JP4972738B2 - 注釈表示装置およびこれを用いた注釈表示システム - Google Patents

Description

この発明は、物等を認識し、これに関連付けられた情報を表示する注釈表示装置およびこれを用いた注釈表示システムに関するものである。

携帯電話等を使用して、自分(以下、ユーザーと云う)が興味を持つ対象物についての情報を取得する方法が知られている。この方法は、対象物を認識するための情報を符号化したコード等を、対象物に予め付与し、該コードを携帯電話の撮影機能により読み取り、更に携帯電話の通信機能を利用した検索によって、この対象物(対象物情報)に対応的に関連付けられた情報(以下、注釈情報と云う)を取得して携帯電話画面上に表示するものである。このように、物や場所等の注釈情報を取得して表示するシステムは注釈表示システムと呼ばれ、一般に(１)注釈情報を取得したい対象物の認識、(２)認識した対象物に対応する注釈情報の検索、(３)検索された注釈情報の表示の各段階から構成される。

しかしこの注釈表示システムでは、ユーザーが予め注釈情報を取得したい対象物を特定することが前提となっているため、ユーザーが対象物を特定する前には注釈情報を取得することができない。この問題は、例えば多種類の物品(対象物)を梱包集積して管理する倉庫等で発生する。このような管理倉庫では、対象物を収納する梱包材に対して、対象物情報を符号化したＩＤタグが付与されている。従って、このＩＤタグを読み取ることで、該ＩＤタグの付与された梱包内に収納された対象物を認識し、これに対応した注釈情報の取得は容易である。しかし、特定の対象物を取り出そうとする場合、個々の物品は夫々梱包状態となっているため、注釈情報を取得したい物品が特定はできない。この問題を解決する注釈表示システムが、例えば以下の非特許文献１に開示されている。
"RFIG Lamp:Interacting with a Self-Describing World via Photosensing Wireless Tags and Projectors", ACM Trans on Graphics(TOG) SIGGRAPH, 23-3,, pp.406-415, ACM, 2004.

非特許文献１に開示された注釈表示システム８０は、図１２に示す如く、ＩＤタグとしてのＲＦＩＤ(Radio Frequency ID)と、このＲＦＩＤを認識すると共に、認識したＩＤに対応した注釈情報ＡＩを出力表示する注釈表示装置８２とを有する。前記注釈表示装置８２は、ＲＦＩＤに対して対象物Ｏに係る対象物情報の発信要求をなす出力手段としての電波発信機８４、ＲＦＩＤからの対象物情報を読み取る入力手段としての光学カメラ８６および該光学カメラ８６に入力された対象物情報に対応した注釈情報ＡＩを表示する表示出力手段としてのプロジェクタ８８を備える注釈表示装置８２を有する。この注釈表示装置８２の作動について、図１３を用いて説明する。ここで電波発信機８４は任意の周波数を発信し(図１３(ａ)参照)、ＲＦＩＤは設定された周波数を受信すると、付与された対象物Ｏに係る対象物情報を発光によって出力する(図１３(ｂ)参照)。このＲＦＩＤから光として出力される対象物情報は、光学カメラ８６によって読み取られる(図１３(ｃ)参照)、対象物情報の読み取りにより対象物Ｏが認識されて、認識された対象物Ｏに対応する注釈情報ＡＩが、図示しない検索手段によって検索される。そしてこの注釈情報ＡＩが、プロジェクタ８８によって対象物Ｏ上に投影(出力)される(図１３(ｄ)参照)。

なお、前記注釈表示装置８２は、当該装置８２自体の配置位置または方位の変更を適宜検知して、発光した対象物情報を出力したＲＦＩＤが付与された対象物Ｏと、注釈情報ＡＩの投影位置とを合致させるための位置センサ８９を備えている。このように対象物Ｏを特定しない段階において、出力手段８４からの出力で注釈情報ＡＩを表示する対象物Ｏを特定し、かつ該対象物Ｏに付与されたＲＦＩＤに対応した注釈情報ＡＩが表示を達成するようになっている。

しかしこの注釈表示システムで使用される注釈表示装置は、構成要素が数多く、嵩高い大きな構成となってしまう。このため、前述した携帯電話のように、ユーザーが適宜持ち運ぶような使用は不可能であり、利用範囲が限定される問題が指摘される。また構造が複雑となってしまうため、製造コストおよび運用コストが嵩む問題もあった。またＲＦＩＤは価格が高く、かつ作動に電力を必要とするため、この点でも製造コストおよび運用コストが嵩む。

この発明は、前述した従来の技術に内在している前記問題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、対象物と、この対象物に対応した注釈情報とを一体的に認識可能とすると共に、構成を簡略化することで可搬性を高め、取り扱い性を向上させ得る注釈表示装置およびこれを用いた注釈表示システムを提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る注釈表示装置は、
光学的に認識した対象物に対応する注釈情報を出力する注釈表示装置において、
出力光を出力する光線出力手段と、
前記光線出力手段に設けられ、前記出力光を偏向させ走査する偏向手段と、
前記光線出力手段からの出力光を前記対象物で反射した反射光が入力される光線入力手段と、
前記光線入力手段に入力された反射光から認識される対象物に対応する注釈情報を表示するよう前記光線出力手段を制御する制御手段と、
前記光線出力手段の運動を計測する運動計測手段とを備えることを要旨とする。
従って、請求項１に係る発明によれば、注釈表示装置で必要とされる出力手段を１つとし得るので、構成の小型化および簡略化が可能となり、これにより可搬性や、取り扱い性を向上させ得る。また対象物と、これに対応した注釈情報とを一体的に認識可能とし得るから、当該２つの情報を統合して認識しなければならないユーザーの認識負荷をなくし得る。また、対象物を認識させる情報の読み取りを確実かつ効率的になし得る。更に、ユーザー操作に係る注釈表示装置の運動を計測することで、対象物を認識させる情報の読み取りおよび対象物に対応した注釈情報の表示の双方を適切になし得る。

請求項２に記載の発明では、前記光線出力手段から出力される出力光の経路上に、該出力光および反射光を分離する入出力光分離手段で分離した反射光を前記光線入力手段に入力するようにしたことを要旨とする。
従って、請求項２に係る発明によれば、注釈表示装置で対象物の読み取りに必要な出力光および反射光の経路をまとめて、注釈表示装置内のスペースを有効利用して小型化し得るので、可搬性や取り扱い性を向上させ得る。また反射光の誤入力を防止して、対象物の誤認識を防止し得る。

請求項３に記載の発明では、前記光線出力手段は、前記対象物の光学的読み取り時の出力光の強度と、前記注釈情報の表示時の出力光の強度とが異なるように制御手段で制御されることを要旨とする。
従って、請求項３に係る発明によれば、出力光の強度を必要に応じてエネルギー消費を制御し得るため、省エネルギー性および使い勝手の双方を向上させ、また省エネルギー性の向上により、電力供給部位を小型化し得る。

請求項４に記載の発明では、前記光線出力手段は、前記偏向手段によって前記出力光を沿わせた方向の直交方向に分割された複数の情報を、連続して出力することにより注釈情報を表示するように制御されることを要旨とする。
従って、請求項４に係る発明によれば、注釈表示装置を簡便なユーザー操作の介在等により、偏向手段が偏向する出力光の方向の直交方向に移動させるだけで、注釈情報を二次元方向に広がりを有する文字等として好適に表示し得る。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜４の何れか一項に記載の注釈表示装置を備えると共に、光線出力手段からの出力光を対象物に付与したＩＤタグで反射させた反射光を光線入力手段に入力させることで対象物を認識することを要旨とする。
従って、請求項５に係る発明によれば、対象物を認識させる情報を容易かつ確実に取得して、対象物の認識をなし得る。また、対象物を認識させる情報が符号化されているため、短時間での取得が可能となり、注釈表示システムの運用性が向上する。

請求項６に記載の発明では、請求項１〜４の何れか一項に記載の注釈表示装置を備えると共に、光線出力手段からの出力光を対象物に付与したＩＤタグで反射させた反射光を光線入力手段に入力させることで対象物を認識する該注釈表示装置が備える偏向手段は、該偏向手段によって一定方向に沿わせた出力光の向きと、前記ＩＤタグを読み取る向きとが一致するようにしたことを要旨とする。
従って、請求項６に係る発明によれば、対象物を認識させる情報を容易かつ確実に取得して、対象物の認識をなし得る。また、対象物を認識させる情報が符号化されているため、短時間での取得が可能となり、注釈表示システムの運用性が向上する。更にＩＤタグを読み取るための出力光の動きを、注釈表示装置に自動的させ得るため、効率的な対象物の認識が可能となる。また更にＩＤタグとして、読み取られる一定方向にだけ内容が変化しているコードを使用することで、短時間に複数回に亘って情報の読み取りがなされることになるため、確実な対象物の認識もが可能となる。

請求項７に記載の発明では、前記ＩＤタグには、再帰反射性が付与されていることを要旨とする。
従って、請求項７に係る発明によれば、対象物を認識するための情報を確実に読み取ることを可能とすると共に、該情報の読み取りに使用する出力光の出力を低い光学的出力強度でなし得るので、省エネルギー性が向上し、またこの向上により電力供給部位を小型化し得る。

以上に説明した如く、本発明に係る注釈表示装置およびこれを用いた注釈表示システムによれば、対象物と、この対象物に対応した注釈情報とを一体的に認識可能とすると共に、構成を簡略化することで可搬性を高め、取り扱い性を向上させ得る。

次に、本発明に係る注釈表示装置およびこれを用いた注釈表示システムにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下説明する。なお実施例では、梱包材に入れられて外部から内容を確認できない状態とされた物品を対象物とし、多数の対象物が収容されている倉庫内で好適に運用される注釈表示システムを例を用いて説明する。

実施例に注釈表示システム１０は、図１に示す如く、注釈情報ＡＩを表示する対象である対象物Ｏと、この対象物Ｏに対して光学的な読み取りを行なって該対象物Ｏを特定し、これに対応した注釈情報ＡＩを表示する注釈表示装置２０とを構成要素として有する。前記対象物Ｏとしては、各種の物品や場所が挙げられる。注釈情報ＡＩは、対象物Ｏの内容をユーザーに理解させるための各種固有情報を指し、運用される注釈表示システム１０の目的等に応じて、適宜最適な内容とされている。例えば、倉庫内の物品を対象物Ｏとする場合には、物品名や識別番号等が注釈情報ＡＩとして好適であり、百貨店等で扱う物品を対象物Ｏとする場合には、値段、実物の大きさおよび重量等が注釈情報ＡＩとして好適である。

そして実施例では、前記対象物Ｏの梱包材に予め付与されたＩＤタグＴＧを読み取って認識して対象物Ｏを特定するようにしている。本実施例においては、ＩＤタグＴＧは梱包材に付与されているが、対象物Ｏ自体にＩＤタグＴＧを直接的に付与してもよい。このＩＤタグＴＧは、固有のＩＤコード(識別コード)を持った小型のタグであって、「ＯＮ／ＯＦＦ」を表す１ビットを最小単位として符号化・収納する手段である。ＩＤタグＴＧとしては、例えば、従来公知の一次元または二次元の各種コード等の光学的読み取りが瞬時に可能であって、規格が整備されているものが好適である。本実施例では、一次元で表されたコードが採用される。この一次元で表されたコードの読み取りは、情報の記載開始位置であるスタートビットから情報の記載終了位置であるストップビットまでを、該スタートビットからストップビットに向かう方向に沿って実施される。また本実施例で前記ＩＤタグＴＧは、再帰反射性を有する塗料(再帰反射材)によって構成されている。なお再帰反射性とは、入射した光を、常に入射した方向に返す性質である。

実施例に係る注釈表示装置２０は、図１〜図３に示すように、光線出力手段３０と、光線入力手段４０と、制御手段５０とを基本的に備えている。また、注釈表示装置２０の運動を常に計測する運動計測手段７０も備えている。ここで注釈表示装置２０の運動は、例えば角速度のような該注釈表示装置２０の位置的または姿勢的な変位を意味し、位置変化や姿勢変化を相対的に示す運動情報として出力される。そして、出力光ＯＲを利用したＩＤタグＴＧの読み取りおよびＩＤタグＴＧに対応した注釈情報の表示とを行ない得るよう構成されている。ここで前記光線出力手段３０は、ＩＤタグＴＧの(反射光を利用した)光学的な読み取りと、注釈情報ＡＩの表示との双方に供される出力光ＯＲを出力する装置である。前記光線入力手段４０は、前記光線出力手段３０からの出力光ＯＲをＩＤタグＴＧで反射させた反射光ＲＲが入力される装置である。前記制御手段５０は、光線入力手段４０に入力された反射光ＲＲから認識されたＩＤタグＴＧに対応する注釈情報ＡＩを検索して、この注釈情報ＡＩを表示するよう光線出力手段３０を制御する等の、注釈表示装置２０全体に係る制御を担っている。また、これらの各手段３０,４０,５０,７０等は、電気的信号(以下、単に信号と云う)を電送可能な電送路Ｅで接続されている。なお注釈表示装置２０には、前記各手段３０,４０,５０,７０等の作動用電源であるバッテリー(図示せず)が内蔵されている。

前記光線出力手段３０は、出力光ＯＲ(レーザー光：６５０ｎｍ，１ｍＷ)を発生させる光源としての半導体レーザー３１ａおよびこの出力光ＯＲを直線光線とするコリメーターレンズ３１ｂを有するレーザーダイオード３１と、レーザーダイオード３１で発生した出力光ＯＲの経路(以下、出力経路と云う)上に配置される入出力光分離手段３２と、更に入出力光分離手段３２を経た出力光ＯＲの出力経路上に配置される偏向手段３４とを備える。前記入出力光分離手段３２としては半透明鏡が使用され、前記光線出力手段３０からの出力光ＯＲを偏向手段３４側に反射し、ＩＤタグＴＧで反射された反射光ＲＲ(後述)をそのまま通過させるように構成されている。また偏向手段３４としては、図４に示すような、回転軸Ｃを中心とする周方向の一定範囲で定常的に反復移動するように設計されたＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)を組み込んだ鏡(以下、単にＭＥＭＳ鏡と云う)が使用される。すなわちレーザーダイオード３１から出力された出力光ＯＲは、入出力光分離手段３２および偏向手段３４で反射された後に、注釈表示装置２０の照射孔２０ａからＩＤタグＴＧに向けて出力される(図１参照)。

なお、偏向手段３４は、ＩＤタグＴＧを読み取るように出力光ＯＲを偏向して走査するものであれば殊に限定されないが、本実施例では、出力光ＯＲをＩＤタグＴＧを読み取る向きに沿わせて連続的に偏向されるようになっている。また前記入出力光分離手段３２として、出力光ＯＲおよび反射光ＲＲを円偏向させ得るものも採用し得る。この場合、出力光ＯＲおよび反射光ＲＲの略全量を一定方向に偏向させ得る。従って、出力光ＯＲおよび反射光ＲＲを円偏向させた場合には、ＩＤタグＴＧを読み取るのに充分な光学的な強度を有する反射光ＲＲを、光学的な出力強度の小さい出力光ＯＲで達成し得るため、不要な電力の消費を抑制してバッテリーを小型化し得る。

前記偏向手段３４は、中心部分に配置される鏡部３４ａと、この鏡部３４ａの周りに配置されたコイル(図示せず)と、このコイルに電流を流した際に駆動力を与える永久磁石(図示せず)とを備えている(図４参照)。そして、コイルおよび永久磁石を利用して、鏡部３４ａが前記回転軸Ｃを中心とした周方向の一定範囲を約６.４ｋＨｚで定常的に反復移動するようにされている。このような作動をなす前記偏向手段３４により、レーザーダイオード３１から連続的に出力される出力光ＯＲをＩＤタグＴＧ上で一定方向に拡がった長さを有する線状に投影(出力)される。すなわち偏向手段３４は、単なる点部分(地点)の読み取りおよび表示しかできない出力光ＯＲに、一次元方向の読み取りおよび表示能力を与えるものである。すなわち、前記ＩＤタグＴＧにおける出力光ＯＲの到達位置は、本実施例に如く、ＩＤタグＴＧと注釈表示装置２０との距離は一定に保たれている場合には、当該出力光ＯＲの出力された時点における偏向手段３４の反復移動に係る位置情報から演算可能である。

なお、本実施例において前記入出力光分離手段３２は、出力光ＯＲを略直角に偏向し、偏向手段３４は該入出力光分離手段３２で偏向された出力光ＯＲを更に略直角に反射している(図２参照)。但し、入出力光分離手段３２および偏向手段３４の出力光ＯＲの出力経路に対する角度を変化させることで、注釈表示装置２０内における入出力光分離手段３２および偏向手段３４等の配置位置を自在に設定し得る。すなわち注釈表示装置２０内における各手段３０,４０,５０,７０等の大きさ・形状によって、注釈表示装置２０内における各手段３０,４０,５０,７０等の配置位置を適宜変更した最適化が可能である。

前記光線入力手段４０は、出力光ＯＲがＩＤタグＴＧに到達して反射された反射光ＲＲの経路(以下、反射経路と云う)上であって、出力光ＯＲと反射光ＲＲとを分離する前記入出力光分離手段３２の下流側に配置されている。すなわち、前述したように前記偏向手段３４に反射された反射光ＲＲは、前記入出力光分離手段３２で出力光ＯＲとは違う方向へ分離されて光線入力手段４０に入力される。この光線入力手段４０としては、連続的に入力される反射光ＲＲを好適に検知し得るフォトダイオードが使用される。ここで入力される反射光ＲＲは、出力光ＯＲが反射(到達)した位置(地点)におけるＩＤタグＴＧの状態を表す光学的要素情報と、該出力光ＯＲがＩＤタグＴＧで反射(到達)した時点を表す時間的要素情報とを有している。ここで光学的要素情報は、前記ＩＤタグＴＧを認識するための反射光ＲＲの光学的な強度を示す情報である。また時間的要素情報は、前記反射光ＲＲが光線入力手段４０に入力された時間的情報であり、該反射光ＲＲがＩＤタグＴＧに反射された時点を算出するための情報である。

前記運動計測手段７０は、注釈表示装置２０の運動を計測・出力する装置であって、ジャイロスコープが使用されている。注釈表示装置２０の位置変化に係る情報や姿勢変化に係る情報は、前記反射光ＲＲが有する時間的要素情報を、出力光ＯＲが反射した地点の位置を表す位置的要素情報へ変換するために用いられる。また本実施例では、前記運動計測手段７０は、光線出力手段３０の一時休止および作動再開の役割も担っている。すなわち、注釈表示装置２０の動きが一定時間ない場合(運動計測手段７０が注釈表示装置２０の運動を計測しない場合)は、光線出力手段３０の作動を一時休止することで、電力消費の低減を図っている。

前記制御手段５０は、前記光線出力手段３０の駆動等に係る信号を生成・出力するドライバアンプ５２と、前記光線入力手段４０および運動計測手段７０からの情報(注釈表示装置２０に係る運動情報)に係る信号を受け入れて加工するセンサアンプ５４と、注釈表示装置２０全体の作動・停止をなす作動手段としての作動スイッチ５６と、これら各手段５２,５４,５６を統括し、注釈表示装置２０が扱う全情報を演算する演算部５８とを備える。ここで前記作動スイッチ５６は、注釈表示装置２０を使用する際に操作し易い位置に設けられている(図１参照)。

前記ドライバアンプ５２は、レーザーダイオード駆動回路５２ａおよび偏向手段駆動回路５２ｂを備え、光線出力手段３０が備えるレーザーダイオード３１および偏向手段３４の双方に係る駆動を制御している(図３参照)。具体的には、前記レーザーダイオード駆動回路５２ａは、レーザーダイオード３１からの出力光ＯＲの出力を制御して、ＩＤタグＴＧを読み取る際には、該ＩＤタグＴＧを読み取り得る光学的な出力強度とした出力光ＯＲを連続的に出力し、注釈情報ＡＩを表示する際には、表示する内容に従った出力光ＯＲを出力する。また、偏向手段駆動回路５２ｂは、偏向手段３４の反復移動範囲の制御を行なっている。なお、前記偏向手段駆動回路５２ｂには、演算部５８内に設けられている正弦波生成器６２からの信号を、偏向手段３４の位置情報に変換する変換器が内蔵されている。

前記センサアンプ５４は、光線−信号変換比較器５４ａおよび位置・姿勢−信号変換器５４ｂを備える。そして光線−信号変換比較器５４ａは、光線入力手段４０に入力された光学的要素情報および時間的要素情報を入力・加工し、光学的要素情報を反射光ＲＲの光学的な強度に比例した信号に変換し、時間的要素情報を反射光ＲＲの入力時間に対応した信号に変換している。また位置・姿勢−信号変換器５４ｂは、運動計測手段７０が計測した注釈表示装置２０の位置変化に係る情報および姿勢変化に係る情報を入力・加工し、前記運動計測手段７０からの注釈表示装置２０の運動情報を信号に変換している。

前記演算部５８は、制御手段５０の中核をなし、前記ドライバアンプ５２およびセンサアンプ５４を介してレーザーダイオード３１、偏向手段３４、光線入力手段４０および運動計測手段７０等を制御している。この演算部５８には、検索手段６０としてのＩＤタグ−注釈情報変換器と、正弦波生成器(スキャナドライバ)６２と、ＩＤタグ分析器(ＩＤタグリーダー)６４と、画像生成回路６６とが備えられている。ここで正弦波生成器６２は、偏向手段３４の反復移動を規定する正弦波を発生させる役割を果たす。ＩＤタグ分析器６４は、センサアンプ５４からの情報(光線入力手段４０に入力された光学的要素情報および時間的要素情報並びに運動計測手段７０が計測した注釈表示装置２０の運動情報)を統合して、ＩＤタグＴＧを認識する役割を果たす。検索手段６０は、認識されたＩＤタグＴＧからこれに対応する注釈情報ＡＩを検索する。画像生成回路６６は、センサアンプ５４からの情報(光線入力手段４０に入力された光学的要素情報および時間的要素情報並びに運動計測手段７０が計測した注釈表示装置２０の運動情報)と、検索手段６０で検索されたＩＤタグＴＧに対応する注釈情報ＡＩとから、該注釈情報ＡＩを表示するように光線出力手段３０を制御する。

実施例では、前述の各構成要素６２、６４および６６は、１つのＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)、すなわちプログラミング可能なＬＳＩから構成されている。なお前記画像生成回路６６は、正弦波生成器６２からの偏向手段３４の反復移動を規定する正弦波から、常に該偏向手段３４の反復移動に係る位置情報を把握する機能も有する。また検索手段６０は、認識されたＩＤタグＴＧと、これに対応した注釈情報ＡＩとを関連付けているデータベースに過ぎないので、注釈表示装置２０内における配置部位や収納している注釈情報ＡＩの内容は殊に限定されない。またこの検索手段６０を注釈表示装置２０の外部に別途設置して、注釈表示装置２０内には検索手段６０に代えて、外部の検索手段との双方向通信なす通信機器を配置する構成も採用し得る。この場合、双方向通信手段としては、注釈情報ＡＩ検索のリアルタイム性を重視した無線ＬＡＮ等が好適である。

前記検索手段６０で検索されたＩＤタグＴＧに対応した注釈情報ＡＩは、画像生成回路６６に送られる。そして画像生成回路６６は、注釈情報ＡＩから偏向手段３４で連続的に偏向された出力光ＯＲに沿った方向に直交する方向(ユーザー操作による注釈表示装置２０の移動方向)に分割された情報(以下、分割情報と云う。)ＤＩを生成する。この複数の分割情報は、注釈表示装置２０の移動方向に沿って投影され、ＩＤタグＴＧ近傍に注釈情報ＡＩを表示するものである。ここで画像生成回路６６には、運動計測手段７０が計測した注釈表示装置２０の運動情報も入力されている。前記画像生成回路６６は、複数の分割情報ＤＩを、注釈表示装置２０の移動に対応させて注釈情報ＡＩを表示するように、レーザーダイオード駆動回路５２ａに出力される。この出力によりレーザーダイオード３１は、注釈表示装置２０の移動に対応して注釈情報ＡＩを順次出力されるように制御されている。

〔実施例の作用〕
次に、実施例に係る注釈表示装置２０の作用について説明する。前記注釈表示装置２０は、ＩＤタグＴＧの読み取り方向と、前記偏向手段３４によって連続的に偏向された前記出力光ＯＲが沿う方向とを一致させ、停止状態からユーザーの操作によって、ＩＤタグＴＧを読み取る方向と直交する方向に移動しているものとする。また、前記作動スイッチ５６はＯＮの状態で、前記注釈表示装置２０がユーザー操作によって移動し始め、該注釈表示装置２０の運動が運動計測手段７０に計測され、光線出力手段３０の作動が再開されたものとする。なお、前記光線出力手段３０が、ＩＤタグＴＧの光学的な読み取りを好適になし得る光学的な出力強度を備える出力光ＯＲを出力する状態を走査状態と呼称し、注釈情報ＡＩの表示を好適になし得る光学的な出力強度を備える出力光ＯＲを出力する状態を表示状態と呼称する。

(走査状態について)
先ず、光線出力手段３０が作動して出力光ＯＲを出力し始めた直後であって、注釈表示装置２０がＩＤタグＴＧを読み取る方向と直交する方向に移動し始めていない時点を説明する。前記光線出力手段３０の作動により、レーザーダイオード３１および偏向手段３４に電力が供給されて、出力光ＯＲが生起され、該偏向手段３４の反復移動方向に対応して、該出力光ＯＲが一方向への拡がりを有する線状に出力される(図２および図４参照)。前記光線出力手段３０における走査状態と表示状態とでは、レーザーダイオード３１からの出力光ＯＲの光学的な出力強度が異なるように、該レーザーダイオード３１がレーザーダイオード駆動回路５２ａによって制御されている。基本的に出力光ＯＲには、走査状態ではＩＤタグＴＧの光学的読み取りが可能な程度(光線入力手段４０が反射光ＲＲを読み取れる程度)の光学的な出力強度があればよく、表示状態では、投影された出力光ＯＲがユーザーに明瞭に目視可能となる光学的な出力強度が求められる。そこで本実施例では、走査状態におけるレーザーダイオード３１による出力光ＯＲの光学的な出力強度は、表示状態におけるレーザーダイオード３１の出力光ＯＲの光学的な出力強度の約半分に設定されている。この設定により、不要な電力の消費を抑制してバッテリーの小型化を達成している。

走査状態の光学的な出力強度で出力された出力光ＯＲの挙動は、以下のように観察される。すなわち、図５に示す如く、レーザーダイオード３１から出力された出力光ＯＲは入出力光分離手段３２で反射され(図５(ａ)参照)、次いで偏向手段３４で反射されてＩＤタグＴＧに到達する(図５(ｂ)参照)。そして前記ＩＤタグＴＧに到達した出力光ＯＲは、到達した地点で反射され、反射光ＲＲとして出力光ＯＲの出力経路を、入出力光分離手段３２までは逆向きとした反射経路で、ＩＤタグＴＧ→偏向手段３４→入出力光分離手段３２の順に戻ってくる(図５(ｃ)参照)。この出力光ＯＲが偏向手段３４で偏向されてＩＤタグＴＧで反射され、反射光ＲＲとして該偏向手段３４に戻ってくるまでの時間的な経過は殆どないため、偏向手段３４の姿勢は変化しない。従って、偏向手段３４を経た出力経路と反射経路とのずれはない。最終的に偏向手段３４を経て入出力光分離手段３２に到った反射光ＲＲは、該入出力光分離手段３２を透過して光線入力手段４０に入力される(図５(ｄ)参照)。

そして偏向手段３４は、時間の経過によって回転軸Ｃを中心とした周方向に反復移動する。このため、図６に示す如く、光線出力手段３０からの出力光ＯＲは図５で到達(反射)した位置を表す地点Ａから、偏向手段３４の移動方向に対応してずれた別の位置を表す地点Ｂに到達することになる。なお地点Ａは、ＩＤタグＴＧに出力された出力光ＯＲの一方の端であって、地点Ｂは、ＩＤタグＴＧに出力された出力光ＯＲの他方の端である。このとき、偏向手段３４が移動して出力光ＯＲの出力方向が地点Ａから地点Ｂに変化しても、該地点Ａに出力光ＯＲが出力された場合と同様に、反射光ＲＲが該出力光ＯＲの経路を辿って入出力光分離手段３２に到る。このため、ＩＤタグＴＧで反射された反射光ＲＲは、常に光線入力手段４０に入力される。

そして、図７に示す如く、前記ＩＤタグＴＧにおいて出力光ＯＲの到達する位置(地点)が集合した線分ＡＢの長さＬ１は、前記偏向手段３４の反復移動に係る距離Ｄに依存している。すなわち前記距離Ｄの長さに比例して、線分ＡＢの長さＬ１が変化する。また、図５で説明した出力光ＯＲおよび反射光ＲＲの動きは、時間の経過の中で連続的かつ繰り返し行なわれている。すなわち前記偏向手段３４の動きに連動して、地点Ａから地点Ｂに移動する間の全ての地点について出力光ＯＲが到達し、線分ＡＢについての光学的要素情報を全て得ることができる。ここで前記偏向手段３４の反復移動は自動的になされるため、線分ＡＢに係る全ての光学的要素情報も自動的に取得される。なお図６においては、出力光ＯＲが地点Ａに到達する際の出力経路および鏡部３４ａは２点鎖線で表示し、出力光ＯＲが地点Ｂに到達する際の出力経路および鏡部３４ａは実線で表示している。

ここで前記距離Ｄは、これに依存する長さＬ１が、ＩＤタグＴＧの読み取り方向に沿った長さと略同等以上になるようされる。この設定により、注釈表示装置２０を動かさなくても、ＩＤタグＴＧの読み取りをなし得る。また本実施例では、前記偏向手段３４によって連続的に偏向された前記出力光ＯＲが沿う方向と、ＩＤタグＴＧの読み取り方向とが一致しているため、出力光ＯＲが地点Ａから地点Ｂまでの間を一度だけ走査すればＩＤタグＴＧの読み取りが完了する。本実施例においては、前記偏向手段３４は６.４ｋＨｚで反復移動して、短時間に繰り返し地点Ａから地点Ｂまでの間を走査している。この走査の繰り返しによって、光線出力手段３０はＩＤタグＴＧの読み込みが確実になされる。このように光線出力手段３０から出力光ＯＲが出力される際に、注釈表示装置２０の姿勢が一定にされる場合には、ＩＤタグＴＧを読み取ることは可能である。

更に、偏向手段３４によって連続的に偏向された前記出力光ＯＲが沿う方向と直交する方向に注釈表示装置２０を移動させて、ＩＤタグＴＧにおける該出力光ＯＲの出力位置(地点)を変えるユーザー操作を加えた場合を、図８を用いて説明する。この場合、注釈表示装置２０によって走査される領域は、偏向手段３４が反復移動する距離Ｄに対応して自動的に走査される地点Ａから地点Ｂの間の一方向にだけ拡がる線から、該注釈表示装置２０の移動距離Ｗに対応した光線出力手段３０からの出力光ＯＲの移動距離Ｌ２だけ拡がる二次元的な矩形形状になる。このような偏向手段３４とユーザー操作とによって注釈表示装置２０は、ＩＤタグＴＧにおける矩形形状の領域を走査し得る。このような構成によって、実施例に係る注釈表示装置２０は、二次元的な拡がりをもつコードの読み取り・認識にも使用し得る。

そしてＩＤタグＴＧの認識は、前記光線入力手段４０に入力される反射光ＲＲから取得される光学的要素情報と、時間的要素情報とを特定することでなされる。この光学的要素情報および時間的要素情報の特定は、光線入力手段４０から光線−信号変換比較器５４ａを介して送られるＩＤタグ分析器６４でなされる。この光学的要素情報の特定によって、該光学的要素情報が取得された反射光ＲＲの光学的な強度から、反射されたＩＤタグＴＧにおける位置(地点)がビットの状態(ＯＮまたはＯＦＦ)が明らかになる。また時間的要素情報との特定によって、ＩＤタグＴＧにおけるある位置(地点)で反射された反射光ＲＲが有する光学的要素情報と、該反射光ＲＲの入力時間との関係が明らかとなる。また位置的要素情報は、光学的要素情報を入力した反射光ＲＲの時間的要素情報と、運動計測手段７０が計測した注釈表示装置２０の運動情報および画像生成回路６６が常に把握している偏向手段３４の反復移動に係る位置情報とを統合して特定される。

前記ＩＤタグ分析器６４による光学的要素情報および時間的要素情報の特定によって認識されたＩＤタグＴＧは、検索手段６０に送られて検索に供される。この検索手段６０でＩＤタグＴＧから読み取り・認識された内容は、対応する注釈情報ＡＩに変換される。この変換で得られた注釈情報ＡＩは、前記画像生成回路６６に送られることになる。

(表示状態について)
このようにしてＩＤタグＴＧの認識が完了すると、前述の如くＩＤタグＴＧに対応する注釈情報ＡＩが検索手段６０から検索されて画像生成回路６６へ送られると共に、光線出力手段３０が注釈情報ＡＩの表示を好適になし得る表示状態に移行制御される。この表示状態に移行することで光線出力手段３０による出力光ＯＲの光学的な出力強度は、走査状態に比較して２倍程度に向上される。この光学的な出力強度向上により、出力光ＯＲが投影する注釈情報ＡＩの認識容易性が高まる。なお以下の説明において、注釈情報ＡＩの縦方向は、偏向手段３４で出力光ＯＲが連続的に偏向される一定方向であり、該注釈情報ＡＩの横方向は、ユーザー操作による注釈表示装置２０の移動方向であるとする。

前記検索手段６０から検索された注釈情報ＡＩは、画像生成回路６６によって注釈表示装置２０での表示が可能な状態に演算される。この演算を、図９および図１０を用いて説明すると、先ず、二次元的な拡がりを持つ注釈情報ＡＩを、直交する二軸平面座標上で縦軸(Ｙ軸)および横軸(Ｘ軸)の双方向に沿って分割・区分して二次元方向に分割された注釈情報ＡＩ(以下、区分情報と云う)を得る(図９参照)。そしてこの区分情報を縦軸方向(偏向手段３４によって出力光ＯＲを沿わせた方向)毎にまとめて横軸方向(ユーザー操作による注釈表示装置２０の移動方向)に分割された分割情報ＤＩとする(図１０参照)。この各分割情報ＤＩについては、便宜上、図１０の左側から順に、ＤＩ０１、ＤＩ０２、ＤＩ０３・・・ＤＩ２５と呼称される。

また区分情報ＤＩは、注釈情報ＡＩを構成する「注」より後の文字「釈情報ＡＩ」にも続き、ＤＩ０１の側から順番にＡＩｎｎ(ｎは自然数)と呼称される。なおここでは説明上、注釈情報ＡＩの「注」における部首である「さんずい」より左側の領域については、分割情報ＤＩとしてカウントしていないが、実際の演算においては前述したように分割情報ＤＩとして扱われる。この画像生成回路６６で生成された分割情報ＤＩは、注釈情報ＡＩを偏向手段３４によって出力光ＯＲを沿わせた方向の直交方向に分割された複数の情報である。なお、区分情報に分割された注釈情報ＡＩの最小単位をピクセルと呼称する(図９参照)。このピクセルの大きさは、光線出力手段３０からの出力光ＯＲが表示できる最小面積とされている。

そして前記画像生成回路６６で生成された各分割情報ＤＩは、偏向手段３４の反復移動に対応した出力光ＯＲの移動だけで表示可能である。すなわち、注釈表示装置２０をユーザー操作によって動かさなくても、注釈表示装置２０によって自動的に表示される。この分割情報ＤＩの表示の制御を、図１０に記載されるＤＩ０１を用いて説明すると、画像生成回路６６が、分割情報ＤＩ０１をなす各ピクセルを表示するための出力光ＯＲの光学的な出力強度についての情報(以下、出力強度情報と云う)を夫々演算・生成する。そして分割情報ＤＩ０１を構成する各ピクセルの表示位置に対応した情報(以下、表示位置情報と云う)を夫々演算・生成する。

この各ピクセルについての出力強度情報および表示位置情報によってレーザーダイオード駆動回路５２ａを制御して、偏向手段３４の反復移動によって変位する位置が表示位置情報と合致するように、出力強度情報に従った出力光ＯＲを出力させる。なお出力強度情報は、表示状態での出力光ＯＲの出力強度(すなわちレーザーダイオード３１が作動状態)または出力強度なし(すなわちレーザーダイオード３１が停止状態)の何れかに生成される。なお、この光学的な出力強度の制御を多段階で実施すれば、注釈情報ＡＩの表示にグラデーションを付加し得る。

この分割情報ＤＩ０１の表示は、ユーザー操作による注釈表示装置２０の移動が検知するまで継続される(図１１(ａ)参照)。そして注釈情報ＡＩにおける横方向(偏向手段３４で出力光ＯＲを沿わせた方向に直交する方向)へのユーザー操作によって、分割情報ＤＩ０１の(偏向手段３４で出力光ＯＲを沿わせた方向に直交する方向)についての長さ分だけ注釈表示装置２０が移動すると、画像生成回路６６は、表示する分割情報ＤＩ０１からＤＩ０２に変化させるように光線出力手段３０を制御する(図１１(ｂ)参照)。このように制御を繰り返すことで画像生成回路６６は、ユーザー操作による横方向(偏向手段３４で出力光ＯＲを沿わせた方向に直交する方向)への注釈表示装置２０の移動に対応して、表示される分割情報をＤＩ０１からＤＩｎｎへと、順次連続して変化するようにしている(図１１(ｃ)参照)。この分割情報ＤＩの注釈表示装置２０の移動に対する変化により、注釈情報ＡＩが表示されることになる。すなわち、注釈表示装置２０は、表示した各分割情報ＤＩの残像を利用して、注釈情報ＡＩの全体を表示している。

このように本実施例に係る注釈表示装置２０によれば、ＩＤタグＴＧを読み取る機能と注釈情報ＡＩを表示する機能とを単一の光線出力手段３０で達成し、また出力光ＯＲの出力経路と反射光ＲＲの反射経路とを一部重複させている。更に光線出力手段３０をなすレーザーダイオード３１や、光線入力手段４０をなすフォトダイオードや、偏向手段３４をなすＭＥＭＳ鏡や、制御手段５０をなすドライバアンプ５２、センサアンプ５４および演算部５８は、何れも半導体プロセスで製作可能であって、ワンチップ化も可能である。従って、注釈表示装置２０の小型化が容易であり、良好な可搬性や、出力光ＯＲの出力先の容易な変更等をなし得る高い取り扱い性を獲得し得る。

また同位相によって干渉性がなく、光が集中して拡散しない指光性を備えるレーザー光線を出力光ＯＲとして採用しているので、光線出力手段３０から出力された出力光ＯＲの確実な光線入力手段４０への入力が担保されて、確実なＩＤタグＴＧの読み取りと、これによる正確なＩＤタグＴＧの認識が可能となる。そして光学的な読み取りが可能であるので、ＲＦＩＤの如きＩＤタグＴＧ価格が高い要素を採用しなくても、注釈表示システムを構築し得る。更にＩＤタグＴＧの近傍に注釈情報ＡＩを、位置的に関連付けて表示し得るので、ＩＤタグＴＧが付与された梱包材内に収納された対象物Ｏと、注釈情報ＡＩとを一体的に認識するユーザーの対象物を認識負荷を低減し得る。この他、ＩＤタグＴＧに再帰反射性を付与することで、確実なＩＤタグＴＧの読み取りと、これによる正確なＩＤタグＴＧの認識が可能となる。

〔変更例について〕
なお光線出力手段３０に、偏向手段３４の反復移動方向と直交する方向へ該偏向手段３４を定常的に反復変位させる変位手段を設けるようにしてもよい。具体的には、直交する２方向に、夫々定常的に反復的に回動変位するように設計されたＭＥＭＳ鏡が好適である。このようなＭＥＭＳ鏡の採用により、注釈表示装置２０を移動させなくても、光線出力手段３０からの出力光ＯＲは二次元的な広がりをもつ矩形状に出力される。このため、ＩＤタグとして二次元的なコードを採用した場合の好適な読み取りや、注釈情報ＡＩの好適な表示が可能となる。この場合、ジャイロスコープの如き運動計測手段７０はなくてもよい。また前記出力光ＯＲを偏向させ走査する前記偏向手段３４として、該出力光ＯＲの走査方向を偏向させるようにレーザーダイオード３１の向きを変える機構を採用してもよい。

この他、前述の実施例では、出力光ＯＲとしてレーザー光を例に挙げているが、本発明はこれに限定されない。例えば、実施例におけるレーザーダイオード３１に代えて、注釈情報ＡＩの表示が可能である単一色の可視光線を発光するダイオードまたは複数色の可視光線を夫々発光する複数のダイオードを適宜組み合わせたものが使用される。この場合、光線出力手段３０による注釈情報ＡＩの表示を、様々な色によってなし得る。また前述の実施例では、ＩＤタグによって対象物Ｏを認識していたが、直接的に対象物Ｏの形状を読み取り、対象物Ｏに対応した注釈情報ＡＩを検索・表示するようにしてもよい。

本発明の好適な実施例に係る注釈表示システムを示す概略図である。 実施例に係る注釈表示装置の構成手段を、位置関係と共に示す概略図である。 実施例に係る注釈表示装置の各構成手段を、制御手段を中心に信号の流れと共に示す概略図である。 実施例に係る注釈表示装置が備える偏向手段の概略構成と、この偏向手段で反射された出力光がＩＤタグ上で線状になる様子を示す概略斜視図である。 実施例に係る注釈表示装置の走査状態を示す説明図である。 実施例に係る注釈表示装置が備える偏向手段の動きと、この動きに関連して変化する出力光のＩＤタグ上での到達する位置(地点)および出力光の経路とを示す概略図である。 実施例に係る注釈表示装置が備える偏向手段の反復移動距離と、この動きに関連して変化する出力光のＩＤタグ上での到達する位置(地点)が集合した線分の長さとの関係を示す概略斜視図である。 実施例に係る注釈表示装置が備える偏向手段によって連続的に偏向された出力光が沿う方向と直交する方向に注釈表示装置を移動させて、ＩＤタグにおける該出力光の出力位置を変える操作を加えた場合を示す説明図である。 実施例に係る注釈表示装置で表示する注釈情報を、二次元方向に分割した区分情報とした状態を示す説明図である。 図９で区分情報とされた注釈情報を、分割情報とした状態を示す説明図である。 図１０で分割情報とされた注釈情報を、注釈表示装置の移動に合わせて逐次連続的に表示する様子を示す説明図である。 従来技術に係る注釈表示システムを示す概略斜視図である。 従来技術に係る注釈表示システムの作動順序を示す状態図である。

符号の説明

３０ 光線出力手段、３２ 入出力光分離手段、３４ 偏向手段
４０ 光線入力手段、５０ 制御手段、７０ 運動計測手段
ＡＩ 注釈情報、Ｏ 対象物、ＯＲ 出力光、ＲＲ 反射光、ＴＧ ＩＤタグ

Claims (7)

1. 光学的に認識した対象物(O)に対応する注釈情報(AI)を出力する注釈表示装置において、
   出力光(OR)を出力する光線出力手段(30)と、
   前記光線出力手段(30)に設けられ、前記出力光(OR)を偏向させ走査する偏向手段(34)と、
   前記光線出力手段(30)からの出力光(OR)を前記対象物(O)で反射した反射光(RR)が入力される光線入力手段(40)と、
   前記光線入力手段(40)に入力された反射光(RR)から認識される対象物(O)に対応する注釈情報(AI)を表示するよう前記光線出力手段(30)を制御する制御手段(50)と、
   前記光線出力手段(30)の運動を計測する運動計測手段(70)とを備える
   ことを特徴とする注釈表示装置。
2. 前記光線出力手段(30)から出力される出力光(OR)の経路上に、該出力光(OR)および反射光(RR)を分離する入出力光分離手段(32)で分離した反射光(RR)を前記光線入力手段(40)に入力するようにした請求項１記載の注釈表示装置。
3. 前記光線出力手段(30)は、前記対象物(O)の光学的読み取り時の出力光(OR)の強度と、前記注釈情報(AI)の表示時の出力光(OR)の強度とが異なるように制御手段(50)で制御される請求項１または２記載の注釈表示装置。
4. 前記光線出力手段(30)は、前記偏向手段(34)によって前記出力光(OR)を沿わせた方向の直交方向に分割された複数の情報を、連続して出力することにより注釈情報(AI)を表示するように制御される請求項１〜３の何れか一項に記載の注釈表示装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の注釈表示装置を備えると共に、光線出力手段(30)からの出力光(OR)を対象物(O)に付与したＩＤタグ(TG)で反射させた反射光(RR)を光線入力手段(40)に入力させることで対象物(O)を認識する
   ことを特徴とする注釈表示システム。
6. 請求項１〜４の何れか一項に記載の注釈表示装置を備えると共に、光線出力手段(30)からの出力光(OR)を対象物(O)に付与したＩＤタグ(TG)で反射させた反射光(RR)を光線入力手段(40)に入力させることで対象物(O)を認識する該注釈表示装置(20)が備える偏向手段(34)は、該偏向手段(34)によって一定方向に沿わせた出力光(OR)の向きと、前記ＩＤタグ(TG)を読み取る向きとが一致するようにした
   ことを特徴とする注釈表示システム。
7. 前記ＩＤタグ(TG)には、再帰反射性が付与されている請求項５または６記載の注釈表示システム。

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