JP2000314608A - 撮像装置アライメントシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メディアハンドラに取り付けられた撮像装置
に関連するイメージビームを位置合わせするシステムと
方法を提供する。 【解決手段】直角三角形２００の底辺２１２はイメージ
ビーム１４２に垂直であり、頂点２２０は撮像装置３０
０に対して予め定めた位置に配置される。イメージビー
ム１４２は直角三角形２００の斜辺２１６上で斜辺点２
５０と交差し、底辺２１２上で底辺点２５２と交差す
る。アライメントシステムは底辺点２５２と斜辺点２５
０の間の距離を測定し、この距離が頂点２２０に対する
底辺２１２上の位置に対応する。アライメントシステム
は頂点２２０に対するイメージビーム１４２の横軸位置
５１２を基準とし、イメージビーム１４２が底辺２１２
と交差する位置でのイメージビームの縦軸位置５１４を
基準とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置アライメン
トシステム及び方法一般に関わるものであり、特に自動
媒体交換装置（automated media exchanger）で使用す
ることができる種類の撮像装置のイメージビームを位置
合わせするシステムと方法である。

【０００２】

【従来の技術】自動媒体交換装置は一般的に媒体ライブ
ラリ、媒体ハンドラ、及び媒体プレーヤからなる装置で
ある。自動媒体交換装置はライブラリに媒体を格納す
る。例としてはデジタルリニアテープレコーダがある。
媒体の特定部分の情報がユーザーにより要求されると
き、媒体ハンドラはライブラリから媒体を抜き取り、媒
体プレーヤに媒体を搬送し、媒体プレーヤ内に媒体を挿
入する。媒体プレーヤは媒体を利用可能な形式に変換す
る装置である。例としては、媒体プレーヤは当業者に知
られるようなリニアテープレコーダである。自動媒体交
換装置はまた媒体ハンドラに取り付けられた撮像装置を
含み、その撮像装置は媒体を特定するために使用され
る。例として、媒体を特定するためのバーコードが媒体
に付けられ、撮像装置は媒体を特定するバーコードを従
来の方法で読むことができる。

【０００３】典型的なライブラリは複数の媒体マガジン
(media magazine)からなる。そのマガジンは一般的に複
数のスロット、または媒体を保持するようにされた開口
部からなる平行六面体の構造物である。ユーザーはマガ
ジンに媒体を満たすことができ、それから自動媒体交換
装置内部にあるライブラリ内にマガジンを置くことがで
きる。一般的に媒体ライブラリ内のマガジンを支持する
構造物とマガジンの間には任意の公差があり、このため
自動媒体交換装置に対して不正確な位置に媒体を置くこ
とができる。その上、マガジンはライブラリ内部で互い
に隣り合い接触することができ、媒体の位置の不正確さ
を増加する付加的公差を生成する。これらの公差は累積
し、媒体の位置と自動媒体交換装置の間で公差スタック
(tolerance stack)を生成する。従って、その公差スタ
ックが増大するとき、自動媒体交換装置に対する媒体の
位置はより不正確になる。

【０００４】媒体をライブラリから媒体プレーヤへ動か
すプロセスは、媒体ハンドラをマガジン内にある指定の
媒体に隣接する位置に動かすことを含む。そのとき媒体
ハンドラは指定の媒体プレーヤに隣接する位置に動き、
媒体を媒体プレーヤ内に挿入する。さらに、媒体ハンド
ラは媒体を媒体プレーヤから抜き取ることができ、上記
手順の逆によって、その媒体をマガジン内の指定のスロ
ットに挿入することができる。マガジン及び媒体プレー
ヤ内への媒体の挿入、及び外への媒体の抜き取りは、媒
体ハンドラが正確に媒体に接触することを必要とする。
もし、媒体ハンドラが正確に媒体に接触しなければ、媒
体、媒体ハンドラ、及び媒体プレーヤに破損が生じるこ
とがある。

【０００５】自動媒体交換装置がマガジンまたは媒体プ
レーヤの中へ、または外へ媒体を移動するとき、媒体ハ
ンドラに対する不正確な媒体の位置は問題を引き起こ
す。例として、その不正確さは媒体ハンドラの能力を制
限し、自動媒体交換装置の構成部品を破損するリスクな
しにマガジンまたは媒体プレーヤ内への高速な媒体の挿
入、または外への高速な抜き取りをする能力を制限す
る。

【０００６】媒体に正確に接触するために媒体ハンドラ
は速度を落とし、媒体に接触する前に媒体に対して向き
を合わす。例えば、媒体ハンドラはそれ自身の向きを合
わすため物理的に媒体の位置を検出しなければならず、
自動媒体交換装置の動作時間が増大する。

【０００７】これらの問題は前述した撮像装置を位置合
わせすることによって部分的に解決され、その撮像装置
は媒体ハンドラ、マガジン内のスロット、及び自動媒体
交換装置内の他のコンポーネントに取り付けることがで
きる。撮像装置に関連するイメージビームをマガジンス
ロット、媒体プレーヤ、及び自動媒体交換装置内の他の
コンポーネントに位置合わせする例が、米国特許出願第
０９／２９１，２４２号（１９９９／４／１３）“GUID
ANCE SYSTEM AND METHOD FOR AN AUTOMATED MEDIA EXCH
ANGER”に記述されており、その開示内容をここで参照
して取り込む。

【０００８】しかしながら、撮像装置に関連するイメー
ジビームが自動媒体交換装置のコンポーネントに位置合
わせされるときですら、まだ媒体ハンドラ自身はこれら
のコンポーネントに適当に位置合わせすることができな
い可能性がある。この不適当な位置合わせは撮像装置に
関連するイメージビームと媒体ハンドラの間のミスアラ
イメント(位置合わせ不良；misalignment)によるもので
ある。上述したように、媒体ハンドラとマガジンスロッ
トの間の適当なアライメント（位置合わせ；alignmen
t）は重要であり、これにより媒体ハンドラはマガジン
から媒体をうまく抜き取る、またはマガジンにうまく挿
入することができる。媒体ハンドラと媒体の間の適当な
アライメントはまた、媒体ハンドラと媒体プレーヤの間
の媒体交換に重要である。

【０００９】媒体ハンドラと前述したコンポーネントの
間のミスアライメントは、例として、撮像装置に関連す
るイメージビームと媒体ハンドラの間のミスアライメン
トによって生じ、それは撮像装置及び媒体ハンドラの製
造、または組立の変化によって生じる。したがって、前
述の米国特許出願第０９／２９１，２４２号に記載され
るアライメントシステム及び方法は、撮像装置に関連す
るイメージビームをマガジンスロット及び媒体プレーヤ
に正確に位置合わせすることを可能にするが、媒体ハン
ドラがマガジンスロット及び媒体プレーヤに正確に位置
合わせすることを保証するためには、さらに媒体ハンド
ラにイメージビームを位置合わせすることが必要であ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は媒体ハンドラ
に取り付けられた撮像装置に関連するイメージビームを
媒体ハンドラに位置合わせするアライメントシステム(a
lignment system)を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】撮像装置に関連するイメ
ージビームを位置合わせする撮像システムがここに開示
される。例として、撮像装置は従来の技術で知られるバ
ーコードリーダーであってもよい。アライメントシステ
ムは撮像装置または撮像装置を支持する構造物に対して
イメージビームの横軸方向と縦軸方向の位置を求める。
撮像システムは撮像装置に対して予め定めた位置にあっ
て予め定めたサイズのアライメントターゲットを含む。
撮像装置はアライメントターゲットを撮像し、アライメ
ントターゲットのイメージに基づく解析を実行してアラ
イメントターゲットに対するイメージビームの位置を決
定する。

【００１２】アライメントターゲットは第１のエッジ及
び第２のエッジを含むことができ、第１のエッジと第２
のエッジは反射の異なる境界を規定する。イメージビー
ムを構成する第１の軸は第１の点で第１のエッジと交差
し、第２の点で第２のエッジに交差する。第１の点と第
２の点の間の距離は第２の軸の特定の位置に対応する。
例としてアライメントターゲットは直角三角形であって
もよく、第１のエッジは直角三角形の底辺であり、第２
のエッジは直角三角形の斜辺である。

【００１３】アライメントシステムは第１の点と第２の
点の間の距離を測定する。この距離に基づき、アライメ
ントシステムはアライメントターゲットに対するイメー
ジビームの横軸位置を求めることが可能である。イメー
ジビームの縦軸位置はイメージビームが第１のエッジと
交差する位置に基づいて、アライメントターゲットを基
準とすることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１〜図１１に撮像装置３００に
関連するアライメントシステム一般を示す。アライメン
トシステムは撮像装置３００に関連するターゲット２０
０を含む。ターゲット２００は第１のエッジ２１２と第
２のエッジ２１６を含み、第１のエッジ２１２と第２の
エッジ２１６は異なる反射の境界を規定する。ここで第
１の軸２３２は第１の点２５２で第１のエッジ２１２に
交差し、第２の点２５０で第２のエッジ２１６に交差す
る。そして第１の点２５２と第２の点２５０の間の距離
２１０は第２の軸上の位置に対応する。

【００１５】光センサー３３６とレンズ３３４からなる
タイプの撮像装置３００に関連するアライメントシステ
ム一般もまた図１〜図１１に示される。光センサー３３
６は光検出器３５６のリニアアレイ(linear array)３５
４からなる。レンズ３３４は光検出器３５６のリニアア
レイ３５４から予め定めた距離３３８に位置する。アラ
イメントシステムはターゲット２００と光源１１０から
なる。ターゲット２００は第１のエッジ２１２と第２の
エッジ２１６からなる。第１のエッジ２１２と第２のエ
ッジ２１６は異なる反射の境界を規定する。第１の軸２
３２は第１の点２５２で第１のエッジ２１２と交差し、
第２の点２５０で第２のエッジ２１６と交差する。第１
の点２５２と第２の点の間の距離２１０は第２の軸上の
位置に対応する。光源１１０はターゲット２００と関連
する。

【００１６】撮像装置３００からなる種類の自動媒体交
換装置１００一般もまた図１〜図１１に示される。自動
媒体交換装置は撮像装置３００、及び撮像装置３００に
関連するターゲット２００からなる。ターゲット２００
は撮像装置３００に対して予め定めた位置に配置され
る。ターゲット２００は第１のエッジ２１２と第２のエ
ッジ２１６を含む。第１のエッジ２１２と第２のエッジ
２１６は異なる反射の境界を規定する。第１の軸２３２
は第１の点２５２で第１のエッジ２１２と交差し、第２
の点２５０で第２のエッジ２１６と交差する。第１の点
２５２と第２の点の間の距離２１０は第２の軸上の位置
に対応する。

【００１７】撮像装置３００一般もまた図１〜図１１に
示され、位置合わせする方法は以下のものからなる。撮
像装置３００に対して予め定めた位置にターゲット２０
０を提供する。ここでターゲット２００は第１のエッジ
２１２と第２のエッジ２１６からなり、第１のエッジ２
１２と第２のエッジ２１６は異なる反射の境界を規定
し、第１の軸２３２は第１の点２５２で第１のエッジ２
１２と交差し、第２の点２５０で第２のエッジ２１６と
交差し、第１の点２５２と第２の点の間の距離２１０は
第２の軸上の位置に対応する。撮像装置３００によって
第１の軸２３２に沿ってターゲット２００のイメージを
生成する。第１の点２５２と第２の点２５０の間の第１
の長さ２１０を測定する。ターゲット２００に対する撮
像装置３００に関連するイメージビーム１４２の第２の
軸に沿った位置を、第１の長さ２１０に基づいて求め
る。

【００１８】これをもって撮像装置を位置合わせするア
ライメントシステム及び方法一般が述べられ、これより
そのシステムと方法をさらに詳細に述べる。

【００１９】図１は自動媒体交換装置１００のコンポー
ネントを示し、自動媒体交換装置１００に関連するイメ
ージビームを位置合わせするプロセスを述べる必要があ
る。特にイメージビーム１４２が媒体ハンドラ７００に
位置を合わせられる。自動媒体交換装置１００の動作が
下に要約され、自動媒体交換装置１００の細かな動作が
さらに下で述べられる。自動媒体交換装置１００は媒体
ライブラリに媒体を格納する装置であって、選択された
ひとまとまりの媒体をそのライブラリと媒体プレーヤ
（図示せず）の間で搬送する。自動媒体交換装置１００
は、媒体ライブラリ、媒体ハンドラ７００、撮像装置３
００、及び媒体プレーヤ（図示せず）から構成すること
ができる。媒体ライブラリは複数のマガジンから構成す
ることができ、この１つがマガジン６００として図示さ
れる。図１に示す自動媒体交換装置１００は撮像装置３
００を使用してマガジン６００に置かれた媒体を識別す
るタイプのものである。

【００２０】下に詳細に述べられるようなアライメント
ターゲット２００と撮像装置３００の追加を除き、これ
らのコンポーネントを含む自動媒体交換装置１００は、
Hewlett-Packard Companyから商業上利用され、モデル
ナンバーHP 4226wとして売られるタイプのものであり、
または米国特許第５，６４４，５５９号“FLIP LATCHAS
SEMBLY FOR MEDIA AUTOCHANGER”、及び米国特許第５，
６８２，０９６号“METHOD AND APPARATUS FOR MONITOR
ING OPERATING POSITIONS OF A MEDHIA AUTOCHANGER”
に記述されるタイプのものである。上記の開示内容を参
照して取り込む。

【００２１】図１に図示される自動媒体交換装置１００
は、マガジン６００と媒体プレーヤ（図示せず）の間で
のデジタルリニアテープカートリッジの移動に適応する
ように表されている。しかしながら、自動媒体交換装置
１００がコンパクトディスクのような他の形の媒体の動
作に適応することができることは理解されるべきであ
る。

【００２２】マガジン６００はデジタルリニアテープカ
ートリッジ４００を格納する複数のスロット６２０から
構成することができる。スロット６２２はデジタルリニ
アテープカートリッジ４００を保持するものとして図１
に示される。デジタルリニアテープカートリッジ４００
は、上面４０２、底面４０４、左側面４０６、及び右側
面４０８を持つことができる。これらの側面はマガジン
６００の外側を向いている正面４１０の境界を規定する
ことができる。右縁部４４０は右側面４０８と正面４１
０の境界で規定することができる。さらに、上縁部４４
２は上面４０２と正面４１０の境界により規定すること
ができる。バーコード４１２はその正面４１０に付けら
れる。従来の技術で知られるように、バーコード４１２
はデジタルリニアテープカートリッジ４００を識別する
のに利用できる。媒体ハンドラ７００はマガジン６００
と選択された媒体プレーヤ（図示せず）の間でデジタル
リニアテープカートリッジを搬送する移動装置(mobile
device)である。媒体ハンドラ７００はマガジン６００
内の特定のスロット６２０から特定のデジタルリニアカ
ートリッジを抜き取り、従来の方法でデジタルリニアテ
ープカートリッジを選択された媒体プレーヤへ搬送す
る。同様にして、媒体ハンドラ７００は媒体プレーヤか
らデジタルリニアテープカートリッジを抜き取り、マガ
ジン６００内の選択されたスロット６２０にデジタルリ
ニアテープカートリッジを挿入する。

【００２３】オリエンテーションシステム(orientation
system)（図示せず）が媒体ハンドラ７００に従来の方
法で取り付けられてもよい。オリエンテーションシステ
ムはここで述べられるアライメントシステムから独立し
たシステムである。オリエンテーションシステムは自動
媒体交換装置１００の内部のある点から別の点までの媒
体ハンドラ７００の変位を求めることができる。これに
よりオリエンテーションシステムは自動媒体交換装置１
００内の予め定めた位置に対する媒体ハンドラ７００の
位置を求めることができる。下に述べるように、マガジ
ン６００に格納されたデジタルリニアテープカートリッ
ジは自動媒体交換装置１００の内部の不確実な位置に置
かれており、したがって、オリエンテーションシステム
はデジタルリニアテープカートリッジに対する媒体ハン
ドラの位置を正確に求めることができない。

【００２４】従来の自動媒体交換装置におけるライブラ
リから媒体プレーヤまでの媒体の移動プロセスは、媒体
ハンドラがマガジン内にある特定の１つの媒体に隣接す
る位置に移動することを含む。そのとき、媒体ハンドラ
は媒体を保持する指定のマガジンの指定のスロットから
媒体を抜き取るために移動する。それから媒体ハンドラ
は指定の媒体プレーヤの隣に移動し、媒体プレーヤに媒
体を挿入する。同様に上記手順を逆にすることによっ
て、媒体ハンドラは媒体プレーヤから媒体を抜き取り、
マガジンの指定のスロットに媒体を挿入することができ
る。

【００２５】マガジン及び媒体プレーヤ内への媒体の挿
入、及び外への媒体の抜き取りは、媒体ハンドラが媒体
に正確に接触することを要求する。もし媒体ハンドラが
媒体に正確に接触しなければ、媒体、ライブラリ、媒体
ハンドラ、及び媒体プレーヤに破損が生じる。

【００２６】従来の自動媒体交換装置は媒体ハンドラを
マガジンに位置合わせすることに問題を持ち、したがっ
てマガジン内に置かれる媒体に位置合わせすることに問
題を持つ。これらのアライメントの問題は媒体ライブラ
リ内のマガジンを支持する構造物とマガジンの間の公差
によるものである。マガジンが互いにライブラリ内部で
接触していれば、その公差の問題は集積される。マガジ
ンの接触は媒体の位置の不正確さを増加する付加的な公
差を生じる傾向がある。これらの公差は累積し、媒体の
位置と自動媒体交換装置の間に公差スタック(tolerance
stack)を生成する。

【００２７】上述した公差の問題は媒体ハンドラ７００
をマガジン６００内のスロット６２０に位置合わせする
ことによって解決することができる。このアライメント
は撮像装置３００に関連するイメージビーム１４２をマ
ガジン６００のスロット６２０、及び媒体ハンドラ７０
０に位置合わせすることによって実現できる。したがっ
て、上述した公差の問題は２つの部分のアライメントに
よって解決でき、第１の部分はイメージビーム１４２を
媒体ハンドラ７００に位置合わせを行い、第２の部分は
イメージビーム１４２をマガジン６００のスロット６２
０に位置合わせをする。イメージビーム１４２をマガジ
ンスロット６２０、及び媒体プレーヤ、並びに自動媒体
交換装置１００に配置された他のコンポーネントに位置
合わせする例が、前記の米国特許出願第０９／２９１，
２４２号に記述されておりその開示内容をここで参照し
て取り込む。ここで開示されるアライメントシステムは
イメージビーム１４２を媒体ハンドラ７００に位置合わ
せすることによって第１のアライメントを実行する。

【００２８】図１に示される自動媒体交換装置１００は
媒体ハンドラ７００にイメージビーム１４２を位置合わ
せし、これにより従来の自動媒体交換装置に関する上述
の問題を部分的に緩和する。アライメントターゲット２
００は媒体ハンドラ７００に対して予め定めた位置に置
かれる。アライメントターゲット２００は撮像装置３０
０によって検出することができる光学的標示(optical i
ndicium)である。アライメントターゲット２００はイメ
ージビーム１４２がアライメントターゲット２００と交
差するように配置される。アライメントターゲット２０
０はまた撮像装置３００の被写界深度に適当に配置され
る。それにより、撮像装置３００はアライメントターゲ
ット２００の大きさを測定することができる。下に詳細
に述べられるように、アライメントターゲット２００の
測定を通じて自動媒体交換装置１００はアライメントタ
ーゲット２００の予め定めた位置に対するイメージビー
ム１４２の正確な位置を求めることができる。

【００２９】自動媒体交換装置１００とアライメントシ
ステムが要約され、下で自動媒体交換装置１００とアラ
イメントシステムをさらに詳細に述べる。ここに述べる
アライメントプロセスはスロット６２２からデジタルリ
ニアテープカートリッジ４００を抜き取ることに焦点を
あてる。しかしながら、このプロセスがスロットの中に
デジタルリニアテープカートリッジを挿入すること、及
び媒体プレーヤの中にデジタルリニアテープカートリッ
ジを挿入すること、並びに媒体プレーヤの外に抜き取る
ことに適用できることが理解されるべきである。

【００３０】図１は自動媒体交換装置１００の透視図を
示す。図示するために、図１には自動媒体交換装置１０
０の一般的な動作及びイメージビーム１４２のアライメ
ントに関するコンポーネントしか示されない。とりわけ
図１は、媒体マガジン６００、媒体ハンドラ７００、撮
像装置３００、アライメントターゲット２００、及びプ
ロセッサ１７０を持つ自動媒体交換装置１００を示して
いる。ここには自動媒体交換装置１００に関連する媒体
プレーヤは示されない。

【００３１】マガジン６００は左側面６１０、右側面６
１２、上面６１４、底面６１６、正面６１８、及び背面
（図示せず）を持つ平行６面体の構造物である。正面６
１８は一連のスロット６２０を含んでもよい。スロット
６２０は媒体を保持するようにされた開口部であり、そ
のような媒体は、光ディスク、磁気媒体、及びデジタル
リニアテープカートリッジである。

【００３２】デジタルリニアテープカートリッジ４００
を保持しているマガジン６００のスロット６２２が図示
されている。スロット６２２は、左側面６２３，右側面
６２４，上面６２５，底面６２６によって規定すること
ができる。デジタルリニアテープカートリッジ４００
は、上面４０２、底面４０４、左側面４０６、及び右側
面４０８を持つことができる。これらの側面はスロット
６２２の外側に面している正面４１０の範囲を規定する
ことができる。デジタルリニアテープカートリッジ４０
０の各側面はスロット６２２の各側面から予め定めた距
離に配置される。右側面４０８と正面４１０の間の境界
は右縁部４４０を形成する。上面４０２と正面４１０の
境界は上縁部４４２を形成することができる。バーコー
ド４１２は正面４１０に付けられる。従来の技術で知ら
れるように、バーコード４１２はデジタルリニアテープ
カートリッジ４００を識別するのに利用する。例とし
て、バーコード４１２は“Ｃｏｄｅ ３９”として知ら
れる工業規格仕様からなる。

【００３３】誘導ターゲット６３０と６３２はマガジン
６００の正面６１８上の予め定めた位置に取り付けるこ
とができる。誘導ターゲット６３０と６３２は自動媒体
交換装置１００によって使用される光学的標示であり、
マガジン６００のスロット６２０にイメージビーム１４
２を位置合わせする。誘導ターゲット６３０と６２０は
スロット６２０から予め定めた距離に置かれ、これによ
りスロット６２０にデジタルリニアテープカートリッジ
を格納することができる。誘導ターゲット６３０と６３
２の機能は米国特許出願第０９／２９１，２４２号に記
述されており、その開示内容をここで参照して取り込
む。

【００３４】図示のため、自動媒体交換装置１００は誘
導ターゲット６３０しか使用しないように描かれる。誘
導ターゲット６３０は、高さ６３４、斜辺６３５、及び
底辺６３６を持った直角三角形の形状である。高さ６３
４、斜辺６３５、及び底辺６３６は面６３８を規定する
ことができ、その面６３８は実質的に反射性である。高
さ６３４はスロット６２２の右側面６２４から予め定め
た横方向距離６４０に配置される。図示のため、横方向
距離６４０は３ｃｍと仮定する。

【００３５】媒体ハンドラ７００は一般的に平行６面体
の構造物である。媒体ハンドラ７００は、正面７００、
背面７２２、左側面７２４、右側面７２６、上面７２
８、及び底面７２９を持つ。媒体ハンドラ７００は左側
面７２４が開かれて図１に示され、媒体ハンドラ７００
の内部の光景が提供される。媒体ハンドラ７００は、背
面７２２、左側面７２４、及び上面７２８の交点で規定
されるコーナー７４０を持つことができる。媒体ハンド
ラ７００内部の左側面７２４のコーナー７４０周辺に撮
像装置３００は取り付けることができる。正面７２０は
開口部７３０を持つことができる。開口部７３０はデジ
タルリニアテープカートリッジ４００が開口部７３０通
って媒体ハンドラ７００内部に入れるような適当な大き
さである。正面７２０はまた上面７２８と開口部７３０
の間に拡がるリップ部(lip)７３２を持つ。アライメン
トターゲット２００は媒体ハンドラ７００内部に面する
ようにしてリップ部７３２に取り付けることができる。
図１に示されるアライメントターゲット２００は、アラ
イメントの手順をよりよく図示するために大きく拡大さ
れている。

【００３６】サーボシステム（図示せず）が従来の方法
の媒体ハンドラ７００に取り付けられてもよい。サーボ
システムはサーボ制御を行い、従来の方法で挿入軸方向
５１０、横軸方向５１２、縦軸方向５１４に媒体ハンド
ラを動かすことができる。挿入軸方向５１０はマガジン
６００の正面６１８に直交する方向で規定される。横軸
方向５１２はマガジン６００の正面６１８に平行な方向
であり、マガジン６００の左側面６１０と右側面６１２
の間に伸びる方向として規定することができる。縦軸方
向５１４は挿入軸方向５１０と横軸方向５１２の両方に
垂直な方向で規定することができる。横軸方向５１２と
縦軸方向５１４はまた基準位置として使用され、イメー
ジビーム１４２の横軸位置５１２と縦軸位置５１４を規
定する。

【００３７】光源１１０は媒体ハンドラ７００内部の左
側面７２４に取り付けることができる。光源１１０は媒
体ハンドラ７００内部にあるであろうデジタルリニアテ
ープカートリッジを邪魔しないように媒体ハンドラ内に
配置することができる。媒体ハンドラ７００内で使用で
きる光源の例が、米国特許出願第０９／２９０，８４２
号（１９９９／４／１３）“OPTICAL ASSEMBLY HAVING
LENS OFFSET FROM OPTICAL AXIS”、及び米国特許出願
第０９／２９２，７８１号“LOW POWER ILLUMINATOR”
に記述されており、その開示内容をここで参照して取り
込む。

【００３８】図２は図１におけるマガジンと媒体ハンド
ラが図から取り除かれた自動媒体交換装置１００の横側
の透視図である。図２は撮像装置３００とアライメント
ターゲット２００の間の関係が詳細に描かれたものを提
供する。図２はさらに自動媒体交換装置１００内にある
光路と光ビームを示す。撮像装置３００に関する光路と
光ビームをよりよく図示するために、図２に示される光
源１００は上側の位置に動かされた。入射光路１２０は
光源１１０とアライメントターゲット２００の間にのび
る。入射ビーム１２２は光源１１０からアライメントタ
ーゲット２００まで入射光路をたどる。イメージ光路１
４０は撮像装置３００の外にある点と撮像装置３００の
間にのびる。イメージビーム１４２は撮像装置３００の
外にある点から撮像装置３００までイメージ光路１４０
をたどる。これらの光ビームと光路、及び他の光ビーム
をさらに詳細に下で説明する。

【００３９】図２に示される撮像装置３００は一般的な
平行六面体のハウジング３１０からなり、正面３１２、
背面３１４、右側面３１６、左側面３１８、底面３２
０、及び上面３２２を持つことができる。ハウジング３
１０の内部にあるコンポーネントを見えるようにするた
め、図１に示される左側面３１８が開かれて描かれてい
る。

【００４０】ハウジング３１０の正面３１２は開口部３
３０を持ち、光がハウジング３１０に入るのに利用でき
る。ハウジング３１０に入る光はイメージビーム１４２
であってもよい。イメージビーム１４２はターゲット２
００のイメージを生成し、下で詳細に述べるように、撮
像装置３００はイメージをイメージデータに変換する。
ハウジング３１０内部は、窓部３３２、レンズ３３４、
及び光センサー３３６を持つことができる。窓部３３２
は開口部３３０に配置することができ、ハウジング３１
０に汚染物が入らないようにする働きをする。例とし
て、窓部３３２は一枚の透過材である。さらに、窓部３
３２は選択された光周波数帯域を透過する一枚の材料で
あってもよく、したがって光学フィルターとして作用す
ることができる。

【００４１】光センサー３３６はハウジング３１０内部
のハウジング３１０の背面３１４周辺に配置される。光
センサー３３６は光をイメージデータに変換するのに利
用される。光センサー３３６は従来の技術で知られる電
荷結合素子としてここで述べられる。しかしながら、光
をイメージデータに変換する他の光センサーデバイス
は、ここに述べられる電荷結合素子と置き換えられても
よいことが理解されるべきである。光センサー３３６は
第１の端３５０と第２の端３５２を持つことができ、第
１の端３５０と第２の端３５２の間に拡がる光検出器３
５６のアレイ(array)３５４を持つことができる。光検
出器３５６のアレイ３５４はハウジング３１０の正面３
１２の開口部３３０に向かって面している。光検出器３
５６のアレイ３５４は光センサー３３６の第１の端３５
０の近くに位置する最初の光検出器３５８を持つことが
できる。光検出器３５６のアレイ３５４はまた、光セン
サー３３６の第２の端３５２の近くに位置する最後の光
検出器３６０を持つことができる。光検出器３５６のア
レイ３５４の最初の光検出器３５８と最後の光検出器３
６０の間の長さは約３ｃｍであって、アレイ３５４の中
には約２７００個の光検出器３５６がある。個々の光検
出器３５６は約１１μｍの幅であり、したがってアレイ
３５４の幅もまた約１１μｍである。光センサー３３６
の動作をよりよく図示するために、光検出器３５６が大
きく拡大されて図２に描かれる。商品化され利用できる
光センサーの１つの例として、ＮＥＣ Corporation製
の、モデル番号３７３４ＡＣＹとして販売されるものが
使用できる。

【００４２】個々の光検出器３５６はイメージビーム１
４２における光の離散的(discrete)点をイメージデータ
に変換する。例として、個々の光検出器３５６からのイ
メージデータは電圧に変換することができ、その電圧は
光検出器３５６によって受光された光の強度に相当す
る。イメージデータの例として、高い光強度を受光する
光検出器３５６は高い電圧を出力することができ、低い
光強度を受光する光検出器３５６は低い電圧を出力する
ことができる。光センサー３３６によるイメージデータ
出力は全ての光検出器３５６からの全ての電圧出力の集
積したものである。光検出器３５６は光のある特定の周
波数帯でもっともよくイメージデータを変換できる。自
動媒体交換装置１００に使用される他の光学的なコンポ
ーネントは、この光の周波数帯域にもっともよく応答す
ることができる。例えば、光源１１０はこの周波数帯で
発光することができ、窓部３３２はこの周波数帯でもっ
ともよく光を通すことができる。

【００４３】光センサー３３６はデータ線１７２によっ
てプロセッサ１７０に電気的に接続できる。プロセッサ
１７０は光センサー３３６からのイメージデータ出力を
解析でき、下に詳細に述べるように、イメージビーム１
４２を位置合わせすることができる。プロセッサ１７０
はまたサーボシステム（図示せず）と接続されてもよ
い。プロセッサ１７０はまたサーボシステムに指示する
ことができ、自動媒体交換装置１００内部の特定の位置
に媒体ハンドラ７００（図１）を動かし、特定のデジタ
ルリニアテープカートリッジを識別して抜き取る。さら
に、プロセッサ７００はオリエンテーションシステム
（図示せず）に電気的に接続することができる。オリエ
ンテーションシステムは自動媒体交換装置１００内部の
予め定めた位置に対する媒体ハンドラ７００（図１）の
位置に対応するデータを出力する働きをする。

【００４４】再び図２を参照し、レンズ３３４は窓部３
３２と光センサー３３６の間に配置される。とくにレン
ズ３３４は光センサー３３６からイメージ距離３３８に
配置される。レンズ３３４はまたアライメントターゲッ
ト２００から予め定めたターゲット側距離２３４に配置
される。レンズ３３４は光センサー３３６上にイメージ
ビーム１４２を結像させる働きをする。撮像装置３００
で使用することのできるレンズ３３４の例としては、従
来の技術として一般に知られるクック３枚玉（Cook tri
plet）がある。撮像装置３００で使用することのできる
レンズのさらなる例が、米国特許出願第０９／２９０，
２１６号（１９９９／４／１３）“ALIGNMENT APPARATU
S AND METHOD FOR AN IMAGING SYSTEM”、及び米国特許
出願第０９／２９０，９４９号（１９９９／４／１３）
“METHOD AND APPARATUS FOR SETTING FOCUS IN AN IMA
GING DEVICE”、さらに上記した米国特許出願第０９／
２９２，７８１号に記述されており、その開示内容をこ
こで参照して取り込む。撮像装置３００は倍率を持ち、
その倍率はイメージを生成する物体の実際の長さに対す
る光センサー３３６上に表れる物体のイメージ長さの比
率である。撮像装置３００の倍率はイメージを生成する
物体のイメージ長さのアライメントの間に、プロセッサ
１７０によって使用される。イメージビーム１４２のア
ライメント中に、撮像装置３００の倍率はプロセッサ１
７０によって使用される。撮像装置３００の倍率は従来
の光学的な測定と式を用いて計算できる。倍率はまた校
正システムを用いることによって求めることができ、構
成システムに関しては次の米国特許出願第０９／２９
０，８０７号（１９９９／４／１３）“CALIBLATION SY
STEM FOR AN IMAGING APPALATUS AND METHOD”に記述さ
れており、その開示内容をここで参照して取り込む。

【００４５】自動媒体交換装置１００に対するイメージ
ビーム１４２の位置は前述したように、横軸位置５１２
と縦軸位置５１４によって規定される。撮像装置３００
の光センサー３３６及びレンズ３３４の取り付けは、撮
像装置３００、及び媒体ハンドラ７００（図１）に対す
るイメージビーム１４２の横軸位置５１２と縦軸位置５
１４に影響する。媒体ハンドラ７００に対するイメージ
ビーム１４２の位置は、さらに媒体ハンドラ７００（図
１）への撮像装置３００の取り付けにおける不正確さに
影響を受ける。自動媒体交換装置１００は、媒体ハンド
ラ７００への撮像装置３００の取り付けにおける不正確
さには関係なく、またはレンズ３３４や光センサー３３
６の位置に関係なく、媒体ハンドラ７００に対するイメ
ージビーム１４２の横軸方向５１２と縦軸方向５１４を
求める。

【００４６】図３はアライメントターゲット２００の正
面図を示す。図３は図１と図２に示されるアライメント
ターゲット２００の拡大図を提供する。アライメントタ
ーゲット２００はターゲット底辺２１２、ターゲット高
さ２１４、及びターゲット斜辺２１６を持った直角三角
形である。ターゲット高さ２１４はターゲット斜辺２１
６とターゲット底辺２１２の間に伸びる長さ２２２を持
つことができる。ターゲット底辺２１２はターゲット高
さ２１４に垂直である。ターゲット底辺２１２とターゲ
ット斜辺２１６は頂点２２２で交差し、２１８で数的に
表される角度θをなす。アライメントターゲット２００
は面２３０を持ち、面２３０の形はターゲット底辺２１
２、ターゲット高さ２１４、及びターゲット斜辺２１６
の境界により規定される直角三角形である。面２３０は
実質的に反射性であり、面２３０の反射は実質的に均一
である。例として、面２３０は明るい色であり、平らで
ある。

【００４７】図２に示されるイメージビーム１４２は図
３に示されるアライメントターゲット２００の面２３０
と交差する。イメージビーム１４２は図３に基準線ＡＡ
によって示される。イメージビーム１４２はターゲット
高さ２１４にほぼ平行であり、ターゲット底辺２１２に
ほぼ垂直である。イメージビーム１４２は斜辺点２５０
でターゲット斜辺２１６に交差することができる。イメ
ージビーム１４２はまた底辺点２５０でターゲット底辺
２１２に交差することができる。底辺点２５２は頂点２
２０から底辺距離２５４に位置することができる。走査
線２３２は底辺点２５２と斜辺点２５０の間で位置あわ
せターゲット２００の面２３０に交差するイメージビー
ム１４２の一部で規定することができる。走査線２３２
は走査高さ２１０を持ち、走査高さ２１０は斜辺点２５
０と底辺点２５２の間の距離である。

【００４８】底辺距離２５４は頂点２２０と底辺点２５
２の間の距離であり、したがって、ターゲット底辺２１
２で規定される軸に沿っている底辺距離２５４は、頂点
２２０とイメージビーム１４２の間の距離である。頂点
２２０にイメージビーム１４２を位置合わせするために
底辺距離２５４が求められる。底辺距離２５４が求めら
れるとき、頂点２２０から底辺距離２５４を配置させる
ようにイメージビーム１４２の横軸位置５１２は容易に
基準とされる。自動媒体交換装置１００は走査高さ２１
０を使って底辺距離２５４を計算する。底辺距離２５４
は走査高さ２１０と次式のような関係がある。

【００４９】

【数１】（走査距離２５４）＝（走査高さ２１０）／ta
n（θ２１８）

【００５０】図１を再び参照して、アライメントターゲ
ット２００は媒体ハンドラ７００内部に面するようにし
て、媒体ハンドラ７００の正面７２０上のリップ部７３
２に取り付けることができる。アライメントターゲット
２００はリップ部７３２上の予め定めた位置に配置する
ことができ、媒体ハンドラ７００にイメージビーム１４
２を位置合わせする基準位置として利用することができ
る。とくに、ターゲット底辺２１４はイメージビーム１
４２の縦軸位置５１４を位置合わせする基準位置として
利用でき、頂点２２０はイメージビーム１４２の横軸位
置５１２を位置合わせする基準位置として利用できる。

【００５１】アライメントターゲット２００の面２３０
は実質的に反射性であり。例として、ターゲットは明る
い色の面であってよい。リップ部７３２はまったく反射
することができない。例として、暗い色の面であっても
よい。このため、リップ部７３２からアライメントター
ゲット２００までの光学的な推移は反射のコントラスト
の領域となり、撮像装置３００及びプロセッサ１７０に
よって検出することができる。媒体ハンドラ７００のリ
ップ部７３２に配置されたターゲット２００の走査線２
３２のイメージは、光のほとんど無い部分を境とする相
対的に光の明るい部分となる。相対的に明るい部分はタ
ーゲット２００の走査線２３２に相当し、相対的に暗い
部分はターゲット２００の両側のリップ部７３２のイメ
ージに相当する。

【００５２】再び図２を参照し、前述したように、自動
媒体交換装置１００は複数の光ビーム及び光路からなり
ここで詳細に説明する。前述したように光源１１０は入
射ビーム１２２を発することができる。入射ビーム１２
２は光源１１０からアライメントターゲット２００まで
入射光路１２０をたどることができ、アライメントター
ゲット２００を照らす働きをする。

【００５３】イメージ光路１４０は撮像装置の外部の点
から撮像装置３００まで、開口部３３０、窓部３３２、
レンズ３３４を通過して拡がり、光検出器３５６のアレ
イ３５４が終端となる。イメージビーム１４２は撮像装
置３００内部のイメージ光路１４０をたどり、レンズ３
３４はイメージビーム１４２を光検出器３５６上に結像
させることができる。光検出器３５６はイメージビーム
１４２における離散的位置の光強度をイメージデータに
変換する。したがって、光検出器３５６の出力はイメー
ジビーム１４２の離散的位置の光強度に対応する。イメ
ージビーム１４２を数学的方程式に適用するため、イメ
ージビーム１４２は無限に薄い扇形の平面として解する
ことができる。

【００５４】反射光ビーム１３２はアライメントターゲ
ット２００から反射することができ、撮像装置３００に
拡がる。反射光ビーム１３２はイメージ光ビーム１４２
の構成要素である。反射光ビーム１３２は斜辺ビーム１
３４及び底辺ビーム１３６の２つの光ビームを境界とし
て描かれる。斜辺ビーム１３４はアライメントターゲッ
ト２００上の斜辺点２５０と斜辺光検出器３６４の間に
拡がることができる。底辺ビーム１３６はアライメント
ターゲット２００上の底辺点２５２と底辺光検出器３６
２の間に拡がることができる。底辺光検出器３６２から
斜辺光検出器３６４までの光検出器はターゲット光検出
器３７２と呼ぶ。底辺光検出器３６２から斜辺光検出器
３６４までの距離はイメージ長さ３６６と呼ぶ。

【００５５】以上のように自動媒体交換装置１００が説
明され、これよりアライメントターゲット２００と撮像
装置３００の間の関係を述べる。イメージビーム１４２
をアライメントターゲット２００、及び媒体ハンドラ７
００に位置合わせするプロセスはさらに下で詳細に述べ
られる。

【００５６】図４と図５は撮像装置３００とアライメン
トターゲット２００の間の関係を詳細に示す。図４は撮
像装置３００と校正ターゲット２００からなるコンポー
ネントとイメージビーム１４２を含む側面図である。撮
像装置３００と校正ターゲット２００からなるコンポー
ネントの間の相互作用をよりよく図示するため、撮像装
置３００のハウジングが図４の視野から取り除かれた。
図４は縦軸位置５１４を基準としてイメージビーム１４
２とアライメントターゲット２００の間の関係を示すこ
とを提供する。縦軸位置５１４を基準としてイメージビ
ーム１４２を位置合わせすることは、光検出器上にアラ
イメントターゲット２００のターゲット底辺２１２のイ
メージが表れる位置を求めることからなる。前述したよ
うに、底辺ビーム１３６はターゲット底辺２１２のイメ
ージであり、底辺光検出器３６２によって撮像される。
プロセッサ１７０は光センサー３３６上の底辺光検出器
３６２の位置を求める。イメージビーム１４２が交差す
る他の物体の位置は、光センサー３３６上のターゲット
底辺２１２のイメージから物体のイメージまでの距離に
よって求められる。物体の縦軸位置５１４を求める例は
下に詳細に述べられる。

【００５７】図５は撮像装置３００の正面図であり、ア
ライメントターゲット２００とイメージビーム１４２が
描かれている。図５は横軸位置５１２を基準としてアラ
イメントターゲット２００とイメージビーム１４２の間
の関係を示すために使用される。アライメントターゲッ
ト２００とイメージビーム１４２の間の関係をよりよく
図示するため、撮像装置３００のハウジング、及び媒体
ハンドラ７００が図５から取り除かれている。図５の正
面図から見たとき、アライメントの目的のため、イメー
ジビーム１４２は無限に細い線として解される。上述し
たように、イメージビーム１４２は底辺点２５２でアラ
イメントターゲット２００のターゲット底辺２１２と交
差することができる。ターゲット底辺２１２によって規
定される軸に沿って測定された底辺点２５２とターゲッ
ト頂点２２０の間の距離が底辺距離２５４である。ター
ゲット距離２３４で測定されたとき、イメージビーム１
４２の横軸位置５１２はアライメントターゲット２００
の頂点２２０から底辺距離２５４に位置するとして参照
する。

【００５８】イメージビーム１４２のアライメントに関
する構成要素を上に説明したので、イメージビーム１４
２を位置合わせするプロセスをここで詳細に述べる。次
のアライメントプロセスが図６及び図８のフローチャー
トによって示されている。要約すれば、イメージビーム
１４２の位置（図２）は、アライメントターゲット２０
０を基準として求められる。横軸位置５１２はイメージ
ビーム１４２がアライメントターゲット２００のターゲ
ット底辺２１２に交差する位置によって基準とされる。
特にイメージビーム１４２はアライメントターゲット２
００の頂点２２０から底辺距離２５４に位置するとして
参照される。縦軸位置５１４は光検出器３３６上のター
ゲット底辺２１２のイメージが表れる位置によって基準
とされる。前述したように、アライメントターゲット２
００（図１）は媒体ハンドラ７００のリップ部上の予め
定めた場所に配置され、このため、イメージビーム１４
２がアライメントターゲット２００に対して位置合わせ
されるとき、イメージビーム１４２は媒体ハンドラ７０
０に簡単に位置合わせされる。

【００５９】再び図２を参照して、アライメントターゲ
ット２００のイメージを生成する撮像装置３００によっ
てアライメントプロセスが始まる。順に、アライメント
ターゲット２００の撮像は、光源１１０からアライメン
トターゲット２００まで入射光路１２０をたどる入射ビ
ーム１２２を発する光源１１０によって始まる。これに
より入射ビーム１２２はアライメントターゲット２００
を照らす。光源１１０が発する入射ビーム１２２の周波
数は、窓部３３２を通過する周波数帯域内にあり、光セ
ンサー３３６はもっとも良くイメージデータに変換する
ことができる。アライメントターゲット２００を照らす
入射ビーム１２２は反射光ビーム１３２を生じ、アライ
メントターゲット２００から反射する。反射光ビーム１
３２はイメージビーム１４２の構成要素であり、斜辺点
２５０と底辺点２５２を含むアライメントターゲット２
００の走査線２３２のイメージである。このため、イメ
ージビーム１４２はアライメントターゲット２００の走
査線２３２のイメージ、及びイメージビーム１４２が交
差する他の物体の走査線のイメージを含む。イメージビ
ーム１４２の反射光ビーム１３２からなる部分は、イメ
ージビーム１４２の他の領域より明るい。なぜならばア
ライメントターゲット２００が照らされて、アライメン
トターゲット２００の面２３０が反射するからである。
イメージビーム１４２の反射光１３２からなる部分の強
度もまた均一である。なぜならば、ターゲット２００の
面２３０の反射率が非常に均一だからである。

【００６０】反射光ビーム１３２を含むイメージビーム
１４２は撮像装置３００までイメージ光路１４０をたど
る。イメージビーム１４２は撮像装置３００の正面３１
２の開口部３３０を通過して、ハウジング３１０内に入
る。それから、イメージビーム１４２は窓部３３２を通
過して、レンズ３３４によって光検出器３５６のアレイ
３５４上に結像する。底辺ビーム１３６は底辺点２５２
から底辺光検出器３６２に拡がり、これにより、底辺点
２５２が底辺光検出器３６２によって撮像される。斜辺
ビーム１３４は斜辺点２５０から斜辺光検出器３６４ま
で拡がり、これにより、斜辺点２５０が斜辺光検出器３
６４によって撮像される。このため、アライメントター
ゲット２００の走査線２３２のイメージは、ターゲット
光検出器上で底辺光検出器３６２から斜辺光検出器３６
４まで伸びている。したがって、ターゲット光検出器３
７２はアレイ３５４内の残りの光検出器よりも高くより
均一な光強度を受光する。このため、ターゲット光検出
器３７２は相対的に高く均一な光強度に相当するイメー
ジデータを出力する。例として光検出器は相対的に高く
等しい電圧を出力する。光センサー３３６はイメージデ
ータ線１７２を介してターゲット光検出器３７２を含ん
だ全ての光検出器３５６のイメージデータをプロセッサ
１７０へ出力する。

【００６１】プロセッサ１７０は光センサー３３６のイ
メージデータを解析し、イメージデータを使ってイメー
ジビーム１４２を位置合わせする。イメージビーム１４
２を位置合わせすることは、アライメントターゲット２
００に対するイメージビーム１４２の横軸位置５１２及
び縦軸位置５１４を求めることを含む。最初にプロセッ
サ１７０はアライメントターゲット２００の走査線２３
２に相当するイメージデータがイメージデータ内にある
かどうか求めることができる。特にプロセッサ１７０は
イメージデータを予め定めたデータと比較することがで
き、アライメントターゲット２００の走査線２３２を撮
像した一連の光検出器がないかどうか求める。したがっ
て、その一連の光検出器はターゲット光検出器３７２に
相当する。

【００６２】最初にプロセッサ１７０は、シーケンス全
体を通じてほぼ等しい光強度を撮像した光検出器のシー
ケンスに対応するデータをイメージデータが含んでいる
かどうかを求めることができる。ほぼ等しい光強度を撮
像する光検出器は均一に反射するアライメントターゲッ
ト２００を撮像したターゲット光検出器３７２を示して
いる。もしそのような一連のものがイメージデータ内に
存在すれば、そのときプロセッサ１７０は一連の光検出
器によって受光された光強度を予め定めた値と比較する
ことができる。もし一連の光検出器のイメージデータが
予め定めた値とすこしも等しくなければ、プロセッサ１
７０はその一連の光検出器がアライメントターゲット２
００を撮像していないと決める。もし一連の光検出器の
イメージデータが正しい光強度に一致するならば、プロ
セッサ１７０はイメージデータを解析し、アライメント
ターゲット２００のイメージに相当する光センサー３３
６上の正しい位置に、その一連の光検出器があるかどう
かを求める。特にプロセッサ１７０は光センサー３３６
上の一連の光検出器の位置を予め定めた位置と比較し
て、アライメントターゲット２００のイメージに期待さ
れる位置と一致する光センサー３３６上のおおよその位
置に、一連の光検出器があるかどうか求める。もし、光
センサー３３６上の一連の光検出器の位置がアライメン
トターゲット２００のイメージに期待される位置と一致
しないとプロセッサ１７０が決定すれば、プロセッサ１
７０は一連の光検出器３５６がアライメントターゲット
２００を撮像していないと決定する。しかしながら、も
し一連の光検出器が光センサー３３６上の正しい位置に
あるならば、そのときプロセッサ１７０はその一連の光
検出器３５６の数をカウントすることができる。プロセ
ッサ１７０はアライメントターゲット２００（図３）の
高さ２１４の長さ２２２に相当する予め定めた数と一連
の光検出器３５６の数を比較する。もし、一連の光検出
器３５６の数が予め定めた数よりも少なければ、プロセ
ッサ１７０は撮像装置３００がアライメントターゲット
２００を撮像したと結論づける。この結果、前述した一
連の光検出器はターゲット光検出器３７２のグループと
なる。

【００６３】前述した一連の光検出器がアライメントタ
ーゲット２００を撮像しているとプロセッサ１７０が決
定するとき、はじめにプロセッサ１７０はイメージビー
ム１４２を位置合わせすることができる。図４に示すよ
うに、プロセッサ１７０は最初にイメージビーム１４２
の縦軸位置を位置合わせすることができる。プロセッサ
１７０は上述したように光センサー３３６上の底辺光検
出器３６２の位置を求めることによって、イメージビー
ム１４２の縦軸位置５１４を求める。プロセッサ１７０
は光センサー３３６のイメージデータを解析することに
よって、底辺光検出器３６２の位置を求めることができ
る。底辺光検出器３６２は光センサー３３６（図２）の
第１の端３５０にもっとも近いターゲット光検出器３７
２である。光センサー３３６によって撮像された物体の
縦軸位置５１４は単純な三角測量を用いることによって
底辺光検出器３６２に対して求められる。これは同様に
媒体ハンドラ７００に対する物体の縦軸位置５１４を与
える。デジタルリニアテープカートリッジ４００（図
１）の縦軸方向５１４を求める例を下に説明する。

【００６４】プロセッサ１７０はまたイメージデータを
解析して、図５に示すようにアライメントターゲットに
対するイメージビーム１４２の横軸位置５１２を求め
る。上述したように、横軸位置５１２を基準としてイメ
ージビーム１４２を位置合わせすることは、アライメン
トターゲット２００上の底辺距離２５４を求めることを
含む。底辺距離２５４はイメージビーム１４２とアライ
メントターゲット２００の頂点２２０の間の距離であ
り、また底辺点２５２と頂点２２０の間の距離でもあ
る。イメージビーム１４２の横軸位置５１４を求めるこ
とは、プロセッサ１７０がアライメントターゲット２０
０の走査線２３２の走査高さ２１０（図３に示される）
を測定することで始まる。アライメントターゲット２０
０は直角三角形であり、このため、底辺距離２５４は走
査高さ２１０をtan（θ２１８）で割ったものと等し
い。例として、イメージ長さ３６６（図２に示される）
を測定することによって、プロセッサ１７０は走査高さ
２１０を測定するプロセスを始めることができる。ある
光検出器３５６の中央線から隣の光検出器３５６の中央
線までの予め定めた距離とターゲット光検出器３７２の
個数を掛けることによって、イメージ長さ３６６は測定
することができる。イメージ長さ３６６が測定されたと
き、走査高さ２１０は次式を使うことによって計算する
ことができる。

【００６５】

【数２】（走査高さ２１０）＝（イメージ長さ３６６）
／（倍率（Ｍ））

【００６６】物体の走査線の長さを測定する他の例が、
米国特許出願第０９／２９０，９２６号（１９９９／４
／１３）“AUTOMATED OPTICAL DETECTION SYSTEM AND M
ETHOD”、及び前述した米国特許出願第０９／２９１，
２４２号、及び米国特許出願第０９／２９０，８０７号
（１９９９／４／１３）に記述されており、その開示内
容をここで参照して取り込む。

【００６７】自動媒体交換装置１００（図１）、及びイ
メージビーム１４２を位置合わせする方法を上に説明し
たので、自動媒体交換装置１００がデジタルリニアテー
プカートリッジ４００を配置することについてここで説
明する。しかしながら、デジタルリニアテープカートリ
ッジ４００の配置についての次の説明は、自動媒体交換
装置１００内部で他の物体を配置するために適用できる
ことが理解されるべきである。

【００６８】図８は図１の媒体ハンドラ７００及び誘導
ターゲット６３０の平面図を示す。特に、図８は撮像装
置３００、媒体ハンドラ７００、及び誘導ターゲット６
３０の間の関連を図示し、誘導ターゲット６３０はマガ
ジン６００の正面６１８に取り付けられる。撮像装置３
００のハウジングはこれらの関連をよりよく図示するた
めに図から取り除かれた。誘導ターゲット６３０の高さ
６３４はスロット６２２の右側面６２４から横軸距離６
４０に配置されている。図示のため、この例の横軸距離
６４０は３ｃｍと仮定する。アライメントターゲット２
００の頂点２２０がスロット６２２の左側面６２３と同
じ横軸位置５１２にあるとき、媒体ハンドラ７００は正
しい横軸位置５１２に配置され、デジタルリニアテープ
カートリッジ４００を抜き取る。

【００６９】図８の撮像装置３００には誘導ターゲット
６３０の高さ６３４のイメージ化が描かれている。撮像
装置３００は誘導ターゲット６３０の任意の部分をイメ
ージ化することができるが、しかしながら、デジタルリ
ニアテープカートリッジ４００を配置するプロセスの描
写の簡略化のために、高さ６３４が選ばれた。誘導ター
ゲットの他の位置を撮像して、物体を配置する例が、前
述した米国特許出願第０９／２９１，２４２号に記述さ
れ、その開示内容をここで参照して取り込む。下で詳細
に述べられるように、媒体ハンドラ７００は横軸方向５
１２に、横軸距離６４０と底辺距離２５４の差分だけ動
き、正しい横軸方向５１２に位置して、デジタルリニア
テープカートリッジ４００を抜き取る。

【００７０】誘導ターゲット６３０の高さ６３４に位置
するプロセスは、撮像装置３００が高さ６３４を検出す
るまで媒体ハンドラ７００が横軸方向５１２に動くこと
で始まる。例として、媒体ハンドラ７００はおよそ高さ
６３４の位置まで横軸方向５１２に動くことができる。
そのとき媒体ハンドラ７００は撮像装置３００が高さ６
３４を検出するまでこの位置を走査することができる。
例えば、高さ６３４は光学的な推移によって検出するこ
とができ、かなりの反射をする誘導ターゲット６３０か
らほとんど反射しないマガジン６００の正面６１８まで
の推移によって光学的な推移が生じる。

【００７１】底辺距離２５４は前述したアライメントプ
ロセスの間に求められた。底辺距離２５４はレンズ３３
４からターゲット距離２３４で測定されたイメージビー
ム１４２とターゲット頂点２２０の間の距離である。ア
ライメントターゲット２００が媒体ハンドラに対して予
め定めた位置に配置されているので、ターゲット距離２
３４がわかる。図３を参照すると、この例においては、
角度２１８は３０°であり、走査高さ２１０は１ｃｍに
測定された。底辺距離２５４は１ｃｍ／tan（３０°）
に等しい。このため底辺距離２５４は１．７３ｃｍに等
しい。正しい横軸位置５１２に位置して、デジタルリニ
アテープカートリッジと適当に接触するために、媒体ハ
ンドラ７００は横軸方向５１２に横軸距離６４０と底辺
距離２５４の差分（３ｃｍ−１．７３ｃｍ）、つまり
１．２７ｃｍ動かなければならない。

【００７２】図９はデジタルリニアテープカートリッジ
４００の縦軸位置５１２を求めるために使用される自動
媒体交換装置１００の側面図を示す。特に、図９はアラ
イメントターゲット２００と誘導ターゲット６３０を使
用して、媒体ハンドラ７００を適当な縦軸位置５１４に
配置し、マガジン６００からデジタルリニアテープカー
トリッジを抜き取ることを示す。アライメントターゲッ
ト２００、誘導ターゲット６３０、及び撮像装置３００
の間の関係をよりよく示すために、撮像装置３００のハ
ウジングは図９の視野から取り除かれた。

【００７３】図９に示される媒体ハンドラ７００の左側
面７２４が開かれて描かれ、媒体ハンドラ７００内に位
置する構成部品を図示している。

【００７４】この例において、媒体ハンドラ７００は挿
入方向５１０に動かされ、レンズ３３４は誘導ターゲッ
ト６３０の面６３８から予め定めた物体距離４１４に配
置された。媒体ハンドラ７００はまた横軸方向５１２に
動かされ、そのため、前述したようにイメージビーム１
４２は誘導ターゲット６３０と交差する。エッジ光検出
器４２８は誘導ターゲット６３０の底辺６３６を撮像す
る光検出器として規定される。この例の図示のため、エ
ッジ光検出器４２８が底辺光検出器３６２から１００個
分の光検出器の位置にあるとき、媒体ハンドラ７００は
適当な縦軸位置５１２にあり、デジタルリニアテープカ
ートリッジ４００を抜き取る。

【００７５】エッジビーム４３６は誘導ターゲット６３
０に対する媒体ハンドラ７００の縦軸位置５１２を求め
るための基準として使用される。エッジビーム４３６は
誘導ターゲット６００の底辺６３６からエッジ光検出器
４２８まで伸びる。エッジビーム４３６はイメージビー
ム１４２の構成要素であり、誘導ターゲット６３０の底
辺６３６のイメージである。この例の場合、エッジ光検
出器４２８は底辺光検出器３６２から１００個分の光検
出器の位置に置かれることを必要とし、これにより、媒
体ハンドラ７００は縦軸方向５１４に適当に位置し、デ
ジタルリニアテープカートリッジ４００を抜き取る。し
たがって、底辺光検出器３６２がエッジ光検出器４２８
から１００個分の光検出器の位置にくるまで、媒体ハン
ドラ７００は縦軸方向に動く。媒体ハンドラが適当な縦
軸位置５１４、及び適当な横軸位置５１２にあってデジ
タルリニアテープカートリッジ４００を抜き取るとき、
媒体ハンドラは挿入方向に動き、従来の方法でデジタル
リニアテープカートリッジ４００を抜き取る。

【００７６】自動媒体交換装置１００が直角三角形の形
状のアライメントターゲット２００（図１）を使うこと
が上記で述べられた。直角三角形はアライメントターゲ
ット２００の好ましい形である。なぜならば、底辺２１
２上の点と斜辺２１６上の点の間の１つの距離が底辺２
１２上の点と頂点２２０の間の１つの距離に相当するか
らである。したがって、イメージビーム１４２の横軸位
置５１２が頂点２２０に対して容易に求めることができ
る。さらに、直角三角形の底辺２１２はイメージビーム
１４２とほぼ垂直である。これは、イメージビーム１４
２の横軸位置５１２に関係なく、直角三角形の底辺２１
２にイメージビーム１４２の縦軸位置５１４を位置合わ
せすることを可能にする。

【００７７】図１０は代替として２本の直線で形成され
るアライメントターゲット９００を図示する。アライメ
ントターゲット９００は底辺線９１０と斜辺線９２０で
表される二つの直線から構成することができる。ターゲ
ット９００は直角三角形と同等であり、ここで底辺線９
１０は三角形の底辺に一致し、斜辺線９２０は三角形の
斜辺に一致する。線９１０と線９２０は撮像装置（図１
０には示さない）に対して予め定めた位置に配置するこ
とができる。もし線９１０及び線９２０を伸ばせば、線
９１０及び線９２０は頂点９８０で交差することがで
き、９７０として数的に表される角度θを形成する。イ
メージビームはアライメントターゲット９００と交差す
ることができ、走査線９９０を形成する。走査線９００
はまた斜辺点９３０で斜辺線９２０と交差することがで
きる。斜辺点９３０と底辺点９４０の間の距離は走査高
さ９５０となる。走査線９９０は横軸方向５１２に頂点
９８０から底辺距離９６０に位置することができる。横
軸方向５１２にイメージビームを位置合わせすることは
底辺距離９６０を求めることからなる。直角三角形と同
様に、底辺距離９６０は（走査高さ９５０）／tanθに
等しい。前述したように、イメージビームは底辺線９１
０を撮像する光検出器（図示せず）の位置を求めること
によって縦軸方向５１４に位置合わせすることができ
る。

【００７８】アライメントターゲット９００はイメージ
ビーム９９０に位置する他の物体とアライメントターゲ
ットを見分けることが困難な状況において使用すること
ができる。アライメントターゲット９００に相当するイ
メージデータは高光強度のエリアと低光強度のエリアで
分かれる二つのエリアをなす。高光強度は底辺線９１０
と斜辺線９２０に相当する。低光強度のエリアは底辺線
９１０と斜辺線９２０の間の領域に相当する。プロセッ
サはこの光パターンを識別することができ、イメージビ
ーム９９０内の他の物体とアライメントターゲット９０
０を区別することができる。

【００７９】図１１は半円形のアライメントターゲット
４５０を示す。アライメントターゲット４５０は直径４
５２と円周４５４を持つことができる。アライメントタ
ーゲット４５０は半径４５６を持つことができ、半径４
５６は単位値(unit value)とすることができる。軸４５
８は中心点４６０で直径４５２と交差することができ
る。軸４５８は直径４５２に垂直であり、中点４６１で
円周４５４と交差する。イメージビーム４６２は第１の
点４６４と第２の点４６６で円周４５４と交差すること
ができる。アライメントターゲット４５０は直径４５２
の中心点４６０が予め定めた位置にくるように配置され
る。このためイメージビーム４６２は直径４５２の中心
点４６０から底辺距離４６８に位置するように横軸方向
５１４に位置合わせされる。

【００８０】イメージビーム４５２のアライメントは底
辺距離４６８を求めることからなり、直径４５２に対す
るイメージビーム４６２の横軸位置５１４を求める。プ
ロセッサ（図１１に図示せず）は第１の点４６４と第２
の点４６６の間の距離を求める。第１の点４６４と第２
の点４６６の間の距離の半分を高さ４７０と呼ぶ。半径
４５６、底辺距離４６８、及び高さ４７０からなる直角
三角形は基準をつくり、底辺距離４６８を求めることが
できる。直角三角形は半径４５６と高さ４７０の間に、
４７２として数的に表される角度θを持つことができ
る。角度θは高さ４７０を半径４５６で割ったものの逆
サインに等しい。そのとき底辺距離４６８はcosθと半
径４５６の積に等しい。前述したように走査線４６２の
位置は中心点４６０から底辺距離４６８とすることがで
きる。撮像された軸４５８の光検出器（図示せず）上の
基準を求めることによってイメージビーム４６２を縦軸
位置に位置合わせすることができる。この光検出器上の
位置は第１の点４６４を撮像する光検出器と第２の点４
６６を撮像する光検出器の間の中心に位置する。

【００８１】アライメントターゲット４５０は走査高さ
４７０と底辺距離４６８の間に非線形な相関を提供す
る。この非線形はイメージビーム４６２の位置が中点４
６１に近づくとき、より正確なイメージビームのアライ
メントを提供するために使用することができる。

【００８２】アライメントターゲット２００（図１）は
イメージビーム１４２の位置に加えて媒体ハンドラ７０
０のステータスに関してプロセッサ１７０に付加的情報
を提供することができる。デジタルリニアテープカート
リッジが媒体ハンドラ７００の内部に位置するとき、イ
メージビーム１４２はブロックされ、このため、撮像装
置３００はアライメントターゲット２００のイメージを
生成することが不可能となる。もし撮像装置３００がア
ライメントターゲット２００のイメージを生成すること
ができなければ、プロセッサ１７０はデジタルリニアテ
ープが媒体ハンドラ７００を占有していると決定するこ
とができる。この情報は自動媒体交換装置１００の電源
が分断する間に使用されれば有益となる。電力が自動媒
体交換装置１００に回復するとき、プロセッサ１７０は
媒体ハンドラ７００内部にデジタルリニアテープカート
リッジがあるかどうか素早く決めることができる。

【００８３】自動媒体交換装置１００（図１）のもうひ
とつの実施形態は媒体ハンドラ７００のコーナー７４０
周辺に位置する撮像装置３００を持つ。イメージ光路１
４０は媒体ハンドラ７００の正面７２０の開口部７３０
を通り抜け撮像装置３００に至る。媒体ハンドラ７００
の物理的特徴は開口部７３０のほぼ中心位置にイメージ
光路１４０を向けさせることができる。そのときイメー
ジ光路１４０は媒体ハンドラ７００の左側７２４に拡が
り、撮像装置３００の位置に至ることができる。しかし
ながら、イメージ光路１４０は最良の方向に向くことが
できるので、左側７２４に平行な光路で撮像装置に入る
よう方向付けるのがよい。この向きはイメージ光路１４
０が媒体ハンドラ７００の左側７２４に平行になること
ができるようオフセットされる。光デバイス（図示せ
ず）は媒体ハンドラ７００内に置かれる必要があり、イ
メージ光路１４０からオフセットされる。媒体ハンドラ
内部のイメージ光ビームのオフセットは前述した 米国
特許出願第０９／２９０，８４２号に記述されている。
図１に示されるイメージビーム１４２はオフセットされ
ていない。

【００８４】撮像装置３００の代わりの実施形態は単純
な支持構造物にマウントされたレンズと光検出器からな
る。撮像装置３００に図示されるような同様の方法で、
支持構造物は媒体ハンドラ７００内に置かれてもよい。
その撮像装置が自動媒体交換装置１００に使用される
時、この撮像装置の実施形態はより経済的にすることが
できる。

【００８５】自動媒体交換装置１００は密閉されたユニ
ットであり、このため汚染物が自動媒体交換装置に入る
のを防ぐことができる。このため、撮像装置は撮像装置
３００で図示されたようなハウジングまたは窓部を必要
としない。自動媒体交換装置１００に使用できる撮像装
置のもう一つの実施形態は物体の２次元のイメージをイ
メージデータに変換する。例えば、そのような撮像装置
は上述したような線形のアレイというよりもむしろ２次
元配列の光検出器を持つ光センサーからなる。プロセッ
サ１７０はここでイメージビーム１４２を位置合わせす
るために使用するものとして述べられた。しかしなが
ら、撮像装置３００とプロセッサ１７０はバーコードを
解読するために使用することができることも理解される
べきである。バーコードを解読する方法は米国特許出願
第０９／２９０，４２８号“METHODOF DECIPHERING BAR
CODES”に記述され、その開示内容をここで参照して取
り込む。

【００８６】自動媒体交換装置を参照してアライメント
システムがここに述べられた。しかしながら、自動媒体
交換装置に使用されるアライメントシステムの記述は、
説明された目的のためだけではなく、アライメントシス
テムが他の光学的システムにも利用可能であることが理
解されるべきである。

【００８７】本発明の説明と好ましい実施形態がここで
詳細に述べられる一方で、発明のコンセプトはさらに別
の様々な実施形態を含んで用いられる、そして請求項は
従来の技術によって制限されるものを除き、そのような
様々な実施形態を含むと解釈されることを意図する。

【００８８】この発明は例として次の実施形態を含む。 （１）物体７００に関し撮像装置３００に関連する光路
１４０の位置を求めるシステムであって、前記物体７０
０に取り付けられるターゲット２００であって、異なる
反射の境界を規定する第１のエッジ２１２及び第２のエ
ッジ２１６を含み、第１の軸２３２が該第１の点２５２
で第１のエッジ２１２と交差し、該第２の点２５０で第
２のエッジ２１６と交差し、該第１の点２５２と該第２
の点２５０の間の距離２１０が第２の軸２５０上の位置
に対応するターゲットを備え、前記撮像装置３００は少
なくとも１つの光センサー３３６及び前記光路１４０に
沿って配置された少なくとも１つの光学的なコンポーネ
ント３３４を含み、前記物体７００に取り付けられてお
り、前記光路１４０は前記第１の軸２３２に沿って前記
ターゲット２００と交差する前記システム。

【００８９】（２）第１の物体７００に関連する光学的
標示２００と、少なくとも１つの光センサー３３６およ
び光学的標示２００と光センサー３３６の間に伸びる光
路１４０に沿って配置される少なくとも１つの光学的構
成部品３３４とを含む撮像装置３００を提供し、撮像装
置３００が光学的標示２００の第１の像を生成して、第
１のイメージの第１の解析が実行され、第１の解析に基
づいて第１の物体７００に対する光路１４０のアライメ
ントが決められ、光路１４０が第２の物体６００の少な
くとも１つの部分を交差することによって、第２の物体
６００の少なくとも１つの部分の第２のイメージを生成
し、第２のイメージの第２の解析を実行して、第２の解
析とアライメントに基づいて第２の物体６００に対する
第１の物体７００の部分を求める方法。

【００９０】（３）第１の軸２３２に沿って光学的標示
２００の第１のイメージの測定をすることを含む第１の
解析を実行する上記２に記載の方法。

【００９１】（４）光路１４０のアライメントが、第１
の軸２３２と異なる第２の軸に沿って光路１４０のアラ
イメントを求めることを含む、上記（３）に記載の方
法。

【００９２】（５）第１の軸２３２が第２の軸に対して
十分垂直であるところの、上記（４）に記載の方法。

【００９３】（６）光路１４０のアライメントが、第２
の軸および第１の軸２３２と異なる第３の軸に沿って光
路１４０のアライメントを求めることを含む、上記
（３）に記載の方法。

【００９４】（７）第１の物体７００が第２の物体６０
０に対して動くことができる、上記（２）に記載の方
法。

【００９５】（８）第１の物体７００が媒体搬送装置１
００に使用されるタイプの取り出し装置（picker devic
e）である、上記（２）に記載の方法。

【００９６】（９）第２の物体６００が媒体搬送装置１
００からなる構成部品である、上記（２）に記載の方
法。

【００９７】（１０）光学的標示２００が第１のエッジ
２１２と第２のエッジ２１６を含み、第１のエッジ２１
２と第２のエッジ２１６が異なる反射の境界を規定し、
第１の軸２３２が第１の点２５２で第１のエッジ２１２
と交差し、第２の点２５０で第２のエッジ２１６と交差
して、第１の点２５２と第２の点２５０の間の距離２１
０に一致する位置上に第２の軸があるところの、上記
（２）に記載の方法。

【００９８】

【発明の効果】本発明により媒体ハンドラに取り付けら
れた撮像装置に関連するイメージビームを媒体ハンドラ
に位置合わせするアライメントシステム及び方法が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アライメントシステムに組み込まれる自動媒体
交換装置の透視図。

【図２】撮像装置、イメージビーム、及びアライメント
ターゲットが描かれる図１の自動媒体交換装置の側面透
視図。

【図３】アライメントターゲットが直角三角形の形状で
ある図２のアライメントターゲットの正面図。

【図４】イメージビームの縦軸位置が描かれている図２
の自動媒体交換装置の側面図。

【図５】イメージビームの横軸位置を表している図２の
自動媒体交換装置の図。

【図６】撮像装置を位置合わせする方法が示されるフロ
ーチャートの前半を示す図。

【図７】撮像装置を位置合わせする方法が示されるフロ
ーチャートの後半を示す図。

【図８】アライメントターゲットに対する誘導ターゲッ
トの横軸位置を示す図１の自動媒体交換装置の図。

【図９】アライメントターゲットに対する誘導ターゲッ
トの縦軸位置を示す図８の自動媒体交換装置の側面図。

【図１０】アライメントターゲットとして使用される２
本の直線の模式図。

【図１１】アライメントターゲットとして使用される半
円形の模式図。

【符号の説明】

１４２ イメージビーム ２００ アライメントターゲット ２１２ 底辺 ２１６ 斜辺 ２２０ 頂点 ２５０ 斜辺点 ２５２ 底辺点 ３００ 撮像装置 ５１２ 横軸位置 ５１４ 縦軸位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・ダブリュー・ラフェル アメリカ合衆国80634コロラド州グリーリ ー、42アベニュー・コート 1520 (72)発明者 リチャード・エー・アーウィン アメリカ合衆国80525コロラド州フォー ト・コリンズ、サウス・ルメイ・アベニュ ー 4470、ナンバー 1010

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体に関し撮像装置に関連する光路の位
   置を求めるシステムであって、前記物体に取り付けられ
   るターゲットであって、異なる反射の境界を規定する第
   １のエッジ及び第２のエッジを含み、第１の軸が該第１
   の点で第１のエッジと交差し、該第２の点で第２のエッ
   ジと交差し、該第１の点と該第２の点の間の距離が第２
   の軸上の位置に対応するターゲットを備え、 前記撮像装置は、少なくとも１つの光センサー及び前記
   光路に沿って配置された少なくとも１つの光学的なコン
   ポーネントを含み、前記物体に取り付けられており、前
   記光路は前記第１の軸に沿って前記ターゲットと交差す
   る前記システム。