(57)【要約】      （修正有）【課題】姿勢判断部における複数の凸部について、隙間の発生を防止し、二色の樹脂で対称に揃った頂角部を形成できる、マーカユニットの製造方法の提供。【解決手段】二色成形により製造されるマーカユニットは、下基板１０上に上基板２０が配置され、上基板が、下基板が露出する露出部２１を有し、露出部内に、姿勢判断部３０を有し、姿勢判断部は、連続する複数の凸部を有し、各凸部は、互いに平行な稜線と、稜線を頂点とする一方の第１傾斜面を含む第１領域と、稜線を頂点とする他方の第２傾斜面を含む第２領域とを有し、第１樹脂と第１金型とを用いて、下基板と第１領域とを成形する第１成形工程と、第２樹脂と第２金型とを用いて、下基板に対して、上基板と第２領域とを成形する第２成形工程とを含み、第１成形工程と第２成形工程において、凸部の稜線のピッチを相対的に狭くする、第１金型と第２金型とを使用する、マーカユニットの製造方法。【選択図】図１
2019042956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二色成形により、下基板と上基板とを含むマーカユニットを製造する方法であって、
前記マーカユニットは、
前記下基板上に、前記上基板が配置され、
前記上基板が、前記下基板が露出する露出部を有し、
前記露出部内に、姿勢判断部を有し、
前記姿勢判断部は、
連続する複数の凸部を有し、
前記各凸部は、
互いに平行な稜線と、前記稜線を頂点とする一方の第１傾斜面を含む第１領域と、前記稜線を頂点とする他方の第２傾斜面を含む第２領域と、を有し、
第１樹脂と第１金型とを用いて、前記下基板と前記第１領域とを成形する第１成形工程と、
第２樹脂と第２金型とを用いて、前記下基板に対して、前記上基板と前記第２領域とを成形する第２成形工程とを含み、
前記第１成形工程と前記第２成形工程において、前記凸部の稜線のピッチを相対的に狭くする、前記第１金型と前記第２金型とを使用することを特徴とするマーカユニットの製造方法。
【請求項２】
前記複数の凸部のうち、
いずれか一つの凸部は、基準凸部であり、前記第１樹脂で形成され、
他の凸部は、前記基準凸部側の領域が、前記第２領域である、請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記第１金型は、前記姿勢判断部の前記凸部１つあたり、前記凸部の第１領域が形成される領域に前記第１樹脂が導入される空洞を形成する駒と、前記凸部の第２領域となる領域を塞ぐ駒とのセットを有し、
前記第２金型は、前記凸部の第１領域の上方を塞ぎ、且つ、前記凸部に隣接する凸部の第２領域となる領域に前記第２樹脂が導入される空洞を形成する駒を有する、請求項１または２記載の製造方法。
【請求項４】
前記姿勢判断部における前記各凸部の稜線が、前記上基板の上面よりも低い、請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マーカユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、二次元コードであるＡＲマーカが一般的である。前記ＡＲマーカは、一般的に、基板上に図形で表わされている。カメラ等の検出機器によって、前記ＡＲマーカを検出すると、前記検出機器に対する前記ＡＲマーカの傾きに依存して、前記検出機器により検知される前記図形の画像が変化する。この変化した画像に基づいて、前記検出機器に対する前記ＡＲマーカの傾き角度（回転角度）が検出される。しかしながら、前記ＡＲマーカのみでは、傾き角度の検出精度が十分ではないという問題があった。
【０００３】
他方、検出精度に優れるＶＭＰ（可変モアレパターン）を搭載した高精度マーカが報告されている。前記ＶＭＰは、前記検出機器から見る角度に応じて、現れる像の形や場所が変位する。前記高精度マーカは、一般的に、四角の基板の四隅に、計測基準となる丸印を有し、前記４つの丸印で囲まれる領域内に、前記ＶＭＰが配置されている。前記高精度マーカでは、まず、四隅の計測基準である丸印が検出されることで、計測領域が把握され、続いて、前記計測領域内の前記ＶＭＰが検知される。しかしながら、前記計測基準によって角度の検知精度は向上するが、回転角度を見失う場合がある。
【０００４】
そこで、前記ＡＲと前記ＶＭＰと前記計測基準とが搭載されたマーカも報告されている（特許文献１）。しかし、このマーカによっては、前記検出機器によりマーカを検出した際、その画像のみからでは前記マーカの向きが判断できないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４５５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、上記のようなマーカを搭載するマーカユニットにおいて、姿勢判断部を設ける形態が検討されている。姿勢判断部とは、例えば、前記マーカユニットが配置された物体の姿勢を判断するためのものである。前記姿勢判断部は、複数の凸部が平行に形成されており、前記各凸部は、稜線と、前記稜線を頂点とする２つの傾斜面を有している。そして、複数の凸部のうち、中央の基準凸部は、黒樹脂で形成され、その他の凸部は、前記稜線から前記基準凸部側が白樹脂で形成され、前記稜線から前記基準凸部とは反対側が黒樹脂で形成されている。つまり、前記各凸部が、中央寄りの半分が白樹脂、残り半分が黒樹脂で形成され、両者の重ね合わせにより頂点が形成されている。前記マーカユニットによれば、前記姿勢判断部における白樹脂で形成された傾斜面と黒樹脂で形成された傾斜面の見え方から、前記マーカユニットの向きを判断することができる。
【０００７】
しかしながら、前記姿勢判断部を二色成形で成形する場合、前記凸部の半分を一色目の樹脂（例えば、黒樹脂）で形成した後、残りの半分を二色目の樹脂で形成した場合、理由は不明であるが、二色目の樹脂（例えば、白樹脂）による形成部の頂点が、一色目の樹脂による形成部の頂点にまで到達しないという問題がある。前記マーカユニットにおける姿勢判断部について、一色目の樹脂と二色目の樹脂とで、頂点を含む頂角部の形状がそろった凸部が形成されていれば、例えば、一方の方向からは、一色目の樹脂の色（例えば、黒樹脂）のみが確認でき、他方の方向からは、二色目の樹脂（例えば、白樹脂）の色のみが確認できるはずである。しかし、前述のように、二色目の樹脂（例えば、白樹脂）による形成部の頂点が、一色目の樹脂による形成部の頂点にまで到達しない場合、一方の方向からは、一色目の樹脂の色（例えば、黒樹脂）のみが確認できても、他方の方向からは、二色目の樹脂（例えば、白樹脂）だけでなく、前記稜線付近に、一色目の樹脂の色（例えば、黒樹脂）が確認されてしまう。これは、前記マーカユニットの向きの判断において、精度の低下につながる。
【０００８】
また、前記姿勢判断部の形成方法としては、白樹脂の成形体と黒樹脂の成形体とを別箇に準備し、両者を嵌め合わせるという方法もある。しかし、この方法では、前記凸部の頂角部において、白樹脂の成形体と黒樹脂の成形体との間で隙間が生じるという問題があり、結果として、マーカユニットの向きの判断において、精度が低下する。
【０００９】
そこで、本発明は、例えば、前記姿勢判断部における複数の凸部について、隙間の発生を防止し、且つ、二色の樹脂で対称に揃った頂角部を形成できる、マーカユニットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明のマーカユニットの製造方法は、
二色成形により、下基板と上基板とを含むマーカユニットを製造する方法であって、
前記マーカユニットは、
前記下基板上に、前記上基板が配置され、
前記上基板が、前記下基板が露出する露出部を有し、
前記露出部内に、姿勢判断部を有し、
前記姿勢判断部は、
連続する複数の凸部を有し、
前記各凸部は、
互いに平行な稜線と、前記稜線を頂点とする一方の第１傾斜面を含む第１領域と、前記稜線を頂点とする他方の第２傾斜面を含む第２領域と、を有し、
第１樹脂と第１金型とを用いて、前記下基板と前記第１領域とを成形する第１成形工程と、
第２樹脂と第２金型とを用いて、前記下基板に対して、前記上基板と前記第２領域とを成形する第２成形工程とを含み、
前記第１成形工程と前記第２成形工程において、前記凸部の稜線のピッチを相対的に狭くする、前記第１金型と前記第２金型とを使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のマーカユニットは、前記凸部の稜線のピッチを相対的に狭くする金型を用いて、二色成形を行うことにより、前記姿勢判断部における複数の凸部について、隙間の発生を防止し、且つ、前記凸部の稜線について、二色の樹脂で対称に揃った頂角部を形成できる。このため、本発明のマーカユニットによれば、前記姿勢判断部の検出により、前記マーカユニットの方向の判断を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（Ａ）は、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る。
【図２】図２（Ａ）は、マーカユニットにおける姿勢判断部を上方向から見た平面図であり、図２（Ｂ）および（Ｃ）は、前記姿勢判断部の断面図である。
【図３】図３は、前記姿勢判断部のその他の例を示す断面図である。
【図４】図４（Ａ）は、本発明の製造方法における第１金型の一例を示す断面図であり、図４（Ｂ）は、本発明の製造方法における第２金型の一例を示す断面図である。
【図５】図５（Ａ）および（Ｂ）は、ピッチの異なる姿勢判断部の断面図である。
【図６】図６は、図２（Ｃ）と同じ前記姿勢判断部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のマーカユニットの製造方法において、例えば、前記複数の凸部のうち、いずれか一つの凸部は、基準凸部であり、前記第１樹脂で形成され、他の凸部は、前記基準凸部側の領域が、前記第２領域である。
【００１４】
本発明のマーカユニットの製造方法において、例えば、前記第１金型は、前記姿勢判断部の前記凸部１つあたり、前記凸部の第１領域が形成される領域に前記第１樹脂が導入される空洞を形成する駒と、前記凸部の第２領域となる領域を塞ぐ駒とのセットを有し、前記第２金型は、前記凸部の第１領域の上方を塞ぎ、且つ、前記凸部に隣接する凸部の第２領域となる領域に前記第２樹脂が導入される空洞を形成する駒を有する。
【００１５】
本発明のマーカユニットの製造方法において、例えば、前記姿勢判断部における前記各凸部の稜線が、前記上基板の上面よりも低い。
【００１６】
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。また、「稜線が平行」とは、略平行の意味を含み、例えば、一方の稜線に対する他方の稜線の角度が±５°以内、好ましくは０°の状態を意味する。
【００１７】
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。
【００１８】
まず、本発明のマーカユニットの製造方法により製造され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る。マーカユニット１は、第１樹脂で形成された下基板１０および第２樹脂で形成された上基板２０を有し、下基板１０の上に上基板２０が一体成形で配置された積層体である。
【００１９】
マーカユニット１は、上面側から検出可能な被検出部として、４つの角部に、４つの検出基準部１２を有する。上基板２０は、下基板１０が露出する貫通孔２２を有する。検出基準部１２は、下基板１０の上表面側の領域であり、上基板２０の貫通孔２２において、マーカユニット１の上面側に露出している。下基板１０は、例えば、図１に示すように、検出基準部１２となる箇所に、上方向に突出する円形の凸部を有し、前記凸部は、上基板２０の貫通孔２２内に位置し、前記凸部の上面が、検出基準部１２となってもよい。
【００２０】
マーカユニット１は、下基板１０が露出する露出部２１（貫通孔ともいう）を有し、露出部２１内に、上面側から検出可能な被検出部として、姿勢判断部３０を有する。姿勢判断部３０は、検出基準部１２の間に位置している。姿勢判断部３０は、連続する複数の凸部３１を有する。
【００２１】
図２に、マーカユニット１における姿勢判断部３０の拡大図を示す。図２（Ａ）は、マーカユニット１における姿勢判断部３０の上面側から見た平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のII−II方向から見た断面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）における姿勢判断部３０の一部（Ｘ領域）を示す断面図である。姿勢判断部３０は、下基板１０の上面側に形成されており、連続する複数の凸部３１を有する。各凸部３１は、互いに平行する稜線３１３を有し、稜線３１３を頂点とする一方の傾斜面（第１傾斜面）３１１１を含む第１領域３１１と、稜線３１３を頂点とする他方の傾斜面（第２傾斜面）３１２１を含む第２領域３１２とからなる。複数の凸部３１は、中央の凸部３１Ｃを基準として、Ａ方向に向かって広がる凸部３１Ａと、Ｂ方向に向かって広がる凸部３１Ｂとを有する。凸部３１Ａと凸部３１Ｂとにおいて、稜線３１１を頂点として、基準となる凸部３１Ｃ側が、第２傾斜面３１２１を含む第２領域３１２であり、反対側の傾斜面が、第１傾斜面３１１１を含む第１領域３１１である。凸部３１Ａと凸部３１Ｂとは、第１領域３１１と第２領域３１２の方向が逆である以外は、同じ構成である。基準となる凸部３１Ｃは、特に制限されず、例えば、前記第１樹脂により、下基板１０と一体化して形成されている。
【００２２】
図２（Ｃ）に示すように、凸部３１は、稜線３１３を頂点とする第１傾斜面３１１１を含む第１領域３１１と、稜線３１３を頂点とする第２傾斜面３１２１を含む第１領域３１２とを含む。凸部３１は、下基板１０上に直接成形されてもよいし、図２（Ｃ）に示すように、下基板１０上に連結部３２を介して成形されてもよい。具体的には、図２（Ｃ）に示すように、前記第１樹脂により、下基板１０と、連結部３２の一部３２１と、凸部３１における第１領域３１１とが、一体化して成形されており、前記第２樹脂により、凸部３１における第２領域３１２と、連結部３２の一部３２２とが、一体化して成形されている。
【００２３】
図２における凸部３１は、第１領域３１１と第２領域３１２とのそれぞれの対向面が、稜線３１３に垂直な面となっているが、一例であり、本発明は、これには制限されない。具体例として、図３に示すように、前記それぞれの対向面が、第２領域３１２の第２傾斜面３１２１側に傾いてもよい。
【００２４】
マーカユニット１は、例えば、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の被設置体に設置される。
【００２５】
つぎに、本発明の製造方法について、一例として、図１に示すマーカユニット１を製造する方法を説明する。
【００２６】
まず、第１樹脂と第１金型とを用いる第１成形工程を行う。前記第１成形工程は、前記第１樹脂と前記第１金型を用いることにより、下基板１０の成形とともに、下基板１０の上面側に、凸部３１における第１傾斜面３１１１を含む第１領域３１１を、成形する工程である。
【００２７】
前記第１成形工程において、前記第１金型は、マーカユニット１において前記第１樹脂によって形成される領域に、前記第１樹脂が導入される空洞を形成するように設定できる。前記第１金型は、例えば、図４（Ａ）に示すような形態があげられる。図４（Ａ）は、図２（Ｂ）に示す、マーカユニット１における姿勢判断部３０に対応する第１金型の概要を示す断面図である。図４（Ａ）に示すように、前記第１金型は、姿勢判断部３０の凸部３１に対応する駒セット４１を有する。駒セット４１は、凸部３１の１つあたり、凸部３１の第１領域３１１に、第１樹脂５０が導入される空洞を形成する駒と、凸部３１の第２領域３１２となる領域を塞ぐ駒４１２とのセットである。前記第１金型を配置して、前記第１金型内の空洞に、第１樹脂５０を導入することによって、下基板１０と、連結部３２の一部３２１と、凸部３１の第１領域３１１とが一体成形される。この際、駒セット４１における、駒４１１と駒４１２との間から、第１樹脂５０の成形時に発生するガスをガス抜きできる。
【００２８】
つぎに、前記第１成形工程後、前記第２樹脂と前記第２金型とを用いる第２成形工程を行う。前記第２成形工程は、前記第２樹脂と前記第２金型とを用いることにより、下基板１０に対して、上基板２０と、凸部３１における第２傾斜面３１２１を含む第２領域３１２とを、成形する工程である。
【００２９】
前記第２成形工程において、前記第２金型は、マーカユニット１において前記第２樹脂によって形成される領域に、前記第２樹脂が導入される空洞を形成するように設定できる。前記第２金型は、例えば、図４（Ｂ）に示すような形態があげられる。図４（Ｂ）は、図２（Ｂ）に示す、マーカユニット１における姿勢判断部３０に対応する第２金型の概要を示す断面図である。図４（Ｂ）に示すように、前記第２金型は、姿勢判断部３０の凸部３１に対応する駒４２を有する。駒４２は、凸部３１の第１領域３１１の上方を塞ぎ、且つ、凸部３１に隣接する凸部３１の第２領域３１２となる領域に第２樹脂６０が導入される空洞を形成する駒である。前記第２金型を配置して、前記第２金型内の空洞に、第２樹脂６０を導入することによって、下基板１０に対して、上基板２０と、連結部３２の一部３２２と、凸部３１の第２領域３１２とが、同時に成形される。連結部３２の一部３２２と、凸部３１の第２領域３１２とは、一体成形される。この際、隣接する駒４２と駒４２との間から、図４（Ｂ）の矢印に示すように、第２樹脂６０の成形時に発生するガスをガス抜きできる。
【００３０】
そして、本発明の製造方法においては、凸部３１について、稜線３１３のピッチが相対的に狭くなるように、前記第１金型および前記第２金型を設定することで、凸部３１について、隙間の発生を防止し、且つ、凸部３１の稜線３１１について、第１樹脂と第２樹脂で対称に揃った頂角部を形成できる。「ピッチが相対的に狭くなる」とは、例えば、任意のピッチの姿勢判断部に対して、その任意のピッチよりも狭くすることを意味し、これによって、前記凸部について、より揃った頂角部を成形できる。具体例として、図５をあげる。図５において、（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、前記姿勢判断部の断面図である。図５（Ｂ）に示す姿勢判断部３０は、図２（Ｂ）と同じ姿勢判断部３０の断面図であり、そのピッチＰ１が、図５（Ａ）の姿勢判断部３０のピッチＰ０と比較して狭くなっている以外、凸部３１の稜線３１３を形成する頂角部の角度は同じである。このため、図５（Ｂ）の姿勢判断部３０は、凸部３１を形成するための、第１金型における駒セットの数、および、第２金型における駒の数を増やすことができる。このため、駒と駒との間の隙間の数が増えるため、より効率のよいガス抜けが可能となる。ガス抜けがより効率よく行えることによって、凸部３１の頂角部となる領域に、第１樹脂および第２樹脂をより効率よく充填することが可能となる。特に、第２樹脂の充填性を向上できる。
【００３１】
姿勢判断部３０の大きさは、特に制限されず、例えば、図６において、以下の大きさが例示できる。図６は、図２（Ｃ）と同じ姿勢判断部３０の一部を示す断面図である。
Ｐ１  姿勢判断部のピッチ  ：  １．２ｍｍ
Ｑ  下基板１０下面から凸部３１の頂点までの高さ  ：  ２．４ｍｍ
Ｒ  下基板１０の厚み  ：  ０．８ｍｍ
Ｓ  凸部３１の高さ  ：  ０．６ｍｍ
【００３２】
前記第１樹脂と前記第２樹脂との組み合わせは、特に制限されず、前記姿勢判断部として機能させるため、両者を判別可能な部材であることが好ましい。判別可能とは、例えば、両者が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。具体例としては、前記下基板を形成する第１樹脂は、例えば、黒色であり、前記上基板を形成する第２樹脂は、例えば、白色である。前記第１樹脂と前記第２樹脂は、例えば、ベースとなる樹脂に着色剤（例えば、マスターバッチ、ドライカラー等）を含有した着色樹脂でもよい。前記ベースとなる樹脂は、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）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等があげられる。
【００３３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明のマーカユニットは、前記凸部の稜線のピッチを相対的に狭くする金型を用いて、二色成形をすることにより、前記姿勢判断部における複数の凸部について、隙間の発生を防止し、且つ、二色の樹脂で対称に揃った頂角部を形成できる。このため、本発明のマーカユニットによれば、前記姿勢判断部の検出により、前記マーカユニットの方向の判断を精度よく行うことができる。
【符号の説明】
【００３５】
１      マーカユニット
１０      下基板
１２      検出基準部
２０      上基板
２２      貫通孔
３０      姿勢判断部
３１      凸部
３１１    第１領域
３１１１  第１傾斜面
３１２    第２領域
３１２１  第２傾斜面
３１３    稜線
３２      連絡部
【図１】
2019042956.tif 000003
【図２】
2019042956.tif 000004
【図３】
2019042956.tif 000005
【図４】
2019042956.tif 000006
【図５】
2019042956.tif 000007
【図６】
2019042956.tif 000008