(57)【要約】      （修正有）【課題】変位量を検出する際に誤差の影響を受けにくくする。【解決手段】移動物の表面に光を照射する発光部１１と、上記移動物の表面からの反射光を、周期的に画像として受光領域に取り込み、上記受光領域における取り込んだ画像の移動量から移動物の変位量を求めるイメージセンサ１２とを備える。上記イメージセンサ１２は、上記移動物の移動速度に応じて、画像取り込み周期を調整する。【選択図】図１
2013195287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動物の表面に光を照射する発光部と、
上記移動物の表面からの反射光を、周期的に画像として受光領域に取り込み、上記受光領域における取り込んだ画像の移動量から移動物の変位量を求めるイメージセンサとを備え、
上記イメージセンサは、
上記移動物の移動速度に応じて、画像取り込み周期を調整することを特徴とする変位量検出装置。
【請求項２】
上記イメージセンサは、
受光領域における移動物の移動量が上記受光領域を超えない範囲で、上記画像取り込み周期を、上記移動物の移動速度に応じて調整する周期調整部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の変位量検出装置。
【請求項３】
上記周期調整部は、
画像取り込み周期を、受光領域における移動物の移動量が上記受光領域を超えない範囲で最大となるように調整することを特徴とする請求項２に記載の変位量検出装置。
【請求項４】
上記周期調整部は、
移動物の移動速度が予め設定した設定速度の場合の画像取り込み周期を基準周期としたとき、
移動物の移動速度が上記設定速度よりも速い場合、上記画像取り込み周期を上記基準周期よりも短く調整し、
移動物の移動速度が上記設定速度よりも遅い場合、上記画像取り込み周期を上記基準周期よりも長く調整することを特徴とする請求項２に記載の変位量検出装置。
【請求項５】
上記周期調整部は、
画像を周期的に取り込むためのタイミング信号を生成すると共に、タイミング信号の周期を、移動物の移動速度に応じて調整し、
上記イメージセンサは、
周期が調整されたタイミング信号と、この周期が調整されたタイミング信号によって得られた上記移動物の変位量とを出力することを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の変位量検出装置。
【請求項６】
上記イメージセンサから出力される、移動物の変位量および、当該変位量を求めるために用いたタイミング信号が入力され、当該タイミング信号を用いて、移動物の変位に要した時間を求めて、上記変位量と、変位に要した時間とを制御信号として出力する制御部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の変位量検出装置。
【請求項７】
移動物の移動速度を示す移動速度情報を取り込む移動速度情報取り込み部をさらに備え、
上記イメージセンサは、
上記移動速度情報取り込み部によって取り込まれた移動速度情報に応じて、画像取り込み周期を調整することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の変位量検出装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の変位量検出装置を用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する物体（以下、移動物と称する）の変位量と、その変位に要した時間とを検出する変位量検出装置および変位量検出装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタや複写機における印刷の高精細化が進んでおり、高画質な写真などの微細なパターンの印刷が可能になってきている。
【０００３】
プリンタの場合、高精細化が進むにつれ印刷用ヘッドの高精細化とともに印刷対象である紙類の移動の制御についても高精度化が求められている。
【０００４】
一般的なプリンタでは、印刷対象である紙を内部に設けられたローラの回転によって搬送している。つまり、紙の搬送速度を速くするには、ローラの回転速度を速くし、紙の搬送速度を遅くするには、ローラの回転を遅くしている。このように、印刷対象である紙の搬送の制御は、ローラの回転制御によって行なわれている。
【０００５】
ところで、上記ローラは、紙との摩擦力によって当該紙をローラの回転方向に搬送するようになっている。この摩擦力が一定の大きさを維持されていれば、安定した速度で紙を搬送することができるが、長時間使用によるローラの磨耗や、ローラ表面に付着した塵や埃により、ローラの摩擦力が低下して、搬送中の紙がローラ上でスリップする虞がある。
【０００６】
このように、搬送中の紙がローラ上でスリップした場合、ローラの回転制御により予め想定した紙の移動量と、実際の紙の移動量とが異なってしまい、当該紙の所望の位置に適切に画像が印刷されないという問題生じる。つまり、紙への印刷を高精度で行えず、印刷画像の品位が低下するという問題が生じる。
【０００７】
そこで、搬送中の紙のスリップが発生した場合の対策として、スリップによる搬送中の紙の変位量と変位に要した時間（時間量）とを検出して、この検出結果から紙の移動速度を求めて、この移動速度を補正するようにローラの回転制御を行い、紙への印刷精度を低下させないようにする技術が提案されている（特許文献１、２等）。
【０００８】
搬送中の紙の変位量と変位に要した時間を検出する変位量検出装置は、例えば図９に示すように、搬送中の紙の変位量を検出する変位量検出部１００１と、変位量検出部１００１によって検出された変位量と、変位に要した時間（時間量）とを制御信号として生成して、外部に出力する制御信号生成部１００２とからなる。
【０００９】
上記変位量検出部１００１は、発光部１０１１によって搬送中の紙の表面に光を照射し、紙から反射した光の画像をイメージセンサ１０１２で読み取る。このとき、イメージセンサ１０１２による画像の読み取りを、周期的に行って、得られた画像を比較し、変位量（ｄＸ，ｄＹ）を計算する。ここで変位量は、読み取った画像のｘ軸方向のずれ（ｄＸ）と、ｙ軸方向のずれ（ｄＹ）とで表す。すなわち変位量（ｄＸ、ｄＹ）として表す。
【００１０】
上記制御信号生成部１００２は、変位量検出部１００１によって求められた変位量（ｄＸ，ｄＹ）を受け取ると共に、内部で受け取った変位量における変位に要した時間（時間量）を求めて、当該変位量と時間量とを制御信号として外部に出力する。
【００１１】
このようにして得られた搬送中の紙の変位量と変位に要した時間とから、紙の移動速度を求めて、求めた移動速度からローラの回転制御を行って紙の移動速度を補正して、紙への印刷精度を低下させないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２５４０９４号公報（２００７年１０月４日公開）
【特許文献２】特開２００７−２７８７８６号公報（２００７年１０月２５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上記イメージセンサ１０１２は、マトリクス状に配置された受光画素からなる受光部を備え、受光した反射光を、周期的なタイミングで受光画素に画像データとして取り込むようになっている。
【００１４】
従来の変位量検出装置では、受光した反射光を受光画素に画像データとして取り込む際の周期（画像取り込み周期：フレームレート）が固定されている。このため、移動物の移動が速い場合には、受光部の受光領域における取り込んだ画像の移動量を示す受光画素数が多くなり、移動物の移動が遅い場合には、受光部の受光領域における取り込んだ画像の移動量を示す受光画素数が少なくなる。
【００１５】
通常、受光画素に受光した反射光を画像データとして取り込む際には、最大１画素分の誤差が発生する。
【００１６】
ここで、受光領域における取り込んだ画像の移動量をＮ画素とすると、受光画素への画像の取り込み誤差は最大１／Ｎになる。
【００１７】
したがって、移動物の移動速度が速ければ、受光部の受光領域における取り込んだ画像の移動量を示す受光画素数Ｎが多くなり、誤差（１／Ｎ）が小さくなり、移動物の移動速度が遅くなれば、受光部の受光領域における取り込んだ画像の移動量を示す受光画素数Ｎが少なくなり、誤差（１／Ｎ）が大きくなるという問題が生じる。
【００１８】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、受光画素に受光した反射光を画像データとして取り込む際の周期を、移動物の移動速度に合わせて可変にすることで、移動物の変位量を検出する際の誤差を小さくし、正確な移動物の変位量を検出することのできる変位量検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の変位量検出装置は、
移動物の表面に光を照射する発光部と、
上記移動物の表面からの反射光を、周期的に画像として受光領域に取り込み、上記受光領域における取り込んだ画像の移動量から移動物の変位量を求めるイメージセンサとを備え、
上記イメージセンサは、
上記移動物の移動速度に応じて、画像取り込み周期を調整することを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、移動物の移動速度に応じて、画像取り込み周期を調整することで、受光領域における取り込んだ画像の移動量を調整することが可能となる。
【００２１】
一般に、画像取り込み周期が固定されている場合、受光領域における取り込んだ画像の移動量は、移動物の移動速度が速ければ多くなり、移動物の移動速度が遅くなれば少なくなる。
【００２２】
また、受光領域が複数の受光画素で形成されている場合、画像を受光画素に取り込む場合、最大１画素分の誤差が発生する。ここで、受光領域における取り込んだ画像の移動量をＮ画素とすると、受光画素への画像の取り込み誤差は最大１／Ｎになる。
【００２３】
したがって、移動物の移動速度が速ければ、受光領域における取り込んだ画像の移動量を示す受光画素数Ｎが多くなり、誤差（１／Ｎ）が小さくなり、移動物の移動速度が遅くなれば、受光領域における取り込んだ画像の移動量を示す受光画素数Ｎが少なくなり、誤差（１／Ｎ）が大きくなるという問題が生じる。
【００２４】
しかしながら、上記の構成では、画像取り込み周期が固定ではなく、移動物の移動速度に応じて、画像取り込み周期が調整されるので、受光領域における取り込んだ画像の移動量（Ｎ画素）を調整することが可能となる。
【００２５】
例えば、移動物の移動速度が遅い場合に、画像取り込み周期を長く調整し、移動物の移動速度が速い場合に、画像取り込み周期を短く調整することで、移動物の移動速度に関係無く、受光領域内の画像の移動量をできるだけ多くすることが可能となる。
【００２６】
このように、移動物の移動速度に関係無く、受光領域の画像の移動量をできるだけ多くすることができれば、画像取り込み時の誤差を小さくすることができ、その結果、受光領域の画像の移動量から、より正確な移動物の変位量を検出することが可能となる。
【００２７】
上記イメージセンサは、
受光領域における移動物の移動量が上記受光領域を超えない範囲で、上記画像取り込み周期を、上記移動物の移動速度に応じて調整する周期調整部を備えていることが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、周期調整部によって、受光領域における移動物の移動量が上記受光領域を超えない範囲で、上記画像取り込み周期が、上記移動物の移動速度に応じて調整されるので、受光領域の画像の移動量をできるだけ多くすることが可能となり、その結果、画像取り込み時の誤差を小さくすることができるという効果を奏する。
【００２９】
上記周期調整部は、
画像取り込み周期を、受光領域における移動物の移動量が上記受光領域を超えない範囲で最大となるように調整するのが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、画像取り込み周期を、受光領域における移動物の移動量が上記受光領域を超えない範囲で最大となるように調整することで、画像取り込み時の誤差を可能な限り小さくすることができる。
【００３１】
上記周期調整部は、
移動物の移動速度が予め設定した設定速度の場合の画像取り込み周期を基準周期としたとき、
移動物の移動速度が上記設定速度よりも速い場合、上記画像取り込み周期を上記基準周期よりも短く調整し、
移動物の移動速度が上記設定速度よりも遅い場合、上記画像取り込み周期を上記基準周期よりも長く調整することを特徴としている。
【００３２】
上記の構成によれば、移動物の移動速度が予め設定した設定速度の場合の画像取り込み周期を基準周期としたとき、移動物の移動速度が上記設定速度よりも速い場合、上記画像取り込み周期を上記基準周期よりも短く調整し、移動物の移動速度が上記設定速度よりも遅い場合、上記画像取り込み周期を上記基準周期よりも長く調整することで、移動物の移動速度に合わせて、画像取り込み周期を適切に調整することができる。
【００３３】
この場合には、移動物の移動速度が分かれば、上記の画像取り込み周期を適切に調整することが可能となるので、移動物の変位量や変位に要した時間等の複数のパラメータを用いる演算が不要となる。
【００３４】
上記周期調整部は、
画像を周期的に取り込むためのタイミング信号を生成すると共に、タイミング信号の周期を、移動物の移動速度に応じて調整し、
上記イメージセンサは、
周期が調整されたタイミング信号と、この周期が調整されたタイミング信号によって得られた上記移動物の変位量とを出力することを特徴としている。
【００３５】
上記の構成によれば、周期調整部が、画像を周期的に取り込むためのタイミング信号を生成すると共に、タイミング信号の周期を、移動物の移動速度に応じて調整し、イメージセンサが、周期が調整されたタイミング信号と、この周期が調整されたタイミング信号によって得られた上記移動物の変位量とを出力することで、このタイミング信号によって、変位に要した時間を求めることが可能となる。
【００３６】
このように、移動物の変位量を求めるためのタイミング信号によって、変位に要した時間を求めるようにすれば、移動物の変位量と、変位に要する時間とを同じ信号により管理することになるので、変位に要する時間を正確に検出でき、この結果、移動物の移動速度を適切に調整することが可能となる。
【００３７】
そして、移動物の移動速度が適切に調整されれば、この移動物の移動速度に応じて調整される画像取り込み周期も適切に調整できるので、より精度よく移動物の移動量を検出することができる。
【００３８】
上記イメージセンサから出力される、移動物の変位量および、当該変位量を求めるために用いたタイミング信号が入力され、当該タイミング信号を用いて、移動物の変位に要した時間を求めて、上記変位量と、変位に要した時間とを制御信号として出力する制御部が設けられていることを特徴としている。
【００３９】
これにより、移動物の変位量と変位に要する時間との管理を、制御部によって行うことができるので、変位量検出装置の外部の機器に対しては、移動物の変位量と変位に要する時間とが適切に管理された制御信号を出力することができる。
【００４０】
移動物の移動速度を示す移動速度情報を取り込む移動速度情報取り込み部をさらに備え、
上記イメージセンサは、
上記移動速度情報取り込み部によって取り込まれた移動速度情報に応じて、画像取り込み周期を調整することを特徴としている。
【００４１】
この場合、画像取り込み周期を調整するパラメータである、移動物の移動速度を外部から移動速度情報として取り込むようになっているので、変位量検出装置内で移動物の移動速度を求めるための処理を行う必要がなくなる。
【００４２】
電子機器において、上記構成の変位量検出装置を用いてもよい。
【００４３】
好ましい電子機器としては、移動物が紙であるプリンタを挙げることができる。この場合には、搬送中の紙の変位量と、変位に要した時間とを精度よく検出することで、紙の移動速度を適切に求めることが可能となる。これにより、搬送中の紙の変位に応じて、紙の搬送速度（移動速度）を適切に調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明の変位量検出装置は、移動物の表面に光を照射する発光部と、上記移動物の表面からの反射光を、周期的に画像として受光領域に取り込み、上記受光領域における取り込んだ画像の移動量から移動物の変位量を求めるイメージセンサとを備え、上記イメージセンサは、上記移動物の移動速度に応じて、画像取り込み周期を調整する構成である。
【００４５】
これにより、移動物の移動速度に関係無く、受光領域の画像の移動量をできるだけ多くすることができれば、画像取り込み時の誤差を小さくすることができ、その結果、受光領域の画像の移動量から、より正確な移動物の変位量を検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る変位量検出装置の詳細を示すブロック図である。
【図２】図１に示す変位量検出装置の実際の使用例を示した図である。
【図３】本発明の原理を説明するための図であり、（ａ）は実際の移動物の変位を示し、（ｂ）は誤差最大のときの移動物の変位を示し、（ｃ）は誤差最小のときの移動物の変位を示している。
【図４】移動物の移動速度が小のときの移動物の変位を示す図である。
【図５】移動物の移動速度が大のときの移動物の変位を示す図である。
【図６】フレームレート処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の変位量検出装置をプリンタの搬送制御機構に適用した例を示す制御ブロック図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る変位量検出装置の詳細を示すブロック図である。
【図９】従来の変位量検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００４８】
＜実施の形態１＞
本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【００４９】
（変位量検出装置の概要）・・・・・図２
本実施の形態に係る変位量検出装置は、図２に示すように、移動物の変位量を検出する変位量検出部１と、上記変位量検出部１によって検出された変位量及び時間量（変位に要した時間）を制御信号として生成する制御信号生成部２を含んだ構成である。
【００５０】
上記変位量検出部１は、移動物の表面に光を照射する移動物に対して光を照射する発光素子１１１（図１）を有する発光部１１と、上記移動物の表面からの反射光を、周期的に画像として受光領域に取り込み、上記受光領域における取り込んだ画像の移動量から移動物の変位量を求めるイメージセンサ１２とを備えている。
【００５１】
上記イメージセンサ１２は、上記移動物の移動速度に応じて、画像取り込み周期を調整するようになっている。以下では、画像取り込み周期をフレームレートと称して説明する。
【００５２】
なお、フレームレートの調整機構についての詳細は後述する。
【００５３】
また、上記イメージセンサ１２は、移動物の変位量を示す信号と、当該変位量を示す信号を求めるために用いたフレームタイミング信号（タイミング信号）とを制御信号生成部（制御部）２に出力するようになっている。
【００５４】
上記変位量検出装置では、図２に示すように、発光素子１１１は、照射光を矢印方向に移動する移動物Ｐの表面に照射し、イメージセンサ１２は、当該移動物Ｐからの反射光を受光する。
【００５５】
イメージセンサ１２は、受光した反射光を、フレームタイミング信号によって所定のタイミングで画像として取り込み、移動物Ｐの変位量を求め、求めた変位量を示す信号と、フレームタイミング信号とを制御信号生成部２に出力する。
【００５６】
上記構成の変位量検出装置によれば、イメージセンサ１２から、変位量に加えて、当該変位量を求めるために用いたフレームタイミング信号が出力されることで、このフレームタイミング信号によって、移動物が変位に要した時間を求めることが可能となる。
【００５７】
このように、移動物Ｐの変位量を求めるためのフレームタイミング信号によって、当該移動物Ｐの変位に要した時間を求めるようにすれば、移動物Ｐの変位量と、移動物Ｐの変位に要する時間とを同じ信号（フレームタイミング信号）により管理することになるので、移動物Ｐの変位に要する時間を正確に検出でき、この結果、移動物Ｐの移動速度を適切に調整することが可能となる。
【００５８】
（本発明の原理説明）・・・・図３
一般に、画像取り込み周期、すなわちフレームレートが固定されている場合、受光部１２２の受光領域における取り込んだ画像の移動量は、移動物の移動速度が速ければ多くなり、移動物の移動速度が遅くなれば少なくなる。
【００５９】
例えば移動物の実際の移動量が、図３(ａ）に示すように、受光部１２２を構成する受光画素５個分である場合、画像を受光画素に取り込む場合、最大１画素分の誤差が発生すると考えると、最大で、図３（ｂ）に示すように、移動物の移動量は受光画素６個分となり、最小で、図３（ｃ）に示すように、移動物の移動量は受光画素４個分となる。
【００６０】
このように考えた場合、受光領域における取り込んだ画像の移動量（受光画素の数）をＮ画素とすると、受光画素への画像の取り込み誤差は最大１／Ｎになる。
【００６１】
したがって、移動物の移動速度が速ければ、受光画素数Ｎが多くなり、誤差（１／Ｎ）が小さくなり、移動物の移動速度が遅くなれば、受光画素数Ｎが少なくなり、誤差（１／Ｎ）が大きくなる。
【００６２】
このように、フレームレートが固定されていれば、移動物の移動速度が速ければ、画像取り込み時の誤差が小さくなるので、移動物の正確な変位量を求めることができるが、移動物の移動速度が遅ければ、画像取り込み時の誤差が大きくなるので、移動物の正確な変位量を求めることができない。
【００６３】
しかしながら、上記の構成では、フレームレートは固定ではなく、移動物の移動速度に応じて調整されるので、受光領域における取り込んだ画像の移動量（Ｎ画素）を調整することが可能となる。
【００６４】
例えば、移動物の移動速度が遅い場合に、画像取り込み周期を長く調整して、フレームレートを遅くし、移動物の移動速度が速い場合に、画像取り込み周期を短く調整して、フレームレートを速くすることで、移動物の移動速度に関係無く、受光領域内の画像の移動量をできるだけ多くすることが可能となる。
【００６５】
このように、移動物の移動速度に関係無く、受光領域の画像の移動量をできるだけ多くすることができれば、画像取り込み時の誤差を小さくすることができ、この結果、受光領域の画像の移動量から、より正確な移動物の変位量を検出することが可能となる。
【００６６】
上記変位量検出装置の構成についてさらに詳細に説明する。
【００６７】
（変位量検出装置の詳細）・・・・・図１
上記変位量検出装置は、図１に示すように、発光部１１とイメージセンサ１２とを備えた変位量検出部１と、カウンタ２１と信号出力部２２とを備えた制御信号生成部２とからなる。
【００６８】
上記発光部１１は、上述したように、移動物Ｐに対して光を照射する発光素子１１１を備えている。この発光素子１１１としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を用いる。なお、発光素子１１１は、移動物Ｐに光を照射できるものであれば、ＬＥＤに限定されるものではない。特に、移動物Ｐの表面が光沢状であり、反射光に明暗が生じにくい場合には、ＬＥＤよりも、レーザを発光素子１１１として用いるのが好ましい。この場合には、移動物Ｐの表面が光沢状であっても、移動物Ｐのレーザ照射面には、レーザによる干渉縞が生じ、この干渉縞が反射光としてイメージセンサ１２において受光されることになる。受光した干渉縞の移動量を検出すれば、移動物Ｐの移動量を検出できることになる。
【００６９】
また、上記発光素子１１１は、イメージセンサ１２が画像を取り込むタイミングで移動物Ｐに光照射するようになっている。
【００７０】
上記イメージセンサ１２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補形金属酸化膜半導体）やＣＣＤ(Charge Coupled Device：電荷結合素子)等からなり、発光部１１が照射した、移動物Ｐにおいて反射された反射光を受光し、受光した光に基づいて移動物Ｐの光照射面上の像を結像し、画像データに変換するものである。
【００７１】
具体的には、イメージセンサ１２は、タイミング制御部１２１、受光部１２２、変位量演算部１２３を含んでいる。
【００７２】
上記タイミング制御部１２１は、フレームタイミング信号を生成し、生成したフレームタイミング信号を、受光部１２２、変位量演算部１２３、そして、制御信号生成部２に出力するようになっている。
【００７３】
上記フレームタイミング信号は、上記受光部１２２における画像取り込みを１フレーム周期で行うためのタイミング信号である。この１フレーム周期は、移動物Ｐの移動速度に応じて調整される。なお、１フレーム周期をフレームレートとして、移動物Ｐの移動速度に応じて調整される点についての詳細は、後述する。
【００７４】
上記受光部１２２は、移動物Ｐからの反射光を受光するための受光画素がマトリクス状に配置されており、各受光画素からの信号から画像データを生成し、上記フレームタイミング信号に同期して、生成した画像データを変位量演算部１２３に出力するようになっている。
【００７５】
上記変位量演算部１２３は、上記受光部１２２から受け取った画像データを時系列の前後で比較して、前後の画像データにおけるずれ量を求める。このずれ量は、受光部１２２における受光画素のｘ軸方向のずれ量（ｄｘ）、ｙ軸方向のずれ量（ｄｙ）として求め、移動物Ｐの変位量（ｄｘ、ｄｙ）として、制御信号生成部２に送られる。
【００７６】
なお、上記変位量演算部１２３は、上記受光部１２２に入力されている上記フレームタイミング信号に同期して、上記変位量を求めるようになっている。
【００７７】
また、変位量演算部１２３にて求められた変位量（ｄｘ、ｄｙ）は、タイミング制御部１２１にも送られる。タイミング制御部１２１では、変位量から１フレームあたりに移動物が移動した受光画素の数（移動画素数）を求めて、これを利用して、フレームタイミング信号の周期を調整して、フレームレートを変更するようになっている。
【００７８】
上記制御信号生成部２には、上述のように、タイミング制御部１２１からのフレームタイミング信号と、移動物Ｐの変位量（ｄｘ、ｄｙ）とが送られる。
【００７９】
つまり、上記制御信号生成部２は、上記イメージセンサ１２から出力される、移動物Ｐの変位量（ｄｘ、ｄｙ）および、当該変位量（ｄｘ、ｄｙ）を求めるために用いたフレームタイミング信号が入力され、当該フレームタイミング信号を用いて、移動物Ｐの変位に要した時間を求めて、この変位に要した時間と上記変位量とを制御信号として出力するようになっている。
【００８０】
上記制御信号生成部２は、上記イメージセンサ１２からのフレームタイミング信号が周期的に変化する数をカウントするカウンタ２１と、変位量及び変位に要した時間（時間量）を制御信号として出力する信号出力部２２とを備えている。
【００８１】
つまり、上記制御信号生成部２は、カウンタ２１によるカウント数から、移動物Ｐの変位に要した時間（時間量）を求め、信号出力部２２によって、求めた時間量と、入力された変位量とを制御信号として出力する。
【００８２】
このように、上記構成の制御信号生成部２では、カウンタ２１によってフレームタイミング信号が周期的に変化する数をカウントすることにより、時間に比例した量（カウント数）を容易に計測することできる。ここで、カウンタ２１は、フレームタイミング信号の１フレーム周期毎にハイレベルになる数をカウントするようになっている。
【００８３】
これにより、移動物の変位に要した時間（時間量）を容易に且つ正確に求めることができる。
【００８４】
上記制御信号生成部２は、更に、上記カウンタ２１によるカウント数に、フレームタイミング信号の周期を積算し、積算した値から移動物Ｐの変位に要した時間を求める構成であってもよい。
【００８５】
この場合、カウンタ２１によって得られたカウント数にフレームタイミング信号の周期を積算した積算値は、時間を表すことになるので、移動物Ｐの変位に要した時間を容易に求めることができる。
【００８６】
これにより、移動物の変位に要した時間（時間量）を容易に且つ正確に求めることができるので、例えばユーザーは、変位量と時間量を使用して移動物の移動速度の計算を容易できるようになる。
【００８７】
なお、上記制御信号生成部２では、カウンタ２１は特に必須ではなく、以下のようにして、移動物Ｐの変位に要した時間を求めるようにしてもよい。
【００８８】
すなわち、上記制御信号生成部２は、フレームタイミング信号の周期を計測し、計測値から移動物の変位に要した時間を求める。
【００８９】
上記の構成によれば、制御信号生成部２において、フレームタイミング信号の周期を計測することは、画像取り込みの間隔を計測することになるので、この周期の計測値から移動物Ｐの変位に要した時間をより正確に検出することができる。
【００９０】
このように、実際の画像取り込みのタイミングの間隔を計測することで、イメージセンサ１２で発生する画像取り込みのタイミングのずれ（たとえば周囲温度、電源電圧などの変動による画像取り込みのタイミングのずれや、外部からの要因によって突発的に発生した画像取り込みのタイミングのずれ）を補正することができる。
【００９１】
また、上記制御信号生成部２は、上記イメージセンサ１２からのフレームタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、変位量を出力する。
【００９２】
このように、制御信号生成部２は、イメージセンサ１２からのフレームタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、変位量を出力することで、当該フレームタイミング信号を用いて求めた移動物Ｐの変位に要した時間と、当該移動物Ｐの変位量とを正確に対応付けて出力することができる。
【００９３】
このようにして出力された移動物Ｐの変位に要した時間と、当該移動物Ｐの変位量とを用いることで、より細かな移動物Ｐの移動量、移動物Ｐの移動速度の計算が可能になり、より細かな制御が可能になる。
【００９４】
（フレームレートの調整）
上記イメージセンサ１２におけるフレームレートの調整は、タイミング制御部１２１によって行なわれる。
【００９５】
すなわち、タイミング制御部１２１は、受光部１２２の受光領域における移動物Ｐの移動量が上記受光領域を超えない範囲で、上記フレームレートを、上記移動物Ｐの移動速度に応じて調整するようになっている。つまり、フレームレートの調整は、画像取り込み周期の調整に等しいので、上記タイミング制御部１２１は、周期調整部として機能している。
【００９６】
上記タイミング制御部１２１は、フレームレートを、上記受光部１２２の受光領域における移動物Ｐの移動量が上記受光領域を超えない範囲で最大となるように調整するのが好ましい。
【００９７】
このように、フレームレートを調整して、移動物Ｐの移動量を受光領域を超えない範囲で最大にすることで、画像の受光画素への取り込み時の誤差をできるだけ小さくすることが可能となる。
【００９８】
例えば、上記タイミング制御部１２１は、移動物Ｐの移動速度が予め設定した設定速度の場合の画像取り込み周期を基準周期としたとき、移動物Ｐの移動速度が上記設定速度よりも速い場合、上記画像取り込み周期を上記基準周期よりも短く調整し、移動物の移動速度が上記設定速度よりも遅い場合、上記画像取り込み周期を上記基準周期よりも長く調整するようにして、フレームレートを調整すれば、移動物Ｐの移動量を受光領域を超えない範囲で最大にすることで、画像の受光画素への取り込み時の誤差をできるだけ小さくすることが可能となる。
【００９９】
（フレームレート調整の具体的説明）・・・・・図４、図５、図６
ここで、上記受光部１２２の受光領域が、例えば図４に示すように、受光画素１２２ａが縦１６個、横１６個のマトリクス状に配置されているとし、移動物の反射光から取り込んだ画像の移動方向の画素数を４とした場合、当該画像の移動量は最大で１２画素となる。
【０１００】
ところが、移動物Ｐの移動速度が遅い場合、受光部１２２の受光領域において、あるフレームレートで画像を取り込んだときの移動物の移動量は上記の最大１２画素よりも少なくなる。図４では、移動量が６画素となっている。
【０１０１】
このように、移動物の移動量が少ないと、画像の受光画素１２２ａへの取り込み時の誤差が大きくなり、正確な移動量を求めることが難しくなる。このため、できるだけ、移動物の移動量を多くする必要がある。
【０１０２】
そこで、本実施の形態では、移動物の移動速度が遅い場合には、フレームレートを下げて、画像取り込みの周期を長くすることで、移動物の移動量を多くしている。例えば、移動物の移動速度が、図４に示す場合と同じである場合、フレームレートを半分にすることで、画像取り込み周期を２倍にして、画像取り込みを行うようにすれば、図５に示すように、移動物の移動量は１２画素に増える。
【０１０３】
このように、移動物の移動量を多くすれば、画像の受光画素１２２ａへの取り込み時の誤差が小さくなり、正確な移動量を求めることができるようになる。
【０１０４】
従って、受光領域における受光画素の移動物の移動方向に並んだ数をＭ個、受光領域における移動物の画像の上記移動方向に並んだ受光画素の数をＮ個としたとき、移動物の最大移動量は受光画素（Ｍ−Ｎ）個分となる。ここで、Ｍは、Ｎよりも大きく、且つ２以上の整数、Ｎは、１以上の整数とする。
【０１０５】
この場合、イメージセンサ１２では、画像比較により移動物の移動量、すなわち変位量を求めるようにしているので、取り込んだ画像は、受光領域からはみ出さないにしているため、上記Ｍ−Ｎが移動物の最大移動量となる。従って、移動物を最大移動量（Ｍ−Ｎ）にすることで、移動物の画像取り込み時の誤差を小さくできる。
【０１０６】
なお、本実施の形態では、画像比較により移動物の移動量、すなわち変位量を求めるようにしているので、取り込んだ画像は、受光領域からはみ出さないことを前提としている。しかしながら、画像補間技術を用いることで、受光領域からはみ出した部分の画像を予測することができるのであれば、取り込んだ画像は、受光領域からはみ出してもよい。
【０１０７】
ここで、フレームレートの調整について、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。フレームレートの調整は、タイミング制御部１２１で行われる。
【０１０８】
まず、１フレームあたりの移動画素数を取得する（ステップＳ１０１）。ここでは、タイミング制御部１２１が、変位量演算部１２３からの変位量（ｄｘ、ｄｙ）から１フレームあたりに移動物が移動した受光画素の数（移動画素数）を求める。
【０１０９】
次に、求めた移動画素数が最大か否かを判断する（ステップＳ１０２）。ここで、移動画素数が最大とは、受光部１２２の受光領域における移動物の移動方向に並んだ受光画素１２２ａの最大個数とする。
【０１１０】
ステップＳ１０２において、移動画素数が最大と判断されれば、フレームレートの調整は必要無いので、再度、ステップＳ１０１に移行して、１フレームあたりの移動画素数を取得する。
【０１１１】
一方、ステップＳ１０２において、移動画素数が最大でないと判断されれば、ステップＳ１０３に移行して、フレームレートを下げる。ここでは、フレームレートを、所定の下げ幅で下げる。この下げ幅は、任意に設定することが可能である。
【０１１２】
そして、フレームレートを下げたのち、再び、ステップＳ１０１に移行して、１フレームあたりの移動画素数を取得する。以後、上記処理を繰り返す。
【０１１３】
上記構成の変位量検出装置によれば、移動物Ｐの移動速度に応じて、画像取り込み時のフレームレートを調整することで、移動物Ｐの移動量を検出する際の誤差を低減できるので、当該移動物Ｐの変位量を適切に求めることができる。これにより、移動物Ｐの変位量から当該移動Ｐの変位を適切に補正することが可能となる。
【０１１４】
このように、本発明の変位量検出装置は、移動物Ｐの変位を適切に補正する必要のある電子機器、例えば、プリンタに用いることが有効である。
【０１１５】
（プリンタ）・・・・図７
図７は、上記構成の変位量検出装置をプリンタの用紙搬送機構に用いた例を示している。
【０１１６】
上記用紙搬送機構は、図７に示すように、変位量検出装置１０１、搬送装置１０２、搬送制御部１０３で構成されている。
【０１１７】
上記変位量検出装置１０１は、図１に示す変位量検出装置と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【０１１８】
上記変位量検出装置１０１は、移動物Ｐ（紙）の搬送経路を介して上記搬送装置１０２に対向して配置されている。
【０１１９】
上記搬送装置１０２は、移動物Ｐを矢印方向に搬送するための搬送用のローラと、このローラの回転（矢印方向）速度を制御する回転制御部（図示せず）とを備えている。この回転制御部によって、ローラの回転速度を調整することで、移動物Ｐである紙の搬送速度（移動速度）を調整するようになっている。
【０１２０】
この回転制御部に制御信号（搬送制御信号）を送信するのは、上記搬送制御部１０３である。
【０１２１】
上記搬送制御部１０３は、変位量検出装置１０１から出力される制御信号（変位量、時間量）に基づいて、移動物Ｐの搬送速度（移動速度）を求めて、搬送装置１０２に対して、ローラの回転を制御するための搬送制御信号を出力する。
【０１２２】
このように、上記構成のプリンタでは、移動物Ｐである紙を内部に設けられた搬送装置１０２のローラの回転によって搬送している。つまり、上記ローラは、紙との摩擦力によって当該紙をローラの回転方向に搬送するようになっている。この摩擦力が一定の大きさを維持していれば、安定した速度で紙を搬送することができるが、長時間使用によるローラの磨耗や、ローラ表面に付着した塵や埃により、ローラの摩擦力が低下して、搬送中の紙がスリップする虞がある。
【０１２３】
このように、搬送中の紙がスリップした場合、ローラの回転制御により予め想定した紙の移動量と、実際の紙の移動量とが異なってしまい、当該紙の所望の位置に適切に画像が印刷されないという問題生じる。つまり、紙への印刷を高精度で行えず、印刷画像の品位が低下するという問題が生じる。
【０１２４】
そこで、上記構成のプリンタの搬送制御機構では、搬送中の紙のスリップが発生した場合の対策として、変位量検出装置１０１がスリップによる搬送中の紙の変位量と変位に要した時間（時間量）とを検出して、搬送制御部１０３がこの検出結果に応じてローラの回転制御を行うための搬送制御信号を搬送装置１０２に送信することで、搬送装置１０２におけるローラの回転を制御して、紙の移動速度を調整して、当該紙への印刷精度を低下させないようにしている。
【０１２５】
ここで、紙の移動速度を精度よく求めないと、紙への印刷精度が低下する。つまり、紙の移動速度を如何に精度よく求めるかが重要である。
【０１２６】
紙の移動速度を精度よく求めるには、上記変位量検出装置１０１によって、移動物Ｐである紙の変位量とその変位に要した時間（時間量）とを如何に精度良く検出するかに左右される。
【０１２７】
上記構成の変位量検出装置１０１では、上述したように、イメージセンサ１２からの変位量の出力と、変位量を取り出すための時間とを同期させることで、変位量の誤差を無くして、正確な移動物の移動量を検出することができるので、移動物の移動速度を正確に把握することができる。
【０１２８】
従って、本実施の形態に係る変位量検出装置をプリンタに適用すれば、移動物Ｐである紙がローラのスリップなどにより適切に搬送されないような場合であっても、当該紙の変位量と、その変位に要した時間とを正確に検出し、紙の移動速度を精度よく求めることができるので、紙が変位しても当該紙への印刷品位を低下させることはない。
【０１２９】
つまり、紙がローラによりスリップしたとしても、常に、紙の移動速度を精度よく検出できるので、紙への印刷品位を低下させることはない。
【０１３０】
ここまでは、フレームレートの調整に利用するための、移動物Ｐの移動速度は、イメージセンサ１２において検出した変位量を用いる例について説明した。つまり、変位量検出装置で求めた変位量を用いる例について説明した。
【０１３１】
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、変位量検出装置の外部から、移動物Ｐの移動速度に関する情報を取得して、フレームレートの調整に利用してもよい。例えば、図７に示すように、変位量検出装置１０１をプリンタに搭載した場合には、搬送装置１０２のローラの回転数を紙（移動物Ｐ）の移動速度に関する情報として、当該変位量検出装置１０１が取得し、フレームレートを調整するようにしてもよい。
【０１３２】
以下の実施の形態２では、変位量検出装置の外部の機器から移動物Ｐの移動速度に関する情報を取得して、フレームレートを調整する例について説明する。
【０１３３】
＜実施の形態２＞
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、前記実施の形態１と同一機能を有する部材には同一の番号を付記し、詳細な説明は省略する。
【０１３４】
本実施の形態に係る変位量検出装置は、図８に示すように、変位量検出部１の構成は図１に示す変位量検出部１と同じであり、制御信号生成部２の構成は図１に示す制御信号生成部２にタイミング制御部２３が加わっており、当該タイミング制御部２３には、移動物の移動速度に関する制御情報が入力されるようになっている。
【０１３５】
すなわち、本実施の形態に係る変位量検出装置は、移動物の移動速度に関する制御情報（ローラの回転速度情報等）を移動速度情報として取り込む移動速度情報取り込み部として、制御信号生成部２にはタイミング制御部２３が設けられている。
【０１３６】
そして、上記変位量検出装置内のイメージセンサ１２は、上記タイミング制御部２３によって取り込まれた移動速度情報に応じて、画像取り込み周期を調整することで、フレームレートの調整を行っている。
【０１３７】
ここでは、前記実施の形態１と異なる部分について説明する。
【０１３８】
上記タイミング制御部２３は、外部の機器から、移動物の移動速度に関する制御情報が入力されると、この制御情報を、所定のタイミングで、イメージセンサ１２のタイミング制御部１２１に出力する。
【０１３９】
上記タイミング制御部１２１は、受け取った制御情報を、移動物Ｐの移動速度に関する情報として、上記受光部１２２における画像取り込みを１フレーム周期で行うためのタイミング信号であるフレームレート信号の１フレーム周期を調整する。すなわち、タイミング制御部１２１は、上記制御情報に応じて、フレームレートを調整する。
【０１４０】
フレームレート調整後の処理については、前記実施の形態１と同じであるので、説明は省略する。
【０１４１】
なお、本実施の形態に係る変位量検出装置では、外部の機器から移動物の移動速度に関する制御情報を取得し、この制御情報を利用してフレームレートの調整を行っているため、前記実施の形態１の図１のように、変位量演算部１２３の演算結果である変位量をタイミング制御部１２１に入力する必要はない。
【０１４２】
以上のように、本実施の形態に係る変位量検出装置においても、前記実施の形態１と同様に、変位に要した時間（時間量）を精度よく求めることができるので、移動物Ｐの移動速度を正確に求めることができる。
【０１４３】
（発明の置換可能性）
以上のように、本発明の変位量検出装置は、プリンタに好適に用いることができるが、プリンタ以外に、移動物Ｐの速度を精度よく測定する必要のある電子機器であれば、好適に用いることができる。例えばプリンタ以外の電子機器であれば、複写機が考えられる。複写機の場合にも、印刷対象物である紙が移動するので、印刷精度を高めるためには、紙の移動速度を正確に把握することは重要である。
【０１４４】
また、他の応用例としては、マウスがある。例えばマウスに本発明の変位量検出装置を適応した場合、マウス自体が移動物Ｐに相当し、このマウスの移動を精度よく検出することができるので、マウスによる高速操作が可能となる。
【０１４５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明は、移動物の変位量と変位に要した時間の正確な検出に有効であり、移動物の変位量と変位に要した時間の検出が必要とされる分野、例えばプリンタや複写機における印刷用用紙の移動速度の検出、あるいは製品生産工程での材料の移動速度の検出など移動物の変位量と変位に要した時間を検出する分野において好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１４７】
１  変位量検出部
２  制御信号生成部（制御部）
１１  発光部
１２  イメージセンサ
２１  カウンタ
２２  信号出力部
２３  タイミング制御部（移動速度情報取り込み部）
１０１  変位量検出装置
１０２  搬送装置
１０３  搬送制御部
１１１  発光素子
１２１  タイミング制御部（周期調整部）
１２２  受光部
１２２ａ  受光画素
１２３  変位量演算部
Ｐ  移動物
【図１】
2013195287.tif 000003
【図２】
2013195287.tif 000004
【図３】
2013195287.tif 000005
【図４】
2013195287.tif 000006
【図５】
2013195287.tif 000007
【図６】
2013195287.tif 000008
【図７】
2013195287.tif 000009
【図８】
2013195287.tif 000010
【図９】
2013195287.tif 000011