りすることができるので、情報通信システムの用途が広がる。具体的に、たとえば、ユーザがカメラを操作することによってタグ側においてタグ情報を切り替える、カメラがタグを撮像しているときだけタグが動作することによって消費電力を低減させる、タグの設定を変更するなどの用途が考えられる。

そこで、先に図８を参照して説明したような、発電素子１４０を含む構成を有するタグ１００Ａを応用することによって、カメラからタグへの情報伝達を可能にする手法について説明する。

［応用例］
図１２は、カメラからタグに情報を伝達する手法の一例について説明するための図である。図１２（ａ）は、タグ１００Ａにおける発電素子１４０および制御部１３０等の構成の一例を示す図である。図１２（ｂ）は、発電素子１４０の電圧および制御部１３０を動作（駆動）させるための電圧の時間変化を説明するための図である。

図１２（ａ）に示すように、制御部１３０は、発電素子１４０で発生した電力を受ける。先に図３を参照して説明したように、タグに含まれる制御部１３０は、電圧発生部１３２が電源部１３１からの電力を受けて動作することによって、液晶１２０（図２）のオン状態およびオフ状態を切り替える。たとえば、電源部１３１の電圧が所定値以上のときに、制御部１３０は動作する。図１２（ａ）に示す構成においては、発電素子１４０で発生した電圧Ｖ１に応じた電圧が、制御部１３０の電源部１３１に印加される。そして、電源部１３１に印加される電圧が所定値以上のときに、制御部１３０が動作することとなる。

この応用例では、制御部１３０は、発電素子１４０の電圧Ｖ１を検出する。たとえば、図１２（ｂ）に示すように、発電素子１４０の電圧Ｖ１をモニタするための電圧センサ（電圧計測部）１３３が設けられる。電圧センサ１３３のモニタ結果（検出結果）を取得することによって、制御部１３０は、発電素子１４０の電圧Ｖ１を検出することができる。

ここで、先に述べたように、発電素子１４０はたとえば太陽電池である。太陽電池が受ける光量は環境によって変化するので一定でなく、発電素子１４０の電圧Ｖ１は安定しない。そこで、安定した電圧（電力）を制御部１３０に供給するために、ダイオード１４１およびコンデンサ１４２にから構成される回路が、発電素子１４０と制御部１３０との間に接続される。具体的には、ダイオード１４１が、発電素子１４０から制御部１３０に向かって電流が流れるように、発電素子１４０と制御部１３０との間に接続される。コンデンサ１４２は、制御部１３０に電圧を印加できるように、制御部１３０に並列に接続される。こうすることで、発電素子１４０の電圧Ｖ１によって、コンデンサ１４２を充電しつつ、制御部１３０に電圧を印加（電力を供給）することができる。したがって、制御部１３０は安定して動作する。なお、制御部１３０には、コンデンサ１４２および制御部１３０の電圧は、発電素子１４０の電圧Ｖ１に対して、ダイオード１４１の順方向電圧の分だけ低い電圧（電圧Ｖ２）となる。

さらに、発電素子１４０として、単結晶シリコン系の太陽電池を用いることができる。単結晶シリコン系の太陽電池は、可視光だけでなく、赤外光によっても発電する。したがって、発電素子１４０は、周囲の光（可視光）による発電だけでなく、カメラ２００（図１）からの赤外光による発電も行うことができる。この場合、カメラ２００からの赤外光の光量に応じて、発電素子１４０の電圧Ｖ１が変化する。たとえば、タグ１００がカメラ２００の画角内に位置しているときには、カメラ２００から赤外光がタグ１００に照射されるので、発電素子１４０の電圧Ｖ１（発電電力）は大きくなる。逆に、タグ１００がカメラ２００の画角外に位置しているときには、タグ１００には赤外光が照射されないので、発電素子１４０の電圧Ｖ１は小さくなる。この原理を利用することによって、次に説明するように、カメラ２００からタグ１００Ａに情報を伝達することができる。

図１２（ｂ）に示すグラフは、横軸が時刻を示し、縦軸が電圧を示す。図１２（ｂ）に示す例では、制御部１３０によって、タグ情報の送信が間隔を空けて繰り返し実行されている。具体的に、時刻０〜ｔ１１０および時刻ｔ１４０〜ｔ１５０においては、タグ情報が送信され、時刻ｔ１１０〜ｔ１４０および時刻ｔ１５０から次のタグ情報の送信が開始されるまでは、タグ情報が送信されない。

具体的に、時刻０〜ｔ１１０および時刻ｔ１４０〜ｔ１５０においては、制御部１３０が液晶１２０のオン状態およびオフ状態を切り替えることによって、カメラ２００から照射された赤外光がタグ情報を含むように反射する。このために制御部１３０が消費する電力が、発電素子１４０だけでなくコンデンサ１４２からの放電によっても賄われるので、コンデンサの電圧Ｖ２および発電素子１４０の電圧Ｖ１はいずれも低下していく。

一方、時刻ｔ１１０〜ｔ１２０および時刻ｔ１５０以降においては、タグ情報が送信されず、制御部１３０は液晶１２０のオン状態およびオフ状態の切り替えを行わない。このため、コンデンサ１４２が、発電素子１４０の電力で充電されるので、コンデンサの電圧Ｖ２および発電素子１４０の電圧Ｖ１はいずれも上昇していく。

ここで、時刻ｔ１２０およびｔ１３０においては、カメラ２００からタグ１００Ａへの赤外光の照射が停止される。このとき、太陽電池としての発電素子１４０の受光量（すなわち発電量）が減少するので、発電素子１４０の電圧Ｖ１は大きく低下する。ただし、カメラ２００からタグ１００Ａへの赤外光の照射が停止される時間が短いので、その間は、充電されたコンデンサ１４２の放電によって、制御部１３０への電圧印加（電力供給）が維持される。すなわち、電圧Ｖ１が低下しても、電圧Ｖ２は低下しない。このように、カメラ２００からタグ１００Ａへの赤外光の照射を停止する時間が比較的短ければ、制御部１３０の動作が停止しないように制御部１３０に電圧Ｖ２を印加しつつ、発電素子１４０の電圧Ｖ１を変化させることができる。

そこで、発電素子１４０の電圧Ｖ１の変化を利用して、カメラ２００からタグ１００に情報を伝達することができる。たとえば、発電素子１４０の電圧Ｖ１の低下（電圧降下）の持続時間、回数、および電圧降下が複数回現れる場合はそれらの時間間隔などを、カメラ２００からタグ１００への情報とすることができる。タグ１００は、制御部１３０によって発電素子１４０の電圧Ｖ１をモニタすることで、カメラ２００からの情報を受けることができる。なお、たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどによってカメラ２００からタグ１００へ情報を伝達することもできるが、装置の大型化や消費電力の増加などを伴う。一方、この応用例のように、発電素子１４０の電圧Ｖ１を利用することで、たとえばダイオード１４１およびコンデンサ１４２からなる回路などを用いるだけでカメラ２００からタグ１００への情報伝達が可能となる。そのため、装置が大型化せず、消費電力もほとんど増加しない。

［第２実施形態］
図１３は、第２実施形態に係る情報通信システムの概略構成を示す図である。図１３に示すように、情報通信システム１Ａは、複数のタグ１００ａ〜１００ｅと、カメラ２００Ａと、サーバ３００とを含む。

情報通信システム１Ａは、カメラ２００Ａの位置を測定することができる（詳細は後述する）。図１３に示す例では、タグ１００ａ〜１００ｅおよびカメラ２００Ａは、家屋２の内部に配置されており、情報通信システム１Ａは、カメラ２００Ａの屋内測位を行うことができる。

タグ１００ａ〜１００ｅは、図１のタグ１００と同様の構成および機能を含む。

カメラ２００Ａは、図１のカメラ２００と比較して機能が相違するが、カメラ２００の機能を含んでいてもよい。さらに、カメラ２００Ａは、通信ネットワークを介して、サーバ３００と通信可能に構成される。

サーバ３００は、タグ１００ａ〜１００ｅの位置情報を蓄積している。位置情報は、たとえば、サーバ３００内のデータベース３０１に記憶されている。データベース３０１は、タグ１００ａ〜１００ｅの各々のＩＤと、位置情報とを対応づけて記述する。

サーバ３００の機能は、物理的には、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどを含んだＩＣ（Integral Circuit）およびデータ送受信デバイスである通信モジュールなどによって実現される。

図１４は、カメラ２００Ａの機能ブロックを示す図である。図１４に示すように、カメラ２００Ａは、赤外光発光部２１０と、赤外光受光部２２０と、可視光受光部２３０と、表示部２４０と、解読部２５０と、操作部２６０と、通信部２７０と、位置情報取得部２８０と、測定部２９０と、加速度センサ２９５とを含む。

通信部２７０は、サーバ３００（図１３）と通信を行う部分である。通信の手法は特に限定されないが、たとえば通信部２７０と基地局（図示しない）との無線通信、および、基地局とサーバ３００との有線通信などを用いることができる。

位置情報取得部２８０は、解読部２５０の解読結果に基づいて、タグ１００ａ〜１００ｅ（以下、単にタグ１００ａ等という場合もある）の位置情報を蓄積しているサーバ３００からタグの位置情報を取得する部分である。

測定部２９０は、カメラ２００Ａの画角内での複数のタグ１００ａ等の撮像データおよびカメラ２００Ａと複数のタグ１００ａ等との距離データの少なくともいずれかのデータと、位置情報取得部２８０によって取得された位置情報とに基づいて、カメラ２００Ａの位置を測定する部分（第1の測定部）である。カメラ２００Ａと複数のタグ１００ａ等との距離データは、たとえばカメラ２００Ａがデプスカメラである場合に、デプスセンサを用いて取得することができる。距離データは必須ではないので、距離データが取得できない場合であっても、測定部２９０は、カメラ２００Ａの位置を測定することができる。なお、その場合、測定部２９０は、測定したカメラ２００Ａの位置と、タグ１００ａ等の位置情報とに基づいて、カメラ２００Ａとタグ１００ａの各々との距離を測定することもできる。

また、測定部２９０の変形例も考えられる。変形例としての測定部２９０ｘは、加速度センサ２９５を用いてカメラ２００Ａの位置を測定し得る。加速度センサ２９５は、カメラ２００Ａのピッチ、ロールおよびヨーをカメラ２００Ａの姿勢を表すパラメータとして検出する、姿勢検出部として機能する。測定部２９０ｘは、加速度センサ２９５よって検出されたパラメータと、カメラ２００Ａの画角内でのタグ１００ａ等の撮像データおよびカメラ２００Ａとタグ１００ａ等との距離データの少なくともいずれかのデータと、位置情報取得部２８０によって取得された位置情報とに基づいて、カメラ２００Ａの位置を測定する部分（第２の測定部）である。カメラ２００Ａとタグ１００ａ等との距離データは、たとえばカメラ２００Ａがデプスカメラである場合に、デプスセンサを用いて取得することができる。距離データは必須ではないので、距離データが取得できない場合であっても、測定部２９０は、カメラ２００Ａの位置を測定することができる。なお、その場合、測定部２９０は、測定したカメラ２００Ａの位置と、タグ１００ａ等の位置情報とに基づいて、カメラ２００Ａとタグ１００ａの各々との距離を測定することもできる。

図１３に戻って、カメラ２００Ａは、たとえばタグ１００ａからタグ情報を読み取り、サーバ３００にタグ１００ａの設置場所を問い合わせて取得することができる。ここで、カメラ２００Ａがデプスカメラの場合には、カメラ２００Ａは、カメラ２００Ａからタグ１００ａまでの距離を測定することもできる。その場合、カメラ２００Ａは、カメラ２００Ａの画角内でのタグ１００ａの位置と、タグ１００ａまでの距離とに基づいて、カメラ２００Ａの位置を測定することができる。しかし、カメラ２００Ａとタグ１００ａとの間の距離が計測可能な距離よりも長いと、カメラ２００Ａは、タグ１００ａまでの距離を測定することができない。そのため、カメラ２００Ａは、屋内測位を行うことができなくなる。

一方、カメラ２００Ａが複数のタグ１００ａ〜１００ｅの各々からタグ情報を読み取ることによって、次に説明するように、デプスカメラによる距離測定を行わなくとも、カメラ２００Ａの位置を推定して測定することができる。なお、デプスカメラによる距離測定が可能な場合には、測定した距離データを用いることもできる。

図１５は、カメラ２００Ａによって撮像される、複数のタグ１００ａ〜１００ｅを含む画像の一例を示す図である。

図１５に示すように、タグ１００ａ〜１００ｅのそれぞれの位置（設置場所）は、それらのタグ情報（ＩＤ：１〜ＩＤ：５）を取得することによって、サーバ３００に問い合わせて取得することができる。タグ１００ａ〜１００ｅの位置情報が取得できれば、図１５に示す画像（カメラ２００Ａの画角内）でのタグ１００ａ〜１００ｅの撮像データと、タグ１００ａ〜１００ｅの位置情報とに基づいて、カメラ２００Ａの位置を計算して求めることができる。また、このようにして求めたカメラ２００Ａの位置と、タグ１００ａ等との位置とを比較することによって、カメラ２００Ａと、タグ１００ａ等との距離を求めることができる。このカメラ２００Ａの位置およびタグ１００ａ等との距離の計算は、測定部２９０によって行われる。なお、カメラ２００Ａの位置の測定および、タグ１００ａとの距離の測定は、上記とは別に、たとえば次のようにして行うこともできる。

すなわち、たとえば、加速度センサ２９５のような、カメラ２００Ａの姿勢パラメータを検出できるセンサによって、タグ１００ａ等の撮像データと位置情報とに加えて、姿勢パラメータを用いて、カメラ２００Ａの位置を推定することができる。この場合も、カメラ２００Ａからタグ１００ａ等までの距離も計算することができる。このカメラ２００Ａの位置およびタグ１００ａ等との距離の計算は、測定部２９０ｘによって行われる。

上述のように測定部２９０または測定部２９０ｘによってカメラ２００Ａの位置を測定することができる理由は、次のように説明することができる。すなわち、タグの位置情報を取得することができれば、１つのタグの画角内の位置（撮像データ）およびカメラからタグまでの距離データの少なくともいずれかが分かる。未知数であるカメラ２００Ａの位置パラメータは６つであるから、カメラの位置パラメータに関連するパラメータを６つ以上計測できればよい。測定部２９０の場合には、２つ以上のタグの画角内の位置およびカメラからタグまでの距離データのいずれかを合わせて、６つの既知パラメータを取得することができるので、カメラ２００Ａの位置を測定することができる。一方、測定部２９０ｘの場合には、１つ以上のタグの画角内の位置およびカメラからタグまでの距離データの少なくともいずれかからを合わせて、３つの既知パラメータを取得するとともに、加速度センサ２９５によってピッチ、ロールおよびヨーの３つのパラメータを検出することによって合計６つのパラメータが取得できるので、カメラ２００Ａの位置を推定（測定）することができる。なお、カメラ２００Ａの位置が測定できれば、位置情報が分かっているタグ１００ａ等までの距離は容易に計算することができる。

さらに別の方法として、たとえば、カメラ２００Ａが受光するタグ１００ａ等から反射した赤外光の強度から、タグ１００ａ等までの距離を推定することができる。反射した赤外光の強度は、タグ１００ａ等の反射係数、およびカメラ２００Ａからタグ１００ａ等までの距離に依存する。そのため、タグ１００ａ等の反射係が分かれば、タグ１００ａ等から反射した赤外光の強度に基づいて、カメラ２００Ａからタグ１００ａまでの距離を算出することができる。タグ１００ａ等の反射係数は、たとえばサーバ３００のデータベース３０１に予め記憶させておくことができる。カメラ２００Ａは、サーバ３００から、タグ１００ａ等の反射係数を取得することができる。別の方法として、デプスカメラとしてのカメラ２００Ａの他に、もう一台のカメラを用いる方法もある。これについては、後述の変形例にて説明する。

なお、タグ１００ａ〜１００ｅは必ずしも同時に撮像される必要はない。たとえば、ＳＬＡＭ（Simultaneously Localization and Mapping）などの画像処理手法を適用したり、カメラ２００Ａに加速度センサや角速度センサを搭載することで、過去に撮像されたタグであって、現在の画角内に存在しないタグを、屋内測位に用いることもできる。なお、ＳＬＡＭなどの画像処理手法を別に設置されたカメラが撮像した画像群に適用し、その結果をカメラ２００Ａに用いることで、カメラ２００Ａが取得する画像を安定化させ、タグをより確実に検出できるようにすることもできる。

図１６は、情報通信システム１Ａ（図１３）において実行される処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２０１〜Ｓ２０５については、図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様である。すなわち、カメラ２００Ａ（たとえばデプスカメラ）は、赤外光を発する（ステップＳ２０１）。タグ１００ａ等は、カメラ２００Ａからの赤外光を受け（ステップＳ２０２）、液晶のオン・オフを切り替えつつ赤外光を反射する（ステップＳ２０３）。カメラ２００Ａは、反射した赤外光を受け（ステップＳ２０４）、タグ情報を解読する（ステップＳ２０５）。

次に、カメラ２００Ａの通信部２７０は、タグ情報をサーバ３００に送信する（ステップＳ２０６）。

サーバ３００は、カメラ２００Ａから送信されたタグ情報を受信する（ステップＳ２０７）。

そして、サーバ３００は、タグの位置情報を、カメラ２００Ａに送信する（ステップＳ２０７）。具体的に、サーバ３００は、ステップＳ２０７において受信したタグ情報に基づいて、タグ情報と、タグの位置情報とを関連づけて記述しているデータベース３０１を検索する。そして、サーバ３００は、この検索によって得られたタグの位置情報を、カメラ２００Ａに送信する。

カメラ２００Ａの通信部２７０は、サーバ３００から、タグの位置情報を受信する（ステップＳ２０９）。位置情報取得部２８０は、タグの位置情報を取得する。

そして、カメラ２００Ａは、カメラ２００Ａの位置を測定する（ステップＳ２１０）。具体的に、測定部２９０が、カメラ２００Ａの画角内での複数のタグ１００ａ等の撮像データおよびカメラ２００Ａと複数のタグ１００ａ等との距離データの少なくともいずれかのデータと、位置情報取得部２８０によって取得された位置情報とに基づいて、カメラ２００Ａの位置を測定する。あるいは、測定部２９０ｘが、加速度センサ２９５よって検出されたパラメータと、カメラ２００Ａの画角内でのタグ１００ａ等の撮像データおよびカメラ２００Ａとタグ１００ａ等との距離データの少なくともいずれかのデータと、位置情報取得部２８０によって取得された位置情報とに基づいて、カメラ２００Ａの位置を測定する。さらに、カメラ２００Ａとタグ１００ａ等との距離が測定されてもよい。なお、距離の測定は、タグの位置情報を用いない他の手法、たとえば先に述べたような反射した赤外光の強度からタグ１００ａ等までの距離を推定する手法によって行われてもよい。

次に、第２実施形態に係る情報通信システム１Ａの作用効果について説明する。この情報通信システム１Ａによれば、カメラ２００Ａは、タグ１００ａ等の位置情報を蓄積しているサーバ３００からタグ１００ａ等の位置情報を取得する（ステップＳ２０６〜Ｓ２０９）。また、カメラ２００Ａは、カメラ２００Ａの画角内での複数のタグ１００ａ等の撮像データおよびカメラ２００Ａと複数のタグ１００ａ等との距離データの少なくともいずれかのデータと、位置情報取得部２８０によって取得された位置情報とに基づいて、カメラ２００Ａの位置を測定する。あるいは、カメラ２００Ａは、加速度センサ２９５よって検出されたパラメータ（カメラ２００Ａの姿勢パラメータ）と、カメラ２００Ａの画角内でのタグ１００ａ等の撮像データおよびカメラ２００Ａとタグ１００ａ等との距離データの少なくともいずれかのデータと、位置情報取得部２８０によって取得された位置情報とに基づいて、カメラ２００Ａの位置を測定する（ステップＳ２１０）。これにより、カメラ２００Ａの位置を測定することができる。さらにカメラ２００Ａとタグ１００ａとの距離を測定することもできる。また、たとえばカメラ２００Ａがデプスカメラであり、カメラ２００Ａからタグ１００ａ等までの距離がデプスセンサによっては計測できないほど離れている場合であっても、上述のカメラ２００Ａの位置の測定手法においては距離データが必須ではないので、カメラ２００Ａの位置を測定することができる。

［変形例］
図１７は、変形例に係る情報通信システムの概略構成を示す図である。図１７に示すように、情報通信システム１Ｃは、タグ１００と、カメラ２００Ｂ，２０１と、サーバ３００とを含む。

情報通信システム１Ｃは、カメラ２００Ｂと、カメラ２０１との２つのカメラを用いて、カメラ２００Ｃの位置を測定する（詳細は後述する）。

カメラ２００Ｂは、図１３のカメラ２００Ａと比較して機能が相違するが、カメラ２００Ａの機能を含んでいてもよい。さらに、カメラ２００Ｂは、カメラ２０１と通信可能に構成される。

カメラ２０１は、たとえばＲＧＢカメラである。カメラ２０１は、可視光を受光する可視光受光部２３０を含む。一方で、カメラ２０１は、カメラ２００Ｂのような赤外光発光部２１０や赤外光受光部２２０を含んでいない点において、カメラ２００Ｂと比較して相違する。

すなわち、情報通信システム１Ｃは、カメラ２０１およびカメラ２００Ｂの２つのカメラのうち、一方は、赤外光を利用して対象物までの距離を測定する機能を有するカメラ（カメラ２００Ｂ）であり、他方は、そのような機能を有さないカメラ（カメラ２０１）である、という特徴を有する。

図１８は、一例として、カメラ２００Ｂおよびカメラ２０１の２つのカメラによって撮像される、タグ１００ａを含む画像の一例を示す図である。なお、タグ１００ｂ〜１００ｅについても画像に含まれるが、ここでは図示を省略する。図１８（ａ）において、カメラ２０１によって撮像される画像におけるタグ１００ａの位置が、実線白丸として図示される。図１８（ａ）において、参考として、カメラ２００Ｂによって撮像される画像におけるタグ１００ａの位置が、破線白丸として重ねて図示される。図１８（ｂ）において、カメラ２００Ｂによって撮像される画像におけるタグ１００ａの位置が、実線白丸として図示される。図１８（ｂ）において、参考として、カメラ２０１によって撮像される画像におけるタグ１００ａの位置が、破線白丸として重ねて図示される。

図１８に示すように、カメラ２００Ｂと、カメラ２０１とが離れた配置されている場合、カメラ２００Ｂによって撮像された画像と、カメラ２０１によって撮像された画像との２つの画像におけるタグ１００ａの各位置は、それぞれ相違する。相違の程度は、カメラ２００Ｂおよびカメラ２０１と、タグ１００ａとのそれぞれの距離によって変化する。そのため、２つの画像におけるタグの位置関係から、カメラ２００Ｂ（あるいはカメラ２０１）からタグ１００ａまでの距離を算出することができる。なお、この場合、先に図１５を参照して説明したような、タグから反射した赤外光の強度からタグまでの距離を推定するという手法を併用することによって、カメラ２００Ｂからタグ１００ａまでの距離をさらに精度良く計測することができる。

ここで、カメラ２０１によって撮像した画像におけるタグ１００ａの位置を正確に検出することが重要となる。タグ１００ａが、カメラ２００Ｂの距離計測範囲外にあるような場合には、画像におけるタグ１００ａの大きさはかなり小さくなる。そのため、カメラ２０１によって撮像された画像からはタグ１００ａを検出できない可能性がある。

そこで、タグ情報に基づいて、タグ１００ａが付されている対象物の特徴に関する情報をサーバ３００に問い合わせて取得し、その情報を利用することが考えられる。対象物の特徴としては、たとえば、対象物の色（たとえば赤色）や形状（たとえば丸形状）、あるいは大きさ（たとえば画像に占めるピクセル数）などが挙げられる。対象物の特徴が分かれば、カメラ２０１によって撮像された画像において、そのような特徴を有している対象物を特定することによって、タグ１００ａの位置を検出することができる。この場合にも、先に図１５を参照して説明したような、タグから反射した赤外光の強度からタグまでの距離を推定するという手法を併用することによって、カメラ２００Ｂからタグ１００ａまでの距離をさらに制度良く計測することができる。

さらに、カメラ２００Ｂによって撮像された画像におけるタグ１００ａの位置情報から、カメラ２０１における対象物の大きさと位置を計算することもできる。

このようにして、カメラ２０１によって撮像された画像において、タグ１００ａが付された対象物を特定する手法について、図１９を参照して説明する。図１９は、カメラ２００Ｂおよびカメラ２０１の２つのカメラによって撮像される、タグ１００および対象物などを含む画像の一例を示す図である。

図１９（ａ）に示すように、この例では、タグ１００ａは、対象物１２に付されている。また、対象物１２の近傍には、他の対象物として、対象物１１，１３，１４が存在している。

図１９（ｂ）は、カメラ２０１によって撮像された画像である。カメラ２０１は、タグ１００ａを検出できないので、タグ１００ａの近傍に存在するものとして、対象物１１〜１４が表示される。対象物１１〜１４は、タグ１００ａが付された対象物の候補とされる。

図１９（ｃ）は、カメラ２００Ｂによって撮像された画像である。カメラ２００Ｂは、タグ１００ａの位置と、カメラ２００Ｂからタグ１００ａまでの距離を検出している。図１９（ｃ）に示す例では、タグ１００ａの位置が黒色の四角として表され、距離が４ｍとして表される。

ここで、タグ１００ａが付された対象物の特徴の一つである対象物の大きさに基づいて、カメラ２０１によって撮像された画像における対象物の占める大きさを求めることができる。このような処理は、カメラ２０１において実行されてもよいし、カメラ２００Ｂ側において測定部２９０などが実行してもよい。また、カメラ２００Ｂが対象物の色や形状の情報をサーバ３００に問い合わせることによって、タグ１００ａが対象物１１〜１４のどの対象物に付されているのか、を正確に判断することができる。このようにして、図１９に示す例においては、対象物１２にタグ１００ａが付されており、対象物１２が検出すべき対象である、との判断を行うことができる。

以上説明した変形例によっても、カメラ２００Ｂの位置の測定（たとえば屋内測位）を行うことができる。

なお、たとえば、ＲＧＢカメラとしてのカメラ２０１は、カメラ２０１に動きが生じた場合であっても，撮像した画像を安定化させる機能および移動する対象物を追跡する機能を有していてもよい。そして、画像を安定化させるための画像の補正情報および移動する対象物の情報を、デプスカメラとしてのカメラ２００Ｂに提供し，カメラ２０１はそれらの情報を利用してタグ１００ａ等の検出、追跡、およびタグ１００ａ等からのタグ情報の解読を行ってもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。各実施形態および各変形例の特徴部分を適宜組み合わせた構成についても、本発明の実施形態とすることができる。

１…情報通信システム、１００…タグ、１１０…再帰性反射材、１２０…液晶、１３０…制御部、１４０…発電素子、１５０…光学フィルタ、１６０…インク、２００…カメラ、２１０…赤外光発光部、２２０…赤外光受光部、２３０…可視光受光部、２４０…表示部、２５０…解読部、２６０…操作部、２７０…通信部、２８０…位置情報取得部、２９０，２９０ｘ…測定部、２９５…加速度センサ、３００…サーバ。

Claims (7)

1. タグと前記タグの情報を読み取るためのカメラとを備えた情報通信システムであって、
   前記タグは、
   赤外光を反射する反射面を有する再帰性反射材と、
   前記再帰性反射材の反射面を覆い、状態が切り替わり、赤外光に影響を与えることができる液晶と、
   前記再帰性反射材で反射した赤外光が前記タグの情報を含むように、前記液晶の状態を切り替える制御部と、
   を含み、
   前記カメラは、
   赤外光を発する発光部と、
   前記発光部が発した赤外光のうち、前記タグの情報を含むように、前記タグの前記液晶を透過するとともに前記タグの前記再帰性反射材で反射した赤外光、を受ける受光部と、
   前記受光部が受けた赤外光に含まれる前記タグの情報を解読する解読部と、
   を含み、
   前記タグが前記カメラの画角内に位置しているときに前記赤外光が前記タグに照射され、
   前記カメラは、前記カメラから前記タグまでの距離を測定することができるデプスカメラであり、
   前記カメラは、さらに、
   前記解読部の解読結果に基づいて、前記タグの位置情報を蓄積しているサーバから前記タグの位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記カメラの画角内での複数のタグの撮像データおよび前記カメラと前記複数のタグの各々との距離データの少なくともいずれかのデータと、前記位置情報取得部によって取得された前記位置情報とに基づいて、前記カメラの位置を測定する測定部と、
   を含む、情報通信システム。
2. タグと前記タグの情報を読み取るためのカメラとを備えた情報通信システムであって、
   前記タグは、
   赤外光を反射する反射面を有する再帰性反射材と、
   前記再帰性反射材の反射面を覆い、状態が切り替わり、赤外光に影響を与えることができる液晶と、
   前記再帰性反射材で反射した赤外光が前記タグの情報を含むように、前記液晶の状態を切り替える制御部と、
   を含み、
   前記カメラは、
   赤外光を発する発光部と、
   前記発光部が発した赤外光のうち、前記タグの情報を含むように、前記タグの前記液晶を透過するとともに前記タグの前記再帰性反射材で反射した赤外光、を受ける受光部と、
   前記受光部が受けた赤外光に含まれる前記タグの情報を解読する解読部と、
   を含み、
   前記タグが前記カメラの画角内に位置しているときに前記赤外光が前記タグに照射され、
   前記カメラは、前記カメラから前記タグまでの距離を測定することができるデプスカメラであり、
   前記カメラは、さらに、
   前記解読部の解読結果に基づいて、前記タグの位置情報を蓄積しているサーバから前記タグの位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記カメラのピッチ、ロールおよびヨーを前記カメラの姿勢を表すパラメータとして検出する姿勢検出部と、
   前記姿勢検出部によって検出された前記パラメータと、前記カメラの画角内でのタグの撮像データおよび前記カメラと前記タグとの距離データの少なくともいずれかのデータと、前記位置情報取得部によって取得された前記位置情報とに基づいて、前記カメラの位置を測定する測定部と、
   を含む、情報通信システム。
3. 前記再帰性反射材は、色の異なる複数の再帰性反射材を有する、請求項１又は２に記載の情報通信システム。
4. 前記タグは、前記液晶の前記再帰性反射材とは反対側の面を覆い、可視光を吸収しもしくは反射させ、赤外光を透過させる光学フィルタをさらに含む、請求項１又は２に記載の情報通信システム。
5. 前記タグは、さらに、
   赤外光を受けて電力を発生する発電素子を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の情報通信システム。
6. 前記再帰性反射材は、前記液晶が配置された側に向かって凸となる凸形状もしくは凹となる凹形状を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の情報通信システム。
7. 前記解読部は、前記タグの前記再帰性反射材で反射した赤外光の反射強度の時間変化に基づいて前記タグの情報を解読する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の情報通信システム。

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