(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々を識別するための識別記号が格納され、前記識別記号と照合される識別情報を含む光を受光して発電し、受光した光に含まれる前記識別情報が前記識別記号に一致した場合に自身の電力を用いて発光する複数のタグと、
選択対象の前記識別情報の入力に応じて撮影して画像データを生成し、生成した画像データから前記複数のタグのうち少なくとも一つのタグを抽出し、抽出した前記少なくとも一つのタグの位置に前記識別情報を含む走査光を投射し、前記走査光が投射されている期間に取得された前記画像データから前記複数のタグのうちいずれかの前記タグの発光が抽出された場合、発光した前記タグを含む範囲内に目印光を投射する検出装置とを備える表示システム。
【請求項２】
前記複数のタグの各々は、
前記検出装置によって投射された前記走査光を受光し、受光した前記走査光によって発電する光検出素子と、
前記光検出素子によって発電された電力が蓄電される蓄電素子と、
自身の前記識別記号が格納され、前記蓄電素子に蓄電された電力によって起動され、前記光検出素子によって受光された前記走査光に含まれる前記識別情報と前記識別記号とを比較するタグコントローラと、
前記タグコントローラから供給される電力によって発光する発光素子とを有し、
前記タグコントローラは、
前記識別情報と前記識別記号とが一致した場合に、前記発光素子を発光させるための電力を前記発光素子に供給する請求項１に記載の表示システム。
【請求項３】
前記発光素子は、
マイクロＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子、有機ＥＬ（electro-luminescence）素子、および無機ＥＬ（electro-luminescence）素子のいずれかである請求項２に記載の表示システム。
【請求項４】
前記検出装置は、
前記識別情報に入力に応じて撮影指示信号と、前記走査光および前記目印光を投射するための投射条件とを少なくとも生成するコントローラと、
前記コントローラによって生成された前記撮影指示信号に応じて撮影するカメラと、
前記コントローラによって生成された前記投射条件に基づいて投射光を投射するプロジェクタとを備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示システム。
【請求項５】
前記プロジェクタは、
光源と、
前記光源から出射される出射光を変調して反射する表示面を有する位相変調型の空間光変調器と、
前記空間光変調器の表示面で反射された反射光を投射する投射光学系とを含む投射装置とを有する請求項４に記載の表示システム。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記複数のタグに電力供給するための電力供給信号を含む前記走査光の前記投射条件を前記プロジェクタに出力し、
前記プロジェクタは、
前記コントローラからの前記投射条件に基づいて前記電力供給信号を含む前記走査光を投射する請求項４または５に記載の表示システム。
【請求項７】
前記コントローラは、
前記識別情報を受信する受信手段と、
前記識別情報が受信された際に、前記カメラに撮影を指示するための前記撮影指示信号を生成し、前記撮影指示信号に応じて撮影された前記画像データに基づいて前記投射条件を生成する制御条件生成手段と、
前記制御条件生成手段によって生成された前記撮影指示信号を前記カメラに送信し、前記撮影指示信号に応じて前記カメラによって撮影された前記画像データを前記制御条件生成手段に出力する撮像制御手段と、
前記制御条件生成手段によって生成された前記投射条件を前記プロジェクタに出力する投射制御手段とを有し、
前記制御条件生成手段は、
前記撮影指示信号に応じて撮影された前記画像データから前記複数のタグのうち少なくとも一つの前記タグを抽出し、抽出した前記タグの位置に前記走査光を投射するための前記投射条件を生成し、前記走査光が投射されている期間に取得された前記画像データから前記タグの発光が検出された際に、前記タグの発光が検出された位置に前記目印光を投射するための前記投射条件を生成する請求項４乃至６のいずれか一項に記載の表示システム。
【請求項８】
前記制御条件生成手段は、
前記画像データから前記タグの特徴を抽出した場合、前記タグの特徴に基づいて前記タグの位置を特定し、特定した前記タグの位置に前記走査光を投射するための前記投射条件を生成し、
前記走査光が投射されている期間に取得された前記画像データから前記タグの発光が検出された場合、発光が検出された前記タグを含む範囲内に前記目印光を投射するための前記投射条件を生成する請求項７に記載の表示システム。
【請求項９】
前記制御条件生成手段は、
前記画像データから前記タグの特徴を抽出した場合、後続の撮影によって生成された前記画像データから抽出される前記タグの特徴に基づいて前記タグの位置を追跡し続け、追跡中の前記タグの位置に前記走査光を投射するための前記投射条件を生成する請求項７または８に記載の表示システム。
【請求項１０】
各々を識別するための識別記号が格納され、前記識別記号と照合される識別情報を含む光を受光して発電し、受光した光に含まれる前記識別情報が前記識別記号に一致した場合に自身の電力を用いて発光する複数のタグを含む範囲内に目印光を表示させる表示方法であって、
選択対象の前記識別情報の入力に応じて撮影して画像データを生成し、
生成した画像データから前記複数のタグのうち少なくとも一つのタグを抽出し、
抽出した前記少なくとも一つのタグの位置に前記識別情報を含む走査光を投射し、
前記走査光が投射されている期間に取得された前記画像データから前記複数のタグのうちいずれかの前記タグの発光が抽出された場合、発光した前記タグを含む範囲内に前記目印光を投射する表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保管物の管理に用いられる表示システムおよび表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図書館や倉庫などにおいては、保管されている多くの物品（以下、保管物とも呼ぶ）の中から選択対象の保管物（以下、選択対象物とも呼ぶ）を迅速かつ正確に見つけ出すことが求められる。また、図書館や倉庫においては、保管対象の保管物（以下、保管対象物とも呼ぶ）を指定された保管場所に保管する際に、その保管対象物の保管場所を迅速かつ正確に見つけ出すことが求められる。すなわち、図書館や倉庫などにおいては、選択対象物や、保管対象物の保管場所を含めた選択対象の位置を迅速かつ正確に見つけ出すことが求められる。
【０００３】
特許文献１には、検知対象に設けた検知用タグを用いて、検知装置の周辺に検知対象が存在するか否かを検知するシステムについて開示されている。特許文献１の検知用タグは、検知装置から発信された電波を受信し、検知装置から照射された光信号を受光する。特許文献１の検知用タグは、電波を受信したのち、所定時間が経過する前に、さらに検知装置から照射された光信号を受光した場合、受信報告信号を生成し、生成した受信報告信号を検知装置に向けて無線送信する。特許文献１の検知装置は、当該検知装置の周辺領域に向けて電波を発信し、検知用タグの送信手段から送信された受信報告信号を受信し、検知装置を基準として当該検知装置の周囲において予め設定された探索域に向けて光信号を照射する。特許文献１の検知装置は、受信報告信号を受信した際に、その信号の強度に基づいて検知装置から検知対象までの距離を求めると共に、発光素子から照射された光信号の発光方向を検知対象の存在する方向であると特定する。
【０００４】
特許文献１のシステムでは、光信号や電波を安定して送受信するために、検知用タグに電源を実装する必要がある。保管物の管理に特許文献１のシステムを用いる場合、検知用タグを個々の保管物に貼付して管理することが想定される。そのように保管物を管理する場合、検知用タグの電源の容量が不十分になるたびにその検知用タグを交換する必要がある。そのため、保管物の管理に特許文献１のシステムを用いる場合、大量の保管物の各々に貼付された検知用タグの電源の容量をチェックしたり、電源の容量が不十分になった電源を交換したりする作業に多くの手間が掛かる。
【０００５】
特許文献２には、並列状に格納される板状の格納物品に取付けられるタグ装置について開示されている。特許文献２のタグ装置は、外部信号を受信する受信部と、受信部で受信された外部信号に基づいて管理動作を実行するタグ制御部と、平面状に拡がる受光面を有し、受光面で受光した光により発電してタグ制御部に電力を供給する光発電素子と、を備える。
特許文献２の光発電素子は、受光面を、板状の格納物品に対して斜め姿勢でかつ格納物品が格納部に格納された状態で外方に向けた姿勢で、格納物品に取り付けることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９１７１６号公報
【特許文献２】特開２００９−０１２８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２のタグ装置は、発光素子を発光させることによって保管物の位置を報知することができる。しかしながら、特許文献２のタグ装置は、視認できる光を発光し続けるためには光発電素子の受光面を大きくする必要があり、本の背表紙のような面積の小さい箇所に貼付できる程には小型化できなかった。また、特許文献２のタグ装置は、自身の発光によって保管物の位置を報知するため、タグ装置が貼付された保管物の保管先を見つけやすくする用途には使えなかった。
【０００８】
本発明の目的は、上述した課題を解決し、選択対象を迅速かつ正確に見つけ出すことを可能とする目印を表示させる表示システム等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の表示システムは、各々を識別するための識別記号が格納され、識別記号と照合される識別情報を含む光を受光して発電し、受光した光に含まれる識別情報が識別記号に一致した場合に自身の電力を用いて発光する複数のタグと、選択対象の識別情報の入力に応じて撮影して画像データを生成し、生成した画像データから複数のタグのうち少なくとも一つのタグを抽出し、抽出した少なくとも一つのタグの位置に識別情報を含む走査光を投射し、走査光が投射されている期間に取得された画像データから複数のタグのうちいずれかのタグの発光が抽出された場合、発光したタグの貼付された範囲内に目印光を投射する検出装置とを備える。
【００１０】
本発明の一態様の表示方法は、各々を識別するための識別記号が格納され、識別記号と照合される識別情報を含む光を受光して発電し、受光した光に含まれる識別情報が識別記号に一致した場合に自身の電力を用いて発光する複数のタグを含む範囲内に目印光を表示させる表示方法であって、選択対象の識別情報の入力に応じて撮影して画像データを生成し、生成した画像データから複数のタグのうち少なくとも一つのタグを抽出し、抽出した少なくとも一つのタグの位置に識別情報を含む走査光を投射し、走査光が投射されている期間に取得された画像データから複数のタグのうちいずれかのタグの発光が抽出された場合、発光したタグを含む範囲内に目印光を投射する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、選択対象を迅速かつ正確に見つけ出すことを可能とする目印を表示させる表示システム等を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る表示システムの構成の概要を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る表示システムが備えるタグの構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る表示システムが備えるタグの一例の外観を示す概念図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る表示システムが備えるタグの別の一例の外観を示す概念図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る表示システムが備える検出装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の表示システムが備える検出装置の外観の一例を示す概念図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の表示システムが備える検出装置が有するプロジェクタの構成の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の表示システムが備える検出装置が有するプロジェクタの構成の一例を示す概念図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の表示システムが備える検出装置が有するプロジェクタの構成の別の一例を示す概念図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の表示システムが備える検出装置が有するカメラの構成の一例を示す概念図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の表示システムが備える検出装置が有するコントローラの構成の一例を示す概念図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の表示システムによる走査方式の一例について説明するための概念図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態の表示システムによる走査方式の別の一例について説明するための概念図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態の表示システムによる走査光および目印光の投射の一例について説明するための概念図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態の表示システムによる走査光および目印光の投射の別の一例について説明するための概念図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態の表示システムの動作タイミングの一例について説明するためのタイミングチャートである。
【図１７】本発明の第１の実施形態の表示システムの動作タイミングの別の一例について説明するためのタイミングチャートである。
【図１８】本発明の第１の実施形態の表示システムが備える検出装置が有するコントローラに含まれる制御条件生成部の構成の一例を示す概念図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態の表示システムが備えるタグの動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図２０】本発明の第１の実施形態の表示システムが備える検出装置が有するコントローラの動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図２１】本発明の第１の実施形態の表示システムが備える検出装置が有するコントローラの動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図２２】本発明の第１の実施形態の表示システムが備える検出装置が有するプロジェクタの動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図２３】本発明の第１の実施形態の表示システムが備える検出装置が有するカメラの動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図２４】本発明の第１の実施形態の表示システムの適用例１について説明するための概念図である。
【図２５】本発明の第１の実施形態の表示システムの適用例１について説明するための概念図である。
【図２６】本発明の第１の実施形態の表示システムの適用例２について説明するための概念図である。
【図２７】本発明の第１の実施形態の表示システムの適用例３について説明するための概念図である。
【図２８】本発明の各実施形態の表示システムの検出装置に含まれるコントローラのハードウェア構成の一例について説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００１４】
また、図面中の矢印の向きは、光や信号が進行する向きの一例を示すものであり、それらの向きを限定するものではない。図面中の光の進行を示す線は概念的なものであり、実際の光の進行方向の状態を正確に表すものではない。例えば、以下の図面においては、空気と物質との界面における屈折や反射、拡散などによる光の進行方向や状態の変化を省略したり、光束を一本の線で表現したりすることもある。
【００１５】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る表示システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の表示システムは、複数の物品が保管された場所において、所望の物品を迅速かつ正確にピックアップするための目印となる光（目印光とも呼ぶ）を投射するシステムである。
【００１６】
（構成）
図１は、本実施形態の表示システム１の構成の概要を示すブロック図である。図１のように、表示システム１は、複数のタグ１００と検出装置１０を備える。表示システム１は、一例として、図書館に収蔵された本や倉庫に保管された物品（以下、保管物とも呼ぶ）の管理に用いられる。なお、表示システム１は、図書館や倉庫に保管された保管物のみならず、任意の物品の管理に用いることができる。以下において、タグ１００と検出装置１０の各々の構成について個別に説明する。
【００１７】
〔タグ〕
図２は、表示システム１が備えるタグ１００の構成の一例を示すブロック図である。タグ１００は、光検出素子１０１、蓄電素子１０３、タグコントローラ１０５、および発光素子１０７を有する。例えば、タグ１００は、図書館や倉庫に保管された保管物に貼付される。そのため、タグ１００は、タグ１００が貼付される保管物に合わせた大きさに設定されることが望ましい。例えば、図書館の書棚に収納された本の場合、本の背表紙にタグ１００を貼付して管理する。
【００１８】
光検出素子１０１は、蓄電素子１０３とタグコントローラ１０５に接続される。光検出素子１０１は、受光面を有し、その受光面に照射された光を電気に変換する。光検出素子１０１は、変換後の電気を蓄電素子１０３およびタグコントローラ１０５に出力する。例えば、光検出素子１０１は、太陽電池やフォトダイオードによって実現される。
【００１９】
蓄電素子１０３は、光検出素子１０１とタグコントローラ１０５に接続される。蓄電素子１０３には、光検出素子１０１から電気が供給される。蓄電素子１０３は、供給された電気の電圧を平滑化し、電圧が安定化された電気を蓄電する。蓄電素子１０３に蓄電された電気は、タグコントローラ１０５に供給される。蓄電素子１０３からタグコントローラ１０５に供給される電気は直流である。例えば、蓄電素子１０３は、平滑回路やコンデンサを組み合わせることによって実現される。
【００２０】
タグコントローラ１０５は、光検出素子１０１、蓄電素子１０３、および発光素子１０７に接続される。タグコントローラ１０５は、蓄電素子１０３から電力を供給される。タグコントローラ１０５には、各々のタグ１００に固有の識別記号が格納される。タグコントローラ１０５は、一例として、プロセッサとメモリを少なくとも含むマイクロコンピュータによって実現される。
【００２１】
タグコントローラ１０５は、蓄電素子１０３から十分な電力が供給されると起動する。タグコントローラ１０５は、起動すると、光検出素子１０１から供給される電気を電気信号に変換する。タグコントローラ１０５は、変換後の電気信号をデコードし、その電気信号に含まれる識別情報を抽出する。タグコントローラ１０５は、抽出した識別情報と、自身に格納された識別情報とが一致するか判定する。抽出した識別情報と、自身に格納された識別情報とが一致した場合、タグコントローラ１０５は、発光素子１０７に電力を供給する。
【００２２】
発光素子１０７は、タグコントローラ１０５に接続される。発光素子１０７は、タグコントローラ１０５から供給された電力によって発光する。例えば、発光素子１０７は、マイクロＬＥＤ（Light Emitting Diode）や有機ＥＬ（electro-luminescence）素子、無機ＥＬ素子などの発光素子によって実現される。
【００２３】
発光素子１０７は、可視領域や近赤外領域の波長の光を発光する。光検出素子１０１によって発生する起電力は微弱であるため、発光素子１０７は非常に短い時間した発光できない。そのため、発光素子１０７の発光を肉眼で視認することは難しい。本実施形態では、検出装置１０のカメラで高速撮影することで得られた画像データに関して、発光素子１０７の発光に対するコントラストを上げたり、差分をとる処理をすることにより微弱な光を見つけたりすることができる。発光素子１０７は、検出装置１０によって検出できる強度で短時間発光すればよい。また、発光素子１０７の発光は視認できなくてもよいため、発光素子１０７が近赤外領域の波長の光を発光するように構成してもよい。
【００２４】
図３は、光検出素子１０１、蓄電素子１０３、およびタグコントローラ１０５が基板の内部に配置されたタグ１００の一例の外観を示す概念図である。図３には、光検出素子１０１の受光面によって受光された光に応じて発光素子１０７が発光する様子を概念化して図示している。なお、光検出素子１０１に入射する光を示す矢印と、発光素子１０７の発光による光を示す矢印は概念的なものであり、光の強度や進行方向を限定するものではない。図３の構造では、光検出素子１０１の受光面が基板の上面から突出していないため、全体的な厚みを薄くできる。
【００２５】
図４は、光検出素子１０１および蓄電素子１０３が基板の内部に構成され、タグコントローラ１０５が基板の上面に配置されたタグ１００の外観の一例を示す概念図である。図４の例では、光検出素子１０１の受光面によって受光された光に応じて発光素子１０７が発光する様子を図示している。なお、光検出素子１０１に入射する光を示す矢印と、発光素子１０７の発光による光を示す矢印は概念的なものであり、光の強度や進行方向を限定するものではない。図４の構造では、光検出素子１０１を基板の上面に配置し、光検出素子１０１の下方に蓄電素子１０３（図示しない）を配置できるため、図３の構造と比べて厚くなるものの、蓄電素子１０３の容量を大きくできる。
【００２６】
以上が、タグ１００の構成についての説明である。なお、図２〜図４の構成は一例であって、タグ１００の構成をそのままの形態に限定するものではない。
【００２７】
〔検出装置〕
図５は、表示システム１が備える検出装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図６は、検出装置１０の外観の一例を示す概念図である。検出装置１０は、プロジェクタ１１、カメラ１３、およびコントローラ１５を有する。図５および図６の例では、コントローラ１５が入力装置１７に接続される。図５および図６の例では、コントローラ１５と入力装置１７は有線接続されているが、コントローラ１５と入力装置１７は無線接続されてもよい。なお、入力装置１７は、検出装置１０の構成に含めてもよいし、検出装置１０の構成に含めなくてもよい。
【００２８】
例えば、表示システム１は、図書館において所望の本を検出する用途に用いられる。例えば、図書館において所望の本を検出する場合、表示システム１は、カメラ１３によって撮影された画像の中から書架を認識することによって状況認識を行う。この段階では、本を検出することを目的とするのではなく、本が収容された書架を特定することを目的とする。そして、表示システム１は、特定された書架の棚に並べられた本に貼付されたタグ１００の位置を走査するように光（走査光とも呼ぶ）を照射しながら、発光が検出されたタグ１００に走査光を照射し続ける。選択対象の本が複数ある場合、表示システム１は、複数のタグ１００に走査光を照射し続ける。表示システム１は、走査光が継続的に照射されたタグ１００の発光を検出しながら、そのタグ１００が貼付された本に向けて目印光を照射する。
【００２９】
プロジェクタ１１は、コントローラ１５に接続される。プロジェクタ１１は、コントローラ１５の制御に応じて投射光を投射する。ピックアップ対象の保管物に貼付されたタグ１００を発光させる場合、プロジェクタ１１は、そのタグ１００に格納された識別記号に対応する識別信号を含む走査光を表示させる投射光１７０を投射する。また、タグ１００からの応答を受けると、プロジェクタ１１は、そのタグ１００が貼付された保管物の表面に目印光を表示させる投射光１７０を投射する。なお、走査光は可視領域の波長の光ではなくてもよいが、目印光は可視領域の波長の光である。
【００３０】
カメラ１３は、コントローラ１５に接続される。カメラ１３は、コントローラ１５の制御に応じて撮影する。カメラ１３は、一般的なデジタルカメラの機能を有していればよい。ただし、赤外領域の波長の光を走査光に用いる場合、赤外領域の波長の光を撮像できる赤外線カメラの機能をカメラ１３に追加する。
【００３１】
コントローラ１５は、プロジェクタ１１とカメラ１３に接続される。コントローラ１５は、プロジェクタ１１を制御して投射光を投射させる。また、コントローラ１５は、カメラ１３を制御して撮影させる。コントローラ１５は、一例として、プロセッサとメモリを少なくとも含むマイクロコンピュータによって実現される。
【００３２】
以下において、プロジェクタ１１、カメラ１３、およびコントローラ１５の各々の構成について個別に説明する。
【００３３】
〔投射装置〕
図７は、プロジェクタ１１の構成を示すブロック図である。図７のように、プロジェクタ１１は、光出射器１１１、空間光変調器１１５、および投射光学系１１７を有する。なお、図７は概念的なものであり、各構成要素間の位置関係や、光の照射方向などを正確に表したものではない。
【００３４】
図７のように、光出射器１１１は、コントローラ１５に接続される。光出射器１１１は、コントローラ１５の制御に応じて、特定波長の平行光１３０を出射する。例えば、光出射器１１１には、レーザ光源を用いることができる。光出射器１１１は、可視領域の波長の光を出射するように構成してもよいし、赤外領域や紫外領域などの可視領域以外の波長の光を出射するように構成してもよい。また、光出射器１１１は、発光ダイオードや白熱電球、放電管などのレーザ光以外の光を出射するものであってもよい。
【００３５】
図８は、プロジェクタ１１の光学系について説明するための模式図である。図８のように、光出射器１１１は、特定波長の光１２０を出射する光源１１２と、光源１１２から出射された光１２０を平行光１３０に変換するコリメータ１１３とを有する。光源１１２から出射された光１２０は、コリメータ１１３によって平行光１３０に変換されて、空間光変調器１１５の表示面の面内に入射される。
【００３６】
図８のように、本実施形態においては、空間光変調器１１５の表示面に対して平行光１３０の入射角を非垂直にする。すなわち、本実施形態においては、光出射器１１１から出射される平行光１３０の出射軸を空間光変調器１１５の表示面に対して斜めにする。空間光変調器１１５の表示面に対して平行光１３０の出射軸を斜めに設定すれば、ビームスプリッタを用いなくても空間光変調器１１５の表示面に平行光１３０を入射できるため、光の利用効率を向上させることができる。また、空間光変調器１１５の表示面に対して平行光１３０の出射軸を斜めに設定すれば、プロジェクタ１１の光学系のサイズをコンパクトにできる。
【００３７】
図７のように、空間光変調器１１５は、コントローラ１５に接続される。空間光変調器１１５は、被投射面に所望の画像を表示させるためのパターンが表示される表示面を有する。空間光変調器１１５は、コントローラ１５の制御に応じて、被投射面に所望の画像を表示させるためのパターンを表示面に表示する。図８のように、本実施形態においては、所望の画像を表示させるためのパターンが空間光変調器１１５の表示面に表示された状態で、その表示面に平行光１３０が照射される。空間光変調器１１５の表示面に照射された平行光１３０の反射光（変調光１５０）は、投射光学系１１７に向けて進行する。
【００３８】
空間光変調器１１５の表示面には、屈折率などの光学的特性を変更可能な複数の反射領域（画素に対応）がアレイ状に配列される。空間光変調器１１５は、表示面の各画素の光学的特性を制御することによって、被投射面に所望の画像を表示させるためのパターンを表示面に表示できる。空間光変調器１１５の表示面にパターンを表示させた状態で光を照射すると、反射面の光学的特性に応じて空間分布が変調された変調光が出射される。例えば、空間光変調器１１５には、光の位相や振幅、強度、偏波状態、伝搬方向などといった空間分布を変調する変調器を用いることができる。
【００３９】
例えば、空間光変調器１１５は、入射された平行光１３０の位相を変調する位相変調型の空間光変調器によって実現できる。位相変調型の空間光変調器１１５は、フォーカスフリーであるため、複数の投射距離に設定された表示領域に光を投射することになっても距離ごとに焦点を変える必要がない。以下においては、位相変調型の空間光変調器１１５を用いる例について説明する。
【００４０】
位相変調型の空間光変調器１１５の表示面には、被投射面に表示させる画像も対応する位相画像が表示される。位相画像は、被投射面に表示させる画像に対応する位相分布をタイル状に配置したパターンである。この場合、空間光変調器１１５の表示領域で反射された変調光１５０は、一種の回折格子が集合体を形成したような画像になり、回折格子で回折された光が集まるように画像が形成される。
【００４１】
例えば、空間光変調器１１５は、強誘電性液晶やホモジーニアス液晶、垂直配向液晶などを用いた空間光変調器によって実現される。具体的には、空間光変調器１１５は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）によって実現できる。また、空間光変調器１１５は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）によって実現されてもよい。
【００４２】
位相変調型の空間光変調器１１５を用いれば、投射光が投射される領域を順次切り替えることによって、画像を構成する線の部分にエネルギーを集中させることができる。そのため、位相変調型の空間光変調器１１５を用いれば、光源の出力が同じであれば、表示領域全面に光を投射する方式よりも画像を明るく表示させることができる。
【００４３】
投射光学系１１７は、空間光変調器１１５で変調された変調光１５０を投射光１７０として投射する光学系である。空間光変調器１１５から出射される変調光１５０は、投射光学系１１７によって投射光１７０として投射される。図８のように、投射光学系１１７は、フーリエ変換レンズ１７１、アパーチャ１７２、および投射レンズ１７３を有する。
【００４４】
フーリエ変換レンズ１７１は、空間光変調器１１５の表示面によって反射された反射光（変調光１５０）を無限遠に投射した際に形成される像を、近傍の焦点位置に結像させる光学レンズである。図８の例では、アパーチャ１７２の位置に焦点が形成される。
【００４５】
アパーチャ１７２は、フーリエ変換レンズ１７１によって集束された光に含まれる高次光を遮蔽し、表示領域を特定する機能を有する。アパーチャ１７２の開口部は、アパーチャ１７２の位置における表示領域の外周よりも小さく開口され、アパーチャ１７２の位置における画像の周辺領域を遮るように設置される。例えば、アパーチャ１７２の開口部は、矩形状や円形状に形成される。アパーチャ１７２は、フーリエ変換レンズ１７１の焦点位置に設置されることが好ましいが、高次光を消去する機能を発揮できれば焦点位置からずれていても構わない。
【００４６】
投射レンズ１７３は、フーリエ変換レンズ１７１によって集束された光を拡大して投射する光学レンズである。投射レンズ１７３は、空間光変調器１１５の表示面に表示された位相分布に対応する画像が被投射面において形成されるように投射光１７０を投射する。
【００４７】
ここで、複数の波長領域の光をプロジェクタ１１から投射する場合の構成について図面を参照しながら説明する。図９は、複数の波長領域の光を投射する投射装置１１−２の構成例を示す概念図である。図９の投射装置１１−２は、複数の波長領域の光を出射する光出射器１１１−２を備える。光出射器１１１−２は、光源１１２−１、コリメータ１１３−１、ミラー１１４−１、光源１１２−２、コリメータ１１３−２、およびダイクロイックミラー１１４−２を有する。なお、図９には、２つの光源（光源１１２−１、光源１１２−２）を用いて２色の光を出射する例を示すが、３つ以上の光源を用いて３色以上の光を出射するように構成してもよい。
【００４８】
光源１１２−１は、第１の波長領域の光１２０−１を発する。光源１１２−１から発せられた光１２０−１は、コリメータ１１３−１を通過してコヒーレントな光になる。コリメータ１１３−１を通過した光は、ミラー１１４−１の反射面で反射され、ダイクロイックミラー１１４−２に向けて進行する。ダイクロイックミラー１１４−２を通過した光１２０は、空間光変調器１１５の表示面に向けて進行する。
【００４９】
光源１１２−２は、第２の波長領域の光１２０−２を発する。光源１１２−２から発せられた光１２０−２は、コリメータ１１３−２を通過してコヒーレントな光になる。コリメータ１１３−２を通過した光は、ダイクロイックミラー１１４−２の反射面で反射される。ダイクロイックミラー１１４−２の反射面で反射された光１２０は、空間光変調器１１５の表示面に向けて進行する。
【００５０】
光出射器１１１−２は、光源１１２−１および光源１１２−２の少なくともいずれかから発せられる光１２０を空間光変調器１１５の表示面に向けて出射する。例えば、光出射器１１１−２は、コントローラ１５の制御に応じて、光源１１２−１からの第１の波長領域の光と、光源１１２−２からの第２の波長領域の光とを切り替えて照射する。なお、光出射器１１１−２は、光源１１２−１からの第１の波長領域の光と、光源１１２−２からの第２の波長領域の光とを同時に照射するように構成してもよい。
【００５１】
図９の構成によれば、異なる色の像を表示させることができる。例えば、近赤外領域の波長の光を走査光として投射し、可視領域の波長の光を目印光として投射するように構成できる。
【００５２】
以上が、プロジェクタ１１の構成についての説明である。なお、図７〜図９の構成は一例であって、プロジェクタ１１の構成をそのままの形態に限定するものではない。
【００５３】
〔撮像装置〕
図１０は、カメラ１３の構成の一例を示すブロック図である。カメラ１３は、撮像素子１３１、画像処理プロセッサ１３３、内部メモリ１３５、およびデータ出力回路１３７を有する。例えば、カメラ１３は、可視領域の波長の光を検出できる一般的なデジタルカメラの撮像機能を有する。また、タグ１００が可視領域以外の波長の光を発光する場合、カメラ１３は、タグ１００の発光を検出できるように構成される。例えば、タグ１００が近赤外領域の波長の光を発光する場合、カメラ１３は、近赤外領域の波長の光を検出できる赤外線カメラによって構成すればよい。
【００５４】
撮像素子１３１は、撮像領域を撮像し、その撮像領域の画像データを取得するための素子である。撮像素子１３１は、半導体集積回路を含む光電変換素子によって実現される。撮像素子１３１は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）などの固体撮像素子によって実現できる。通常、撮像素子１３１は、可視領域の波長の光を撮像する素子によって実現されるが、赤外線や紫外線、Ｘ線、ガンマ線、電波、マイクロ波などの電磁波を撮像・検波できる素子によって実現されてもよい。
【００５５】
画像処理プロセッサ１３３は、撮像素子１３１によって撮像された撮像データに対して、暗電流補正や補間演算、色空間変換、ガンマ補正、収差の補正、ノイズリダクション、画像圧縮などの画像処理を施した画像データを生成する集積回路である。例えば、画像処理プロセッサ１３３は、高速撮影することで得られた画像データに関して、発光素子１０７の発光に対するコントラストを上げたり、差分をとる処理をすることにより微弱な光を見つけたりするように構成する。発光素子１０７の発光は非常に微弱であるため、画像処理プロセッサ１３３が画像データを画像処理することによって、発光素子１０７の発光を検出しやすくする。
【００５６】
内部メモリ１３５は、画像処理プロセッサ１３３が画像処理を行う際に処理しきれない画像情報や、処理済みの画像情報を一時的に保持する記憶素子である。なお、撮像素子１３１によって撮像された画像情報を内部メモリ１３５に一時的に記憶するように構成してもよい。内部メモリ１３５は、一般的なメモリによって構成すればよい。
【００５７】
データ出力回路１３７は、画像処理プロセッサ１３３によって処理された画像データをコントローラ１５に出力する。
【００５８】
以上が、カメラ１３の構成についての説明である。なお、図１０の構成は一例であって、カメラ１３の構成をそのままの形態に限定するものではない。
【００５９】
〔コントローラ〕
図１１は、コントローラ１５の構成を示すブロック図である。図１１のように、コントローラ１５は、受信部１５１、制御条件生成部１５２、記憶部１５３、撮像制御部１５５、および投射制御部１５６を有する。受信部１５１は、入力装置１７に接続される。撮像制御部１５５は、カメラ１３に接続される。投射制御部１５６は、プロジェクタ１１に接続される。
【００６０】
受信部１５１は、入力装置１７と制御条件生成部１５２に接続される。受信部１５１は、ピッキング対象の保管物の識別情報や、保管対象の保管物の識別情報を入力装置１７から受信する。受信部１５１は、受信した識別情報を制御条件生成部１５２に出力する。
【００６１】
制御条件生成部１５２は、受信部１５１、記憶部１５３、撮像制御部１５５、および投射制御部１５６に接続される。制御条件生成部１５２は、所望の画像を適切なタイミングで適切な位置にプロジェクタ１１から投射するための投射条件を生成する。投射条件は、所望の画像に対応するパターンを空間光変調器１１５の表示面に表示させるための変調素子制御条件と、適切なタイミングで投射光を投射するための光源制御条件とを含む。制御条件生成部１５２は、変調素子制御条件および光源制御条件を含む投射条件を投射制御部１５６に出力する。
【００６２】
制御条件生成部１５２は、受信部１５１から識別情報を取得する。制御条件生成部１５２は、識別情報を取得すると、所定のタイミングでカメラ１３に撮像させるための撮影指示信号を撮像制御部１５５に出力する。制御条件生成部１５２は、一定の時間間隔でカメラ１３に撮像させるための撮影指示信号を生成してもよいし、一定の時間間隔ではないシークエンスでカメラ１３に撮像させるための撮影指示信号を生成してもよい。また、制御条件生成部１５２は、カメラ１３による撮像を停止させる際に、撮影停止信号を撮像制御部１５５に出力する。制御条件生成部１５２が撮影停止信号を出力するタイミングは、識別情報に対応する識別記号を有するタグ１００が検出された時点や、所定の時間が経過した時点など、任意に設定できる。
【００６３】
また、制御条件生成部１５２は、識別情報を受信すると、その識別情報に対応する走査光の投射条件を生成する。制御条件生成部１５２は、被投射面に走査光を表示させるためのパターンを記憶部１５３から取得する。そして、制御条件生成部１５２は、識別情報に変換可能なパルス状の光を所定の間隔で投射するために、被投射面に走査光を表示させるためのパターンを空間光変調器１１５の表示面に表示するタイミングを生成する。制御条件生成部１５２が走査光の投射条件を生成するタイミングは、受信部１５１から識別情報を取得した時点でもよいし、カメラ１３によって撮影された画像データを取得した後の時点であってもよい。
【００６４】
制御条件生成部１５２は、撮影指示信号に応じてカメラ１３によって撮影された画像データを撮像制御部１５５から取得する。制御条件生成部１５２は、取得した画像データからタグ１００の特徴を抽出し、タグ１００の位置を特定する。制御条件生成部１５２は、特定したタグ１００の位置に走査光をタグ１００の位置に投射するための制御条件を生成する。複数のタグ１００が抽出された場合、制御条件生成部１５２は、それらのタグ１００に走査光を順次投射するための制御条件を生成する。制御条件生成部１５２は、生成した制御条件を投射制御部１５６に出力する。
【００６５】
図１２は、円形の走査光１７５で複数のタグ１００を個別に走査する例である。図１３は、細長い形状の走査光１７５で複数のタグ１００をまとめて走査する例である。図１２および図１３の例では、走査光１７５が投射されたタグ１００のうち、その走査光１７５に含まれる識別信号に対応するタグ１００が発光する様子を示す。
【００６６】
プロジェクタ１１から走査光が投射されている期間、制御条件生成部１５２は、その走査光が投射された画像データを取得し続ける。制御条件生成部１５２は、走査光が投射されている期間、タグ１００の発光を検出できる撮影間隔で撮影された画像データを取得し続ける。例えば、カメラ１３による撮影間隔は、タグ１００の発光時間よりも短い時間間隔に設定されればよい。
【００６７】
制御条件生成部１５２は、画像データからタグ１００の発光を検出すると、そのタグ１００を含む位置に表示させる目印光に対応するパターンを記憶部１５３から取得し、取得したパターンを空間光変調器１１５の表示面に表示する。目印光を表示させる位置は、発光が検出されたタグ１００が貼付された保管物の位置を認識できさえすれば特に限定を加えない。例えば、ピックアップ対象の保管物に貼付されたタグ１００が発光された際には、そのタグ１００が貼付された保管物に目印光が表示されればよい。また、例えば、保管対象の保管物の保管場所をタグ１００の発光で示す際には、その保管場所を含む範囲に目印光が表示されればよい。
【００６８】
図１４は、選択対象の保管物（選択対象物とも呼ぶ）に目印光を表示させる例である。図１４の（ａ）は、識別信号に対応するタグ１００に走査光１７５が投射された状態である。図１４の（ｂ）は、識別信号に対応するタグ１００が発光した状態である。図１４の（ｃ）は、発光したタグ１００が貼付された選択対象の保管物に目印光１７６が表示された状態である。
【００６９】
図１５は、保管対象物の保管場所を含む範囲に目印光を表示させる例である。図１５の（ａ）は、保管対象物の保管場所に隣接するタグ１００に走査光１７５が投射された状態である。図１５の（ｂ）は、保管対象物の保管場所に隣接した位置の保管物に貼付されたタグ１００が発光した状態である。図１５の（ｃ）は、保管対象物の保管場所を含む範囲に目印光１７６が表示された状態である。例えば、図書館に収納された本を保管物とする場合、その本の分類番号を識別信号に用いて保管対象物の保管場所を検出するように構成すればよい。
【００７０】
記憶部１５３には、走査光と目印光に対応するパターンが記憶される。例えば、一つずつのタグ１００に走査光を投射する場合、タグ１００の形状や大きさに合わせた走査光に対応するパターンを記憶部１５３に記憶させればよい。また、例えば、複数のタグ１００を含む範囲の走査光を投射する場合、複数のタグ１００を含む形状や大きさの走査光に対応するパターンを記憶部１５３に記憶せればよい。
【００７１】
投射制御部１５６は、変調素子制御条件および光源制御条件を含む投射条件を制御条件生成部１５２から取得する。投射制御部１５６は、投射条件に含まれる光源制御条件に基づいて、光源１１２の電源のＯＮ／ＯＦＦや駆動電圧を制御する。また、投射制御部１５６は、投射条件に含まれる変調素子制御条件に基づいて、被投射面に表示される画像に対応するパターンを空間光変調器１１５の表示面に表示させる。
【００７２】
撮像制御部１５５は、制御条件生成部１５２から撮影指示信号を取得する。撮像制御部１５５は、撮影指示信号に応じて、カメラ１３に撮像領域を撮像させる。また、撮像制御部１５５は、撮影指示信号に応じて撮影された画像データをカメラ１３から取得する。撮像制御部１５５は、取得した画像データを制御条件生成部１５２に出力する。また、撮像制御部１５５は、制御条件生成部１５２から撮影停止信号を取得する。撮像制御部１５５は、撮影停止信号に応じてカメラ１３を停止させる。
【００７３】
以上が、コントローラ１５の構成の詳細についての説明である。なお、図１１の構成は一例であって、コントローラ１５の構成をそのままの形態に限定するものではない。
【００７４】
ここで、検出装置１０のプロジェクタ１１による投光やカメラ１３による撮影のタイミングと、タグ１００のタグコントローラ１０５の起動や発光素子１０７の発光のタイミングについて図面を参照しながら説明する。
【００７５】
図１６は、検出装置１０およびタグ１００の動作タイミングの一例について説明するためのタイミングチャートである。図１６には、識別信号を含む走査光を連続して間欠的に投射する例を示す。
【００７６】
まず、検出装置１０は、識別情報に基づいて生成された識別信号を含む走査光をプロジェクタ１１から連続して間欠的に投射する。
【００７７】
タグ１００の光検出素子１０１は、走査光を受光すると、受光した走査光を電気に変換して蓄電素子１０３に蓄電する。なお、図１６には、１パルス分の走査光によってタグコントローラ１０５が起動するように図示しているが、数パルス分の走査光によってタグコントローラ１０５が起動するように構成してもよい。
【００７８】
蓄電素子１０３に十分な電力が蓄積されると、タグコントローラ１０５が起動する。タグコントローラ１０５は、起動すると、受信している走査光に含まれる識別信号が自身の識別記号に対応するか検証する。受信している走査光に含まれる識別信号が自身の識別記号に対応する場合、タグコントローラ１０５は、発光素子１０７に電力供給し、発光素子１０７を発光させる。一方、受信している走査光に含まれる識別信号が自身の識別記号に対応しない場合、タグコントローラ１０５は、発光素子１０７に電力供給しない。
【００７９】
検出装置１０は、走査光を投射すると、少なくともタグ１００の発光素子１０７が発光している期間、カメラ１３によって撮影範囲を撮影させる。タグ１００の位置に基づいて発光素子１０７の発光期間を推定できる場合は、その期間だけカメラ１３に撮影させればよい。
【００８０】
図１７は、検出装置１０およびタグ１００の動作タイミングの別の一例について説明するためのタイミングチャートである。図１７の例では、検出装置１０は、タグ１００のタグコントローラ１０５や発光素子１０７に電力を供給するための電力供給信号を識別信号よりも先に投射する。なお、図１７には電力供給信号と識別信号のペアを一組しか図示していないが、図１６の例のように、検出装置１０は、電力供給信号と識別信号のペアを連続して間欠的に投光する。
【００８１】
まず、検出装置１０は、タグ１００のタグコントローラ１０５や発光素子１０７に電力を供給するための電力供給信号と、識別情報に基づいて生成された識別信号とを含む走査光を投射する。電力供給信号は、タグ１００に電力を供給するために、識別信号よりも先に投射される。
【００８２】
タグ１００の光検出素子１０１は、電力供給信号を受光すると、受光した電力供給信号を電気に変換して蓄電素子１０３に蓄電する。蓄電素子１０３に十分な電力が蓄積されると、タグコントローラ１０５が起動する。タグコントローラ１０５は、起動すると、受信している走査光に含まれる識別信号が自身の識別記号に対応するか検証する。受信している走査光に含まれる識別信号が自身の識別記号に対応する場合、タグコントローラ１０５は、発光素子１０７に電力供給し、発光素子１０７を発光させる。一方、受信している走査光に含まれる識別信号が自身の識別記号に対応しない場合、タグコントローラ１０５は、発光素子１０７に電力供給しない。
【００８３】
検出装置１０は、走査光を投射すると、少なくともタグ１００の発光素子１０７が発光している期間、撮影範囲を撮影する。タグ１００の位置に基づいて発光素子１０７の発光期間を推定できる場合は、その期間だけ撮影すればよい。
【００８４】
以上が、検出装置１０による投光や撮影のタイミングと、タグ１００のタグコントローラ１０５の起動や発光素子１０７の発光のタイミングについての説明である。なお、図１６や図１７に示すタイミングは一例であって、本実施形態の検出装置１０およびタグ１００の動作のタイミングをそのままに限定するものではない。
【００８５】
〔制御条件生成部〕
次に、制御条件生成部１５２および記憶部１５３の詳細構成について図面を参照しながら説明する。図１８は、制御条件生成部１５２および記憶部１５３の詳細構成について説明するためのブロック図である。図１８のように、制御条件生成部１５２は、識別情報受信部１５２１、画像データ取得部１５２２、タグ抽出部１５２３、識別記号取得部１５２５、および投射条件生成部１５２６を含む。また、記憶部１５３は、識別記号記憶部１５３１および投射情報記憶部１５３３を含む。
【００８６】
識別情報受信部１５２１は、受信部１５１、画像データ取得部１５２２、および識別記号取得部１５２５に接続される。識別情報受信部１５２１は、受信部１５１から識別情報を取得する。識別情報受信部１５２１は、取得した識別情報を画像データ取得部１５２２に出力する。また、識別情報受信部１５２１は、取得した識別情報を識別記号取得部１５２５に出力する。
【００８７】
画像データ取得部１５２２は、識別情報受信部１５２１、タグ抽出部１５２３、および撮像制御部１５５に接続される。画像データ取得部１５２２は、識別情報受信部１５２１から識別情報を取得する。識別情報受信部１５２１は、識別情報を取得すると、カメラ１３による撮影を指示する撮影指示信号を生成する。画像データ取得部１５２２は、生成した撮影指示信号を画像データ取得部１５２２に出力する。画像データ取得部１５２２は、撮影指示信号に応じて撮影された画像データを撮像制御部１５５から取得する。画像データ取得部１５２２は、取得した画像データをタグ抽出部１５２３に出力する。
【００８８】
また、画像データ取得部１５２２は、カメラ１３による撮影を停止させるための撮影停止信号を生成する。画像データ取得部１５２２は、生成した撮影停止信号を画像データ取得部１５２２に出力する。画像データ取得部１５２２が撮影停止信号を生成するタイミングは、予め決められたタイミングに設定されてもよいし、タグ１００の検出に応じて設定されてもよい。
【００８９】
タグ抽出部１５２３は、画像データ取得部１５２２および投射条件生成部１５２６に接続される。タグ抽出部１５２３は、画像データ取得部１５２２から画像データを取得する。
【００９０】
タグ１００を抽出するための画像データを取得した場合、タグ抽出部１５２３は、その画像データからタグ１００の特徴を抽出し、そのタグ１００の位置を特定する。画像データからタグ１００の特徴が複数箇所で抽出された場合、タグ抽出部１５２３は、画像データに含まれる全てのタグ１００の位置を特定する。タグ抽出部１５２３は、特定したタグ１００の位置を投射条件生成部１５２６に出力する。
【００９１】
走査光が投射された箇所を含む画像データを取得した場合、タグ抽出部１５２３は、その画像データからタグ１００の発光を抽出し、その発光の位置を特定する。画像データにタグ１００の発光が複数箇所で抽出された場合、タグ抽出部１５２３は、画像データに含まれる全ての発光位置を特定する。タグ抽出部１５２３は、特定した発光位置を投射条件生成部１５２６に出力する。
【００９２】
識別記号取得部１５２５は、識別情報受信部１５２１、投射条件生成部１５２６、および記憶部１５３の識別記号記憶部１５３１に接続される。識別記号取得部１５２５は、識別情報受信部１５２１から識別情報を取得する。識別記号取得部１５２５は、取得した識別情報に対応する識別記号を識別記号記憶部１５３１から取得する。識別記号取得部１５２５は、取得した識別記号を投射条件生成部１５２６に出力する。
【００９３】
投射条件生成部１５２６は、タグ抽出部１５２３、識別記号取得部１５２５、記憶部の投射情報記憶部１５３３、および投射制御部１５６に接続される。
【００９４】
タグ１００を抽出する場合、投射条件生成部１５２６は、タグ抽出部１５２３からタグ１００の位置を取得する。投射条件生成部１５２６は、走査光を投射するパターンを投射情報記憶部１５３３から取得する。投射条件生成部１５２６は、取得したパターンをタグ１００の位置に投射するための投射条件を生成する。複数のタグ１００に走査光を走査させる場合、投射条件生成部１５２６は、全てのタグ１００に走査光を投射するための投射条件を生成する。
【００９５】
タグ１００の発光を抽出する場合、投射条件生成部１５２６は、タグ抽出部１５２３からタグ１００の発光位置を取得する。投射条件生成部１５２６は、識別情報に関する目印光を表示するためのパターンを投射情報記憶部１５３３から取得する。投射条件生成部１５２６は、タグ１００が添付された保管物の位置や、保管対象の保管物の近傍の位置にパターン投射するための投射条件を生成する。複数のタグ１００の発光位置に目印光を表示させる場合、投射条件生成部１５２６は、全てのタグ１００の発光位置に目印光を表示させるための投射条件を生成する。
【００９６】
以上が、制御条件生成部１５２の構成の詳細についての説明である。なお、図１８の構成は一例であって、制御条件生成部１５２の構成をそのままの形態に限定するものではない。
【００９７】
（動作）
次に、本実施形態の表示システムの動作の一例について図面を参照しながら説明する。以下においては、タグ１００、コントローラ１５、プロジェクタ１１、およびカメラ１３の各々の動作について順番に説明する。
【００９８】
〔タグ〕
図１９は、タグ１００の動作の一例について説明するためのフローチャートである。図１９のフローチャートに沿った説明においては、タグ１００を動作の主体として説明する。
【００９９】
図１９において、まず、タグ１００の光検出素子１０１は、走査光を受光する（ステップＳ１０１）。
【０１００】
次に、タグ１００の光検出素子１０１は、走査光を電気に変換し、変換後の電気を蓄電素子１０３に蓄電する（ステップＳ１０２）。
【０１０１】
ここで、タグコントローラ１０５を起動できる電力が蓄電素子１０３に蓄電された場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、タグコントローラ１０５が起動する（ステップＳ１０４）。一方、タグコントローラ１０５を起動できる電力が蓄電素子１０３に蓄電されていない場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、ステップＳ１０２に戻る。
【０１０２】
タグコントローラ１０５が起動すると（ステップＳ１０４）、タグコントローラ１０５は、走査光に含まれる識別信号と自身の識別記号とを比較する（ステップＳ１０５）。
【０１０３】
走査光に含まれる識別信号が自身の識別記号と一致した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、タグコントローラ１０５は、発光素子１０７を発光させる（ステップＳ１０６）。一方、走査光に含まれる識別信号が自身の識別記号と一致しなかった場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、タグコントローラ１０５は、発光素子１０７を発光させない。
【０１０４】
以上が、タグ１００の動作の一例についての説明である。なお、図１９のフローチャートに沿った処理は一例であって、本実施形態のタグ１００の動作をそのままの手順に限定するものではない。
【０１０５】
〔コントローラ〕
図２０および図２１は、コントローラ１５の動作について説明するためのフローチャートである。図２０および図２１に沿った説明においては、図１１に示すコントローラ１５の構成要素を動作の主体として説明する。
【０１０６】
図２０において、まず、受信部１５１は、入力装置１７から選択対象物や保管対象物の識別情報を受信する（ステップＳ１１１）。
【０１０７】
次に、制御条件生成部１５２は、カメラ１３による撮影を指示する撮影指示信号を生成する（ステップＳ１１２）。
【０１０８】
次に、撮像制御部１５５は、制御条件生成部１５２が生成した撮影指示信号をカメラ１３に送信する（ステップＳ１１３）。
【０１０９】
次に、撮像制御部１５５は、撮影指示信号に応じて撮影された画像データをカメラ１３から受信する（ステップＳ１１４）。
【０１１０】
ここで、制御条件生成部１５２は、受信した画像データからタグを検出すると（ステップＳ１１５でＹｅｓ）、走査光を表示するためのパターンを記憶部１５３から取得する（ステップＳ１１６）。一方、受信した画像データからタグが検出されなかった場合（ステップＳ１１５でＮｏ）、ステップＳ１１４に戻る。
【０１１１】
走査光を表示するためのパターンを記憶部１５３から取得する（ステップＳ１１６）と、制御条件生成部１５２は、走査光を投射するための投射条件を生成する（ステップＳ１１７）。
【０１１２】
次に、制御条件生成部１５２は、走査光の投射条件をプロジェクタ１１に送信する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８の後は、図２１のＡに進む。
【０１１３】
図２１において、まず、撮像制御部１５５は、走査光が投射された後に撮影された画像データをカメラ１３から受信する（ステップＳ１２１）。
【０１１４】
ここで、制御条件生成部１５２は、走査光が投射された後に撮影された画像データにタグ１００の発光が含まれるか検証する（ステップＳ１２２）。例えば、制御条件生成部１５２は、予め設定されたタイミングにおいて、画像データにタグ１００の発光が含まれるか検証する。
【０１１５】
走査光が投射された後に撮影された画像データにタグ１００の発光が検出されず（ステップＳ１２２でＮｏ）、検出を継続する場合（ステップＳ１２３でＹｅｓ）、ステップＳ１２１に戻る。走査光が投射された後に撮影された画像データにタグ１００の発光が検出されず（ステップＳ１２２でＮｏ）、検出を継続しない場合（ステップＳ１２３でＮｏ）、ステップＳ１２８に進む。
【０１１６】
一方、走査光が投射された後に撮影された画像データにタグ１００の発光を検出した場合（ステップＳ１２２でＹｅｓ）、制御条件生成部１５２は、画像データにおける発光位置を特定する（ステップＳ１２４）。
【０１１７】
画像データにおける発光位置を特定する（ステップＳ１２４）と、制御条件生成部１５２は、特定した発光位置に目印光を表示するための投射条件を生成する（ステップＳ１２５）。
【０１１８】
投射制御部１５６は、制御条件生成部１５２によって生成された投射条件をプロジェクタ１１に出力する（ステップＳ１２６）。
【０１１９】
ここで、カメラ１３による撮影を停止する場合（ステップＳ１２７でＹｅｓ）、制御条件生成部１５２は、カメラ１３による撮影を停止させるための撮影停止信号を生成する（ステップＳ１２８）。一方、カメラ１３による撮影を継続する場合（ステップＳ１２７でＮｏ）、ステップＳ１２１に戻る。
【０１２０】
そして、撮像制御部１５５は、制御条件生成部１５２が生成した撮影停止信号をカメラ１３に送信する（ステップＳ１２９）。
【０１２１】
以上が、コントローラ１５の動作の一例についての説明である。なお、図２０および図２１のフローチャートに沿った処理は一例であって、本実施形態のコントローラ１５の動作をそのままの手順に限定するものではない。
【０１２２】
〔プロジェクタ〕
図２２は、プロジェクタ１１の動作について説明するためのフローチャートである。図２２のフローチャートに沿った説明においては、プロジェクタ１１を動作の主体として説明する。
【０１２３】
図２２において、まず、プロジェクタ１１は、走査光の投射条件をコントローラ１５から受信する（ステップＳ１３１）。
【０１２４】
次に、プロジェクタ１１は、受信した投射条件に基づいて走査光を投射する（ステップＳ１３２）。
【０１２５】
ここで、目印光の投射条件を受信した場合（ステップＳ１３３でＹｅｓ）、プロジェクタ１１は、受信した投射条件に基づいて目印光を投射する（ステップＳ１３４）。一方、目印光の投射条件を受信していない場合（ステップＳ１３３でＮｏ）、ステップＳ１３２に戻る。なお、目印光を投射した後も、走査光を投射し続けるようにしてもよい。
【０１２６】
受信した投射条件に基づいて目印光を投射する（ステップＳ１３４）と、プロジェクタ１１は、状況に応じて投射を停止する（ステップＳ１３５）。
【０１２７】
目印光の投射を停止する場合（ステップＳ１３５でＹｅｓ）、プロジェクタ１１は、目印光の投射を停止する（ステップＳ１３６）。例えば、プロジェクタ１１は、目印光が投射されてから所定時間が経過したタイミングや、コントローラ１５から投射を停止する指示を受信した場合などに投射を停止する。一方、目印光の投射を停止しない場合（ステップＳ１３５でＮｏ）、ステップＳ１３４に戻る。
【０１２８】
以上が、プロジェクタ１１の動作の一例についての説明である。なお、図２２のフローチャートに沿った処理は一例であって、本実施形態のプロジェクタ１１の動作をそのままの手順に限定するものではない。
【０１２９】
〔カメラ〕
図２３は、カメラ１３の動作について説明するためのフローチャートである。図２３のフローチャートに沿った説明においては、カメラ１３を動作の主体として説明する。
【０１３０】
図２３において、まず、カメラ１３は、コントローラ１５から撮影指示信号を受信する（ステップＳ１４１）。
【０１３１】
次に、カメラ１３は、受信した撮影指示信号に応じて撮影範囲を撮影する（ステップＳ１４２）。
【０１３２】
次に、カメラ１３は、撮影した画像データをコントローラ１５に送信する（ステップＳ１４３）。
【０１３３】
撮影停止信号を受信した場合（ステップＳ１４４でＹｅｓ）、カメラ１３は、撮影を停止する（ステップＳ１４５）。一方、撮影停止信号を受信していない場合（ステップＳ１４４でＮｏ）、ステップＳ１４２に戻る。
【０１３４】
以上が、カメラ１３の動作の一例についての説明である。なお、図２３のフローチャートに沿った処理は一例であって、本実施形態のカメラ１３の動作をそのままの手順に限定するものではない。
【０１３５】
〔適用例〕
ここで、本実施形態の表示システム１の適用例について図面を参照しながら説明する。
【０１３６】
図２４および図２５は、表示システム１の適用例１について説明するための概念図である。適用例１は、図書館の書架に並べられた本の中から所望の本を見つけ出し、その本の背表紙に目印光を表示させる例である。
【０１３７】
図２４は、図書館の書架に並べられた本の背表紙に貼付されたタグ１００に向けて走査光１７５を投射し、複数のタグ１００の位置に走査光１７５を順に走査させる例を示す。図２４は、所望の本の背表紙に貼付されたタグ１００−１が発光している様子を示す。図２５は、発光したタグ１００−１が貼付された本を含む範囲に目印光１７６が投射されている様子を示す。目印光１７６を視認したユーザは、その目印光１７６の辺りを視認することによって所望の本を見つけることができる。図書館の書架に本を返却する際には、返却位置の近傍に目印光を表示することによって、その本の返却位置を見つけやすくなる。
【０１３８】
図書館で所望の本を探し出す作業において、本の背表紙に書かれた本のタイトルや、分類番号などを記したコード（請求記号ラベル）を画像認識で読み取り、その位置に目印となる光を表示できれば作業性が向上する。しかしながら、本の背表紙に書かれた本のタイトルやコードを離れた位置から画像認識で正確に読み取るためには高性能カメラが必要になる。また、本の背表紙に書かれた本のタイトルは、経年劣化によって読み取りづらくなっている場合もあり、画像認識を用いても読み取れない可能性がある。
【０１３９】
図２６は、表示システム１の適用例２について説明するための概念図である。適用例２は、作業者の胸に装着された検出装置１０によって複数のロッカーの中から所望のロッカーを見つけ出し、そのロッカーに貼付されたタグ１００を発光させ続ける例である。
【０１４０】
図２６の（ｇ）は、作業者の胸に装着された検出装置１０が、複数のタグ１００を検出し、それらのタグ１００に走査光を投射する様子を示す。検出装置１０は、走査光が投射されたタグ１００の中から発光するタグ１００−２を検出する。図２６の（ｈ）は、発光するタグ１００−２に走査光を投射し続け、タグ１００−２を発光させ続ける様子を示す。例えば、発光するタグ１００−２の位置は、カメラ１３によって撮影された画像データから抽出される特徴を用いて追跡し続けることができる。
【０１４１】
図２６の適用例２は、図書館において、書架に並べられた複数の所望の本の背表紙に貼付された複数のタグ１００を発光させ続ける用途にも適用できる。なお、図２６においては、タグ１００を発光させ続ける例を図示しているが、画像データから抽出される特徴に基づいて任意の位置に目印光を投射するように構成することもできる。
【０１４２】
図２７は、重なるように配置された複数の本の中から所望の本を検出する適用例３について説明するための概念図である。図２７は、重ねて配置された本の裏に隠れているタグ１００−３が貼付された本と、見える位置にタグ１００−４が貼付された本を検出する例である。
【０１４３】
図２７の（ｉ）は、検出装置１０によって矩形の破線で囲んだ撮影範囲内を撮影する様子を示す。図２７（ｊ）は、検出されたタグ１００の位置に合わせて、近赤外領域の波長の走査光１７５を走査させる例である。図２７（ｊ）の例では、本の裏に隠れているタグ１００−４にも走査光が投射されるものとする。図２７（ｋ）は、前面に重ねて置かれた本を透過したタグ１００−３とタグ１００−４の発光を検出装置１０が検出する様子を示す。図２７（ｌ）は、発光したタグ１００−３とタグ１００−４が貼付された本を含む範囲に目印光１７６を表示させる様子を示す。図２７（ｌ）には、隠れているタグ１００−３が貼付された本の前に重ねられた本に記号（Ｂ：Back）を表示させることで、その裏の本が所望の本であることを示す例を示す。
【０１４４】
本実施形態の表示システム１は、図２４〜図２７の適用例１〜３の用途に限らず、複数の物品の各々にタグ１００を貼付し、タグ１００が貼付された物品から選択対象を選択する用途であれば、任意の用途に用いることができる。例えば、本実施形態の表示システム１は、スーパーマーケットやコンビニエンスストア、デパートメントストアなどの店舗に陳列された商品にタグ１００を貼付し、それらの商品の中から所望の商品を選択する用途にも適用できる。
【０１４５】
以上のように、本実施形態の表示システムは、複数のタグと検出装置を備える。複数のタグは、各々を識別するための識別記号が格納され、識別記号と照合される識別情報を含む光を受光して発電し、受光した光に含まれる識別情報が識別記号に一致した場合に自身の電力を用いて発光する。検出装置は、選択対象の識別情報の入力に応じて撮影して画像データを生成する。検出装置は、生成した画像データから複数のタグのうち少なくとも一つのタグを抽出し、抽出した少なくとも一つのタグの位置に識別情報を含む走査光を投射する。検出装置は、走査光が投射されている期間に取得された画像データから複数のタグのうちいずれかのタグの発光が抽出された場合、発光したタグを含む範囲内に目印光を投射する。
【０１４６】
本実施形態の一態様において、複数のタグの各々は、光検出素子、蓄電素子、およびタグコントローラを有する。光検出素子は、検出装置によって投射された走査光を受光し、受光した走査光によって発電する。蓄電素子には、光検出素子によって発電された電力が蓄電される。タグコントローラは、蓄電素子に蓄電された電力によって起動される。タグコントローラは、自身の識別記号が格納され、蓄電素子に蓄電された電力によって起動され、光検出素子によって受光された走査光に含まれる識別情報と識別記号とを比較する。例えば、発光素子は、マイクロＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子、および無機ＥＬ素子のいずれかである。
【０１４７】
本実施形態の一態様において、検出装置は、コントローラ、カメラ、およびプロジェクタを有する。コントローラは、識別情報に入力に応じて撮影指示信号と、走査光および目印光を投射するための投射条件とを少なくとも生成する。カメラは、コントローラによって生成された撮影指示信号に応じて撮影する。プロジェクタは、コントローラによって生成された投射条件に基づいて投射光を投射する。
【０１４８】
本実施形態の一態様において、プロジェクタは、光源と、光源から出射される出射光を変調して反射する表示面を有する位相変調型の空間光変調器と、空間光変調器の表示面で反射された反射光を投射する投射光学系とを含む。
【０１４９】
本実施形態の一態様において、コントローラは、複数のタグに電力供給するための電力供給信号を含む走査光の投射条件をプロジェクタに出力する。プロジェクタは、コントローラからの投射条件に基づいて電力供給信号を含む走査光を投射する。
【０１５０】
本実施形態の一態様において、コントローラは、受信部、制御条件生成部、撮像生成部、投射制御部を有する。受信部は、識別情報を受信する。制御条件生成部は、識別情報が受信された際に、カメラに撮影を指示するための撮影指示信号を生成する。制御条件生成部は、撮影指示信号に応じて撮影された画像データに基づいて投射条件を生成する。制御条件生成部は、撮影指示信号に応じて撮影された画像データから複数のタグのうち少なくとも一つのタグを抽出し、抽出したタグの位置に走査光を投射するための投射条件を生成する。制御条件生成部は、走査光が投射されている期間に取得された画像データからタグの発光が検出された際に、タグの発光が検出された位置に目印光を投射するための投射条件を生成する。撮像生成部は、制御条件生成部によって生成された撮影指示信号をカメラに送信し、撮影指示信号に応じてカメラによって撮影された画像データを制御条件生成部に出力する。投射制御部は、制御条件生成部によって生成された投射条件をプロジェクタに出力する。
【０１５１】
本実施形態の一態様において、制御条件生成部は、画像データからタグの特徴を抽出した場合、タグの特徴に基づいてタグの位置を特定し、特定したタグの位置に走査光を投射するための投射条件を生成。制御条件生成部は、走査光が投射されている期間に取得された画像データからタグの発光が検出された場合、発光が検出されたタグを含む範囲内に目印光を投射するための投射条件を生成する。
【０１５２】
本実施形態の一態様において、制御条件生成部は、画像データからタグの特徴を抽出した場合、後続の撮影によって生成された画像データから抽出されるタグの特徴に基づいてタグの位置を追跡し続ける。制御条件生成部は、追跡中のタグの位置に走査光を投射するための投射条件を生成する。
【０１５３】
本実施形態の検出装置は、入力された識別情報に応じて、その識別情報を含む走査光を投射する。本実施形態のタグは、走査光を受信すると、その走査光に含まれる識別情報と、自身に格納された識別記号とが一致した場合に発光素子を発光させる。本実施形態の検出装置は、走査光に応じて発光したタグを検出し、そのタグを含む範囲内に目印光を投射する。そのため、本実施形態の表示システムによれば、選択対象を迅速かつ正確に見つけ出すことを可能とする目印を表示させることができる。
【０１５４】
（ハードウェア）
ここで、本発明の第１の実施形態に係る表示システム１が備えるコントローラ１５を実現するハードウェア構成について、図２８の制御装置９０を一例として挙げて説明する。なお、図２８の制御装置９０は、コントローラ１５を実現するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
【０１５５】
図２８のように、制御装置９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６を備える。図２８においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略して表記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６は、バス９８を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。
【０１５６】
プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、制御装置９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、コントローラ１５による処理を実行する。
【０１５７】
主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリを主記憶装置９２として構成・追加してもよい。
【０１５８】
補助記憶装置９３は、種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。
【０１５９】
入出力インターフェース９５は、制御装置９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。
【０１６０】
制御装置９０には、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力装置１７を接続する。入力装置１７は、選択対象物や保管対象物などの識別情報などの情報や各種設定の入力に使用される。なお、入力装置１７としてタッチパネルを用いる場合は、タッチパネルの表示画面が入力装置１７のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ９１と入力装置１７との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。
【０１６１】
また、制御装置９０には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、制御装置９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介して制御装置９０に接続すればよい。
【０１６２】
以上が、第１の実施形態に係る表示システム１が備えるコントローラ１５を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図２８のハードウェア構成は、コントローラ１５による処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、コントローラ１５タグに関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、コントローラ１５が実行するプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。
【０１６３】
プログラム記録媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体で実現できる。また、プログラム記録媒体は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体や、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現されてもよい。
【０１６４】
コントローラ１５の構成要素は、任意に組み合わせることができる。また、コントローラ１５の構成要素は、ソフトウェアによって実現されてもよいし、回路によって実現されてもよい。
【０１６５】
以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本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。
【符号の説明】
【０１６６】
１    表示システム
１０    検出装置
１１    プロジェクタ
１３    カメラ
１５    コントローラ
１７    入力装置
１００    タグ
１０１    光検出素子
１０３    蓄電素子
１０５    タグコントローラ
１０７    発光素子
１１１    光出射器
１１２    光源
１１３    コリメータ
１１５    空間光変調器
１１７    投射光学系
１３１    撮像素子
１３３    画像処理プロセッサ
１３５    内部メモリ
１３７    データ出力回路
１５１    受信部
１５２    制御条件生成部
１５３    記憶部
１５５    撮像制御部
１５６    投射制御部
１５２１    識別情報受信部
１５２２    画像データ取得部
１５２３    タグ抽出部
１５２５    識別記号取得部
１５２６    投射条件生成部
１５３１    識別記号記憶部
１５３３    投射情報記憶部
【要約】
【課題】選択対象を迅速かつ正確に見つけ出すことを可能とする目印を表示させることを可能とする表示システム等を提供する。
【解決手段】各々を識別するための識別記号が格納され、識別記号と照合される識別情報を含む光を受光して発電し、受光した光に含まれる識別情報が識別記号に一致した場合に自身の電力を用いて発光する複数のタグと、選択対象の識別情報の入力に応じて撮影して画像データを生成し、生成した画像データから複数のタグのうち少なくとも一つのタグを抽出し、抽出した少なくとも一つのタグの位置に識別情報を含む走査光を投射し、走査光が投射されている期間に取得された画像データから複数のタグのうちいずれかのタグの発光が抽出された場合、発光したタグを含む範囲内に目印光を投射する検出装置とを備える。
【選択図】      図１【図１】
0006770146.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0006770146.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
0006770146.tif 000026
【図２６】
0006770146.tif 000027
【図２７】
0006770146.tif 000028
【図２８】
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