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1. WO2017163778 - マーカ

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明 細 書

発明の名称 マーカ

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007  

発明の効果

0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070  

産業上の利用可能性

0071  

符号の説明

0072  

請求の範囲

1   2   3  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

明 細 書

発明の名称 : マーカ

技術分野

[0001]
 本発明は、マーカに関する。

背景技術

[0002]
 近年、拡張現実感(Augmented Reality:AR)やロボティクスなどの分野において、物体の位置や姿勢などを認識するためのマーカとして、レンズと模様との組み合わせによる画像表示体が使用されている(例えば、特許文献1参照)。
[0003]
 特許文献1には、複数のシリンドリカルレンズが並列したレンチキュラーシートと、シリンドリカルレンズのそれぞれに対応する画像を含む画像形成層とを有するマーカが記載されている。シリンドリカルレンズは、その焦点が画像上に位置するように形成されている。シリンドリカルレンズ側からマーカを見ると、見る位置に応じて模様の像が移動または変形して観察される。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2013-025043号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 シリンドリカルレンズといえば、曲面の短軸方向の断面形状が円弧であり、長軸方向の断面形状が直線であるものが一般的である。特許文献1に記載のマーカにおいても、このような一般的な形状のシリンドリカルレンズを用いているとすると、シリンドリカルレンズの中心軸に対して離れた位置から曲面に入射した光は、シリンドリカルレンズの焦点より入射面(曲面)側で集光される(球面収差)。このため、特許文献1に記載のマーカでは、観察する位置によっては模様の像を適切に観察できないという問題が想定される。
[0006]
 そこで、本発明は、観察する位置に関わらず、適切に模様を観察できるマーカを提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明のマーカは、透光性を有する材料で形成されたマーカであって、少なくとも第1の方向に沿って配置された複数の凸面と、前記複数の凸面と表裏の位置に配置され、光学的に検出可能な像として前記複数の凸面に投影される複数の被検出部と、を有し、前記第1の方向に沿う前記マーカの高さ方向の断面における、前記複数の凸面のそれぞれの断面形状は、その頂点から離れるにつれて曲率半径が大きくなる曲線である。

発明の効果

[0008]
 本発明は、従来のマーカに比べて球面収差が生じにくく、観察する位置に関わらず、適切に模様を観察できるマーカを提供することができる。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 図1A、Bは、本発明の実施の形態1に係るマーカの構成を示す図である。
[図2] 図2A、Bは、マーカにおける一部の光路を示す図である。
[図3] 図3A~Fは、シミュレーションの結果を示す図である。
[図4] 図4A、Bは、本発明の実施の形態2に係るマーカの構成を示す図である。
[図5] 図5A~Cは、本発明の実施の形態3に係るマーカの構成を示す図である。
[図6] 図6A~Cは、本発明の実施の形態4に係るマーカの構成を示す図である。
[図7] 図7A~Dは、本発明の実施の形態5に係るマーカの構成を示す図である。
[図8] 図8A~Dは、本発明の実施の形態6に係るマーカの構成を示す図である。
[図9] 図9A~Dは、本発明の実施の形態7に係るマーカの構成を示す図である。

発明を実施するための形態

[0010]
 以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施の形態に係るマーカについて説明する。
[0011]
 [実施の形態1]
 (マーカの構成)
 図1A、Bは、本発明の実施の形態1に係るマーカ100の構成を示す図である。図1Aは、本発明の実施の形態1に係るマーカ100の平面図であり、図1Bは、正面図である。
[0012]
 図1Aおよび1Bに示されるように、マーカ100は、表面(第1面)120と、裏面(第2面)140とを有する。マーカ100の材料は、透光性を有する材料であれば特に限定されない。マーカ100の材料の例には、ポリカーボネート、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)などの透明な樹脂やガラスなどが含まれる。本実施の形態では、マーカ100の材料は、屈折率ndが1.54のシクロオレフィンコポリマー(COC)である。表面120は、複数のシリンドリカル形状の凸面121を含む。また、裏面140は、複数の被検出部141と、複数の反射部142とを含む。
[0013]
 複数の凸面121は、第1の方向(図1におけるX方向)に沿って配列されている。複数の凸面121は、第1の方向(X方向)およびマーカ100の高さ方向(第2の方向;図1におけるZ方向)に垂直な第3の方向(図1におけるY方向)にそれぞれ延在している。凸面121は、第3の方向(Y方向)に向かって直線状に延在する稜線122を含み、かつ第1の方向(X方向)にのみ曲率を有する曲面である。すなわち、本実施の形態に係るマーカ100は、レンチキュラーの構造を有する。また、第1の方向(X方向)に沿うマーカ100の高さ方向(Z方向)の断面において、稜線122および頂点123は、一致する。また、複数の凸面121のうち、隣り合う2つの凸面121は、隙間なく配置されている。
[0014]
 複数の凸面121の大きさは、全て同じである。例えば、1つの凸面121の幅W1(第1の方向における長さ)は、440μmであり、複数の凸面121のピッチP CLは、440μmである。ここで「ピッチ」とは、隣り合う凸面121の第1の方向における稜線122(頂点123または中心軸CA)間の距離であり、凸面121の第1の方向(X方向)における長さ(幅)でもある。ここで、「凸面121の中心軸CA」とは、凸面121を平面視したときに、凸面121の中心であって、かつ第1の方向(X方向)および第3の方向(Y方向)のいずれにも垂直な第2の方向(Z方向)に沿う直線を意味する。また、「凸面121の頂点123」とは、第1の方向(X方向)に沿うマーカ100の高さ方向(Z方向)の断面における稜線122の位置である。すなわち、本実施の形態では、凸面121の頂点123は、凸面121と、中心軸CAとの交点である。
[0015]
 第1の方向(X方向)に沿うマーカ100の高さ方向(Z方向)の断面における、複数の凸面121のそれぞれの断面形状は、その頂点123から離れるにつれて曲率半径が大きくなる曲線である。当該曲率半径は、その頂点123から離れるにつれて連続して大きくなってもよいし、断続的に大きくなってもよい。本実施の形態では、中心軸CA(頂点123)における曲率半径は、0.25mmである。また、中心軸CAからX方向に0.22mm離れたところの凸面121(レンズ面)のZ方向における高さは、球面の場合と比較して、25μm高くなるように形成されている。このように、凸面121は、非球面である。また、凸面121の焦点Fは、被検出部141上に位置している。
[0016]
 複数の被検出部141は、複数の凸面121と表裏の位置に配置され、光学的に検出可能な像として複数の凸面121にそれぞれ投影される。被検出部141は、マーカ100を平面視した場合に、第3の方向(Y方向)に沿って延在している。被検出部141の構成は、前述したように、光学的に検出可能な像として複数の凸面121にそれぞれ投影されれば、特に限定されない。被検出部141は、凹部であってもよいし、凸部であってもよい。本実施の形態では、被検出部141は、凹部である。凹部の形状は、マーカ100を平面視したときに、所定の幅となれば特に限定されない。また、この凹部に塗料を塗布して形成された塗膜143が配置されていてもよい。本実施の形態では、被検出部141の平面視形状は、第3の方向を長手方向とする矩形である。「被検出部141の中心」とは、第1の方向(X方向)における被検出部141の中点であって、かつ第3の方向(Y方向)における被検出部141の中点を意味する。
[0017]
 また、被検出部141を構成するための凹部の深さは、所期の機能(像の表示)を発揮できれば特に限定されない。被検出部141を構成するための凹部の深さは、例えば10~100μmの範囲から適宜決めることができる。本実施の形態では、被検出部141を構成するための凹部の深さは、例えば10μmである。被検出部141を構成するための凹部の第1の方向(X方向)における長さ(幅)W2は、例えば45μmである。被検出部141の幅W2をP CLに対して小さくすると、凸面121側で観察される像のコントラストが大きくなる傾向がある。また、被検出部141の幅W2をP CLに対して大きくすると、被検出部141の作製が容易となる傾向がある。ピッチP CLに対する被検出部141の幅W2の比(W2/P CL)は、十分に明確な上記像を得る観点から1/200~1/5であることが好ましい。
[0018]
 被検出部141は、表面120側から凸面121の第1の方向(X方向)および第3の方向(Y方向)における中央でマーカ100を観察したときに、被検出部141による像が凸面121の中央部となる位置に配置されている。
[0019]
 例えば、第1の方向(X方向)において、表面120の中央に位置する凸面121(図1Bにおけるn=0の凸面121)に対応する被検出部141は、その中心C がn=0の凸面121の中心軸CAと重なる位置に配置される。
[0020]
 本実施の形態では、第1の方向(X方向)における隣り合う凸面121に対応する被検出部141の中心間の距離(|C -C n-1|)は、P CL+nG(μm)で表される。P CLは、前述したように、隣接する凸面121の頂点123間の距離を示している。また、Gは、像の光学的効果を発現させるための、第1の方向(X方向)におけるP CLからの所定の間隔(例えば8μm)を示している。さらに、nは、中心の凸面121を0番としたときの第1の方向(X方向)におけるn番目の凸面121であることを示している。
[0021]
 このように、中心(n=0)の凸面121から離れた位置にある凸面121に対応する被検出部141は、その凸面121の中心軸CAよりも第1の方向(X方向)において、より外側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、隣接する凸面121の頂点123間の間隔は、隣接する被検出部141の中心間の間隔よりも狭い。
[0022]
 被検出部141には、塗膜143が形成されている。塗膜143は、例えば、黒色の液体塗料の固化物である。
[0023]
 塗膜143は、塗料の塗布および固化により作製される。黒色の液体塗料は、流動性を有し、例えば液状の組成物であり、あるいは粉体である。塗料を塗布または固化する方法は、公知の方法の中から塗料に応じて適宜に決めることができる。例えば、黒色の液体塗料の塗布方法の例には、スプレー塗布およびスクリーン印刷が含まれる。また、黒色の液体塗料の固化方法の例には、黒色の液体塗料の乾燥、黒色の液体塗料中の硬化成分(ラジカル重合性化合物など)の硬化、および粉体の焼き付けが含まれる。
[0024]
 塗膜143は、光学的に区別可能な部分を形成する。光学的に区別可能とは、その塗膜143とそれ以外の部分とが光学的な特性で明らかな差を有することを意味する。ここで、「光学的な特性」とは、例えば、明度、彩度、色相などの色合いであり、あるいは、輝度などの光の強さを意味する。上記の差は、マーカ100の用途に応じて適宜に決めることができ、例えば、目視で確認可能な差であってもよいし、光学的な検出装置で確認可能な差であってもよい。また、上記の差は、塗膜143から直接検出可能な差であってもよいし、例えば塗膜143が蛍光を発する透明な膜である場合のように、UVランプの照射などのさらなる操作を伴って検出可能な差であってもよい。
[0025]
 マーカ100を白色の物体上に載置した場合、それぞれの凸面121で入射した光のうち、被検出部141に到達した光は、塗膜143に吸収される。一方、それぞれの凸面121で入射した光のうち、反射部142に到達した光は、その表面で反射して凸面121に戻る。このため、凸面121には、白色の背景上に塗膜143の色(黒色)の線の像が投影される。
[0026]
 そして、被検出部141は、マーカ100の第1の方向(X方向)における中心からの距離に応じて適宜に配置されているため、表面120側からマーカ100を観察すると、黒色の線の像が集合した黒色の集合像が観察される。
[0027]
 黒色の集合像は、例えば、第1の方向(X方向)における中央からマーカ100を見たときには、第1の方向における中央部に観察される。マーカ100を、第1の方向(X方向)について角度を変えて観察すると、集合像は、観察角度に応じて、第1の方向における異なる位置で観察される。したがって、集合像の第1の方向(X方向)における位置から、マーカ100の観察角度が決まる。
[0028]
 (シミュレーション)
 次に、第1の方向(X方向)に沿うマーカの高さ方向(Z方向)の断面における、複数の凸面のそれぞれの断面形状と、被検出部の位置におけるスポットダイヤグラムとの関係について調べた。本シミュレーションでは、実施の形態3に係るマーカ300と、比較例に係るマーカ300’とを使用した。実施の形態3に係るマーカ300の凸面321は、第1の方向および第3の方向において中心軸CAから離れるにつれて曲率が大きくなる非球面形状である。一方、比較例に係るマーカ300’の凸面321’は、球面形状である。本シミュレーションでは、凸面321(321’)に入射する光線として、第1の方向(X方向)に沿うマーカ300(300’)の高さ方向(Z方向)の断面において、光軸LAと平行な光線L1と、光軸LAに対する傾斜角が13°の光線L2と、光軸LAに対する傾斜角が26°の光線L3とを用いた。
[0029]
 図2は、マーカにおける一部の光線を示す図である。図2Aは、比較例に係るマーカ300’における一部の光線を示す図であり、図2Bは、実施の形態3に係るマーカ300における一部の光線を示す図である。
[0030]
 図3A~Fは、シミュレーションの結果を示す図である。図3Aは、マーカ300’における光線L1のスポットダイヤグラムであり、図3Bは、マーカ300’における光線L2のスポットダイヤグラムであり、図3Cは、マーカ300’における光線L3のスポットダイヤグラムであり、図3Dは、マーカ300における光線L1のスポットダイヤグラムであり、図3Eは、マーカ300における光線L2のスポットダイヤグラムであり、図3Fは、マーカ300における光線L3のスポットダイヤグラムである。
[0031]
 図2Aおよび図3A~Cに示されるように、比較例に係るマーカ300’では、第1の方向(X方向)に沿うマーカ300’の高さ方向(Z方向)の断面における、凸面321’の断面形状が円弧であるため、中心軸CA’から離れた位置で入射した光線L1は、凸面321’の焦点F’より凸面321’側で中心軸CA’と交差する(球面収差)。これにより、被検出部におけるスポットの外形は、大きくなることが分かる。また、凸面321’の中心軸CA’に対する傾斜角度が大きい光線L2、L3ほど、凸面321’の焦点F’より凸面321’側で中心軸CA’と交差し、被検出部におけるスポットの外形がさらに大きくなることが分かる。このように凸面321’の焦点F’近傍に光線が集光しない場合、被検出部は、不鮮明に観察される。
[0032]
 一方、図2Bおよび図3D~Fに示されるように、実施の形態3に係るマーカ300では、第1の方向(X方向)に沿うマーカ300の高さ方向(Z方向)の断面における、凸面321の断面形状が頂点323から離れるにつれて曲率半径が大きくなるため、中心軸CAから離れた位置で入射した光L1も、凸面321の焦点F近傍で中心軸CAと交差する。したがって、被検出部141におけるスポットの外形は、小さくなることが分かる。すなわち、実施の形態3に係るマーカ300では、球面収差が抑制されている。また、凸面321の中心軸CAに対する傾斜角度が大きい光線L2、L3ほど被検出部141におけるスポットの外形が僅かに大きくなることも分かる。また、図3A~Cと、図3D~Fとの比較から、実施の形態3に係るマーカ300は、比較例に係るマーカ300’と比較して、被検出部341におけるスポットの外形を小さくできることが分かった。すなわち、実施の形態3に係るマーカ300では、見る位置(例えば角度)に関わらず、ぼやけることなく鮮明に被検出部141を観察できる。
[0033]
 なお、本シミュレーションを本実施の形態に係るマーカ100のシリンドリカル形状の凸面121に適用した場合、図3D~Fのスポットダイヤグラムに対応するスポットダイヤグラムは、図3の紙面上下方向に延ばした形状となる(紙面左右方向の幅は変わらない)。これは、実施の形態1に係るマーカ100の凸面121は、第1の方向にのみ曲率を有するためである。そして、前述した比較例に係るマーカ300’の凸面321’と同様に、第1の方向(X方向)に沿うマーカの高さ方向(Z方向)の断面における、凸面の断面形状が円弧である場合、中心軸CA’から離れた位置で入射した光線L1は、凸面の焦点より凸面側で中心軸CA’と交差する(球面収差)。したがって、被検出部におけるスポットの外形は、大きくなることが分かる。また、凸面の中心軸CA’に対する傾斜角度が大きい光線L2、L3ほど、凸面の焦点より凸面側で中心軸CA’と交差し、被検出部におけるスポットが分散する距離が大きくなることも分かる。このように凸面が球状面でありの焦点近傍に光線が集光しない場合、被検出部は、不鮮明に観察される。一方、第1の方向(X方向)に沿うマーカ100の高さ方向(Z方向)の断面における凸面121の断面形状が、その頂点123から離れるにつれて曲率半径が大きくなる曲線であり、被検出部141が凸面121の焦点上にある場合、光軸LAに対する角度に関わらず、光線L1、光線L2および光線L3におけるスポットは、比較例に係るマーカと比較して小さくできることが分かる。
[0034]
 (効果)
 以上のように、本実施の形態に係るマーカ100では、凸面121の断面形状は、その頂点から離れるにつれて曲率半径が大きくなる曲線である。よって、本実施の形態に係るマーカ100では、被検出部141を鮮明に観察できる。
[0035]
 [実施の形態2]
 実施の形態2に係るマーカ200は、凸面121の頂点123間の間隔と、被検出部241の中心間の間隔との関係のみが実施の形態1に係るマーカ100の構成と異なる。そこで、実施の形態1に係るマーカ100と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
[0036]
 図4A、Bは、本発明の実施の形態2に係るマーカ200の構成を示す図である。図4Aは、本発明の実施の形態2に係るマーカ200の平面図であり、図4Bは、正面図である。図4Aおよび4Bに示されるように、実施の形態2に係るマーカ200は、第1面120および第2面240を有する。第1面120は、複数の凸面121を有する。また、第2面240は、複数の被検出部241と、複数の反射部242を有する。さらに、頂点123間の間隔は、被検出部241の中心間の間隔より広い。
[0037]
 (効果)
 以上のように、本実施の形態に係るマーカ200は、実施の形態1のマーカ100と同様の効果を有する。
[0038]
 [実施の形態3]
 実施の形態3に係るマーカ300は、凸面321の形状と、被検出部341の形状と、反射部342の形状とが実施の形態1に係るマーカ100の構成と異なる。そこで、実施の形態1に係るマーカ100と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
[0039]
 図5A~Cは、本発明の実施の形態3に係るマーカ300の構成を示す図である。図5Aは、本発明の実施の形態3に係るマーカ300の平面図であり、図5Bは、ハッチングを省略した部分的拡大断面図であり、図5Cは、底面図である。
[0040]
 図5A~5Cに示されるように、実施の形態3に係るマーカ300は、第1面320および第2面340を有する。第1面320は、複数の凸面321を含む。また、第2面340は、複数の被検出部341と、反射部342とを含む。
[0041]
 凸面321の平面視形状は円形であり、いずれも同じ大きさである。たとえば、凸面321の平面視形状の直径は、350μmであり、凸面321のピッチP CLは、第2の方向および第1の方向のいずれも350μmである。ここで「ピッチ」とは、隣り合う凸面321の中心(頂点323または中心軸CA)間の距離を意味する。また、「凸面321の中心軸CA」とは、凸面321を平面視したときに、凸面321の中心を通り、かつ第3の方向に沿う直線を意味する。さらに「凸面321の頂点323」とは、凸面321と、中心軸CAとの交点である。
[0042]
 マーカ300の高さ方向(Z方向)の断面において、複数の凸面321は、その頂点323から離れるにつれて曲率半径が大きくなる曲線である。すなわち、凸面321の中心軸CAは第2の方向(Z方向)に平行な直線であることから、凸面321は、中心軸CAから離れるに連れて曲率半径が大きくなる曲面である。すなわち、凸面321は、中心軸CAを回転軸とした回転対称である。当該曲率半径は、その頂点323から離れるにつれて連続して大きくなってもよいし、断続的に大きくなってもよい。凸面321の焦点Fは、被検出部341上に位置している。
[0043]
 また、凸面321は、その裏面側に、凸面321のそれぞれに対応する位置に配置された被検出部341を有している。たとえば、被検出部341の平面視形状は円形であり、その直径は45μmであり、その深さは10μmである。
[0044]
 第1の方向(X方向)において隣り合う被検出部341間の中心間距離(|C -C n-1|)は、P CL+nGμmであり、第3の方向(Y方向)において隣り合う被検出部341間の中心間距離(|C -C m-1|)は、P CL+mGμmである。nは、ある凸面321を0番としたときの第1の方向(X方向)におけるn番目の凸面321であることを示す。mは、ある凸面321を0番としたときの第3の方向(Y方向)におけるm番目の凸面321であることを示す。
[0045]
 このように、中心(n=0)の凸面321から第1の方向(X方向)離れた位置にある凸面321に対応する被検出部341は、その凸面321の中心軸CAよりも第1の方向(X方向)において、より外側に配置されている。また、中心(m=0)の凸面321から第3の方向(Y方向)離れた位置にある凸面321に対応する被検出部341は、その凸面321の中心軸CAよりも第3の方向(Y方向)において、より外側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、第1の方向(X方向)および第3の方向(Y方向)において、隣接する凸面321の頂点323間の間隔は、隣接する被検出部341の中心間の間隔よりも狭い。
[0046]
 以上のように、本実施の形態に係るマーカ300は、実施の形態1のマーカ100と同様の効果を有する。
[0047]
 [実施の形態4]
 実施の形態4に係るマーカ400は、凸面421の形状のみが実施の形態3に係るマーカ300の構成と異なる。そこで、実施の形態3に係るマーカ300と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
[0048]
 図6A~Cは、本発明の実施の形態4に係るマーカ400の構成を示す図である。図6Aは、本発明の実施の形態4に係るマーカ400の平面図であり、図6Bは、ハッチングを省略した部分拡大断面図であり、図6Cは、底面図である。
[0049]
 図6A~6Cに示されるように、実施の形態4に係るマーカ400は、第1面420および第2面340を有する。第1面420は、複数の凸面421を含む。また、第2面340は、複数の被検出部341と、反射部342とを含む。
[0050]
 凸面421の平面視形状は正方形であり、いずれも同じ大きさである。たとえば、凸面421の平面視形状の一辺の長さは、350μmであり、凸面421のピッチP CLは、第2の方向および第1の方向のいずれも350μmである。ここで「ピッチ」とは、隣り合う凸面421の中心(頂点423または中心軸CA)間の距離を意味する。また、「凸面421の中心軸CA」とは、凸面421を平面視したときに、凸面421の中心を通り、かつ第3の方向に沿う直線を意味する。さらに「凸面421の頂点423」とは、凸面421と、中心軸CAとの交点である。
[0051]
 マーカ400の高さ方向(Z方向)の断面において、複数の凸面421は、その頂点423から離れるにつれて曲率半径が大きくなる曲線である。すなわち、凸面421の中心軸CAは第2の方向(Z方向)に平行な直線であることから、凸面421は、中心軸CAから離れるに連れて曲率半径が大きくなる曲面である。当該曲率半径は、その頂点423から離れるにつれて連続して大きくなってもよいし、断続的に大きくなってもよい。凸面421の焦点Fは、被検出部341上に位置している。
[0052]
 第1の方向(X方向)および第3の方向(Y方向)において隣り合う被検出部341間の中心間距離(|C -C n-1|)は、P CL-nGμmであり、第2の方向において隣り合う被検出部341間の中心間距離(|C -C m-1|)は、P CL-mGμmである。nは、前述したように、ある凸面421を0番としたときの第1の方向におけるn番目の凸面421であることを示す。mは、ある凸面421を0番としたときの第2の方向におけるm番目の凸面421であることを示す。
[0053]
 このように、中心(n=0)の凸面421から第1の方向(X方向)離れた位置にある凸面421に対応する被検出部341は、その凸面421の中心軸CAよりも第1の方向(X方向)において、より内側に配置されている。また、中心(m=0)の凸面421から第3の方向(Y方向)離れた位置にある凸面421に対応する被検出部341は、その凸面421の中心軸CAよりも第3の方向(Y方向)において、より内側に配置されている。すなわち、本実施の形態では、第1の方向(X方向)および第3の方向(Y方向)において、隣接する凸面421の頂点423間の間隔は、隣接する被検出部341の中心間の間隔よりも広い。
[0054]
 (効果)
 以上のように、本実施の形態に係るマーカ400は、実施の形態3のマーカ300と同様の効果を有する。
[0055]
 なお、実施の形態3、4では、隣接する凸面341、421の頂点342、423間の間隔は、隣接する被検出部341の中心間の間隔よりも広いが、隣接する凸面341、421の頂点342、423間の間隔は、隣接する被検出部341の中心間の間隔よりも狭くてもよい。
[0056]
 [実施の形態5]
 実施の形態5に係るマーカ700は、第2面124のみが実施の形態3に係るマーカ300と異なる。そこで、実施の形態3に係るマーカ300と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
[0057]
 図7Aは、マーカ700の平面図であり、図7Bは、図7AにおけるB-B線で切断したマーカ700の一部を示す、ハッチングを省略した部分断面図であり、図7Cは、マーカ700の底面図であり、図7Dは、マーカ700の側面図である。
[0058]
 第2面124は、実施の形態1と同様である。すなわち、第2面124は、第1領域141と、第2領域142とを有する。第1領域141は、XY平面におけるY方向に沿って細長な矩形の凹部であり、Y方向に沿って列をなす凸面部631の全てに架け渡される位置に形成されている。また、第2領域124は、凸面部631の列に対応してX方向に並んで配置されている。
[0059]
 また、被検出部150は、X方向において、凸面部631に対し、隣接する凸面部631間(隣り合う列同士の凸面部631の間)のピッチが、同じく隣接する被検出部150の中心間の間隔よりも広い。また、位置決め部160は、平面部643に対応する位置に配置されている。
[0060]
 マーカ700では、各凸面部631に投影される個々の像の集合として、Y方向に沿う線状の像が観察される。この像は、マーカ700をX方向に対して観察者側に傾ける程に当該観察者に近づく方向に移動するように観察される。
[0061]
 (効果)
 本実施の形態に係るマーカ700は、凸面部631がX方向のみならずY方向にも湾曲していることから、像のY方向におけるコントラストが高い効果を有する。
[0062]
 [実施の形態6]
 実施の形態6に係るマーカ800は、凸面部831の構成のみが実施の形態5に係るマーカ700と異なる。そこで、実施の形態5に係るマーカ700と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
[0063]
 図8Aは、マーカ800の平面図であり、図8Bは、図8AにおけるB-B線で切断したマーカ800の一部を示す、ハッチングを省略した部分断面図であり、図8Cは、マーカ800の底面図であり、図8Dは、マーカ800の側面図である。
[0064]
 実施の形態6における凸面部831の平面形状は、正方形である。また、例えば、凸面部831の光軸に沿う断面における形状は、凸面部831の頂点から離れるにつれて曲率半径が大きくなる曲線である。
[0065]
 (効果)
 本実施の形態に係るマーカ800は、実施の形態5に係るマーカ700と同様の効果に加え、レンチキュラーレンズ部の第1面への入射光の強度に関わらず、像が明確に検出される。これは、入射光が強いと、第1面での反射光のようなマーカ800における反射光も強くなり、上記像が見えにくくなることがあるが、マーカ800の第1面は、実質的には凸面部631(曲面)のみで構成され、実質的には平面を含まないため、マーカ700に比べて、第1面での反射光が生じにくく、また弱いためと考えられる。
[0066]
 [実施の形態7]
 実施の形態7に係るマーカ900は、凸面部931の構成のみが実施の形態6に係るマーカ700と異なる。そこで、実施の形態6に係るマーカ700と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
[0067]
 図9Aは、マーカ900の平面図であり、図9Bは、図11AにおけるB-B線で切断したマーカ900の一部を示す、ハッチングを省略した部分断面図であり、図9Cは、マーカ900の底面図であり、図9Dは、マーカ900の側面図である。
[0068]
 実施の形態7における凸面部931の平面形状は、正六角形である。また、例えば、凸面部931の光軸に沿う断面における形状は、凸面部73の頂点から離れるにつれて曲率半径が大きくなる曲線で表される。Y方向における凸面部931の列は、それぞれの凸面部931が対向する一対の辺で接するようにY方向に並んで構成されている。また、凸面部931の列は、一方の列における凸面部73同士の接続部に、他方の列における凸面部931の六角形の一角が当接するように配置されて、X方向に並んでいる。このように、マーカ900では、レンチキュラーレンズ部の第1面の全面が、凸面部931の最密な集合によって実質的に構成されている。
[0069]
 (効果)
 本実施の形態に係るマーカ900は、実施の形態6に係るマーカ800と同様の効果を有する。
[0070]
 本出願は、2016年3月23日出願の特願2016-058546に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。

産業上の利用可能性

[0071]
 本発明に係るマーカは、物体の位置や姿勢などを認識するための位置検出用マーカ(あるいは角度検出用マーカ)として有用である。よって、本発明は、上記マーカの技術分野のさらなる発展に寄与することが期待される。

符号の説明

[0072]
 100、200、300、300’、400 マーカ
 120、320、420 第1面
 121、321、321’、421 凸面
 122 稜線
 123、323、323’、423 頂点
 140、340 第2面
 141、241、341 被検出部
 142、242、342 反射部
 143 塗膜
 F、F’ 焦点
 CA、CA’ 中心軸

請求の範囲

[請求項1]
 透光性を有する材料で形成されたマーカであって、
 少なくとも第1の方向に沿って配置された複数の凸面と、前記複数の凸面と表裏の位置に配置され、光学的に検出可能な像として前記複数の凸面に投影される複数の被検出部と、を有し、
 前記第1の方向に沿う前記マーカの高さ方向の断面における、前記複数の凸面のそれぞれの断面形状は、その頂点から離れるにつれて曲率半径が大きくなる曲線である、
 マーカ。
[請求項2]
 前記凸面は、前記第1の方向および前記マーカの高さ方向に直交する方向に向かって延在する直線状の稜線を有する、請求項1に記載のマーカ。
[請求項3]
 前記凸面は、前記マーカの高さ方向に沿う軸を回転軸とした回転対称である、請求項1に記載のマーカ。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]