(57)【要約】      （修正有）【課題】２次元バーコード等の問題点を克服することのできる新たなタイプの情報伝達の仕組を提供する。【解決手段】表示面１１の各セルの奥行きを、制御装置２の制御信号に応じて表示内容を変化させることにより情報を表示する情報表示装置１と、前記表示面の各セルの３次元座標をコヒーレント光によるスペックルパターンから測定し、前記表示面の各セルの奥行きの変化を判定し、セル毎の表示状態から，変換テーブルを参照して対応する情報に変換する情報読取装置５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面の奥行きの変化により情報を表示する情報表示装置と、
前記表示面の３次元座標を測定し、前記表示面の奥行きの変化から、対応する情報に変換する情報読取装置と
を備えたことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項２】
請求項１に記載の情報伝達システムにおいて、
前記表示面は、固定的に情報を表示する
ことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項３】
請求項１に記載の情報伝達システムにおいて、
前記情報表示装置は、表示する情報に基づいて前記表示面の奥行きを変化させる機構部と、
前記機構部の動作を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項４】
請求項３に記載の情報伝達システムにおいて、
前記制御装置は、表示する情報を分割した情報に応じた制御信号を順次に前記機構部に与え、前記表示面の奥行きを変化させる
ことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項５】
請求項３または４のいずれか一項に記載の情報伝達システムにおいて、
前記制御装置の動作を遠隔制御するセンタ制御装置
を備えたことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか一項に記載の情報伝達システムにおいて、
前記機構部は、
両端が固定され、ねじれ変形が可能なヒンジ片と、
前記ヒンジ片の両側に固定され、電磁力により駆動されるヨーク片と、
前記ヒンジ片の中央部に軸止されたプレートと
を備えたことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項７】
請求項３乃至５のいずれか一項に記載の情報伝達システムにおいて、
前記機構部は、
前記表示面と垂直方向に端面が前進後退するアクチュエータ
を備えたことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項８】
請求項１に記載の情報伝達システムにおいて、
前記情報読取装置は、前記表示面の奥行きの変化が面の凹凸による場合には、奥行き方向の座標の変化から表示内容を読み取る
ことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項９】
請求項１に記載の情報伝達システムにおいて、
前記情報読取装置は、前記表示面の奥行きの変化が面の傾斜による場合には、面内における奥行き方向の座標の変化から法線方向を判断し、当該法線方向から表示内容を読み取る
ことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の情報伝達システムにおいて、
前記情報読取装置は、前記表示面の奥行きの変化が面の傾斜による場合には、面の所定部位の奥行き方向の座標の変化から表示内容を読み取る
ことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の情報伝達システムにおいて、
前記情報読取装置は、前記表示面の３次元座標を測定する３次元測定部を備え、
前記３次元測定部は、
コヒーレント光を所定の視野範囲に照射する照明部と、
所定の視野範囲を撮像する撮像部と、
前記撮像部により得られた画像に含まれるスペックルパターンから画像の各点における３次元座標を計算する計算部と
を備えたことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の情報伝達システムにおいて、
前記情報読取装置は、前記表示面の３次元座標を測定する３次元測定部を備え、
前記３次元測定部は、
スキャン光を所定の視野範囲に照射する照射部と、
前記スキャン光の反射光を受光する受光部と、
前記スキャン光と前記反射光の時間差から所定の視野範囲の各点における３次元座標を計算する計算部と
を備えたことを特徴とする情報伝達システム。
【請求項１３】
奥行きの変化により情報を表示する表示面
を備えたことを特徴とする情報表示装置。
【請求項１４】
奥行きの変化により情報を表示する表示面を備えた情報表示装置から前記表示面の３次元座標を測定し、前記表示面の奥行きの変化から、対応する情報に変換する
ことを特徴とする情報読取装置。
【請求項１５】
奥行きの変化により情報を表示する表示面を備えた情報表示装置から前記表示面の３次元座標を測定し、前記表示面の奥行きの変化から、対応する情報に変換する工程
を備えたことを特徴とする情報読取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の情報を非接触で伝達する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報を非接触で伝達する仕組として、ＱＲコード（登録商標）等の２次元バーコードを用いた手法が知られている（特許文献１等を参照。）。例えば、チラシに印刷された２次元バーコードを携帯端末等によって読み込み、読み込んだ情報に含まれるＵＲＬ（Uniform Resource Locator）に基づいてネットワーク経由でサーバにアクセスし、クーポン等の情報を取得するといった使われ方がされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した２次元バーコードを用いた情報の伝達は、簡便で使い勝手のよいものであったが、情報の書き換えが困難であるとともに、２次元バーコードに直接に載せられる情報量には限界があり、一般にはＵＲＬを載せる程度にしか用いられていない。
【０００４】
また、ＵＲＬによりネットワーク経由でサーバにアクセスする用いられ方となるため、ネットワークに接続できない状況では所望の情報を取得することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、２次元バーコード等の問題点を克服することのできる新たなタイプの情報伝達の仕組を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明にあっては、表示面の奥行きの変化により情報を表示する情報表示装置と、前記表示面の３次元座標を測定し、前記表示面の奥行きの変化から、対応する情報に変換する情報読取装置とを備えるようにしている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にあっては、２次元バーコード等の問題点を克服することができ、新たなタイプの情報伝達の仕組を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる情報伝達システムの構成例を示す図である。
【図２】情報表示装置の表示面の正面外観の例を示す図である。
【図３】情報表示装置の各セルを固定で設定する場合の例を示す図である。
【図４】情報表示装置の各セルの状態を変更可能にする場合の例を示す図である。
【図５】制御装置の構成例を示す図である。
【図６】情報読取装置の構成例を示す図である。
【図７】３次元光測定部の構成例を示す図である。
【図８】実施形態の処理例を示すフローチャートである。
【図９】変換テーブルの例を示す図（その１）である。
【図１０】変換テーブルの例を示す図（その２）である。
【図１１】判定テーブルの例を示す図（その１）である。
【図１２】判定テーブルの例を示す図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。
【００１０】
＜構成＞
図１は本発明の一実施形態にかかる情報伝達システムの構成例を示す図である。３つのタイプを例示しているが、これらに限られない。
【００１１】
図１（ａ）は、表示面１１を有する情報表示装置１が固定的に情報を表示するタイプを示している。情報表示装置１は任意の場所（例えば、施設の壁面等）に設置され、この情報表示装置１に対し情報読取装置５の３次元光測定の視野を向けて測定を行うことで、情報表示装置１の表示面１１に表示された情報を読み取るものである。
【００１２】
図１（ｂ）は、情報表示装置１の表示動作を制御する制御装置２を設けたタイプを示している。この場合、情報表示装置１の表示面１１は、制御装置２からの制御信号に応じて、表示面１１を構成する機構部により表示内容を変化させることができるようになっている。表示内容の変化は、一度の読取操作の時間を超える長いスパンで行う場合（例えば、１日に１回、表示内容を変化させる等）と、一度の読取操作での情報量を増大させるために、情報を分割し、分割した情報に応じて順次に情報内容を変化させる場合とがある。
【００１３】
図１（ｃ）は、制御装置２の動作をインターネット等のネットワーク３を介して遠隔制御するセンタ制御装置４を設けたタイプを示している。この場合、情報表示装置１での表示内容をセンタ制御装置４側で自由に変更することが可能となる。
【００１４】
図２は情報表示装置１の表示面１１の正面外観の例を示す図である。伝達する情報量を考慮した多数のセルから構成される場合を例示しているが、情報を分割して表示する場合には、最小で１個のセルでもよい。
【００１５】
図３は情報表示装置１の各セルを固定で設定する場合の例を示す図であり、図１（ａ）のタイプに適用されるものである。
【００１６】
図３（ａ）は、白抜き矢印で示す３次元光測定の方向に対し、平坦な面の奥行きを変化させることにより情報を表現したものである。例えば、奥行きが遠い（セルの基部からの長さが短い）場合を「０」、奥行きが近い（セルの基部からの長さが長い）場合を「１」に対応付ければ、図示の例では「００１」を表わすことになる。また、奥行きを更に多くの段階に細分化すれば、表現できる情報を増大させることができる。
【００１７】
図３（ｂ）は、白抜き矢印で示す３次元光測定の方向に対し、奥行きを変化させて形成した傾斜面の法線方向により情報を表現したものである。例えば、向かって左方向を法線が向く場合を「０」、右方向を法線が向く場合を「１」に対応付ければ、図示の例では「００１」を表わすことになる。また、法線方向を更に多くの段階に細分化すれば、表現できる情報を増大させることができる。
【００１８】
図３（ｃ）は、白抜き矢印で示す３次元光測定の方向に対し、中央部の奥行きを変化させて形成した突起の有無により情報を表現したものである。例えば、突起がない場合を「０」、突起がある場合を「１」に対応付ければ、図示の例では「００１」を表わすことになる。また、突起の高さを更に多くの段階に細分化すれば、表現できる情報を増大させることができる。
【００１９】
図４は情報表示装置１の各セルの状態を変更可能にする場合の例を示す図であり、図１（ｂ）（ｃ）のタイプに適用されるものである。
【００２０】
図４（ａ）は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等に用いられる静電駆動機構を用いた例を示している。各セルについて、基板１０１には、ねじれ変形が可能なヒンジ片１０３の両端が固定部１０２により固定され、ヒンジ片１０３の両側にはヨーク片１０４が固定され、ヒンジ片１０３の中央部には軸１０５によりプレート１０６が固定されている。これにより、基板１０１上の図示しない電極に駆動電圧を印加することにより、ヨーク片１０４との間に駆動電圧の極性に応じた静電力が作用し、ヒンジ片１０３をねじれ変形させ、プレート１０６をヒンジ片１０３の軸を中心に回転傾斜させる。図の左側のセルのプレート１０６は左上角が手前に飛び出し、右側のセルは右下角が手前に飛び出した状態を示している。なお、静電力を用いる場合について説明したが、磁力を用いてもよいし、モータ等によりプレートを駆動する形式でもよい。また、プレート１０６の傾斜角度を更に多くの段階に細分化すれば、表現できる情報を増大させることができる。
【００２１】
図４（ｂ）は、ソレノイドアクチュエータ等によりセルを構成する場合の例を示しており、セルを側方から見た状態を示している。各セルは、固定部１１１に対して可動部１１２がスライドして、白抜き矢印で示す３次元光測定の方向に対し、可動部１１２の端面が前進後退するようになっている。可動部１１２の端面が位置Ｐ１にある時と位置Ｐ２にある時により、表示する情報を変えることができる。なお、可動部１１２の端面の正面形状は矩形でも円形でもよい。
【００２２】
図４（ｃ）は、図４（ｂ）の可動部１１２から更に可動部１１３を前進後退可能にしたものである。可動部１１２の端面が前進した状態と後退した状態、可動部１１３の端面が前進した状態と後退した状態の計４通りの状態に、表示する情報を変えることができる。なお、可動部１１３の端面の正面形状は矩形でも円形でもよい。
【００２３】
図５は制御装置２の構成例を示す図である。制御装置２は、主にソフトウェア（コンピュータプログラム）により構成される機能部として、対象データ入力部２１と制御データ変換部２３と制御信号出力部２５とを備えている。対象データ入力部２１は、外部（センタ制御装置４を含む）から伝達の対象となる情報を入力し、内部の記憶領域に対象データ２２として保持する機能を有している。制御データ変換部２３は、対象データ２２を読み込み、変換テーブル２４を参照して制御データに変換する機能を有している。制御データ変換部２３は、対象データ２２が一度の表示では処理できないサイズとなる場合、処理可能な所定サイズ以内に分割し、分割した対象データについて処理を繰り返し行う。制御信号出力部２５は、制御データ変換部２３により生成された制御データを機構部（図４）に対する制御信号として出力する機能を有している。
【００２４】
図６は情報読取装置５の構成例を示す図である。情報読取装置５は、独立したモジュールである３次元光測定部５１と、主にソフトウェアにより構成される機能部である、セル認識部５２とセル奥行き／法線算出部５３とセル表示状態判定部５４とデータ変換部５６と変換データ出力部５８とを備えている。
【００２５】
３次元光測定部５１は、情報表示装置１の表示面１１の３次元座標を測定する機能を有している。３次元光測定部５１としては、後述するように、コヒーレント光によるスペックルパターンから視野内の画像の各点における３次元座標を計算する方式や、スキャン光とその反射光の時間差から視野内の各点における３次元座標を計算する方式等を用いることができる。
【００２６】
セル認識部５２は、３次元光測定部５１から得られる視野内の各点における３次元座標から情報表示装置１の表示面１１の各セルを認識する機能を有している。セル奥行き／法線算出部５３は、セル認識部５２により認識された各セル内の各点の３次元座標から、セルの表面が平坦である場合には基準面（例えば、情報表示装置１の表示面１１の基準面）からの奥行きを求め、セルの表面が傾斜するものである場合には基準方向（例えば、情報表示装置１の表示面１１の法線方向）に対する法線方向を求めたり、セルの面内の代表点（例えば、駆動されるプレートの角部）の基準面からの奥行きを求めたりする機能を有している。法線方向は、２つの状態に限定される場合には、角度ではなく、正・負という認識でもよい。セルの表面が平坦である場合の奥行きとしては、セルの面内の代表点における奥行きから求めたり、面内の各点の奥行きの平均値から求めたりすることができる。法線方向としては、セルの面内の奥行きの変化から求めることができる。
【００２７】
セル表示状態判定部５４は、セル奥行き／法線算出部５３の算出したセル毎の奥行きもしくは法線方向に基づき、判定テーブル５５を参照して各セルの表示状態を判定する機能を有している。データ変換部５６は、セル表示状態判定部５４の判定したセル毎の表示状態から、変換テーブル５７を参照して対応するデータに変換する機能を有している。変換データ出力部５８は、データ変換部５６の変換したデータを出力する機能を有している。なお、情報表示装置１の表示面１１が量の多い対象情報を分割して表示し、それを読み取る場合には、セル認識部５２、セル奥行き／法線算出部５３、セル表示状態判定部５４、データ変換部５６は、一体となる対象情報を構成する部分情報について処理を繰り返し、変換データ出力部５８は最終的に得られた対象情報を出力する。
【００２８】
図７は３次元光測定部５１の構成例を示す図であり、図７（ａ）はコヒーレント光によるスペックルパターンから視野内の画像の各点における３次元座標を計算する方式に対応する構成である。３次元光測定部５１は、コヒーレント光を所定の視野範囲に照射する照明部５１１と、所定の視野範囲を撮像する撮像部５１２と、この撮像部５１２により得られた画像に含まれるスペックルパターンから画像の各点における３次元座標を計算する３次元座標計算部５１３とを備えている。スペックルパターンを用いた３次元測定については、特表２００９−５３１６５５号公報に詳しい記載がある。
【００２９】
図７（ｂ）は、スキャン光とその反射光の時間差から視野内の各点における３次元座標を計算する方式に対応する３次元光測定部５１の構成である。３次元光測定部５１は、スキャン光を所定の視野範囲に照射するスキャン光照射部５１４と、スキャン光の対象物による反射光を受光する反射光受光部５１５と、スキャン光と反射光の時間差から所定の視野範囲の各点における３次元座標を計算する３次元座標計算部５１６とを備えている。
【００３０】
＜動作＞
図８は上記の実施形態の処理例を示すフローチャートである。
【００３１】
図８において、情報表示装置１の表示面１１が固定的に情報を表示する場合、そのまま情報の表示が行われる（ステップＳ３）。
【００３２】
制御装置２により情報表示装置１の表示面１１の制御が行われる場合、制御装置２の制御データ変換部２３は、対象データ２２を読み込み、変換テーブル２４を参照して制御データに変換する（ステップＳ１）。
【００３３】
図９は変換テーブル２４の例を示す図であり、図４（ａ）に示したセルのプレート１０６が傾斜するもので、かつ、２つの状態を表現できる場合に対応している。すなわち、図９（ａ）はプレート１０６をヒンジ片１０３のねじれ軸の方向から見たものであるが、例えば、−１０°に傾斜する場合を状態０、＋１０°に傾斜する場合を状態１としている。この場合、変換テーブル２４は、表示する情報の各ビットについて、ビットが「０」の場合を状態０に、ビットが「１」の場合を状態１に対応付けている。制御データ変換部２３は、表示する情報の各ビットについて、変換テーブル２４を参照し、対応する状態に変換する。
【００３４】
図１０は変換テーブル２４の他の例を示す図であり、図４（ａ）に示したセルのプレート１０６が傾斜するもので、かつ、６つの状態を表現できる場合に対応している。すなわち、図１０（ａ）はプレート１０６をヒンジ片１０３のねじれ軸の方向から見たものであるが、例えば、−２０°に傾斜する場合を状態０、−１０°に傾斜する場合を状態１、−５°に傾斜する場合を状態２、＋５°に傾斜する場合を状態３、＋１０°に傾斜する場合を状態４、＋２０°に傾斜する場合を状態５としている。この場合、変換テーブル２４は、３２通りとなる５ビットのビット列の各組み合わせに対し、３６通りとなる２つのセルの状態の組み合わせのうちの３２通りを対応付けている。制御データ変換部２３は、表示する情報のビット列について、変換テーブル２４を参照し、対応する状態に変換する。
【００３５】
図８に戻り、制御装置２の制御信号出力部２５は、制御データ変換部２３により生成された制御データを機構部（図４）に対する制御信号として出力する（ステップＳ２）。これにより、情報表示装置１の表示面１１は情報を表示する（ステップＳ３）。なお、制御データ変換部２３は、対象データ２２が一度の表示では処理できないサイズとなる場合、処理可能な所定サイズ以内に分割し、分割した対象データについて処理を繰り返し行い、その都度に、制御信号出力部２５は制御信号として出力する。
【００３６】
一方、情報読取装置５の３次元光測定部５１は、情報表示装置１の表示面１１に視野を向けて３次元光測定を行う（ステップＳ４）。
【００３７】
次いで、セル認識部５２は、３次元光測定部５１から得られる視野内の各点における３次元座標から情報表示装置１の表示面１１の各セルを認識する（ステップＳ５）。
【００３８】
次いで、セル奥行き／法線算出部５３は、セル認識部５２により認識された各セル内の各点の３次元座標から、奥行きまたは法線方向を求める（ステップＳ６）。
【００３９】
次いで、セル表示状態判定部５４は、セル奥行き／法線算出部５３の算出したセル毎の奥行きもしくは法線方向に基づき、判定テーブル５５を参照して各セルの表示状態を判定する（ステップＳ７）。
【００４０】
図１１は判定テーブル５５の例を示す図であり、図４（ａ）に示したセルのプレート１０６が傾斜するもので、かつ、２つの状態を表現できる場合に対応している。すなわち、図１１（ａ）に示す状態０、１の角部奥行きまたは法線角度と状態との対応付けを、図１１（ｂ）に示す判定テーブル５５は保持している。セル表示状態判定部５４は、判定テーブル５５を参照し、各セルの状態を判定する。
【００４１】
図１２は判定テーブル５５の他の例を示す図であり、図４（ａ）に示したセルのプレート１０６が傾斜するもので、かつ、６つの状態を表現できる場合に対応している。すなわち、図１２（ａ）に示す状態０〜５の角部奥行きまたは法線角度と状態との対応付けを、図１２（ｂ）に示す判定テーブル５５は保持している。セル表示状態判定部５４は、判定テーブル５５を参照し、各セルの状態を判定する。
【００４２】
図８に戻り、データ変換部５６は、セル表示状態判定部５４の判定したセル毎の表示状態から、変換テーブル５７を参照して対応するデータに変換する（ステップＳ８）。変換テーブル５７は、図９または図１０に示した制御装置２側の変換テーブル２４と同様であり、セルの状態から対応するビットまたはビット列を取得するものである。
【００４３】
次いで、変換データ出力部５８は、データ変換部５６の変換したデータを出力する（ステップＳ９）。なお、情報表示装置１の表示面１１が量の多い対象情報を分割して表示し、それを読み取る場合には、セル認識部５２、セル奥行き／法線算出部５３、セル表示状態判定部５４、データ変換部５６は、一体となる対象情報を構成する部分情報について処理を繰り返し、変換データ出力部５８は最終的に得られた対象情報を出力する。
【００４４】
＜総括＞
以上説明したように、本実施形態によれば、２次元バーコード等の問題点を克服することができ、新たなタイプの情報伝達の仕組を提供することができる。
【００４５】
すなわち、機構部により伝達する情報を自由に書き換えることができる。また、時間経過に沿って表示内容を変化させることで、情報量に限界がなくなり、ネットワークに接続できない状況でも大きな情報の伝達を行うことができる。更に、３次元光測定の方式によっては、近傍でなくても遠方から情報を読み取ることができる。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
【符号の説明】
【００４７】
１        情報表示装置
１１      表示面
２        制御装置
２１      対象データ入力部
２２      対象データ
２３      制御データ変換部
２４      変換テーブル
２５      制御信号出力部
３        ネットワーク
４        センタ制御装置
５        情報読取装置
５１      ３次元光測定部
５２      セル認識部
５３      セル奥行き／法線算出部
５４      セル表示状態判定部
５５      判定テーブル
５６      データ変換部
５７      変換テーブル
５８      変換データ出力部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２０１１−８５７４号公報
【図１】
2015056110.tif 000003
【図２】
2015056110.tif 000004
【図５】
2015056110.tif 000005
【図６】
2015056110.tif 000006
【図７】
2015056110.tif 000007
【図８】
2015056110.tif 000008
【図９】
2015056110.tif 000009
【図１０】
2015056110.tif 000010
【図１１】
2015056110.tif 000011
【図１２】
2015056110.tif 000012
【図３】
2015056110.tif 000013
【図４】
2015056110.tif 000014