(57)【要約】【課題】拡張現実感システムで用いられるマーカにおいて、無電源で複数のパターンを表示可能とする。【解決手段】現実環境を撮影した映像に電子情報を重畳する拡張現実感システムに用いられ、現実環境に置かれて、映像に電子情報を重畳するための指標とされるマーカであって、映像に重畳される電子情報に対応するパターンを提示するパターン提示部を備え、パターン提示部は、外的要因により変化する変化部を有し、変化部の変化によってパターンが変化する。【選択図】図５
2012003306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現実環境を撮影した映像に電子情報を重畳する拡張現実感システムに用いられ、現実環境に置かれて、映像に電子情報を重畳するための指標とされるマーカであって、
映像に重畳される電子情報に対応するパターンを提示するパターン提示部を備え、
前記パターン提示部は、外的要因により変化する変化部を有し、前記変化部の変化によって前記パターンが変化することを特徴とするマーカ。
【請求項２】
前記外的要因は、湿度、紫外線、温度、および経時変化のうちの少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のマーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡張現実感（ＡＲ：Augmented Reality）技術を用いた拡張現実感表示システムに用いられるマーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影装置によって撮影された現実環境（現実空間）の映像に、コンピュータグラフィックス（ＣＧ）により作成された画像、文字情報等の電子情報を重畳することにより、現実環境の情報を拡張する拡張現実感技術が知られている。
【０００３】
この拡張現実感技術において、撮影装置で撮影された映像に電子情報を重畳するための指標としてマーカを用いる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この場合に用いられるマーカは、例えば、紙等のシートに、予め設定された大きさの黒い矩形の枠を印刷等により形成したものである。複数種類のマーカを使用する場合には、枠の内部にマーカの種類を特定するための文字、模様等からなるパターンが設けられる。
【０００５】
このようなマーカを用いた拡張現実感表示システムでは、現実環境に置かれたマーカを含む領域を撮影装置で撮影し、映像中のマーカを検出し、そのマーカのパターンに応じた電子情報を映像に重畳する。また、拡張現実感表示システムは、映像中のマーカの位置、向き、サイズに応じて、映像に重畳する電子情報の位置、向き、サイズを決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４８４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のようなマーカを用いた拡張現実感表示システムでは、１つのマーカに１つのパターンが固定されている。このため、複数のパターンが必要な場合、マーカが増え、管理等に不便であった。
【０００８】
これに対し、液晶表示装置等の電子表示装置を用いて、複数のパターンのマーカを切り替え表示する方法があるが、電子機器を用いるため電源が必要であった。
【０００９】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、拡張現実感システムで用いられるマーカであって、無電源で複数のパターンを表示可能なマーカ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】
上記目的を達成するため、本発明に係るマーカの第１の特徴は、現実環境を撮影した映像に電子情報を重畳する拡張現実感システムに用いられ、現実環境に置かれて、映像に電子情報を重畳するための指標とされるマーカであって、映像に重畳される電子情報に対応するパターンを提示するパターン提示部を備え、前記パターン提示部は、外的要因により変化する変化部を有し、前記変化部の変化によって前記パターンが変化することにある。
【００１１】
本発明に係るマーカの第２の特徴は、前記外的要因は、湿度、紫外線、温度、および経時変化のうちの少なくともいずれか１つを含むことにある。
【００１２】
本発明に係るマーカにおいて、前記外的要因による前記変化部の変化に応じた前記パターン提示部の２次元的または３次元的な物理的変化により、前記パターンが変化するようにすることができる。
【００１３】
上記本発明に係るマーカを用いた拡張現実感システムは、撮影装置と、前記撮影装置で撮影された映像中の前記マーカを検出するマーカ検出部と、前記マーカ検出部で検出した前記マーカのパターンに対応した電子情報を、前記撮影装置で撮影された映像に重畳する重畳部とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るマーカの第１の特徴によれば、外的要因によりパターンが変化するので、無電源で複数のパターンを表示可能である。
【００１５】
本発明に係るマーカの第２の特徴によれば、湿度、紫外線、温度、および経時変化のうちの少なくともいずれか１つを含む外的要因でパターンが変化するので、所定の環境にマーカを置くだけで、無電源で複数のパターンを表示可能となる。
【００１６】
また、本発明に係るマーカにおいて、外的要因に応じたパターン提示部の２次元的または３次元的な物理的変化によりパターンが変化するようにして、無電源でパターンを変更することができる。
【００１７】
本発明に係るマーカを用いた拡張現実感システムによれば、外的要因によりパターンが変化するマーカを用いることで、マーカに電源を用いることなく、１つのマーカで複数のパターンに応じた電子情報を映像に重畳することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態に係るマーカを用いる拡張現実感システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態に係るマーカの平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２に示すマーカにおける紫外線の作用により変色するパネルの断面図である。
【図５】（ａ）は図２に示すマーカにおいてパネルが変色した状態を示す図、（ｂ）はである。（ａ）からさらにパネルの変色が進行した状態を示す図である。
【図６】第２の実施の形態に係るマーカの平面図である。
【図７】図６に示すマーカの分解斜視図である。
【図８】図６におけるＡ−Ａ断面図である。
【図９】（ａ）は図６に示すマーカにおいて変色層が変色した状態を示す図、（ｂ）は図６に示すマーカにおいて可動層が移動した状態を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態に係るマーカの平面図である。
【図１１】図１０に示すマーカの分解斜視図である。
【図１２】図１０におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１３】図１０に示すマーカにおいて膨張部材が膨張したときのパターンを示す図である。
【図１４】第４の実施の形態に係るマーカの平面図である。
【図１５】図１４に示すマーカの分解斜視図である。
【図１６】図１４におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１７】図１４に示すマーカにおいてオーガニック材が変色したときのパターンを示す図である。
【図１８】第４の実施の形態の変形例に係るマーカの分解斜視図である。
【図１９】第４の実施の形態における図１６に相当する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２０】
また、以下に示す各実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るマーカを用いる拡張現実感システムの機能構成を示すブロック図である。図１に示すように拡張現実感システム１は、撮影装置２と、映像処理装置３と、表示装置４とにより概略構成される。拡張現実感システム１は、撮影装置２で撮影した現実環境の映像中のマーカを検出し、そのパターンに応じた電子情報を映像に重畳することにより、現実環境の情報を拡張するものである。
【００２２】
まず、第１の実施の形態において拡張現実感システム１で使用されるマーカについて説明する。
【００２３】
図２は、第１の実施の形態に係るマーカの平面図、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。図２、図３に示すように、第１の実施の形態に係るマーカ５は、パネル５１Ａ〜５１Ｈと、パネル５１Ａ〜５１Ｈを収納するケース５２とを備える。
【００２４】
パネル５１Ａ〜５１Ｈは、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等からなる略正方形の板状体からなり、塗装等により白色または黒色に形成されている。パネル５１Ａ〜５１Ｈがケース５２内に置かれることで、白黒のパターンが形成されるようになっており、パネル５１Ａ〜５１Ｈが本発明のパターン提示部を構成する。
【００２５】
パネル５１Ａ〜５１Ｈのうちの一部のパネルは、紫外線の作用により変色するように構成されている。ここでは、パネル５１Ｂが、紫外線の作用により変色するように構成されているものとする。この場合、パネル５１Ｂが本発明の変化部に相当する。
【００２６】
図４は、パネル５１Ｂの断面図である。図４に示すように、パネル５１Ｂは、ＰＥＴ等からなる基材層５１１と、基材層５１１上に形成された保護フィルム層５１２とを有する。
【００２７】
基材層５１１は、塗装等により白色に形成され、その上にフォトクロミックが塗布されたものである。保護フィルム層５１２は、このフォトクロミックを保護するための層であり、無色透明な樹脂等からなる。
【００２８】
フォトクロミックは、紫外線を受けると色変化を発現する。例えば、フォトクロミックとしてアゾベンゼンを用いて「無色→橙色」、ジアリールエテンを用いて「無色→赤色」、ビラジカルを用いて「無色→紫色」などの色変化を発現させることができる。フォトクロミックの色変化は可逆的である。
【００２９】
ケース５２は、底板５３と、その周囲の外周壁をなす外枠５４とからなる。外枠５４の上面５４ａには、図２に示すように、黒い矩形のマーカ枠５５が塗装等により形成されている。マーカ枠５５の周囲は塗装等により白色になっている。マーカ枠５５と、その内部のパネル５１Ａ〜５１Ｈが形成するパターンにより、映像処理装置３において、撮影装置２で撮影された映像中のマーカ５が検出、識別される。
【００３０】
外枠５４の上面５４ａと、ケース５２内に配置されたパネル５１Ａ〜５１Ｈの上面とは、高さがそろっていることが好ましい。例えば外枠５４の上面５４ａの方が高いと陰影ができ、これにより映像処理装置３におけるマーカ５の検出に不都合が生じるおそれがあるので、このような陰影の発生を予防するためである。
【００３１】
上記のようなマーカ５において、パネル５１Ａ〜５１Ｈの配置をユーザが変えることで、複数のパターンを形成することができる。また、このパネル５１Ａ〜５１Ｈの配置変更以外に、映像処理装置３において、紫外線により変色するパネル（パネル５１Ｂ）が変色することでもパターンが変わったと認識される。
【００３２】
拡張現実感システム１の撮影装置２は、現実環境（現実空間）を撮影し、得られた映像を映像処理装置３に送出する。
【００３３】
映像処理装置３は、マーカ検出部３１と、重畳部３２と、記憶部３３と、インタフェース部３４とを備える。
【００３４】
マーカ検出部３１は、撮影装置２で撮影された映像中のマーカ５の位置、向き、サイズを検出し、また、周知のテンプレートマッチングの手法等を用いてマーカ５のパターンを検出する。
【００３５】
マーカ検出部３１は、パターン検出において、映像中のマーカ５における濃度を検出し、パターン中の白色または黒色以外の濃度を示す部分も参照してパターンの判断を行う。例えば、マーカ検出部３１は、図２のようなパターンに対して、図５（ａ）のようにパネル５１Ｂが変色したパターンを、異なるパターンとして検出する。
【００３６】
マーカ検出部３１において、白色または黒色以外の部分を検出するための濃度の閾値を複数段階で設定してもよい。これにより、マーカ検出部３１は、例えば、上記のように図２のパターンと図５（ａ）のパターンとを異なるパターンとして認識するとともに、さらに、図５（ａ）のパターンに対して、図５（ｂ）のようにパネル５１Ｂの濃度が異なるパターンを、異なるパターンとして検出する。
【００３７】
重畳部３２は、マーカ検出部３１で検出したマーカ５のパターンに対応する電子情報を記憶部３３から取得し、この電子情報を撮影装置２で撮影された映像に重畳する。重畳部３２は、マーカ検出部３１で検出したマーカ５の位置、向き、サイズに基づいて、拡張現実感技術により、映像に重畳する電子情報の位置、向き、サイズを決定する。
【００３８】
記憶部３３は、マーカ検出部３１で検出されるマーカ５の各パターンに対応して予め生成された電子情報を記憶している。電子情報としては、コンピュータグラフィックスにより作成された３次元（３Ｄ）モデル、実画像、アニメーション、文字情報等を用いることができる。
【００３９】
インタフェース部３４は、撮影装置２および表示装置４との間でデータの送受信を行うためのものである。
【００４０】
映像処理装置３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶装置、入出力インタフェース等を備えたコンピュータにより構成される。マーカ検出部３１および重畳部３２の機能は、ハードディスク等の記憶装置に格納された拡張現実感技術に関するアプリケーションプログラムをＣＰＵがＲＡＭへ読み込んで実行することにより実現される。記憶部３３は、ハードディスク等の記憶装置の機能として構成され、インタフェース部３４は、撮影装置２および表示装置４に物理的に接続された入出力インタフェースの機能として構成される。
【００４１】
表示装置４は、撮影装置２で撮影された映像、およびその映像に重畳された電子情報を表示する。
【００４２】
次に、拡張現実感システム１の動作について説明する。
【００４３】
撮影装置２は、マーカ５が配置された領域を撮影し、得られた映像を映像処理装置３に送出する。
【００４４】
マーカ検出部３１は、撮影装置２で撮影された映像をインタフェース部３４を介して受け取ると、映像上のマーカ５の位置、向き、サイズを検出するとともに、マーカ５のパターンを検出する。
【００４５】
次いで、重畳部３２は、マーカ検出部３１で検出したマーカ５のパターンに対応する電子情報を記憶部３３から取得し、この電子情報を映像に重畳する。この際、重畳部３２は、マーカ検出部３１で検出したマーカ５の位置、向き、サイズに基づいて、映像に重畳する電子情報の位置、向き、サイズを決定する。
【００４６】
そして、重畳部３２は、電子情報を重畳した映像を、インタフェース部３４を介して表示装置４に送出する。表示装置４は、電子情報が重畳された映像を表示する。
【００４７】
マーカ５のパネル５１Ｂが紫外線を受けて変色し、マーカ検出部３１が、変色前とは異なるパターンになったと検出すると、重畳部３２は、マーカ検出部３１で検出した変色後のマーカ５のパターンに対応する電子情報を記憶部３３から取得し、この電子情報を映像に重畳する。
【００４８】
電子情報としては、例えば、パネル５１Ｂの変色前のパターンに対応する電子情報をある３Ｄモデルとし、パネル５１Ｂの変色後のパターンに対応する電子情報を、変色前のパターンに対応する３Ｄモデルが高さ方向に伸びたような３Ｄモデルとする。これにより、マーカ５に対する紫外線の照射量に応じて、映像に重畳される３Ｄモデルの高さが変化する。
【００４９】
このようにすれば、例えば、監視カメラのように固定して設置される撮影装置２の撮影領域内にマーカ５を配置すると、マーカ５に日光（紫外線）が当たる時間帯おいては３Ｄモデルが重畳された映像が表示装置４に表示され、さらに、日光の照射量が多い時間帯では、高さ方向に大きくなった３Ｄモデルが重畳される。これにより、日光の照射量の変化をユーザがリアルタイムで視覚的に認識しやすい重畳映像が表示装置４に表示される。
【００５０】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、マーカ５は、配置変更可能なパネル５１Ａ〜５１Ｈでパターンを形成するので、ユーザがパネル５１Ａ〜５１Ｈの配置をかえることで、無電源でパターンを変更でき、１つのマーカ５で複数のパターンを表示可能である。また、外的要因である紫外線の作用により変色するパネル（パネル５１Ｂ）を備えるので、マーカ５を紫外線の当たる環境に置くだけで、無電源でパターンを変更できる。このようなマーカ５を用いることで、拡張現実感システム１は、１つのマーカ５で複数のパターンに応じた電子情報を映像に重畳することができる。
【００５１】
なお、パネル５１Ａ〜５１Ｈのうちの１つを予め省略しておき、ユーザがパネルをスライドさせて移動させることで、パターンの変更を容易にできるようにしてもよい。この場合、底板５３の上面がパターンの一部を構成することになるので、底板５３の上面は白または黒に塗装しておく。外枠５４やパネルに、溝や突起部分を設けて、パネルの移動を容易にできるような構造にしてもよい。
【００５２】
また、マーカ５からパネル５１Ａ〜５１Ｈが脱落することを防止できるような構造にしてもよい。例えば、パネル５１Ａ〜５１Ｈの下面側に強磁性体からなるシート等を取り付け、底板５３を磁性体で構成することで、パネル５１Ａ〜５１Ｈを磁力で保持できるようにしてもよい。
【００５３】
このようにすれば、例えば、マーカ５を風鈴等に吊り下げることができる。このように吊り下げられたマーカ５を、監視カメラのように固定して設置される撮影装置２の撮影領域に配置すると、マーカ５が風等の影響で揺れることにより、撮影映像中のマーカ５の向き等が変化する。拡張現実感技術によれば、映像中のマーカ５の向き等が変動した場合、それに連動して、映像に重畳する電子情報の表示も変動する。このため、マーカ５の動きに応じて、風の強さや風向等を表現する３Ｄモデル等を映像に重畳表示することが可能となる。加えて、上記と同様に、パネル５１Ｂの変色に応じて、日光（紫外線）の照射量の変化を示す電子情報も映像に重畳表示することができる。
【００５４】
また、紫外線により変色するパネル（パネル５１Ｂ）において、保護フィルム層５１２として、特定の紫外線領域の光をカットするフィルタフィルムを用いてもよい。このようにすれば、マーカ５の設置環境によってパネルが意図しない変色を生じることを防止できる。
【００５５】
また、図２等に示したような２×４にパネルを配置する構成に限らず、２×２、３×３のような他の配置でもよい。
【００５６】
また、パネル５１Ａ〜５１Ｈのうちの一部のパネルに、外的要因としての温度や圧力により変色するパネルを用いてもよい。
【００５７】
（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態に係るマーカの平面図、図７は、図６に示すマーカの分解斜視図、図８は、図６におけるＡ−Ａ断面図である。なお、第２の実施の形態に係るマーカを用いる拡張現実感システムの構成は、第１の実施の形態で説明した図１の拡張現実感システム１と同様であるため説明を省略する。他の実施の形態についても同様である。
【００５８】
図６〜図８に示すように、第２の実施の形態に係るマーカ６は、基台層６１と、可動層６２と、表面層６３とを備える。
【００５９】
基台層６１は、マーカ６の底板をなすものであり、樹脂、木材等の矩形の板状体からなる。基台層６１の周囲は、基台層６１と同様の材料からなる外枠６４で囲まれている。
【００６０】
可動層６２は、樹脂、木材等の矩形の板状体からなり、基台層６１の上方に配置される。可動層６２には、図示前後方向に細長い複数の黒色領域６２ａが印刷等により形成されている。可動層６２の黒色領域６２ａ以外の領域は白色になっている。可動層６２には、図示左側の一辺に沿って膨張部材６５が取り付けられ、膨張部材６５は、複数の支持部材６６を介して外枠６４に固定されている。
【００６１】
膨張部材６５は、吸湿すると体積が膨張する性質を有する材料からなり、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム等の高分子ポリマーや、圧縮タオル繊維等からなる。この膨張部材６５の膨張により、可動層６２が図示右方向に移動する。このような可動層６２の移動が可能なように、膨張部材６５の非膨張時において、可動層６２の図示右側の辺と外枠６４との間には所定の空間が設けられるように構成されている。膨張部材６５は、本発明の変化部の一部に相当する。
【００６２】
支持部材６６は、図示前後方向に所定間隔で配置され、外枠６４と膨張部材６５とを固定している。各支持部材６６の間の空間は、外枠６４に設けられた穴６４ａにより外部と連通している。この穴６４ａから空気中の湿気や水分を導入し、膨張部材６５を膨張させる。なお、穴６４ａをシールで塞いだり、このシールを剥がしたりすることで、湿気や水分の導入をコントロールできるようにしてもよい。
【００６３】
表面層６３は、例えばＰＥＴ等の無色透明な矩形の樹脂フィルム等からなる。表面層６３は、外枠６４および支持部材６６の上面に固着される。表面層６３には、黒い矩形のマーカ枠６８が印刷等により形成されている。表面層６３に対して印刷する場合には、印刷部分に傷等がつくことを防止するため、下面側に印刷することが好ましい。印刷する場合に用いられるインクは、湿気、水分に強く、表面層６３の材質に対して定着性のよいものが好ましい。
【００６４】
表面層６３の上面には、マーカ枠６８の内側において、図示前後方向に細長く薄い複数の変色層６９が所定間隔で配置されている。
【００６５】
変色層６９は、吸湿性を有する高分子ポリマー等の物質に、水分により発色する発色材料を付加したもので構成される。変色層６９は、吸湿していないときは白色であり、吸湿すると発色材料の作用により変色する。発色材料としては、例えばシリカゲルを用いることができる。変色層６９は、本発明の変化部の一部に相当する。
【００６６】
表面層６３において、各変色層６９の間の領域７０は無色透明になっている。両端に位置する変色層６９とマーカ枠６８との間の領域７１、およびマーカ枠６８の外側の領域は、印刷等により白色になっている。
【００６７】
膨張部材６５の非膨張時においては、変色層６９が可動層６２の黒色領域６２ａの上方に位置し、マーカ６の上面側から見て黒色領域６２ａが視認されないようになっている。また、膨張部材６５、支持部材６６、可動層６２の右端部等は、変色層６９や領域７１の下方に位置し、マーカ６の上面側から視認されないようになっている。
【００６８】
このような構成により、初期状態においては、マーカ６は、マーカ枠６８以外の部分はすべて白色と視認されるようになっている。このような初期状態のパターンから、変色層６９の吸湿による変色、および膨張部材６５の膨張による可動層６２の移動により、マーカ６におけるパターンが変化する。可動層６２、表面層６３、および変色層６９によって、本発明のパターン提示部が構成される。
【００６９】
次に、第２の実施の形態におけるマーカ６の作用について説明する。
【００７０】
上述したマーカ枠６８以外は白色に視認される初期状態から、変色層６９が吸湿して発色材料の作用により変色すると、図９（ａ）に示すようなパターンが形成される。なお、変色層６９は、吸収した水分量により濃度が変化する。
【００７１】
そして、膨張部材６５が吸湿して膨張すると、可動層６２が右方向に移動し、黒色領域６２ａが表面層６３の領域７０の直下に移動する。これにより、図９（ｂ）に示すような、変色層６９の間の領域７０が黒く見えるパターンが形成される。
【００７２】
このように、マーカ６では、湿度等の外的要因により生じる変色層６９の変色によりパターンが変化する。また、膨張部材６５の膨張により可動層６２が右方向への移動する２次元的な物理的変化により、パターンが変化する。このような方式により、可動層６２の少量の移動で大きくパターンを変更することができる。
【００７３】
なお、図９（ａ），（ｂ）では、変色層６９の変色後に、可動層６２が移動するように示したが、この順序は逆でもよいし、並行してもよい。これは、外枠６４の穴６４ａをシールで塞いだり、シールを剥がしたりして湿気や水分の導入をコントロールすること等により設定できる。
【００７４】
以上説明したように、第２の実施の形態におけるマーカ６によれば、湿気や水分のある環境に置くだけで、吸湿による変色層６９の変色および可動層６２の移動により、無電源でパターンを変更でき、複数のパターンを表示可能である。
【００７５】
なお、マーカ６において変色層６９を省略し、表面層６３において変色層６９に相当する部分を印刷等により白色とすることで、可動層６２の移動のみによりパターンを変化させる構成にしてもよい。
【００７６】
また、マーカ６において可動層６２を省略し、変色層６９の変色のみによりパターンを変更する構成にしてもよい。
【００７７】
（第３の実施の形態）
図１０は、第３の実施の形態に係るマーカの平面図、図１１は、図１０に示すマーカの分解斜視図、図１２は、図１０におけるＡ−Ａ断面図である。
【００７８】
図１０〜図１２に示すように、第３の実施の形態に係るマーカ８は、パターニング層８１と、表面層８２と、膨張部材８３とを備える。
【００７９】
パターニング層８１は、樹脂、木材等の矩形の板状体からなり、パターン要素８１ａ〜８１ｄは黒色、パターン要素８１ａ〜８１ｄ以外の領域は白色に印刷等で形成されている。
【００８０】
表面層８２は、例えばＰＥＴ等の無色透明な矩形の樹脂フィルム等からなる。表面層８２は、膨張部材８３を介してパターニング層８１の上方に配置されている。
【００８１】
表面層８２には、黒い矩形のマーカ枠８４が印刷等により形成され、マーカ枠８４の外側の領域は白色になっている。印刷する場合に用いられるインクは、水分、湿気に強く、表面層８２の材質に対して定着性のよいものが好ましい。パターニング層８１と表面層８２とにより、本発明のパターン提示部が構成される。
【００８２】
表面層８２におけるマーカ枠８４の内側の領域は無色透明であるが、その一部の領域８２ａにおいて、表面層８２の下面側にマット処理が施されている。領域８２ａは、黒いパターン要素８１ａ〜８１ｄの一部を覆う領域であり、ここでは、パターン要素８１ｂを覆う領域であるものとする。
【００８３】
膨張部材８３は、平面視にて細長い三角形状を有し、パターニング層８１と表面層８２との間に設けられる部材である。膨張部材８３は、マーカ８の各辺に沿って４つ設けられる。
【００８４】
膨張部材８３は、吸湿すると体積が膨張する性質を有する材料からなり、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム等の高分子ポリマーや、圧縮タオル繊維等からなる。膨張部材８３は、吸湿して膨張することで、パターニング層８１と表面層８２との間隔を広げるものであり、本発明の変化部に相当する。膨張部材８３を細長い三角形状とするのは、鋭角部分において湿度を高感度で検知するためである。
【００８５】
各膨張部材８３は、表面層８２におけるマーカ枠８４およびその周囲の白色の部分の下に位置し、マーカ８を上面側から見たときに視認されないようになっている。
【００８６】
次に、第３の実施の形態におけるマーカ８の作用について説明する。
【００８７】
初期状態では、図１０に示すような、マーカ枠８４内におけるパターン要素８１ａ〜８１ｄがすべて黒色で、他の領域が白色のパターンが提示されている。
【００８８】
このような初期状態から、膨張部材８３が吸湿して膨張すると、パターニング層８１と表面層８２との間隔が広がる。これにより、図１３に示すように、マット処理が施された領域８２ａの下方に位置するパターン要素８１ｂが、マット処理の影響で、濃度が薄くなったように視認される。これにより、初期状態に対して、マーカ８のパターンが変化したと視認される。このように、マーカ８では、湿度等の外的要因により膨張部材８３が膨張して表面層８２が上方向へ移動する３次元的な物理的変化により、パターンが変化する。
【００８９】
濃度の変化は、表面層８２のマット処理の程度により調整できる。例えば、膨張部材８３の膨張により、パターニング層８１と表面層８２との間隔が初期状態より３ｍｍ広くなったときに、パターン要素８１ｂと周囲の白色の部分とのコントラスト差が約６０％減少するようなマット処理を行う。これにより、拡張現実感システム１の映像処理装置３において、濃度が変化したことを認識しやすい。
【００９０】
以上説明したように、第３の実施の形態におけるマーカ８によれば、湿気や水分のある環境に置くだけで、吸湿により膨張部材８３が膨張してパターニング層８１と表面層８２との間隔を広げることにより、無電源でパターンを変更でき、複数のパターンを表示可能である。
【００９１】
（第４の実施の形態）
図１４は、第４の実施の形態に係るマーカの平面図、図１５は、図１４に示すマーカの分解斜視図、図１６は、図１４におけるＡ−Ａ断面図である。
【００９２】
図１４〜図１６に示すように、第４の実施の形態に係るマーカ９は、基台層９１と、クッション材層９２と、表面層９３と、オーガニック材９４とを備える。
【００９３】
基台層９１は、マーカ９の底板をなすものであり、樹脂、木材等の矩形の板状体からなる。基台層９１の周囲は、基台層９１と同様の材料からなる外枠９５で囲まれている。
【００９４】
クッション材層９２は、ポリウレタン、発泡ゴム等の弾性を有する材料からなり、後述するオーガニック材９４を表面層９３に押し付けるためのものである。オーガニック材９４の端部で陰影ができ、これにより映像処理装置３におけるマーカ９の検出に不都合が生じることを予防するために、クッション材層９２の弾性力によりオーガニック材９４を表面層９３に押し付ける。
【００９５】
表面層９３は、例えばＰＥＴ等の無色透明な矩形の樹脂フィルム等からなる。表面層９３は、外枠９５の上面に固着される。表面層９３には、黒い矩形のマーカ枠９６と、パターンの一部が印刷等により形成されている。表面層９３に対して印刷する場合には、印刷部分に傷等がつくことを防止するため、下面側に印刷することが好ましい。また、表面層９３の上面には、外乱光の影響による映像処理装置３におけるマーカ９の誤認識を予防するため、マット処理を施すことが好ましい。
【００９６】
表面層９３には、パターンが印刷等されずに、無色透明となっている領域が設けられている。本実施の形態では、マーカ枠９６の内部を４つに仕切った四角形の領域９７ａ〜９７ｄのうち、領域９７ｂが無色透明の領域であり、領域９７ａ，９７ｄが黒色、領域９７ｃが白色の領域となっている。無色透明の領域９７ｂの下にオーガニック材９４が配置され、領域９７ｂを通してオーガニック材９４がマーカ９の上方側から視認されるようになっている。領域９７ｂに隣接する領域９７ａ，９７ｄは、オーガニック材９４とのコントラストが大きくなるように、図１４、図１５のように黒色であることが好ましい。
【００９７】
オーガニック材９４は、生花の花弁や植物の葉からなる。オーガニック材９４としては、枯れることにより色が大きく変化するものが好ましく、例えば、白いバラの花弁や、イチョウの葉等を用いることができる。オーガニック材９４は、マーカ９におけるパターンの一部を形成し、「白→薄茶→濃い茶」のように色が経時変化することで、パターン中の濃度の変化を表現するものであり、本発明の変化部に相当する。また、オーガニック材９４と表面層９３とにより、本発明のパターン提示部が構成される。
【００９８】
以上のように構成されたマーカ９は、時間が経過することにより、オーガニック材９４の色が濃くなるように変化する。これにより、図１７に示すように、図１４の初期状態のパターンに対して、パターン中の領域９７ｂの色が濃くなったパターンが表現される。領域９７ｂ内の色は、オーガニック材９４の経時変化により、完全に枯れた色になるまで、時間の経過に比例して濃くなる。
【００９９】
以上説明したように、第４の実施の形態におけるマーカ９によれば、通常の環境に置くだけで、オーガニック材９４の色の経時変化により、無電源でパターンを変更でき、複数のパターンを表示可能である。
【０１００】
（第４の実施の形態の変形例）
図１８は、第４の実施の形態の変形例に係るマーカの分解斜視図、図１９は、第４の実施の形態における図１６に相当する断面図である。
【０１０１】
図１８、図１９に示すように、本変形例におけるマーカ９Ａが、図１４〜図１６に示した第４の実施の形態のマーカ９に対して異なる点は、表面層９３の一部をくりぬいた開口部９８を形成し、この開口部９８を塞ぐ多孔質シート９９を表面層９３の上面側から取り付けた点である。
【０１０２】
開口部９８は、図１４〜図１６のマーカ９における表面層９３の領域９７ｂに対応する部分をくりぬいて形成されたものである。この開口部９８を介してオーガニック材９４が、クッション材層９２の弾性力により多孔質シート９９に押し付けられる。
【０１０３】
多孔質シート９９は、ＰＥＴ等からなる無色透明のシートからなり、多数の貫通孔が形成されている。
【０１０４】
本変形例のマーカ９Ａでは、多孔質シート９９によりオーガニック材９４への通気性をよくすることで、第４の実施の形態のマーカ９よりもオーガニック材９４の色変化の進行を遅くすることができる。
【０１０５】
多孔質シート９９に設ける貫通孔の大きさや数を調整すれば、酸素透過量やオーガニック材９４の水分保持量等を調整することができ、オーガニック材９４の色変化の進行速度を調整することができる。
【０１０６】
また、オーガニック材９４として芳香性の花弁を用いれば、ユーザによい香りを提供することができる。
【０１０７】
なお、本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１  拡張現実感システム
２  撮影装置
３  映像処理装置
４  表示装置
５，６，８，９，９Ａ  マーカ
３１  マーカ検出部
３２  重畳部
３３  記憶部
３４  インタフェース部
５１Ａ〜５１Ｈ  パネル
５２  ケース
５５，６８，８４，９６  マーカ枠
６１，９１  基台層
６２  可動層
６３，８２，９３  表面層
６５，８３  膨張部材
６６  支持部材
６９  変色層
８１  パターニング層
９２  クッション材層
９４  オーガニック材
９８  開口部
９９  多孔質シート
５１１  基材層
５１２  保護フィルム層
【図１】
2012003306.tif 000003
【図２】
2012003306.tif 000004
【図３】
2012003306.tif 000005
【図４】
2012003306.tif 000006
【図５】
2012003306.tif 000007
【図６】
2012003306.tif 000008
【図７】
2012003306.tif 000009
【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】
2012003306.tif 000021