JP7662995B2 - マーカー - Google Patents

Description

本発明は、マーカーに関するものである。

各種自動制御機器が対象物を認識するためにマーカーを対象物に取り付けて、高精度な自動制御を実現することが行われている。このようなマーカーは、例えば、生産現場におけるロボットの制御に用いられたり、宇宙ミッションに用いられたりしている。
従来、このマーカーとしては、簡単に作成することができるといった理由から、紙にマークを印刷したものが広く用いられていた。しかし、このような簡易的なマーカーでは、マークの境界線が不明瞭であったり、紙の伸縮によってマークの大きさや複数のマークの間隔が変化してしまったりして、高精度な制御が必要な場合には、十分な精度を確保できなかった。

そこで、高精度なマーカーを実現する技術として、特許文献１には、金属板に切削加工により孔を空けて樹脂を埋め込んでマーカーとする技術が開示されている。しかし、特許文献１の技術では、観察環境によっては、金属板の表面や樹脂の表面に太陽光や照明光等が表面で反射してしまい、正しくマーカーを認識できない場合があった。

特開平５－３１２５２１号公報

本発明の課題は、太陽光や照明光等がマーカーに当たるような環境下であっても、認識しやすいマーカーを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

第１の発明は、観察位置に対する距離と、観察位置に対する相対的な傾きの角度との少なくとも一方を検出するために用いられるマーカー（１）であって、観察側から、少なくとも直線偏光子（７３）と、透過光に１／４波長分の位相差を付与する１／４波長板（７２）とがこの順で積層された第１反射防止層（７０）を備えるマーカー（１）である。

第２の発明は、第１の発明に記載のマーカー（１）において、前記第１反射防止層（７０）よりも観察側に、第２反射防止層（８０）を備えること、を特徴とするマーカー（１）である。

第３の発明は、第１の発明又は第２の発明に記載のマーカー（１）において、独立した形状として観察可能なマーク（２）が少なくとも３箇所に間隔を空けて配置されていること、を特徴とするマーカー（１）である。

第４の発明は、第３の発明に記載のマーカー（１）において、前記第１反射防止層（７０）は、前記マーク（２）を覆い、かつ、前記マーク（２）よりも大きい範囲に島状に設けられていること、を特徴とするマーカー（１）である。

第５の発明は、第３の発明に記載のマーカー（１）において、前記第１反射防止層（７０）は、前記マーク（２）とその周辺部の境界とを跨いで設けられていること、を特徴とするマーカー（１）である。

第６の発明は、第１の発明から第５の発明までのいずれかに記載のマーカー（１）において、透明な基材層（１０）と、前記基材層（１０）の一方の面上の少なくとも一部の領域に設けられ、複数の第１表示線（２１）が一定の配列方向に万線状に等間隔で配列された第１パターン（２３）と、前記基材層（１０）の厚さ方向において前記第１パターン（２３）と間隔を空けて設けられ、複数の第２表示線（４１）が前記一定の配列方向に万線状に等間隔で配列された第２パターン（４３）と、を備え、前記第１パターン（２３）と前記第２パターン（４３）との組み合わせによってモアレを表示するモアレ表示領域（３、４）を有すること、を特徴とするマーカー（１）である。

第７の発明は、第６の発明に記載のマーカー（１）において、前記直線偏光子（７３）及び前記１／４波長板（７２）は、前記モアレ表示領域（３、４）を覆い、かつ、前記モアレ表示領域（３、４）よりも大きい範囲に島状に設けられていること、を特徴とするマーカー（１）である。

第８の発明は、第６の発明に記載のマーカー（１）において、前記直線偏光子（７３）及び前記１／４波長板（７２）は、前記モアレ表示領域（３、４）とその周辺部の境界とを跨いで設けられていること、を特徴とするマーカー（１）である。

本発明によれば、太陽光や照明光等がマーカーに当たるような環境下であっても、認識しやすいマーカーを提供することができる。

本発明によるマーカーの実施形態を示す図である。 図１中の矢印Ａ－Ａの位置でマーカーを切断した断面図である。 図２中の範囲Ｃを拡大して示した図である。 第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０の効果を示すグラフである。 マーカー１を斜め方向から見た状態を示す図である。 第１の層２０と第２の層３０の色を入れ替えた変形形態を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。

（実施形態）
図１は、本発明によるマーカーの実施形態を示す図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張したり、省略したりして示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
本明細書において、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
また、本発明において透明とは、少なくとも利用する波長の光を透過するものをいう。例えば、仮に可視光を透過しないものであっても、赤外線を透過するものであれば、赤外線用途に用いる場合においては、透明として取り扱うものとする。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において規定する具体的な数値には、一般的な誤差範囲は含むものとして扱うべきものである。すなわち、±１０％程度の差異は、実質的には違いがないものであって、本件の数値範囲をわずかに超えた範囲に数値が設定されているものは、実質的には、本件発明の範囲内のものと解釈すべきである。

マーカー１は、図１に示すように後述する第２反射防止層８０が設けられている表面の法線方向から見たときに、略正方形形状である板状に構成されており、マーク２と、モアレ表示領域３、４とを備えている。本実施形態では、表面側から見た形状が６０ｍｍ×６０ｍｍの正方形形状に形成されている。マーカー１は、マーク２がどのように観察されるかによって、撮影位置とマーカー１との相対的な位置関係を検出（以下、単に位置検出とも呼称する）し、さらに、モアレ表示領域３、４に表示されるモアレがどのように観察されるかによって、より精度の高い位置検出を可能とする。なお、マーカー１は、図１において示されている面が観察される表側（表面）であり、その反対側が裏側（裏面）であり、後述する図２では、第２反射防止層８０が設けられている側が観察される表側（表面）である。なお、マーカー１の外形は、上記例に限らず、例えば、１０ｍｍ×１０ｍｍ、２０ｍｍ×２０ｍｍ、４０ｍｍ×４０ｍｍ、４４ｍｍ×４４ｍｍ、８０ｍｍ×８０ｍｍ等、適宜変更可能である。

マーク２は、図１における上側の２カ所の隅付近に２カ所と、下側の左右中央付近に１カ所、合計３つのマークが間隔を空けて配置されている。マーク２は、独立した形状のマークとして観察可能に構成されている。なお、独立した形状のマークとは、複数のマークが繋がっておらず、それぞれが個別に認識可能な形態となっていることを指している。
マーク２は、少なくとも３つ配置されていることが望ましい。マーク２の観察結果から、例えば、マーク２の重心位置を３点算出すれば、観察位置（カメラ等）とマーカー１との相対的な位置や距離、傾きを正確に検出することができるからである。また、マーク２の数が３つよりも多くなれば、例えば、一部のマーク２が何らかの障害によって不鮮明に観察されるような場合に、残るマーク２の観察結果から、位置検出が可能である。また、複数のマーク２を利用することにより、位置検出の精度を高めることもできる。
また、本実施形態では、マーク２は、円形状に構成したが、円形状に限らず、三角形や四角形等の多角形形状としてもよいし、その他の形状としてもよい。

モアレ表示領域３、４は、モアレＭを表示する。図１では、モアレ表示領域３、４の双方とも、モアレＭがモアレ表示領域３、４の中央に表示されている状態を示している。このモアレＭが表示される位置は、マーカー１と観察位置との相対位置（角度）が変化すると移動する。本実施形態では、モアレ表示領域３、４は、いずれも長手方向の長さが３０ｍｍとなっており、モアレＭは、この長手方向に沿って表示される位置が移動する。モアレ表示領域３とモアレ表示領域４とは、その長手方向が直交して配置されている。モアレ表示領域３、４は、配置方向が異なる他は、同様な構成をしているので、以下の説明では、モアレ表示領域３について説明を行う。

図２は、図１中の矢印Ａ－Ａの位置でマーカーを切断した断面図である。
マーカー１は、基材層１０と、第１の層２０と、第２の層３０と、第３の層４０と、反射層５０と、粘着層６１と、第１反射防止層７０と、粘着層６２と、第２反射防止層８０とを備え、薄い板状に構成されている。これらの層が積層されている順番は、裏面側から、反射層５０、第３の層４０、基材層１０、第１の層２０、第２の層３０、粘着層６１、第１反射防止層７０、粘着層６２、第２反射防止層８０の順となっている。

基材層１０は、ガラス板により構成されている。基材層１０をガラス板により構成することにより、温度変化や吸湿によってマーカー１が伸縮することを抑えることができる。ガラス板の線膨張係数は、例えば、３１．７×１０^－７／℃程度であり、温度変化による寸法変化が非常に小さい。また、セラミックスの線膨張係数は、例えば、２８×１０^－７／℃程度であり、ガラスと同様に温度変化による寸法変化が非常に小さい。よって、セラミックスを基材層に用いてもよい。温度変化による寸法変化を抑えるために、基材層１０は、線膨張係数が３５×１０^－６／℃以下であることが望ましい。
基材層１０の層厚は、０．３ｍｍ以上、２．３ｍｍ以下とすることが望ましい。基材層１０の層厚が０．３ｍｍ未満では、切断加工時に割れるために追加工できず、２．３ｍｍより厚いと多面付基板とした場合には、重量が大きすぎて搬送ができないためである。本実施形態の基材層１０の層厚は、０．７ｍｍである。

第１の層２０は、黒色（第１の色）に着色されたレジスト材料により形成されている。本実施形態の第１の層２０を構成するレジスト材料は、フォトリソグラフィー工程において用いられる感光性を備えたレジスト材料に現像処理を行った結果、感光性を失った後の状態のレジスト材料である。第１の層２０（黒色の場合）に用いるレジスト材料としては、例えば、ＰＭＭＡ、ＥＴＡ、ＨＥＴＡ、ＨＥＭＡ、又は、エポキシとの混合物等を例示することができる。なお、黒色に着色する材料としては、カーボン、黒化チタン、酸化ニッケル等を例示することができる。
本実施形態では、第１の層２０をレジスト材料により形成したので、第１の層２０の表面を非常に滑らかに形成することができ、後述の第２の層３０を形成する下地として望ましい。また、第１の層２０をレジスト材料により形成したので、以下に説明する第１パターン２３を精度よくかつ簡単に作製することができる。
第１の層２０（黒色の場合）の層厚は、１μｍ以上、５μｍ以下とすることが、望ましい。第１の層２０の層厚が１μｍ以下では均一形成できず、５μｍより厚いと紫外線による樹脂の硬化反応性が不足するためである。

第１の層２０は、マーク２の黒色に見える部分を構成している。また、第１の層２０は、モアレ表示領域３にモアレを表示するための第１パターン２３を構成している。第１パターン２３は、基材層１０の一方の面上（表面上）のモアレ表示領域３となる領域に配置されている。
第１パターン２３には、モアレ表示領域３の長手方向において第１表示線２１が一定の配列方向に万線状に等間隔で配列されている。隣り合う第１表示線２１の間の第１表示線２１が設けられていない部位は、第１非表示領域２２であり、第１表示線２１と第１非表示領域２２とが交互に並ぶ構成となっている。第１パターン２３は、フォトリソグラフィー処理によって形成される。

第２の層３０は、白色（第２の色）に着色されたレジスト材料により形成されている。本実施形態の第２の層３０を構成するレジスト材料は、フォトリソグラフィー工程において用いられる感光性を備えたレジスト材料に現像処理を行った結果、感光性を失った後の状態のレジスト材料である。第２の層３０（白色の場合）に用いるレジスト材料としては、例えば、ＰＭＭＡ、ＥＴＡ、ＨＥＴＡ、ＨＥＭＡ、又は、エポキシとの混合物等を例示することができる。なお、白色に着色する材料としては、酸化チタン、ジルコニア、チタン酸バリウム等を例示することができる。
第２の層３０には、マーク２となる位置を開口して第１の層２０を可視化する開口部３１が３箇所設けられており、また、モアレ表示領域３、４となる位置を開口して第１の層２０及び第３の層４０を可視化する開口部３２が２箇所設けられている。これら開口部３１及び開口部３２は、フォトリソグラフィー処理によって形成される。

第２の層３０の層厚は、３μｍ以上、１００μｍ以下とすることが望ましい。第２の層３０の層厚が３μｍよりも薄いと、下地の第１の層２０が透けて観察されてしまい、コントラストが低下して、マーク２の視認性（自動認識による検出されやすさ）が低下するからである。また、第２の層３０の層厚が１００μｍよりも厚いと、斜め方向からマーク２を観察する場合に、開口部３１の周縁部において第２の層３０の陰となって第１の層２０が見えなくなる領域が増大し、観察されるマーク２の形状の歪みが増大してしまうからである。

第３の層４０は、黒色（第１の色）に着色されたレジスト材料により形成されている。本実施形態の第３の層４０は、第１の層２０と同様な材料によって構成されており、好ましい膜厚も、第１の層２０と同様である。第３の層４０をレジスト材料により形成したので、以下に説明する第２パターン４３を精度よくかつ簡単に作製することができる。

第３の層４０には、モアレ表示領域３にモアレを表示するための第２パターン４３が設けられている。第２パターン４３は、基材層１０の裏面上のモアレ表示領域３となる領域に第１パターン２３と対向して配置されている。なお、本実施形態では、基材層１０の一方の面に第１パターン２３を設け、他方の面に第２パターン４３を設けているが、それぞれを他の基材等に設けた後に、張り合わせて作製される構成としてもよい。
第２パターン４３には、モアレ表示領域３の長手方向において第２表示線４１が一定の配列方向に万線状に等間隔で配列されている。隣り合う第２表示線４１の間の第２表示線４１が設けられていない部位は、第２非表示領域４２であり、第２表示線４１と第２非表示領域４２とが交互に並ぶ構成となっている。第２パターン４３は、フォトリソグラフィー処理によって形成される。

反射層５０は、マーカー１の表側（観察側）から開口部３２を通って到達する光を表側へ反射する層である。反射層５０は、例えば、ＰＭＭＡ、ＥＴＡ、ＨＥＴＡ、ＨＥＭＡ、又は、エポキシとの混合物等を用いて構成することができ、第１表示線２１及び第２表示線４１とのコントラストを高めるために白色であることが望ましい。なお、白色に着色する材料としては、酸化チタン、ジルコニア、チタン酸バリウム等を例示することができる。

ここで、反射層５０としては、本実施形態のようにマーカー１と一体となるように密着して積層された構成の他、マーカー１の裏面側に別部材の反射部材等を配置する構成としてもよい。しかし、モアレＭを格段に見やすくすることができる点で、マーカー１と一体となるように密着して反射層５０を積層して配置する本実施形態の構成の方が、より望ましい。この理由について、以下に説明する。

本来観察したいモアレＭは、第１表示線２１と第２表示線４１との干渉によって観察されるモアレである。しかし、第１表示線２１のみ、及び、第２表示線４１のみであっても条件によっては不要なモアレ（余分なノイズ像）が発生する。第２表示線４１の側面部、すなわち、第２表示線４１の第２非表示領域４２側に存在する端面部において散乱して観察者側へ戻る光によって第２表示線４１の不要なモアレが発生すると、本来見せたいモアレＭと干渉してモアレＭを観察する邪魔になっていると考えられる。よって、反射層５０が第２非表示領域４２を埋めるように設けられることにより、上記現象を回避でき、モアレＭをより鮮明に観察できる。
上記理由から、反射層５０は、少なくとも第２非表示領域４２に設けられていればよいが、図２に示すように、第２表示線４１の裏面側を覆うように設けられていることが望ましい。この理由は、第２表示線４１の裏面側のエッジ部分からの光の跳ね返りが抑えられ、周期性のある跳ね返り光の主要成分が消せるからである。

粘着層６１は、第１反射防止層７０を第１の層２０上及び第２の層３０上に貼り付けるための粘着剤の層である。粘着層６１は、例えば、ＰＭＭＡ、ウレタン、シリコーン等を用いて構成することができる。
粘着層６１の層厚は、０．５μｍ以上、５０μｍ以下とすることが、望ましい。粘着層６１の層厚が０．５μｍ未満だと、均一加工が難しい上、下地の凹凸を吸収できないからである。また、粘着層６１の層厚が５０μｍより厚くなると、厚塗り加工時の溶剤除去に手間取る上、コスト高になるからである。
また、粘着層６１は、第１反射防止層７０が設けられている範囲と同じ範囲にのみ設けられている。

図３は、図２中の範囲Ｃを拡大して示した図である。
第１反射防止層７０は、マーク２と、モアレ表示領域３、４との上にこれらを覆い、かつ、これらよりも僅かに大きい範囲に島状に設けられている。具体的には、第１反射防止層７０は、マーク２よりも片側（半径）で２～３ｍｍ大きい範囲に島状に設けられている。同様に、第１反射防止層７０は、モアレ表示領域３、４よりも片側（片側の拡大幅）で２～３ｍｍ大きい範囲に島状に設けられている。
第１反射防止層７０を島状に設け、他の部位には第１反射防止層７０を設けないことにより、必要に応じて後から容易に第１反射防止層７０を設けることができる。また、太陽光線等の強い光が１つの島状の第１反射防止層７０のみに入射した際、第１反射防止層７０（第１反射防止層基材７１を含む）が繋がっていると、第１反射防止層基材７１が導光板となって他の島状の第１反射防止層７０に伝搬されて他の島にも影響が及ぶことを未然に防止することができる。

第１反射防止層７０は、透明フィルム材である第１反射防止層基材７１に、透過光に１／４波長分の位相差を付与する１／４波長板７２、直線偏光子７３を順次積層して構成される。第１反射防止層７０は、第１反射防止層基材７１に設けられた粘着層６１により第１の層２０上及び第２の層３０上に配置される。この第１反射防止層７０は、外来光を直線偏光子７３により直線偏光に偏光した後、続く１／４波長板により円偏光に変換する。この円偏光に変換された外来光は、第１の層２０及び第２の層３０における反射により回転方向が逆向きとなり、さらに、１／４波長板７２により直線偏光に変換される。ここで、反射光の円偏光の回転方向が入射時とは逆向きであることから、１／４波長板７２により直線偏光に変換される直線偏光の向きは、入射時に直線偏光に変換されたときの向きと直交する向きとなる。したがって、反射光が変換された直線偏光は、直線偏光子７３によって遮光されて、効率よく反射光を減少させることができる。

第１反射防止層基材７１は、第１の層２０及び第２の層３０を観察できるように、透明な樹脂により構成されている。

１／４波長板７２は、液晶材料、フィルム材等により作製することができる。フィルム材としては、シクロオレフィンポリマーの延伸フィルム、アクリル系の延伸フィルム等を適用することができる。また、液晶材料を用いる場合には、液晶材料の配向に供する配向膜が作製された後、塗工液が塗布され、その後、乾燥、硬化して作製される。

粘着層６２は、第２反射防止層８０を第１反射防止層７０上に貼り付けるための粘着剤の層であり、先に説明した粘着層６１と同様な材料を用いることができる。

第２反射防止層８０は、粘着層６２を介して、第１反射防止層７０と同じ大きさで、すなわち島状の形態で第１反射防止層７０の上に設けられており、いわゆるＡＲ（反射防止）効果を発揮する。第２反射防止層８０は、例えば、特許第３３３２４８２号、特許第４７１２２３６号等に記載されている反射防止フィルムを適用することができ、本実施形態では、その中の一形態を利用している。第２反射防止層８０を島状に設けることにより、上述した第１反射防止層７０を島状に設けることにより得られる効果と同様な効果を得ることができる。
第２反射防止層８０は、第２反射防止層基材８１と、高屈折率層８２と、低屈折率層８３とを有している。

第２反射防止層基材８１は、一方の面に粘着層６２が積層されており、他方の面に高屈折率層８２が積層されている。第２反射防止層基材８１は、第１の層２０及び第２の層３０を観察できるように、透明な樹脂により構成されている。

本実施形態では、可視光下でマーカー１が利用されることを想定しており、粘着層６１と、粘着層６２と、第２反射防止層基材８１とは、白色光に対して透明となるように構成されている。具体的には、粘着層６１と、粘着層６２と、第２反射防止層基材８１とは、それぞれ、光の波長が４００ｎｍ～７００ｎｍの領域における、全光線透過率が９０％以上とすることが望ましい。第１反射防止層７０は直線偏光板を含むので全光線透過率は４０％以上とすることが望ましい。より望ましくは、粘着層６１と、第１反射防止層７０と、粘着層６２と、第２反射防止層基材８１とをまとめて測定した状態において、光の波長が４００ｎｍ～７００ｎｍの領域における、全光線透過率が３０％以上とすることが望ましい。

第２反射防止層基材８１の層厚は、７μｍ以上、２５０μｍ以下とすることが、望ましい。第２反射防止層基材８１の層厚が７μｍ未満だと、ラミネーション加工が難しいからである。また、第２反射防止層基材８１の層厚が２５０μｍより厚くなると、嵩や重量が大きくなりすぎる上、コスト高になるからである。
また、第２反射防止層基材８１の屈折率は１．４５以上、１．５５以下であることが好ましい。
また、第２反射防止層基材８１は、その上に形成される高屈折率層８２及び低屈折率層８３よりも相対的に厚みが厚いものであることが必要である。その理由は、第２反射防止層基材８１が薄いと、光の干渉の式に関する項として取り扱う必要があるが、第２反射防止層基材８１が厚いとこの項を無視することができるからである。

高屈折率層８２は、相対的に低屈折率層８３よりも屈折率が高い層であり、第２反射防止層基材８１上に設けられている。
低屈折率層８３は、相対的に高屈折率層８２よりも屈折率が低い層であり、高屈折率層８２上に設けられている。
なお、本実施形態では、高屈折率層８２と低屈折率層８３との２層が積層されている構成を例示したが、特許第３３３２４８２号、特許第４７１２２３６号等に記載されている各種構成を適用することができる。

また、粘着層６１と、第１反射防止層７０と、粘着層６２と、第２反射防止層基材８１とを合わせた特性として、全光線透過率が１０％以上であることが望ましい。この全光線透過率が１０％未満だと、十分な光量が確保できないからである。

図４は、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０の効果を示すグラフである。
第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０を設けることによる効果を確認するために、実際にマーカーを第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０の有無で２種類作製した。さらに、比較のため、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０の代わりに表面に微細凹凸形状が賦形されたいわゆるマットフィルムを貼り付けたマーカーを作製した。そして、３種類のマーカーのマーク２の位置に対して反射光が強くカメラに戻ってくるように照明を当ててこれらを撮影し、マーク２の白黒反転する部位付近の光強度の位置による変化を数値化して図４に示した。図中のＬ１は、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０が設けられていない、すなわちマーク２の表面に何も設けていないマーカーの結果である。Ｌ２は、マットフィルムを貼り付けたマーカーの結果である。Ｌ３は、本実施形態のマーカー、すなわち、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０が設けられているマーカーの結果である。

図４に示すように、マーク２の表面に何も設けていないマーカーの結果（Ｌ１）では、照明光の反射がそのまま波形として表れており（画素位置 ０．１０～０．３０ 付近）、マーク２の形状に対応する波形は見られなかった。なお、第２反射防止層８０がない場合の光強度が強すぎ、計測限界（２．５０Ｅ＋０２）を超えている。
マットフィルムを設けたマーカーの結果（Ｌ２）では、マーク２の位置に対応して白色部分の光強度（画素位置 ０～０．２５ 付近）と黒色部分の光強度（画素位置 ０．２５～０．３５ 付近）とを分けて認識可能なデータが得られた。しかし、マットフィルムによる光の拡散作用によって、黒が浮いている（画素位置 ０．２５～０．３５ 付近）、言い換えると、黒色部分の光強度が高くなっていることが分かる。黒が浮く理由は、マットフィルムの拡散作用によって白色部分の光が黒色部分に侵入して来るためと考えられる。黒色部分の光強度が大きくなるとコントラストが低下するから、マーク２を撮影して位置検出を行う場合に検出精度の低下が懸念される。
これらに対して、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０が設けられているマーカーの結果（Ｌ３）では、マーク２の位置に対応して適切に白色部分の光強度（画素位置 ０～０．２５ 付近）と黒色部分の光強度（画素位置 ０．２５～０．３５ 付近）とを分けて認識可能なデータが得られた。
また、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０が設けられているマーカーの結果（Ｌ３）では、全体として光強度が低下しているが、これにより特に黒色の光強度の低下が顕著（画素位置 ０．２５～０．３５ 付近）である。よって、得られる映像のコントラストが非常に良好となり、位置検出をより精度よく行うことができる。
図４を見て分かる通り、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０をマーク２とその周辺部を跨ぐように配置すれば、マークの形状（輪郭）を鮮明にカメラで捉えることができる。
なお、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０をマーク２と同じ形状及び大きさで、マーク２上のみに配置した場合は、透明な基材層の部分や１／４波長板が導光板の働きをしてしまうので、透明な基材層の部分や１／４波長板の端部から光が放出されて、マークの形状（輪郭）が不鮮明になってしまう不具合が生じる。

次に、本実施形態のマーカー１の使用方法の一例を説明する。
図５は、マーカー１を斜め方向から見た状態を示す図である。図５は、図２中に矢印Ｂで示した斜め方向からマーカー１を観察しているが、図１中の上下方向については傾かずに観察している状態を例示した。
マーカー１をその法線方向から傾いた斜め方向から観察すると、例えば、図５に示すように、モアレ表示領域３のモアレＭがモアレ表示領域３の長手方向で移動して観察される。なお、マーカー１をその法線方向からモアレ表示領域４の長手方向に傾いた上下の斜め方向から観察すれば、モアレ表示領域４のモアレＭがモアレ表示領域４の長手方向で移動して観察される。よって、モアレ表示領域３のモアレＭとモアレ表示領域４のモアレＭとの双方を観察することにより、マーカー１と観察位置との相対的な位置（傾きの角度）を正確に検出することができる。すなわち、マーカー１は、撮像部及び演算部と組み合わせて用いることにより、角度センサの一部を構成することができる。

ここで、モアレＭは、観察位置がマーカー１の法線方向から大きくずれた位置に移動すると、別のモアレが観察されるようになり、モアレが次々に観察される。したがって、観察位置がマーカー１の法線方向から大きくずれた位置にある場合には、正しい位置検出ができない場合がある。
しかし、本実施形態のマーカー１は、マーク２を備えている。マーク２による位置検出は、観察位置がマーカー１の法線方向から大きくずれた位置にあっても位置検出が可能である。一方、モアレ表示領域３、４を用いた位置検出は、マーク２による位置検出よりもさらに高い精度で位置検出が可能である。したがって、マーク２を用いた位置検出と、モアレ表示領域３、４を用いた位置検出とを併用することによって、モアレ表示領域３、４のみを用いる場合よりも、適用範囲を拡大することができる。すなわち、観察位置がマーカー１の法線方向から大きくずれた位置にあってもマーク２によって位置検出を行い、その検出結果に応じて観察位置を自動的に移動して、最終的な高精度な位置制御が必要な段階で、モアレ表示領域３、４を用いた位置検出を行うことができる。

そして、上述したように観察位置とマーカー１との相対的な位置は、様々な位置関係となることが想定される。よって、照明光や太陽光等が観察位置に向かって正反射するような位置関係となる場合もある。そのような場合であっても、本実施形態のマーカー１は、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０を有しているので、反射光を適切に拡散することができ、マーカーのマーク２、及び、モアレ表示領域３、４を観察可能な状況を増やすことができる。

以上説明したように、本実施形態のマーカー１によれば、照明光や太陽光によってマーカー１の示す指標等の認識が困難となる状況を改善することができ、太陽光や照明光等がマーカーに当たるような環境下であっても、認識しやすいマーカーを提供できる。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。

（１）実施形態において、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０は、シート状の部材を貼り付ける例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０を形成する層を直接、積層する等して構成してもよい。

（２）実施形態において、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０の２種類の反射防止層を設ける例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、第２反射防止層８０を省略してもよい。

（３）第２反射防止層８０は、いわゆるＡＲ（反射防止）効果を発揮する層を設ける例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、第２反射防止層として微細凹凸を備えたマットフィルム等を設けてもよい。

（４）実施形態において、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０は、部分的に島状に設ける例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、第１反射防止層７０及び第２反射防止層８０は、マーカーの全面に設けてもよい。

（５）実施形態において、第１の層２０を黒色とし、第２の層３０を白色として構成する例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、図６に示すように、第１の層２０を白色とし、第２の層３０を黒色としてもよいし、黒と白の組み合わせに限らず、青と黄色等、他の色を組み合わせて構成してもよい。さらに、第３の色に観察される第３の層を追加する等して、３色以上で観察されるより多くの層が積層された構成としてもよい。また、本発明における色の違いには、ＲＧＢの組み合わせにより表現される色彩の違いに限らず、単色の多階調表現による違いも含めることができる。

１ マーカー
２ マーク
３ モアレ表示領域
４ モアレ表示領域
１０ 基材層
２０ 第１の層
２１ 第１表示線
２２ 第１非表示領域
２３ 第１パターン
３０ 第２の層
３１ 開口部
３２ 開口部
４０ 第３の層
４１ 第２表示線
４２ 第２非表示領域
４３ 第２パターン
５０ 反射層
６１ 粘着層
６２ 粘着層
７０ 第１反射防止層
７１ 第１反射防止層基材
７２ １／４波長板
７３ 直線偏光子
８０ 第２反射防止層
８１ 第２反射防止層基材
８２ 高屈折率層
８３ 低屈折率層

Claims (6)

1. 観察位置に対する距離と、観察位置に対する相対的な傾きの角度との少なくとも一方を検出するために用いられるマーカーであって、
   独立した形状として観察可能なマークが少なくとも３箇所に間隔を空けて配置されており、
   観察側から、少なくとも直線偏光子と、透過光に１／４波長分の位相差を付与する１／４波長板とがこの順で積層された第１反射防止層を備え、
   前記第１反射防止層は、前記マークを覆い、かつ、前記マークよりも大きい範囲に島状に設けられているマーカー。
2. 請求項１に記載のマーカーにおいて、
   前記第１反射防止層よりも観察側に、第２反射防止層を備えること、
   を特徴とするマーカー。
3. 請求項１又は請求項２に記載のマーカーにおいて、
   前記第１反射防止層は、前記マークとその周辺部の境界とを跨いで設けられていること、
   を特徴とするマーカー。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載のマーカーにおいて、
   透明な基材層と、
   前記基材層の一方の面上の少なくとも一部の領域に設けられ、複数の第１表示線が一定の配列方向に万線状に等間隔で配列された第１パターンと、
   前記基材層の厚さ方向において前記第１パターンと間隔を空けて設けられ、複数の第２表示線が前記一定の配列方向に万線状に等間隔で配列された第２パターンと、
   を備え、
   前記第１パターンと前記第２パターンとの組み合わせによってモアレを表示するモアレ表示領域を有すること、
   を特徴とするマーカー。
5. 請求項４に記載のマーカーにおいて、
   前記直線偏光子及び前記１／４波長板は、前記モアレ表示領域を覆い、かつ、前記モアレ表示領域よりも大きい範囲に島状に設けられていること、
   を特徴とするマーカー。
6. 請求項５に記載のマーカーにおいて、
   前記直線偏光子及び前記１／４波長板は、前記モアレ表示領域とその周辺部の境界とを跨いで設けられていること、
   を特徴とするマーカー。

Images