JPH03502131A - 曲線追従装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 曲線追従装置 免肛亘宜１ 本発明は、略々１つの面内に位置する曲線を自動的に追従しかつ曲線の数理的形 状および（または）曲線の位置を表わすディジタル出力信号を生じる装置に関す る。

最初に、用語「曲線」の使用は直線であるかあるいは存限の半径を有するかの如 何を問わずあらゆる線を広く包含することを意図するものであることを理解すべ きである。周知の通り、直線は無限大の半径を有する曲線に過ぎない。

従来技術の曲線追従装置は２つのカテゴリの内の１つに該当する。第１のものは 、１つの線上の点を検知することにより方向を推論し従って１つの連続する線を 追跡する単一あるいは二連センサを使用する追従装置である。本出願人が知る検 索が容易にできコンピュータ支援設計ソフトウェアで使用できるように図面をデ ィジタル化するため使用が可能なこのような技術を用いる装置は市販されていな い。本出願人の知る第２のカテゴリは、アレイ・センサを用い図面を走査して対 象物のディジタル（ラスタあるいはビクセル）像あるいは画像を生成し記録する 如き線追従装置であり、二の画像は次に、幾何学的形状を識別してこれらの形状 をベクトル形態で記録するように、画像処理および「エッジエンハンストメント 」のような他の手法を用いてコンピュータのソフトウェア、例えばＣＡＤにより 分析することができる。結果として生じるベクトル化像は、実際の線の描写の厳 密な近似化したものであり、線および円弧の集まりからなるが、「インテリジェ ンス」はこれと関連しておらず、従ってユーザは得られた画像を調べ、描写のた め必要なインテリジェンスを与えるためＣＡＤソフトウェアを使用しなければな らない。

ｌ■立１カ 本発明は、全ての公知の従来技術の装置からの完全に異なる試みを行なう。本発 明は、線の像を追跡するためアレイ・センサを使用し、（特定の用途の制約を満 たす）線の数学的表示を生し、線が追跡されるに伴い（尺度および方位を勘定に 入れて）「実際の」座標および大きさの値を割当て、ＣＡＤソフトウェアによる 検索のため適当なフォーマットで数字的（ベクトル化）曲線を直接変換して格納 し、用途の特定のＭｉ準に従って（等高線に対する高さあるいは温度等の）属性 を割当てる。本発明は、線を見出した後これを追跡するため、予め定めた探索ア ルゴリズムに従って１つの領域を走査することができる。本発明の望ましい実施 態様においては、Ｍｉｃｒｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社によりｒ　０ｐｔｉｃ 　　ＲＡＭＪなる商標の下に販売される光学的センサ・アレイ、および縮尺図に おける線を調べる単純なレンズの使用を教示するが、本発明は光学的な検出に限 定されるものではない。

広義においては、本発明は、１つの面内に略々存在する曲線を自動的に追従し、 前記曲線の数学的形状および（または）位置を表わすディジタル出力信号を生じ るための装置を提供するものであるが、本装置は、（ａ）前記曲線の増分部分を 走査する走査手段と５（ｂ）ホルダ一手段およびこのホルダ一手段を選択的に第 １の即ちＸ軸ならびにこのＸ軸に直角の第２の即ちＹ軸に沿って増分的に移動さ せる制御可能手段を備える駆動機構であって、前記曲線の近くに設置できる駆動 機構と、（Ｃ）前記走査手段を前記ホルダ一手段に一緒に運動するように取付け る手段と、（ｄ）前記走査手段から出力信号を受取るよう接続される処理手段で あって、前記駆動機構との接続部を有しかつ１つ以上の前項の走査手段は、視認 ウィンドウを画成するように、二次元アレイに一緒にまとめられた多数の個々の センサを備えることによって区別される。このアレイは、第１の基＊Ｕ棉フレー ムと、略々平坦な面とを有する。前記走査手段は更に、（前記アレイの前記平坦 面の前記曲線の第１の部分との接触に従って）前記曲線と整合状態の前記アレイ のセンサに対する第１の検知信号を生成し、また前記曲線と整合状態にない前記 アレイのセンサに対する１ｇ２の検知信号を生成するための手段と、前記第１の 検知センサ信号の全てに対する同じ検知のディジタル出力信号（以下本文におい ては、時にｒビット」信号と呼ぶ）を生じる出力手段を含む手段とを含む。

上記の処理手段は、広義において、モデラ（ｓｏｄｅｌａｒ）手段、座標変換手 段、データ・スタッカ手段、モード制御手段、指令生成手段、センサ制御手段、 ベクトル化手段および格納手段を含む。

本発明は、従来技術の装置においては真に得られるとは限らない上記機能を持つ 装置を提供し、更にまた、非常に高速な応答時間を持つため以下において更に詳 細に述べるような迅速かつ効率のよい曲線追従を可能にする如き装置を提供する 。本装置は、直線、円弧、直線と円弧の組合せ、開きあるいは閉じた輪郭線〈ス プライン曲線）、建染図面、連続線または曲線、および破線または点線の曲線を 追従する点で非常に多機能である。本装置は更に、交点を調べて必要に応じて将 来の使用のためこの情報を蓄積することにより線の交りを処理する能力を有する 。

の　　しい　　−声 （図面の簡単な説明） 第１図は本発明のブロック図、 第２図は、本発明の主要な構成要素のあるものの半実体図、 第３図は、個々のハードウェアおよび（または）ソフトウェアおよび（または） オペレータ機能をかなり詳細に示す本発明のブロック図、 第４図は、次のウィンドウと共にその時の視認ウィンドウを示す走置装置により 視認される線の分析図、 ′Ｓｓ図は、本装置により追従あるいは追跡することができる曲線および形状の 事例図、 第６図は本装置、により追跡することが可能な破線の事例図、 第７図は、手で描いた曲線から機械で描いた幾何字形状への変換の事例ｔＪ、 第８図は、本発明により提供される装置により追従することができる輪郭線図、 第９図は１対の交差する直線または曲線を示す図、第１０図は、走査手段として 使用できる光学的ＲＡＭセンサを示す概略外観図、および 第１１図は、二次元のアレイに一緒にまとめられた多数の個々のセンサを示す第 １０図の走査手段の一部の概略図である。

、　しいパで砥　の− 第１図において、本発明の簡素化されたブロック図は、略々間１２内にある曲線 ｌＯを自動的に追従して前記曲線の数学的形状および（または）位置を表わすデ ィジタル出力信号を生じる装置を示している。第１図においては、前記曲線ｌＯ の増分部分を走査するための走査手段２０が提供され、この走査手段は二次元の アレイに一緒にまとめらねた多数の個々のセンサを有し、このアレイは参照番号 ２２によりボされている。このアレイは、略々＋坦な而を？−ｖ−シ（第１０図 および第１１図参照ン、１つの視認ウィンドウを画成している。

ホルダー１段３０“を備えた駆動機４ＩＩ！：、ＩＯは、選択的に、第１の即ち Ｘ軸１２Ｘに沿いかつこれと直角の第２の即ちＹ軸１２Ｙに沿って！ｉ１１記ホ ルダー１段を増分的に移動させるように制御され、軸１２Ｘおよびｌ　２　Ｙは 而１２を画成している。前記走査手段２０を首記ポルタ一手段＋ｌＯ’に対し前 記ＸおよびＹ軸に沿って一緒に運動するように取付けるための適当な手段３５が 設けられ、前記アレイ２２の平坦面（第１図の紙面と直角をな４“）は面Ｉ２と 略々平行に置かれている。走置−Ｆ段２０の出力２４を嘴取り、調整信月を結線 ２５を介１・て走ｎ−ｆ段２０へ供給し、制御入力を４２を介して駆動機構３０ へ供給し、かつ上記の如く１つ以」−の出力４３．４４および４５を持つように 処理手段４０か設けられている。参照番号３０”および４ｏ”は、それぞれ駆動 ａ構３０および処理手段４０に対する適当な給電線を示し、前記走査手段はその 必要な電力を図に示すように結Ｍ２５を介して前記処理手段４０がら得るもの第 ２図においては第１図のブロック図のシステムが更に詳細に示され、対応する装 置は同じ参照番号を持つ、第２図においては、前記走査手段２０が接続されるホ ルダ一手段３０’は、ｔｌｅｗｌｉｔｔ、　Ｐａｃｋａｒｄ社から販売される改 善されたプロッタ装置モデル７５８５Ｂによって、それぞれＸｆｉ１２Ｘおよび Ｙ軸１２Ｙに沿ってＸおよびＹ軸駆動機構３０により選択的かつ制御自在に移動 されるようになっている。第２ＬＡにおいては、問題となる曲線（単数または複 数）　１０’　、　１０”および１０１゛が１つの面をなすシート媒体１２゛上 にある。

第３図においては、曲線ｌＯは、光源１４がらの照明を受けるブロック形態で示 されている。走査手段２Ｇはセンサ・アレイ１２０からなり、このアレイは、望 ましい実施態様においては、多数のソリッドステート・イメージ・センサからな り、典型的な事例は米国アイダホ州ボイスのＭｉｃｒｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ ｙ社により提供されるｌ５３２型（四線）光学的ＲＡＭであり、この特定製品は ２つのアレイ内に６５，５３６個の素子を持ち、各アレイは列状に配置された　 １２８Ｘ　２５６素子を有する。

このため、前記走査手段は、多数のソリッドステート光検知イメージ・センサ（ 以下本文では「ビクセル」と呼ぶ）を提供する。当業者には５適当に付勢される とこのＫｆが機能することにより、このような各ビクセルが少なくとも部分的に コンデンサと類似する特性を呈すること、即ちｍ気的に充放′屯されるという能 力を有すること、このビクセルは、敢初に充電後、ビクセルが鳴される光の強さ および持続期間の関数として放電することが理解されよう。

第１１図は、二次元に配置されて、全てのビクセルが第１１図に示される如く視 認ウィンドウを画成する多数の個々のビクセル１２１を示す検出アレイの概略図 である。

第１０図に示される装置は、各アレイが　１２８ｘ　２５８個の素子を存する、 即ち１アレイ当たり３２，７６８個の光検知Ｘｆを有する２つのアレイ１２０゛ および１２０”を示す１５３２型光学的ＲＡＭの概略を表わしている。この走査 手段の作用を理解するために、前記各ビクセルが最初ある予め選定された電圧１ 例えば５ボルトまで予め充電され、このため（コンデンサの如く）０ボルトまで 放電するものと仮定しよう。このビクセル／コンデンサは、これが曝される光の 強さと持続期間の双方に比例する割合で放電することになる。

前に述べたように、走査手段は、この走査１段の平坦面（第１０図および７Ｊｋ ｌ１図の紙面）か間通のｔ！ｂＭｌｏを含む而１２と）ト行に置かれるように、 駆動ｍ構のホルダ一手段により保持されている。このため、曲［１０と整合状態 にある前記ビクセルが、曲線１０と整合状態にないビクセルと比較して、少ない 光（あるいは、場合により多い光）を受取ることになる。

ｒめ選定された露出時間の後、各ビクセル即ちアレイ内の素子の状態がセンサ・ コントローラ１３０により調べられ、各ビクセル／コンデンサの電圧は、予め選 定された閾値電圧、例えば２．５ボルトと比較される。

この比較において、もしこの電圧が閾値電圧よりも高ければ、対応するビットが ｒｌＪにセットされ、即ち白い背景における黒い線を表わす。一方、この比較の 間もし電圧が予め選定された閾値よりも低い（白い反射面の故により多くの放電 量を表わす）ならば、ビットはｒＱ」となる。

センサ・アレイ１２０からの出力は、結１！１１１２２を介して上記のセンサ・ コントローラ１３０に加えられ、別の結線１２３がコントローラ１３０とセンサ ・アレイ１２０との間に設けられる。結線１２３の機能は、＋２６を介して指令 ジェネレータ１２７と接続され、更に１２８によりセンサ・コントローラ＋３０ と接続され、それから１２３を介してセンサ・アレイと接続された初期化装置（ ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅｒ）　１２５によって設定される適正な光量、露出時間お よび焦点を設定するように、初期化ルーチンを使用できる状態にすることである 。この初期化装置１２５は更に、結線２１６、初期化装置１２５からセンサの状 態を示すオペレータ２１５への戻り結線２１７を介してオペレータ２１５から人 力を受取り、これによりオペレータ２１５が所要の露出時間を確立する際システ ムと対話することを＝ｒ能にする。初期化装置１２５に対する別の入力はセンサ ・アレイ指示モジュール２００であり、その一方の出力２０２か初期化装置に対 して与えられる。

センサ・コントローラ３０からの出力は、１３１を介してアレイ・バッファ１３ ５に与えられ、このバッファの出力は１３７を介して、第１の出力１４１が初期 化袋＠　１２５に加えられかつ第２の出力１’４２が数字的モデラ、即ち１つの 出力手段１５１および複数の人力１５２．１５３．１５４　、１５５および１５ ６を持つモデラ手段＋５０に加えられるトポロジ・インタプリタ＋４０へ与えら れる。

出力＋５１は座標変換手段１６０に与えられる。入力１５２は、座標変換手段１ ６０から与えられる。人力＋５３は、境界条件付は手段２０５から午えられる。

入力１５４は、アプリケーション（用途）指定手段２１０がら与えられる。入力 １５５はユーザ・モジュール２２５から与えられ、人力＋５６はセンサ・アレイ 指定手段２００から与えられる。センサ・アレイ指定手段２００はまた、トポロ ジ・インタプリタ１４０に与えられる出力２０１を有する。

座標変換手段１６０に対する別の人力は、初期化装置１２５からの人力１６１と 、境界条件付は手段２０５からの入力１６２と、アプリケーション指定手段２１ ０がらの人力１６３と、スタッカ手段！７０からの人力１６４である。

座標変換手段１６０は、第３図に示される３つの出力手段、即ち、スタッカ手段 １７０に与えられる出力＋６５と、ベクトル化手段＋８０に与えられる出力１６ ６と、モード・コントローラ手段＋７５へ与えられる出力１６７とを有する。

前記ベクトル化手段−１１８０は、上記の如き入力１６６に加えて、３つの別の 入力、即ち、アプリケーション指定手段２１０からの出力１８１１ユーザ・モジ ュール２２５からの入力１８２およびスタッカ手段１７０からの出力１７１を有 する。ベクトル化手段＋８０は、第３図に示される２つの出力を有する。その第 １は、ストア・フィギャライザ手段１８８へ与えられる出力１８３であり、この ストア・フィギャライザ手段の出力１８９は記憶装置１９２へ与えられる。ベク トル化手段１８０の他の出力は出力１８４であり、これは例えばＣＡＤＤ／ＣＡ Ｍの如きアプリケーション・ソフトウェアであり得るユーザ装置１３０に与えら れる。ユーザ装置２３０はまた、結線２２６を介してユーザ・モジュール２２５ から入力を受取り、またこれに対する戻り結線は手段２３１によって示される。

アプリケージジン指定手段２１Ｇは、ユーザ・モジュール２２５からの出力であ る別の入力２２７を有し、また境界条件付は手段２０５に与えられる出力２１１ も有３つの入力を有する自動探索モジュール１７８が設けられ、その入力の第１ はスタッカ手段１７０からの出力！７２であり、その第２はモート・コントロー ラ１７５の終了即ち無効出力１７７であり、その第３は記憶装置１９２の出力１ ９３であり、記憶装置１９２の別の出力１９４はユーザ装置２３０に与えられる 。

モード・コントローラ手段１７５は、出力の第１のモード、即ち「継続」モード を有し、この出力は第３図において参照番号１７６により示され、駆動手段２２ ０に対する２つの入力の１つとして与えられ、駆動手段に対する他方の人力は自 動探索手段１７８の出力１７９である。駆動手段２２０の第１の出力２２１は、 ＸおよびＹ軸に沿ってセンサ・アレイを選択的かつ制御自在に移動させるように 、駆動機構３０に対して与えられる。駆動手段２２０の他方の出力２２２は指令 ジェネレータ１２７と接続されている。

上記のように、実際の追跡即ち曲線追従プロセスの開始の前に、適正な光量、露 出時間および焦点を決定するように初期化ルーチンを実行することが望ましい。

初期化装置ｔ２Ｆｒは、出力１４１を介するトポロジ・インタプリタ１４０から の入力に助けられて、アレイ・バッファ１３５の出力１３７で受取られるアレイ を第２図に示される任意のコンピュータのモニター上の過当なビクセルにマツプ することになる。次いで、オペレータは（モジュール２１５において）鮮明な像 が表示されるまで位置決め、光量、タイミングおよび焦点合わせを調整すること ができる。当業者は、ある用途に対して、これらの初期の調整が自動的にセット アツプされ、かつ装置の全操作にわたり最善の結果を生じるに必要な程度に継続 的に調整され得るように考案されたアルゴリズムを選択することができる。加え て、初期化装置１２５は、図面の縮尺および方位を決定する。

縮尺および方位を確立する１つの方法は、オペレータ２１５をして２つの既知の 点の座標を入力させることである。

トポロジ・インタプリタ１４０の機能は、アレイ・バッファ＋３５における入力 ビツト・ストリームをアレイ／視認ウィンドウに関する各ビットの相対的な物理 的位置を表わす正規化された矩形状アレイに対してマツプすることである。正規 化プロセスは、検出アレイおよび空間的な視認機構の特性の組合せに依存する。

このプロセスは、レンズ特性およびレンズの拡大あるいは縮小率、ならびに視野 中心および、例えば倒置機等レンズ特性の両方に関する個々のセンサの（測定さ れた）物理的位置の如き考察を含む。従って、曲線に沿った距離は、実際の（あ るいは紙上の）測定において、また視野の座標が全プロセスにわたフて常に知ら れる該視野の中心に関して決定される。トポロジ・インタプリタの機能の１つは 、センサ・アレイにおけるビクセルの配置により生じ得る像の如何なる歪みも補 正することである。

一旦初期化が完了すると、解釈された像が数学的子デラ１５０に対する人力とし て］、　４２に加えられ、このモデラはビット・パターンを分析して、座標の前 記の第１の基準フレームに関する１対の座標値を各ビット信号の如きに割当てる が、この座標値は以下本文においては時に「デー久１点」と呼ばれる。このよう に、走査手段のアレイは、座標の第１の基準フレームを有し、また前述の如く、 モデラ手段はこのような各ビット信号を分析してこの各ビット信号に１対のデー タ点を割当てる。このモデラ手段は更に、このような全てのデータ点と最もよく 適合する曲線特性を計算する機能を提供し、この機能は当業者には公知の適当な ソフトウェアおよび制御手段を用いることにより達成される。モデラ手段は更に 、前記コンピュータの曲線のべり＋ル成分を表わす出力信号を生じるための出力 手段を有し、この出力は第３図において参照番号＋５１により示される。

モデラ手段１５１の出力は、座標変換装置１８０に対するいくつかの入力の！つ として与えられ、この装置の機能は、前言己モデラの出力信号を座標の前記第１ の基準フレームから第２の予め選定された座標の基準フレームに変換することで ある。第２の予め選定された座標の基準フレームの一例は、測地学的な経度およ び緯度であろう。別の事例は、その原点か建造物の特定の中心にある基準フレー ムにおける座標であろう。

座標変換手段１６０は２つの出力を有する。その第１の出力１６６はベクトル化 装置１８０に与えられ、第２の出力１６５はスタッカ１７０に与えられる。両者 において、出力信号即ち１６５および１６６は、前記の第２の予め選択された座 標の基準フレームに変換された後の前記モデラの出力信号を表わす出力信号であ る。

境界条件付は手段２０５およびアプリケーション指定装置２１０は、ユーザ・モ ジュール２２５により全制御操作にわたって確立され、これらの条件および仕様 は、曲線の追従において遭遇する各状況下の適当な操作を決定するため、モデラ １５０によって考察される。このような状況の事例は、始動、終了あるいは継続 である。ユーザ要件の事例は、単なる直線および円弧が（測量および区分地図用 に）、境界における曲線の開始あるいは終りを表わすため用いられることであり 、延長線は常に接触点にあり、曲線はスプライン曲線でなければならず、曲線の 閉鎖は接触点上になければならず、観察される交点は曲線の始めあるいは終りを 示す、等である。そデラ１５０が具体的な決定を行なうことができない競合の場 合は、ユーザ２２５は競合状態を解くためシステムと対話することが許される。

視認ウィンドウ内の観察された点がモデル化された後、情報が千デラ１５０から 座標変換袋＠　１６０へ送られ、この変換装置は前述の如く１曲線を持つ座１ｆ ｌ［（ベクトル）データを実体即ちシステムの座標値に変換する。

最善の解決を見出すためしばしば反復プロセスが変換装置１６Ｇとモデラ１５０ との間で必要とされ、結線！５１および＋５２がこの反復プロセスを容易にする 。このような反復プロセスがおそらくは必要となる一例は、走査機構により交差 線が検出される場合であろう。

一旦変換が完了すると、・−将来の照合のため必要となる基準点がスタッカ１７ ０に格納される。このような点の事例は、第９図の２本の交差線の交点において 示される点Ａ’　Ｃ’の如き交差する点であろう。この交点の意味は、このよう な点を次の曲線追跡操作の開始点として用いるため必要とされることである。将 来の照合のため必要とされる基準点の別の例は、第８図に示される輪郭マツプに おける「開始点」として示されるいくつかの点である。このような予め確立され た多数の開始点はユーザ２２５における種々の手段により提供することができ、 ２２７を介し５次いで２１＋を介して境界条件付は手段２０５に対してアプリケ ーション指定手段２１０の一部として与えられ、それぞれ１６２．１６０および １６５を介してスタッカ１７αに格納される。ユーザは、このような点を（コン ピュータのキーボードあるいはディジタル化タブレット等により）特定のＸ、Ｙ 座標値およびこれらの値が拾われるべき順序を与えるか、あるいは（初期化の徨 ）駆動機構を手で操作して問題となる点上にセンサ・アレイの中心を置くことに より定義することができ、システムにこのような点の座標を受入れさせる信号を トリガーすることもまた、別のユーザ・プログラムの結果に対して行なわれ、こ のシステムによる検索および使用のため格納することもできよう。

変換装置１６０からの出力もまた、操作モードの決定のためモード・コントロ０ ．−ラ１７５に与えられる。もしシステムが連続追跡モードにあるならば、情報 は＋７６を介して駆動手段２２０へ送られ、この駆動手段は更に駆動機構３０に 対し適正な運動指令を生じて走査手段をＸおよびＹ軸に沿って新しい視認位置へ 制御された量だけ移動させる。駆動手段がこの新しい地点で安定した後、駆動手 段２２０は指令ジェネレータ１２７をトリガーして露出およびビット変換指令を コントローラ１３０へ送る。このプロセスは、必要に応じて反復を繰返すことに なる。もし本システムが境界条件付は装置２０５およびアプリケーション指定手 段２１０により指定される如き線の終りに達するか、あるいは認識し得る線が検 出されない、即ちウィンドウが空であると、モード・コントローラ１７５は出力 １７６における「継続」モードから自動探索手段＋７８と接続された出力１７７ における「無効」モードの終りへ切換る。

自動探索手段＋７８は、予め選定された探索アルゴリズムおよびスタッカ＋７０ からの情報を用いて追跡されるべき次の線の発見を導き得る運動の方向および距 離を決定する。自動探索手段１７８は、次に、このような方向および距離の情報 を駆動手段２２０へ送り、上記の如く駆動機構３０および指令ジェネレータ１２ ７をそれぞれ制御する。このプロセスは、線が発見されるか、あるいはシステム が別の線を発見できないことを判定するまで反復する。自動探索手段＋７８はま た、スタッカｉ７Ｑからの情、館を用いて特定の点まで迅速に移動することを決 定するか、この事例は第８図に示される如き輪郭マツプにおいて作業する場合で ある。

曲線追従装置が第８図に示される曲線２４０の開始点２４ｏ。

で始動して以降の１６番目の曲線全体の追従を完でしたものと仮定しよう。この 時、前述の如く、１７２を介して自動探索手段１７８へ与えられる如きスタッカ ＋７０からの情報は、駆動子一段２２０に指令して視認ウィンドウが次の小さな 輪郭線２３０の開始点２３０°上に止まるように駆動機構を移動させる。

座標変換手段＋６０はまた、出力１６６を介して情報をベクトル化手段１８０へ 送り、このベクトル化手段は受取った情報を前のウィンドウからの曲線の情報と 組合せて、また結線１８１、境界条件付は手段２０５およびスタッカ１７０の基 準点を介してアプリケーション指定手段２１０から受取った命令に従って２小さ な曲線線分および点の情報を幾何学的に定義されたベクトル形態に変換する。例 えば、同し勾配を持つ小さな隣接する線分は同じ式の１つの孤立した線に合成さ れ、僅かに２つの点の座標、即ち結果として得る複合線の端部毎に１つの座標対 を格納すればよいようにする。同様に、もし小さな隣接曲線線分が１つの円弧の 周囲に存在するならば、これらの線分は１つの円弧によりまとめて表わすことが でき、この円弧は常に３つの特徴点（あるいは円弧上の３つの点、あるいは終端 点の２つと中心の１つの点）を知って再生することができ、従って、各線分の全 てに対するデータを格納する代りに５線分の集合に対して３つの点を格納するだ けでよい。このことは、これがシステムのデータ格納要件を著しく減少する故に 本発明の非常に重要な一特徴である。類似する状況において、ユーザ・モジュー ル２２５は競合状態を解消するためシステムと対話することが許される。

ベクトル化手段１８０からのベクトル化情報は、＋８４を介して直接第３図にお いてブロック２’３０として略図的に示されるユーザのアプリケーション・ソフ トウェアから使用可能にすることができる。あ′るいはまた、ベクトル化手段１ ８０からのこのベクトル化情報は、く適正なフォーマットおよびファイル構成に するように、またこの情報を検索中であるソフトウェアの要件に従って命令を引 出すことを含むように）１８３を介してストア・フィギャライザ１８８に対して 、次いで結線！８９を介して記憶装置１９２に対して送ることができる。要求と 同時に記憶装置１９２に格納された情報は１９４を介してユーザ・アプリケーシ ョン・ソフトウェア２３０に送ることができる。

第８図に示されるような地形輪郭図の場合は、ベクトル化情報は、異なる縮尺で 輪郭を再びプロットするため又は三次元の表示を生成するためのグラフィック・ ルーチンにより、あるいは土木工事等の計算のための計算ブロー、ダラムによっ て再び呼出せるように格子形態あるいは輪郭形態で格納することができる。

第４図は、ビット情報から得られる計算された線（「その時の」視認ウィンドウ Ｗ内の）を示しており、ここで点Ａは計算される線の終りを示し、視認ウィンド ウＷの縁部における点Ｂまでの線の長さを検出するためコンピュータ手法を用い ることができる。従って、点Ｂは次のウィンドウＷ゛の中間即ち中心となる。

換言すれば、点Ｂの座標はモード・コントローラ１７５から１７６を介して駆動 装置２２０へ与えられ、これがら駆動機構３０へ与えられて、走査手段を次のウ ィンドウＷ°の中心にある点Ｂと対応する位置へ移動する。

この時、この別のデータが走査装置から得られ、実際の位置即ち線の長さを決定 する。この手法により、線が外れてしまうことはない。

上記の光学的ＲＡＭ型のソリッドステート・センサを本発明の望ましい実施態様 に対して示したが、当業者は他の検出手法が本発明の範囲内で使用可能であるこ とが判るであろう。本走査手段における唯一の重要な制約は、走査装置が一視認 ウイントウを画成するように二次元アレイに一緒にまとめられた「多数の」個々 のセンサを存することである。上記のｒｓ３２型光学的ＲＡＭの場合には、「多 数の」個々のセンサとは実際非常に大きな数、即ち６５，５３８個である。この 「多数の」とはｌ５３２型光学的Ｒ，ＡＭの場合と比較して道かに小さな数であ り得ることを理解すべきである。本発明においては、この制約となる「多数」を 満たすセンサの最も少ない数は、巾方向にアレイの３つのセンサ、長さ方向には ３つのセンサ、即ち視認ウィンドウの画成のため二次元のアレイに一つにまとめ られた最少数９個の個々のセンサを有するものになろう。当業者が本発明の実施 に関して使用できるがこれに必ずしも限定されない検出手法の事例は、電磁式、 空圧式、放射線式、機械式、容量式および（または）静電式であり、その各々に おいて、走査手段は、曲線と整合する前記アレイのセンサに対する第１の方向の 信号を生成し、かつこの第１の方向の前Ｊ己センサ信号の全てに対して同じ方向 のディジタル出力信号を生じるための出力手段を含む手段と組合される曲線と整 合しない前記アレイのセンサに対して第２の方向の信号を生成するための（曲線 の第１の部分との前記アレイの接触を追従する）手段を含むことになろう。

前記駆動手段については、ＸおよびＹ軸に沿って走査手段を駆動するものとして 記述した。この駆動手段の基本的な機能は、曲線と走査手段との間でＸおよびＹ 軸に沿って「相対的な」運動を生じることである。

例えば、プロッタが、（ｊ）Ｘ軸に沿って（問題となる曲線を含む用紙に関して ）走査手段を移動させ、（ｉｆ）この用紙をＹ軸に沿って（走査手段に関して） 移動させる公知の装置を、使用することができる。

また、当業者は、視認用ウィンドウの形状が四角あるいは矩形に限定されず、例 えば楕円、円の如き他の形状も使用できることが理解されよう。

本発明についてはその望ましい実施態様に関して本文に記述したが、本発明が更 に他の変更が実際に可能であることを理解されよう。従って、請求の範囲により 限定される如き本発明の範囲に該当するような全ての変更、用途および応用を包 含するものとする。

Ｆ工ＧＵＲＥ　　’Ｌ ＦＴＧＵ口Ｅ　３ Ｆ　工ＧＵＲＥ　　　　４ ｐ、ｑいｔτ輸野４覧スｌ３Ｐ−じた輪１４嗟Ｆ工Ｇ（ＪＨＥ５ 前鐸、可能を形技１り°１ 開拓＊、 ＦＴＧＵ日三　８ Ｅ工ＧＵＲＥ　　９ 工Ｓ３２゛型、九客的尺、ｉＱＭ Ｆ工ＧＵＲＥ　　：１０ Ｆ工ＧＵ巳Ｅ　　Ｉｊ− 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　元年　０月　８日 特許庁長官　　　吉　１）文　毅　　殿１、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８８１００５４４− ２、発明の名称 曲線追従装置 ３、特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国ミネソタ州５５４３５．エディ九ビー・オー・ボック ス　３５０７３ 名　称　　ベクター・ビジョン・コーポレーション４、代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正書の提出日 昭和６３年１０月　５日 ６、添付書類の目録 （１）　　補正書の翻訳文　　　　　　　１通請　　求　　の　　範　　囲 １１選択された１つの曲線を追跡して、該選択された曲線を表わすディジタル出 力信号を生じる装置において、 ａ、前記選択さ第１だ曲線の増分部分を走査する走査手段を設け、該走査手段は 、視認ウィンドウを画成するように二次元のアレイに一つにまとめられた多数の 個別センサを備え、該ア１ノイは、（ｉ）第１の座標基準フレームと、＜　ｉｉ ）実質的に平坦な面とを有し、前記走査手段は更に、前記曲線と整合状態にある 前記アレイのセンサについて第１の方向の信号を生成し、かつ前記曲線と整合状 態にないＩ？ｑ記アレアレインサについ゛Ｃ第２の方向の１５号を生成する（前 記曲線の第１の部分との市ｆ言己アレイの前記平坦面の接触を追跡する）手段と 、前記第１の方向の全ての前記センサ信号について同じ方向のディジタル出力信 号を生じる出力手段を含む手段とを含み、 ｂ、ホルダー１段と、該ホルダー１７段を選択的に第１の（即ち、「Ｘ」）軸、 および註第１の軸と直角の第２の（即ち、「Ｙ」）軸に沿って選択的に増分する よう移動させる制御自在な手段とを４１する駆動機構を設け、該駆動機構は前記 選択された曲線の付近に設置可能であり、 Ｃ４前記走査手段を前記駆動機構の前記ホルダ一手段に対し、前記Ｘ軸およびＹ 軸に沿って共に運動するように取付ける手段を設け、前−記平坦面は前記選択さ れた曲線と隣接して置かれ、 ｄ、前記走査手段の前記出力手段から前記ディジタル出力信号を受取るよう接続 された処理手段を設け、該処理手段は、 （１）（ｉ）各前記ディジタル出力信号を分析して前記第１の座標基準フレーム に関する１対の座標値を各前記ディジタル出力信号に割当て、（ｉｉ）前記対の 座標値の全てと適合する特性の曲線を計算し、また（　１ｆｊ）前記計算された 曲線のベクトル成分を表わす出力信号を生じる出力手段を有するモチ９１段と、 （２）（ｉ）前記モデラの出力信号を受取り、該モデラ出力信号を前記第１の座 標基準フレームから第２の予め選定された座標の基準フｌノーム（変換するよう 接続され、（ｉｉ）ｉｉｉ記の如く変換さＪ］た後の前記そデラ出力信号を表わ す出力信号を与える出７ノ丁段を有する座標変換手段と。

（３）前記座標変換１段の前記出力信号を受取るｋう接続され、問題となるｆめ 定めた基準点を格納するノ；めのデータ・スタッカ手段とを含み、ムスタッ力１ 段は、スタッカ手段に格納されたデー・夕を表わす出刃信号を生じる出力手段を 有し、 （４）前記座標変換手段の前記出力信号を受取るよう接続され、かつ前記駆動機 構を制御するＪτう接続された第１の出力を存するモード・コントローラ手段を 含む補性手段を含み、以て前記走査手段が、前記座標変換手段の前記出力信号の 関数として前記Ｘ軸および（または）Ｙ軸に沿って増分するように前記選択され た曲線の前記第１の部分の走査から新しい位置まで移動するように選択的に制御 され（これにより、前記選択された曲線の第２の部分の走査を可能にし）、該モ ード・コントローラ手段は第２の出力を持ち、 （５）前記駆動機構と接続され、トリガー信号を受取るようになっており、かつ 前記駆動機構が前記走査手段を前記新しい位置まで移動した後、指令信号を生し る手段を含む指令ジェネレータ手段と、（６）前記指令ジェネレータ手段の前記 指令信号を受取るよう前記走査手段と接続され、上記の如く前記走査手段が新し い位置へ移動した後、（ｉ）前記第１の方向の前記センサ信号の全てについて前 記同じ方向の新しい組のディジタル出力信号の生成と、（ｔｉ）該新しい組のデ ィジタル信号の前記処理手段への転送とを選択的に開始するためのセンサ・コン トローラ手段と、 （７）前記座標変換手段および前記スタッカ手段の出力を受取るよう接続され、 同じ曲率を存する隣接する曲線線分を組合せるためあベクトル化手段であって、 第１の出力を有するヘクトル化手段と、（８）前記ベクトル化手段の前記第１の 出力を受取るよう接続され、格納されたデータを与えるための格納手段を含む ことを特徴とする装置。

２、ａ、　前記走査手段から前記ディジタル信号出力を受取るよう接続され、出 力信号を生じる出力手段を有するアレイ・バッファ手段と、 ｂ、該アレイ・バッファ手段から前記出力信号を受取るよう接続され、前記モデ ラ手段と接続されるための出力信号を生じる出力手段を有するトポロジ・インタ プリタ手段と、 Ｃ１前記アレイ・バッファ手段および前記トポロジ・インタプリタ手段から前記 出力を受取るよう接続され、前記指令ジェネレータと接続された出力を有する初 期化手段とを更「設け、前記走査手段に対する選択されたパラメータを設定する ため初期化ルーチンを実施することができることを特徴とする請求項１記載の装 置。

３、前記アレイ・バッファ手段により受取られかつ送られるディジタル出力信号 を各ビットの相対的な物理的位置を表わす正規化された矩形状アレイにマツプす るよう機能するトポロジ・インタプリタ手段を設け、前記マツピングが如何なる 像の歪みも補正するよう機能することを特徴とする請求項２記載の装置。

４、センサ・アレイの指定を表わす出力信号を生じろ手段と、該センサ・アレイ 指定の出力信号を前記初期化手段に対しその入力信号として接続する手段とを設 けることを更に特徴とする請求項３記載の装置。

５、前記センサ・アレイ指定出力信号を前記モデラ手段に対しその入力信号とし て接続する手段を設けることを更に特徴とする請求項４記載の装置。

６、前記センサ・アレイ指定出力信号を前記トポロジ・インタプリタ手段に対し その人力信号として接続する手段を設けることを更に特徴とする請求項４記載の 装置。

７、ａ、第１、第２、第３および第４の出力手段を有し、該第１、第２、第３お よび第４の出力手段において予め選定されたアプリケーション（用途）の指定を 表わす予め選定された出力信号を生成するよう選択的に調整されるアプリケーシ ョン指定手段と２ ｂ、前記アプリケーション指定手段の前記第１の出力手段を前記モデラ丁段と接 続して、前記の予め選択されたアプリケーション指定を表わす前言己出力信号が 前記千デラ手段に対する制御信号として与えられるようにする手段とを設けるこ とを更に特徴とする請求項１記載の装置。

８、ａ、前記予め選定されたアプリケーションの指定を表わす前記出力信号の１ つを受取るよう接続され。

２つの出力手段を存する境界条件付は手段と、ｂ、該境界条件付は手段の前記出 力手段の１つを前記座標変換手段に対しその人力として接続する手段とを設ける ことを更に特徴とする請求項７記載の装置。

９、前記境界条件付は手段の前記出力手段の他方を前記千デラ手段に対しその制 御信号として接続する手段を設けることを更に特徴とする請求項８記載の装置。

１０、前記アプリケーション指定手段の前記出力手段の１つにおける前記の予め 選定された信号を前記座標変換手段に対しその入力制御信号として接続する手段 を設けることを更に特徴とする請求項７記載の装置。

１１、前記アプリケーション指定手段の前記出力手段の１つにおける前記の予め 選定された信号を前記ベクトル化手段に対しその入力制御信号として接続する手 段を設けることを更に特徴とする請求項７記載の装置。

＋２．各々が１つのソリッドステート光検知イメージ・ビクセルを含む前記走査 手段の個々のセンサを設け、該各ビクセルは、コンデンサと一部類似する特性即 ち電気的に充放電される能力を呈し、該ビクセルは、最初に充電さねた後、ビク セルが曝される光の強さおよび持続期間の関数として放電することを更に特徴と する請求項！記載の装置。

１３、前記走査手段が、前記曲線の前記第１の部分に対する前記アレイの予め定 めた露出に続いて、各ビクセル上の電荷を予め設定された閾値の基準電圧と比較 し、かつディジタル信号を前記全てのビクセルの出力に割当てる手段を更に含む ことを特徴とする請求項１２記載の装置。

＋４．前記走査手段が、第１の方向のディジタル信号をｍｆ記閾値より低くなる よう放電されたビクセルの出力に割当て、かつ第２の方向のディジタル信号を前 Ｅ閾値より高くなるよう放電されたビクセルの出力に割当てることを更に特徴と する請求項１３記載の装置。

１５、選択された１つの曲線を追跡し、かつ該選択された曲線を表わすディジタ ル出力信号を生じる装置においで、 ａ、前記曲線の増分部分を走査する走査手段を設け、該走査手段は、視認ウィン ドウを画成するように二次元のアレイ”に一つにまとめられた多数の個別センサ を備え、該走査手段は更に、（前記選択された曲線の第１の部分に対する前記視 認ウィンドウの整合に続いて）前記選択された曲線と整合状態にある前記アレイ のセンサについて第１の方向の信号を生成し、かつ前記選択された曲線と整合状 態にない前記アレイのセンサについて第２の方向の信号を生成す手段と、前記第 １の方向の全ての前記センサ信号について同じ方向のディジタル出力信号を生し る出力手段を含む手段とを含み、 ｂ、＠記走査手段の前記出力手段から前記ディジタル出力信号を受取るよう接続 された処理手段を設け、該処理手段は、（ｉ）前記各ディジタル信出力号を分析 して、前記第１の座標基準フレームと関連する１対の座標値を該各ディジタル出 力信号に割当てる手段と、（ｉｉ）加えられる入力データの関数として非線形曲 線を計算する計算手段とを存し、該計算手段は前記対の座標値を表わす入力デー タを受取るように接続されかつ前記対の座標値を表わす前記入力データに適合す る計算された曲線を表わす出力を存し、（ｉｉｆ）前記計算された曲線のベクト ル成分を表わす出力信号を生じる出力手段と、　　（ｉｖ）モデラ手段の前記出 力手段の前記出力信号を受取り前記視認ウィンドウを前記計算された曲線の一部 と整合する新しい位置へ移動させるよう接続された補性手段とを有するモデラ手 段を含む ことを特徴とする装置。

＋６．ホルダ一手段と、該ホルダ一手段を第１の軸および該第１の軸とある角度 をなす第２の軸に沿って選択的に増分するように移動させる制御自在な手段とを 有し前記選択された曲線の付近に置くことができる駆動機構と、前記走査手段を 前記ホルダ一手段に対し取付ける手段とを設け、以て前記視認ウィンドウが前記 選択された曲線と隣接して置かれることを更に特徴とする請求項Ｉ５記載の装置 。

！７．前記視認ウィンドウの前記新しい位置が、該視認ウィンドウの中心が前記 計算された曲線の端部の一方の略々中心になるように選択されることを更に特徴 とする請求項１５記載の装置。

１８、前記新しい位置の前記視認ウィンドウの中心が、前記選択された曲線の前 記第１の部分と整合状態になるように置かれる時、前記計算された曲線と該視認 ウィンドウ縁部との交点と整合状態にあることを更に特徴とする請求項１５記載 の装置。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．実質的に１つの面内に位置する曲線を自動的に追跡し、かつ該曲線の数学的 形状および（または）位置を表わすディジタル出力信号を生じる装置において、 ａ．前記曲線の増分部分を走査する走査手段を設け、該走査手段は、視認ウィン ドウを画成するように二次元のアレイに一つにまとめられた多数の個別のセンサ を備え、該アレイは、（ｉ）第１の座標基準フレームと、（ｉｉ）実質的に平坦 な面とを有し、前記走査手段は更に、前記曲線と整合状態にある前記アレイのセ ンサについて第１の方向の信号を生成し、かつ前記曲線と整合状態にない前記ア レイのセンサについて第２の方向の信号を生成する（前記曲線の第１の部分との 前記アレイの前記平坦面の接触を追跡する）手段と、前記第１の方向の全ての前 記センサ信号について同じ方向のディジタル出力信号（以下本文では、時に「ビ ット信号」と呼ぶ）を生じる出力手段を含む手段とを含み、 ｂ．ホルダー手段と、該ホルダー手段を選択的に第１の（即ち、「Ｘ」）軸、お よび該第１の軸と直角の第２の（即ち、「Ｙ」）軸に沿って選択的に増分するよ う移動させる制御自在な手段とを有する駆動機構を設け、該駆動機構は前記曲線 の付近に設置可能であり、 ｃ．前記走査手段を前記駆動機構の前記ホルダー手段に対し、前記Ｘ軸およびＹ 軸に沿って共に運動するように取付ける手段を設け、前記平坦面は前記面と平行 に置かれ、 ｄ．前記走査手段の前記出力手段から前記ビット出力信号を受取るよう接続され た処理手段を設け、該処理手段は、 （１）（ｉ）各前記ビット信号を分析して前記第１の座標基準フレーム（以下本 文では、「データ点」と呼ぶ）に関する１対の座標値を各前記ビット信号に割当 て、（ｉｉ）全ての前記データ点と最もよく適合する曲線特性を計算し、また（ ｉｉｉ）前記計算された曲線のベクトル成分を表わす出力信号を生じる出力手段 を有するモデラ手段と、 （２）（ｉ）前記モデラの出力信号を受取り、該モデラ出力信号を前記第１の座 標基準フレームから第２の予め選定された座標の基準フレームに変換するよう接 続され、（ｉｉ）前記の如く変換された後の前記モデラ出力信号を表わす出力信 号を与える出力手段を有する座標変換手段と、 （３）前記座標変換手段の前記出力信号を受取るよう接続され、問題となる予め 選定された基準点を格納するためのデータ・スタッカ手段とを含み、該スタッカ 手段は、スタッカ手段に格納されたデータを表わす出力信号を生じる出力手段を 有し、（４）前記座標変換手段の前記出力信号を受取るよう接続され、前記駆動 機構を制御するよう接続された第１の出力を有するモード・コントローラ手段を 含み、以て前記走査手段が、前記座標変換手段の前記出力信号の関数として前記 Ｘ軸および（または）Ｙ軸に沿って増分するように（前記曲線の前記第１の部分 の走査から）新しい位置まで移動するように選択的に制御され（これにより、前 記曲線の第２の部分の走査を可能にする）、該モード・コントローラ手段は第２ の出力を持ち、 （５）前記駆動機構と接続され、トリガー信号を受取るようになっており、かつ 前記駆動機構が前記走査手段を前記新しい位置まで移動した後、指令信号を生じ る手段を含む指令ジェネレータ手段と、（６）該指令ジェネレータ手段の前記指 令信号を受取るよう前記走査手段と接続され、上記の如く前記走査手段が新しい 位置へ移動した後、（ｉ）前記新しい位置における（前記曲線の前記第２の部分 を走査する際）前記アレイにより生成される前記第１の方向の信号に従って、前 記同じ方向の新しい組のディジタル信号の生成と、（ｉｉ）前記新しい組のディ ジタル信号の前記処理手段への転送とを選択的に開始するためのセンサ・コント ローラ手段と、 （７）前記座標変換手段および前記スタッカ手段の出力を受取るよう接続され、 同じ曲率を有する隣接する曲線線分を組合せるためのベクトル化手段であって、 第１の出力を有するベクトル化手段と、（８）前記ベクトル化手段の前記第１の 出力を受取るよう接続され、格納されたデータを与えるための格納手段を含む ことを特徴とする装置。 ２．ａ．前記走査手段から前記ビット信号出力を受取るよう接続され、出力信号 を生じる出力手段を有するアレイ・バッファ手段と、 ｂ．該アレイ・バッファ手段から前記出力信号を受取るよう接続され、前記モデ ラ手段と接続されるための出力信号を生じる出力手段を有するトポロジ・インタ プリタ手段と、 ｃ．前記アレイ・バッファ手段および前記トポロジ・インタプリタ手段から前記 出力信号を受取るよう接続され、前記指令ジェネレータと接続された出力を有す る初期化手段とを更に設け、前記走査手段に対する選択されたパラメータを設定 するため初期化ルーチンを実施することができることを特徴とする請求項１記載 の装置。 ３．前記アレイ・バッファ手段により受取られかつ送られる入力ビット・ストリ ームを各ビットの相対的な物理的位置を表わす正規化された矩形状アレイにマッ プするよう機能するトポロジ・インタプリタ手段を設け、以て前記マッピングが 如何なる像の歪みも補正するよう機能することを特徴とする請求項２記載の装置 。 ４．センサ・アレイの指定を表わす出力信号を生じる手段と、該センサ・アレイ 指定の出力信号を前記初期化手段に対しその入力信号として接続する手段とを設 けることを更に特徴とする請求項３記載の装置。 ５．前記センサ・アレイ指定出力信号を前記モデラ手段に対しその入力信号とし て接続する手段を設けることを更に特徴とする請求項４記載の装置。 ６．前記センサ・アレイ指定出力信号を前記トポロジ・インタプリタ手段に対し その入力信号として接続する手段を設けることを更に特徴とする請求項４記載の 装置。 ７．ａ．第１、第２、第３および第４の出力手段を有し、（該第１、第２、第３ および第４の出力手段において）予め選定されたアプリケーション（用途）の指 定を表わす予め選定された出力信号を生成するよう選択的に調整されるアプリケ ーション指定手段と、 ｂ．前記アプリケーション指定手段の前記第１の出力手段を前記モデラ手段と接 続して、前記の予め選択されたアプリケーション指定を表わす前記出力信号が前 記モデラ手段に対する制御信号として与えられるようにする手段とを設けること を更に特徴とする請求項１記載の装置。 ８．ａ．前記予め選定されたアプリケーションの指定を表わす前記出力信号の１ つを受取るよう接続され、２つの出力手段を有する境界条件付け手段と、ｂ．該 境界条件付け手段の前記出力手段の１つを前記座標変換手段に対しその入力とし て接続する手段とをことを特徴とする請求項７記載の装置。 ９．前記境界条件付け手段の前記出力手段の他方を前記モデラ手段に対しその制 御信号として接続する手段を設けることを更に特徴とする請求項８記載の装置。 １０．前記アプリケーション指定手段の前記出力手段の１つにおける前記の予め 選定された信号を前記座標変換手段に対しその入力制御信号として接続する手段 を設けることを更に特徴とする請求項７記載の装置。 １１．前記アプリケーション指定手段の前記出力手段の１つにおける前記の予め 選定された信号を前記ベクトル化手段に対しその入力制御信号として接続する手 段を設けることを更に特徴とする請求項７記載の装置。 １２．各々が１つのソリッドステート光検知イメージ・センサ（以下本文では、 「ピクセル」と呼ぶ）を含む前記走査手段の個々のセンサを設け、該各ピクセル は、コンデンサと一部類似する特性即ち電気的に充放電される能力を呈し、該ピ クセルは、最初に充電された後、ピクセルが曝される光の強さおよび持続期間の 関数として放電することを更に特徴とする請求項１記載の装置。 １３．前記走査手段が、前記曲線（照射される）の前記第１の部分に対する前記 アレイの予め定めた露出に続いて、各ピクセル上の電荷を予め設定された閾値の 基準電圧と比較し、かつディジタル信号を前記全てのピクセルの出力に割当てる 手段を更に含むことを特徴とする請求項１２記載の装置。 １４．前記走査手段が、第１の方向のディジタル信号を前記閾値より低くなるよ う放電されたピクセルの出力に割当て、かつ第２の方向のディジタル信号を前記 閾値より高くなるよう放電されたピクセルの出力に割当て、該走査手段のビット 信号が前記ディジタル信号の全てからなることを更に特徴とする請求項１３記載 の装置。 １５．実質的に１つの面内に位置する由線を自動的に追跡し、かつ該曲線の数学 的形状および（または）位置を表わすディジタル出力信号を生じる装置において 、 ａ．前記曲線の増分部分を走査する走査手段を設け、該走査手段は、視認ウィン ドウを画成するように二次元のアレイに一つにまとめられた多数の個別のセンサ を備え、該アレイは、（ｉ）第１の座標基準フレームと、（ｉｉ）実質的に平坦 な面とを有し、前記走査手段は更に、前記曲線と整合状態にある前記アレイのセ ンサについて第１の方向の信号を生成し、かつ前記曲線と整合状態にない前記ア レイのセンサについて第２の方向の信号を生成する（前記曲線の第１の部分との 前記アレイの前記平坦面の接触を追跡する）手段と、前記第１の方向の全ての前 記センサ信号について同じ方向のディジタル出力信号（以下本文では、時に「ビ ット信号」と呼ぶ）を生じる出力手段を含む手段とを含み、 ｂ．ホルダー手段と、該ホルダー手段を選択的に第１の（即ち、「Ｘ」）軸、お よび該第１の軸と直角の第２の（即ち、「Ｙ」）軸に沿って選択的に増分するよ う移動させる制御自在な手段とを有する駆動機構を設け、該駆動機構は前記曲線 の付近に設置可能であり、 ｃ．前記走査手段を前記駆動機構の前記ホルダー手段に対し、前記Ｘ軸およびＹ 軸に沿って共に運動するように取付ける手段を設け、前記平坦面は前記曲線によ り画成される前記面と平行に置かれ、 ｄ．前記走査手段の前記出力手段から前記ビット出力信号を受取るよう接続され た処理手段を設け、該処理手段は、 （１）前記ビット信出力号を受取り、該ビット出力信号により表わされるデータ と最もよく適合する曲線特性を計算し、かつ該計算された曲線のベクトル成分を 表わす出力信号を生じる手段と、 （２）前記ベクドル成分の出力信号を受取り、前記第１の座標基準フレームから あるものを第２の予め選定された座標の基準フレームに変換する手段と、 （３）前記変換された出力信号を受取るよう接続され、かつ前記駆動機構を制御 するように接続された手段とを含み、以て前記走査手段が前記Ｘ軸およびＹ軸に 沿って増分するように移動するよう制御されることを特徴とする装置。