JP3639177B2 - 物体位置決定システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に自動媒体交換器の範囲内で使用される誘導システムに関するもので、特に、自動媒体交換器の範囲内に配置される媒体ハンドラを誘導(案内)する撮像装置の使用に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動媒体交換器は、一般に媒体ライブラリ、媒体ハンドラおよび媒体プレーヤを含む装置である。自動媒体交換器は、デジタル線形テープ・カートリッジのような媒体をライブラリに保管する。特定の媒体に含まれる情報がユーザによって必要とされる時、媒体ハンドラが、ライブラリから媒体を取り出して、その媒体を媒体プレーヤへ転送し、媒体プレーヤに挿入する。媒体プレーヤは、媒体を使用可能な形式に変換する装置であり、例えば当業界において周知のデジタル線形テープ・プレーヤである。自動媒体交換器は、また、媒体ハンドラに取り付けられる撮像装置を含む場合がある。撮像装置は媒体を識別するために使用される。例えば、媒体を識別するバーコードが媒体に添付され、撮像装置が、従来技術の形態でそのバーコードを解読して媒体を識別する。
【0003】
ライブラリは典型的には複数の媒体マガジンを含む。マガジンは、一般的には、媒体を保持するように適応される複数のスロットすなわち開口部を含む平行六面体構造である。ユーザは、媒体をマガジンに装填し、自動媒体交換器の範囲内のライブラリにマガジンを挿入する。媒体ライブラリにおいてマガジンとマガジンを支持する構造体の間に若干の公差が一般に存在し、従って、媒体が自動媒体交換器に対して相対的に不正確な位置に置かれる可能性がある。その上、複数マガジンが自動媒体交換器の範囲内で相互に隣接しているため、媒体の位置の不正確性を増す付加的公差が形成される。このように、媒体と自動媒体交換器の位置の間に公差が蓄積される場合がある。公差の蓄積が増加するにつれ、自動媒体交換器に対する媒体の相対的位置の不正確度が増大する。
【0004】
媒体をライブラリから媒体プレーヤへ移動させるプロセスは、マガジンの中の特定の媒体に隣接する位置への媒体ハンドラの移動を伴う。次に、媒体ハンドラが、媒体が保管されている指定されたマガジンの指定されたスロットから媒体を取り出す。次に、媒体ハンドラは指定された媒体プレーヤに隣接する位置に移動して、媒体プレーヤに媒体を挿入する。同様に、上記プロセスの逆を実行することによって、媒体ハンドラは、媒体プレーヤから媒体を取り出し、マガジンの指定されたスロットに媒体を挿入する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
マガジンおよび媒体プレーヤからの媒体の出し入れは、媒体ハンドラが媒体に正確に接触することを必要とする。媒体ハンドラが媒体に正確に接触しないと、媒体、ライブラリ、媒体ハンドラおよび媒体プレーヤに損傷が生じる可能性がある。媒体ハンドラに対する媒体の不正確な相対的位置は、自動媒体交換器がマガジンまたは媒体プレーヤから媒体を出し入れする場合にいくつかの問題を生む。例えば、不正確性は、媒体ハンドラが自動媒体交換器を構成するコンポーネントを傷つける危険なしにマガジンおよび媒体プレーヤから媒体を迅速に出し入れする能力を阻害する。媒体に正確に接触するため、媒体ハンドラは、媒体との接触に先立ち、速度を落として媒体に対して方向づけを行わなければならない。媒体ハンドラは、方向付けを行うため、例えば、媒体の位置を物理的に検出しなければならないが、これは自動媒体交換器の動作時間を増加させる。
【0006】
媒体ハンドラに対する媒体の相対的位置決めの問題は、媒体ハンドラに取り付けられる前述の撮像装置を媒体ハンドラ、マガジン・スロットおよび自動媒体交換器におけるその他のコンポーネント対して位置を合わせることによって、大幅に解決される可能性がある。媒体ハンドラに取り付けられた撮像装置を媒体ハンドラに正確に位置合わせする1例が米国特許出願第09/290,429号に記載されている。
【0007】
しかしながら、撮像装置が媒体ハンドラに位置合わせされたとしても、媒体ハンドラ自体が自動媒体交換器における他のコンポーネントと正しく位置合わせされない可能性がある。撮像装置に付随するイメージ・ビームと前記諸コンポーネントの間の位置合わせ不良のため不適切な位置合わせが生じることもある。媒体ハンドラが成功裏にマガジンから媒体を取り出しあるいはマガジンに媒体を挿入することができるようにするためには、前述のように、媒体ハンドラとマガジン・スロット従って媒体の間の適切な位置合わせが非常に重要である。また、媒体ハンドラと媒体プレーヤの間の媒体交換のためにも、媒体ハンドラと媒体プレーヤの間の適切な位置あわせが非常に重要である。従って、自動媒体交換器の範囲内に位置するコンポーネントに対して撮像装置に付随するイメージ・ビームを位置合わせする位置合わせシステムの必要性が存在する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
発明の課題を解決するため、本発明は、第2の物体に対して第1の物体の相対的位置を決定するシステムを提供する。該システムは、上記第1の物体に関連づけられ、少なくとも1つの光センサ、および、当該撮像装置の外部のポイントと上記少なくとも1つの光センサの間に延びる光路に沿って配置される少なくとも1つの光学コンポーネントを含む撮像装置、および、上記第2の物体に関連づけられ、反射性の差異の境界を画定する第1の辺および第2の辺を含むターゲットを備える。当該システムにおいて、第1の軸線が第1の点で上記第1の辺と交差し第2の点で上記第2の辺と交差し、上記第1の点と上記第2の点の間の距離が第2の軸線上の1つの位置に対応し、上記第1の物体が上記第2の物体に対して相対的に移動することが可能であり、上記ターゲットの像が上記撮像装置によって生成されることができる。
【0009】
自動媒体交換器によって使用されるための誘導システムが開示される。自動媒体交換器は、撮像装置を使用して自動媒体交換器に置かれている媒体を識別するタイプのものである。誘導システムは、自動媒体交換器の内部に位置する誘導ターゲットに対して撮像装置に付随するイメージ・ビームを位置合わせする。誘導ターゲットに対する撮像装置の位置合わせに基づいて、自動媒体交換器は、自動媒体交換器で使用される媒体ハンドラのような、撮像装置が取り付けられている装置とイメージ装置の位置を決定する。次に、自動媒体交換器は、誘導ターゲットに対して自動媒体交換器の内部の正確な位置に媒体ハンドラを正確に誘導することができる。
【0010】
自動媒体交換器に組み込まれる誘導システムは、誘導ターゲット、および、媒体ハンドラに取り付けられた撮像装置を備える。誘導ターゲットは、媒体および自動媒体交換器の範囲内に配置されるその他のコンポーネントに対してあらかじめ定められた位置に配置される。撮像装置が、誘導ターゲットのイメージを機械読み取り可能な像データに変換する。自動媒体交換器は、像データを分析して、この分析に基づいて、誘導ターゲットに対して相対的な媒体ハンドラの位置を決定する。誘導ターゲットは第1の辺および第2の辺を含む。第1の辺および第2の辺は、反射面から非反射面への移行のような反射性の差異の境界を画定する。第1の点で第1の辺と交差し、第2の点で第2の辺と交差する第1の軸に沿って、誘導ターゲットのイメージが生成される。第1の点と第2の点の間の距離は第2の軸の上の1つの位置に対応する。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1乃至図6は、物体の位置を定めるシステムを一般的に例示している。該システムは、ターゲット200および撮像装置102を含み、撮像装置102はターゲット200に対して相対的に移動することができる。ターゲット200は第1の辺212および第2の辺214を含み、第1の辺212および第2の辺214は、反射性の差異の境界を画定する。第1の軸234が、第1の点232で第1の辺212と交差し、第2の点230で第2の辺216と交差し、第1の点232と第2の点230の間の距離238が第2の軸の上の1つの位置に対応する。
【0012】
また、図1乃至図6は、ターゲット200および撮像装置102を含み、誘導システムを組み入れた自動媒体交換器300を一般的に例示している。撮像装置102はターゲット200に対して相対的に移動することができる。ターゲット200は自動媒体交換器300におけるあらかじめ定められた位置に配置される。誘導ターゲット200は第1の辺212および第2の辺214を含み、第1の辺212および第2の辺214は、反射性の差異の境界を画定する。第1の軸234が、第1の点232で第1の辺212と交差し、第2の点230で第2の辺216と交差し、第1の点232と第2の点230の間の距離238が第2の軸の上の1つの位置に対応する。
【0013】
図1乃至図6は、また、物体の位置決めを行う方法を一般的に例示している。該方法は、第1の軸234が、第1の点232で第1の辺212と交差し、第2の点230で第2の辺216と交差し、第1の点232と第2の点230の間の距離238が第2の軸の上の1つの位置に対応する形態で反射性の差異の境界を画定する第1の辺212および第2の辺214を含み、位置決めされるべき物体に付随するターゲットを準備するステップ、ターゲット200に対して相対的に移動することができる撮像装置102を準備するステップ、撮像装置102でターゲット200の像を生成するステップ、および、ターゲトの像に関する分析を実行して第2の軸の上の位置を生成するステップを含む。
【0014】
図1乃至図6は、また、自動媒体交換器300において媒体の位置決めをする方法を一般的に例示する。該方法は、媒体格納装置400を準備するステップ、第1の軸234が、第1の点232で第1の辺212と交差し、第2の点230で第2の辺216と交差し、第1の点232と第2の点230の間の距離238が第2の軸の上の1つの位置に対応する形態で反射性の差異の境界を画定する第1の辺212および第2の辺214を含み、媒体格納装置に取り付けられたターゲット200を準備するステップ、ターゲット200に対して相対的に移動することができる撮像装置102を準備するステップ、ターゲット200に隣接する位置に撮像装置102を移動させるステップ、撮像装置102を用いてターゲット200の像を生成するステップ、第1の点232と第2の点230の間の距離238を測定するためターゲット200の像に対して第1の分析を実行するステップ、および、第2の分析を実行して、第1の点232と第2の点230の間の距離238に相関する第2の軸の上の位置を決定するステップを含む。
【0015】
誘導システムおよび誘導方法を以上一般的に記述したが、このシステムおよび方法の詳細を以下に記述する。図1は、自動媒体交換器300の範囲内に保管される媒体を識別するため撮像装置102を使用するタイプの自動媒体交換器300を示している。自動媒体交換器300の範囲内に保管される媒体の位置決めを含め自動媒体交換器300の動作を記述するために必要な自動媒体交換器300を構成するコンポーネントだけが図1には示されている。詳細は後述するが、自動媒体交換器300の概要を以下に先ず記述する。
【0016】
誘導ターゲット200、202および撮像装置102の追加を除いて、自動媒体交換器300は、そのコンポーネントと共に、例えば、ヒューレット・パッカード社から型番HP4226wとして販売されているタイプか、あるいは、米国特許第5,644,559号および同第5,682,096号に記載されているタイプのいずれかである。自動媒体交換器300は、マガジン400、媒体ハンドラ500、光源380、撮像装置102およびプロセッサ340を含む。撮像装置102は媒体ハンドラ500に取り付けられる。撮像装置102は、例えば、当業界に周知のバーコード読取器である。誘導ターゲット200および202はマガジン400に相対的なあらかじめ定められた位置に配置される。誘導ターゲット200および202は実質的に同一であるので、以下においては誘導ターゲット200のみを詳細に記述する。
【0017】
加えて、サーボ・システム330および方向付けシステム332が従来技術の形態で媒体ハンドラ500に搭載される。サーボ・システム330は従来技術の形態で媒体ハンドラ500を移動させるように機能する。方向付けシステム332は媒体ハンドラ500の変位を標示する。具体的には、方向付けシステムは、自動媒体交換器300の範囲内のあらかじめ定められた点に対する媒体ハンドラ500の変位を標示する。
【0018】
自動媒体交換器300はマガジン400に媒体を保管する。ユーザが特定の媒体に記憶されている情報を必要とする時、媒体ハンドラ500がマガジン400からその媒体を取り出して媒体を媒体プレーヤ(図示されていない)へ移送する。媒体プレーヤが媒体のコンテンツを使用可能な形式に変換する。媒体ハンドラ500は、また、媒体を媒体プレーヤからマガジン400へ移送し、マガジン400内の特定の位置に媒体を挿入するように機能する。周知のように、媒体に添付されるバーコードは媒体を識別するのに役立つ。媒体ハンドラに取り付けられる撮像装置102が、従来技術で媒体を識別するため媒体に添付されたバーコードを解読するように機能する。
【0019】
自動媒体交換器300は複数のマガジンを含むことができるが、例示の目的から、図1には単一のマガジン400だけが示されている。マガジンはユーザによって既知の形態で自動媒体交換器300に置かれる。マガジンは、例えば、自動媒体交換器300に配置されるトラック(図示されていない)の上を別のマガジンのような物理的障害物に出会うまで滑動する。自動媒体交換器300においてマガジンを格納する構造は典型的に若干の公差を持つので、マガジンに格納される媒体の位置は媒体ハンドラ500に対して相対的に不正確となる可能性がある。その上、複数のマガジンが相互に隣接することがある。マガジンのサイズが相互に異なるとすれば、マガジンの隣接のため、媒体ハンドラ500に対する媒体の相対的位置の不正確さが更に増幅される。
【0020】
媒体ハンドラ500は、媒体を交換しようとする時、媒体に接触する前に媒体との正確な位置合わせを行わなければならない。媒体ハンドラ500が媒体に対して正確に位置合わせされていないと、媒体ハンドラ500は媒体と正しく接触することができない。媒体ハンドラが媒体に正確に接触しないと、媒体、媒体プレーヤ、マガジン400、媒体ハンドラおよび自動交換器300を構成するその他のコンポーネントに損傷が生じる可能性がある。
【0021】
前述の公差のため媒体が自動媒体交換器の範囲内において不正確な位置に置かれる可能性がある。媒体に正確に接触するため、媒体ハンドラは、媒体との接触に先立ち、速度を落として媒体に対して方向づけを行わなければならない。この方向付けプロセスは、従来技術の自動媒体交換器がマガジンから媒体を取り出すために必要とされる時間を増加させる。媒体ハンドラがマガジンに媒体を挿入する時、および、媒体ハンドラが媒体プレーヤとの間で媒体を出し入れする時、同様の問題が発生する。従来技術の方向付けシステムは、自動媒体交換器の範囲内のあらかじめ定められた点に対する相対的な媒体ハンドラの変位を標示するにすぎないので、これらの問題を克服することができない。従って、従来技術の方向付けシステムは、媒体が自動媒体交換器の範囲内の不正確な位置に置かれる原因である前述の公差に対処することができない。
【0022】
本発明の自動媒体交換器300は、例えば誘導ターゲット200のような誘導ターゲットの使用によって上述の方向付け問題を克服する。誘導ターゲットは、マガジン、媒体プレーヤおよび自動媒体交換器300に配置されるその他のコンポーネントに対して相対的なあらかじめ定められた位置に置かれる。媒体ハンドラ500に取り付けられた撮像装置102が誘導ターゲットの像を生成する。詳細は後述されるが、自動媒体交換器300は、誘導ターゲットの像を分析して、誘導ターゲットに対して相対的な媒体ハンドラ500の正確な位置を決定することができる。従って、自動媒体交換器300は、誘導ターゲットが取り付けられている物体(例えばマガジン400)に対して相対的な媒体ハンドラ500の位置を容易に決定することができる。次に、サーボ・システム330が、自動媒体交換器300の範囲内のマガジンまたは媒体プレーヤの位置の不正確さに関係なく、媒体に適切に接触するように媒体ハンドラ500を誘導することができる。その結果、媒体ハンドラ500は、マガジンと媒体プレーヤの間で媒体を迅速に交換することができる。
【0023】
誘導ターゲット200の使用を含め、自動媒体交換器300の概要を以上記述したが、以下に自動媒体交換器300の詳細を記述する。マガジン400からデジタル線形テープ・カートリッジ320を取り出すために媒体ハンドラ500を誘導する例を以下に詳細に記述する。本明細書に記述される自動媒体交換器300はデジタル線形テープ・カートリッジに関連して動作するものとして記述されるが、自動媒体交換器300は、例えばコンパクト・ディスクのようなその他の形式の媒体に関しても動作するように適応できることは理解されるべき点である。
【0024】
前述のように、自動媒体交換器300は複数のマガジンを含むことができるが、以下においては単一のマガジン400だけが記述される。マガジン400は、上面406、底面408、左側面410、右側面412、前側414および裏側(図示されていない)を持つ概ね平行六面体構造である。マガジン400は、前側414に形成される複数のスロット420を含む。スロット420は、媒体ハンドラ500がマガジン400と媒体プレーヤ(図示されていない)の間で移動させるデジタル線形テープ・カートリッジを保管するように適応される開口部である。例示されているマガジン400のスロット422は、デジタル線形テープ・カートリッジ320によって占有されている。スロット422の形状は、左側面424、右側面426、上面428および底面430の境界によって確定される。マガジン400における残りのスロット420は、スロット422と同じ形状を持つ。複数の誘導ターゲットをマガジン400のあらかじめ定められた位置に置くことができる。図1のマガジン400は、マガジン400の前面414に取り付けられた2つの誘導ターゲット200および202を有する。自動媒体交換器300の以下の記述は、マガジン400の右側面412の最も近くに位置する誘導ターゲット200に焦点をおく。誘導ターゲット200の詳細は後述する。
【0025】
媒体ハンドラ500は、上面508、底面510、左側面512、右側面514、前側516および裏側518を持つ概ね平行六面体構造である。図1の媒体ハンドラ500は、媒体ハンドラ500に配置されるコンポーネントを見ることができるように、左側面512からの透視図として示されている。上面508、左側面512および裏側518の交点がコーナー526を規定する。前面516は開口部520を持つ。開口部520は、デジタル線形テープ・カートリッジ320がそこから媒体ハンドラ500に入ることができる適切なサイズにされる。リップ522は、前面516の上面508から開口部520まで延びる部分を指す。リップ522の上には、媒体ハンドラ500の内部に向くように位置合わせターゲット524が配置される。位置合わせターゲット524は、上記引用の米国特許出願第09/290,429号に記載されている位置合わせターゲット(alignment target)と同様の形態で機能することができる。
【0026】
サーボ・システム330および位置合わせシステム332は従来技術の形態で媒体ハンドラ500に接続され動作する。サーボ・システム330は、サーボ・データ線334経由でプロセッサ340に接続されることができる。方向付けシステム332は、方向付けデータ線336経由でプロセッサ340に接続されることができる。サーボ・システム330は、従来技術の方法で媒体ハンドラ500を自動媒体交換器300の範囲内で移動させるように機能する。方向付けシステム332は、自動媒体交換器300の範囲内のあらかじめ定められた位置に対する相対的な媒体ハンドラ500の位置を標示するデータをプロセッサ340に出力するように機能する。
【0027】
サーボ・システム330は、媒体ハンドラ500を横方向350、縦方向360および垂直方向370に移動させる。横方向350は、マガジン400の左側面410と右側面412の間に延びる方向であって、マガジン400の前面414によって規定される平面に対して平行である。正の横方向352は、マガジン400の左側面410から右側面412へ向かう横方向350である。負の横方向354は、マガジン400の右側面412から左側面410へ向かう横方向350である。縦方向360は、マガジン400の前面414によって規定される平面に対して垂直な方向であり、従って横方向350に対して直角な方向である。正の縦方向362はマガジン400に向かう縦方向360であり、負の縦方向364はマガジン400から離れる縦方向360である。垂直方向370は、横方向350および縦方向に対して垂直な方向である。正の垂直方向372は、マガジン400の底面408から上面406へ向かう垂直方向370である。負の垂直方向374は、マガジン400の上面406から底面408へ向かう垂直方向370である。
【0028】
媒体ハンドラ500の内部に光源380が配置される。光源380は入射ビーム382を発する。入射ビーム382は、撮像装置102によって撮像される(誘導ターゲット200を含む)物体を照光するのに役立つ。媒体ハンドラ700において使用されることができる光源の例は、米国特許出願第09/290,842号および同第09/292,781号に開示されている。
【0029】
図2は、撮像装置102および誘導ターゲット200の側面透視図であり、撮像装置102と誘導ターゲット200の間の関係を詳細に図示している。例示の目的から、図2においては、自動媒体交換器300のその他のコンポーネントは除外されている。撮像装置102は、上面106、底面108、前側110、裏側112、右側面114および左側面116を持つ格納容器104を含む。図2においては、撮像装置102の内部に配置されているコンポーネントを見ることができるように、撮像装置102はその左側面116を開いて図示されている。前面110は、光が撮像装置102に入ることができるようにする開口部110を持つ。
【0030】
撮像装置102の内部は、レンズ120、窓126および光センサ130を含む。窓126は、撮像装置102の前面110にある開口部118に位置する透明体窓であり、汚染物質が格納容器に入るのを防止するのに役立つ。加えて、窓126は、選択された光周波数帯を通過させる材質の窓として光フィルタの役目をはたすことができる。
【0031】
撮像装置102の右側面114には、光センサ130から像距離122の位置に、レンズ120が搭載される。レンズ120は当業界において周知のレンズでよく、光のイメージ・ビーム150を光センサ130上へ収束させる。レンズ120は、レンズ120の形状および他の光学的特性に従う焦点距離を持つ。レンズ120の光学的特性の例として、レンズ120は複数の異なるタイプのレンズを含むことができる。従って、レンズ120の焦点距離は、個々のレンズの焦点距離、個々のレンズのタイプおよび個々のレンズの間の距離に依存する。撮像装置102において使用されることができるレンズ120の1つの例は、当業界においてクック・トリプレット(Cooke triplet)として知られているものである。撮像装置102にいて使用されることができるレンズのその他の例は、米国特許出願第09/290,216号、同第09/290,949号および同第09/290,842号に開示されている。
【0032】
光センサ130は光を像データに変換するはたらきをする。図2に示されている光センサ130は、電荷結合素子(CCD)として例示されているが、他のどのような光センサ装置でもCCDに代えることができることは理解されるべき点である。光センサ130は、第1の端部132および第2の端部134を持つ。光センサ130は、第1の端部132と第2の端部134の間に延びる光検出器138の線形アレイ136を有する。典型的な光検出器138は幅約11ミクロンであり、従って、アレイ136の幅も約11ミクロンである。アレイ136には約2,700の光検出器138がある。光検出器138の中心線の間の距離はあらかじめ定められていて、実質的に一定である。光センサ130は、光検出器138によって受け取られる光の強さに対応する像データをプロセッサ340に出力する。図示の目的のため、図2に示されている光検出器138のサイズは大幅に拡大されている。
【0033】
光センサ130は、データ線310経由でプロセッサ340に電気的に接続される。プロセッサ340は、当業者に周知のマイクロプロセッサ342およびデータ記憶装置344を含む。マイクロプロセッサ342は、光センサ130から出力される像データを受け取って分析する。データ記憶装置344は、光センサ130から受け取る像データと共に、光センサ130からの像データを分析するためマイクロプロセッサ342によって必要とされるデータ値を記憶する。
【0034】
撮像装置102は、イメージ・ビーム150から光を受け取る。イメージ・ビーム150は、レンズ120において最も狭くなる扇形平面の形状をしている。イメージ・ビーム150の幅は、検出器138のアレイ136の幅と同じ約11ミクロンである。イメージ・ビーム150は、媒体ハンドラ500の誘導にイメージ・ビーム150を使用する目的から、ほぼ無限に薄い扇形平面である。イメージ・ビーム150は、撮像装置の外部の点から窓126を通ってレンズ120に延びる。前述のように、レンズ120はイメージ・ビーム150を光検出器138のアレイ136に収束させる。自動媒体交換器300において使用されるイメージ・ビーム150および他の光ビームおよび光経路の詳細は以下に記述される。
【0035】
撮像装置102は、1つの倍率を持つ。倍率は、光センサ130に現れる物体の像のサイズをその像を作成した物体の実際サイズによって除算した比率である。自動媒体交換器300は、光センサ130によって出力される像データを分析する時撮像装置102の倍率を使用する。撮像装置102の倍率は、従来技術の光学的方法によって測定され、データ記憶装置314に記憶される。撮像装置102の倍率は、米国特許出願第290,807号に記載されている方法およびシステムを使用することによって測定することもできる。
【0036】
図3は、図1および図2において示されている誘導ターゲット200の正面図である。誘導ターゲット200は、例えば、直角三角形という形状をしている。誘導ターゲット200の三角形の形状は、ターゲット底辺212、ターゲット高215およびターゲット斜辺214の境界によって定義される。ターゲット底辺212およびターゲット斜辺214は、頂角θ218を形成するように頂点216で交わる。誘導ターゲット200は、ターゲット底辺212、ターゲット高215およびターゲット斜辺214の境界によって定義される表面220を持つ。表面220は明るい色の表面のような反射表面である。表面220を実質的に平坦にし、表面220のカラーを表面220の全体にわたって実質的に均等にすることによって、表面220の反射率は実質的に一様にされる。
【0037】
撮像装置が誘導目的のために使用される時、イメージ・ビーム150が誘導ターゲット200の表面220を横切る。図3において、イメージ・ビーム150は参照線AAとして示されている。イメージ・ビーム150は、斜辺点230でターゲット斜辺214を横切る。イメージ・ビームl50は、また、底辺点232でターゲット底辺212を横切る。誘導ターゲット200の走査線部分234が、誘導ターゲット200の表面220上に形成され、斜辺点230と底辺点232の間に延びる。誘導ターゲット200の走査線部分234は斜辺点230と底辺点232の間に延びる走査長238を持つ。誘導ターゲット200の走査線部分234が、撮像装置によって撮像される誘導ターゲット200の部分である。底辺点232は頂点216から底辺距離236だけ離れた位置にある。自動媒体交換器は、底辺距離236を使用して、頂点216に対するイメージ・ビーム150の相対的横位置350を決定する。底辺距離236は、走査長238に基づいて、次式に従って自動媒体交換器によって計算される。
【0038】
底辺距離(236)=走査長(238)/tanθ
但し、θは図3において符号218によって表されている頂角である。
【0039】
再び図2を参照すれば、位置合わせターゲット200の走査線部分234の撮像は、イメージ・ビーム150を誘導ターゲット200の個別部分を撮像する成分に分けることによって説明される。具体的には、イメージ・ビーム150は、斜辺ビーム250と底辺ビーム252に分けられる。斜辺ビーム250は、斜辺点230から、撮像装置102における開口部118を通り、レンズ120を通って、光センサ130に配置された斜辺光検出器140まで延びる。従って、斜辺光検出器140は斜辺点230を撮像する。底辺ビーム252は、底辺点232から、開口部118を通り、レンズ120を通って、光センサ130に配置された底辺光検出器142まで延びる。従って、底辺光検出器142は底辺点232を撮像する。斜辺光検出器140と基底光検出器142はイメージ長144だけ離れる。斜辺光検出器140および基底光検出器142を含めその間にある光検出器はターゲット光検出器と呼ばれる。
【0040】
再び図1を参照すれば、誘導ターゲット200はマガジン400上のあらかじめ定められた位置に取り付けられる。頂点216がスロット422の右側面426からあらかじめ定められた横方向距離440の位置に配置されるように、図1の誘導ターゲット200はマガジン400に取り付けられている。加えて、誘導ターゲット200の底辺212は、スロット422の上面428と一致している。媒体ハンドラ500はマガジン400に対して相対的に動くものであるので、誘導ターゲット200は、媒体ハンドラ500に対して相対的に不確実な横方向位置350および不確実な垂直位置370に位置する。撮像装置102が誘導ターゲット200の像を作成する時、媒体ハンドラ500に対して相対的な媒体ハンドラ500の横方向位置350および垂直位置370が正確に決定される。本明細書において開示されている誘導システムは、誘導ターゲット300に対して相対的な媒体ハンドラ500の縦方向位置360を決定しない。しかしながら、媒体ハンドラ500を横方向350および垂直方向370に誘導する精度を持つ他の手段を用いて縦方向位置360を決定することは可能である。以下に述べるように、縦方向360における小さいズレは、媒体ハンドラ500の誘導に対して一般に無視できるほどの影響しか与えない。
【0041】
媒体ハンドラ500を誘導するための撮像装置の使用は、イメージ・ビーム150が媒体ハンドラ500に対して相対的なあらかじめ定められた位置に置かれることを必要とする。媒体ハンドラ500に対するイメージ・ビーム150の位置は、従来技術の方法によって決定され、データ記憶装置344に記憶されることができる。媒体ハンドラ500に対するイメージ・ビーム150の位置決定の1例が上記引用米国特許出願第09/290,429号に開示されている。更に、自動媒体交換器300およびその諸コンポーネントが、米国特許出願第09/290,926号および同第09/290,428号に開示されている。
【0042】
自動媒体交換器300を構成する諸コンポーネントを以上記述したが、媒体ハンドラ500を誘導するため撮像装置102および誘導ターゲット200を使用するプロセスを以下に記述する。このプロセスを要約すれば、撮像装置102は媒体ハンドラ500に取り付けられている。撮像装置102に付随するイメージ・ビーム150は媒体ハンドラ500に対してすでに位置合わせされている。すなわち、イメージ・ビーム150は媒体ハンドラ500に対して相対的なあらかじめ定められた位置に配置されている。誘導ターゲット200は、頂点216がスロット422の右側面426からあらかじめ定められた横方向距離440の位置に配置されるように、マガジン400に取り付けられている。媒体ハンドラ500は、撮像装置102が誘導ターゲット200の像を作成することができる位置に動く。誘導ターゲット200の像によって生成される像データがプロセッサ340によって分析され、媒体ハンドラ500の横方向位置350および垂直位置370が決定される。次に、プロセッサ340は、媒体ハンドラ500がスロット422からデジタル線形テープ・カートリッジ320を取り出すため横方向350および垂直方向370に動くべき正確な距離を計算する。
【0043】
以上自動媒体交換器300の動作の概要を述べたが、以下にその動作の詳細を記述する。図4には、自動媒体交換器300の動作の流れ図が示されている。自動媒体交換器300の動作は、ユーザが自動媒体交換器300からマガジン400を取り出しマガジン400のスロット420へデジタル線形テープ・カートリッジを装填することによって始まる。ユーザは次にマガジン400を自動媒体交換器300に戻す。前述のように、自動媒体交換器300は複数のマガジンを含むことができる。マガジンの出し入れを容易にするため、マガジンが自動媒体交換器300に置かれる時マガジンと自動媒体交換器300の間に公差が存在する。自動媒体交換器300の中のマガジンの位置に関するその他の公差に加えて、これらの公差が積み重なって、自動媒体交換器300に対して相対的なデジタル線形テープ・カートリッジの位置の不確実性を生み出す。本発明の自動媒体交換器300は、上述の諸公差に関係なくマガジン内のデジタル線形テープ・カートリッジの位置を正確に特定するため誘導ターゲット200を使用する。
【0044】
スロット422に位置するデジタル線形テープ・カートリッジ320を参照しながらマガジン400からデジタル線形テープ・カートリッジを取り出すステップを以下に記述する。この取り出しプロセスは、自動媒体交換器300の範囲内のあらかじめ定められた位置に対して相対的な媒体ハンドラ500の位置を決定するプロセッサ340によって始まる。プロセッサ340は、例えば、方向付けシステム332から方向付けデータ線336経由で方向付けデータを受け取ることによって媒体ハンドラ500の位置を決定する。方向付けデータに基づいて、プロセッサ340は、媒体ハンドラ500を誘導ターゲット200の近傍に移動するようにサーボ・システム330に命令するデータをサーボ・データ線334経由でサーボ・システム330に送り出す。誘導ターゲット200の正確な位置は不明であっても、自動媒体交換器300が媒体ハンドラ500を正確に誘導するためには撮像装置102が誘導ターゲット200の一部の像を作成するだけでよい。従って、媒体ハンドラ500は誘導ターゲット200の近傍に動くだけでよい。また、サーボ・システムは、レンズ120が誘導ターゲット200の表面220からあらかじめ定められたターゲット距離210離れた位置に置かれるように、媒体ハンドラ500を縦方向360に動かす。このターゲト距離210において、誘導ターゲット200は撮像装置102の焦点深度に適切に置かれるので、自動媒体交換器は、以下に述べるように、走査線234の走査長238を測定することができる。
【0045】
媒体ハンドラが誘導ターゲット200の近傍に置かれる時、光源380が入射ビーム382を発して誘導ターゲット200の表面220を照射する。入射ビーム382は、走査線234を構成する誘導ターゲット200の表面220を包含することのできるサイズとされる。すなわち、入射ビーム382とイメージ・ビーム150は走査線234上で交わる。走査線234は一様に照光される。誘導ターゲット200の走査線234の均一な照光が、誘導手続きを単純化し、撮像装置102およびプロセッサ340が誘導ターゲット200を検出する可能性を増加させる。入射光ビーム382を構成する光の周波数は、誘導ターゲット200を最もよく反射し、撮像装置102の窓126を通過し、光センサ130によって像データに変換され、撮像装置が再び誘導ターゲットの像を生成することができるような周波数に選択される。
【0046】
撮像装置102が今や誘導ターゲットの像を生成する。イメージ・ビーム150の構成要素である斜辺ビーム250および底辺ビーム252を使用して、誘導ターゲットの像を作成するプロセスを例示する。上述のように、斜辺光検出器140が斜辺ビーム250を通して斜辺点230の像を作成し、底辺光検出器142が底辺ビーム252を通して底辺点232の像を作成する。底辺光検出器142は斜辺光検出器140からイメージ長144だけ離れている。底辺光検出器142と斜辺光検出器140を含めそれらの間にある光検出器138はイメージ光検出器146と呼ばれる。イメージ光検出器146は、誘導ターゲット200の表面220の走査線234の像を受け取って、走査線234の像を像データに変換する。
【0047】
誘導ターゲット200の表面220は、イメージ・ビーム150によって照射される他の物体に比較して大幅に強く反射する。また、表面220の反射率は表面220にわたって実質的に一様である。このように、イメージ光検出器146はアレイ136における残りの光検出器138に比べて一層高く一層一様な光の強度を受け取る。かくして、イメージ光検出器146は、受け取った一層高く一層一様な光の強度を標示する比較的高くそして一様な電圧を出力する。
【0048】
光センサ130は、光検出器138によって生成された像データを像データ線310経由でプロセッサ340に出力する。像データは、各データ値が単一の光検出器の出力に対応し、従って単一の光検出器によって受け取られる光の強さに対応する複数のデータ値から構成される。例えば、高データ値は強い強度の光を受け取った光検出器に対応し、低データ値は弱い強度の光を受け取った光検出器に対応する。像データの形式は、例えば、光センサ130の第1の端部132に最も近い光検出器138からの像データで始まって、光センサ130の第2の端部134に最も近い光検出器138からの像データで終わるシーケンシャル形式である。
【0049】
プロセッサ340は、マイクロプロセッサ342を通して、像データを分析して、誘導ターゲット200に対して相対的な撮像装置102の位置、従って媒体ハンドラ500(図1)の位置を決定する。プロセッサ340は、この位置情報を使用して、自動媒体交換器300の範囲内の特定の位置へ媒体ハンドラ500を誘導する。プロセッサ340は、先ず、像データが誘導ターゲット200の走査線234に対応するデータを含むかどうか、すなわち、撮像装置102が実際に誘導ターゲット200の像を作成したか否か判断する。このためには、プロセッサ340は、像データを分析して、走査線234の像が出現すると予想される領域に位置する光センサ130の一連の光検出器が一様な強度の光を受け取ったか否か判断することを必要とする。プロセッサ340は、また、そのような一連の光検出器からの出力が誘導ターゲット200から反射される比較的強い強度の光に対応する適切な値であるか否か判断する。
【0050】
光センサ130の一連の光検出器の位置および一連の光検出器の出力が走査線234を表す可能性のある像データに対応すれば、プロセッサ340はその一連の光センサの長さを測定する。光センサの長さは一連の光検出器の数によって測定され、その長さは走査長238に対応する。次に、一連の光検出器の数があらかじめ定められた値と比較され、その数があらかじめ定められた値より小さいか判断される。あらかじめ定められた値はターゲット高215の長さに対応し、それは、走査線234の可能な最大の長さである。このように、あらかじめ定められた値は、誘導ターゲット200の走査線234の像を作成する光検出器138の最大数に対応する。一連の光検出器の数があらかじめ定められた値より小さければ、プロセッサ340は、誘導ターゲット200の像が作成され、一連の光検出器がイメージ光検出器146のグループであると結論づけることができる。
【0051】
上記一連の光検出器によって出力されたデータ値が走査線234の像に対応してないとすれば、イメージ・ビーム150は誘導ターゲット200を横切っていない。この場合、プロセッサ340は、正の横方向352または負の横方向354に媒体ハンドラ500を移動するようにサーボ・システム330に命令するデータ信号をサーボ・データ線334経由でサーボ・システム330に送り出す。媒体ハンドラ500は、プロセッサ340が誘導ターゲット200を検出することができるまで、小さい増分例えばターゲット底辺212の半分の長さだけ動く。媒体ハンドラ500を横方向350に動かした後、プロセッサ340がなおも誘導ターゲット200を検出することができなければ、媒体ハンドラは垂直方向370に動き、プロセッサ340が誘導ターゲット200を検出することができるまで横方向350への移動を反復する。
【0052】
誘導ターゲット200の像が作成されたとプロセッサ340が判断すると、プロセッサ340は、像データを分析して、誘導ターゲット200に対する媒体ハンドラ500の横方向位置350および垂直方向位置370を決定する。媒体ハンドラ500の横方向位置350を決定するため、プロセッサ340は先ずイメージ長144を測定する。上述のように、イメージ長144は走査線234の像の長さである。イメージ長144は、イメージ光検出器146の数に光検出器138の中心線の間のあらかじめ定められた間隔を乗算することによって、測定される。次に、プロセッサ340は誘導ターゲット200の表面220上の走査長238を計算する。走査長238は、撮像装置102の倍率によって除算されるイメージ長144と等しい。前述のように、走査長238は、イメージ・ビーム150がターゲット頂点216から離れて位置している特定の底辺距離236に対応する。底辺距離236は、頂角θ218のタンジェントによって除算された走査長238と等しい。このように、プロセッサ340は、イメージ・ビーム150がターゲット頂点216から底辺距離236だけ離れた位置にあると結論することができる。媒体ハンドラ500に対するイメージ・ビーム150の相対的位置はすでに決定されているので、媒体ハンドラ500の横方向位置350は、ターゲット頂点216に対して容易に決定されることができる。誘導ターゲット200に対する図1の媒体ハンドラ500の相対的な横方向位置350を決定する1つの例が後述される。
【0053】
イメージ・ビーム150の垂直縦方向の位置172、従って、媒体ハンドラ500の垂直位置172はターゲット底辺212に対して決定される。具体的には、垂直方向の位置370はターゲット底辺212が光センサ130に現れる位置によって決定される。例えば、指定された光検出器がターゲット底辺212の像を作成する時、媒体ハンドラ500(図1)の垂直方向の位置370は、媒体ハンドラ500がそれ以上垂直方向370に移動することなくデジタル線形テープ・カートリッジに容易にアクセスすることを可能にするあらかじめ定められた垂直位置370に対応する。図1を参照すれば、媒体ハンドラ500は、前記の指定された光検出器がターゲット底辺212の像を作成するまで垂直方向に移動する。
【0054】
自動媒体交換器300の動作を以上記述したが、媒体ハンドラ500を誘導する1つの例を以下に記述する。以下の例は、マガジン400の中のスロット422からデジタル線形テープ・カートリッジ320を取り出すことに焦点を置く。この例では、誘導ターゲット200の頂点216は、スロット422の右辺426から4センチメートルというあらかじめ定められたスロット距離440だけ離れて位置する。更に、この例の目的のため、イメージ・ビーム150が誘導ターゲット200の頂点216を横切る時スロット422からデジタル線形テープ・カートリッジ322を取り出すことができるように横方向350に適切に位置づけられるため媒体ハンドラ500が負の横方向354に4.2センチメートル動かなければならないようにイメージ・ビーム150が媒体ハンドラ500に対して位置合わせされていると仮定する。更に、光センサ130の最初の端部132(図2)からの500番目の光検出器がターゲット底辺212の像を作成する時、媒体ハンドラ500はデジタル線形テープ・カートリッジ322を取り出すことができる適切な垂直方向位置370にあると仮定する。図2の頂角θ218はこの例では30度である。
【0055】
この例では、マガジン400は前述されたように自動媒体交換器300に置かれている。前述のような公差累積のため、デジタル線形テープ・カートリッジ320は媒体ハンドラ500に対して不確実な相対的位置に置かれている。同様に、誘導ターゲット200の正確な位置は不明ではあるが、誘導ターゲット200のおよその位置はわかっている。プロセッサ340は、誘導ターゲット200のおよその位置をデータ記憶装置344に記憶している。プロセッサ340は、自動媒体交換器300におけるあらかじめ定められた位置に対して相対的な媒体ハンドラ500の現在位置を標示する方向付けデータを方向付けシステム332から受け取る。方向付けデータに基づいて、プロセッサ340は、撮像装置102が誘導ターゲット200の像を作成することができる自動媒体交換器300内の位置に媒体ハンドラ500を動かすようにサーボ・システム330に命令する。次に、撮像装置102が誘導ターゲット200の走査線234(図2)の像を生成する。
【0056】
図2を参照すれば、前述のように、プロセッサ340は誘導ターゲット200の像が作成されたか否か判断する。プロセッサ340は次に光センサ130上の底辺光検出器142の位置を特定する。底辺光検出器142はターゲット200の底辺212の像を生成する。この例の場合、媒体ハンドラがデジタル線形テープ・カートリッジ320に適切に接触するため500番目の光検出器がターゲット底辺212の像を作成することが求められている。再び図1を参照すれば、プロセッサ340は、500番目の光検出器がターゲット底辺212の像を作成する位置に媒体ハンドラ500を垂直に動かすようにサーボ・システム330に命令する。すなわち、500番目の光検出器は底辺光検出器142である。この結果、媒体ハンドラ500はスロット422からデジタル線形テープ・カートリッジ320を取り出す適切な垂直方向位置にある。
【0057】
今や媒体ハンドラ500がスロット422からデジタル線形テープ・カートリッジ320を取り出す適切な垂直方向位置に置かれているので、プロセッサ340は、誘導ターゲット200に対して相対的な媒体ハンドラ500の正確な横方向位置350を決定する。再び図2を参照すれば、プロセッサ340は誘導ターゲット200の走査線234の走査長238を測定する。走査長238は、位置合わせターゲット200に対して相対的なイメージ・ビーム150の位置を定めるために使用される。測定は、イメージ長144を測定することから始まる。イメージ長144は、アレイ136における光検出器138の間のあらかじめ定められた中心線距離をターゲット光検出器146の数に乗じた値に等しい。次に、このイメージ長144を撮像装置102の倍率で除算する。除算の結果は走査長238と等しい。この例では、走査長238は3ミリメータであると仮定される。次に、プロセッサ340は、頂角218(30度と仮定されている)のタンジェントで走査長の3ミリメータを除算する。この商は5.2ミリメータであり、これは、イメージ・ビーム150が頂点216から5.2ミリメータ離れた位置で誘導ターゲット200を横切ったことを意味する。
【0058】
再び図1を参照すれば、前述のように、イメージ・ビームがターゲット頂点216を横切るとすれば、デジタル線形テープ・カートリッジ320に適切に接触してそれをスロット422から取り出すため、媒体ハンドラ500は負の横方向354に4.2センチメートル移動しなければならない。自動媒体交換器300は、イメージ・ビーム150が頂点216から0.52センチメートル離れて誘導ターゲットを横切ったと判断した。従って、媒体ハンドラ500は、0.52センチメートル+4.2センチメートルすなわち4.72センチメートルに等しい距離だけ負の横方向354に移動しなければならない。方向付けシステム322は、自動媒体交換器の範囲内の複数点の間の媒体ハンドラ500の運動量を正確に決定することができるので、プロセッサ340は、現在の位置から4.72センチメートルに等しい距離だけ負の横方向354に媒体ハンドラ500を移動させるようにサーボ・システム330に命令する。次に、プロセッサ340は、媒体ハンドラ500およびサーボ・システム330に対してスロット422から従来技術の方法でデジタル線形テープ・カートリッジ320を取り出すように命令する適切なデータ信号を送る。
【0059】
上述のように媒体ハンドラ500に対するスロットの正確な相対的位置が決定された時、媒体ハンドラ500は、スロットからデジタル線形テープ・カートリッジを取り出すため迅速に動くことができる。デジタル線形テープ・カートリッジの位置が十分な精度で決定されているので、媒体ハンドラ500は、デジタル線形テープ・カートリッジとの間違った接触を行うことなくデジタル線形テープ・カートリッジを取りだすことができる。かくして、デジタル線形テープ・カートリッジ、マガジン、媒体ハンドラ500および自動媒体交換器300に位置するその他のコンポーネントに対する損傷の危険が減少する。また、媒体ハンドラ500は、デジタル線形テープ・カートリッジをマガジンの前側に衝突させて上記のようなコンポーネントの損傷を引き起こすことなく、デジタル線形テープ・カートリッジをマガジンのスロットに戻すことができる。
【0060】
デジタル線形テープ・カートリッジの位置を決定するためその他の手続きを自動媒体交換器300において使用することも可能である。例えば、自動媒体交換器300に電源が投入されるような場合に、自動媒体交換器300は、コマンドだけに応じてマガジンおよび媒体プレーヤの位置を決定することができる。マガジンおよび媒体プレーヤの位置はデータ記憶装置344に記憶される。媒体ハンドラ500がデジタル線形テープ・カートリッジに接触するように要求される時、プロセッサ340は、データ記憶装置344からデジタル線形テープ・カートリッジの位置を取り出して、デジタル線形テープ・カートリッジに適切に接触するように媒体ハンドラ500を動かすようにサーボ・システム330に命令する。
【0061】
図1、2および3の誘導ターゲット200は、直角三角形の形状で示されている。底辺に対して直角に測定される斜辺点と基底点の間の特定の距離が頂点と基底の間の特定の距離に対応するという幾何学的特性を直角三角形が有しているので、直角三角形は本発明の1つの好ましい実施形態である。更に、直角三角形は、直角三角形の底辺がイメージ・ビーム150の扇形平面に対して直角であるように配置することができるという別の利点を持つ。従って、イメージ・ビームが横方向に動かされる時単一の光検出器を用いて三角形底辺の像を受け取ることができる。従って、イメージ・ビームの横方向位置にかかわりなくイメージ・ビームの垂直位置を決定する基準として底辺を使用することができる。
【0062】
誘導ターゲットとしてその他の形状を使用することも可能である。図5は、2つの線708および710という形状の誘導ターゲット700を示す。誘導ターゲット700は、第1の線708および第2の線710を含む。第1の線708は第1の辺712および第2の辺714を持つ。第2の線710は第3の辺716および第4の辺718を持つ。第2の線710は、また、第1の端部724を持つ。第1の辺712と第2の辺714は第1の幅720だけ離れている。第3の辺716と第4の辺718は第2の幅722だけ離れている。第1の辺712と第2の辺714の間の領域は第1の表面730である。第3の辺716と第4の辺718の間の領域は第2の表面732である。参照線AAが第1の辺712から延び、参照線BBが第4の辺718から延びている。参照線AAは角度θ738を形成する頂点734において参照線BBと交わる。第1の線708および第2の線710の位置は、固定的で、あらかじめ定められた位置にある。
【0063】
参照線CCによって示されているイメージ・ビームが、第1の点740で第1の辺712を、第2の点742で第2の辺714を横切る。イメージ・ビームは、また、第3の点744で第3の辺716を、第4の点746で第4の辺718を横切る。イメージ・ビームの走査線750は、第1の点740と第4の点746の間に延びる。走査線750は第4の辺717と直角に交わる。走査線750は、第1の点740と第4の点746の間に延びる走査長752を持つ。
【0064】
頂点734および第2の線710の第1の端部724は頂点距離760だけ離れている。第1の端部724は第4の点746から走査距離762だけ離れている。頂点734および第4の点746は頂点/走査距離764だけ離れている。頂点/走査距離764は、頂点距離760と走査距離762の和である。走査線750の位置は、走査距離762または頂点/走査距離764のいずれかによって頂点734または第1の端部724に関連づけることができる。
【0065】
第1の表面730および第2の表面732は、その背景が非反射であるのに対して反射する表面であるか、あるいは、その背景が反射するのに対して反射しない表面である。いずれの表面構成でも、撮像装置およびプロセッサによって検出されることができる光学的変化を生む。第1の表面730の第1の幅720は、走査線750に関連する撮像装置が第1の表面730を検出することができるような幅であり、第2の表面732の第2の幅722も同様である。撮像装置およびプロセッサは、第1の辺712および第4の辺718を検出する。次に、撮像装置は走査長752を決定する。次に、撮像装置は、第2の線710上の走査線750の位置を決定する。走査線750は、頂点から頂点/走査距離764だけ離れた位置にある。頂点/スキャン距離764は、走査長752をタンジェントθで除算した値に等しい。走査線750は、また、第2の線710の第1の端部724からの走査距離762によって定義することもできる。走査距離762は、頂点/走査距離764から頂点距離760を減じた値に等しい。前述のように、第2の線720は走査線750に対して垂直である。従って、走査線750の垂直方向の位置は、第4の辺718上の第4の点746の位置に関係なく、第2の走査線710の像を作成する光センサの光検出器(図5には図示されていない)によって決定されることができる。
【0066】
誘導ターゲット700は、他の物体の像が誘導ターゲットの像と混同される可能性のある場合のように誘導ターゲットの像を作成することが困難な状況に最も適している。誘導ターゲット700は、2つの線708および710がイメージ・ビームによって走査さる他の物体の像と区別することができる明確な像を持つので、この問題を軽減することができる。
【0067】
図6は、半円形をした位置合わせターゲット800という1つの実施形態を示している。位置合わせターゲット800は、直径808および円周810を持つ。参照線DDによって示される軸線812は、中点814において直径808と中点836において円周と交差する。軸線812は直径808に対して垂線である。軸線812は単に参照としてのみ使用され、位置合わせターゲット800の物理的実施形態ではない。位置合わせターゲット800は、中点814と円周810の間に延びる半径828を持つ。半径828はあらかじめ定められた距離である。位置合わせ計算を実行する目的のため、半径は単位長である。
【0068】
イメージ・ビーム816は、第1の点818および第2の点820で円周810を横切る。イメージ・ビーム816は、軸線812に対してほぼ垂直である。イメージ・ビーム816は軸線点830で軸線812を横切る。軸線点830は中点814から底辺距離832だけ離れた位置にある。底辺点830は、第1の点818から高さ距離826離れている。このようにして、中点814、第1の点818および軸線点830を結ぶ線によって基準直角三角形が形成される。軸線812と半径828の間に角度θ834が存在する。
【0069】
中点814は、イメージ・ビーム816と関連づけられる撮像装置(図4には図示されてない)に対して相対的なあらかじめ定められた位置にある。撮像装置がイメージ・ビーム816から光を受け取る。イメージ・ビーム816の位置は、中点814と軸線812に基づいて決定することができる。プロセッサ(図4に図示されていない)が、図2に関連して記述した手法を使用して、第1の点818と第2の点820の間の距離を測定する。次に、プロセッサは、第1の点818と第2の点820の間の距離を2で除算して、距離826を決定する。半径が、例えばユニット値であるように、あらかじめ定められているので、角度θ834は、高さ距離826の逆正弦を半径828によって除算した値に等しい。底辺距離832は、角度θの余弦を半径828に乗じた値に等しい。このようにして、イメージ・ビーム816の横方向位置は中点814から底辺距離832から離れた位置にある。イメージ・ビーム816の垂直位置は、軸線812を参照して決定される。軸線812は、第1の点818と第2の820の間の中間点にある。第1の点818の像を作成する光検出器と第2点820の像を作成する光検出器の間の中間に位置する光検出器が軸線812に関連する光検出器とされる。
【0070】
誘導ターゲット800は、イメージ・ビーム816の位置を決定する際に非線形精度が必要とされる環境において使用される。半円固有の特性が、イメージ・ビームが中点836の近くで半円810と交差する時、イメージ・ビーム816の位置の一層正確な決定を可能にする。
【0071】
撮像装置102(図2)のその他の実施形態を自動媒体交換器300において使用することも可能である。例えば、撮像装置102は、図2に示されている格納容器104を必ずしも必要としない。自動媒体交換器300が、汚染物質が撮像装置102を妨げないように、汚染物質が自動媒体交換器300に入るのを防止する手段を持つことができる。格納容器104の代わりに、撮像装置102は、レンズ120および光センサ130が取り付けられる単純な支持構造物を持つことができる。撮像装置102のもう1つの実施形態は、物体の2次元像を生成する。2次元タイプの撮像装置の1つの例は、当業界において周知のデジタル・カメラである。
【0072】
本発明には、例として次のような実施様態が含まれる。
(1)第2の物体に対して第1の物体の相対的位置を決定するシステムであって、上記第1の物体に関連づけられ、少なくとも1つの光センサ、および、当該撮像装置の外部のポイントと上記少なくとも1つの光センサの間に延びる光路に沿って配置される少なくとも1つの光学コンポーネントを含む撮像装置と、上記第2の物体に関連づけられ、反射性の差異の境界を画定する第1の辺および第2の辺を含むターゲットと、を備え、第1の軸線が第1の点で上記第1の辺と交差し第2の点で上記第2の辺と交差し、上記第1の点と上記第2の点の間の距離が第2の軸線上の1つの位置に対応し、上記第1の物体が上記第2の物体に対して相対的に移動することが可能であり、上記ターゲットの像が上記撮像装置によって生成されることができる、物体位置決定システム。
【0073】
(2)第2の物体に対して第1の物体の相対的位置を決定する方法であって、上記第2の物体に関連する光学的特徴を準備するステップと、上記第1の物体に関連づけられ、少なくとも1つの光センサ、および、当該撮像装置の外部の点と上記少なくとも1つの光センサの間に延びる光路に沿って配置される少なくとも1つの光学コンポーネントを含む撮像装置を準備するステップと、上記撮像装置を用いて上記光学的特徴の像を生成するステップと、上記像の分析を実行するステップと、上記分析に基づいて上記第2の物体に対する上記第1の物体の相対的位置を決定するステップと、を含む物体の位置決定方法。
(3)分析を実行する上記ステップが第1の軸線に沿った上記光学的特徴の上記像の測定を行うステップを含む、前記(2)に記載の物体位置決定方法。
(4)第2の物体に対する第1の物体の相対的位置を決定する上記ステップが、上記第1の軸線とは異なる第2の軸線に沿った上記第2の物体に対して相対的な上記第1の物体の位置を決定するステップを含む、前記(3)に記載の物体位置決定方法。
【0074】
(5)上記第1の軸線が上記第2の軸線に対して実質的に垂直である、前記(4)に記載の物体位置決定方法。
(6)第2の物体に対する第1の物体の相対的位置を決定する上記ステップが、上記第1の軸線に対して実質的に平行な第3の軸線に沿った上記第2の物体に対して相対的な上記第1の物体の位置を決定するステップを含む、前記(3)に記載の物体位置決定方法。
(7)上記第1の物体が上記第2の物体に対して相対的に移動することが可能である、前記(2)に記載の物体位置決定方法。
(8)上記第1の物体が媒体取り扱い装置において使用されるタイプのピッカー装置である、前記(3)に記載の物体位置決定方法。
(9)上記第2の物体が、媒体取り扱い装置において使用されるタイプの媒体格納装置である、前記(3)に記載の物体位置決定方法。
(10)光学的特徴を準備する上記ステップが、上記第1の物体に固定的に取り付けられた光学的特徴を準備するステップを含む、前記(2)に記載の物体位置決定方法。
【0075】
【発明の効果】
本発明によると、自動媒体交換器における媒体ハンドラがマガジンと媒体プレーヤの間で媒体を迅速に交換することが可能とされると共に、媒体の出し入れの際の媒体および自動媒体交換器構成装置の損傷を回避することが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動媒体交換器の一部分の側面透視図である。
【図2】誘導ターゲットと撮像装置の間の関係を詳細に示す図1の自動媒体交換器の側面透視図である。
【図3】図1および図2の誘導ターゲットの正面図である。
【図4】図1の自動媒体交換器の範囲内で媒体ハンドラを誘導する手順を示す流れ図である。
【図5】2本の線という形式の誘導ターゲットのブロック図である。
【図6】半円という形式の誘導ターゲットのブロック図である。
【符号の説明】
102 撮像装置
120 レンズ
130 光センサ
200 ターゲット
212 底辺
214 斜辺
230 斜辺点
232 底辺点
234 走査線
236 底辺距離
238 走査長
300 自動媒体交換器
400 媒体マガジン
500 媒体ハンドラ
Claims (2)
- 第2の物体に対して第1の物体の相対的位置を決定するシステムであって、
上記第1の物体に関連づけられる撮像装置であって、少なくとも1つの光センサ、および、当該撮像装置の外部のポイントと上記少なくとも1つの光センサの間に延びる光路に沿って配置される少なくとも1つの光学コンポーネントを含む撮像装置と、
上記第2の物体に関連づけられ、反射性の差異の境界を画定する円周および直径を含む半円形のターゲットと、を備え、
第1の軸線が第1の点および第2の点で上記円周と交差し、上記第1の点と上記第2の点の間の距離が第2の軸線上の1つの位置に対応し、上記第1の物体が上記第2の物体に対して相対的に移動することが可能であり、上記ターゲットの像が上記撮像装置によって生成されることができる、物体位置決定システム。 - 第1の軸線が半円形の直径と平行である請求項1に記載の物体位置決定システム。
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