TWI458965B - 用於影像資料之分析的影像擷取系統及方法 - Google Patents

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Description

用於影像資料之分析的影像擷取系統及方法
本發明之內容係關於用於影像資料之分析的影像擷取系統與方法。
用於影像資料之分析的影像擷取系統及方法被用在材料網的製造系統中，此材料網例如是經印刷的紙薄片、箔薄片或織物網。
如圖1中所示，擷取裝置110可被用以偵測經印刷之材料網101上的影像100。影像係於掃描期間的特定時間點被偵測，影像可於掃瞄期間於不同時間點連續地被偵測，例如藉由馬達160所驅動之軌道系統161來回越過材料網A的方向。掃描可發生在材料網A的方向，例如將材料網101移動於材料網方向A。影像可藉由訊號線162而傳輸至正在處理影像資料的控制與處理單元163。結果可被顯示於輸出終端164如螢幕上給使用者。例如，顯示出的結果可被用來評估經印刷之材料網101的印刷品質。輸入終端165如鍵盤可被用來發送指令至控制與處理單元163，如此亦將指令發送至擷取裝置110。控制與處理單元163亦可將指令發送至馬達160。
當材料網101上的影像100受到擷取後，一般可能期望觀看較大擷取區域內的特定較小區域，即，獲得影像100的放大圖(變焦)。在評估經印刷之材料網上的印刷圖案時可能會需要此動作。系統的一實施例包含了：具有可變焦距的變焦鏡頭，其經由對準鏡頭內的光學元件而能夠擷取影像的不同部分。變焦鏡頭可具有較複雜的設計且可能較昂貴，且其影像品質可能會比具有固定焦距之定焦鏡頭的影像品質更差。
本文揭露了一種影像擷取系統及一種影像資料之分析方法。
根據一態樣，用以擷取影像平面內之影像的系統包含：一第一感應手段與一第一成像手段及一第二感應手段與至少一第二成像手段。此系統係設計用以於影像平面中擷取一第一擷取區域與至少一第二擷取區域。
在各種實施例中，該系統或方法可表現出一或多個下列特徵。感應手段與成像手段之配置可俾使第二擷取區域係小於第一擷取區域。感應手段與成像手段之配置可俾使第二擷取區域包含第一擷取區域的部分區域。感應手段與成像手段之配置可俾使第二擷取區域係位於第一擷取區域之內。
第一成像手段可包含第一光學軸而第二成像手段可包含第二光學軸。第一感應手段的配置可俾使第一感應手段的中心係偏離第一光學軸。第一感應手段的配置可俾使第一感應手段的中心係位於通過第一擷取區域之中心及第一成像手段之中心的線上。第二光學軸可通過第二感應手段之中心。第一感應手段與第一成像手段之配置可俾使第一擷取區域將由第一成像手段映像並由第一感應手段偵測(或擷取)。第二感應手段與第二成像手段之配置可俾使第二擷取區域將由第二成像手段映像並由第二感應手段偵測。第二感應手段的配置可俾使第二感應手段的中心係偏離第二光學軸。第二感應手段的配置可俾使第二感應手段的中心係位於通過第二擷取手段之中心及第二成像手段之中心的線上。第一感應手段可依一相對該第一光學軸之位置被置中第一感應手段。第一感應手段與第一成像手段的配置可俾使第二擷取區域將由第一成像手段映像並由第一感應手段偵測。第二感應手段與第二成像手段的配置可俾使第一擷取區域將由第二成像手段映像並由第二感應手段偵測。第一光學軸與第二光學軸可彼此平行。第一感應手段可被配置在平行於影像平面的平面中。第二感應手段可被配置在平行於影像平面的平面中。第一成像手段與第二成像手段可具有不同焦距長度。第一成像手段之焦距長度可較第二成像手段之焦距長度短。此系統之設計可俾使，相較於第一感應手段，第二感應手段擷取放大影像(較小的影像區域)。此影像可位於材料網上。第一及/或第二成像手段可包含鏡頭元件。第一及/或第二成像手段可為一固定鏡頭。第一及/或第二感應手段可為一CMOS晶片。
根據一態樣，用於影像資料之分析的方法包含：提供一第一擷取手段及至少一第二擷取手段以擷取影像平面內的一影像。此方法更包含：擷取第一擷取區域以獲得第一組影像資料及擷取至少一第二擷取區域以獲得第二組影像資料。最後，此方法包含：評估該第一及/或第二影像資料。
在各種實施例中，該方法或系統可表現出一或多個下列特徵。分析/評估可包含：計算該第一及/或第二組影像資料之一映像區域的影像資料(數位變焦，digital zoom)。該分析可包含：自尺寸持續增加或減少的該第一及/或第二影像資料，計算映像區域的影像資料(連續數位變焦，continuous digital zoom)。該方法可包含：若翻拍區域(reproduction area)係位於第二擷取區域內，則評估該第二影像資料。該方法可包含：若映像區域係位於第一擷取區域內但第二擷取區域外，則評估該第一影像資料。該方法更包含：偵測(或擷取)色彩參考值(color reference)以獲得色彩參考資料。該分析可包含：基於該色彩參考資料而計算色彩校正資料。該分析可包含：基於該色彩校正資料而對影像資料進行色彩校正。擷取第一或第二擷取區域可包含擷取該色彩參考值。該色彩參考值可位於該第一擷取區域的邊界區域中。第一影像資料可具有第一解析度而第二影像資料可具有第二解析度。第一解析度可小於第二解析度。第一擷取手段可包含第一感應手段與第一成像手段。第二擷取手段可包含第二感應手段與第二成像手段。第一擷取區域可利用第一擷取手段加以擷取。第二擷取區域可利用第二擷取手段加以擷取。相較於第一擷取手段，第二擷取手段可擷取較大影像(較小影像區域)。在處理單元中可選擇第一及/或第二影像資料。第一及/或第二影像資料的分析可發生於處理單元內。經映像的區域可被顯示於一輸出終端上。
本發明的實施例可提供下列優點的任一者、全部或不提供。使用兩固定鏡頭，該系統可擷取兩不同尺寸的擷取區域，例如放大區域及廣角區域。又，可提供兩不同解析度以能夠在不使用變焦鏡頭的情況下以數位方式放大較大成像手段且具有充分解析度。此亦能夠對於選定的任何映像區域的影像資料進行色彩校正。
根據另一態樣，一種影像擷取系統包含：沿著主軸配置而用以擷取影像的擷取裝置；及用以產生漫散/散射光線的發光裝置。該發光裝置包含：光導裝置及至少一光源，光源的光被導向至光導裝置並在光導內傳播。光導裝置的設計俾使在光導裝置內傳播的光線在光導裝置之至少一表面區域上以漫射狀態離開。
在不同的實施例中，裝置可表現出一或多個下列特性。光導裝置可包含一平板。在此情況下，光導裝置之配置可使平板位於平行於物體平面的平面中，即影像座落的平面。光導裝置的可設計為：除了入射光被導入之表面區域及傳播光線以漫射狀態離開的表面區域外，使光導裝置的表面區域具有類似鏡子或反射的塗膜。入射光被導入之表面區域可為平滑的，尤其是經拋光過的。光導裝置可由包含了散射粒子的材料所構成，使得傳播的光線在至少一表面區域處以漫射方式離開。光導裝置亦可由透明材料尤其是亞克力玻璃所構成。或者，光導裝置可為在一區域中具有切口的設計，擷取裝置在此切口中擷取影像。光導裝置可位於擷取裝置與影像之間。光導裝置亦可位於擷取裝置的相反側上。發光裝置可尤其包含：至少兩光導裝置；及至少一切換裝置，用以選擇性地遮蔽或不遮蔽在一光導裝置中傳播的光線。在此情況下，該至少兩光導裝置及該至少一切換裝置可交替設置。發光裝置的設計可使該至少兩光導裝置具有三角形的形狀。該至少兩光導裝置及該至少一切換裝置可圍繞著一中心點配置而形成一封閉區域。發光裝置可包含至少一第一與第二光源。該第一及第二光源可位於光導裝置的相反側上。第一及第二光源可為不同類型的光源。該系統可包含：用以選擇性地對第一或第二光源進行開啟及關閉切換的控制裝置。最後，影像可位於一材料網上，且至少一光源可為氣體放電燈尤其是閃光燈管。
本發明之實施例可提供下列優點的任一者、全部或不提供。在擷取影像期間，系統可提供平均分佈的光線，藉此達到良好的影像品質。由於擷取及發光的相同方向，在擷取影像期間能夠可靠地避免於背景板如光亮、高度透明的箔薄片上的陰影。又，系統將具有小巧的設計且可表現出低安裝深度。擷取裝置與發光裝置可構成單一單元，其可輕易地被安裝及佈置。又，系統可用於許多應用卻毋需針對每一單獨應用去發展獨立與昂貴的發光裝置。亦可輕易地供應不同尺寸的此系統。
圖2A(非為真實比例)顯示了用以擷取影像平面E中之影像的系統210。影像可位於經印刷的材料網如紙網或薄箔片上。然而，影像亦可位於片狀材料如薄紙片或印刷電路板上。系統包含：第一感應手段211與第一成像手段213及第二感應手段212與第二成像手段214。第一感應手段211與第二感應手段212各自位於平行於影像平面E的平面內。第一成像手段213與第二成像手段214分別位於影像平面E與第一感應手段211之間及影像平面E與第二感應手段212之間。系統可擷取影像平面E中的第一擷取區域231與第二擷取區域232。在圖2A中，第二擷取區域232(放大區域)係小於第一擷取區域231(廣角區域)。
圖2B顯示了圖2A之影像平面E中擷取區域的上視圖(自圖2A中所示的系統210所見)。在圖2B中，第二擷取區域232包含第一擷取區域231的一部分且係位於第一擷取區域231之內。第一擷取區域231的中心及第二擷取區域232的中心共同落在中心點230內，即第二擷取區域232圍繞中心點230而位於第一擷取區域的中心內。應瞭解，第二擷取區域亦可部分或全部位於第一擷取區域之內的任何其他位置，例如，位於第一擷取區域的邊界區域內。利用CMOS晶片例如CMOS矩陣晶片作為第一及/或第二感應手段可偵測影像平面中的影像。應瞭解，可選擇性地利用任何其他類型的感應手段如CCD晶片來進行偵測。
在圖2A所示的系統中，第一成像手段211包含：第一光學軸215，其由垂直的虛線代表且通過成像手段213的中心。類似地，第二成像手段212包含第二光學軸216。在圖2A中，第一光學軸215及第二光學軸216係彼此平行。第一及/或第二成像手段可由一或多個鏡頭元件所構成或可包含一或多個鏡頭元件。成像手段亦可被瞭解為例如鏡頭元件或相機鏡頭的系統。圖2A與2B中所示的第一及第二成像手段213與214皆為固定鏡頭。純粹為了例示性的因素，可使用20mm鏡頭作為第一成像手段而可利用8mm鏡頭作為第二成像手段。然而，應瞭解，成像手段的選擇可取決於各個應用。
在圖2A中，第一感應手段的配置俾使感應手段211的中心M1相對於第一光學軸215具有偏離距離219。在圖2A中，偏離距離219被顯示為通過第一成像手段213之中心之第一光學軸215與通過中心點M1之垂直虛線間的距離。第一感應手段211的中心點M1係位於通過第一擷取區域之中心230與第一成像手段213之中心的線上。因此，能夠擷取兩不同尺寸的擷取區域-例如利用兩固定鏡頭(物鏡)擷取放大區域及廣角區域。第一感應手段211的位置及偏離距離可利用截線定理來加以計算。偏離距離的程度係取決於系統的分別設計(例如，至影像平面E的距離)。純粹作為示例，偏離距離可小於1mm，例如為0.7mm。
如圖3中所示，第一成像手段213及第二成像手段214具有不同焦距長度。第一成像手段具有距焦長度B1而第二成像手段214具有焦距長度B2。第一成像手段213的焦距長度比第二成像手段214的焦距長度短，即，焦距長度B1比焦距長度B2短。第一感應手段211及具有較短焦距長度B1的第一成像手段213的配置俾使第一擷取區域231(圖2A與2B中所示之廣角區域)係由第一成像手段213所映像且由第一感應手段211所偵測。類似地，第二感應手段212與第二成像手段214的配置俾使第二擷取區域232(圖2A與2B中所示的放大區域)係由第二成像手段214所映像且由第二感應手段212所偵測。在圖3中，相較於第一感應手段211，第二感應手段212偵測較大的影像，即，第二感應手段212較第一感應手段211偵測較小的影像區域(放大)。如前所述，第一感應手段211與第二感應手段212分別位於平行於影像平面E的平面中。如所示，此些平面較佳地為兩不同平面。由於其不同的焦距長度B1與B2，兩擷取裝置係位於不同平面中。根據不同的設計，兩平面亦可形成相同的平面。
在一實施例中，如圖2A、2B與3中，第二感應手段第二感應手段212可依一相對該第二光學軸216之位置被置中。第二擷取手段212的中心M2係位於第二擷取手段的光學軸216上。
在另一實施例中，第二感應手段可以參考上述第一擷取手段的相同方式偏離光學軸。在此情況下，第二感應手段的配置俾使第二感應手段的中心相對於第二光學軸係偏離。因此，第二感應手段的配置俾使第二感應手段的中心係位於一通過第二擷取區域之中心及第二成像手段之中心的線上。
應瞭解，可使用一個以上的第二感應手段及一個以上的第二成像手段來擷取一個以上的第二擷取區域。僅為例示，可使用總共三個感應手段及總共三個成像手段來分別擷取三個擷取區域中的一者。於是第三擷取區域可位於第二擷取區域之內，而第二擷取區域可位於第一擷取區域之內。此允許數個放大區域。
應瞭解，上述組態中的第一與第二擷取手段可互相交換。第一感應手段第一感應手段可依一相對該第一光學軸之位置被置中，而第二感應手段可相對於第二光學軸偏離。如上所述，兩擷取裝置亦可偏離各自的光學軸。第二擷取區域亦可由第一成像手段所映像且由第一感應手段所偵測，因此第一擷取區域亦可由第二成像手段所映像且由第二感應手段所偵測。
一般亦關心與影像擷取系統一起使用之對於已獲得影像的更進一步處理(影像處理)。下列參考圖2A與2B敘述了影像資料的分析方法。此方法可與上述系統一起應用。此方法可包含下列步驟：--利用第一擷取手段與至少一第二擷取手段以擷取影像平面E中的影像；--擷取該第一擷取區域231以獲得第一影像資料；--擷取一第二擷取區域232以獲得第二影像資料；及--分析該第一及/或第二組影像資料。
如圖2A中所示，第一擷取手段包含第一感應手段211與第一成像手段213。因此，第二擷取手段包含第二感應手段212與第二成像手段214。第一擷取區域231的擷取係利用第一擷取手段來加以進行，而第二擷取區域232的擷取係利用第二擷取手段來加以進行。在圖2A與2B中，第二擷取區域232係位於第一擷取區域231之內。相較於第一擷取手段211，第二擷取手段212擷取放大的影像(較小影像區域)。假設第一影像資料具有第一解析度而第二影像資料具有第二解析度，則第一解析度係小於第二解析度。因此，提供了兩不同的解析度，其可被用於影像處理。例如，影像資料的解析度可被表示為一物理單位長度中的畫面元素數目，例如dpi(每吋的點數)或ppi(每吋的像素)。第一及第二影像資料可共同被儲存於記憶體單元內。
在實施例中，亦可包含自第一及/或第二影像資料而評估/分析及計算圖2B中所示之映像區域233的影像資料(數位變焦)。在處理單元中可選擇第一及/或第二影像資料，處理單元可例如自記憶體單元讀取影像資料。資料可以自動方式選定或由使用者選定。若影像資料係以自動方式選定，選定動作可以如下方式進行。若映像區域233係位於第二擷取區域232之內(非如圖2B中所示)，則分析第二組影像資料以計算映像區域233的影像資料。但若映像區域233係位於第一擷取區域231之內及第二擷取區域232之外(如圖2B中的半虛線所示)，則分析第一組影像資料以計算映像區域233的影像資料。因此，放大並非像是使用變焦鏡頭的光學變焦而是像數位變焦。兩不同解析度的存在提供了毋需使用變焦鏡頭便能在大影像區域中以充分高解析度進行數位變焦的能力。
自第一及/或第二影像資料分析及計算映像區域233之影像資料可在處理單元中進行。目標區域233的影像資料可利用一般影像處理方法來加以決定。例如，其可藉由第一及/或第二影像資料的獨立像素值之間的內插來加以計算。接著，可將目標區域發送至輸出終端如螢幕。亦可具有子母影像(image-in-image)的功能，其中輸出終端在大視窗中顯示自第一影像資料所計算出的映像區域並在小視窗中顯示自第二影像資料所計算出的映像區域，或反之亦然。
映像區域233可為預定或由使用者自由選定。亦可使用持續增加(縮小)或減少(放大)的映像區域233，且其影像資料可自第一及/或第二影像資料連續計算(連續數位變焦)。對於映像區域持續減少的情況，一旦映像區域233變成第二擷取區域的一部分時，可將對具有低解析度之第一影像資料的分析切換為對具有較高解析度之第二影像資料的分析。此能夠在大影像區域內持續進行數位變焦卻不會有時間延遲且可得到充分的高解析度。
由於例如當光線改變時RGB(紅色-綠色-藍色)元件可能會改變，因此可能會發生擷取影像資料無法反應真實色彩的情況。在另一實施例中，方法可因此包含：在另一實施例中，方法可因此包含：能夠偵測色彩參考值如色彩參考條以獲得色彩參數資料(色彩校正)。擷取色彩參考值可為第一或第二擷取區域的一部分。為了達到此目的，色彩參考值可位於圖2B中所示之第一擷取區域231的邊界區域內。例如，色彩參考值可位於第一擷取手段中(見圖2A)，且可被映像至第一擷取區域231的邊界區域上。在分析過程中，例如可藉著比較色彩參考資料與影像資料而基於色彩參考資料來決定色彩校正資料。若偵測到影像資料偏離了色彩參考資料，則可針對任何選定的映像區域進行影像的色彩校正。使用變焦鏡頭則不可能做到此者，因為，若色彩參考值係位於邊界區域內，則每一選定的映像區域都不會偵測到此色彩參考資料。藉著使用包含固定鏡頭的兩擷取裝置，可如上所述針對每一選定的映像區域提供色彩校正。
當然應瞭解，上述系統可利用上述方法操作，正如上述方法可應用至上述系統。
圖4顯示了具有兩成像手段或鏡頭213與214及發光裝置220之用以擷取影像平面(未表示)之影像的系統210。在擷取時，第一擷取區域(廣角區域)係由第一成像手段213映像並由第一感應手段211偵測且/或第二擷取區域(放大區域)係由第二成像手段214映像並由第二感應手段212偵測。第一及/或第二擷取區域可藉由控制單元以自動方式選定或由使用者選定。在上述的擷取時，影像亦可被暴露至由發光裝置220所發出的光。圖4中所示的發光裝置220包含：光導裝置221，其在第一鏡頭213與第二鏡頭214座落的區域中具有端對端開口241。在下文中，將更詳細地敘述發光裝置。
圖5(未顯示真實比例)顯示了具有擷取裝置210與發光裝置220之用以擷取影像的系統200。影像係位於物體平面E中於一物體201如材料網上。影像可為一靜止畫面、影音畫面或任何其他適當類型的畫面。擷取裝置沿著主軸H配置。擷取裝置可例如為CCD或CMOS相機或任何類型的擷取裝置。
在圖5中，用以產生漫射光的發光裝置220包含：光導裝置221及光源222。光源222的配置俾使其發出的光被導向係光導裝置221並在光導裝置221中傳播。在光導裝置221中傳播的光接著會以漫射方式離開表面區域223或指向影像200之光導裝置221的側面223。此對影像200的擷取提供了平均的照光亦提供了良好的影像品質。可使用額外的裝置以達到最佳光照，例如圖5中的壁290，其具有漫射白色表面而提供了發光裝置220與影像200間的管道。在此方式下，可理想地將漫射光導向需被照亮的區域上，且可增強此區域中的照光強度。尤其，此確保了全像術(hologram)或類似鏡子的表面的極佳再現性。
在圖5中，光導裝置221為圍繞擷取裝置210之中心主軸H的平板。平板係位於平行於物體平面E的平面中，其亦允許平均照光。藉著使用平板，發光裝置重量輕且可被建構成不同尺寸。此意味著亦可供應不同尺寸的系統。光導裝置係可以沿著擷取裝置之主軸的外部設置。若配置可對各個應用提供最佳光照，光導裝置的位置亦可遠離或緊鄰擷取裝置。
光源222在靠近平板221之表面區域223、側面224處提供光線。為了達到較佳的光耦合，反射器227係位於光源222的周圍，光亦被射至空間中的其他方向，而若無反射器則光將無法被導向至光導裝置中。反射器227可為圓形以達到例如使光朝向側面224的最佳反射。若反射器227具有拋物線形，則光源222的位置可極靠近拋物線的聚焦點。亦可使用較佳高耦合用的其他適當裝置。光線被導入的表面區域224可為平滑表面，尤其是以其他方式研磨或拋光的表面。入射光在光導裝置221中傳播(圖5中以箭頭表示)。在光導裝置指離影像200的側邊上，傳播的光受到(完全)反射。為此，光導裝置可具有鏡面塗膜或反射層228。亦可使用用以產生反射的其他適合裝置。在平板上與側邊224相反的一側上，亦會因為鏡面塗膜或反射層229而達到全反射。鏡面及反射塗膜在離開側面223上的漫射光量上有所不同。若反射層在光導裝置221中以漫射方式反射光，則相較於使用鏡面會有更多的漫射光離開側面223。另一方面，可使用鏡面經由在光導裝置221中的複數反射而達到更平均的光分佈。在此情況下應瞭解，光導裝置的表面區域可為光導裝置的部分側面，亦可為光導裝置的整個側面。
因此圖5中之光導裝置的設計係用以使傳播中的光能被光導裝置221的所有表面區域及側面所完全反射，例如，除了接收射入之光的表面區域224及傳播中的光以漫射狀態離開的表面區域223外，傳播中的光能被鏡面或反射塗膜228、229所完全反射。為了確保傳播中的光以漫射狀態離開表面區域223，光導裝置221可由包含散射粒子的材料所構成。光導裝置本身的材料可為透明聚合物如PMMA。該材料亦可為玻璃或類似材料。材料中的散射粒子可為有機及/或非有機的。散射粒子之折射係數不同於光導材料的折射係數。尤其，光漫射的強度係取決於散射粒子的尺寸及光導材料與散射粒子間的折射係數差異。只要是能夠產生漫射光，光導裝置亦可為其他適當的類型如特殊光學膜。
在圖5中，光導裝置221係位於擷取裝置210與影像200之間。光導裝置221可由透明材料所構成，尤其是由玻璃或亞克力玻璃。在此情況下，如圖5中所示，擷取裝置210可經由光導裝置221而擷取影像200。發光裝置220可直接被裝設於擷取裝置210之上或裝設於擷取裝置210的支撐部上。此使得系統具有小巧的設計且系統可表現出低安裝深度。因此擷取裝置210與發光裝置220可形成易於使用的一單元。此外，系統可以許多方式加以使用但卻不需要發展獨立及昂貴的發光概念。
光導裝置亦可被設計為在擷取裝置210擷取影像200的區域中具有切口(在圖5中，此區域係由兩條斜虛線所表示)。在圖5中，此類切口係位於反射層228中。如所示，只要切口允許擷取裝置擷取影像，則此切口可為端對端形式或僅為空腔的形式。這意味著擷取裝置擷取影像的該區域可具有薄反射層，擷取裝置經由該薄反射層而能夠擷取影像。此切口亦可直接位於光導裝置的內部。此切口可位於光導裝置的中心處圍繞中心點，但亦可位於光導裝置內的任何其他適當位置，在擷取裝置擷取影像的此區域中，光導材料為全透明或半透明。
光導裝置221不能直接位於擷取裝置210與影像200之間(如圖5中所示)，但如上文所述，針對各種應用可位於其他適當的位置。如圖5中所示，發光裝置220’可位於與擷取裝置210相反的影像200側。如參考圖5所解釋，發光裝置220’亦具有光導裝置221’與光源222’，其之配置俾使入射光被導入光導裝置221’並在光導裝置221’中傳播。亦如參考圖5所述，光源222’可為反射器227’所圍繞。影像200側位於擷取裝置210之相反側的此配置可用以例如擷取透明材料上的影像。在此情況下，發光裝置220’將會自一側照射材料網201，而擷取裝置210將會自另一側(照光的反側)擷取影像。因此將可避免使用淺色背影金屬板及潛在的陰影。此配置亦提供平均的照光。
圖6顯示了具有四個光導裝置321 a-d及四個切換裝置325 a-d的發光裝置320。在圖6中，光導裝置321 a-d及切換裝置325 a-d係以交替方式配置。切換裝置325 a-d係用以選擇性地遮蔽及不遮蔽在光導裝置321 a-d中傳播的光。切換裝置可為LCD的切換裝置或任何其他適當類型的光切換裝置。光係自光源322於光導裝置321a的一側處注入。
注入的光在光導裝置325a內傳播，而在切換裝置325d遮蔽光而切換裝置325a讓光通過的情況下傳播進入光導裝置321b。當切換裝置325b再次讓光通過，光可傳播進入光導裝置321c，以此類推。此提供了選擇性地僅照射特定區域的選擇，例如，在擷取/偵測織物時可能為必要。在毋需針對每一應用發展單獨及昂貴的發光概念的情況下，便可輕易地調整發光。
圖6顯示了具有三角形狀的四個發光裝置321 a-d。四個三角形光導裝置321 a-d及四個切換裝置325 a-d係沿著中心點340設置而形成封閉區域。在中心點340處可具有一開口，擷取裝置經由此開口而能夠擷取影像。應注意，發光裝置可包含任何數目光導裝置，例如僅2個、8個或更多的光導裝置。例如，可將兩矩形發光裝置相鄰設置並於其間插入切換裝置，或以類似圖6的方式，將8個三角形的光導裝置以八角形的方式設置。切換裝置可被配置在一平面中，但亦可以彼此夾有角度的方式被配置在數個平面中。例如，圖6中所示的四個光導裝置可被配置而形成三角錐。光導裝置及切換裝置可使用任何適當的配置與設計。
亦可利用複數光源將光導入光導裝置中。此意味著照光的程度可加以選擇及調整。可將擷取裝置用之照光程度選擇為高度照光，使得影像僅能夠在瞬間閃光下被擷取卻具有充分的品質。此可代替擷取裝置中的虹膜(iris)功能。
圖7顯示了具有兩光源即一第一光源422a與一第二光源422b的發光裝置420。第一光源422a與第二光源422b係位於光導裝置421的相反側424a與424b上。在相反側424a與424b上，分別射入的光可被導入至光導裝置421。光在光導裝置421中傳播並在光導裝置421的側面423上以漫射方式離開(在圖7中以箭頭表示)。第一及第二光源422a與422b可為相同類型或不同類型的光源。若其為不同類型的光源，則其中一者可為UV光源而另一者為白光源。此些不同光源可用於不同的應用。在此情況下，系統可包含控制裝置450，以選擇性地在第一光源422a或第二光源422b間進行開啟與關閉切換。
光源可為氣體放電燈尤其是閃光燈管，例如氙氣閃光登管。可以使用能夠產生閃光的任何適當類型光源。閃光持續時間的範圍為數微秒如1至100μm，例如10μm。
B1、B2．．．焦距長度
E．．．擷取影像平面
H．．．主軸
M1、M2．．．中心
100．．．影像
101．．．經印刷之材料網
110．．．擷取裝置
160．．．馬達
161．．．軌道系統
162．．．訊號線
163．．．控制與處理單元
164．．．輸出終端
165．．．輸入終端
200．．．系統
201．．．物體
210．．．系統
211．．．感應手段
212．．．第二感應手段
213．．．第一成像手段
214．．．第二成像手段
215．．．第一光學軸
216．．．第二光學軸
219．．．偏離距離
220．．．發光裝置
220’．．．發光裝置
221．．．光導裝置
221’．．．光導裝置
222．．．光源
222’．．．光源
223．．．表面區域或側面
224．．．表面區域或側面
227．．．反射器
227’．．．反射器
228．．．反射層
229．．．反射層
230．．．中心點
231．．．第一擷取區域
232．．．第二擷取區域
233．．．映像區域
241．．．開口
290．．．壁
310．．．影像的系統
311．．．第一感應手段
312．．．第二感應手段
313．．．第二成像手段
314．．．第二成像手段
331．．．第一擷取區域
332．．．第二擷取區域
320．．．發光裝置
321 a-d．．．光導裝置
322．．．光源
325 a-d．．．四個切換裝置
340．．．中心點
420．．．發光裝置
421．．．光導裝置
422a．．．第一光源
422b．．．第二光源
423．．．側面
424a、424b．．．相反側
下列將基於參考了附圖的較佳實施例而解釋本發明。
圖1顯示了用以擷取材料網上之影像的系統。
圖2A顯示了用以擷取一擷取區域的系統。
圖2B顯示了在圖2A之影像平面中兩擷取區域的上視圖。
圖3顯示了具有兩鏡頭的影像擷取系統。
圖4顯示了具有兩鏡頭及一發光裝置的影像擷取系統。
圖5顯示了具有一擷取裝置及一發光裝置的影像擷取系統。
圖5A顯示了具有一擷取裝置及兩發光裝置的影像擷取系統。
圖6顯示了具有四光導裝置及四切換裝置的發光裝置。
圖7顯示了具有兩光源的發光裝置。
210‧‧‧系統
211‧‧‧感應手段
212‧‧‧第二感應手段
213‧‧‧第一成像手段
214‧‧‧第二成像手段
215‧‧‧第一光學軸
216‧‧‧第二光學軸
219‧‧‧偏離距離

Claims (27)

  1. 一種用以擷取一影像平面(E)中之一影像的系統(210)，包含：一第一感應手段(211)與具有一第一光學軸(215)之一第一成像手段(213)；及至少一第二感應手段(212)與具有一第二光學軸(216)之至少一第二成像手段(214)；其中，該系統係設計以擷取該影像平面(E)中的一第一擷取區域(231)與至少一第二擷取區域(232)；其中該第一感應手段(211)及該第一成像手段(213)係經組構以使該第一擷取區域(231)係由該第一成像手段(213)所映像並由該第一感應手段(211)所擷取；其中該第二感應手段(212)及該第二成像手段(214)係經組構以使該第二擷取區域(232)係由該第二成像手段(214)所映像並由該第二感應手段(212)所擷取；其中該感應手段(211,212)及該成像手段(213,214)係經組構以使該第二擷取區域(232)係小於該第一擷取區域(231)；其中該感應手段(211,212)及該成像手段(213,214)係經組構以使該第二擷取區域(232)係位於該第一擷取區域(231)之內；及其中該第一感應手段(211)係經組構以使該第一感應手段(211)的中心(M1)與該第一光學軸(215)間具有一偏離距離(219)。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一感應手段(211)係經組構以使該第一感應手段(211)之中心(M1)係位於通過該第一擷取區域(231)之中心與該第一成像手段(213)之中心的線上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中該第二感應手段(212)依一相對該第二光學軸(216)之位置被置中。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第二感應手段(212)係經組構以使該第二感應手段(212)的中心(M2)與該第二光學軸(216)間具有一偏離距離。
  5. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第二感應手段(212)係經組構以使該第二感應手段(212)的中心(M2)係位於通過該第二擷取區域(232)之中心及該第二成像手段(214)之中心的線上。
  6. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一光學軸(215)與該第二光學軸(216)係彼此平行。
  7. 如前述申請專利範圍第1項之系統，其中該第一感應手段(211)係設置於與該影像平面(E)平行的一平面中。
  8. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第二感應手段(212)係設置於與該影像平面(E)平行的一平面中。
  9. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一成像手段(213)與該第二成像手段(214)具有不同焦距長度。
  10. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該第一成像手段(213)之焦距長度較該第二成像手段(214)之焦距長度短。
  11. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該系統使得該第二感應手段(212)相較於該第一感應手段(211)擷取到較大的影像。
  12. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該影像係位於一材料網上。
  13. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一及/或第二成像手段(213,214)包含鏡頭。
  14. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一及/或該第二成像手段(213,214)為固定鏡頭。
  15. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一及/或第二感應手段(211,212)為CMOS晶片。
  16. 一種用於影像資料之分析的方法，包含下列步驟：提供一第一擷取手段及至少一第二擷取手段以擷取一影像平面(E)內的影像，該第一擷取手段具有一第一感應手段(211)與具有一第一光學軸(215)之一第一成像手段(213)，該至少一第二擷取手段具有至少一第二感應手段(212)與具有一第二光學軸(216)之至少一第二成像手段(214)，其中該第一感應手段(211)係經組構以使該第一感應手段(211)的中心(M1)與該第一光學軸(215)間具有一偏離距離(219)；藉由該第一感應手段(211)擷取一第一擷取區域(231)以獲得一第一影像資料； 藉由該第二感應手段(212)擷取至少一第二擷取區域(232)以獲得一第二影像資料，其中該感應手段(211,212)及該成像手段(213,214)係經組構以使該第二擷取區域(232)係小於該第一擷取區域(231)且使該第二擷取區域(232)係位於該第一擷取區域(231)之內；及評估該第一及/或第二影像資料。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該評估步驟包含：計算該第一及/或第二影像資料之映像區域(233)的影像資料。
  18. 如申請專利範圍第16或17項之方法，其中該評估步驟包含：藉持續增加或減少該第一及/或第二影像資料之尺寸來計算映像區域(233)的影像資料。
  19. 如申請專利範圍第16項之方法，包含：若該映像區域(233)係位於該第二擷取區域(232)之內，則評估該第二影像資料。
  20. 如申請專利範圍第16項之方法，包含：若該映像區域(233)係位於該第一擷取區域231之內但位於該第二擷取區域(232)之外，則評估該第一影像資料。
  21. 如申請專利範圍第16項之方法，更包含：擷取色彩參考值以獲得色彩參考資料。
  22. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該評估步驟包含：基於該色彩參考資料而決定色彩校正資料。
  23. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該評估步驟包含：基於該色彩參考資料而校正影像資料之色彩。
  24. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該第一或第二擷取區域之擷取包含擷取該色彩參考值。
  25. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該色彩參考值係位於該第一擷取區域的一邊界區域中。
  26. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該第一影像資料具有一第一解析度而該第二影像資料具有一第二解析度。
  27. 如申請專利範圍第26項之方法，其中該第一解析度係小於該第二解析度。
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