CN102079166B - 移动检测装置和记录装置及移动检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动检测装置和记录装置。传送机构包含传送带，所述传送带具有包含多个孤立图案的检测图案。包含于检测图案中的多个孤立图案的形状、从中要提取模板图案的模板区域的尺寸和寻找区域的尺寸相互关联，使得包含于从第一图像数据提取的模板图案中的检测图案的一部分总是用作第二图像数据的寻找区域中的独特图案。

Description

移动检测装置和记录装置及移动检测方法

技术领域

本发明涉及用于通过图像处理检测物体的移动的技术，并且涉及记录装置的技术领域。 

背景技术

当在传送诸如打印片材的介质的同时在其上执行打印时，低传送精度导致半色调图像的不均匀浓度或倍率误差，从而导致打印图像的质量劣化。因此，虽然记录装置使用高精度部件并搭载精密传送机构，但是对于更高的打印质量和更高的传送精度存在强烈的需求。同时，还对于成本降低存在强烈的需求。需要实现更高的精度和更低的成本两者。 

为了满足该需求，尝试以高精度检测介质的移动以通过反馈控制实现稳定的传送。在这种尝试中使用的方法(也称为直接感测)对介质的表面成像，以通过图像处理来检测被传送的介质的移动。 

日本专利申请公开No.2007-217176讨论了用于检测介质的移动的方法。日本专利申请公开No.2007-217176中的方法通过使用图像传感器以时序方式多次对移动介质的表面成像，并通过图案匹配来比较获取的图像，以检测介质的移动量。以下，直接检测物体的表面以检测其移动状态的方法被称为直接感测，并且，使用该方法的检测器被称为直接传感器。 

通过直接感测，从第一图像数据提取模板图案，并且，通过图像处理在第二图像数据中的区域之中寻找与模板图案具有大的相关性的区域。在该过程中，可能在寻找范围内的多个位置处存在与某个模板图案相同或非常相似的图案。在这种情况下，如果在图案匹配中确定了所述多个位置中的错误位置，那么导致检测误差。因此，为了高精 度直接感测，模板图案变为寻找范围内的独特图案。 

发明内容

根据本发明的一个方面，一种移动检测装置包括：包含传送带并被配置为沿预定方向传送介质的传送机构，所述传送带具有包含多个孤立图案的检测图案；被配置为捕获传送带上的至少包含检测图案的一部分的区域的图像以获取第一数据和第二数据的传感器；和被配置为从第一数据提取包含检测图案的一部分的模板图案并在第二数据的寻找区域内寻找与模板图案具有相关性的区域以获得传送带的移动状态的处理单元，其中，包含于检测图案中的所述多个孤立图案的形态、模板图案的尺寸和寻找区域的尺寸相互关联，使得包含于模板图案中的检测图案的一部分用作寻找区域中的独特图案。 

根据本发明的另一方面，一种记录装置包括：上述的移动检测装置；和被配置为在介质上执行记录的记录单元。 

根据本发明的再一方面，一种移动检测方法包括：通过包含传送带的传送机构沿预定方向传送介质，所述传送带具有包含多个孤立图案的检测图案；捕获传送带上的至少包含检测图案的一部分的区域的图像，以获取第一数据和第二数据；和从第一数据提取包含检测图案的一部分的模板图案，并在第二数据的寻找区域内寻找与模板图案具有相关性的区域以获得传送带的移动状态，其中，包含于检测图案中的所述多个孤立图案的形态、模板图案的尺寸和寻找区域的尺寸相互关联，使得包含于模板图案中的检测图案的所述一部分用作寻找区域中的独特图案。 

根据本发明，直接感测可靠地使得能够以高精度检测物体的移动状态。 

参照附图阅读示例性实施例的以下详细说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。 

附图说明

被包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和方面，并与描述一起用于解释本发明的原理。 

图1是本发明的示例性实施例的打印机的截面视图。 

图2是打印机的系统框图。 

图3示出直接传感器的配置。 

图4是示出介质馈送、记录和排出的处理的流程图。 

图5是示出介质传送的处理的流程图。 

图6示出用于通过图案匹配获得介质的移动量的处理。 

图7是传送带内部的示意视图。 

图8是在传送带上标记的检测图案的放大视图。 

图9示出包含在尺寸上区分的孤立图案的示例性单位图案。 

图10示出由移动导致的图像伸展的现象。 

图11示出出现图像伸展时的第一和第二图像数据。 

图12是示出图像伸展量和图案检测精度之间的关系的曲线图。 

图13示出相邻的孤立图案之间的图像干涉的现象。 

图14是示出图像伸展量和图案检测精度之间的关系的曲线图。 

图15示出孤立图案的捕获图像的散焦状态。 

图16示出包含在形状上区分的孤立图案的示例性单位图案。 

图17示出包含在对比度、浓度或颜色上区分的孤立图案的示例性单位图案。 

图18示出包含具有在移动方向上区分的布置的孤立图案的示例性单位图案。 

图19示出包含具有在与移动方向垂直的方向上区分的布置的孤立图案的示例性单位图案。 

具体实施方式

以下将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。但是，在以下的示例性实施例中描述的部件是例示性的，并且不意味着限定本发明的范围。 

本发明的范围涵盖从打印机到需要对物体的移动的高精度检测的移动检测领域的广泛范围。例如，本发明适用于打印机、扫描仪和在用于传送物体并对于物体执行检查、读取、处理、标记和其它各种处理的工业、产业和物流领域中使用的其它装置。并且，本发明适用于包括喷墨打印机、电子照相打印机、热打印机和点冲击打印机的各种类型的打印机。在本说明书中，介质意味着诸如纸、塑料片材、胶片、玻璃、陶瓷和树脂等的片状或板状的介质。并且，在本说明书中，上游侧和下游侧意味着在片材上进行图像记录时的片材移动方向的上游侧和下游侧。 

以下将描述作为示例性记录装置的喷墨打印机的实施例。根据本示例性实施例的打印机是交替执行主扫描和副扫描以形成二维图像的 串行打印机。利用主扫描，打印机往复移动打印头。通过副扫描，打印机在逐步馈送中以预定量传送介质。本发明不仅适用于串行打印机，而且适用于关于固定打印头移动介质以形成二维图像的具有覆盖打印宽度的全行打印头的行式打印机(line printer)。 

图1是示出打印机的一部分的配置的截面图。打印机包括用于通过带传送系统沿副扫描方向(第一方向或预定方向)移动介质的传送机构和被配置为通过使用打印头在移动介质上执行记录的记录单元。打印机还包括被配置为间接检测物体的移动状态的旋转编码器133和被配置为直接检测物体的移动状态的直接传感器134。 

传送机构包括作为旋转部件的第一辊202和第二辊203，以及以预定张力在第一和第二辊之间施加的宽传送带205。通过传送带205的移动来传送通过静电引力或粘附力而粘附于传送带205的表面的介质206。作为用于副扫描的驱动源的传送电动机171的旋转力通过驱动带172被传送到第一辊202即驱动辊，以旋转第一辊202。第一辊202和第二辊203通过传送带205相互同步地旋转。传送机构还包括用于从加载在托盘208上的介质207中分离出一张介质并将其馈送到传送带205的馈送辊对209，以及用于驱动馈送辊对209的馈送电动机161(在图1中没有示出)。设置在馈送电动机161的下游侧的纸端传感器132检测介质的前端或后端以获取介质传送的定时。 

旋转编码器(旋转角度传感器)133被用于检测第一辊202的旋转状态，以间接获取传送带205的移动状态。包含光断路器(phtographinterrupter)的旋转编码器133在光学上读取在同轴附连到第一辊202的码盘(code wheel)204的圆周上以相等间隔布置的缝隙，以产生脉冲信号。 

直接传感器134被设置在传送带205下方(介质206的后表面侧上，即，与加载介质206的侧相对的侧)。直接传感器134包含用于捕获传送带205的表面上的包含标记的区域的图像的图像传感器(成像装置)。直接传感器134通过后面描述的图像处理直接检测传送带205的移动状态。由于介质206牢固地粘附于传送带205的表面，因 此由传送带205的表面和介质206之间的滑动导致的相对位置的变化难以察觉地小。因此，假定直接传感器134可直接检测介质206的移动状态。直接传感器134的功能不限于捕获传送带205的后表面的图像，而是可被配置为捕获不被介质206覆盖的传送带205的前表面上的区域的图像。并且，直接传感器134可捕获介质206的表面而不是传送带205的表面的图像。 

记录单元包括沿主扫描方向往复移动的滑架212、打印头213和和墨箱211，后两者被安装在滑架212上。滑架212通过主扫描电动机151(在图1中没有示出)的驱动力沿主扫描方向(第二方向)往复移动。打印头213的喷嘴与滑架212的移动同步地排出墨以在介质206上执行打印。打印头213和墨箱211可作为一个单元一体化地或作为分离部件单独地以可拆卸方式附连到滑架212。打印头213通过喷墨方法排出墨。墨排出方法可基于加热器元件、压电元件、静电元件和MEMS元件等。 

图2是打印机的系统框图。控制器100包含中央处理单元(CPU)101、只读存储器(ROM)102和随机存取存储器(RAM)103。控制器100还用作执行整个打印机的各种控制以及图像处理的控制单元和处理单元。信息处理装置110是诸如计算机、数字照相机、TV和移动电话的供给要在介质上记录的图像数据的装置。信息处理装置110通过接口111与控制器100连接。作为操作员的用户接口的操作单元120包括含有电源开关的各种输入开关121以及显示单元122。传感器单元130包含用于检测打印机的各种状态的各种传感器。原位置传感器131检测往复移动的滑架212的原位置。传感器单元130包含上述的纸端传感器132、旋转编码器133和直接传感器134。这些传感器中的每一个与控制器100连接。基于控制器100的命令，通过各个驱动器驱动打印机的打印头和各种电动机。头驱动器140根据记录数据驱动打印头213。电动机驱动器150驱动主扫描电动机151。电动机驱动器160驱动馈送电动机161。电动机驱动器170驱动用于副扫描的传送电动机171。 

图3示出用于执行直接感测的直接传感器134的配置。直接传感器134是包括发光单元、受光单元和诸如驱动电路和A/D转换器电路之类的电路单元304的单一传感器单元，所述发光单元包含诸如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)和半导体激光器的光源301，所述受光单元包含图像传感器302和诸如折射率分布透镜阵列的成像光学系统303。光源301照射作为图像捕获目标的传送带205的后表面的一部分。图像传感器302通过成像光学系统303对被光源301照射的预定成像区域成像。图像传感器302是诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器的二维区域传感器(area sensor)或线传感器。来自图像传感器302的模拟信号被转换成数字形式，并且作为数字图像数据被捕获。图像传感器302被用于对物体(传送带205)的表面成像，并且在不同的定时获取多个图像数据(相继获取的这些图像数据被称为第一图像数据和第二图像数据)。如下所述，通过从第一图像数据提取模板图案并且通过图像处理在第二图像数据中寻找与提取的模板图案具有大相关性的区域，可获取物体的移动状态。可通过控制器100或包含于直接传感器134的单元中的处理单元执行图像处理。 

图4是示出介质馈送、记录和排出的处理的流程图。基于控制器100的命令执行该处理。在步骤S501中，该处理驱动馈送电动机161来旋转馈送辊209对，以从托盘208上的介质207中分离出一张介质并将其沿传送路径馈送。当纸端传感器132检测到被馈送的介质206的前端时，该处理基于检测定时执行介质定位动作，以将介质传送到预定的记录开始位置。 

在步骤S502中，该处理通过使用传送带205在逐步馈送中将介质206传送预定量。预定量等于一条(band)(打印机头的一次主扫描)的记录中沿副扫描方向的长度。例如，当在以沿打印头213的副扫描方向的喷嘴阵列宽度的一半的长度进行每个逐步馈送的同时以二次通过方式执行多次通过记录时，预定量等于喷嘴阵列宽度的一半的长度。 

在步骤S503中，该处理在由滑架212沿主扫描方向移动打印头213的同时执行一条的记录。在步骤S504中，该处理确定是否完成所 有记录数据的记录。当该处理确定没有完成记录(在步骤S504中为否)时，该处理返回步骤S502以重复逐步馈送(副扫描)和一条(一次主扫描)的记录。当该处理确定完成记录(在步骤S504中为是)时，该处理前进到步骤S505。在步骤S505中，该处理从记录单元排出介质206，由此在介质206上形成二维图像。 

以下将参照图5所示的流程图详细描述步骤S502中的逐步馈送的处理。在步骤S601中，通过使用直接传感器134的图像传感器捕获传送带205的包含标记的区域的图像。获取的图像数据表示开始移动之前的传送带205的位置，并被存储在RAM 103中。在步骤S602中，在通过旋转编码器133监视辊202的旋转状态的同时，该处理驱动传送电动机171以移动传送带205，换句话说，开始对于介质206的传送控制。控制器100执行伺服控制，使得以目标传送量传送介质206。该处理通过使用旋转编码器133与介质传送控制并行地执行步骤S603以及随后的步骤。 

在步骤S603中，通过使用直接传感器134捕获传送带205的图像。特别地，当假定介质被传送基于要执行一条的记录的介质传送目标量(以下，称为目标传送量)、第一方向的图像传感器宽度和介质传送速度的预定量时，该处理开始对传送带205成像。在本例子中，规定当介质已被传送预定传送量时要被旋转编码器133检测的码盘204上的特定缝隙，并且，当旋转编码器133检测到缝隙时，该处理开始对传送带205成像。将在后面详细描述步骤S603。 

在步骤S604中，通过图像处理，该处理检测传送带205在步骤S603中的第二图像数据的成像定时和前一步骤中的第一图像数据的成像定时之间已经移动的距离。将在后面描述移动量的检测处理。以预定的间隔将传送带205的图像捕获对于目标传送量预定的次数。在步骤S605中，该处理确定传送带205的图像是否已被捕获预定的次数。当传送带205的图像还没有被捕获预定的次数(在步骤S605中为否)时，处理返回步骤S603以重复处理，直到完成成像。该处理重复所述处理预定的次数，同时，每次检测传送量时，累积传送量，由此获得 从步骤S601中的第一次成像的定时起的一条的传送量。在步骤S606中，该处理计算对于一条的通过直接传感器134获取的传送量和通过旋转编码器133获取的传送量之间的差值。由于旋转编码器133间接检测传送量而直接传感器134直接检测传送量，因此，前者的检测精度比后者的检测精度低。因此，上述的差值可被视为旋转编码器133的检测误差。 

在步骤S607中，该处理以在步骤S606中获取的旋转编码器的检测误差量校正介质传送控制。存在两种不同的校正方法：用于通过检测误差来增加或减少介质传送控制的当前位置信息的方法；和用于通过检测误差来增加或减少目标传送量的方法。可以使用任一种方法。当该处理以通过反馈控制的目标传送量准确传送介质206时，完成一条的传送动作。 

图6详细示出步骤S604中的直接感测。图7示意性示出在直接传感器134的成像中获取的传送带205的第一图像数据700和第二图像数据701。第一图像数据700和第二图像数据701中的黑点图案702(具有亮度梯度的部分)是随机或基于预定规则施加于传送带205的许多标记中的一个的图像。当对象是如图2所示的装置的情况那样的介质时，介质的表面上的极小图案(例如，纸纤维图案)扮演与标记类似的角色。该处理将模板区域设定于第一图像数据700的上游位置处，并且提取该部分的图像作为模板图案703。当获取第二图像数据701时，该处理搜索与提取的模板图案703相似的图案(在第二图像数据701内)的位置。通过使用图案匹配的技术进行搜索。可以使用包括方差和(SSD)、绝对差和(SAD)和归一化互相关(NCC)的已知相似性确定算法中的任一个。在本例子中，最相似的图案位于区域704中。该处理获得第一图像数据700中的模板图案703和第二图像数据701中的区域704之间的沿副扫描方向的图像传感器(成像装置)的像素数量的差值。通过将像素数量的差值乘以与一个像素对应的距离，可以获取移动量(传送量m)。 

图7是传送带205内侧的示意视图，即，环形带的一部分。在带 的内表面上的面对图像传感器的区域中标记可在光学上识别的检测图案290。沿移动方向(y方向)在传送带205的整个周面上形成检测图案290。通过以下方法(1)～(6)中的至少任一个来标记检测图案290。 

(1)将涂覆材料直接涂于传送带上。 

(2)将被构图的印记粘贴到传送带。 

(3)在传送带的表面上形成凹凸部分。 

(4)刮擦传送带的膜表面。 

(5)将激光标记施加到传送带的材料。 

(6)在透明传送带的内表面上形成非透明图案。 

图8是在传送带205上标记的检测图案290的放大视图。检测图案290沿移动方向(y方向)为细长的。在一个实施例中，检测图案290的横向尺寸大于或等于图像传感器的成像区域，并且在本例子中为2.000mm。通过在传送带205的整个周面上重复布置单位图案来形成检测图案290。单位图案具有不小于要通过图像传感器成像的成像区域的移动方向长度的预定单位长度(一个周期)。在本例子中，传送带205的周长为256mm，并且，一个单位为作为传送带205的周长的1/20的12.800mm。 

形成检测图案290的各单位图案(一个单位)包含被配置为使得满足下述的所有五个规则(第一到第五规则)的多个孤立图案。 

第一规则是在从中提取模板图案的模板区域中存在一个或更多个孤立图案。模板区域的尺寸与孤立图案相关联，使得在从第一图像数据700提取的模板图案中总是包含一个或更多个孤立图案。为了满足该条件，使得包含于单位图案中的孤立图案之间的移动方向间隔小于模板区域的移动方向尺寸。 

如果孤立图案的间距远大于模板区域的尺寸，那么会存在模板区域不包含孤立图案并且总是获取空白模板图案的情况。还会存在在其它情况下获取仅包含一个孤立图案的一部分的模板图案并且获取空白模板图案的另一情况。这种模板图案不用作寻找第二图像数据701的 寻找区域中的独特图案，并因此可导致图案匹配中的检测误差。 

第二规则是对各单个孤立图案给予使各图案能够与其它图案相区别的独特性。用于对各孤立图案给予独特性的方法是在尺寸、形状、对比度、浓度、颜色和布置中的至少任一个上区分孤立图案。如果第二图像数据中的寻找区域包含与模板图案相同或非常相似的多个图案，那么模板图案不用作独特图案，并因此可导致图案匹配的检测误差。 

图9示出满足上述的第一和第二规则的示例性单位图案。参照图9，虚线3109示出在第一图像数据中作为模板图案要提取的模板区域。模板区域的尺寸使得该模板区域可包含任何一个孤立图案的至少一部分。作为第二规则，包含于一个单位中的多个孤立图案在尺寸上是不同的。在一个实施例中，为了对各孤立图案给予尺寸上的独特性，最小尺寸差等于或大于图像传感器的像素节距。在本例子中，孤立图案3101、3102、3103和3104的直径分别为1.600mm、1.400mm、1.200mm和1.000mm。以这种方式在尺寸上区分孤立图案使得能够在尺寸上将各单个孤立图案与其它单个孤立图案相区别，不管是否在模板图案中包含这些孤立图案的所有或一部分。 

第三规则是与基于移动速度的相邻的孤立图案之间的间隔有关的条件。使得相邻的孤立图案之间的移动方向间隔比一次图像捕获的曝光时间期间的传送带205的移动距离大。在本例子中，通过直接感测可检测的速度范围的最大移动速度为400mm/s，并且，通过图像传感器的一次图像捕获的曝光时间，即一个图像的获取的曝光时间为1ms。因此，一次图像捕获的曝光时间期间的最大移动距离为400mm/s×1ms＝400μm。因此，使得任何两个相邻的孤立图案之间的间隔大于400μm。参照图9，孤立图案之间的间隔3105、3106、3107和3108分别为充分地大于400μm的1.600mm、1.800mm、2.000mm和2.200mm。 

以下将描述以上情况的原因。当对高速移动的物体成像时，获取的图像数据包含由照相机抖动导致的散焦那样的沿移动方向的图像伸 展。由于两个图像数据在图像伸展量上是不同的，因此对第一和第二图像数据成像时的移动速度的差异可使图案匹配的精度劣化。虽然可通过充分地比移动速度短的曝光时间来抑制图像伸展，但是，入射光的积分量减小，这导致图像对比度的劣化和图像噪声的增加。 

参照图10，通过使用具有12μm的像素间隔的图像传感器在1ms曝光时间期间对静止状态的孤立图案(具有160μm的直径)成像，获得图像数据3601。另一方面，通过在同一孤立图案以150mm/s的速度移动的同时对其成像，获得图像数据3602。图11示出第一图像数据4100和第二图像数据4101的状态。 

虽然相同的孤立图案被成像，但是，与图像数据3601相比，图像数据3602沿移动方向具有伸长的孤立图案形状。并且，与图像数据3601相比，图像数据3602具有稍微散焦的边缘部分(具有缓和的浓度过渡)。伸展量由移动速度和曝光时间的积确定。因此，由于图像伸展量的不同，所以，第一和第二图像数据获取时的移动速度的差异导致孤立图案的不同图像形状。 

图12是示出图像伸展量(μm)和图案检测精度(μm)之间的关系的曲线图。图12例示了图案检测精度随着图像伸展量的增加而减小(±3σ的值增加)。因此，当出现图像伸展时，孤立图案的形状改变，并且，图案匹配中的图案检测精度减小。 

并且，图像伸展的现象导致相邻的孤立图案之间的图像干涉，该图像干涉可能导致图案检测精度的劣化。以下将描述图像伸展的机制和抑制图像伸展的方法。参照图13，图像数据3801和3802分别表示相邻的孤立图案之间的间距为34μm和70μm的两个不同的孤立图案。图14是例示关于图像伸展量的变化的图案检测精度的变化的曲线图。图14表明相邻的孤立图案之间的间距的差异导致图像伸展量的差异，该图像伸展量的差异使得图案检测精度迅速降低。由于随着相邻的孤立图案之间的间隔变小更可能出现由图像伸展导致的相邻孤立图案之间的图像干涉，因此出现这种差异。图13中的图像数据3803示出由图像伸展导致的图像干涉的状态。当出现图像干涉时，孤立图案的形 状大大变形，从而导致图案检测精度的明显劣化。当相邻的孤立图案之间的间隔为34μm时，与其间的间隔为70μm时相比，以更小的图像延伸量出现图像干涉。出于这种原因，出现精度劣化的趋势的差异。 

为了抑制图像伸展和图像干涉的影响，使得相邻的孤立图案之间的沿移动方向的间隔比通过图像传感器的一次图像捕获的曝光时间期间的传送带的移动方向大。 

第四规则是基于包含于直接传感器中的成像光学系统303的特性的与相邻孤立图案之间的间隔有关的条件。 

上述的第三规则关注孤立图案之间的图像干涉。孤立图案之间的图像干涉的原因之一是成像光学系统303的像差性能。更具体而言，包含于直接传感器中的成像光学系统303的次等像差性能导致由图像传感器捕获的图像的图像散焦和变形，这可能导致上述的图像干涉。 

图15示出图9所示的孤立图案的捕获图像的散焦状态。与聚焦的孤立图案(白色虚线)相比，散焦的孤立图案中的每一个具有更大的尺寸和更低的对比度。因此，由于相邻的孤立图案之间的间隔减小，所以更可能出现图像干涉。为了抑制该现象，在考虑成像光学系统303的像差性能来预测图像伸展和图像变形的同时，执行具有更宽的间隔的构图。换句话说，保持相邻的孤立图案之间的沿移动方向的间隔，使得当通过图像传感器捕获图像时不由于成像光学系统303的像差的影响而出现孤立图案之间的图像干涉。 

在一个实施例中，第五规则是与孤立图案尺寸有关的条件。当出现图像伸展的现象时，孤立图案的图像的对比度(灰度级)降低。图10中所例示的各曲线图表示图像数据3601和3602中的每一个的孤立图案的浓度过渡。与图像数据3601相比，图像数据3602在边缘部分上具有更缓和的浓度过渡并具有更窄的峰值浓度值范围。这意味着，当图像伸展量超过孤立图案尺寸时，峰值浓度值进一步减小。当孤立图案尺寸关于图像伸展是小的时，该现象变得显著。在图案匹配的图像相关处理中，对比度的降低(像素灰度信息的量的减少)导致量子化误差，这可能导致图案检测精度的劣化。为了即使在图像伸展的情 况下也获取充分的灰度信息，沿移动方向的孤立图案尺寸比图像伸展量大。更具体而言，沿移动方向的孤立图案中的每一个的尺寸比一次图像捕获时的曝光时间期间的传送带的移动距离大。并且，该尺寸为图像传感器的一个像素的尺寸的至少四倍。 

图16示出第二规则的修改例。在修改例中，通过形状的区分对各孤立图案给予独特性。参照图16，虚线表示在第一图像数据中作为模板图案要被提取的模板区域。该模板区域的尺寸使得它可包含任何一个孤立图案的至少一部分。沿移动方向的四个孤立图案3201、3202、3203和3204中的每一个的尺寸(直径)相等并且为1.600mm，但是，沿与移动方向垂直的方向(也称为另一方向)的尺寸(直径)是不同的。在本例子中，孤立图案3101、3102、3103和3104的沿另一方向的尺寸分别为1.600mm、1.400mm、1.200mm和1.000mm。孤立图案3201为正圆。孤立图案3202、3203和3204是在形状上区分的椭圆，即，沿移动方向逐渐坍缩(collapse)。作为结果，对包含于模板图案中的各孤立图案的形状给予独特性。 

图17示出第二规则的另一修改例。在该修改例中，通过在对比度、浓度和颜色中的至少任一个上区分，对各孤立图案给予独特性。四个孤立图案3301、3302、3303和3304中的每一个在形状和尺寸上是相同的(具有1.600mm的直径的正圆)，但是，在对比度(灰度级)、浓度或颜色上是不同的。作为结果，通过在对比度、浓度或颜色上区分，对包含于模板图案中的各孤立图案给予独特性。 

图18示出第二规则的又一修改例。在该修改例中，在沿移动方向的间隔上区分各孤立图案。各孤立图案在形状和尺寸上是相同的(具有0.500mm的直径的正圆)，但是，在与相邻的孤立图案的间隔(间隔3401、3402、3403、3404、3405和3406)上是不同的。在本例子中，间隔3401、3402、3403、3404、3405和3406分别为2.000mm、1.800mm、1.600mm、1.400mm和1.000mm。作为结果，通过在与相邻的孤立图案的间隔上区分，对包含于模板图案中的各孤立图案给予独特性。 

图19示出第二规则的又一修改例。在该修改例中，在沿移动方向的间隔和沿与移动方向垂直的方向的间隔两者上区分各孤立图案。各孤立图案的形状和尺寸是相同的(具有1.000mm的直径的正圆)并且在沿到相邻的孤立图案的移动方向的间隔上是相同的，但是，在沿与移动方向垂直的方向的与相邻的孤立图案的间隔(间隔3501、3502、3503、3504、3506和3507)上是不同的。在本例子中，间隔3501、3502、3503、3504、3506和3507分别为0.200mm、-0.200mm、0.400mm、-0.400mm、0.600mm、-0.600mm和0.800mm。作为结果，通过在沿与移动方向垂直的方向的与相邻的孤立图案的间隔上区分，对包含于模板图案中的各孤立图案给予独特性。可基于图19和图18的修改例布置孤立图案，即，可以在沿移动方向的间隔和沿与移动方向垂直的方向的间隔两者上区分各孤立图案。 

可以使用上述的修改例的任意组合。具体而言，通过在尺寸、形状、对比度、浓度和颜色中的至少任一个上区分，对各孤立图案给予使得可将各图案与其它图案相区别的独特性。虽然基于各孤立图案具有圆形形态的情况进行了以上的描述，但是，孤立图案形状不限于此，而是可以为任何其它形状，例如，为多边形(矩形或三角形)以及多边形和圆形的任意组合。 

如上所述，检测图案中的各孤立图案的形态、从中提取模板图案的模板区域的尺寸和寻找区域的尺寸相互关联，使得包含于模板图案中的检测图案的一部分用作寻找区域中的独特图案。如果可在一定程度上允许精度劣化，那么不必满足全部上述五个规则。例如，可以只应用第一规则和第二规则。作为替代方案，可以在第一规则和第二规则上增加第三到第五规则中的至少任一个。 

根据上述的示例性实施例，可以准确地确定图案匹配，并且可实现高精度直接感测。因此，可以以高精度传送介质，由此实现能够进行高质量图像记录的记录装置。 

虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式以及等同的结构和功能。 

Claims (20)

1.一种移动检测装置，包括：

包含传送带并被配置为沿预定方向传送介质的传送机构，所述传送带具有包含多个孤立图案的检测图案，

其特征在于，所述移动检测装置还包括：

被配置为捕获传送带上的至少包含检测图案的一部分的区域的图像以获取第一数据和第二数据的传感器；和

被配置为从第一数据提取包含检测图案的一部分的模板图案并在第二数据的寻找区域内寻找与模板图案具有相关性的区域以获得传送带的移动状态的处理单元，

其中，包含于检测图案中的所述多个孤立图案的形态、模板图案的尺寸和寻找区域的尺寸相互关联，使得包含于模板图案中的检测图案的所述一部分用作寻找区域中的独特图案。

2.根据权利要求1的移动检测装置，

其中，通过沿预定方向在传送带的整个周面上重复布置单位图案来形成各检测图案，并且，单位图案具有不小于成像区域的长度的预定单位长度。

3.根据权利要求1的移动检测装置，其中，

通过尺寸、形状、对比度、浓度、颜色和间隔布置的组合或它们中的至少任一个，对孤立图案中的每一个赋予使得各图案能够与其它图案相区别的独特性。

4.根据权利要求3的移动检测装置，其中，

包含于单位图案中的孤立图案之间的沿预定方向的间隔比从中提取模板图案的模板区域的沿预定方向的尺寸小。

5.根据权利要求1的移动检测装置，其中，

相邻的孤立图案之间的沿预定方向的间隔比一次图像捕获的曝光期间的传送带的移动距离大。

6.根据权利要求1的移动检测装置，其中，

所述多个孤立图案中的每一个沿预定方向的尺寸比一次图像捕获的曝光期间的传送带的最大移动距离大。

7.根据权利要求1的移动检测装置，其中，

相邻的孤立图案之间的沿预定方向的间隔被保持为使得当捕获图像时不由于光学系统的像差的影响出现孤立图案之间的图像干涉。

8.根据权利要求1的移动检测装置，其中，

通过使用以下方法的组合或它们中的至少任一个来标记检测图案：将涂覆材料直接涂于传送带上；将被构图的印记粘贴到传送带；在传送带的表面上形成凹凸部分；刮擦传送带的膜表面；和将激光标记施加到传送带的材料。

9.根据权利要求1的移动检测装置，还包括：

被配置为基于移动状态控制传送机构的驱动的控制单元。

10.根据权利要求9的移动检测装置，还包括：

被配置为检测用于驱动传送带的驱动辊的旋转状态的编码器，

其中，控制单元基于检测到的旋转状态和移动状态控制驱动辊的驱动。

11.一种记录装置，包括：

根据权利要求1的移动检测装置；和

被配置为在介质上执行记录的记录单元。

12.一种移动检测方法，包括：

通过包含传送带的传送机构沿预定方向传送介质，所述传送带具有包含多个孤立图案的检测图案；

捕获传送带上的至少包含检测图案的一部分的区域的图像，以获取第一数据和第二数据；和

从第一数据提取包含检测图案的一部分的模板图案，并在第二数据的寻找区域内寻找与模板图案具有相关性的区域以获得传送带的移动状态，

其中，包含于检测图案中的所述多个孤立图案的形态、模板图案的尺寸和寻找区域的尺寸相互关联，使得包含于模板图案中的检测图案的所述一部分用作寻找区域中的独特图案。

13.根据权利要求12的移动检测方法，还包括：通过沿预定方向在传送带的整个周面上重复布置单位图案来形成各检测图案，并且，单位图案具有不小于成像区域的长度的预定单位长度。

14.根据权利要求12的移动检测方法，还包括：通过尺寸、形状、对比度、浓度、颜色和间隔布置的组合或它们中的至少任一个，对孤立图案中的每一个赋予使得各图案能够与其它图案相区别的独特性。

15.根据权利要求12的移动检测方法，其中，相邻的孤立图案之间的沿预定方向的间隔比一次图像捕获的曝光期间的传送带的移动距离大。

16.根据权利要求12的移动检测方法，其中，所述多个孤立图案中的每一个沿预定方向的尺寸比一次图像捕获的曝光期间的传送带的最大移动距离大。

17.根据权利要求12的移动检测方法，其中，相邻的孤立图案之间的沿预定方向的间隔被保持为使得当捕获图像时不由于光学系统的像差的影响出现孤立图案之间的图像干涉。

18.根据权利要求12的移动检测方法，还包括：通过使用以下方法的组合或它们中的至少任一个来标记检测图案：将涂覆材料直接涂于传送带上；将被构图的印记粘贴到传送带；在传送带的表面上形成凹凸部分；刮擦传送带的膜表面；和将激光标记施加到传送带的材料。

19.根据权利要求12的移动检测方法，还包括：

基于移动状态控制传送机构的驱动。

20.根据权利要求19的移动检测方法，还包括：

检测用于驱动传送带的驱动辊的旋转状态，

其中，驱动辊的驱动的控制基于检测到的旋转状态和移动状态。

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