JP6749267B2 - マーカ搭載用ユニット - Google Patents

Description

本発明は、マーカ搭載用ユニットに関する。

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、ＲＡＳ（Rotation Angle Scale；回転角度）マーカと呼ばれる。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、マーカユニットとして使用されている。前記マーカユニットの一例を、図７に示す。図７は、ＲＡＳマーカが搭載されたマーカユニットの概略図であり、図７（Ａ）は、上面図、図７（Ｂ）は、Ｖ−Ｖ方向の断面図である。

マーカユニット５は、上表面が黒色の下基板４１と、上表面が白色の介在基板４２と、透明の上基板４０と、ＲＡＳマーカ４３とを含み、下基板４１の上に、介在基板４２が配置され、介在基板４２の上に、上基板４０とＲＡＳマーカ４３とが配置されている。介在基板４２と上基板４０とは、それぞれ対応する箇所に、円状の貫通孔を有しており、下基板４１の黒色の表面が露出することで、円形の検出基準部４１２が形成されている。また、上基板４０は、隣り合う検出基準部４１２の間に、ＲＡＳマーカ４３が配置されている。

特開２０１２−１４５５５９号公報

マーカユニット５について、ＲＡＳマーカ４３の像４３１を検出する前提として、検出基準部４１２を精度良く検出することが重要となるが、検出精度が十分ではないという問題がある。

そこで、本発明は、例えば、ＲＡＳマーカ等のマーカを搭載するためのユニットであって、前記検出基準部を精度よく検出できるマーカ搭載用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、本発明のマーカ搭載用ユニットは、
下基板と上基板とを含み、
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、検出基準部となる凸部を有し、
前記上基板は、前記下基板の凸部と対応する箇所に貫通孔を有し、
前記下基板の凸部は、前記上基板の貫通孔に挿入されており、
前記上基板は、少なくとも一方の表面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲の相対透過率が９９％以下であることを特徴とする。

本発明のマーカ搭載用ユニットは、前述のように、前記上基板の少なくとも一方の表面において、前記上基板の貫通孔の周囲の相対透過率を前述の通りとすることによって、前記検出基準部を精度よく検出できる。

図１（Ａ）は、実施形態１のマーカ搭載用ユニット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搭載用ユニットの断面図である。 図２は、実施形態１のマーカ搭載用ユニットの変形例を示す上面図である。 図３は、実施形態２のマーカ搭載用ユニットの一例を示す断面図である。 図４は、実施形態３のマーカ搭載用ユニットの一例を示す断面図である。 図５（Ａ）は、実施形態４のマーカユニットの一例を示す上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のII−II方向から見たマーカユニットの断面図であり、図５（Ｃ）は、実施形態４のマーカユニットの変形例を示す上面図であり、図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）のIII−III方向から見たマーカユニットの断面図である。 図６（Ａ）は、実施形態５のマーカ搭載用ユニットの一例を示す平面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のIV−IV方向から見たマーカユニットの断面図である。 図７（Ａ）は、従来のマーカユニットの一例を示す上面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＶ−Ｖ方向から見たマーカユニットの断面図である。 図８は、参照のマーカユニットの一例を示す断面図である。 図９（Ａ）は、所定の角度で撮影した実施例および比較例の各マーカユニットの写真（生画像）であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の写真を２値化処理した画像である。

本発明者らは、図７に示す従来のマーカユニット５に関して、検出基準部４１２の検出精度が十分ではないことについて、鋭意研究を行った。その結果、マーカユニット５において、上基板４０の表面を基準とした場合に、検出基準部４１２を有する下基板４１の表面が、前記基準よりも極めて低い位置に存在することで、検出精度に影響を与えているとの着想を得た。そこで、発明者らは、図８に示すように、下基板４１に凸部４１２を設け、凸部４１２の上表面４１２ａを前記検出基準とし、下基板４１の凸部４１２を上基板４０の貫通孔に挿入した形態を見出すに到った。この形態のマーカユニット６によれば、例えば、上基板４０の上表面が、マーカ４３の上表面となる。このため、マーカ４３の上表面（上基板４０の上表面）と、検出基準部４１２ａ（凸部４１２の上表面）とが、より近い位置になる。このため、カメラ等の検出機器から、マーカ４３の距離と検出基準部４１２ａの距離とがより近くなり、これによって、検出機器による、前記マーカの検出条件と前記検出基準部の検出条件とがより近くなる。このため、結果として、回転軸の軸ずれが改善され、前記検出基準部の検出精度を向上できる。

しかしながら、前記マーカ搭載用ユニットにおいて、前記下基板に凸部を設けても、さらなる検出精度の向上が望まれる。そこで、本発明者らは、さらに研究を行った。その結果、以下の知見を得た。すなわち、マーカユニット６における検出基準部４１２ａの検出は、まず、マーカユニット６が撮影され、つぎに、その生画像が、２値化処理、つまり、実際の色を多段階の階調（例えば、１２８階調、２５６階調等）の白と黒とに置き換える画像処理がされ、この画像処理された２値化画像に基づいて、検出基準部４１２ａが解析される。しかしながら、マーカユニット６において、検出基準部４１２ａは、下基板４１の凸部４１２の表面であり、検出装置の検出角度によっては、凸部４１２により影が生じる場合がある。そして、生画像において影が撮影された場合、多段階の階調に画像処理すると、２値化画像において、影の部分と検出基準部４１２ａとが一体となって黒色で表わされることになる。この場合、２値化画像においては、例えば、実際とは異なって、検出基準部４１２ａの形状が歪んでいたり、大きさが大きくなったり、中心がずれて表わされることになる。すると、実際の検出基準部４１２ａとは異なる２値化画像に基づいて解析されることになり、結果的に検出精度が低下するおそれがある。この知見に基づき、本発明者らは、前記上基板の相対透過率を前述のような条件に設定することを見出した。本発明のマーカ登載用ユニットによれば、前記下基板の凸部による影の発生を抑制し、それによって２値化画像における形状の歪みや中心のずれを防止し、結果的に、検出基準部の検出精度を向上できる。

本発明のマーカ搭載用ユニットは、例えば、前記上基板が、少なくとも一方の表面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲が粗面化された透明基板である。

本発明のマーカ搭載用ユニットは、例えば、前記上基板が、両面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲が粗面化された透明基板である。

本発明のマーカ搭載用ユニットは、例えば、前記上基板が、少なくとも一方の表面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲の相対透過率が３０％以下である。

本発明のマーカ搭載用ユニットは、例えば、前記上基板が、少なくとも一方の表面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲が白色膜を有する透明基板である。

本発明のマーカ搭載用ユニットは、例えば、前記上基板が、両面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲が白色膜を有する透明基板である。

本発明のマーカ搭載用ユニットは、例えば、前記第１基板の凸部の上表面が黒色である。

本発明のマーカ搭載用ユニットは、例えば、前記積層体が、さらに、介在基板を有し、前記下基板、前記介在基板および前記上基板が、この順序で積層され、前記介在基板は、前記下基板の凸部と対応する箇所に貫通孔を有する基板であり、前記下基板の凸部は、前記介在基板の貫通孔および前記上基板の貫通孔に挿入されている。

本発明のマーカ搭載用ユニットは、例えば、前記積層体が、さらに、介在基板を有し、前記下基板、前記介在基板および前記上基板が、この順序で積層され、前記介在基板は、前記下基板の凸部と対応する箇所に貫通孔を有し、且つ、前記貫通孔の周囲に、上方向に突出する筒部を有する基板であり、前記上基板における前記貫通孔は、前記下基板の凸部および前記介在基板の筒部に対応し、前記下基板の凸部は、前記介在基板の筒部内の貫通孔に挿入され、前記介在基板の筒部は、前記上基板の貫通孔に挿入されている。

本発明のマーカ搭載用ユニットは、例えば、前記介在基板が、上表面が白色の基板である。

つぎに、本発明について、具体的に説明する。本発明は、以下の例には何ら限定されない。以下、前記マーカ搭載用ユニットの前記積層体において、前記下基板側を下方向といい、前記上基板側を上方向という。

本発明における下基板は、検出基準部となる凸部を有する。前記凸部の平面（例えば、前記凸部の平面方向における断面、具体例は、凸部の上面）の形状は、特に制限されず、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。前記凸部の平面の大きさは、特に制限されず、円形の場合、その直径は、例えば、１〜２５ｍｍであり、円形以外の場合、その面積は、例えば、前記円形の直径の条件から求められる面積が例示できる。

前記凸部の形状は、例えば、その断面が前記上表面と同じである柱状であり、例えば、円柱状、角柱状等である。前記凸部の高さは、特に制限されず、例えば、０．４〜１０ｍｍである。

前記下基板において、前記検出基準部の数および位置は、特に制限されず、本発明のマーカ搭載用ユニットにマーカを搭載した際、例えば、前記検出基準部が、前記カメラが検出すべき領域の目印となる個数および位置で形成されていればよい。

前記下基板の色は、特に制限されず、例えば、前記積層体の上表面から見た際に、その凸部の上表面が、その周囲と判別可能な色である。前記下基板は、例えば、前記凸部の上表面のみが、その周囲と判別可能な色でもよいし、全てが、その周囲と判別可能な色でもよい。前記色は、例えば、黒色である。前記下基板は、例えば、黒色樹脂製の基板があげられる。前記黒色樹脂は、例えば、透明樹脂に、黒色の着色剤を添加して調製できる。前記着色剤は、例えば、マスターバッチ、ドライカラー等があげられる。前記透明樹脂は、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。

本発明における上基板は、前述のように、少なくとも一方の表面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲の相対透過率が９９％以下であればよい。

前記相対透過率の上限は、例えば、９９％以下、８０％以下、３０％以下である。その下限は、特に制限されず、例えば、１％以上、５％以上、１０％以上でもよく、また、実質的に光を透過しなくてもよい（相対透過率０％）。

前記上基板において、前記相対透過率を満たすのは、いずれの表面でもよい。すなわち前記上基板は、例えば、前記下方向の下表面と前記上方向の上表面との両方が、前記相対透過率を満たしてもよいし、いずれか一方の表面が、前記相対透過率を満たしてもよい。ここで、「表面の相対透過率」とは、いずれか一方の表面側から光を照射した際における相対透過率である。

本発明において、「相対透過率」とは、波長５５０ｎｍにおける下記基準試料の測定透過率を１００％としたときの、波長５５０ｎｍにおける前記上基板の測定透過率の相対値（％）を意味する。前記基準試料は、厚さが０．８ｍｍであり、両表面が平滑（鏡面）なポリカーボネート板（製品名：ユーピロンＳ−３０００Ｒ、三菱エンジニアリングプラスチックス社）である。

前記相対透過率の算出方法は、例えば、以下の通りである。まず、分光光度計の光源と積分球との間に、試料（前記基準試料または前記上基板）を配置し、可視光領域の光を波長掃引しながら前記試料に照射し、積分球内の検出器で、受光する各波長の光量を検出する。検出された光のうち、波長５５０ｎｍにおける光の透過率を測定透過率として求める。そして、前記基準試料の波長５５０ｎｍにおける測定透過率を１００％とし、それに対する、前記上基板の波長５５０ｎｍにおける測定透過率の相対値を求め、これを前記上基板の相対透過率とする。前記上基板の光量の検出には、前記上基板を単独で使用する。また、前記上基板は、少なくとも一方の表面であって、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲において検出された光量に基づいて算出される相対透過率が、前記条件を満たしていればよい。

前記上基板は、いずれかの表面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲が、前記相対透過率を満たしていればよい。前記上基板において前記相対透過率を満たす領域Ｘは、特に制限されず、例えば、前記積層体の上表面において、前記検出基準部の中心から外周までの距離を相対値１とした場合、前記検出基準部の中心から前記領域Ｘの外周までの距離Ｘの相対値は、例えば、１．２、２、５である。具体例として、例えば、前記検出基準部が円形であり、その半径が０．５〜１２．５ｍｍの場合、前記検出基準部の中心から前記領域Ｘの外周までの距離は、０．６〜６２．５ｍｍである。前記上基板は、例えば、いずれかの表面において、マーカを搭載する領域を除いて、前記相対透過率を満たしてもよい。

前記上基板は、所定の領域Ｘが前記相対透過率を満たせばよく、前記相対透過率を示す前記領域Ｘの形態は、特に制限されない。

前記上基板は、例えば、前記相対透過率を満たす樹脂製の基板でもよいし、また、前記相対透過率を満たさない樹脂製の基板から調製することもできる。前者の基板としては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の樹脂製基板があげられる。後者の基板としては、例えば、透明基板が使用でき、前記透明基板は、前記相対透過率を満たさないものでもよい。前記透明基板は、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）等の透明樹脂製基板があげられる。

前記透明基板の場合、例えば、前記透明基板が元来有する透過率を、前記相対透過率に低下させる処理を行うことで、前記上基板を得ることができる。前記透明基板は、例えば、所望の領域を粗面化処理することにより、前記相対透過率を満たす粗面化された領域Ｘを有する上基板を得ることができる。前記粗面化処理は、特に制限されず、例えば、ブラスト加工、放電加工、エッチング加工、レーザー加工等があげられる。

また、前記透明基板は、例えば、所望の領域に、前記相対透過率を満たす膜を形成することにより、前記相対透過率を満たす前記膜を有する上基板を得ることができる。前記膜は、例えば、印刷膜、塗膜、シール等があげられる。前記印刷膜の形成方法は、例えば、スクリーン印刷、シルク印刷、凸版印刷、凹版印刷、オフセット印刷等があげられる。前記塗膜の形成方法は、例えば、吹き付けによる塗装等があげられる。前記シールは、例えば、接着層を有するフィルムが使用でき、前記透明基板の前記所望の領域に、前記接着層を介してフィルムを積層することで、前記上基板を得ることができる。前記フィルムは、例えば、樹脂製フィルム、紙等があげられ、前記接着層は、例えば、両面テープがあげられる。

前記膜の色は、特に制限されず、前記下基板の凸部の上表面とコントラスト差が大きい色が好ましい。前記下基板の凸部の上表面の色が黒の場合、前記下基板の前記膜の色は、例えば、白色が好ましい。

前記上基板の貫通孔は、例えば、前記下基板の凸部と実質的に同じ形状であり、且つ、前記上基板の貫通孔の孔面積は、例えば、前記下基板の凸部の平面（例えば、平面方向における断面、具体例は、前記凸部の上表面）の面積と実質的に同じである。

本発明のマーカ搭載用ユニットは、前記積層体における前記上基板が、所定の領域において前記相対透過率を満たしていればよく、その積層形態は、特に制限されない。以下に、前記積層体の形態を例示するが、本発明は、これらには制限されない。

［実施形態１］
実施形態１は、本発明のマーカ搭載用ユニットの例である。図１に、本実施形態のマーカ搭載用ユニットの一例として、二層の基板で構成される例を示す。図１（Ａ）は、マーカ搭載用ユニット１の平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩ−Ｉ方向から見たマーカ搭載用ユニット１の断面図である。

図１（Ａ）および（Ｂ）に示すとおり、マーカ搭載用ユニット１は、前記第１基板となる下基板１１と前記第２基板となる上基板１０とを含み、下基板１１の上に、上基板１０が積層された積層体である。下基板１１は、四隅に円状の凸部１１２を有し、凸部１１２の上表面が検出基準部１１２ａとなる。上基板１０は、下基板１１の凸部１１２と対応する箇所に、円状の貫通孔１０２を有する。上基板１０は、例えば、円状の貫通孔１０２の間に、マーカ配置領域１０１を有する。点線で囲んだマーカ配置領域１０１は、例えば、ＲＡＳ等のマーカになる領域であり、上基板１０におけるマーカ配置領域１０１の上表面は、例えば、前記マーカの上表面を兼ねる。

マーカ搭載用ユニット１において、前記マーカの搭載方法は、特に制限されず、例えば、前記マーカがＲＡＳマーカ等である場合、上基板１０の下表面であって、マーカ配置領域１０１に対応する領域に、黒縞模様等の被検出部を形成することによって、上基板１０におけるマーカ配置領域１０を、ＲＡＳマーカ等のマーカにすることができる。本発明において、「マーカの配置」とは、前記マーカ搭載用ユニットに対して、物理的に独立したマーカを置くという形態でもよいし、前記マーカ搭載用ユニットを構成する部材の所定の領域に、ＲＡＳマーカ等のマーカ機能を付与することで、前記領域をマーカとする形態の意味も含む。

本発明において、「凸部が貫通孔に挿入されている」とは、前記貫通孔と前記凸部との位置関係を意味するものであり、例えば、前記貫通孔を有する上基板と、前記凸部を有する下基板とを別個に準備し、前者の貫通孔に後者の凸部に挿入する動作により形成された状態には限定されず、一方の基板に対して、他方の基板の成形材料を密着させて成形した状態でもよい。

マーカ搭載用ユニット１において、下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと、上基板１０の上表面との位置関係は、特に制限されない。下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａは、例えば、上基板１０の上表面に対してフラットな位置でもよいし、上基板１０の上表面よりも低い位置または高い位置でもよい。前者の場合、下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと、上基板１０の上表面との間に、段差がないということができ、後者の場合、下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと、上基板１０の上表面との間に、段差があるということもできる。下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと上基板１０の上表面との高さの差は、特に制限されない。マーカ搭載用ユニット１の全体において、上基板１０の下表面を基準として、上基板１０の上表面までの高さを１とした場合、前記基準から下基板１１の凸部の上表面までの高さの相対値は、例えば、０．８〜１．２である。

下基板１１において、検出基準部１１２ａ（凸部１１２）の数および位置は、特に制限されず、マーカ搭載用ユニット１にマーカ（図示せず）を搭載した際に、例えば、検出基準部１１２ａが、前記カメラが検出すべき領域の目印となる個数および位置で形成されていればよい。図１のマーカ搭載用ユニット１において、検出基準部１１２ａは、４つであり、検出基準部１１２ａの位置は、例えば、マーカ配置領域１０１の長手方向の両端部付近である。

本発明において、検出基準部１１２ａの個数および位置は、この例には制限されない。本発明のマーカ搭載用ユニットにおける、検出基準部１１２ａの他の例を、図２の上面図に示す。図２に示すように、マーカ搭載用ユニット１は、例えば、前記マーカ配置領域１つに対して、４つの検出基準部１１２ａを有してもよい。

上基板１０において、前記マーカが搭載されるマーカ配置領域１０１の形、数および位置は、特に制限されず、マーカ搭載用ユニット１に搭載するマーカの形、数および位置に応じて、適宜決定できる。

［実施形態２］
実施形態２は、本発明のマーカ搭載用ユニットの他の例である。図３に、本実施形態のマーカ搭載用ユニットの一例として、三層の基板で構成される例を示す。図３は、マーカ搭載用ユニット２の断面図である。本実施形態において、特に示さない限り、実施形態１の記載を援用できる。

図３に示すとおり、マーカ搭載用ユニット２は、前記第１基板となる下基板１１と、前記第２基板となる上基板１０と、さらに、介在基板２０とを含み、下基板１１の上に、介在基板２０を介して、上基板１０が積層された積層体である。介在基板２０は、上基板１０と同様に、下基板１１の凸部１１２に対応する箇所に、円状の貫通孔２０１を有する。前記積層体において、下基板１１の凸部１１２は、介在基板２０の円形の貫通孔２０１および上基板１０の円形の貫通孔１０２に挿入されている。

下基板１１の凸部１１２と、介在基板２０の貫通孔２０１とは、例えば、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（例えば、平面方向における断面、具体例は、上面１１２ａ）の面積と、後者の貫通孔２０１の孔面積とが、実質的に同じであることが好ましい。「面積が実質的に同じ」とは、例えば、凸部１１２の平面の面積が、貫通孔２０１の孔面積に対して、０．８〜１倍の範囲である。

介在基板２０は、下基板１１の凸部１１２と対応する箇所に、貫通孔２０１を有する。貫通孔２０１の形状は、特に制限されず、例えば、凸部１１２の形状と同じ形状あり、具体例として、円形、角形等があげられる。

介在基板２０において、貫通孔２０１の数および位置は、特に制限されず、下基板１１における凸部１１２に対応することから、前記実施形態１における凸部１１２の記載を援用できる。

マーカ搭載用ユニット２において、介在基板２０は、例えば、反射基板である。介在基板２０は、例えば、その上表面が、白色であり、また、介在基板２０の全体が、白色でもよい。

［実施形態３］
実施形態３は、本発明のマーカ搭載用ユニットの他の例であり、第２基板となる介在基板が筒部を有する形態である。図４に、本実施形態のマーカ搭載用ユニットの一例を示す。図４は、マーカ搭載用ユニット２の断面図である。本実施形態において、特に示さない限り、実施形態１および２の記載を援用できる。

図４に示すとおり、マーカ搭載用ユニット２は、前記第１基板となる下基板１１と、前記第２基板となる介在基板２０とを含み、介在基板２０の上に、さらに、上基板１０が積層された積層体である。介在基板２０は、下基板１１の凸部１１２と対応する箇所に、円状の貫通孔２０１を有し、貫通孔２０１の周囲に、上方向に突出する筒部２０２を有する。上基板１０は、介在基板２０の筒部２０２に対応する箇所に、円状の貫通孔を有する。前記積層体において、下基板１１の凸部１１２は、介在基板２０の筒部２０２内の貫通孔２０１に挿入されている。また、前記積層体において、介在基板２０の筒部２０２は、上基板１０の貫通孔に挿入されている。

マーカ搭載用ユニット２において、下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと、上基板１０の上表面との位置関係は、特に制限されない。下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａは、例えば、上基板１０の上表面に対してフラットな位置でもよいし、上基板１０の上表面よりも低い位置または高い位置でもよい。前者の場合、下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと、上基板１０の上表面との間に、段差がないということができ、後者の場合、下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと、上基板１０の上表面との間に、段差があるということもできる。下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと上基板１０の上表面との高さの差は、特に制限されない。マーカ搭載用ユニット２の全体において、介在基板２０の下表面を基準として、上基板１０の上表面までの高さを１とした場合、前記基準から下基板１１の凸部の上表面までの高さの相対値は、例えば、０．８〜１．２である。

マーカ搭載用ユニット２において、下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと、介在基板２０の筒部２０２の上表面２００ａとの位置関係は、特に制限されない。下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａは、例えば、介在基板２０の筒部２０２の上表面２００ａに対してフラットな位置でもよいし、介在基板２０の筒部２０２の上表面２００ａよりも低い位置または高い位置でもよい。前者の場合、下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと、介在基板２０の筒部２０２の上表面２００ａとの間に、段差がないということができ、後者の場合、下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと、介在基板２０の筒部２０２の上表面２００ａとの間に、段差があるということもできる。下基板１１の凸部１１２の上表面１１２ａと介在基板２０の筒部２０２の上表面２００ａとの高さの差は、特に制限されない。マーカ搭載用ユニット２の全体において、介在基板２０の下表面を基準として、介在基板２０の筒部２０２の上表面２００ａまでの高さを１とした場合、前記基準から下基板１１の凸部の上表面までの高さの相対値は、例えば、０．８〜１．２である。

下基板１１の凸部１１２と、介在基板２０の筒部２０２の内部とは、例えば、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（例えば、凸部１１２の平面方向における断面、具体例は、上面１１２ａ）の面積と、後者の内部空間の平面（例えば、筒部２０２の内部空間であって、平面方向における断面）の面積とが、実質的に同じであることが好ましい。「面積が実質的に同じ」とは、例えば、凸部１１２の平面の面積が、筒部２０２の内部空間の平面の面積に対して、０．８〜１倍である。

介在基板２０の筒部２０２と、上基板１０の貫通孔の内部とは、例えば、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（介在基板２０の筒部２０２）の外周で囲まれる平面の面積と、後者の内部空間の平面（例えば、上基板１０の貫通孔の内部空間であって、平面方向における断面）の面積とが、実質的に同じであることが好ましい。「面積が実質的に同じ」とは、例えば、介在基板２０の筒部２０２の平面の面積が、上基板１０の貫通孔の内部空間の平面の面積に対して、０．８〜１倍である。

介在基板２０の筒部２０２の形状は、特に制限されず、例えば、その内部が凸部１１２の形状と同じ形状ある。筒部２０２の形状は、例えば、中空の円筒状、中空の角筒状等があげられる。筒部２０２の内壁は、例えば、面方向に対して垂直でもよいし、テーパでもよい。後者の場合、テーパは、上から下に向かって広がる形状があげられる。

マーカ搭載用ユニット２において、介在基板２０は、例えば、反射基板である。介在基板２０は、例えば、その上表面が、白色であり、また、介在基板２０の全体が、白色でもよい。

［実施形態４］
実施形態４は、さらにマーカを有するマーカ搭載用ユニットの例である。本実施形態は、前記マーカを備えることから、マーカユニットの例ともいう。図５に、本実施形態のマーカユニットの一例を示す。図５（Ａ）および（Ｂ）は、図３のマーカ搭載用ユニット２にマーカ３３を搭載したマーカユニット３の概略図であり、図５（Ａ）は、マーカユニット３の上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のII−II方向から見たマーカユニット３の断面図である。本実施形態において、特に示さない限り、実施形態１〜３の記載を援用できる。

図５（Ａ）および（Ｂ）に示すとおり、マーカユニット３は、図３のマーカ搭載用ユニット２において、介在基板２０上であり、且つ、上基板１０のマーカ配置領域１０１に、マーカ３３が配置されている。本発明のマーカ搭載用ユニットおよび本発明のマーカユニットは、前記検出基準部の構成が特徴であり、搭載されるマーカの種類は、何ら制限されない。本実施形態では、レンチキュラレンズを用いたいわゆるＲＡＳマーカを例示したが、これには制限されず、その他の二次元パターンコード等でもよい。前記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。

また、本発明のマーカ搭載用ユニットおよび本発明のマーカユニットは、前述のように、前記検出基準部の構成が特徴であり、搭載されるマーカの位置も、何ら制限されない。例えば、図５（Ａ）において、中心部に、前記マーカを搭載する場合は、例えば、上基板１０が、対応する箇所に前記マーカ配置領域を有し、前記マーカ配置領域にマーカを搭載すればよい。

本発明のマーカ搭載ユニットおよび本発明のマーカユニットは、例えば、前記上基板の前記マーカ配置領域の上表面が、前記マーカの上表面を兼ねる。前記マーカが、例えば、ＲＡＳマーカ等の場合、前記上基板の下表面であって、前記マーカ配置領域に対応する領域に、前記マーカの被検出部（例えば、検出可能な縞模様、ドット模様等）を形成した状態で、前記上基板と前記下基板と任意で前記介在基板を、前述のように配置する。これによって、前記上基板の前記マーカ配置領域に相対する箇所が、本発明のマーカユニットにおける前記マーカとなる。なお、これには限定されず、例えば、前記上基板において、前記マーカ配置領域が貫通孔であり、前記マーカ搭載ユニットにおいて、前記下基板の上または任意で介在基板の上であって、前記マーカ配置領域に対応する箇所に、別途調製したマーカを配置してもよい。この場合、前記マーカの上表面は、例えば、前記検出基準部である前記凸部の上表面と同等の高さ位置であることが好ましい。

図５に示すマーカ３３の一例について、以下に説明する。なお、本発明において、マーカは、以下の説明には何ら制限されない。

マーカ３３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、複数の被検出部を有する。前記被検出部は、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、縞模様が形成されている。前記複数の被検出部は、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。

前記被検出部は、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、前記粉末塗料の焼き付け等があげられる。

前記被検出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。

マーカ３３を、例えば、白色の物体の上に置いた場合、マーカ３３の前記レンズ本体の上面から入射した光のうち、前記被検出部に到達した光は、前記被検出部（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、前記被検出部の像（例えば、黒色の線）が投影される。このため、マーカユニット３において、マーカ３３が配置される介在基板２０は、反射板の役割を果たすことから、例えば、介在基板２２マーカ３３の被検出部が黒色で形成されている場合、マーカ３３の下に位置する介在基板２０は、その上面が白色であることが好ましい。

図５（Ａ）および（Ｂ）においては、図３のマーカ搭載用ユニット２にマーカ３３が搭載されたマーカユニット３の例を示したが、これには限定されない。図５（Ｃ）および（Ｄ）には、図４のマーカ搭載用ユニット２にマーカ３３を搭載したマーカユニット３の断面図を示す。図５（Ｃ）および（Ｄ）に示すとおり、マーカユニット３は、図４のマーカ搭載用ユニット２において、介在基板２０上であり、且つ、上基板１０のマーカ配置領域１０１に、マーカ３３が配置されてもよい。また、図示していないが、例えば、図１のマーカ搭載用ユニット１において、下基板１１上であり、且つ、上基板１０のマーカ配置領域１０１に、マーカ３３が配置されてもよい。

［実施形態５］
実施形態５は、本発明のマーカ搭載用ユニットの他の例として、前記実施形態３と同様に、三層の基板で構成される変形例を示す。図６は、本実施形態のマーカ搭載用ユニット４の概略図であり、（Ａ）は、平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のIV−IV方向から見た断面図である。

前記実施形態３におけるマーカ搭載用ユニット２は、図４に示すように、その上面側において、下基板１１の凸部１１２の上面１１２aの全周が、介在基板２０の筒部２０２の上面２００ａに囲まれ、さらに、その全周が、上基板１０に囲まれた形態である。これに対して、本実施形態におけるマーカ搭載用ユニット４は、その上面側において、下基板１１の凸部１１２の上面１１２aの全周が、介在基板２０の筒部２０２の上面２００ａに囲まれているが、その全周は、上基板１０に囲まれていない形態である。

マーカ搭載用ユニット２における凸部１１２上面の検出基準部の検出は、一般に、凸部１１２と、その全周を囲む基板（図６において介在基板２０）とのエッジの検出により行われる。このため、三層の基板で構成される場合、例えば、凸部１１２の全周を囲む基板（介在基板２０）は、その全周が、さらに他の基板（上基板１０）で囲まれることは必須ではない。

［実施例１］
図５（Ｃ）および（Ｄ）に示す、３層の積層体からなるマーカユニットを作製し、２値化処理における、影の影響を確認した。前記マーカユニットにおいて、検出基準部間におけるマーカは、ＲＡＳマーカとした。

比較例の上基板として、厚さ０．８ｍｍの表面が平滑なポリカーボネート板（製品名：ユーピロンＳ−３０００Ｒ、三菱エンジニアリングプラスチックス社）を使用した（上基板Ａ）。他方、実施例の上基板として、下記表１に示す基板を使用した。各実施例の上基板は、前記比較例で使用した上基板Ａに、下記表１に示す表面処理を施して調製した。粗面化処理は、放電加工処理によって行い、白塗り処理は、耐候性の高い白色顔料の塗装処理によって行った。

そして、前記各上基板について相対透過率の算出を行った。まず、分光光度計の光源と積分球との間に、試料（前記比較例の上基板Ａおよび前記実施例の上基板）を配置し、可視光領域の光を波長掃引しながら前記試料に照射し、積分球内の検出器で、受光する各波長の光量を検出した。検出された光のうち、波長５５０ｎｍにおける光の透過率を測定透過率として求めた。そして、前記比較例の上基板Ａの波長５５０ｎｍにおける測定透過率を１００％とし、それに対する、前記実施例の上基板の波長５５０ｎｍにおける測定透過率の相対値を求め、これを前記上基板の相対透過率とした。前記上基板の光量の検出には、前記上基板を単独で使用し、可視光領域の光は、表面処理を行った表面に対して照射した。前記比較例の上基板および各実施例の上基板の相対透過率の算出結果を、前記表１にあわせて示す。

前記マーカユニットの上表面と前記上表面に対する法線との角度０°として、＋３０°に傾斜させた角度にカメラをセットした。そして、前記カメラにより、前記各マーカユニットの写真を撮影した（生画像）。この生画像から、さらに、２値化画像を得た。これらの結果を、図９に示す。図９（Ａ）は、前記傾斜角度から撮影した各マーカユニットの生画像であり、図９（Ｂ）は、各マーカユニットの前記生画像に対する２値化画像である。

比較例Ａは、図９（Ａ）に示すように、下基板の凸部と、凸部を覆う介在基板の筒部とにより、影が発生し、生画像において、上基板を介して前記影が確認された。そして、図９（Ｂ）に示すように、２値化画像においては、円形の検出基準部だけでなく、影の部分も黒色に変換され、両者が一体となった円形が確認された。この２値化画像に基づくと、真の検出基準部と比較して、見かけの検出基準部は、大きく、形状も変形し、その中心もずれたものとして解析されるため、結果的に、分析精度に影響がでることがわかった。これに対して、実施例Ｂ〜Ｅは、図９（Ａ）の生画像において、比較例Ａよりも影の発生が抑制されており、その結果、図９（Ｂ）の２値化画像において、真の検出基準部と比較して、見かけの検出基準部の大きさ、形状、中心も、変化が抑制された。具体的に、実施例ＢおよびＣは、図９（Ｂ）に示すように、影に起因して、検出基準部の周りに黒い領域が見えているが、検出基準部に由来する黒領域と、影に由来する黒領域との間に、白い線も確認されている。白い線によって、両者は分断されていることから、比較例Ａと異なり、影による影響を抑制できるといえる。また、図９（Ｂ）に示すように、実施例ＤおよびＥは、影に由来する黒領域がほとんど確認されなかった。このため、各実施例によれば、影による影響を抑制し、分析精度を向上できることがわかった。

以上のように、本発明のマーカ搭載用ユニットによれば、前述のように、前記上基板の少なくとも一方の表面において、前記上基板の貫通孔の周囲の透過率を前述の通りとすることによって、前記検出基準部を精度よく検出できる。

１、２、５ マーカ搭載用ユニット
３、４ マーカユニット
１０、４０ 上基板
１１、４１ 下基板
２０、４２ 介在基板
１０１、４０１ マーカ配置領域
１１２ 凸部
２０２ 筒部
３３、４３ マーカ
３３１、４３１ 像

Claims (10)

1. 下基板と上基板とを含み、
   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、検出基準部となる凸部を有し、
   前記上基板は、前記下基板の凸部と対応する箇所に貫通孔を有し、
   前記下基板の凸部は、前記上基板の貫通孔に挿入されており、
   前記上基板は、少なくとも一方の表面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲の相対透過率が９９％以下であることを特徴とするマーカ搭載用ユニット。
2. 前記上基板は、少なくとも一方の表面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲が粗面化された透明基板である、請求項１記載のマーカ登載用ユニット。
3. 前記上基板は、両面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲が粗面化された透明基板である、請求項２記載のマーカ登載用ユニット。
4. 前記上基板は、少なくとも一方の表面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲の相対透過率が３０％以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載のマーカ搭載用ユニット。
5. 前記上基板は、少なくとも一方の表面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲が白色膜を有する透明基板である、請求項１から４のいずれか一項に記載のマーカ登載用ユニット。
6. 前記上基板は、両面において、少なくとも前記上基板の貫通孔の周囲が白色膜を有する透明基板である、請求項５記載のマーカ登載用ユニット。
7. 前記第１基板の凸部の上表面が黒色である、請求項１から６のいずれか一項に記載のマーカ搭載用ユニット。
8. 前記積層体は、さらに、介在基板を有し、
   前記下基板、前記介在基板および前記上基板が、この順序で積層され、
   前記介在基板は、前記下基板の凸部と対応する箇所に貫通孔を有する基板であり、
   前記下基板の凸部は、前記介在基板の貫通孔および前記上基板の貫通孔に挿入されている、請求項１から７のいずれか一項に記載のマーカ登載用ユニット。
9. 前記積層体は、さらに、介在基板を有し、
   前記下基板、前記介在基板および前記上基板が、この順序で積層され、
   前記介在基板は、前記下基板の凸部と対応する箇所に貫通孔を有し、且つ、前記貫通孔の周囲に、上方向に突出する筒部を有する基板であり、
   前記上基板における前記貫通孔は、前記下基板の凸部および前記介在基板の筒部に対応し、
   前記下基板の凸部は、前記介在基板の筒部内の貫通孔に挿入され、
   前記介在基板の筒部は、前記上基板の貫通孔に挿入されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のマーカ搭載用ユニット。
10. 前記介在基板は、上表面が白色の基板である、請求項８または９記載のマーカ搭載用ユニット。