(57)【要約】【課題】レーザ光源、動的被検面、撮像センサの相互の位置関係の精度要求を緩和でき、且つ、高精度の変位測定が可能な変位測定装置の実現を課題とする。【解決手段】スペックルパターンを利用して、動的被検面の移動距離および移動速度の少なくとも一方を測定する変位測定装置であって、スペックルパターンを撮像する撮像センサ５２は、その受光面５２ａの所望の面積領域の画像データを出力可能であり、撮像センサ５２から出力される２次元のスペックルパターン全体の画像データを用い、受光面上に、変位測定に用いられる測定用部分領域を特定するエリア検出部５３と、エリア検出部により特定された測定用部分領域から得られるスペックルパターン部分の画像データを用いて、動的被検面の移動距離および移動速度の少なくとも一方を演算する演算部５４と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2015031623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源を有する照明光学系によるコヒーレント光を照射光として、動的被検面を所定の位置で照明し、前記動的被検面による検出光を、２次元の受光面を有する撮像センサに導光し、所定のフレームレートで前記動的被検面による２次元のスペックルパターンを取得し、所定の時間間隔で取得した前記スペックルパターン相互の相互相関演算を行い、その演算結果に基づき、前記動的被検面の、移動距離および移動速度の少なくとも一方を測定する変位測定装置において、
撮像センサは、その受光面の所望の面積領域の画像データを出力可能であり、
前記撮像センサから出力される２次元のスペックルパターン全体の画像データを用い、前記受光面上に、変位測定に用いられる測定用部分領域を特定するエリア検出部と、
該エリア検出部により特定された測定用部分領域から得られるスペックルパターン部分の画像データを用いて、前記動的被検面の移動距離および移動速度の少なくとも一方を演算する演算部と、を有することを特徴とする変位測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の変位測定装置において、
エリア検出手段で特定される測定用部分領域は、  
２次元の撮像センサで撮像される２次元のスペックルパターン全体の画像データのうちで、所定レベル以上の出力の画素の数が最大となるように特定されることを特徴とする請求項１記載の変位測定装置。
【請求項３】
請求項２記載の変位測定装置において、
エリア検出手段は、
２次元の撮像センサから出力される画像データを、所定の閾値との比較により２値化して２値化画像データを生成する画像データ２値化部と、  
該画像データ２値化部で生成された２値化画像データにおいて、前記閾値以上の画像データを出力する全ての画素が含まれる矩形状の最小画素パターン領域を検出するパターン領域検出部と、
測定用部分領域と同じ形状で同じ大きさの矩形状領域をカウント領域として、前記パターン領域検出部により検出された前記最小画素パターン領域内を、前記撮像センサが撮像する周期で、前記カウント領域の位置を変えて、前記カウント領域内の前記２値化画像データにおける閾値以上の画像データを出力する画素の画素数をカウントし、カウント値が最も大きくなる前記カウント領域の位置を、測定用部分領域として検出するエリア検出部と、を有することを特徴とする変位測定装置。
【請求項４】
請求項３記載の変位測定装置において、
エリア検出部は、単一のカウント領域を用いて、測定用部分領域を検出するものであることを特徴とする変位測定装置。
【請求項５】
請求項３記載の変位測定装置において、
エリア検出部は、同一形状のＮ（≧２）個のカウント領域を用い、２値化画像データを生成するたびに、該２値化画像データと合同なＮ個のカウント用２値化画像を得、各カウント用２値化画像に対して１個のカウント領域を用いて測定用部分領域を検出するためのカウントを同時に行なうものであることを特徴とする変位測定装置。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載の変位測定装置において、
動的被検面による検出光は、屈折されることなく撮像センサに導光されることを特徴とする変位測定装置。
【請求項７】
請求項１〜５の任意の１に記載の変位測定装置において、
動的被検面による検出光は、屈折光学系を介して撮像センサに導光されることを特徴とする変位測定装置。
【請求項８】
請求項７記載の変位測定装置において、
動的被検面による検出光は、屈折光学系により撮像センサの受光面上に結像されることを特徴とする変位測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８の任意の１に記載の変位測定装置を用いて実施され、
動的被検面を停止状態にして、測定用部分領域の検出を行なうことを特徴とする変位測定方法。
【請求項１０】
面に沿う方向に移動可能な移動体と、該移動体をその表面に沿う方向に移動させる駆動手段と、前記移動体の表面の移動距離および移動速度の少なくとも一方を測定する変位測定装置と、該変位測定装置による測定結果に応じて、前記駆動手段による移動体の移動を制御する制御手段とを有し、
変位測定装置として、請求項１〜８の任意の１に記載の変位測定装置を用い、移動体の表面を動的被検面として変位測定を行なうことを特徴とする移動体搬送装置。
【請求項１１】
定方向へ移動する移動体の表面に画像を形成する画像形成装置において、
請求項１０記載の移動体搬送装置を用いて移動体を移動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像形成装置において、
電子写真プロセスを用いて、光導電性の感光体に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナー画像として可視化し、得られたトナー画像を被転写体に転写し、該被転写体もしくは被転写体を搬送する搬送体を移動体として、その表面の移動距離および移動速度の少なくとも一方の測定を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、変位測定装置および変位測定方法および移動体搬送装置および画像形成装置に関する。
【０００２】
画像形成装置は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザプロッタ、レーザファクシミリや、これらの複合機、インクジェット方式の多色画像形成装置として実施できる。
【背景技術】
【０００３】
回転移動するベルトなどの表面の、移動速度や移動量を測定することは、種々の技術において行われている。
【０００４】
例えば、電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置は、高速化への要求に応えるため、所謂タンデム方式が主流となっている。
【０００５】
タンデム方式のカラー画像形成装置では、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）に対応した感光体が４つ「並列に配置」される。
【０００６】
そして、各感光体上に形成された各色トナー画像を、最終的に紙等の記録媒体（定形の用紙、葉書、厚紙、ＯＨＰシート等）上で重ね合わせてカラー画像を得る。
【０００７】
その際、各色トナー画像を、感光体から記録媒体上に転写して直接重ね合わせる直接転写方式と、中間転写ベルト方式がある。
【０００８】
中間転写ベルト方式では、各色トナー画像を、各感光体から中間転写ベルト上に重ね合わせて転写してカラー画像を形成したのち、記録媒体に一括して転写する。
【０００９】
このような各色トナー画像の転写に際し、直接転写方式では記録媒体を送る搬送ベルトを、中間転写ベルト方式では中間転写ベルトを、高精度に移動させねばならない。
【００１０】
搬送ベルトや中間転写ベルトの移動が高精度に行なわれないと、各色のトナー画像を精度良く重畳させることができない。
【００１１】
各色トナー画像の重畳が高精度に行われないと、形成されるカラー画像に「色ずれ」が発生し、カラー画像の画質を劣化させる。
【００１２】
カラー画像形成装置としてはまた、定方向へ移動する紙等の記録媒体に「複数色のインク画像の合成によるカラー画像」を形成するインクジェット方式のものが知られている。
【００１３】
このようなインクジェット方式のカラー画像形成装置においても、記録媒体の移動を高精度に制御しなければ「色ずれ」が発生する。
【００１４】
このように、画像形成装置においても、記録媒体や搬送ベルト、中間転写ベルトの移動を高精度に制御するために、これらの移動量や移動速度を高精度に測定する必要がある。
【００１５】
画像形成装置において、記録媒体や搬送ベルト、中間転写ベルトや感光体の駆動制御に、スペックルパターンを利用することが提案されている（特許文献１〜３）。
【００１６】
スペックルパターンは、表面や内部にランダムな微細構造を有する面に、レーザ光のようなコヒーレントな光を照射するときに生じるランダムなパターンである。
【００１７】
即ち、面内部のランダムな微細構造や、表面のランダムな微細凹凸によりコヒーレント光が拡散され、拡散された光が干渉してランダムなパターンを発生する。
【００１８】
コヒーレントな光を照射される面が、面方向に移動するとき、スペックルパターンも移動することが知られている。
【００１９】
従って、スペックルパターンの変位を測定することにより、面の変位（この明細書中において「面方向における移動量や移動速度」を言う。）を測定することができる。
【００２０】
また、この明細書において「スペックルパターンを利用して面方向の変位を測定される対象」を「動的被検面」と呼ぶ。
【００２１】
動的被検面は、例えば、上記搬送ベルトや中間転写ベルト、記録媒体の面である。
【００２２】
スペックルパターンを利用した「動的被検面の変位測定」では一般に、動的被検面にレーザ光を照射し、動的被検面による拡散反射光を２次元の撮像センサに導光する。
【００２３】
そして、２次元の撮像センサによりスペックルパターンを所定のフレームレートで取得し、所定時間間隔で取得されたスペックルパターン相互の相互相関演算を行う。
【００２４】
この相互相関演算の結果を用いて、動的被検面の変位を測定できる。
【００２５】
スペックルパターンを利用する動的被検面の変位測定では、動的被検面によるコヒーレントな拡散光が、撮像センサの受光面の適正な位置に導光されることが重要である。
【００２６】
スペックルパターンが受光面の適正な位置に生じないと、変位測定における高精度を実現するのが難しくなる。
【００２７】
このため、レーザ光源と、動的被検面と、撮像センサとの位置関係に高い精度が要求され、変位測定装置の組み立ての効率を高めるのが困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
この発明は、レーザ光源、動的被検面、撮像センサの相互の位置関係の精度要求を緩和でき、且つ、高精度の変位測定が可能な変位測定装置の実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
この発明の変位測定装置は、レーザ光源を有する照明光学系によるコヒーレント光を照射光として、動的被検面を所定の位置で照明し、前記動的被検面による検出光を、２次元の受光面を有する撮像センサに導光し、所定のフレームレートで前記動的被検面による２次元のスペックルパターンを取得し、所定の時間間隔で取得した前記スペックルパターン相互の相互相関演算を行い、その演算結果に基づき、前記動的被検面の、移動距離および移動速度の少なくとも一方を測定する変位測定装置において、撮像センサは、その受光面の所望の面積領域の画像データを出力可能であり、前記撮像センサから出力される２次元のスペックルパターン全体の画像データを用い、前記受光面上に、変位測定に用いられる測定用部分領域を特定するエリア検出部と、該エリア検出部により特定された測定用部分領域から得られるスペックルパターン部分の画像データを用いて、前記動的被検面の移動距離および移動速度の少なくとも一方を演算する演算部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、レーザ光源、動的被検面、撮像センサの相互の位置関係の精度要求を緩和でき、且つ、高精度の変位測定が可能な変位測定装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】移動体搬送装置の実施の１形態を示す図である。
【図２】最小画素パターン領域を説明するための図である。
【図３】図１におけるエリア検出部の具体的な構成の１例を示す図である。
【図４】最小画素パターン領域からの測定用部分領域の特定を説明する図である。
【図５】図３のエリア検出部による測定用部分領域の特定を説明するフロー図である。
【図６】図１におけるエリア検出部の具体的な構成の別例を示す図である。
【図７】図６のエリア検出部による測定用部分領域の特定を説明するフロー図である。
【図８】図６のエリア検出部による測定用部分領域の特定を説明するフロー図である。
【図９（ａ）】スペックルパターンを用いる変位測定を説明するための図である。
【図９（ｂ）】スペックルパターンと測定用部分領域を説明するための図である。
【図９（ｃ）】測定用部分領域を説明するための図である。
【図１０】相互相関演算の結果の典型的な１例を示す図である。
【図１１（ａ）】スペックルパターンの生成位置が適正でない場合を説明するための図である。
【図１１（ｂ）】適正でない位置に生成したスペックルパターンを示す図である。
【図１２】画像形成装置の実施の１形態を説明するための図である。
【図１３】画像形成装置の実施の別形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
発明の実施の形態の説明に先立って、スペックルパターンを利用する変位測定の基本的事項と発明の課題とするところを説明する。
【００３３】
図９を参照する。
【００３４】
図９（ａ）において、符号４０１は照明光学系、符号Ｏｂは移動体、符号４０７は撮像センサを示している。
【００３５】
移動体Ｏｂは具体的には、例えば、前述した画像形成装置に用いられる記録媒体や搬送ベルト、中間転写ベルトや感光体である。
【００３６】
説明の簡単のため、移動体Ｏｂとして中間転写ベルトを想定する。移動体Ｏｂの図で上側の面が「動的被検面」であり、その面に沿って「図面に直交する方向」へ移動する。
【００３７】
変位測定の測定対象である変位は、動的被検面の面方向の「移動速度および移動距離の少なくとも一方」である。
【００３８】
照明光学系４０１は、この例では、レーザ光源とカップリングレンズとを有する。レーザ光源として、半導体レーザを用いる場合を説明する。
【００３９】
レーザ光源である半導体レーザからレーザ光を放射させ、カップリングレンズにより光束形態を調整する。
【００４０】
半導体レーザから放射されるレーザ光は発散性であるので、カップリングレンズにより発散性を抑制して適当な光束形態とする。
【００４１】
適当な光束形態は、例えば、平行光束や「弱い発散性もしくは弱い収束性の光束」である。照明光学系４０１からコヒーレント光を放射する。
【００４２】
放射されたコヒーレント光は照射光４０３となり、被検体Ｏｂの動的被検面を照射し、反射されると、動的被検面による検出光４０５となって撮像センサ４０７に向かう。
【００４３】
撮像センサ４０７は２次元の受光面を有する、所謂「エリアセンサ」である。
【００４４】
検出光４０５は、動的被検面の表面の「ランダムな微細凹凸」や被検体内部の「ランダムな微細構造」により拡散されている。
【００４５】
検出光４０５はコヒーレント光であるので、上記の如く拡散されると干渉によりランダムな干渉パターンを発生する。
【００４６】
ランダムな干渉パターンは、検出光４０５の到る部分で発生し、前記２次元の受光面の部分に発生するものが「スペックルパターン」として撮像センサ４０７で撮像される。
【００４７】
図９（ｂ）は、撮像センサ４０７により実際に撮像されたスペックルパターンの１例を示している。
【００４８】
スペックルパターンは、図９（ｂ）に示すように、細かい輝点の「２次元のランダムな分布」である。以下、便宜上、細かい輝点の個々を「スペックル」と呼ぶ。
【００４９】
図９（ｂ）に示された４角形の全体は「撮像センサの２次元の受光面」に対応する。
【００５０】
図９（ｂ）は、撮像センサ４０７により撮像されるべきスペックルパターンが「適正な位置」に形成されている場合である。
【００５１】
即ち、図の如く、スペックルパターンは、２次元の受光面の略中央に形成されている。
【００５２】
動的被検面の移動方向は、前述のように、図９（ａ）では図面に直交する方向であるが、同図（ｂ）では「図の左右方向の右向き」である。
【００５３】
動的被検面が移動すると、それに応じて、スペックルパターンも同方向に移動する。
【００５４】
検出光４０５が直接に撮像センサの受光面に入射する場合、スペックルパターンの移動速度は、動的被検面の移動速度に等しい。
【００５５】
検出光４０５が撮像センサ４０７の受光面を照射するのは一定の領域であるから、スペックルパターンが生成される領域は「受光面上の同一領域」である。
【００５６】
動的被検面は、照射光４０３の照射位置に相対的に移動し、動的被検面の表面の微細凹凸や被検体内部の微細構造はランダムである。
【００５７】
従って、発生するスペックルパターンは時々刻々と変化する。
【００５８】
しかし、スペックルパターンの「動的被検面の同一部分で生じる検出光」が形成する部分は同一性を保つ。
【００５９】
従って、動的被検面の移動に応じて移動するスペックルパターンは形態の同一性を保って変位する。
【００６０】
さて、動的被検面の変位測定を行なう場合には、撮像センサ４０７により、所定のフレームレートで動的被検面Ｏｂによる２次元のスペックルパターンを取得する。
【００６１】
そして、所定の時間間隔で取得したスペックルパターン相互の相互相関演算を行う。
【００６２】
相互相関演算は、種々のものが知られているが、例えば、以下如きものである。  
所定の時間間隔で取得された２つのスペックルパターンを「ｆ１」、「ｆ２」とする。
【００６３】
また、フーリエ変換演算を「Ｆ［  ］」、逆フーリエ変換演算を「Ｆ−１[  ]」、相互相関演算を「★」、複素共役を「＊」で表す。
【００６４】
このとき、相互相関演算は次式で表される。
【００６５】
ｆ１★ｆ２＊＝Ｆ−１［Ｆ［ｆ１］・Ｆ［ｆ２］＊］
ｆ１★ｆ２＊は「相互相関演算後の画像データ」であり、ｆ１、ｆ２は２次元画像であるから、相互相関演算後の画像データも「２次元のデータ」である。  
相互相関演算の対象としてのスペックルパターン：ｆ１、ｆ２としては、原理的には撮像センサ４０７の受光面全体から得られる画像パターンを用いることができる。
【００６６】
しかし、このようにすると、演算対象としてのデータが膨大となり、演算に要する時間が長くなるため、動的被検面の変位をリアルタイムで測定することが困難になる。
【００６７】
そこで、図９（ｂ）に示すように、撮像センサ４０７の２次元の受光面上に「破線で囲んだ矩形状の領域」を設定する。この領域を「測定用部分領域」と言う。
【００６８】
この測定用部分領域で撮像される画像データを用いて、相互相関演算を行う。
【００６９】
即ち、受光面に生成するスペックルパターン全体のうちの測定用部分領域で撮像される「スペックルパターン部分」のみが相互相関演算の画像データとして用いられる。
【００７０】
測定用部分領域は、例えば、図９（ｂ）の横方向（移動方向）に１５０画素、上下方向に５０画素、即ち、「１５０×５０」サイズの画素配列領域とすることができる。
【００７１】
このようにすれば、受光面全域の膨大なデータを扱う場合に比して、少量のデータで相互相関演算を行うことができ、相互相関演算を十分に短い時間で実行できる。
【００７２】
図９（ｃ）は、このように設定された「測定用部分領域」から得られたスペックルパターン部分の１例を示している。
【００７３】
撮像センサ４０７により所定の時間間隔で２つのスペックルパターン部分を撮像し「測定用部分領域で得られる２次元の画像データ」を上記のｆ１、ｆ２とする。
【００７４】
そして、上記の相互相関演算を行うと、図１０に示すような「２次元の画像データ」が得られる。
【００７５】
図１０において、画素ｘは、図９（ｂ）に示す移動方向の画素位置、画素ｙは同図における上下方向の画素位置であり、測定用部分領域におけるものである。
【００７６】
また、縦軸は「相関強度」で、画像データ：ｆ１、ｆ２の相互相関演算の結果を「画素を座標として」表している。
【００７７】
相互相関演算後の画像データには図１１に示すような「相関強度のピーク」が現れる。
【００７８】
このピークの「図１１の画像の中心からの位置」が、２つのスペックルパターン部分の位置ずれ量を表す。  
従って、上記「ピークを探す演算」を行って、２つのスペックルパターン部分の移動距離：ΔＬを算出できる。  
また、２つのスペックルパターンの撮像を行った時間間隔：Δｔは決まっているから、演算：ΔＬ／Δｔにより、動的被検面の移動速度を算出できる。
【００７９】
以上が、スペックルパターンを利用する変位測定の基本的事項である。
【００８０】
上に説明した例では、照明光学系４０１、移動体Ｏｂ、撮像センサ４０７の相対的な位置関係が適正である。
【００８１】
即ち、動的被検面によるスペックルパターンは、撮像センサ４０７の受光面の中央部に生成している。
【００８２】
しかし、例えば図１１（ａ）のように、照明光学系４０１の取り付け誤差で、照射光４０３Ａの照射角が狂うと、検出光４０５Ａが撮像センサ４０７を照射する位置がずれる。
【００８３】
図１１（ｂ）は、この場合の１例を示したもので、スペックルパターンは、受光面の中央部から図で「上方にずれた位置に生成」している。
【００８４】
この場合、図９（ｂ）の「測定用部分領域」から得られる画像データは、スペックルパターンを有効に表現するものとはならず、精度良い変位測定を行なうことができない。
【００８５】
この発明の変位測定装置では、スペックルパターンの生成位置が、撮像センサの受光面の中心からずれている場合においても、以下のようにして適正な変位測定を実現する。
【００８６】
即ち、撮像センサを「その受光面の所望の面積領域の画像データを出力可能」とする。
【００８７】
そして、撮像センサから出力される「２次元のスペックルパターン全体の画像データ」を用い、受光面上に「変位測定に用いられる測定用部分領域」を特定して設定する。
【００８８】
この測定用部分領域の特定は「エリア検出部」により行なう。
【００８９】
以下、発明の実施の形態を説明する。
【００９０】
移動体搬送装置の実施の１形態を図１に示す。
【００９１】
図１に実施の形態を示す移動体搬送装置は、「ベルト状の移動体」である移動部材Ｅを回転させ、その周面を循環的に移動させる装置である。
【００９２】
ベルト状の移動部材Ｅは、ローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３に巻き掛けられ、駆動モータＭＴによりローラＲ１を駆動して回転させる。移動部材Ｅの外周面が「動的被検面」である。
【００９３】
この例では動的被検面の移動速度を「測定対象としての変位」とする。
【００９４】
ベルト状の移動部材Ｅは、例えば、カラーや多色方式の画像形成装置における前述の中間転写ベルトや搬送ベルト等であることができる。
【００９５】
図１において、符号Ａ１で示す部分は、移動部材Ｅを「搬送される移動体」としてユニット化された移動体搬送装置である。
【００９６】
また、符号５０で示す部分は「変位測定装置」としての速度検出装置である。
【００９７】
図１に示すように、速度検出装置５０は、照明光学系５１と、エリアセンサ５２と、エリア検出部５３と、速度検出部５４と、を有している。
【００９８】
照明光学系５１は、レーザ光を放射するレーザ光源と、このレーザ光源から放射されるレーザ光を略平行光である照射光Ｌとするカップリングレンズと、を有している。
【００９９】
照明光学系５１から放射される照射光Ｌは、移動部材Ｅに斜め方向から照射される。  
移動部材Ｅは、その表面もしくは内部に散乱性の構造（表面のランダムな微細な凹凸や、面内部のランダムな微細構造）を有する。  
移動部材Ｅに照射された照射光Ｌは、反射光Ｌｄとして拡散反射され、エリアセンサ５２の受光面５２ａに入射する。  
エリアセンサ５２は「２次元の受光面を有する撮像センサ」である。
【０１００】
エリアセンサ５２としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサを用いることができる。
【０１０１】
あるいはまた、フォトダイオードアレイ等をエリアセンサ５２として用い得る。  
エリアセンサ５２は、その受光面５２ａを移動部材Ｅの外側の面（動的被検面）と平行にして、前記面に対して間隔をあけて対向して設けられている。
【０１０２】
エリアセンサ５２の受光面５２ａに入射する反射光Ｌｄは「動的被検面によるスペックルパターン」を生成する。
【０１０３】
スペックルパターンは、移動部材Ｅにより拡散反射された反射光Ｌｄの干渉により生じ、移動部材Ｅの移動に伴い「パターンの形態を維持」したまま移動する。
【０１０４】
スペックルパターンは、図９（ｂ）に例示した如きパターンである。
【０１０５】
エリアセンサ５２は、受光面５２ａの位置に生成したスペックルパターンを撮像し、各画素に入力する光の強さを量子化し、２次元の画像データとして出力する。
【０１０６】
この２次元の画像データは、エリア検出部５３に入力する。
【０１０７】
エリア検出部５３は、入力される２次元の画像データに基づき「測定用部分領域」を特定する。
【０１０８】
「測定用部分領域」は、２次元の受光面を構成する「２次元の画素配列」において「速度測定に用いる画素配列領域」であり、２次元の受光面の一部分である。
【０１０９】
図９（ｂ）に示した「破線で囲んだ矩形状の領域」は測定用部分領域の１例である。
【０１１０】
この発明では、この「測定用部分領域」を、エリアセンサ５２の受光面５２ａに生成するスペックルパターンの位置に応じて「受光面上の最適の位置」に設定するのである。
【０１１１】
エリアセンサ５２は、受光面の全体を構成する全画素のデータを画像データとして出力できるが、受光面の「任意の部分面積領域を構成する画素のデータ」も出力できる。
【０１１２】
即ち、エリアセンサ５２に対する外部からの設定により、受光面５２ａの全画素の画像データを出力できる。
【０１１３】
また、外部からの設定により、受光面５２ａの「任意の位置、任意のサイズの部分エリア（部分面積領域）」の画素の画像データのみを出力することもできる。
【０１１４】
測定用部分領域も「受光面５２ａ」の部分面積領域であり、従って、エリアセンサ５２は、測定用部分領域を構成する画素の画素データのみを出力できる。
【０１１５】
測定用部分領域の特定は、図１のエリア検出部５３で実行される。  
なお、測定用部分領域の特定は「移動部材Ｅを静止させた状態」で行なう。
【０１１６】
以下、エリア検出部５３の具体例に基づいて、測定用部分領域の特定を説明する。
【０１１７】
図３は、エリア検出部５３の具体的な実施の１形態を示している。
【０１１８】
エリア検出部５３は、図３に示す各部を有する。  
即ち、画像データ２値化部５３１、パターン領域検出部５３２、カウントエリア設定部５３３、白画素カウント部５３４、エリア座標保持部５３５を有する。
【０１１９】
さらに、カウント値保持５３６、カウント値比較部５３７を有する。
【０１２０】
前述の如く、移動部材Ｅを静止した状態で、エリアセンサ５２によりスペックルパターンを撮像し、画像データを出力する。
【０１２１】
エリアセンサ５２は、フレームレートに従う所定周期で、移動部材Ｅにおけるレーザ光Ｌが照射された箇所からの拡散反射光が生成するスペックルパターンを撮像する。
【０１２２】
エリアセンサ５２は撮像したスペックルパターンの２次元の画像データを出力する。
【０１２３】
この時、エリアセンサ５２は「受光面全体の画像データ」即ち、受光面の全画素の画像データを出力するように設定しておく。
【０１２４】
すると、撮像されるスペックルパターンは、図９（ｂ）や図１１（ｂ）に例示する如きものとなる。
【０１２５】
画像データ２値化部５３１は、エリアセンサ５２から出力される画像データを「予め設定された閾値（閾値データ）」との比較により２値化する。
【０１２６】
即ち、入力される画像データの「画素ごとのデータ」を閾値と比較し、閾値以上のデータ値をもつ画素と、閾値より小さいデータをもつ画素とに分ける。
【０１２７】
便宜上、以下の説明において、閾値以上のデータ値をもつ画素を「白画素」、閾値より小さいデータを持つ画素を「黒画素」と呼ぶ。
【０１２８】
従って、エリアセンサ５２から得られる画像データは、画像データ２値化部５３１により「白画素と黒画素」として２値化される。
【０１２９】
「白画素」は、閾値以上のデータを持つ画素、即ち「所定レベル（閾値）以上の出力の画素」である。
【０１３０】
２値化は「撮像毎（フレーム毎）」に行なわれる。
【０１３１】
２値化された画像データである「２値化画像データ」は、パターン領域検出部５３２と白画素カウント部５３４に入力する。
【０１３２】
パターン領域検出部５３２は、入力する２値化画像データから「全ての白画素を含んだ領域のうちで最も小さい矩形状の領域」を検出して最小画素パターン領域とする。
【０１３３】
そして、この最小画素パターン領域の座標（画素の配列位置番号）を特定する。
【０１３４】
図２を参照して、最小画素パターン領域を説明する。
【０１３５】
図２において升目を刻んだ長方形はエリアセンサの受光面５２ａの全域を説明図として示している。説明の便宜のため、受光面を構成する全画素数を極端に少なく描いた。
【０１３６】
Ｘ方向は、図１に示す移動部材Ｅの移動方向、Ｙは動的被検面に平行で、Ｘ方向に直交する方向である。
【０１３７】
図中の「黒く塗りつぶした升目」は、前記「白画素」すなわち「閾値より大きいデータ値をもつ画素」を表している。「白画素の分布」はランダムである。
【０１３８】
図中に、太線で囲んだ矩形状の領域ＡＲは「全ての白画素を含んだ領域のうちで最も小さい領域」即ち最小画素パターン領域である。
【０１３９】
パターン領域検出部５３２は最小画素パターン領域ＡＲを画定し、その座標を定める。
【０１４０】
このように定められる座標は、Ｘ方向については、最小画素パターン領域ＡＲの最も小さい座標：Ｘｍｉｎ、最も大きい座標：Ｘｍａｘである。
【０１４１】
Ｘｍｉｎは、スペックルパターンの画素データ全体から得られる白画素の部分の中で、Ｘ方向の最も小さい座標をもつ白画素の座標である。
【０１４２】
Ｘｍａｘは、スペックルパターンの画素データ全体から得られる白画素の部分の中で、Ｘ方向の最も大きい座標をもつ白画素の座標である。
【０１４３】
また、Ｙ方向については、最小画素パターン領域ＡＲの最も小さい座標：Ｙｍｉｎ、最も大きい座標：Ｙｍａｘである。
【０１４４】
Ｙｍｉｎは、スペックルパターンの画素データ全体から得られる白画素の部分の中で、Ｙ方向の最も小さい座標をもつ白画素の座標である。
【０１４５】
Ｙｍａｘは、スペックルパターンの画素データ全体から得られる白画素の部分の中で、Ｙ方向の最も大きい座標をもつ白画素の座標である。
【０１４６】
このように、４つの座標：Ｘｍｉｎ、Ｙｍｉｎ、Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘによって、最小画素パターン領域ＡＲの、受光面５２ａ上における位置が特定される。
【０１４７】
４つの座標：Ｘｍｉｎ、Ｙｍｉｎ、Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘは、カウントエリア設定部５３３へ向けて出力される。
【０１４８】
即ち、この段階で、スペックルパターンが「エリアセンサ５２の受光面上のどの領域に生成しているか」が特定される。
【０１４９】
このように特定された最小画素パターン領域ＡＲ内に、速度測定に使用する「測定用部分領域」を特定して設定する。
【０１５０】
この測定用部分領域の特定プロセスは、図３の形態例では以下のように行われる。
【０１５１】
図４を参照する。図４の上の図は、上に説明した最小画素パターン領域ＡＲを示している。
【０１５２】
前述の如く、説明の簡単のために画素の数を極端に少なく描いている。
【０１５３】
この最小画素パターン領域ＡＲ内で「測定用部分領域」の位置を特定する。
【０１５４】
この特定には「カウント領域」を用いる。図４における符号ＣＲがカウント領域を示している。カウント領域ＣＲは「白画素の数をカウントする領域」である。
【０１５５】
カウント領域ＣＲは「測定用部分領域と同じ形状で同じ大きさの矩形状領域」である。
【０１５６】
測定用部分領域は、例えば、画素数にして「１５０×５０」サイズ程度の大きさであるが、説明の簡単のため、Ｘ方向に６画素、Ｙ方向に３画素のサイズとして説明する。
【０１５７】
即ち、「測定用部分領域」とカウント領域ＣＲとは、共に「６×３」サイズの矩形状である。
【０１５８】
「測定用部分領域」は、最小画素パターン領域ＡＲ内で「白画素の密度が最も高い部分を含む領域（説明中の例では６×３サイズの矩形状の領域）」として特定される。
【０１５９】
「白画素」は、閾値以上の大きさのデータ（輝度）をもつスペックルに対応し、白画素の密度が最も高い領域はスペックルパターンの情報密度が最も高いからである。
【０１６０】
図４に即して、簡単化された例で説明する。説明の具体性のため、最小画素パターン画像ＡＲを特定する４つの座標を以下のように定める。
【０１６１】
Ｘｍｉｎ＝２、Ｘｍａｘ＝１５、Ｙｍｉｎ＝６、Ｙｍａｘ＝１２    
測定用部分領域の特定は、前述の如く、移動部材Ｅを静止させた状態で行なわれ、説明中の現段階で、最小画素パターン領域ＡＲの「サイズと位置」が特定されている。
【０１６２】
即ち、説明中の最小画素パターン領域ＡＲのサイズは「１４×７」であり、座標は上記Ｘｍｉｎ、Ｘｍａｘ、Ｙｍｉｎ、Ｙｍａｘである。
【０１６３】
このように特定された最小画素パターン領域ＡＲ内で「６×３サイズの領域中に最も多くの白画素が含まれる領域」を測定用部分領域として特定する。
【０１６４】
図４の下図は、この場合を示している。  
静止状態にある移動物体Ｅの表面によるスペックルパターンの撮像を、適宜のフレームレートで繰り返す。  
各撮像で得られる画像データのうちで用いられるのは、最小画素パターン領域ＡＲのデータであり、撮像ごとに毎回同じデータが得られる。  
各撮像で得られる最小画素データＡＲをフレームＦ１、フレームＦ２・・等々とする。
【０１６５】
図４の下図は、撮像を４５回行なった場合であり、フレームＦ１〜フレームＦ４５が示されている。
【０１６６】
これらフレームＦ１〜Ｆ４５の個々に対し、カウント領域ＣＲを、図のように１画素ずつずらし、ずらす度に、カウント領域ＣＲ内の含まれる白画素の数をカウントする。
【０１６７】
カウント領域をずらすことを「カウント領域をシフトする」と言う。
【０１６８】
前述のように、Ｘｍｉｎ＝２、Ｘｍａｘ＝１５、Ｙｍｉｎ＝６、Ｙｍａｘ＝１２であるから、最小画素パターン領域ＡＲは１４×７画素で構成されている。  
このサイズの最小画素パターン領域ＡＲを、６×３画素サイズのカウント領域ＣＲで漏れなくカバーするには、図の如く、カウント領域ＣＲの４５回のシフトが必要である。
【０１６９】
即ち、Ｘ方向に（１４−６＋１＝９）回のシフト、Ｙ方向に（７−３＋１＝５）回のシフトで、全体として９×５＝４５回のシフトである。
【０１７０】
この４５回のシフトで、白画素の数が最大となるときのカウント領域ＣＲの位置が、測定用部分領域の位置として特定され、その座標が特定される。
【０１７１】
若干、具体的に説明する。最初のフレームＦ１ではカウント領域の開始座標として（２，６）を、終了座標としては（７，８）を出力する。
【０１７２】
次のフレームＦ２では、カウント領域をＸ方向に１画素ずらし、開始座標として（３，６）を、終了座標として（８，８）を出力する。
【０１７３】
同様に、フレームごとにＸ方向に１画素ずらした開始座標、終了座標を出力する。  
Ｘ方向の終了座標が「最小画素パターン領域のＸ終了座標Ｘｍａｘ（＝１５）と一致」したら、カウント範囲のＸ方向の開始座標はＸｍｉｎ（＝２）に戻す。
【０１７４】
そして、カウント範囲のＹ方向の開始座標をＹｍｉｎ＋１（＝３）とする。  
この状態が、図４下図で上から２段目の左端の状態であり、開始座標として（２，７）、終了座標として（７，９）を出力する。
【０１７５】
同様に、フレームごとに「Ｘ方向及びＹ方向にカウント範囲の座標をずらしつつ出力」する。
【０１７６】
そして、カウント範囲のＸ方向の終了座標及びＹ方向の終了座標が、最小画素パターン領域ＡＲの座標：Ｘｍａｘ（＝１５）、Ｙｍａｘ（＝１２）と一致したら終了する。
【０１７７】
このような測定用部分領域の特定は、図３の形態例では、以下のように行われる。
【０１７８】
パターン領域検出部５３２は、最小画素パターン領域ＡＲのＸ方向、Ｙ方向の座標：Ｘｍｉｎ、Ｙｍｉｎ、Ｘｍａｘ、Ｙｍａｘを、カウントエリア設定部５３３に出力する。
【０１７９】
カウントエリア設定部５３３は、上記座標をもとに「白画素カウンタ部５３４におけるカウント領域ＣＲの座標」を、フレームごとに上記の如くずらしながら出力する。  
「白画素カウンタ部５３４におけるカウント領域ＣＲの座標」は、白画素カウンタ部５３４で、白画素の数をカウントするべきカウント領域の座標である。
【０１８０】
カウント領域ＣＲは、測定用部分領域と同形状・同サイズであり、測定用部分領域は、図１の速度検出部５４で「演算に使用する画像範囲」である。
【０１８１】
即ち、速度検出部５４は「演算部」である。
【０１８２】
白画素カウント部５３４は、画像データ２値化部５３１から２値化画像データを入力され、その最小画素パターン領域内において上述の白画素のカウントを行う。
【０１８３】
即ち、カウントエリア設定部５３３で指定されたカウント領域ＣＲ内の「白画素の数」をフレームごとにカウントする。
【０１８４】
カウント結果は、カウント値保持部５３６と比較部５３７に出力される。  
カウント値比較部５３７は、白画素カウント部５３４から出力されるカウント値と、カウント値保持部５３６から出力されるカウント値の比較を行う。
【０１８５】
そして、白画素カウント部５３４から出力されるカウント値の方が、カウント値保持部５３６からのカウント値より大きい場合は、更新信号を出力する。
【０１８６】
更新信号が出力されると、カウント値保持部５３６には「その時点の白画素カウント部５３４からのカウント値」が保持される。
【０１８７】
同時に、エリア座標保持部５３５には「その時点の白画素がカウントされたカウント領域の座標」が保持される。
【０１８８】
白画素カウント部５３４から出力されるカウント値が、カウント値保持部５３６からのカウント数より小さい場合は、更新信号は出力されない。
【０１８９】
従って、カウント値保持部５３６、エリア座標保持部５３５には「その時点で保持されている座標の値」がそのまま保持される。
【０１９０】
従って、カウント値保持部５３６には、常に「最も大きなカウント値」が保持される。
【０１９１】
カウント領域ＣＲに対する上述の全てのカウント動作が終了した段階では、白画素の数が最も大きかったカウント領域の座標が、エリア座標保持部５３５に保持されている。
【０１９２】
エリア座標保持部５３５は、この座標を「測定用部分領域座標」として出力する。
【０１９３】
以下、図１を参照する。
【０１９４】
測定用部分領域座標は、図１に示すように、上位コントローラ２００に出力される。
【０１９５】
上位コントローラ２００は「マイクロコンピュータ等」であって、入力された測定用部分領域座標に従い、エリアセンサ５２に測定用部分領域を設定する。
【０１９６】
かくして、測定用部分領域がエリアセンサ５２の受光面に設定される。
【０１９７】
このように測定用部分領域が設定されたら、移動部材Ｅを移動させ、所定のフレームレートで撮像を行なう。フレームレートは数１００〜数１０００程度に設定できる。
【０１９８】
このとき撮像ごとに出力する画像データは、上記の如く設定された測定用部分領域内の画素の出力のみである。  
即ち、測定用部分領域のスペックルパターン部分が画像データ化されて出力される。
【０１９９】
このようにして、所定の時間間隔で撮像された画像データを前述のスペックルパターン：ｆ１、ｆ２として、前述の「相互相関演算」を速度検出部５４において実行する。
【０２００】
そして、その演算結果に基づき、移動速度の少なくとも一方を測定する。
【０２０１】
この測定は、以下のように行なわれる。
【０２０２】
相互相関演算後の画像データに現れるピーク（図１０参照）の位置の「画像の中心」からの距離により、スペックルパターン：ｆ１とｆ２との距離：ΔＬを求める。
【０２０３】
２つのスペックルパターン：ｆ１、ｆ２は連続して撮像されているから、撮像間隔はフレーム時間（１／フレームレート）である。
【０２０４】
従って、これを時間：Δｔとすれば、上記ΔＬを用いて、ΔＬ／Δｔを演算すれば、移動部材Ｅの表面、即ち、動的被検面の移動速度：Ｖｒを求めることができる。
【０２０５】
速度検出部５４は、上述の演算で得た「移動速度」をモータ制御部８０に出力する。  
モータ制御部８０には上位コントローラ２００により「目標速度：Ｖｔ」が設定されている。
【０２０６】
モータ制御部８０は、速度検出部５４から入力する移動速度：Ｖｒと目標速度：Ｖｔとの比較により、駆動モータＭＴを制御する。  
即ち、モータ制御部８０は、速度検出部５４から入力する移動速度：Ｖｒが、目標速度：Ｖｔに近づくように、駆動モータＭＴの回転速度をフィートバック制御する。
【０２０７】
この制御により、移動部材Ｅの回転による外周面の速度を高精度に制御できる。
【０２０８】
上述の如く、エリアセンサ５２の受光面に対してスペックルパターンの位置がずれても、測定用部分領域を最適位置に設定できる。
【０２０９】
従って、照明光学系５１のための高精度な「取り付け機構や取り付け調整」が不要となり、変位測定装置、ひいては移動体搬送装置のコストを低減化できる。
【０２１０】
上述の実施の形態では、カウント領域ＣＲのシフトを１画素ずつ行っているが、２画素または３画素というように「複数画素ずつシフト」するようにしてもよい。
【０２１１】
また、「１フレームごとにカウント領域をシフト」しているが、カウント領域のシフトを複数フレームごとに行い、白画素のとして複数フレームの平均を求めてもよい。
【０２１２】
図５に、上に説明した「スペックルパターンの撮像」から「測定用部分領域」の特定までを表すフローチャートを示す。
【０２１３】
ステップ：Ｓ１で、Ｉ＝１、Ｎｍａｘ＝０とする。Ｉはカウンタ領域の「シフト回数」に対応するパラメータを表す。
【０２１４】
ステップ：Ｓ２でスペックルパターンを撮像する。  
ステップ：Ｓ３では、撮像されたスペックルパターンの画像データを白画素と黒画素に２値化し、２値化画像データを得、最小画素パターン領域を特定する。
【０２１５】
ステップ：Ｓ４では、Ｉ番目のカウント領域内の白画素の数をカウントし、その値をＮＩとする。
【０２１６】
ステップ：Ｓ５では「ＮｍａｘとＮＩの大小関係」を判定し、大きい方のカウント値をＮｍａｘとする。
【０２１７】
ステップ：Ｓ６では、パラメータ：Ｉを「１だけ増加」させる。
【０２１８】
ステップ：Ｓ７では、パラメータ：Ｉとパラメータ：Ｓの大小関係を判定する。
【０２１９】
パラメータ：Ｓは、最小画素パターン領域内でカウント領域をシフトさせる最大シフト回数である。
【０２２０】
ステップ：Ｓ７で、「Ｓ＞Ｉ」であれば、カウント領域による最小画素パターン領域内の全領域での白画素のカウントが終了していない。
【０２２１】
従って、この場合はステップ：Ｓ８に移り、カウンタ領域をシフトさせ、ステップ：Ｓ２に戻る。
【０２２２】
ステップ：Ｓ７で「Ｉ＞Ｓ」となった状態では、カウント領域による白画素数のカウントが「最小画素パターン領域の全域」で実施されている。
【０２２３】
従って、この場合は、ステップ：Ｓ９で「Ｎｍａｘとなったカウント領域の座標」を出力する。その結果「測定用部分領域」が特定される。
【０２２４】
以下には、図１におけるエリア検出部５３の具体的な実施の別形態を説明する。
【０２２５】
図６は、この実施の形態を示している。
【０２２６】
この形態では、エリア検出部は、以下の各部を有する。
【０２２７】
即ち、画像データ２値化部５３１、パターン領域検出部５３２、カウントエリア設定部５３３Ａ、並列処理部６００、選択信号生成部７０１、エリア座標選択部７０２である。
【０２２８】
画像データ２値化部５３１、パターン領域検出部５３２は、図３に即して説明したものと同じである。
【０２２９】
並列処理部６００は、複数の処理部を有する。処理部の数は適宜に選択できるが、ここでは説明の具体性のために９個であるとする。
【０２３０】
即ち、並列処理部６００は、９組の処理部６０１〜６０９を有する。これら９個の処理部の構成は同一である。
【０２３１】
即ち、ｉ＝１〜９としてｉ番目の処理部は、白画素カウント部５３４−ｉ、エリア座標保持部５３５−ｉ、カウント値保持部５３６−ｉ、カウント値比較部５３７−ｉを持つ。
【０２３２】
これら白画素カウント部５３４−ｉ、エリア座標保持部５３５−ｉ、カウント値保持部５３６−ｉ、カウント値比較部５３７−ｉは、図３に示したものと同様である。
【０２３３】
カウントエリア設定部５３３Ａは、白画素の数をカウントするカウント領域を複数個、同時に出力する。この例では、９個で、処理部６０１〜６０９に対応する。
【０２３４】
同時に出力される複数のカウント領域は、最小画素パターン領域内で「１画素もしくは複数画素」だけシフトされている。
【０２３５】
画像データ２値化部５３１から、撮像の１フレームごとに出力される２値化画像データは、各処理部の白画素カウント部５３４−ｉ（ｉ＝１〜９）に同時に入力させられる。
【０２３６】
カウントエリア設定部５３３Ａは、上記「最小画素パターン領域内で、１画素もしくは複数画素シフトされた複数（＝９）のカウント領域」を同時に出力する。
【０２３７】
各処理部６０１〜６０９には、これらのカウント領域が１つずつ割り振られる。
【０２３８】
そして、各処理部に「割り振られたカウント領域内の白画素の数」がカウントされ、カウント値保持部５３６−ｉに保持される。
【０２３９】
例えば、図４の下図の場合を例に取ると、９個のカウント領域は、フレームＦ１〜Ｆ９で、それぞれの白画素の数をカウントするカウント領域である。
【０２４０】
即ち、このようにすると、例えば、図４の下図に示した「フレームＦ１〜フレームＦ９における白画素数のカウント」が１フレームで実行されることになる。
【０２４１】
従って、次の撮像によるフレームでは、図４におけるフレームＦ１０〜Ｆ１８に対するカウント領域が、カウントエリア設定部５３３Ａから出力される。
【０２４２】
各処理部では、新たにカウントされた白画素数と、先のフレームでカウントされた白画素数を比較して、その大小によりカウント値保持部５３６−ｉの保持内容の更新を行う。
【０２４３】
同時に、エリア座標保持部５３５−ｉの保持内容の更新も行う。
【０２４４】
これを５回繰り返すと、５回目（５フレーム目）には、フレームＦ３７〜Ｆ４５における各カウント領域での白画素の数がカウントされる。
【０２４５】
そして、各処理部６０１〜６０９において「白画素の数が最も大きいカウント領域」のカウント数が、カウント値保持部５３６−ｉから選択信号生成部７０１に出力される。
【０２４６】
また、エリア座標保持部５３５−ｉから「カウント値保持部５３６−ｉで最も大きいカウント値のカウント領域の座標」がエリア座標選択部７０２に出力される。
【０２４７】
選択信号発生部７０１は、入力してくる「９個のカウント領域のカウント値」を比較して「最大のカウント値を持つカウント領域」を選択する。
【０２４８】
そして、選択結果を選択信号によりエリア座標選択部７０２に出力する。
【０２４９】
エリア座標選択部７０２は選択信号にもとづいて「白画素のカウント値が最も大きいカウント領域の座標」を測定用部分領域座標として出力する。
【０２５０】
図３に示した実施の形態だと、図４の場合、４５回の撮像によるフレームＦ１〜Ｆ４５に対して、カウント領域内の白画素の数のカウントを行う必要がある。
【０２５１】
これに対して、図６に示した場合だと、５回の撮像による５フレームで、測定用部分領域を特定することができ、測定用部分領域の設定に必要な処理時間を短縮できる。
【０２５２】
並列処理を行う処理部の数を更に増やせば、処理時間の更なる短縮が可能である。
【０２５３】
図７および図８に、図６の構成例のエリア検出部による測定用部分領域の特定のフロー図を示す。
【０２５４】
図７のステップＳ１１で「Ｋ＝１」として設定される「Ｋ」はエリアセンサにより撮像されるフレームを現すパラメータである。
【０２５５】
ステップ：Ｓ１２では「スペックルパターンの撮像」が行われる。
【０２５６】
ステップ：Ｓ１３では、ステップ：Ｓ１２で撮像されたフレームにおける「最小画素パターン領域」が特定される。
【０２５７】
ステップ：Ｓ１４では、ステップ：Ｓ１２で特定された最小画素パターン領域が、複数の処理部（図６の例では処理部６０１〜６０９）の白画素カウント部へ出力される。
【０２５８】
ステップ：Ｓ１５では、「複数の処理部による並列処理」が行われる。
【０２５９】
ステップ：Ｓ１６では、パラメータ：Ｋの値が１だけ増加される。
【０２６０】
ステップ：Ｓ１７では、ステップ：Ｓ１６で１だけ増加されたパラメータ：ＫとＺの大小関係が判定される。「Ｚ」は、最大撮像回数（上の例ではＺ＝５）である。
【０２６１】
「Ｚ＞Ｋ」のときは、全ての撮像が終了していないので、ステップ：Ｓ１２に戻り、次の撮像が行われる。
【０２６２】
「Ｚ＜Ｋ」のときは、全ての撮像が終了したことになるので、ステップ：Ｓ１８で「測定用部分領域の座標」を選択する。
【０２６３】
そして、ステップ：Ｓ１８で、測定用部分領域の座標を出力する。
【０２６４】
複数の処理部の個々の白画素カウント部におけるカウント領域は、新たな撮像が行われる度に切り替えられる。
【０２６５】
そして、各処理部において、切り替えられたカウント領域内の白画素の数がカウントされる。
【０２６６】
このようにカウントされた白画素の数は、各処理部において「前にカウントされた白画素の数」と比較されて、大きい方の値が保持される。
【０２６７】
従って、Ｚ回の全ての撮像とそのフレームに対する処理が終了した段階では、各処理部で「白画素の数が最も大きいカウント領域の座標とその白画素数」が特定されている。
【０２６８】
これら複数の処理部の個々において特定されたカウント領域とカウント数が、図６の選択信号生成部７０１に、また座標がエリア座標選択部７０２へ出力されるのである。
【０２６９】
そして、ステップ：Ｓ１８で、複数の処理部から得られた複数のカウント領域のうちから、白画素の数が最も大きいカウント領域とその座標が選択される。
【０２７０】
ステップ：Ｓ１９では、このように選択されたカウント領域の座標が、測定用部分領域の座標として出力されるのである。
【０２７１】
図８に、ステップ：Ｓ１８の内容を表すフロー図を示す。  
ステップ：Ｓ２１で、パラメータ：Ｉの範囲を１からＫに設定する。ここに、パラメータ：Ｉは「複数の処理部の個々を表すパラメータ」である。
【０２７２】
Ｋは「複数の処理部の数を表すパラメータ」であり、上述の例ではＫ＝９である。
【０２７３】
ステップ：Ｓ２２では、全ての撮像が終了した後に、Ｉ番目の処理部から出力されるカウント領域の白画素の数をＮＩとする。
【０２７４】
従って、ステップ：Ｓ２２において、Ｋ個の処理部からの「白画素の数：Ｎ１〜ＮＫ」が出力されている。
【０２７５】
ステップ：Ｓ２３では、これらＫ個の「白画素の数：Ｎ１〜ＮＫ」のうちで最大の値を持つものを選択する。
【０２７６】
ステップ：Ｓ２４で、ステップＳ２３において得られた「最大の白画素数：Ｎｍａｘをもつカウント領域の座標」を出力するのである。
【０２７７】
ステップ：Ｓ２３は、図６における選択信号生成部７０１で実行され、選択信号としてエリア座標選択部７０２に入力される。
【０２７８】
そして、エリア座標選択部７０２が、すでに得ているＫ個の処理部のカウント領域の座標から、前記選択信号により特定されたカウント領域の座標を特定して出力する。
【０２７９】
これがステップ２４で行われる。
【０２８０】
上記の如く、図３に実施例を示すエリア検出部の場合、エリア検出部は、単一のカウント領域を用いて、測定用部分領域を検出するものである。
【０２８１】
また、図６の実施の形態では、エリア検出部は、同一形状のＮ（≧２）個のカウント領域を用いる。
【０２８２】
そして、２値化画像データを生成するたびに、該２値化画像データと合同なＮ個のカウント用２値化画像を得る。
【０２８３】
さらに、各カウント用２値化画像に対して１個のカウント領域を用いて「測定用部分領域を検出するためのカウント」を同時に行なう。
【０２８４】
また、図１の実施の形態における変位測定装置では、動的被検面による検出光は、屈折されることなく撮像センサであるエリアセンサ５２の受光面５２ａに導光されている。
【０２８５】
しかし、これに限らず、動的被検面による検出光は、レンズ等の屈折光学系を介して撮像センサに導光するようにしてもよい。
【０２８６】
この場合、屈折光学系による作用は、単に、撮像センサの受光面に合わせて、検出光の発散性を抑制するものであっても良い。
【０２８７】
また、結節光学系を用いる場合、動的被検面による検出光が、屈折光学系により撮像センサの受光面上に結像するようにしてもよい。
【０２８８】
この場合には、例えば動的被検面に「極く近接」して発生するスペックルパターンの像が撮像センサの受光面上に結像することになる。
【０２８９】
上に説明した実施の形態では、変位測定装置を用い「動的被検面を停止状態にして、測定用部分領域の検出」を行なう変位測定方法が実施されている。
【０２９０】
図１に即して実施の形態を説明した移動体搬送装置は、面に沿う方向に移動可能な移動体（移動部材Ｅ）と、該移動体をその表面に沿う方向に移動させる駆動手段ＭＴを持つ。
【０２９１】
また、移動体Ｅの表面の移動速度を測定する変位測定装置５０と、該変位測定装置による測定結果に応じて、駆動手段による移動部材の移動を制御する制御手段８０を有する。
【０２９２】
図１に示した「移動体搬送装置」の実施の形態について、若干補足する。
【０２９３】
移動部材Ｅは、上述したように、表面に「ランダムな微細凹凸」や内部に「ランダムな微細構造」を持つ。
【０２９４】
表面にランダムな微細凹凸を有する場合、微細凹凸による表面粗さは「粗さが大きい」方が、検出光に対する拡散性が強くなるため望ましい。
【０２９５】
表面の微細凹凸は、経時的に変化しないことが好ましい。  
経時的に微細凹凸が劣化しなければ、スペックルパターンも変化しない。
【０２９６】
例えば、移動部材Ｅの回転のホームポジションを定めて、回転駆動を制御するような場合には「ホームポジションで発生するスペックルパターン」を記憶しておくことがある。
【０２９７】
そして、記憶したスペックルパターンの検出によりホームポジションを検出できる。
【０２９８】
経時的に微細凹凸が劣化してスペックルパターンが変化すると、ホームポジション検出の際の演算処理に誤差が経時的に増大してしまう恐れがある。
【０２９９】
また、表面の微細凹凸が磨耗して粗さが小さくなると、検出光を拡散させる機能が劣化し、検出精度を劣化させる恐れもある。
【０３００】
このような問題を回避する方策として、移動部材Ｅの表面を光透過性媒質でコーティングすることが好ましい。
【０３０１】
この場合、移動部材Ｅのコーティング前の表面に微細凹凸を形成し、コーティング層の表面は平滑にしておくのが好ましい。
【０３０２】
コーティングする光透過性媒質は、光学的に完全に透明である必要はなく、多少の吸収があっても良い。
【０３０３】
駆動モータＭＴとしては、例えば、周知の「ステッピングモータ」等を用い得る。
【０３０４】
モータ制御部８０は、マイクロコンピュータや電子回路などで構成できる。
【０３０５】
以下、本発明の一実施形態である画像形成装置について、図９、図１０を参照して説明する。
【０３０６】
図１２は、画像形成装置の実施の１形態を説明図として略示している。
【０３０７】
図中の符号１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、中間転写ベルト１０５に沿って並設されたドラム状の感光体であり、それぞれ、図中の矢印方向に回転駆動される。
【０３０８】
中間転写ベルト１０５の符号１０５に付された（Ｅ）は、中間転写ベルト１０５が、上に説明した移動部材Ｅに対応することを示す。
【０３０９】
符号に付せられている「Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｙ」は、それぞれ「イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック」に関するものであることを意味する。以下において同様である。
【０３１０】
感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周囲には、帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが配設されている。
【０３１１】
さらに、１次転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、感光体クリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ等が配備されている。
【０３１２】
図においては、帯電手段２Ｙ〜２Ｋとして、帯電ローラによる接触式のものを示しているが、これに限らず、帯電ブラシや、非接触式のコロナチャージャ等を用いてもよい。
【０３１３】
また、１次転写手段６Ｙ〜６Ｋとしては、周知の転写チャージャ、転写ローラ、転写ブラシ等を用いることができる。
【０３１４】
図１２において、符号３０は定着手段、４０は２次転写手段、４１は搬送手段を示している。
【０３１５】
図１２の画像形成装置は「中間転写ベルト方式の多色画像形成装置」である。
【０３１６】
符号５０は、図１に即して説明した変位測定装置（速度検出装置）である。
【０３１７】
速度検出手段５０は、中間転写ベルト１０５や、駆動モータＭＴ、図示されない「上位コントローラやモータ制御部等」と「移動体搬送装置」を構成する。
【０３１８】
画像形成プロセスを簡単に説明する。
【０３１９】
各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより均一に帯電され、その後、光走査装置２０によりそれぞれ光走査されて静電潜像が形成される。
【０３２０】
各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された静電潜像は、それぞれ、現像手段
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって現像される。
【０３２１】
この現像により感光体１Ｙに「イエロートナー画像」が形成され、感光体１Ｍに「マゼンタトナー画像」が形成される。
【０３２２】
また、感光体１Ｃには「シアントナー画像」が形成され、感光体１Ｋには「ブラックトナー画像」が形成される。
【０３２３】
これら各色のトナー画像は、１次転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにより、中間転写ベルト１０５上に順次重ね合わせて１次転写される。
【０３２４】
この１次転写により、中間転写ベルト１０５上にカラートナー画像が形成される。
【０３２５】
このカラートナー画像は、「紙等の記録媒体ＳＴ」に一括して２次転写される。  
記録媒体ＳＴは、図示されない給紙部から給紙されて搬送手段を経て２次転写手段４０の位置に搬送される。
【０３２６】
カラートナー画像が転写された記録媒体ＳＴは、搬送ベルト等の搬送手段４１で定着手段３０に搬送され、定着手段３０によりカラートナー画像を定着される。
【０３２７】
このようにして、多色画像またはフルカラー画像が得られる。そして、カラートナー画像を定着された記録媒体ＳＴは、図示されない排紙部や後処理装置等に排紙される。
【０３２８】
また、各色のトナー画像が転写された後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、クリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋによりクリーニングされる。
【０３２９】
このクリーニングは、各クリーニング手段の有するブレードやブラシ等のクリーニング部材により行なわれ、感光体上の残留トナーや紙粉が除去される。  
カラートナー画像の２次転写後の中間転写ベルト１０５も、図示されないベルトクリーニング手段によりクリーニングされて残留トナーや紙粉が除去される。
【０３３０】
なお、図１２に示す画像形成装置では、単色モード、２色モード、３色モード、フルカラーモードを実施できる。
【０３３１】
単色モードでは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか１色の画像が形成される。
【０３３２】
２色モードでは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの「いずれか２色の画像」を重ねて形成する。
【０３３３】
３色モードでは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの「いずれか３色の画像」を重ねて形成する。
【０３３４】
フルカラーモードでは、上記のように４色の重ね画像を形成する。
【０３３５】
これらの各モードは、図示されない操作部により指定して実行できる。
【０３３６】
前述の如く、速度検出手段５０、中間転写ベルト１０５、駆動モータＭＴ、図示されない「上位コントローラやモータ制御部等」は「移動体搬送装置」を構成する。
【０３３７】
そして、移動体搬送装置における移動体としての中間転写ベルト１０５の周面の移動速度が、速度検出手段５０により検出される。
【０３３８】
そして、その検出結果に基づき、図示されない「上位コントローラやモータ制御部」により駆動モータＭＴの駆動が制御される。
【０３３９】
そして、中間転写ベルト１０５の移動速度が高精度に制御され、色ずれのない良好な画像が得られる。
【０３４０】
図１３は、画像形成装置の実施の別形態を説明図的に略示している。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては、図１２と符号を共通化した。
【０３４１】
従って、図１２と符号を共通化したものについては、図１２に関する説明を援用する。
【０３４２】
各感光体１Ｙ〜１Ｋへの静電潜像の形成、現像による各色のトナー画像の形成のプロセスは、図１２のものと同じである。
【０３４３】
図１３の画像形成装置では、各感光体１Ｙ〜１Ｋ上に得られた各色トナー画像は、搬送ベルト１０６により搬送される紙等の記録媒体上に、各感光体から直接に転写される。
【０３４４】
この実施の形態では、搬送ベルト１０６の外周面の移動速度が速度検出の測定対象であり、従って、搬送ベルト１０６は図１における移動部材Ｅに対応する。
【０３４５】
このことを示すため、図１２において符号１０６に（Ｅ）を付している。
【０３４６】
この画像形成装置は「直接転写方式」であり、紙等の記録媒体ＳＴの進入経路が、図１２のものとは異なっている。
【０３４７】
即ち、各色のトナー画像を転写される記録媒体ＳＴは、搬送ベルト１０６により、各感光体１Ｙ〜１Ｋに向けて搬送するようになっている。
【０３４８】
記録媒体ＳＴは、矢印の如く搬送され、搬送ベルト１０６の図で上側の外周面に保持され、搬送ベルト１０６の半時計方向の回転により、図の左方へ搬送される。
【０３４９】
そして、各感光体１Ｙ〜１Ｋから順次、イエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、ブラックトナー画像を転写される。
【０３５０】
この転写は、転写手段６Ｙ〜６Ｋにより順次行われ、転写された上記各色のトナー画像は、互いに重畳してカラートナー画像を構成する。
【０３５１】
転写手段６Ｙ〜６Ｋは、図１２の画像形成装置において用いられる１次転写手段と同じものを用いることができ、従って、図１２におけるものと符号を共通化している。
【０３５２】
この実施の形態においては、各色トナー画像が直接転写される記録媒体ＳＴが「被転写体」であり、記録媒体ＳＴを搬送する搬送ベルト１０６が「搬送体」である。
【０３５３】
そして、搬送体としての搬送ベルト１０６の外周面の移動速度が、速度検出装置５０による速度検出の測定対象である。
【０３５４】
カラートナー画像を形成された記録媒体ＳＴは、定着手段３０により、カラートナー画像を定着されて装置外部へ排出される。
【０３５５】
トナー画像転写後の各感光体１Ｙ〜１Ｋは、クリーニング手段５Ｙ〜５Ｋによりクリーニングされて残留トナーが除去される。
【０３５６】
また、搬送ベルト１０６の周面も、図示されないベルトクリーニング手段により適宜にクリーニングされる。
【０３５７】
図１３に示す画像形成装置も「移動体搬送装置」を有している。
【０３５８】
「移動体搬送装置」は、速度検出手段５０、搬送ベルト１０６、駆動モータＭＴ、図示されない「上位コントローラやモータ制御部等」により構成されている。
【０３５９】
そして、移動体搬送装置における移動体としての搬送ベルト１０６の周面の移動速度が、速度検出手段５０により検出される。
【０３６０】
そして、その検出結果に基づき、図示されない「上位コントローラやモータ制御部」により駆動モータＭＴの駆動が制御される。
【０３６１】
そして、搬送ベルト１０６の移動速度が高精度に制御され、色ずれのない良好な画像が得られる。
【０３６２】
図１２、図１３に即して実施の形態を説明した画像形成装置は、電子写真プロセスを用いて、光導電性の感光体１Ｙ〜１Ｋに静電潜像を形成する。
【０３６３】
そして、形成された静電潜像をトナー画像として可視化し、被転写体である中間転写ベルトや記録媒体に転写する。
【０３６４】
即ち、定方向へ移動する移動体（中間転写ベルト１０５、搬送ベルト１０６により搬送される記録媒体）の表面に画像を形成する。
【０３６５】
そして、被転写体（中間転写ベルト）または被転写体の搬送体（搬送ベルト）を移動体として、その表面の移動距離および移動速度の少なくとも一方の測定が行なわれる。
【０３６６】
図１２および１３に即して説明した実施の形態において、移動体である中間転写ベルトや搬送ベルトの移動速度が、リアルタイムで検出される。
【０３６７】
検出された移動速度と、適正な移動速度（前述の目標速度）との差である速度変動：ΔＶも簡単に得られる。
【０３６８】
この速度変動:ΔＶを光走査装置２０にフィードバックして、光走査による書き込み開始のタイミングや、副走査方向における書き込み開始位置の補正を行なうこともできる。
【０３６９】
例えば、書き込み開始位置の補正は、周知の「液晶偏向素子」を用いて可能である。
【０３７０】
周知の如く、液晶偏向素子は、液晶に印加する電圧によって、感光体に到達する光の位置を、感光体の回転方向（副走査方法）にずらすことができる。  
中間転写ベルト１０５や搬送ベルト１０６に速度変動:ΔＶが発生すると、各色トナー画像の重ね合わせがずれたり、各色画像自体が伸縮したりする。
【０３７１】
液晶偏向素子を用いて、ベルトの速度変動の補正と同様に、各色トナー画像の形成位置や画像の伸び縮みを補正でき、色ずれや画像伸び縮みのない高画質な画像が得られる。
【０３７２】
この発明の、変位測定装置や移動体搬送装置は、上に説明した画像形成装置に適用できるが、適用の対象は画像形成装置に限定されない。
【０３７３】
即ち、一方向に移動する移動体の移動速度や移動距離の検出を必要とする装置やシステムなどであれば、この発明の変位測定装置や移動体搬送装置を適用できる。
【０３７４】
また、変位測定装置、移動体搬送装置、画像形成装置は、上に説明した実施の形態に限定されるものではない。発明の本質を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【符号の説明】
【０３７５】
Ａｌ      移動体搬送装置
Ｅ        移動部材（移動体）  
５０      速度検出装置（変位測定装置）
５１      照明光学系  
５２      エリアセンサ（撮像センサ）
５３      エリア検出部  
５４      速度検出部  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０３７６】
【特許文献１】特開２００９−  １５２４０号公報
【特許文献２】特開２００３−２６７５９１号公報
【特許文献３】特開２０１０−  ５５０６４号公報
【図１】
2015031623.tif 000003
【図２】
2015031623.tif 000004
【図３】
2015031623.tif 000005
【図４】
2015031623.tif 000006
【図５】
2015031623.tif 000007
【図６】
2015031623.tif 000008
【図７】
2015031623.tif 000009
【図８】
2015031623.tif 000010
【図９（ａ）】
2015031623.tif 000011
【図９（ｂ）】
2015031623.tif 000012
【図９（ｃ）】
2015031623.tif 000013
【図１０】
2015031623.tif 000014
【図１１（ａ）】
2015031623.tif 000015
【図１１（ｂ）】
2015031623.tif 000016
【図１２】
2015031623.tif 000017
【図１３】
2015031623.tif 000018