(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マガジンに対して媒体の挿入および抜き取りを実施する媒体ハンドラの、該マガジンに対する位置を求める方法であって、
前記媒体ハンドラに関連づけられた光学的標示を提供するステップと、
前記媒体ハンドラに関連づけられた撮像装置を提供するステップであって、少なくとも１つの光センサーと、前記光学的標示および該光センサーの間に伸びる光路に沿って配置された少なくとも１つの光学的構成部品と、を含む撮像装置を提供するステップと、
前記撮像装置を用いて、前記光学的標示の第１の像を生成するステップと、
前記第１の像の第１の解析を実行するステップと、
前記第１の解析に基づいて、前記媒体ハンドラに対する前記光路の第１のアライメントを求めるステップと、
前記マガジンの少なくとも一部分を前記光路と交差させることによって、該マガジンの少なくとも一部分の第２の像を生成するステップと、
前記第２の像の第２の解析を実行するステップと、
前記第２の解析に基づいて、前記マガジンに対する前記光路の第２のアライメントを求めるステップと、
前記第２のアライメントを前記第１のアライメントで補正して、前記マガジンに対する前記媒体ハンドラの位置を求めるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記光学的標示は、前記媒体ハンドラに取り付けられたターゲットであって、反射率の異なる境界を規定する第１のエッジ及び第２のエッジを含むターゲットを備えており、
前記第１の像の解析を実行するステップは、さらに、
前記光路が第１の軸上で前記第１のエッジと交差する第１の点、および該光路が該第１の軸上で前記第２のエッジと交差する第２の点を求めるステップと、
前記第１および第２の点の間の距離を求めるステップと、
前記求めた距離に対応する位置を、第２の軸上に求めるステップと、を含み、
前記第１のアライメントを求めるステップは、さらに、前記第２の軸上の前記位置に基づいて、該第１のアライメントを求めることを含む、
請求項１に記載の方法。
【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）“GUIDANCE SYSTEM AND METHOD FOR AN AUTOMATED MEDIA EXCHANGER”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；alignment）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(alignment 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２００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３３６は光検出器３５６のリニアアレイ(linear array)３５４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。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２００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２１２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２１２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３００、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３００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 LATCH ASSEMBLY FOR MEDIA AUTOCHANGER”、及び米国特許第５，６８２，０９６号“METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING 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４１０の境界で規定することができる。さらに、上縁部４４２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１００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７００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６２０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２００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３００によって検出することができる光学的標示(optical indicium)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２００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１００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６１２、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６１８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４００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１４２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６３２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６３４、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７２８、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１４０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３２０、及び上面３２２を持つことができる。ハウジング３１０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３３０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２００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３１０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３３２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３５６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３１２の開口部３３０に向かって面している。光検出器３５６のアレイ３５４は光センサー３３６の第１の端３５０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３６０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１４２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１４２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３３２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 triplet）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 APPARATUS 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 IMAGING 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１７０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０９／２９０，８０７号（１９９９／４／１３）“CALIBLATION SYSTEM 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５１４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３３６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２１６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２１２、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２２０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２５０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２５２の間の距離であり、したがって、ターゲット底辺２１２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２１０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）／tan（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７３２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１４２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１４２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２３２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３３４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１３４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３６２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７００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１４２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１４２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１４２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２００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２００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２００（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１４２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７００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１３２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２００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３１２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３６４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３６４まで伸びている。したがって、ターゲット光検出器３７２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１４２を位置合わせすることは、アライメントターゲット２００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２３２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１７０はその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３３６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１７０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３７２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２００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２００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 METHOD”、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６３０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３００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６４０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２００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５１２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６３４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３３４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２３４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１４２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６３０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２１２上の点と斜辺２１６上の点の間の１つの距離が底辺２１２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１４２の横軸位置５１２に関係なく、直角三角形の底辺２１２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９１０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１０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９１０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９００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４５２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４５６は単位値(unit value)とすることができる。軸４５８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４６６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４６１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７００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１４０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１４０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“METHOD OF 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７００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６００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１００に使用されるタイプの取り出し装置（picker device）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１００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２１２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２１０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
【図１】
0003639176.tif 000002
【図２】
0003639176.tif 000003
【図３】
0003639176.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003639176.tif 000007
【図７】
0003639176.tif 000008
【図８】
0003639176.tif 000009
【図９】
0003639176.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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