JP4665038B2 - 画像データ解析のための画像キャプチャシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像データ解析のための画像キャプチャシステム及び方法に関する。

画像データ解析のための画像キャプチャシステム及び方法は、印刷された紙シート、フォイルシート又は繊維性ウェブなどの材料ウェブ(material web)のための製造システムに使用されている。

図１に示すように、キャプチャ手段１１０を使用して、印刷された材料ウェブ１０１上の画像１００を検出することができる。画像は、スキャン中の特定の時点で検出される。画像は、スキャン中の種々の時点で連続的に検出することができる（例えば、モータ１６０によって駆動されたレールシステム１６１を介して、横断移動で材料ウェブＡの方向を横断して）。スキャンは、材料Ａの方向に発生することができる（例えば、材料ウェブ方向Ａに、材料ウェブ１０１を移動することによって）。画像データは、線１６２を介して、制御及び処理ユニット１６３（画像データが処理される）に転送することができる。結果は、ユーザに対して、出力端末１６４（モニタなど）上に表示することができる。ディスプレイを使用して、例えば、印刷された材料ウェブ１０１の印刷品質を評価することができる。入力端末１６５（例えば、キーボード）を使用して、制御及び処理ユニット１６３に、コマンドを送信することができ、そうすることで、キャプチャ手段１１０にもコマンドを送信することができる。また、制御及び処理ユニット１６３は、モータ１６０にコマンドを送信することができる。

材料ウェブ１０１上の画像１００が取得されるとき、より広域の取得された領域内の、特定のより狭い領域を見ることが望ましい場合がある。即ち、画像１００の拡大図（ズーム）を得ることが望ましい場合がある。これは、印刷された材料ウェブ上の印刷の評価には必要である。システムの１態様では、多様な焦点距離を有するズームレンズを備え、レンズ内の光学コンポーネントを一列に並べることによって、画像の種々のセクションを取得することができる。ズームレンズは、その設計がより複雑で、かつ、より費用がかかり、そして、それらの画像の質は、固定焦点距離を有する固定レンズの画像の質に比べて劣っている。

本明細書は、画像データの解析のための画像キャプチャシステム及び方法を開示している。

１態様によれば、像面内に画像を取得するためのシステムは、１つの第１センサ手段と、１つの第１イメージング手段と、１つの第２センサ手段と、少なくとも１つの第２イメージング手段とを具備している。システムは、像面において、第１キャプチャ領域と、少なくとも１つの第２キャプチャ領域とを取得するように設計されている。

多様な態様では、システム又は方法は、１又は複数の次の特徴を示す。センサ手段及びイメージング手段は、第２キャプチャ領域が第１キャプチャ領域よりも狭いように構成されている。センサ手段及びイメージング手段は、第２キャプチャ領域が第１キャプチャ領域の一部セクションを含むように構成されている。センサ手段及びイメージング手段は、第２キャプチャ領域が第１キャプチャ領域内に配置されているように構成されている。

第１イメージング手段は第１光軸を備え、かつ、第２イメージング手段は第２光軸を備えている。第１センサ手段は、第１センサ手段の中心が第１光軸からオフセットされるように構成されている。第１センサ手段は、第１センサ手段の中心が、第１キャプチャ領域の中心と第１イメージング手段の中心とを通過する線上に、配置されるように構成されている。第２センサ手段は、第２光軸に関して、中心に配置されている。第１センサ手段及び第１イメージング手段は、第１キャプチャ領域が第１イメージング手段によってマッピングされ、かつ、第１センサ手段によって検出される（又は、取得される）ように構成されている。第２センサ及び第２イメージング手段は、第２キャプチャ領域が第２イメージング手段によってマッピングされ、かつ、第２センサ手段によって検出されるように構成されている。第２センサ手段は、第２センサ手段の中心が第２光軸からオフセットされるように構成されている。第２センサ手段は、第２センサ手段の中心が、第２キャプチャ領域の中心と第２イメージング手段の中心とを通過する線上に、配置されるように構成されている。第１センサ手段は、第１光軸に関して、中心に配置されている。第１センサ手段及び第１イメージング手段は、第２キャプチャ領域が第１イメージング手段によってマッピングされ、かつ、第１センサ手段によって検出されるように構成されている。第２センサ手段及び第２イメージング手段は、第１キャプチャ領域が第２イメージング手段によってマッピングされ、かつ、第２センサ手段によって検出されるように構成されている。第１光軸と第２光軸とは、相互に平行である。第１センサ手段は、像面に対して平行な面内に構成することができる。第２センサ手段は、像面に対して平行な面内に構成することができる。第１イメージング手段及び第２イメージング手段は、異なる焦点距離を有することができる。第１イメージング手段は、第２イメージング手段に比べて、より短い焦点距離を有している。システムは、第２センサ手段が、第１センサ手段よりも拡大された画像（より狭い画像セクション）を取得するように設計されている。画像は材料ウェブ上に配置されている。第１及び／又は第２イメージング手段はレンズコンポーネントを含んでいる。第１及び／又は第２イメージング手段は固定レンズである。第１及び／又は第２センサ手段はＣＭＯＳチップである。

１態様によれば、画像データの解析のための方法は、像面内に画像を取得するために、１つの第１キャプチャ手段と、少なくとも１つの第２キャプチャ手段とを具備している。方法は、画像データの第１セットを得るように第１キャプチャ領域を取得するステップと、画像データの第２セットを得るように少なくとも１つの第２キャプチャ領域を取得するステップとをさらに具備している。方法は、最後に、第１及び／又は第２画像データを評価するステップを有する。

多様な態様では、方法又はシステムは、１又は複数の次の特徴を示す。解析／評価ステップは、画像データ（デジタルズーム）の第１及び／又は第２セットの１つのマッピング領域の画像データを計算するステップを有する。解析ステップは、サイズが連続的に増加又は減少する（連続デジタルズーム）第１及び／又は第２画像データから、マッピング領域の画像データを計算するステップを有する。方法は、再生領域が第２キャプチャ領域内に配置されている場合、第２画像データを評価するステップを有する。方法は、マッピング領域が第１キャプチャ領域内で、かつ、第２キャプチャ領域外に配置されている場合、第１画像データを評価するステップを有する。方法は、色見本データを得るために、色見本を検出する（又は取得する）ステップをさらに有する。解析ステップは、色見本データに基づき、色補正データを計算するステップを有する。解析ステップは、色補正データに基づき、画像データを色補正するステップを有する。第１又は第２キャプチャ領域を取得するステップは、色見本を取得するステップを有する。色見本は、第１キャプチャ領域の境界領域内に配置されている。第１画像データは第１解像度を有し、かつ、第２画像データは第２解像度を有する。第１解像度は第２解像度よりも低い。第１キャプチャ手段は、第１センサ手段と第１イメージング手段とを具備している。第２キャプチャ手段は、第２センサ手段と第２イメージング手段とを具備している。第１キャプチャ領域は、第１キャプチャ手段を用いて取得される。第２キャプチャ領域は、第２キャプチャ手段を用いて取得される。第２キャプチャ手段は、第１キャプチャ手段に比べて、より大規模な画像（より狭い画像セクション）を取得する。第１及び／又は第２画像データは、処理ユニットで選択される。第１及び／又は第２画像データの解析は、処理ユニット内部で行われる。マッピングされた領域は、出力端子上に表示される。

本発明の態様は、次の効果のうちのいくつかをもたらす。２つの固定レンズを使用するので、システムは、２つの異なるサイズ（例えば、ズームセクションと広角セクション）でキャプチャ領域を取得することができる。さらに、十分な解像度で、かつ、ズームレンズを使用することなく、広域の画像領域内でデジタルズームを可能にするために、２つの異なる解像度を提供することができる。また、これによって、選択されているマッピングされた領域の画像データの色補正を可能にする。

他の態様によれば、画像キャプチャシステムは、画像を取得するように主軸に沿って配置されたキャプチャ手段と、拡散／散乱光を生成するための照明手段とを具備している。照明手段は、導光手段と、少なくとも１つの光源とを具備し、光が導光手段内に入射され、かつ、導光内を伝播する。導光手段は、導光手段内を伝播する光が、少なくとも１つの導光手段の表面領域上に、拡散状態で抜け出るように設計されている。

異なる態様では、手段は、１又は複数の次の特徴を示す。導光手段は平板を備えている。この場合、導光手段は、平板が対物面（即ち、画像が配置されている面）に対して平行な平面内に配置されるように構成されている。導光手段は、放射光が入射される表面領域と、伝播光が拡散状態で抜け出る表面領域とを除き、導光手段の表面領域が鏡面又は反射コーティングを示すように設計されている。放射光が入射される表面領域は平滑性を有し、特に研磨されている。導光手段は、伝播光が少なくとも１つの表面領域で拡散して抜け出ることができるように、散乱粒子を含む材料により形成されている。また、導光手段は、透明な材料、特にアクリルガラスにより形成されている。又は、導光手段は、キャプチャ手段が画像を取得する領域内に配置されたカットアウト（cut out）を備えて設計されている。導光手段は、キャプチャ手段と画像との間に配置されている。また、導光手段は、キャプチャ手段の反対の側面上に配置されている。また、照明手段は、特に、少なくとも２つの導光手段と、導光手段のうちの１つ内で伝播する光の選択的なブロッキング又は非ブロッキングのための少なくとも１つの切替手段とを具備している。その場合、少なくとも２つの導光手段と、少なくとも１つの切替手段とは、入れ替えることができる。照明手段は、少なくとも２つの導光手段が三角形の形状を有するように設計されている。少なくとも２つの導光手段と、少なくとも１つの切替手段とは、中心点周囲に構成され、閉鎖領域を形成している。照明手段は、少なくとも第１及び第２光源を備えている。第１及び第２光源は、導光手段の反対の側面上に配置されている。第１及び第２光源は異なるタイプの光源である。システムは、第１又は第２光源の選択的なスイッチオン及びオフのために、制御手段を備えている。最後に、画像は材料ウェブ上に配置され、かつ、少なくとも１つの光源はガス放電灯、特にフラッシュランプである。

本発明の態様は、次の効果のうちのいくつかをもたらす。システムは、画像取得中に均一に分布した照明を提供し、それによって、良好な品質の画像を得ることができる。取得方向と照明方向とが同じため、例えば、光沢があって透明性の高いフォイルシートなどの背景板上の画像取得中に、影を確実に防止することができる。加えて、システムはコンパクトな設計を有し、かつ、低い取り付け深さを示す。キャプチャ手段と照明手段とは、容易に取り付け及び開発が可能な単一ユニットを構築することができる。加えて、システムは、各個別のアプリケーションのための個別の経費のかかる照明コンセプトを開発する必要がなく、多くのアプリケーションに使用することができる。また、システムは、種々のサイズで容易に提供することができる。

次に、本発明は、添付図面を参照して、好ましい実施例に基づき説明される。

材料ウェブ上の画像の取得のためのシステムを示す図である。 図２Ａは、キャプチャ領域の取得のためのシステムを示す図であり、かつ、図２Ｂは、像面における図２Ａの２つのキャプチャ領域の上面図である。 ２つのレンズを備えた画像キャプチャシステムを示す図である。 ２つのレンズと１つの照明手段とを備えた画像キャプチャシステムを示す図である。 １つのキャプチャ手段と１つの照明手段とを備えた画像キャプチャシステムを示す図である。 １つのキャプチャ手段と２つの照明手段とを備えた画像キャプチャシステムを示す図である。 ４つの導光手段と４つの切替手段とを備えた１つの照明手段を示す図である。 ２つの光源を備えた１つの照明手段を示す図である。

図２Ａは（縮尺は実物通りではない）は、像面Ｅにおける画像の取得ためのシステム２１０を示している。画像は、印刷された材料ウェブ（紙ウェブ又はフォイルシートなど）上に配置することができる。しかし、また、画像は、材料の部分（紙シート又はプリント基板など）上に配置してもよい。システムは、第１センサ手段２１１と、第１イメージング手段２１３と、第２センサ手段２１２と、第２イメージング手段２１４とを備えている。第１センサ手段２１１及び第２センサ手段２１２は、像面Ｅに平行な面内にそれぞれ構成されている。第１イメージング手段２１３及び第２イメージング手段２１４は、像面Ｅと、第１センサ手段２１１及び第２センサ手段２１２との各間にそれぞれ配置されている。システムは、像面Ｅ内に第１キャプチャ領域２３１及び第２キャプチャ領域２３２を取得することができる。図２Ａでは、第２キャプチャ領域２３２（ズーム領域）は、第１キャプチャ領域２３１（広角領域）に比べて狭い。

図２Ｂは、像面Ｅ内の図２Ａのキャプチャ領域の上面図（図２Ａに示されたシステム２１０から見た）である。図２Ｂでは、第２キャプチャ領域２３２は、第１キャプチャ領域２３１のセクションを含み、かつ、第１キャプチャ領域２３１内に配置されている。第１キャプチャ領域２３１の中心と第２キャプチャ領域２３２の中心とは、共に、中心点２３０に落ちる。即ち、第２キャプチャ領域２３２は、第１キャプチャ領域の中心（中心点２３０周囲）に配置されている。部分的又は完全に第１キャプチャ領域の内側に、他の第２キャプチャ領域を配置することが同様に可能である（例えば、第１キャプチャ領域の境界領域の内側）ことを理解しなければならない。像面における画像は、第１及び／又は第２センサ手段として、ＣＭＯＳチップ（例えば、ＣＭＯＳマトリックスチップ）を使用して検出することができる。ＣＣＤチップなどの他の適切なタイプのセンサ手段を用いた検出が選択可能であることを理解しなければならない。

図２Ａに図示されたシステムでは、第１イメージング手段２１３は、イメージング手段２１３の中心を通過する第１光軸２１５（直交する点線で示された）を有している。同様に、第２イメージング手段２１４は第２光軸２１６を有している。図２Ａでは、第１光軸２１５と第２光軸２１６とは相互に平行である。第１及び／又は第２イメージング手段は、１又は複数のレンズコンポーネントからなるか、又は、１又は複数のレンズコンポーネントを含んでもよい。例えば、イメージング手段は、レンズコンポーネントのシステム又はカメラレンズであることも理解し得る。図２Ａ及び図２Ｂに図示された第１イメージング手段２１３及び第２イメージング手段２１４は、共に固定レンズである。ほんの一例として、２０ｍｍレンズを第１イメージング手段に使用することができ、かつ、８ｍｍレンズを第２イメージング手段に使用することができる。しかし、イメージング手段の選択は、各アプリケーションに依存することを理解しなければならない。

図２Ａでは、第１センサ手段２１１は、センサ手段２１１の中心Ｍ１が第１光軸２１５に関してオフセット２１９であるように構成されている。図２Ａでは、オフセット２１９は、第１光軸２１５（第１イメージング手段２１３の中心を通過する）と、中心点Ｍ１を通過する直交する点線との間の距離として示されている。第１センサ手段２１１の中心点Ｍ１は、第１キャプチャ領域２３１の中心２３０と、第１イメージング手段２１３の中心とを通過する線上に配置されている。したがって、２つの固定レンズ（対物）を使用して、２つの異なるサイズのキャプチャ領域（例えば、ズーム領域と広角領域）を取得することができる。位置、したがって、第１センサ手段２１１のオフセットは、インタセプト定理(intercept theorems)を用いて計算することができる。オフセットの程度は、システムの各設計（例えば、像面Ｅへの距離）によって決まる。ほんの一例として、オフセットは１ｍｍ以下（例えば、０．７ｍｍ）である。

図３に示すように、第１イメージング手段２１３及び第２イメージング手段２１４は、異なる焦点距離を有している。第１イメージング手段２１３は焦点距離Ｂ１を有し、かつ、第２イメージング手段２１４は焦点距離Ｂ２を有している。第１イメージング手段２１３の焦点距離は、第２イメージング手段２１４の焦点距離に比べて短い。即ち、焦点距離Ｂ１は焦点距離Ｂ２に比べて小さい。第１センサ手段２１１及び第１イメージング手段２１３（より短い焦点距離Ｂ１を有する）は、第１キャプチャ領域２３１（図２Ａ及び図２Ｂに図示された広角領域）を、第１イメージング手段２１３によってマッピングし、かつ、第１センサ手段２１１によって検出するように構成されている。類似した方法では、第２センサ手段２１２及び第２イメージング手段２１４は、第２キャプチャ領域２３２（図２Ａ及び図２Ｂに図示されたズーム領域）を、第２イメージング手段２１４によってマッピングし、かつ、第２センサ手段２１２によって検出するように構成されている。図３では、第２センサ手段２１２は、第１センサ手段２１１に比べて、より大規模な画像を検出する。即ち、第２センサ手段２１２は、第１センサ手段２１１よりも、より狭い画像セクション（ズーム）を検出する。上記したように、第１センサ手段２１１と第２センサ手段２１２とは、像面Ｅに平行な各面内に配置されている。図示したように、これらの面は、２つの異なる面であることが好ましい。焦点距離Ｂ１及びＢ２が異なるため、２つのキャプチャ手段は異なる面内に配置されている。また、各設計によって、２つの面は同じ面を形成してもよい。

１実施例では、図２Ａ、図２Ｂ及び図３に示すように、第２センサ手段２１２は、第２光軸２１６に関して中心に配置してもよい。第２キャプチャ手段２１２の中心Ｍ２は、第２キャプチャ手段の光軸２１６上に配置されている。

他の実施例では、第２センサ手段は、第１キャプチャ手段を参照して上記したのと同じ方法で、光軸に関してオフセットであってもよい。その場合には、第２センサ手段は、第２センサ手段の中心が第２光軸に関してオフセットであるように構成されている。したがって、第２センサ手段は、第２センサ手段の中心が第２キャプチャ領域の中心と第２イメージング手段の中心とを通過する線上に配置されるような方法で構成されている。

１以上の第２センサ手段及び１以上の第２イメージング手段を使用して、１以上の第２キャプチャ領域を取得してもよいことが分かる。ほんの一例として、合計で３つのセンサ手段と３つのイメージング手段とを使用して、各３つのキャプチャ領域のうちの１つを取得してもよい。次いで、第３キャプチャ領域は第２キャプチャ領域内に配置してもよく、かつ、第２キャプチャ領域は第１キャプチャ領域内に配置してもよい。これによって、いくつかのズーム領域を得ることができる。

上記した構成では、第１キャプチャ手段と第２キャプチャ手段とは、置き換え可能であることを理解しなければならない。第１センサ手段は、第１光軸に関して中心に配置してもよく、かつ、第２センサ手段は、第２光軸に関してオフセットしてもよい。また、上記したように、両方のキャプチャ手段は各光軸からオフセットしてもよい。また、第２キャプチャ領域は、第１イメージング手段によってマッピングしてもよく、かつ、第１センサ手段によって検出してもよい。したがって、第１キャプチャ領域は、第２イメージング手段によってマッピングしてもよく、かつ、第２センサ手段によって検出してもよい。

画像キャプチャシステムに関連して、取得された画像のさらなる処理（画像処理）も興味深い。以下は、図２Ａ及び図２Ｂを参照した画像データの解析のための方法の説明である。本方法は、上記したシステムに関連して適用してもよい。方法は、
（１）像面Ｅ内に画像を取得するための第１キャプチャ手段と、少なくとも１つの第２キャプチャ手段とを備えるステップと、
（２）第１画像データを取得するために、第１キャプチャ領域２３１を取得するステップと、
（３）第２画像データを取得するために、第２キャプチャ領域２３２を取得するステップと、
（４）第１及び／又は第２セットの画像データを解析するステップと、
を具備してもよい。

図２Ａに示すように、第１キャプチャ手段は、第１センサ手段２１１と第１イメージング手段２１３とを具備している。したがって、第２キャプチャ手段は、第２センサ手段２１２と第２イメージング手段２１４とを具備している。第１キャプチャ領域２３１の取得ステップは、第１キャプチャ手段を用いて実行され、かつ、第２キャプチャ領域２３２の取得ステップは、第２キャプチャ手段を用いて実行される。図２Ａ及び図２Ｂでは、第２キャプチャ領域２３２は、第１キャプチャ領域２３１内に配置されている。第２キャプチャ手段２１２は、第１キャプチャ手段２１１に比べて、拡大された画像（より狭い画像セクション）を取得する。第１画像データが第１解像度を有し、かつ、第２画像データが第２解像度を有する場合、第１解像度は第２解像度よりも低い。したがって、２つの異なる解像度が提供され、画像の処理に使用してもよい。例えば、画像データの解像度は、長さの物理的な単位（ｄｐｉ（ドット／インチ）又はｐｐｉ（ピクセル／インチ）など）に関連して、ピクチャエレメント数として示すことができる。第１及び第２画像データは、メモリユニットに共に格納してもよい。

実施においては、第１及び／又は第２画像データ（デジタルズーム）から、マッピング領域２３３（図２Ｂに示された）の画像データを評価／解析及び計算するステップを含んでもよい。第１及び／又は第２画像データは、処理ユニットで選択してもよい（例えば、メモリユニットから画像データを読み込んでもよい）。データは、自動的に又はユーザによって選択してもよい。画像データが自動的に選択される場合、選択は次のように行ってもよい。マッピング領域２３３が第２キャプチャ領域２３２内に配置されている場合（図２Ｂに図示せず）、次いで、画像データの第２セットは、マッピング領域２３３の画像データを計算するために、解析される。しかし、マッピング領域２３３が第１キャプチャ領域２３１の内側で、かつ、第２キャプチャ領域２３２の外側に配置されている場合（一点鎖線によって図２Ｂに示されたように）、画像データの第１セットは、マッピング領域２３３の画像データを計算するために、解析される。したがって、ズームは、ズームレンズを用いるような光学ズームではないが、デジタルズームである。２つの異なる解像度が存在することによって、ズームレンズを使用することなく、広域の画像領域において十分な高解像度で、デジタルズーム能力を提供する。

第１及び／又は第２画像データから、マッピング領域２３３の画像データを解析及び計算するステップは、処理ユニットにおいて実行してもよい。関心領域２３３の画像データは、画像処理の一般的な方法を用いて決定してもよい。例えば、それらは、第１及び／又は第２画像データの個別のピクセル値間の内挿によって計算することができる。次いで、関心領域を出力端子（例えば、モニタなど）に送信することができる。また、画像イン画像(image-in-image)機能を実行することができる（出力端子が、大きいウインドウで第１画像データから計算されたマッピング領域を表示し、かつ、より小さいウインドウで第２画像データから計算されたマッピング領域を表示するか、又は、逆も同様である）。

マッピング領域２３３は、あらかじめ設定するか、又は、ユーザによって自由に選択してもよい。また、連続的な増加（ズームアウト）又は減少（ズームイン）マッピング領域２３３を使用してもよく、かつ、それらの画像データを、第１及び／又は第２画像データ（連続デジタルズーム）から、連続的に計算してもよい。マッピング領域が連続的に減少する場合、マッピング領域２３３が第２キャプチャ領域の一部になるとすぐに、低解像度の第１画像データの解析を、より高解像度の第２データの解析に切り替えてもよい。これによって、時間的な遅延がなく、かつ、十分な高解像で、広域の画像領域内において連続的なデジタルズームを行うことができる。

例えば、照明が変化すると、ＲＧＢ（赤−緑−青）成分がシフトする可能性があるので、取得された画像データは、トゥルーカラーを反映していない可能性がある。したがって、他の実施例では、方法は、色見本データ（色校正）を得るために、色見本ストリップのような色見本を検出する能力を有している。色見本を取得するステップは、第１又は第２キャプチャ領域を取得するステップの一部であり得る。このため、色見本は、図２Ｂに示された第１キャプチャ領域２３１の境界領域内に配置してもよい。例えば、色見本を、第１キャプチャ手段に配置することができ（図２Ａ参照）、かつ、第１キャプチャ領域２３１の境界領域上にマッピングすることができる。解析過程では、色補正データは、例えば、色見本データと画像データとを比較することによって、色見本データに基づき決定してもよい。したがって、色見本データから画像データの偏差が検出された場合、選択されたマッピング領域に対して画像の色を補正してもよい。色見本が境界領域内に配置されている場合、この色見本が全ての選択されたマッピング領域に対しては検出されないので、これはズームレンズを用いて行うことができない。上記したように、２つのキャプチャ手段（固定レンズを含む）を使用することによって、色補正を各選択されたマッピング領域に設けることができる。

当然、上記した方法は上記したシステムに適用可能であると同時に、上記したシステムは上記した方法を用いて動作可能であることが理解されなければならない。

図４は、２つのイメージング手段又はレンズ２１３及び２１４と、照明手段２２０とを備えた像面（図示せず）における画像の取得のためのシステム２１０を示している。取得のとき、第１キャプチャ領域（広角領域）は、第１イメージング手段２１３によってマッピングされ、かつ、第１センサ手段２１１によって検出され、及び／又は、第２キャプチャ領域（ズーム領域）は、第２イメージング手段２１４によってマッピングされ、かつ、第２センサ手段２１２によって検出される。第１及び／又は第２キャプチャ領域は、自動的に選択してもよく、及び／又は、制御ユニットを介してユーザによって選択してもよい。また、上記した取得のとき、画像は、照明手段２２０を介して光を当ててもよい。図４に示された照明手段２２０は、領域内にエンドツーエンドの開口部２４１を含む導光手段２２１を備え、第１レンズ２１３及び第２レンズ２１４が配置されている。照明手段は、以下に、より詳細に説明される。

図５（縮尺は実物通りではない）は、画像２００の取得のためのシステム（キャプチャ手段２１０と照明手段２２０とを備えた）を示している。画像は、対物面Ｅ内の対象物２０１（材料ウェブなど）上に配置されている。さらに、画像は、写真、ビデオ写真又は他の適切なタイプの写真であってもよい。キャプチャ手段は主軸Ｈに沿って配置されている。例えば、キャプチャ手段は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳカメラ、又は、他のタイプのキャプチャ手段であってもよい。

図５では、拡散光の生成のための照明手段２２０は、導光手段２２１と光源２２２とを備えている。光源２２２は、その放射光が導光手段２２１内に入射し、かつ、導光手段２２１内を伝播するように構成されている。次いで、導光手段２２１内の光伝播は、表面領域２２３上、又は、画像２００に向けた導光手段２２１の側面２２３上に拡散して抜け出る。これによって、画像２００の取得のための均一な照明を提供して、品質の良好な画像も提供する。追加的な手段を使用して、最適な照明を達成してもよい（照明手段２２０と画像２００との間にチャネルを設けた拡散白色表面を備えた図５の壁面２９０など）。この方法では、拡散光は領域（照明される必要のある）上に理想的に入射してもよく、かつ、この領域における光度は増加してもよい。特に、これによって、ホログラム又は鏡面の非常に良好な再生を確実にする。

図５では、導光手段２２１は、平板（中心にキャプチャ手段２１０の主軸Ｈを取り囲んでいる）である。平板は、対物面Ｅに対して平行に面内に配置されて、均一な照明を可能にする。板を使用することによって、照明手段は軽量であり、かつ、種々のサイズに構成することができる。これは、システムを異なるサイズで供給してもよいことを意味している。また、導光手段は、キャプチャ手段の主軸周囲に偏心して構成してもよい。また、導光手段は、この構成が各アプリケーションに対して最適な照明を供給する場合、キャプチャ手段から離れて又は隣接して配置してもよい。

光は、光源２２２（板２２１の表面領域２２４、側面２２４に近い）によって供給される。リフレクタ２２７は、より良好な光結合を達成するために、光源２２２周囲に配置されている。リフレクタ２２７は、光源２２２によって放射された光（空間の他方向にも放射され、かつ、リフレクタが存在しないと、導光手段内に入射することができない）を反射する。例えば、リフレクタ２２７は、側面２２４に向かって最適な光の反射を達成するように、円形であってもよい。次いで、リフレクタ２２７が放物形である場合、光源２２２は、放物線の焦点の近くに配置してもよい。また、より良好な光結合のための他の適切な手段を使用してもよい。表面領域２２４（放射光が入射される）は、特に研磨されたか、又は、他の方法で仕上げ加工されて平滑性を有してもよい。入射光(injected light)は、導光手段２２１内に伝播する（図５に矢印で示された）。画像２００の向こう側の導光手段の側面では、伝播光は（完全に）反射される。このため、導光手段は、鏡面コーティング又は反射層２２８を示してもよい。反射の生成のための他の適切な手段を同様に使用してもよい。板の反対側２２４の側面では、全反射が同様に達成され、この場合、鏡面コーティング又は反射層２２９によって達成される。鏡面及び反射コーティングは、拡散光の量（側面２２３上に抜け出る）が異なってもよい。反射層が導光手段２２１内に拡散して光を反射する場合、拡散光は、鏡面よりも側面２２３上により多く抜け出る。他方では、鏡面を使用して、導光手段２２１内の複数の反射を通じて、より均一な分布の光を達成してもよい。この関連では、導光手段の表面領域は、導光手段の全体の側面と同様に、側面のセクションであってよいことが理解されなければならない。

したがって、図５の導光手段は、伝播光が、導光手段２２１の全ての表面領域及び側面によって（例えば、放射光が入射される表面領域２２４及び伝播光が拡散状態で抜け出る表面領域２２３を除き、鏡面又は反射コーティング２２８，２２９によって）、完全に反射されるように設計されている。伝播光が拡散状態で表面領域２２３を確実に抜け出るように、導光手段２２１を、散乱粒子を含む材料により形成してもよい。導光手段自体の材料はＰＭＭＡなどの透明高分子であってもよい。また、材料はガラス又は類似の材料であってもよい。材料中の散乱粒子は有機物及び／又は無機物であってもよい。散乱粒子は、導光材料の反射指数とは異なる反射指数を有している。光拡散の強度は、特に、散乱粒子のサイズと、導光材料及び散乱粒子の反射指数間の差異とによって決まっている。また、導光手段は、拡散照明の生成が可能であれば、例えば、特別な光学フィルムなどの他の適切なタイプであってもよい。

図５では、導光手段２２１は、キャプチャ手段２１０と画像２００との間に配置されている。導光手段２２１は、透明な材料（特に、ガラス又はアクリルガラス）により形成してもよい。その場合、図５に示したように、キャプチャ手段２１０は、導光手段２２１を通じて、画像２００を取得してもよい。照明手段２２０は、キャプチャ手段２１０上に直接か、又は、キャプチャ手段２１０を支持している部分の上に設けられている。これによって、システムのコンパクトな設計を可能にして、システムは、小さい取り付け深さを示してもよい。したがって、キャプチャ手段２１０と照明手段２２０とは、ユニットを形成してもよく、容易に使用することができる。加えて、システムは、個別の費用のかかる照明コンセプトを開発する必要がなく、多様な方法で使用してもよい。

また、導光手段は、キャプチャ手段２１０が画像２００を取得する領域内にカットアウトを用いて設計してもよい（図５では、この領域は２つの斜線の点線によって示されている）。図５では、そのようなカットアウトは反射層２２８内に配置されている。図示するように、カットアウトは、キャプチャ手段が画像を取得することができる限りは、エンドツーエンド又は単に空洞の形態であってもよい。これは、キャプチャ手段が画像を取得する領域が、薄い反射層（キャプチャ手段が画像を取得可能である）を備えてもよいことを意味している。また、カットアウトは導光手段内に直接配置してもよい。このカットアウトは、中心点周囲に構成された導光手段の中心に配置してもよいが、導光手段内の他の適切な位置に配置してもよい。キャプチャ手段が画像を取得する領域では、導光材料は完全に透明又は半透明である。

導光手段２２１は、キャプチャ手段２１０と画像２００との間（図５に示すように）に直接配置することができないが、上記したように、各アプリケーションに対して適切な位置に配置することができる。また、図５Ａに示すように、照明手段２２０’は、キャプチャ手段２１０の反対の画像２００の側面上に配置してもよい。また、図５Ａに関して説明されたように、照明手段２２０’は、導光手段２２１’及び光源２２２’（放射光が導光手段２２１’内に入射し、かつ、導光手段２２１’内を伝播するように構成されている）を示す。また、図５Ａに関して説明されたように、光源２２２’は、リフレクタ２２７’によって取り囲んでもよい。例えば、このキャプチャ手段２１０から反対に配置された画像２００の側面の構成は、透明な材料ウェブ上の画像の取得に使用してもよい。この場合、照明手段２２０’は、材料ウェブ２０１を片側から照明するが、キャプチャ手段２１０は他の側から画像を取得する（リバースサイド照明）。したがって、明るい色の背景金属板の使用及び潜在的な影は回避される。この構成もまた均一な照明をもたらす。

図６は、４つの導光手段３２１ａ〜ｄと、４つの切替手段３２５ａ〜ｄとを備えた照明手段３２０を示している。図６では、導光手段３２１ａ〜ｂと切替手段３２５ａ〜ｂとは、交互に構成されている。切替手段３２５ａ〜ｄは、導光手段３２１ａ〜ｄ内の光伝播の選択的なブロッキング及び非ブロッキングに使用される。切替手段は、ＬＣＤ又は他の適切なタイプの光切替手段であってもよい。光は導光手段３２１ａの片側に光源３２２から入射される。

入射光は、導光手段３２５ａ内を伝播し、かつ、切替手段３２５ｄが光をブロックしつつ、切替手段３２５ａが光を通過させる場合、導光手段３２１ｂ内に伝播する。切替手段３２５ｂが光を再び通過させるとき、光は導光手段３２１ｃなどに伝播してもよい。これによって、特定の領域だけ（例えば、テキスタイルの取得／検出に必要とされる）を選択的に照明する選択肢を提供する。照明は、個別の開発及び経費のかかる照明コンセプトを必要とすることなく、各アプリケーションに対して容易に調整することができる。

図６は、三角形の形状で、４つの導光手段３２１ａ〜ｄを示している。４つの三角形の導光手段３２１ａ〜ｄと、４つの切替手段３２５ａ〜ｄとは、中心点３４０周囲に構成され、かつ、閉鎖領域を形成している。中心点３４０は、キャプチャ手段が画像を取得することができる開口部であってもよい。照明手段は導光手段をいくつでも備えてもよい（例えば、２つだけ、８つ、又はそれ以上の導光手段）ことに注目しなければならない。例えば、２つの矩形の照明手段を、その間に切替手段を備えて隣接して構成してもよく、又は、８つの三角形の導光手段を、図６の構成に類似して八角形の形状で構成してもよい。切替手段は１つの面内に構成してもよいが、相互にある角度でいくつかの面内に構成してもよい。例えば、図６に示された４つの導光手段は、ピラミッドを形成するように構成することができる。導光手段及び切替手段の適切な構成及び設計が可能である。

光を導光手段内に入射する複数の光源が存在してもよい。

これは、照明の程度が選択及び調整することができることを意味する。キャプチャ手段に対する照明の程度は、フラッシュの瞬間に、十分な品質で、画像をちょうど取得することができるように選択してもよい。これは、キャプチャ手段の絞り機能に置き換えてもよい。

図７は、２つの光源（１つの第１光源４２２ａ及び１つの第２光源４２２ｂ）を備えた照明手段４２０を示している。第１及び第２光源４２２ａ及び４２２ｂは、導光手段４２１の反対の側面４２４ａ及び４２４ｂ上に配置されている。側面４２４ａ及び４２４ｂでは、各放射光は導光手段４２１内に入射してもよい。光は導光手段４２１内を伝播し、かつ、導光手段４２１の側面４２３上に拡散して抜け出る（図７に矢印によって図示）。第１及び第２光源４２２ａ及び４２２ｂは、同じタイプ又は異なるタイプの光源であってもよい。次いで、それらが異なるタイプである場合、それらのうちの１つはＵＶ光源であってもよく、かつ、他方は白色光であってもよい。これらの異なる光源を異なるアプリケーションに使用してもよい。その場合、システムは、第１又は第２光源４２２ａ又は４２２ｂのオン及びオフ切り替えを選択するための制御手段４５０を備えてもよい。

例えば、光源はガス放電灯（特に、キセノンフラッシュランプのようなフラッシュランプ）であり得る。光フラッシュを生成可能な光源の適切なタイプを使用することができる。フラッシュの継続時間は、１〜１００マイクロ秒（例えば、１０マイクロ秒）などの数マイクロ秒の範囲である。

１００，２００ 画像
１０１ 材料ウェブ
１１０，２１０ キャプチャ手段
１６０ モータ
１６１ レールシステム
１６２ 線
１６３ 制御及び処理ユニット
１６４ 出力端末
１６５ 入力端末
２０１ 対象物
２１１ 第１センサ手段
２１２ 第２センサ手段
２１３ 第１イメージング手段
２１４ 第２イメージング手段
２１５ 第１光軸
２１６ 第２光軸
２１９ オフセット
２２０，２２０’，３２０，４２０ 照明手段
２２１，２２１’，４２１ 導光手段
２２２，２２２’，３２２ 光源
２２３，２２４ 表面領域
２２７，２２７’ リフレクタ
２２８，２２９ 反射層
２３０，３４０ 中心点
２３１ 第１キャプチャ領域
２３２ 第２キャプチャ領域
２３３ マッピング領域
２４１ 開口部
２９０ 壁面
３２１ａ〜ｄ 導光手段
３２５ａ〜ｄ 切替手段
４２２ａ 第１光源
４２２ｂ 第２光源
４２３，４２４ａ，４２４ｂ 側面
４５０ 制御手段
Ｍ１，Ｍ２ 中心
Ｂ１，Ｂ２ 焦点距離
Ｈ 主軸
Ｅ 像面、対物面

Claims (31)

1. 像面（Ｅ）内に画像を取得するためのシステム（２１０）であって、
   第１センサ手段（２１１）及び第１イメージング手段（２１３）と、
   少なくとも１つの第２センサ手段（２１２）及び少なくとも１つの第２イメージング手段（２１４）と
   を具備し、
   システムは、前記像面（Ｅ）において、第１キャプチャ領域（２３１）と、少なくとも１つの第２キャプチャ領域（２３２）とを取得するように設計され、
   前記センサ手段（２１１，２１２）及び前記イメージング手段（２１３，２１４）は、前記第２キャプチャ領域（２３２）が前記第１キャプチャ領域（２３１）よりも狭いように構成され、
   前記第１イメージング手段（２１３）は第１光軸（２１５）を備え、かつ、
   前記第２イメージング手段（２１４）は第２光軸（２１６）を備え、
   前記第１センサ手段（２１１）は、前記第１センサ手段（２１１）の中心（Ｍ１）が前記第１光軸（２１５）に対してオフセット（２１９）を有するように構成され、
   前記第１センサ手段（２１１）及び前記第１イメージング手段（２１３）は、前記第１キャプチャ領域（２３１）が前記第１イメージング手段（２１３）によってマッピングされ、かつ、前記第１センサ手段（２１１）によって取得されるように構成され、
   前記第２センサ手段（２１２）及び前記第２イメージング手段（２１４）は、前記第２キャプチャ領域（２３２）が前記第２イメージング手段（２１４）によってマッピングされ、かつ、前記第２センサ手段（２１２）によって取得されるように構成されることを特徴とするシステム。
2. 前記センサ手段（２１１，２１２）及び前記イメージング手段（２１３，２１４）は、前記第２キャプチャ領域（２３２）が前記第１キャプチャ領域（２３１）の一部セクションを含むように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記センサ手段（２１１，２１２）及び前記イメージング手段（２１３，２１４）は、前記第２キャプチャ領域（２３２）が前記第１キャプチャ領域（２３１）内に配置されるように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記第１センサ手段（２１１）は、前記第１センサ手段（２１１）の中心（Ｍ１）が、前記第１キャプチャ領域（２３１）の中心と、前記第１イメージング手段（２１３）の中心とを通過する線上に、配置されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記第２センサ手段（２１２）は、前記第２光軸（２１６）に関して、中心に配置されることを特徴とする請求項１又は４に記載のシステム。
6. 前記第２センサ手段（２１２）は、前記第２センサ手段（２１２）の中心（Ｍ２）が、前記第２光軸（２１６）に対してオフセットを有するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 前記第２センサ手段（２１２）は、前記第２センサ手段（２１２）の中心（Ｍ２）が、前記第２キャプチャ領域（２３２）の中心と、前記第２イメージング手段（２１４）の中心とを通過する線上に、配置されるように構成されることを特徴とする請求項１又は６に記載のシステム。
8. 前記第１光軸（２１５）と、前記第２光軸（２１６）とは、相互に平行であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシステム。
9. 前記第１センサ手段（２１１）は、前記像面（Ｅ）に対して平行な面内に配置されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシステム。
10. 前記第２センサ手段（２１２）は、前記像面（Ｅ）に対して平行な面内に配置されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステム。
11. 前記第１イメージング手段（２１３）及び前記第２イメージング手段（２１４）は、異なる焦点距離を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシステム。
12. 前記第１イメージング手段（２１３）は、前記第２イメージング手段（２１４）に比べて、より短い焦点距離を有することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 前記システムは、前記第２センサ手段（２１２）が、前記第１センサ手段（２１１）に比べて、拡大された画像を取得するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のシステム。
14. 前記画像は材料ウェブ上に配置されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のシステム。
15. 前記第１及び／又は第２イメージング手段（２１３，２１４）はレンズであることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のシステム。
16. 前記第１及び／又は第２イメージング手段（２１３，２１４）は固定レンズであることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のシステム。
17. 前記第１及び／又は第２センサ手段（２１１，２１２）はＣＭＯＳチップであることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のシステム。
18. 前記第１キャプチャ領域（２３１）及び／又は第２キャプチャ領域（２３２）の画像データを評価する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
19. 前記評価する手段は、前記第１キャプチャ領域（２３１）及び／又は第２キャプチャ領域（２３２）の画像データのマッピング領域（２３３）の画像データを計算する手段を備えることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
20. 画像データの解析のための方法であって、
    像面（Ｅ）内に画像を取得するための第１キャプチャ手段と、少なくとも１つの第２キャプチャ手段とを設けるステップと、
    第１画像データを得るように第１キャプチャ領域（２３１）を取得するステップと、
    第２画像データを得るように少なくとも１つの第２キャプチャ領域（２３２）を取得するステップと、
    前記第１及び／又は第２画像データを評価するステップと
    を具備し、
    前記第１キャプチャ手段は、第１センサ手段（２１１）及び第１イメージング手段（２１３）を含み、
    前記少なくとも１つの第２キャプチャ手段は、少なくとも１つの第２センサ手段（２１２）及び少なくとも１つの第２イメージング手段（２１４）とを含み、
    前記センサ手段（２１１，２１２）及び前記イメージング手段（２１３，２１４）は、前記第２キャプチャ領域（２３２）が前記第１キャプチャ領域（２３１）よりも狭いように構成され、
    前記第１イメージング手段（２１３）は第１光軸（２１５）を備え、かつ、
    前記第２イメージング手段（２１４）は第２光軸（２１６）を備え、
    前記第１センサ手段（２１１）は、前記第１センサ手段（２１１）の中心（Ｍ１）が前記第１光軸（２１５）に対してオフセット（２１９）を有するように構成され、
    前記第１センサ手段（２１１）及び前記第１イメージング手段（２１３）は、前記第１キャプチャ領域（２３１）が前記第１イメージング手段（２１３）によってマッピングされ、かつ、前記第１センサ手段（２１１）によって取得されるように構成され、
    前記第２センサ手段（２１２）及び前記第２イメージング手段（２１４）は、前記第２キャプチャ領域（２３２）が前記第２イメージング手段（２１４）によってマッピングされ、かつ、前記第２センサ手段（２１２）によって取得されるように構成される方法。
21. 前記評価するステップは、前記第１及び／又は第２画像データのマッピング領域（２３３）の画像データを計算するステップを有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 前記評価するステップは、前記第１及び／又は第２画像データから、サイズが連続的に増加又は減少するマッピング領域（２３３）の画像データを計算するステップを有することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の方法。
23. 前記マッピング領域（２３３）が前記第２キャプチャ領域（２３２）内に配置される場合、前記第２画像データを評価するステップを有することを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載の方法。
24. 前記マッピング領域（２３３）が前記第１キャプチャ領域（２３１）内で、かつ、前記第２キャプチャ領域（２３２）外に配置される場合、前記第１画像データを評価するステップを有することを特徴とする請求項２０乃至２３のいずれか１項に記載の方法。
25. 色見本データを得るために、色見本を取得するステップをさらに有することを特徴とする請求項２０乃至２４のいずれか１項に記載の方法。
26. 前記評価するステップは、前記色見本データに基づき、色補正データを決定するステップを有することを特徴とする請求項２０乃至２５のいずれか１項に記載の方法。
27. 前記評価するステップは、前記色補正データに基づき、画像データの色を補正するステップを有することを特徴とする請求項２０乃至２６のいずれか１項に記載の方法。
28. 前記第１又は第２キャプチャ領域を前記取得するステップは、前記色見本を取得するステップを有することを特徴とする請求項２０乃至２７のいずれか１項に記載の方法。
29. 前記色見本は、前記第１キャプチャ領域の境界領域内に配置されることを特徴とする請求項２０乃至２８のいずれか１項に記載の方法。
30. 前記第１画像データは第１解像度を有し、かつ、前記第２画像データは第２解像度を有することを特徴とする請求項２０乃至２９のいずれか１項に記載の方法。
31. 前記第１解像度は、前記第２解像度よりも低いことを特徴とする請求項３０に記載の方法。

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