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特表2024-528155マルチスペクトル光アセンブリを備えたマシンビジョンシステム及び方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-26

(54)【発明の名称】マルチスペクトル光アセンブリを備えたマシンビジョンシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

G01N 21/84 20060101AFI20240719BHJP

【ＦＩ】

G01N21/84 E

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024506216

(86)(22)【出願日】2022-07-29

(85)【翻訳文提出日】2024-04-01

(86)【国際出願番号】 US2022038842

(87)【国際公開番号】W WO2023014601

(87)【国際公開日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】17/568,417

(32)【優先日】2022-01-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/390,920

(32)【優先日】2021-07-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】504382671

【氏名又は名称】コグネックス・コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田康弘

(72)【発明者】

【氏名】フェルナンデス－ドラドホセ

(72)【発明者】

【氏名】ヌニンクローレンス

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AB02

2G051BA08

2G051BA20

2G051BB07

2G051BB09

(57)【要約】

照明システム用のマルチスペクトル光アセンブリは、複数の異なる波長の光を生成するように構成されたマルチスペクトル光源と、マルチスペクトル光源の前方に配置され、前記複数の異なる波長の光のうち２つ以上の混色を行うように構成されたライトパイプと、を備えている。マルチスペクトル光アセンブリはさらに、ライトパイプに設けられた拡散面と、拡散面の前方に配置された投影レンズと、を備えている。処理装置がマルチスペクトル光アセンブリと通信してマルチスペクトル光源の駆動を制御するように構成することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マシンビジョンシステム用の照明アセンブリであって、
複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えており、前記複数の各マルチスペクトル光アセンブリはそれぞれ、
複数の異なる波長の光を生成するように構成されたマルチスペクトル光源と、
入射面及び出射面を有し、照明方向を基準として前記マルチスペクトル光源の前方に配置されたライトパイプであって、前記マルチスペクトル光源によって生成された前記複数の異なる波長の光のうち２つ以上を受光して、前記複数の異なる波長の光のうち前記２つ以上の混色を行うように構成されたライトパイプと、
前記ライトパイプの出射面に配され、前記ライトパイプから送出された混色光を受光する拡散面と、
前記拡散面の前方に配置された投影レンズであって、前記拡散面から前記混色光を受光し、前記混色光を含む光ビームを物体に投影するように構成された投影レンズと、
を備えており、
前記照明システムはさらに、前記複数のマルチスペクトル光アセンブリと通信し、前記複数の各マルチスペクトル光アセンブリの前記マルチスペクトル光源の駆動を制御するように構成された処理装置を備えている
ことを特徴とする照明アセンブリ。

【請求項2】

前記マルチスペクトル光源は、それぞれ異なる波長の光を別個に出力するように構成された複数のカラー発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えている、
請求項１記載の照明アセンブリ。

【請求項3】

前記マルチスペクトル光源は、ＲＧＢＷＬＥＤ、ＲＧＢＩＲＬＥＤ、又はＲＧＢＹＬＥＤのいずれかである、
請求項２記載の照明アセンブリ。

【請求項4】

前記処理装置と通信し、前記マルチスペクトル光源によって生成された少なくとも１つの波長の光を受光して当該波長の光の強度を測定するように構成された照明センサをさらに備えている、
請求項１記載の照明アセンブリ。

【請求項5】

前記処理装置は、前記少なくとも１つの波長の光の測定された前記強度を受け取って、測定された当該強度に基づき、前記少なくとも１つの波長の光の前記強度の調整又は前記少なくとも１つの波長の光の露光時間の調整のうち１つ又は複数を行うように構成されている、
請求項４記載の照明アセンブリ。

【請求項6】

前記処理装置は、測定された前記強度と目標強度との比較に基づき、前記少なくとも１つの波長の光の前記強度を調整するように構成されている、
請求項５記載の照明アセンブリ。

【請求項7】

前記拡散面は、前記ライトパイプから送出される光の角度を制御するように構成されている、
請求項１記載の照明アセンブリ。

【請求項8】

前記拡散面は、前記ライトパイプから送出される光の形状を制御するように構成されている、
請求項７記載の照明アセンブリ。

【請求項9】

前記投影レンズは、非球面形レンズ、球面形レンズ、トロイダル形レンズ、シリンドリカル形レンズ、自由曲面レンズのいずれか１つ、又は複数のレンズ形状の組み合わせである、
請求項８記載の照明アセンブリ。

【請求項10】

前記物体に投影される光ビームの形状は、前記マシンビジョンシステムの視野（ＦＯＶ）の形状に略等しい、
請求項８記載の照明アセンブリ。

【請求項11】

前記物体に投影される光ビームの形状は矩形である、
請求項１０記載の照明アセンブリ。

【請求項12】

前記拡散面は、前記ライトパイプの前記出射面に配置されたホログラフィック・ディフューザである、
請求項１記載の照明アセンブリ。

【請求項13】

前記拡散面は、前記ライトパイプの前記出射面の拡散テクスチャである、
請求項１記載の照明システム。

【請求項14】

前記ライトパイプの形状と、前記ライトパイプの前記入射面と前記出射面との面積の比と、が混色のために最適化されている、
請求項１記載の照明アセンブリ。

【請求項15】

少なくとも１つのレンズを備えた光学系アセンブリと、
撮像センサを備えたセンサアセンブリと、
前記少なくとも１つのレンズまわりに対称的に配置された複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えた照明アセンブリと、
を備えており、
前記複数の各マルチスペクトル光アセンブリは、
それぞれ異なる波長の光を生成する複数のカラーＬＥＤダイを備えたマルチスペクトル光源であって、前記複数のカラーＬＥＤダイの向きは、照明領域においてバランスのとれた色の分布を提供するように設定されたマルチスペクトル光源と、
前記マルチスペクトル光源の前方に配置され、出射面を有するライトパイプと、
前記ライトパイプの前記出射面に配置された拡散面と、
前記拡散面の前方に配置され、物体に前記照明領域を投影するように構成された投影レンズと、
を備えており、
前記マシンビジョンシステムは、前記光学系アセンブリ、前記センサアセンブリ及び前記照明アセンブリと通信し、前記複数の各カラーＬＥＤダイの駆動を制御するように構成された処理装置をさらに備えている
ことを特徴とするマシンビジョンシステム。

【請求項16】

前記処理装置は前記複数の各カラーＬＥＤダイを順次駆動するように構成されている、
請求項１５記載のマシンビジョンシステム。

【請求項17】

前記処理装置は、１つの露光時間中に前記複数の各カラーＬＥＤダイを順次駆動するように構成されている、
請求項１６記載のマシンビジョンシステム。

【請求項18】

前記光学系アセンブリ、前記センサアセンブリ、前記照明アセンブリ及び前記処理装置の周囲に配置されたハウジングと、
前記照明アセンブリの前方において前記ハウジングに取り外し可能に取り付けられた拡散光アセンブリであって、前記照明アセンブリから送出された光を拡散光に変換するように構成された拡散光アセンブリと、
をさらに備えている請求項１５記載のマシンビジョンシステム。

【請求項19】

前記複数の各カラーＬＥＤダイは、それぞれ異なる色のＬＥＤを含む前記複数の各カラーＬＥＤダイにそれぞれ対応する複数のライティング位置をそれぞれ有し、
前記複数のマルチスペクトル光アセンブリは全体として、前記複数の各ライティング位置における各異なる色の数が等しい、
請求項１５記載のマシンビジョンシステム。

【請求項20】

物体に存在するシンボルの画像を取得するために使用されるマシンビジョンシステム用の照明システムを制御するための方法であって、
少なくとも１つのマルチスペクトル光源と、対応するライトパイプと、を用いて、第１のカラーチャネルに関連付けられた第１の波長を有する第１の光ビームを第１の期間にわたって投影することと、
照明センサを用いて前記第１の光ビームの強度を測定することと、
処理装置を用いて、前記第１の光ビームの測定された前記強度と第１の目標強度とを比較することと、
前記処理装置を用いて、前記第１の光ビームの測定された前記強度と前記第１の目標強度との比較結果に基づき、前記第１の光ビームの測定された前記強度が前記目標強度に等しくなるまで前記第１の光ビームの光の量を調整することと、
前記第１の期間後、前記少なくとも１つのマルチスペクトル光源と、対応するライトパイプと、を用いて、第２のカラーチャネルに関連付けられた第２の波長を有する第２の光ビームを第２の期間にわたって投影することと、
前記照明センサを用いて前記第２の光ビームの強度を測定することと、
前記処理装置を用いて、前記第２の光ビームの測定された前記強度と第２の目標強度とを比較することと、
前記処理装置を用いて、前記第２の光ビームの測定された前記強度と前記第２の目標強度との比較結果に基づき、前記第２の光ビームの測定された前記強度が前記第２の目標強度に等しくなるまで前記第２の光ビームの光の量を調整することと、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項21】

前記第１の光ビームと前記第２の光ビームとは順次投影される、
請求項２０記載の方法。

【請求項22】

前記第１の期間と前記第２の期間とは、同じ１つの露光時間に含まれる、
請求項２１記載の方法。

【請求項23】

前記第１の光ビームの光の量を調整することは前記第１の期間の時間長を調整することを含み、又は、前記第２の光ビームの光の量を調整することは前記第２の期間の時間長を調整することを含む、
請求項２１記載の方法。

【請求項24】

撮像センサを備えた撮像センサアセンブリと、
前記撮像センサアセンブリに結合されたレンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリに結合された照明アセンブリと、
を備えており、
前記照明アセンブリは複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えており、
前記複数の各マルチスペクトル光アセンブリは、
少なくとも２つの異なる波長の光を生成するように構成された複数のカラーＬＥＤダイを備えたマルチスペクトル光源と、
前記マルチスペクトル光源の前方に配置され、出射面を有するライトパイプと、
前記ライトパイプの前記出射面に配置された拡散面と、
前記拡散面の前方に配置された投影レンズと、
を備えており、
前記マシンビジョンシステムは、前記照明アセンブリの前方に配置された取り外し可能なフロントカバーをさらに備えている
ことを特徴とするマシンビジョンシステム。

【請求項25】

取り外し可能な前記フロントカバーの前方に配置されて前記マシンビジョンシステムに取り外し可能に取り付けられたパッシブ光アクセサリをさらに備えている、
請求項２４記載のマシンビジョンシステム。

【請求項26】

前記パッシブ光アクセサリは、前記照明アセンブリから送出された光を拡散光に変換するように構成された拡散光アセンブリである、
請求項２５記載のマシンビジョンシステム。

【請求項27】

前記フロントカバーの一部は、前記照明アセンブリからの光を拡散するように構成されている、
請求項２４記載のマシンビジョンシステム。

【請求項28】

前記フロントカバーの一部は直交偏光を提供するように構成されている、
請求項２４記載のマシンビジョンシステム。

【請求項29】

前記照明アセンブリから送出された光を検出するように配置された照明センサと、
距離センサと、
をさらに備えている、
請求項２４記載のマシンビジョンシステム。

【請求項30】

前記距離センサはタイム・オブ・フライト型センサ（ＴＯＦ）である、
請求項２９記載のマシンビジョンシステム。

【請求項31】

前記レンズアセンブリの焦点を調整するための手動の焦点調整機構をさらに備えている、
請求項２４記載のマシンビジョンシステム。

【請求項32】

前記レンズアセンブリの前方に配置されたマルチアパーチャアセンブリをさらに備えている、
請求項２４記載のマシンビジョンシステム。

【請求項33】

撮像センサを備えた撮像センサアセンブリと、
前記撮像センサアセンブリに結合されたレンズアセンブリであって、複数のレンズと、当該レンズアセンブリの周囲に配置された第１のギアと、を備えたレンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリに結合された照明アセンブリと、
を備えており、
前記照明アセンブリは、
ハウジングと、
前記レンズアセンブリの前記第１のギアと可動に係合するギア機構と、
前記レンズアセンブリの焦点を調整するためのツールを受けるように構成された開口を有する外表面と、
複数の開口を有するフロントプレートと、
複数のマルチスペクトル光アセンブリと、
を備えており、
前記マシンビジョンシステムは、前記照明アセンブリの前方に配置された取り外し可能なフロントカバーをさらに備えている
ことを特徴とするマシンビジョンシステム。

【請求項34】

前記複数の各マルチスペクトル光アセンブリは、
少なくとも２つの異なる波長の光を生成するように構成された複数のカラーＬＥＤダイを備えたマルチスペクトル光源と、
前記マルチスペクトル光源の前方に配置され、出射面を有するライトパイプと、
前記ライトパイプの前記出射面に配置された拡散面と、
前記拡散面の前方に配置された投影レンズと、
を備えている、
請求項３３記載のマシンビジョンシステム。

【請求項35】

前記照明アセンブリの前記フロントプレートの前記複数の各開口はそれぞれ、前記複数のマルチスペクトル光アセンブリのうち各対応する１つのマルチスペクトル光アセンブリの投影レンズを受けるように構成されている、
請求項３４記載のマシンビジョンシステム。

【請求項36】

取り外し可能な前記フロントカバーの前方に配置されて前記マシンビジョンシステムに取り外し可能に取り付けられたパッシブ光アクセサリをさらに備えている、
請求項３３記載のマシンビジョンシステム。

【請求項37】

前記ギア機構は、
前記レンズアセンブリの前記第１のギアと可動に係合する第２のギアと、
前記第２のギアと可動に係合する第３のギアと、
を備えている、
請求項３３記載のマシンビジョンシステム。

【請求項38】

前記第３のギアの回転によって前記第２のギア及び前記第１のギアの回転が駆動されて、前記レンズアセンブリの少なくとも１つのレンズの移動が引き起こされる、
請求項３７記載のマシンビジョンシステム。

【請求項39】

前記少なくとも１つのレンズの前記移動は、前記撮像センサアセンブリに対する接近又は離隔である、
請求項３８記載のマシンビジョンシステム。

【請求項40】

前記第３のギアは、前記レンズアセンブリの焦点を調整するためのツールによって回転されるように構成されている、
請求項３８記載のマシンビジョンシステム。

【請求項41】

前記フロントカバーの一部は、（１）前記照明アセンブリからの光の拡散、又は（２）直交偏光の提供、の少なくとも１つを行うように構成されている、
請求項３３記載のマシンビジョンシステム。

【請求項42】

前記照明アセンブリから送出された光を検出するように配置された照明センサと、
距離センサと、
をさらに備えている、
請求項３３記載のマシンビジョンシステム。

【請求項43】

前記レンズアセンブリの前方に配置されたマルチアパーチャアセンブリをさらに備えている、
請求項３３記載のマシンビジョンシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

＜関連出願の相互参照＞
本願は、米国特許出願第１７／３９０，９２０号（出願日：２０２１年７月３１日、発明の名称：「Machine Vision System and Method with Multispectral Light Assembly（マルチスペクトル光アセンブリを備えたマシンビジョンシステム及び方法）」）及び同出願第17/548,417号（出願日：２０２２年１月４日、発明の名称：「Machine Vision System and Method with Multispectral Light Assembly（マルチスペクトル光アセンブリを備えたマシンビジョンシステム及び方法）」）に基づき、またその優先権を主張するものであり、これら各出願の開示内容は全て、参照により本願の開示内容に含まれるものとする。

【0002】

本願開示は一般にはマシンビジョンシステムに関し、より具体的には、複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えた照明システムと、マルチスペクトル光アセンブリを制御するための方法と、に関する。

【背景技術】

【0003】

マシンビジョンシステム（単に「ビジョンシステム」と称することもある）は、撮像センサを備えた画像取得装置を使用して、観察対象の被写体に関する情報を提供することができる。その後、システムはこの情報を様々なアルゴリズムに従って解釈し、プログラミングされた意思決定又は識別機能を実行することができる。例えば、システムにとって関心のある特徴を有する物体の画像は、適切な照明下でオンボード撮像センサ（単に「撮像装置」又は「センサ」と称することもある）によって可視光域又は可視光域付近で取得することができ、かかる取得は、内部若しくは外部の照明装置により提供される光又は周辺光に基づいて行うことができる。

【0004】

ビジョンシステムは、製造、物流及び産業における種々のタスクに用いることができる。ビジョンシステムの一般的なタスクは、シンボル（例えば一次元又は二次元コード、「ＩＤ」とも称される）の読み取り及び復号化であり、かかるタスクは多岐にわたる幅広い用途や業界において用いられ、とりわけＩＤバーコード、二次元データマトリクスコード（2D DataMatrix Codes）、ＱＲコード（登録商標）、及びドットコードの形態をとることができる。撮像センサは被写体又は物体の画像（典型的には、グレースケール又はカラーの一次元、二次元又は三次元画像）を取得し、オンボード又は相互接続されたビジョンシステムプロセッサを用いて、この取得した画像を処理する。このプロセッサは、１つ又は複数のビジョンシステム処理を実行して画像の処理済み情報に基づく所望の出力を生成する処理ハードウェアと非一時的なコンピュータ可読プログラム指令（ソフトウェア）の両方を備えていることが多い。この画像情報は典型的には、それぞれが種々の色又は強度を有する画素のアレイで提供される。ＩＤリーダ（ここでは「リーダ」とも称される）の事例では、ユーザ又は自動プロセスが、１つ又は複数のバーコード、二次元コードその他の形式のＩＤを含むと考えられる物体の画像を取得する。この画像が処理されることにより、符号化された特徴が識別され、その後、１つ又は複数の復号化処理によってこの符号化された情報を復号化して、コードにより表現された固有の英数字データが得られる。

【0005】

ビジョンシステムは、表面及び部品の検査、組立ての際の物体のアライメント、測定、その他視覚的データを取得して後続の処理で使用するために解釈する全ての作業等の他のタスクでも使用することができる。例えば、（製造工程中等に）製造ライン上の物体（部品又はパーツ等）を検査して物体が所定の基準を満たすことを保証するためにビジョンシステムを用いることができる。例えば、各物体が特定の特徴又は特性を保有することが期待されることがあり得る。その場合、検査工程においてビジョンシステムの撮像センサが物体の画像を取得し、（例えばビジョンシステムプロセッサ等を用いて）この画像を処理して物体の特徴又は特性を識別することができる。上記の検査工程の結果を作業者が閲覧するためにディスプレイに出力することができる。物体が検査に合格した場合には、当該物体を製造ライン上に残して後続の処理及び／又はハンドリングに回すことができる。物体が検査で不合格となった場合には物体にマークを付し、及び／又は製造ラインから除外することができる。

【発明の概要】

【0006】

一実施形態では、マシンビジョンシステム用の照明アセンブリは、複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えている。各マルチスペクトル光アセンブリはそれぞれ、複数の異なる波長の光を生成するように構成されたマルチスペクトル光源と、入射面及び出射面を有し、前記マルチスペクトル光源の前方に配置されたライトパイプと、を備えている。前記ライトパイプは、前記マルチスペクトル光源によって生成された前記複数の異なる波長の光のうち２つ以上を受光して、前記複数の異なる波長の光のうち前記２つ以上の混色を行うように構成されている。前記マルチスペクトル光アセンブリは、前記ライトパイプの出射面に配され、前記ライトパイプから送出された混色光を受光する拡散面と、前記拡散面の前方に配置された投影レンズであって、前記拡散面から前記混色光を受光し、前記混色光を含む光ビームを物体に投影するように構成された投影レンズと、をさらに備えている。前記照明アセンブリはさらに、前記複数のマルチスペクトル光アセンブリと通信する処理装置を備えている。前記処理装置は、前記複数の各マルチスペクトル光アセンブリの前記マルチスペクトル光源の駆動を制御するように構成されている。

【0007】

一部の実施形態では照明アセンブリは、それぞれ異なる波長の光を別個に出力するように構成された複数のカラー発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えたマルチスペクトル光源を備えることができる。一部の実施形態では照明アセンブリは、ＲＧＢＷＬＥＤ、ＲＧＢＩＲＬＥＤ、又はＲＧＢＹＬＥＤのいずれかを含むマルチスペクトル光源を備えることができる。一部の実施形態では照明アセンブリは、前記処理装置と通信し、前記マルチスペクトル光源によって生成された少なくとも１つの波長の光を受光して当該波長の光の強度を測定するように構成可能な照明センサを備えることができる。一部の実施形態では照明アセンブリは、少なくとも１つの波長の光の測定された前記強度を受け取って、測定された当該強度に基づき、前記少なくとも１つの波長の光の前記強度の調整又は前記少なくとも１つの波長の光の露光時間の調整のうち１つ又は複数を行うように構成可能な処理装置を備えることができる。一部の実施形態では照明アセンブリは、測定された前記強度と目標強度との比較に基づき、前記少なくとも１つの波長の光の前記強度を調整するように構成可能な処理装置を備えることができる。一部の実施形態では照明アセンブリは、ライトパイプから送出される光の角度を制御するように構成された拡散面を備えることができる。一部の実施形態では照明アセンブリは、ライトパイプから送出される光の形状を制御するように構成可能な拡散面を備えることができる。一部の実施形態では照明アセンブリは、非球面形レンズ、球面形レンズ、トロイダル形レンズ、シリンドリカル形レンズ、自由曲面レンズのいずれか１つ、又は複数の異なるレンズ形状の組み合わせである投影レンズを備えることができる。一部の実施形態では、前記物体に投影される光ビームの形状は、前記マシンビジョンシステムの視野（ＦＯＶ）の形状に略等しくすることができる。一部の実施形態では、前記物体に投影される光ビームの形状は矩形である。一部の実施形態では、前記拡散面は、前記ライトパイプの前記出射面の拡散テクスチャである。一部の実施形態では、前記ライトパイプの形状と、前記ライトパイプの前記入射面と前記出射面との面積の比と、が混色のために最適化されている。

【0008】

他の一実施形態では、マシンビジョンシステムは、少なくとも１つのレンズを備えた光学系アセンブリと、撮像センサを備えたセンサアセンブリと、前記少なくとも１つのレンズまわりに対称的に配置された複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えた照明アセンブリと、を備えている。各マルチスペクトル光アセンブリは、複数のカラーＬＥＤダイを備えたマルチスペクトル光源を備えている。前記複数の各カラーＬＥＤダイは、それぞれ異なる波長の光を生成するように構成されている。前記複数のカラーＬＥＤダイの向きは、照明領域においてバランスのとれた色の分布を提供するように設定されている。前記マルチスペクトル光アセンブリは、前記マルチスペクトル光源の前方に配置され、出射面を有するライトパイプと、前記ライトパイプの前記出射面に配置された拡散面と、前記拡散面の前方に配置され、物体に前記照明領域を投影するように構成された投影レンズと、をさらに備えている。前記マシンビジョンシステムは、前記光学系アセンブリ、前記センサアセンブリ及び前記照明アセンブリと通信する処理装置をさらに備えている。前記処理装置は、前記複数の各カラーＬＥＤダイの駆動を制御するように構成されている。

【0009】

一部の実施形態ではマシンビジョンシステムは、マルチスペクトル光源の複数の各カラーＬＥＤダイを順次駆動するように構成可能な処理装置を備えることができる。一部の実施形態ではマシンビジョンシステムは、１つの露光時間中にマルチスペクトル光源の複数の各カラーＬＥＤダイを順次駆動するように構成可能な処理装置を備えることができる。一部の実施形態ではマシンビジョンシステムは、光学系アセンブリ、センサアセンブリ、照明アセンブリ及び処理装置の周囲に配置されたハウジングと、前記照明アセンブリの前方において前記ハウジングに取り外し可能に取り付けられた拡散光アセンブリであって、前記照明アセンブリから送出された光を拡散光に変換するように構成された拡散光アセンブリと、を備えることができる。一部の実施形態ではマシンビジョンシステムは、複数の各カラーＬＥＤダイを備えたマルチスペクトル光源を備えることができ、前記複数の各カラーＬＥＤダイは、それぞれ異なる色のＬＥＤを含む前記複数の各カラーＬＥＤダイにそれぞれ対応する複数のライティング（lighting）位置をそれぞれ有し、前記複数のマルチスペクトル光アセンブリは全体として、前記複数の各ライティング位置における各異なる色の数が等しい。

【0010】

他の一実施形態では、物体に存在するシンボルの画像を取得するために使用されるマシンビジョンシステム用の照明システムを制御するための方法は、少なくとも１つのマルチスペクトル光源と、対応するライトパイプと、を用いて、第１の光ビームを第１の期間にわたって投影することを含む。前記第１の光ビームは、第１のカラーチャネルに関連付けられた第１の波長を有する。前記方法は、照明センサを用いて前記第１の光ビームの強度を測定することと、処理装置を用いて、前記第１の光ビームの測定された前記強度と第１の目標強度とを比較することと、前記処理装置を用いて、前記第１の光ビームの測定された前記強度と前記第１の目標強度との比較結果に基づき、前記第１の光ビームの光の量を調整し、前記第１の光ビームの測定された前記強度が前記目標強度に等しくなるまで光の量の調整を繰り返すことと、をさらに含む。前記方法は前記第１の期間後、前記少なくとも１つのマルチスペクトル光源と、対応するライトパイプと、を用いて、第２の光ビームを第２の期間にわたって投影することをさらに含む。前記第２の光ビームは、第２のカラーチャネルに関連付けられた第２の波長を有する。前記方法は、前記照明センサを用いて前記第２の光ビームの強度を測定することと、前記処理装置を用いて、前記第２の光ビームの測定された前記強度と第２の目標強度とを比較することと、前記処理装置を用いて、前記第２の光ビームの測定された前記強度と前記第２の目標強度との比較結果に基づき、前記第２の光ビームの光の量を調整し、前記第２の光ビームの測定された前記強度が前記第２の目標強度に等しくなるまで光の量の調整を繰り返すことと、をさらに含む。

【0011】

一部の実施形態では、マシンビジョンシステム用の照明システムを制御するための方法は、第１の光ビームと第２の光ビームとを順次投影することを含むことができる。一部の実施形態では、マシンビジョンシステム用の照明システムを制御するための方法は、第１の光ビームを第１の期間にわたって投影することと、第２の光ビームを第２の期間にわたって投影することと、を含むことができ、前記第１の期間と前記第２の期間とは、同じ１つの露光時間に含まれることができる。一部の実施形態では、マシンビジョンシステム用の照明システムを制御するための方法は、第１の光ビーム又は第２の光ビームの光の量を調整することを含むことができ、前記第１の光ビームの光の量を調整することは前記第１の期間の時間長を調整することを含み、又は、前記第２の光ビームの光の量を調整することを含む。

【0012】

一実施形態ではマシンビジョンシステムは、撮像センサを備えた撮像センサアセンブリと、前記撮像センサアセンブリに結合されたレンズアセンブリと、前記レンズアセンブリに結合された照明アセンブリと、前記照明アセンブリの前方に配置された取り外し可能なフロントカバーと、を備えている。前記照明アセンブリは複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えることができる。前記複数の各マルチスペクトル光アセンブリは、少なくとも２つの異なる波長の光を生成するように構成された複数のカラーＬＥＤダイを備えたマルチスペクトル光源と、前記マルチスペクトル光源の前方に配置され、出射面を有するライトパイプと、前記ライトパイプの前記出射面に配置された拡散面と、前記拡散面の前方に配置された投影レンズと、を備えることができる。

【0013】

一部の実施形態では前記マシンビジョンシステムは、取り外し可能な前記フロントカバーの前方に配置されて前記マシンビジョンシステムに取り外し可能に取り付け可能なパッシブ光アクセサリをさらに備えることができる。一部の実施形態では、前記パッシブ光アクセサリは、前記照明アセンブリから送出された光を拡散光に変換するように構成可能な拡散光アセンブリとすることができる。一部の実施形態では、前記フロントカバーの一部は、前記照明アセンブリからの光を拡散するように構成することができる。一部の実施形態では、前記フロントカバーの一部は直交偏光を提供するように構成することができる。一部の実施形態では前記マシンビジョンシステムは、前記照明アセンブリから送出された光を検出するように配置された照明センサと、距離センサと、をさらに備えることができる。一部の実施形態では、前記距離センサはタイム・オブ・フライト型センサ（ＴＯＦ）とすることができる。一部の実施形態では前記マシンビジョンシステムは、前記レンズアセンブリの焦点を調整するための手動の焦点調整機構をさらに備えることができる。一部の実施形態では前記マシンビジョンシステムは、前記レンズアセンブリの前方に配置されたマルチアパーチャアセンブリをさらに備えることができる。

【0014】

さらに他の一実施形態では、マシンビジョンシステムは、撮像センサを備えた撮像センサアセンブリと、前記撮像センサアセンブリに結合されたレンズアセンブリと、を備えている。前記レンズアセンブリは、複数のレンズと、当該レンズアセンブリの周囲に配置された第１のギアと、を備え前記マシンビジョンシステムは、前記レンズアセンブリに結合された照明アセンブリと、前記照明アセンブリの前方に配置された取り外し可能なフロントカバーと、をさらに備えることができる。前記照明アセンブリは、ハウジングと、前記レンズアセンブリの前記第１のギアと可動に係合するギア機構と、前記レンズアセンブリの焦点を調整するためのツールを受けるように構成された開口を有する外表面と、複数の開口を有するフロントプレートと、複数のマルチスペクトル光アセンブリと、を備えている。

【0015】

一部の実施形態では、前記マシンビジョンシステムの前記照射アセンブリの各マルチスペクトル光アセンブリは、少なくとも２つの異なる波長の光を生成するように構成可能な複数のカラーＬＥＤダイを備えたマルチスペクトル光源と、前記マルチスペクトル光源の前方に配置され、出射面を有するライトパイプと、前記ライトパイプの前記出射面に配置された拡散面と、前記拡散面の前方に配置された投影レンズと、を備えることができる。一部の実施形態では、前記照明アセンブリの前記フロントプレートの前記複数の各開口はそれぞれ、前記複数のマルチスペクトル光アセンブリのうち各対応する１つのマルチスペクトル光アセンブリの投影レンズを受けるように構成することができる。一部の実施形態では、前記マシンビジョンシステムは、取り外し可能な前記フロントカバーの前方に配置されて前記マシンビジョンシステムに取り外し可能に取り付け可能なパッシブ光アクセサリをさらに備えることができる。一部の実施形態では、前記照明アセンブリの前記ギア機構は、前記レンズアセンブリの前記第１のギアと可動に係合する第２のギアと、前記第２のギアと可動に係合する第３のギアと、を備えることができる。一部の実施形態では、前記第３のギアの回転によって前記第２のギア及び前記第１のギアの回転が駆動されて、前記レンズアセンブリの少なくとも１つのレンズの移動が引き起こされることができる。一部の実施形態では、前記少なくとも１つのレンズの前記移動は、前記撮像センサアセンブリに対する接近又は離隔である。一部の実施形態では、前記第３のギアは、前記レンズアセンブリの焦点を調整するためのツールによって回転されるように構成されている一部の実施形態では、前記マシンビジョンシステムの前記フロントカバーの一部は、前記照明アセンブリからの光の拡散、及び／又は偏光の提供を行うように構成することができる。一部の実施形態では、前記マシンビジョンシステムは、前記照明アセンブリから送出された光を検出するように配置された照明センサと、距離センサと、をさらに備えることができる。一部の実施形態では、前記マシンビジョンシステムは、前記レンズアセンブリの前方に配置されたマルチアパーチャアセンブリをさらに備えることができる。

【0016】

以下、添付図面を参照して本願開示について説明する。同図面中、同様の符号は同様の要素を示している。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本技術の一実施形態のマルチスペクトル光アセンブリの概略図である。

【図2】本技術の一実施形態の複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えたビジョンシステムの概略的なブロック図である。

【図3】本技術の一実施形態の照明システムの複数のマルチスペクトル光源の向きの一例を示す図である。

【図4】本技術の一実施形態の照明システムのマルチスペクトル光アセンブリからの照明の種々の組み合わせを用いて生成された照明光パターン例を示す図である。

【図5】本技術の一実施形態の照明システムの光バンク構成例を示す概略図である。

【図6】本技術の一実施形態の画像を生成するためのマルチスペクトル光アセンブリを備えた照明システムを制御するための方法を示す図である。

【図7】本技術の一実施形態のマルチスペクトル光アセンブリを備えた照明システムを用いて画像を生成するために複数回の露光を用いるタイミング構成を示すグラフである。

【図8】本技術の一実施形態のマルチスペクトル光アセンブリを備えた照明システムを用いて画像を生成するために１回の露光を用いるタイミング構成を示すグラフである。

【図9】本技術の一実施形態の拡散光アセンブリ例を示す図である。

【図10】本技術の一実施形態のビジョンシステム及び図９の拡散光アセンブリの概略的なブロック図である。

【図11】本技術の一実施形態の複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えたビジョンシステムアセンブリの分解斜視図である。

【図12】本技術の一実施形態の図１１のビジョンシステムアセンブリの一例の照明アセンブリの分解図である。

【図13】本技術の一実施形態の照明アセンブリのバックプレートの内表面の斜視図である。

【図14】本技術の一実施形態の照明アセンブリのバックプレートの外表面を含む照明アセンブリの背面図である。

【図15】本技術の一実施形態の照明アセンブリのバックプレート、レンズアセンブリ、及び撮像センサアセンブリの斜視図である。

【図16A】本技術の一実施形態の複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えたビジョンシステムアセンブリの分解斜視図である。

【図16B】本技術の一実施形態の第２の位置にある図１６Ａの一例の直角アダプタ（right angle adapter）の斜視図である。

【図17】本技術の一実施形態の図１６Ａのビジョンシステムアセンブリの一例の照明アセンブリの分解図である。

【図18】本技術の一実施形態の二重アパーチャを備えた光学系アセンブリとマルチスペクトル光アセンブリとを備えた照明装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

ビジョンシステムは、ＩＤ（例えばバーコード等）の読み取り及び復号化、物体及び表面の検査、組立ての際の物体のアライメント、測定、その他視覚的データを取得して後続の処理で使用するために解釈する全ての作業を含む多種多様な用途で使用することができる。ＩＤ（例えばバーコード）リーダは一般に、製造やロジスティクスの作業においてライン（例えばコンベア等）上で物体を追跡及び仕分けするために構成されたものである。各物体が視野を通過するときに各物体の面上の何らかの期待されるＩＤコードを取得するため、ＩＤリーダ、あるいはより典型的には複数のリーダ（コンステレーション）を適切な視角でラインにわたって（又はその他の態様で）配置することができる。また、ＩＤリーダをハンドヘルド構成とし、ユーザが例えば検査フロアにおいて物体間を移動したり、リーダと物体表面との間の距離又は相対角度を自由に変えられるようにすることができる。より一般的には、物体に対するＩＤリーダの焦点距離を、ラインに対するリーダの配置及び当該物体のサイズに応じて変えることができる。検査用のビジョンシステムは一般に、製造ライン又は組立ライン上の物体（部品又はパーツ等）の画像を取得し、当該画像を処理して当該物体が所定の基準を満たすか否か（例えば、期待される１つ又は複数の特徴が存在するか否か）を判定し、検査結果を報告するように構成されている。かかるマシンビジョンシステムは、自動車部品（例えばヒューズ、ガスケット及びスパークプラグ等）、電気部品（例えばコネクタピン、キーボード、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ等）、医療製品及び医薬品（例えば使い捨て検査キット、シリンジ、針、及び日付／ロットコード等）、及び消費者製品（例えば髭剃り刃、フロッピーディスク等）を含む種々の物品、パーツ及びデバイスの検査、組立て及び／又はハンドリングを支援することができる。

【0019】

一部のビジョンシステム（ＩＤリーダ又は検査システム等）又はそのライティング（lighting）付属物は、動作時に１つ又は複数の物体（ＩＤ、部品又はパーツ等）を含むシーンを照明する機能を有する。ＩＤリーダの場合、この照明は照準部を含むことができ、この照準部は、撮像対象のシーン内の関心領域上に色付きドットを投影して、ユーザが撮像対象のシーン内のバーコードの中心に合わせてリーダの画像軸を位置合わせできるようにするものである。また、ビジョンシステム用の照明は、適度なディテールの画像を取得するための全体照明を含むこともできる。その後、イメージングシステム内の撮像センサによって、照明されているシーンを、光学系を介して取得する。センサの画素のアレイを露光して、この露光により各画素ごとに生成された電子的な値をメモリセルのアレイに記憶し、これが、シーンの「画像」と称されるものになる。ＩＤ読み取り用途においては、シーンは、適切な寸法及び種類の１つ又は複数のＩＤを有する関心対象の物体を含むことができる。ＩＤは、上記の記憶された画像の一部である。検査システムにおいてはシーンは、視野内の対象物体の全ての関連する部分を含む領域と、当該対象物体周辺の領域と、を含むことができる。

【0020】

カラー画像（その他複数波長の画像）が有利である種々の用途では、ビジョンシステムは物体に照明するためにマルチスペクトル光源を用いることができる。ここでいうマルチスペクトル光源とは、複数の異なる波長の光を別個に生成できる光源である（例えば、各自異なる波長ピーク又は波長帯を生成できる複数の異なる光サブアセンブリを含む光源アセンブリ等）。例えば、マルチスペクトル能力を提供するために、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオード、黄色発光ダイオード、赤外光（ＩＲ）発光ダイオード、又は紫外光（ＵＶ）発光ダイオード等のマルチスペクトル光源を用いることができる。

【0021】

マルチスペクトル光源を用いる従来のシステムの多くは、マルチスペクトル光源と共に拡散器（例えばランバート拡散器等）を用いる。拡散器は典型的には、乳白色の透明材料のシートから形成することができ、これは光を全方向に完全拡散して、全体的に撮像領域に投影される光が略１８０°拡散できるようにする。これにより、コア照明の強度を大きくしつつ、角度が大きくなるほど光の強度が落ちていくようにすることができるが、かかる作用にもかかわらず、拡散器は一般に、光を領域にわたって比較的一様な光分布で拡散させることができ、比較的良好な混色を一様に提供するために使用することも可能な場合がある。しかしながら、拡散器を設けることで物理的サイズが増大してシステムのエタンデュが増大し、これにより効率が有意に減少し得る。その結果、拡散器を用いるマルチスペクトル光の作動距離が通常短くなる（例えば最大０．３ｍ等）。拡散器によるこのような光の損失により、複数の異なる光バンクで用いることも困難になる。さらに、マルチスペクトル能力を備えた従来のシステムは、各波長ごと（すなわち各色ごと）に多数（例えば８０～１００）のモノクロＬＥＤを必要とすることがある。その上、従来のシステムの多くが色均一性を実現するため、複数の異なるＬＥＤを用いて同時にそれぞれ異なる強度で照明を行う。

【0022】

とりわけ本願開示は、十分に定義された領域であって比較的一様に照明される領域に直接光（例えば混色光等）を投影するために使用できる複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えたコンパクトな照明アセンブリを備えているビジョンシステム（及びその関連方法）を記載する。例えば、複数の光アセンブリの各マルチスペクトル光アセンブリは、複数の波長が異なるＬＥＤを備えたマルチスペクトル光源と、ライトパイプと、を備えることができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光アセンブリはさらに、拡散面又は投影レンズのうち１つ又は複数を備えることができる。一実施形態では、マルチスペクトル光源は複数の異なるカラーＬＥＤダイを１つのパッケージに収めたものを備え、これにより照明システムにおけるＬＥＤの数を削減することができる。例えば一部の実施形態では、マルチスペクトル光源はＲＧＢＬＥＤ、ＲＧＢＷＬＥＤ、ＲＧＢ（ＩＲ）ＬＥＤ、ＲＧＢＹＬＥＤ、ＩＲ及び赤色ＬＥＤ，白色及び赤色ＬＥＤ、その他ＲＧＢ又は多波長ＬＥＤタイプとすることができる。

【0023】

有利には一部の実施形態では、マルチスペクトル光アセンブリにおけるライトパイプは複数の色の混色を行い、複数の異なるスペクトルを一様化し、マルチスペクトル光源の複数の異なるカラーダイの軸外配置に起因する非一様性の補正を行えるものとすることができる。さらなる一利点として、マルチスペクトル光アセンブリは一般に、より直接的な光を（拡散ではなく）より長距離で生成することができる。例えば一実施形態では、本願開示のマルチスペクトル光アセンブリをビジョンシステムで用いて、最大１．０ｍの作動距離で物体の画像を取得することができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光アセンブリからの光を、ビジョンシステムのカメラの視野（ＦＯＶ）に略等しい形状の矩形の領域に効率的に投影することができる（例えば矩形のＦＯＶの場合には矩形、丸みあり又は丸み無し、面取りその他角取りされたものであって、ＦＯＶのアスペクト比の５％以内、１０％以内又は２０％以内のアスペクト比を有するもの）。一部の実施形態では、マルチスペクトル光アセンブリからの光を正方形等の他の形状の領域に投影することができる。有利には、１つ又は複数の上記のマルチスペクトル光アセンブリを組み込んだビジョンシステムは当該１つ又は複数のマルチスペクトル光アセンブリを用いて直接的な混色光を提供することができ、これにより必要最低数のマルチスペクトル光源で作動距離の延長を実現することができる。

【0024】

他の一側面では本願開示は、照明システムにより投影される光の各象限間でバランスと対称性とを提供するため、例えば照明領域の中心と端とで同様の強度を提供するため、マルチスペクトル光アセンブリにおけるＬＥＤダイの最適な向きを記載したものである。かかる最適な向きは、ビジョンシステムの所望のサイズ及びスペース制約に基づいて設計することも可能である。本願開示のシステムの他の一利点は、照明アセンブリのマルチスペクトル光アセンブリをビジョンシステムのレンズの周囲に対称的にバンクで配置できることである。有利にはかかる配置によって、複数の異なる方向から直接光を必要とするビジョンシステム用途で用いることが可能になる。一部の実施形態では、上記のような改善されたＬＥＤの向き又は改善されたバンク配置を、上記にて一般的に説明したものを含め、マルチスペクトル光アセンブリと共に使用することできる。

【0025】

さらに他の一側面では、本願開示は、照明センサとフィードバックループとを用いて照明アセンブリの複数の異なるカラーチャネルからの各光の量を制御するための方法も記載している。有利には一部の実施形態では、本方法は別々の色を順次駆動することができるので、照明センサによって一度に測定されて目標強度を達成するために調整される必要のあるカラーチャネルが１つだけで良くなる。よって一部の実施形態では、フィードバックループに必要なハードウェアをより簡素にすることができ、例えば、一度に駆動及び測定されるカラーチャネルが１つのみとなるので、照明センサに用いられるフォトダイオードを１つのみとすることができる。一部の実施形態では、１回の露光中に各カラーチャネルを順次駆動することができる。他の実施形態では、各カラーチャネルをそれぞれ別々の露光の際に駆動し、各カラーチャネル露光を順次実施することができる。

【0026】

図１は、本技術の一実施形態のマルチスペクトル光アセンブリの概略的なブロック図である。一部の実施形態では、下記にて詳細に説明するように、ビジョンシステムの照明アセンブリにおいて複数のマルチスペクトル光アセンブリ１００を用いることができる。図１に示されている実施形態では、マルチスペクトル光アセンブリ１００はマルチスペクトル光源１０２とビーム成形光学系１１６と備えており、ビーム成形光学系１１６はライトパイプ１０４と、拡散面１０６と、投影レンズ１０８と、を備えている。

【0027】

マルチスペクトル光源１０２は、複数の波長で光を生成する複数のカラーＬＥＤダイを含むことができる。一実施形態では、上記の複数のカラーＬＥＤダイを１つのパッケージで、例えばＲＧＢＬＥＤ、ＲＧＢＷＬＥＤ、ＲＧＢ（ＩＲ）ＬＥＤ、ＲＧＢＹＬＥＤその他ＲＧＢＬＥＤタイプ、ＩＲ及び赤色ＬＥＤ，白色及び赤色ＬＥＤ、その他多波長ＬＥＤタイプで設けることができる。マルチスペクトル光源の各ＬＥＤダイは、（例えばプロセッサ等を用いて）それぞれ独立して制御されることができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源はＲＧＢＷＬＥＤとすることができる。ＲＧＢＷＬＥＤは特定の用途で、例えば、ＩＤ（例えばバーコード等）読み取り用途において光の色のフラッシュが望ましくない場合に、有利となり得る。さらに、マルチスペクトル光源１０２によって提供可能なカラーチャネルの数を増加するために白色ＬＥＤを用いることが有利となり得る。例えば、ＲＧＢＷＬＥＤパッケージの白色ＬＥＤダイの上部にフィルタを被せて所望の追加の色を提供することができる。これに代えて他の実施形態では、上記の追加の所望の色を含むマルチスペクトル光を用いること、例えばＲＧＢＹＬＥＤ、ＲＧＢ（ＩＲ）ＬＥＤ、ＲＧＢ（ＵＶ）ＬＥＤ等を用いることも可能である。

【0028】

図１の実施形態では、ライトパイプ１０４は照明方向においてマルチスペクトル光源１０２の前方であって拡散面１０６及び投影レンズ１０８の後方に配置されている。ライトパイプ１０４は長さ１１０と、マルチスペクトル光源１０２寄りに配された入射面１１２と、出射面１１４と、を有する。一部の実施形態では、ライトパイプ１０４の形状（図１に示す）は逆角錐台又はこれに類する幾何学的形状とすることができる。一部の実施形態では、ライトパイプ１０４の長さ１１０及び入射面１１２と出射面１１４との面積の比は、従来のシステムと比較して照明方向の比較的短い寸法を含めたコンパクトな寸法で良好な混色を実現するために最適化されることができる。一部の実施形態では、ライトパイプ１０４の縁部の形状又は幾何学的形態を最適化することができる。一部の実施形態では、ライトパイプ１０４の入射面１１２及び出射面１１４は曲面の形状を有することができる。一部の実施形態でっは、ライトパイプ１０４の形状は曲面の角錐台形とすることができる。一部の実施形態では、ライトパイプ１０４の形状は特定の定義された形状に即しないことが可能であり、例えばライトパイプ１０４の形状は自由曲面とすることができる。

【0029】

一般に、ライトパイプ１０４を用いてマルチスペクトル光源１０２からの光の最大量を集光することができる。さらに、ライトパイプ１０４は矩形の領域に光を投影するために正方形の面を提供することができ、また、マルチスペクトル光源１０２の複数の異なるカラーダイの軸外配置に起因する非一様性を補正するためにライトパイプ１０４を使用することもできる。一部の実施形態では、ライトパイプ１０４からの光を、正方形等の他の形状の領域に投影することができる。有利には、ライトパイプ１０４は複数の色の組み合わせを含む混色を提供するように構成される。ライトパイプ１０４を用いて、マルチスペクトル光源１０２により生成された複数の異なるスペクトルを一様化することができ、また混色をより一様にすることもできる。ライトパイプ１０４を用いることの他の一利点は、ライトパイプ１０４によって直接光（例えば混色光等）の投影をより長い作動距離で行うことができることである。一部の実施形態では、ライトパイプによって、ビジョンシステムのカメラの視野（ＦＯＶ）に略等しい形状の矩形の領域に光を投影することができる。図１に示されているように、各マルチスペクトル光アセンブリ１００にライトパイプ１０４を設けることができる。よって、複数のマルチスペクトル光アセンブリ１００を備えたビジョンシステムでは、各マルチスペクトル光アセンブリごとにライトパイプ１０４を設けることができる。代替的な実施形態では、複数のライトパイプを独立して設けることができ、例えば複数のライトパイプを、これら各ライトパイプが互いに接続又は結合された別個のユニット構造として設けることができる。かかるライトパイプ構造は、複数のマルチスペクトル光アセンブリに取り外し可能に結合することができる。例えば、４つのライトパイプを４つの接続部で互いに接続した独立するライトパイプ構造を設けることができる。一部の実施形態では、別個の独立したライトパイプ構造におけるライトパイプの数は、ビジョンシステムにおけるマルチスペクトル光源の数より少なくすることができる。

【0030】

一部の実施形態では、拡散面１０６は例えば、ライトパイプ１０４の出射面１１４に配置されたホログラフィック・ディフューザ、ライトパイプ１０４の出射面１１４に設けられた拡散パターン若しくはテクスチャ（例えば粗面）、又は、ライトパイプ１０４の出射面１１４に貼付可能な接着剤が塗布された箔の形態のマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）とすることができる。例えば一部の実施形態では、拡散面１０６は、ライトパイプ１０４の成形工程の際に当該ライトパイプ１０４に取り付けることができるホログラフィック・ディフューザによって形成することができ、又は、ライトパイプ１０４の成形工程後に当該ライトパイプ１０４に取り付けることができるホログラフィック・ディフューザによって形成することができる。他の一例では、拡散面１０６は、拡散パターン又はテクスチャをライトパイプの出射面１１４に設けたものにより形成することができ、又は、拡散パターン又はテクスチャをライトパイプ１０４によって単一片として形成することができる。拡散面１０６は、ライトパイプ１０４から送出された光ビームの形状を制御するため、及びライトパイプ１０４から出力された光ビームの角度を制御するために使用することができる。拡散面１０６は、ライトパイプ１０４の出射面１１４における光パターンをより一様にして、ライトパイプ１０６と投影レンズ１０８との間の一様性と効率との間の最適なバランスを提供するために使用できると共に、従来の拡散器（例えばランバート拡散器等）と比較して一様性及び効率の顕著な改善を実現することができる。よって、拡散面１０６を用いて、ライトパイプ１０４から投影された光パターンの効率及び一様性を改善すると共に、当該効率と一様性とのバランスをとることができる。さらに、ライトパイプ１０４と拡散面１０６とを共に用いることにより、非常にコンパクトなサイズで、ライトパイプ１０４と拡散面１０６とを進む複数の異なる波長の有利な混色特性を実現することができる。有利には、拡散面１０６を用いてライトパイプ１０４の長さにかかる制限を克服することができ、例えば、ライトパイプ１０４の最適な長さが、ビジョンシステム全体の寸法の制約に対して過度に大きいことがあり得、これにより、より短いライトパイプが使用されることになる。一部の実施形態では、最適な長さのライトパイプに対してビジョンシステムに十分なスペースが存在する場合、ライトパイプ１０４の出射面１１４に拡散面を設けずに、出射面１１４を透明又は透過性とすることができる。

【0031】

図１に示されているように、投影レンズ１０８はライトパイプ１０４及び拡散面１０６の前方に配置することができる。一実施形態では、投影レンズ１０８は最終的に拡散面１０６をターゲット領域に投影することができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光アセンブリ１００の寸法をさらに縮小するため（またビジョンシステム全体の寸法を縮小するため）、投影レンズ１０８を高屈折率で形成することができる。さらに、非球面形レンズを用いることにより投影レンズ１０８を小型化することもできる。一部の実施形態では、投影レンズ１０８は自由曲面形状のレンズとすることができる。有利には、自由曲面のシャープな形状のレンズにより、全ての各点において光ビームを変化させることができる。一部の実施形態では、投影レンズ１０８に複数の異なる形状のレンズを用いることもでき、かかる複数の異なる形状のレンズは、例えば球面形状、トロイダル形状、シリンドリカル形状、及び／又は複数の異なる形状を１つのレンズに組み合わせたものを含むが、これらに限定されない。上記の通り、マルチスペクトル光アセンブリ１００は、当該マルチスペクトル光アセンブリ１００が設けられたビジョンシステムのカメラのＦＯＶに略等しい形状の照明領域を生成するように構成することができる。例えば、マルチスペクトル光アセンブリ１００からの光を、不規則な矩形又は丸形の形状ではなくＦＯＶの円錐形に即した矩形の領域で効率的に投影することができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光アセンブリ１００からの光を正方形等の他の形状の領域に投影することができる。

【0032】

一実施形態では、ライトパイプ１０４と非球面の投影レンズ１０８との組み合わせにより、ターゲット（例えば矩形の照明領域等）にライトパイプ１０４の出射部１１４の効果的な結像を行うことができる。有利には、ライトパイプ１０４と拡散面１０６と投影レンズ１０８との組み合わせにより、ビーム成形光学系１１６のコンパクトな寸法で一様な混色を実現することができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源１０２から投影レンズ１０８の頂点までのマルチスペクトル光アセンブリの全トラックを約２５ｍｍとすることができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源１０２から投影レンズの頂点までのマルチスペクトル光アセンブリの全トラックを２５ｍｍより大きくすることができ、又は小さくすることもできる。さらに、ライトパイプ１０４と拡散面１０６と投影レンズ１０８との組み合わせにより、作動距離をより長くし、直接光を多くすることができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光アセンブリ１００の投影照明領域における光分布及び混色は、３００～１０００ｍｍの作動距離に対応して設定することができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光アセンブリ１００の投影照明領域における光分布及び混色は、３００ｍｍ未満の作動距離に対応して設定することができ、又は１０００ｍｍ超の作動距離に対応して設定することもできる。よって、幅広い種々の作動距離に対してマルチスペクトル光アセンブリ１００の種々の実施形態を有利に使用することができる。一部の例では、作動距離は１００～３００ｍｍ、３００～５００ｍｍ、８００～１０００ｍｍ、又は１０００～１２００ｍｍとすることができる。上記の理由も含めた様々な理由のため、マルチスペクトル光アセンブリ１００は図示の配置構成が有利となり得るが、他の構成も可能であり、例えばライトパイプ１０４、拡散面１０６又は投影レンズ１０８のうち１つ又は複数を別の構成、別の配置とすることができ、又は省略することができる。

【0033】

上記の通り、ビジョンシステムの照明システムにおいて複数のマルチスペクトル光アセンブリ（例えばマルチスペクトル光アセンブリ１００）を用いることができる。図２は、本技術の一実施形態の複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えたビジョンシステム２００の概略的なブロック図である。図２にはビジョンシステム構成の一実施形態が示されているが、本願に記載されている種々の実施形態は、モバイル（例えばハンドヘルド）又は据置取付け型のＩＤリーダ、検査システム等を含めた種々の種類のビジョンシステムにおいて実施することができるが、上記具体例は限定列挙ではない。図中の構成要素の配置は、幅広い範囲のレイアウト及び構成要素の種類の例示であることに留意すべきである。よって、この例示の実施形態は、他の実施形態が他の構成を有し得るにもかかわらず、当該例示の実施形態の機能を提供する構成要素の可能な配置を教示するために提示されるものである。

【0034】

図２に示されているビジョンシステム２００は照明アセンブリ２１４とビジョンカメラアセンブリ２２４とを備えており、ビジョンカメラアセンブリ２２４は撮像センサ２０４と光学系アセンブリ２０６とを備えている。このビジョンシステム２００は、物体２１０の画像又は物体２１０表面の一例のＩＤ（例えばバーコード等）２１１を取得するために使用することができる。ビジョンシステム２００はまた、ＩＤコード探索及び復号化、検査等の各種ビジョンシステムタスクを実行する処理コンポーネント（例えばプロセッサ２０２等）も備えている。照明アセンブリ２１４は複数のマルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０を備えることができる。各マルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０は例えば、上記で図１を参照して説明したマルチスペクトル光アセンブリ１００と同一又は異なる実装とすることができる。ここでは３つのマルチスペクトル光アセンブリを示しているが、他の実施形態では照明アセンブリ２１４において使用されるマルチスペクトル光アセンブリの数を別の数とすることもできると解すべきである（例えば２，４，８，１６等）。

【0035】

上記にてアセンブリ１００について説明したように、例えば、各マルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０はマルチスペクトル光源と、ライトパイプと、拡散面と、投影レンズとを備えることができる。照明アセンブリ２１４の上記の複数のマルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０は、例えば物体２１０の画像又は物体表面のＩＤ２１２の画像を取得するために、物体２１０に投影可能な複数の波長で光を生成するために用いることができる。下記にて詳細に説明するように、一部の実施形態では複数の異なる各波長（すなわちカラーチャネル）を順次駆動し、又は他の制御方針で駆動することができる。

【0036】

一部の実施形態では、上記の複数のマルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０はカメラレンズまわりに（例えば光学系アセンブリ２０６のレンズ２０８まわりに）対称的に配置される。例えば、レンズまわりに複数の光アセンブリ又は光アセンブリの複数のバンクを規則的な間隔で、又はバランスのとれた配置で、レンズの複数の面に分布させることができる。さらに、各マルチスペクトル光アセンブリのマルチスペクトル光源のカラーＬＥＤダイの向きを、下記にて詳細に説明するものを含めて、所望の一様性を提供するように配することができる。照明アセンブリ２１４は有利には、物体２１０表面における十分に定義された領域であって一様に照明される領域に直接光（例えば混色光等）を投影するために使用することができ、例えば、ビジョンカメラ２２４の視野（ＦＯＶ）に略等しい形状の矩形の照明領域に直接光を投影することができる。一部の実施形態では、照明領域は矩形の領域とすることができる。一部の実施形態では、照明領域は正方形等の他の形状とすることができる。

【0037】

上記の通り、ビジョンシステム２００は物体２１０の画像又は物体２１０表面の一例のＩＤ２１２、例えばバーコードの形態のＩＤ２１２を取得するために使用することができる。画像は、物体２１０に照明光を投影して物体２１０から反射された照明光を受光することにより取得することができる。よって、撮像センサ２０４の前方には、レンズ２０８の列を備えた光学系アセンブリ２０６が配置され、これらのレンズ２０８の列が撮像センサ２０４の領域に画像光を投影し、これにより、撮像センサ２０４による撮像のＦＯＶが画定される。一実施形態では、光学系アセンブリ２０６は１つ又は複数の液体レンズを備えることができ、これにより、複数の異なる作動距離に対応して画像の焦点の迅速な自動調整が可能になる。他の実施形態では光学系アセンブリ２０６は、撮像センサ２０４に対してレンズを接離させることによりシステム２００の焦点距離を変化させる機械的部品（例えばギア、モータ及びねじアセンブリ等）を有するレンズアセンブリ２０８を備えることができる。照明アセンブリ２１４から投影されて物体２１０から反射されてビジョンシステム２００に戻った光は、レンズ２０８によってリーダ光軸ＯＡに沿って撮像センサ２０４に送られる。撮像センサ２０４は、複数の異なる波長の光を検出する構成とすることができる。一部の実施形態では、撮像センサ２０４はモノクロセンサ（例えば白黒等）又はカラーセンサとすることができる。反射光は撮像センサ２０４によって受光されて、例えば対象の画像を生成するために（例えばプロセッサ２０２等によって）処理される。シーンの画像を生成してそのデータを復号化するために公知の方法を用いることができる。

【0038】

プロセッサ２０２は、ビジョンシステム解析処理（例えばＩＤ読み取り及び復号化処理、検査等）と他の機能とを制御することができ、この他の機能は例えば、照準器ビームの投影、画像取得のための照明（例えば照明のタイミング又は強度、照明のための光源の選択等）、自動フォーカス調整等である。一部の実施形態では、プロセッサ２０２は１つ又は複数の処理装置を備えることができ、この処理装置は１つ又は複数の回路基板上に設けられて、適切なリボンケーブルその他の通信路（不図示）によって動作可能に相互接続されることができる。システム２００はまた、復号化したデータを、例えば在庫追跡コンピュータ又はロジスティクスアプリケーション等のデータ処理装置に無線で（不図示の無線リンクを介して）転送するように構成することもできる。これに代えて、システム２００をデータ処理装置／ネットワークに有線接続することもでき、又は、システム２００は収集した情報を格納し、その後、ベースユニットに接続されたときにこの情報を転送することもできる。プロセッサ２０２は撮像センサ２０４、照明アセンブリ２１４及び種々の他の構成要素（不図示）と通信することもできる。この他の構成要素は例えば、システムの向きを調整するためのモータその他種々のアクチュエータ等である。

【0039】

一部の実施形態では、ビジョンシステム２００は組み込まれた（例えば内蔵の）照明センサ２２２も備えており、この照明センサ２２２はプロセッサと通信し、例えば照明アセンブリ２１４のマルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０付近に配置されている。一実施形態では、照明センサ２２２は照明アセンブリ２１４に組み込むことができる。照明センサ２２２及びプロセッサ２０２は、照明アセンブリ２１４によって投影される複数の異なるカラーチャネルの光の量を制御し、これにより画像取得を改善するために使用可能なフィードバックループを実装することができる。一部の実施形態では、照明センサ２２２は有利には、ビジョンシステム２００におけるマルチスペクトルＬＥＤの近傍又は付近に配することができる。例えば、照明センサ２２２をビジョンシステム２００のＰＣＢ面（プリント回路基板）に配置し、照明センサ２２２がマルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０のＬＥＤから光を収集することができる。一部の実施形態では、複数の照明センサ２２２をビジョンシステム２００の構造におけるより上位に、例えば各マルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０のレンズ（例えばレンズ１０８等）付近又は近傍であってビジョンシステム２００の遠端部に配置することができる。この実施形態では、ビジョンシステム２００の全てのサブシステムの性能が同じ効率である訳ではない場合があるため、複数の照明センサ２２２を設けるのが有利である。照明センサ２２２はビジョンシステム２００のＰＣＢに結合されて、特定の高さに配置されることができる。

【0040】

例えば、下記にて詳細に説明するように、１つ又は複数のマルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０の１つ又は複数のライトパイプを介して送出される光の一部を照明センサ２２２に分岐し、又はその他の態様で照明センサ２２２が受光することができ、照明センサ２２２はその後、この光の強度を測定することができる。測定したこの強度は適宜、各波長ごと（カラーチャネルとも称される）の光の量（強度及び／又はＬＥＤオン時間）を制御するために使用することができる。有利には一部の実施形態では、常に１つのチャネルのみがオンとなるように（すなわち、撮像のためにターゲットを照明しているチャネルが常に１つのみとなるように）各波長又はカラーチャネルを順次駆動する。よって、照明センサ２２２は一度に１つのカラーチャネルのみを測定するだけで足り、照明センサ２２２は例えば、各色を測定するために使用される唯一のフォトダイオードとすることができる。各カラーチャネルがオンになると、光又は露光の目標量（すなわち、強度と露光時間長（あるいは「露光時間」又は「ＬＥＤオン時間」）との積）に達するまで強度又は露光時間を調整することができる。特定のカラーチャネルが目標露光（又は光の量）に達すると、このチャネルをオフにし、次のカラーチャネルを（適宜）オンにすることができる。一実施形態では、各チャネルを順次駆動する際に、各カラーチャネルごとにフィードバックループ及び露光調整を繰り返すことができる。

【0041】

一部の実施形態では、全てのチャネルが同時にオンとなるように（すなわち、撮像のために全てのチャネルがターゲットを照明するように）、各波長又はカラーチャネルを同時に駆動することができる。よって一部の実施形態では、照明センサ２２２は複数の照明センサを含むことができ、各照明センサはそれぞれ１つのカラーチャネルを測定するように構成することができる。例えば、各照明センサ２２２は１つの色を測定するように構成されたフォトダイオードとすることができる。一部の実施形態では、複数のカラーチャネルで同時に照明を行うため、照明センサ２２２は全てのカラーチャネルを同時に測定するように構成された１つの照明センサ２２２（例えばフォトダイオード等）とすることができる。各波長又はカラーチャネルを同時に駆動する一部の実施形態では混色を行い、システム（例えば図２に示されているシステム等）にインストールされた色以外の色を測定することができる。上記の通り、光又は露光の目標量（すなわち、強度と露光時間長（あるいは「露光時間」又は「ＬＥＤオン時間」）との積）に達するまで各カラーチャネルの強度又は露光時間を調整することができる。特定のカラーチャネルが目標露光（又は光の量）に達すると、このチャネルをオフにすることができる。

【0042】

上記の通り、各マルチスペクトル光アセンブリのマルチスペクトル光源のカラーＬＥＤダイの向きは、所望の一様性を提供するように配することができる。一部の実施形態では、各カラーＬＥＤダイはそれぞれ複数のライティング位置を有することができ（例えば象限配置等）、各マルチスペクトル光源におけるライティング位置に対する特定の色の照明光源の分布を全体としてバランスがとれたものとすることにより有利なライティング一様性を実現することができる。例えば、複数の各マルチスペクトル光源が、通常の空間的配置の複数のライト位置を有する場合において、複数のマルチスペクトル光源の全部のライト位置をまとめて検討する場合、各ライト位置に設けられる特定の色のＬＥＤを同数とすることができる。

【0043】

この点についてはさらに、図３に一例として、本技術の一実施形態の照明システムの複数のマルチスペクトル光源の向きの一例が示されている。この例では８つのマルチスペクトル光源３１０，３１２，３１４，３１６，３１８，３２０，３２２及び３２４が示されているが、他の実施形態では、照明アセンブリのマルチスペクトル光源の数（及びそのマルチスペクトル光アセンブリの数）を別の数とすることができる。図３に示されている実施形態では、各マルチスペクトル光源３１０～３２４はＲＧＢＷＬＥＤであるが、他のマルチスペクトルＬＥＤを用いることも可能であると解すべきであり、例えばＲＧＢ、ＲＧＢ（ＩＲ）、ＲＧＢＹ、ＲＧＢ（ＵＶ）等を用いることができる。各マルチスペクトル光源３１０～３２４はそれぞれ、赤色（Ｒ）３２６、緑色（Ｇ）３２８、青色（Ｂ）３３０及び白色（Ｗ）３３２のカラーＬＥＤダイのうち各１つを含む。各ＲＧＢＷＬＥＤ３１０～３２４の各カラーＬＥＤダイ３２６～３３２は軸外しとなっているため、所望の一様性を提供するために可能な限り対称的となる向きでダイを設けるのが有利である。図３に示されている一例の向きでは、照明アセンブリからの光は４象限に分割され、すなわち第１象限３０２、第２象限３０４、第３象限３０６及び第４象限３０８に分割される。上記のライティングアレイを総合的に検討すると、各象限３０２～３０８において、８つのＲＧＢＷＬＥＤ３１０～３２４のうち２つずつ配置され、カメラ軸まわりに対称的に配置されるようにする。すなわち、第１象限３０２にはＲＧＢＷＬＥＤ３１０及び３１２が配置され、第２象限３０４にはＲＧＢＷＬＥＤ３１４及び３１６が配置され、第３象限３０６にはＲＧＢＷＬＥＤ３１８及び３２０が配置され、第４象限３０８にはＲＧＢＷＬＥＤ３２２及び３２４が配置される。１６個のＲＧＢＷＬＥＤを用いる他の一実施形態では、各象限に４つのＲＧＢＷＬＥＤが配置されることになる。

【0044】

さらに図示の例では、バランスのとれた色の分布を提供するため、破線の矢印により示されているように、各カラーＬＥＤダイ３２６～３３２は２回同一位置にあると共に同一の向きとなっている（すなわち、所与のＬＥＤダイについて同一のライティング位置となっている）。かかる結果を提供できるアプローチは種々存在するが、図示の例では、カラーＬＥＤダイの向きはＲＧＢＷＬＥＤ３１０とＲＧＢＷＬＥＤ３１４とで同じであり、ＲＧＢＷＬＥＤ３１２とＲＧＢＷＬＥＤ３１６とで同じであり、ＲＧＢＷＬＥＤ３１８とＲＧＢＷＬＥＤ３２２とで同じであり、ＲＧＢＷＬＥＤ３２０とＲＧＢＷＬＥＤ３２４とで同じとなっている。有利には、マルチスペクトル光源３１０～３２４の光パターンは従来のライティングシステムと比較してより正方形かつより一様とすることができる。というのも、カラーＬＥＤダイ３２６～３３２は各象限をカバーしており、また、各異なる色のＬＥＤのライティング位置がより大きなＬＥＤダイにおいて全体としてバランスがとれているからである。

【0045】

他の実施形態では、各象限においてカラーＬＥＤダイの各可能な向きを設定することができる。さらに他の一実施形態では、照明システムのマルチスペクトル光源は４つであり（ひいてはマルチスペクトル光アセンブリは４つであり）、各象限ごとにマルチスペクトル光源が１つずつ配されている。この後者の実施形態では、例えば各マルチスペクトル光源の赤色ＬＥＤダイを各象限の各角に配置して対称性を提供することができる。さらに、上記の理由も含めて図示のカラーＬＥＤダイの配置構成が有利となり得るが、他の配置構成も可能である。

【0046】

一部の実施形態では、照明光を提供するために駆動可能なマルチスペクトル光アセンブリの組み合わせは種々存在する。図４は、本技術の一実施形態の照明システムのマルチスペクトル光アセンブリからの照明の種々の組み合わせを用いて生成された照明光パターン例を示す図である。図４に示されている照明光パターンを生成するために使用される本例の照明システムは、カメラ軸まわりに対称的に配置された８つのマルチスペクトル光源４１０～４２４（及びそのマルチスペクトル光アセンブリ）を備えている。本例では、上記のマルチスペクトル光源はＲＧＢＷＬＥＤとした。第１の照明パターン４４０は、第１象限に配置された第１の北側ＲＧＢＷＬＥＤを用いて生成されたものである。他の残りの照明パターン４４２～４５４は、他のＲＧＢＷＬＥＤ４１２～４２４を時計回りにそれぞれ１つ追加してオンにすることにより生成された照明パターンである。

【0047】

この点において、第１の北側ＲＧＢＷＬＥＤと第２の北側ＲＧＢＷＬＥＤ４１２とにより生成された照明パターン４４２は、照明パターン４４０と比較して照明の一様性が改善しているのが見て取れる。しかし画像取得は、ビジョンシステムの撮像センサ（例えば図２に示されている撮像センサ２０４等）が線形センサである場合も含めて、依然としてサブオプティマルとなり得る。例えば、ＲＧＢＷＬＥＤ４１０，４１２の北側のバンクにより生成される照明パターン４４２の中心領域は、この中心の撮像領域の下側において強度が不十分となり得る。

【0048】

続けて、照明パターン４４６はＲＧＢＷＬＥＤのうち４つ４１０，４１２，４１４及び４１６を用いて生成されたものであり、許容可能な一様性を有するが、照明パターン４５４によって示されているような照明を生成するために全てのＲＧＢＷＬＥＤ４１０～４２４を用いた場合ほど輝度が高くない。よって、例えば全てのマルチスペクトル光源４１０～４２４を用いると、照明パターン４５４から分かるように高輝度で高度な一様性を有する対称的な正方形のパターンを得ることができる。よって一部の実施形態では、ビジョンシステムの用途の要求に基づき、照明を生成するためにマルチスペクトル光源の種々の組み合わせを使用することができる。一部の事例では、図４を参照して説明した照明手法と組み合わせることにより、各異なる色の光源（例えば図３を参照して説明したもの）の有利なバランスを実現することができ、特に有利な結果がもたらされる。しかし、複数の異なる照明光源の他の分布を用いることも可能である。

【0049】

図５は、本技術の一実施形態の照明システムの光バンク構成例を示す概略図である。一部の実施形態では、異なる用途に応じて照明光を提供するため、それぞれ異なる光バンク構成を用いることができる。例えば、ローアングル光作用を提供するため、又はカラー光バンクを提供するため、例えば表面ＦＸ特徴抽出技術等の表面特徴検出アルゴリズムのために良好なライティング条件を提供する等の用途に、マルチスペクトル光源の光バンク構成を使用することができる。有利には、マルチスペクトル光源（例えばＲＧＢＷＬＥＤ等）のセット又はアレイを、複数の異なる配置構成（例えば北側、南側、東側及び西側象限等）で選択することができる。例えば、照明を生成するために１つ又は複数の特定の象限における特定のＬＥＤセット（例えばアレイ等）を選択すること（例えば図３に示されている象限３０２～３０８等）によって、例えば陰影を生成することが望ましい場合等に、象限における一様性を含めた利点を提供することができる。一部の実施形態では、本願にて多種多様に説明するように、マルチスペクトルライティングを用いて光バンクの選択的な制御を実現することができる。しかし、他のライティング構成も可能である。

【0050】

図５では６例の光バンク構成が示されており、これらは６つの異なる画像取得に対応したライティングの制御（例えば６つの異なる露光）に相当し得る。第１の構成例５０２は、ビジョンシステムのカメラ軸５０４の北側に配置されたマルチスペクトル光源のバンク５３０の照明を含む。第２の構成例５０６は、マルチスペクトル光源のバンク５３０の照明と、ビジョンシステムのカメラ軸５０４の西側に配置されたマルチスペクトル光源のバンク５３２の照明を含む。第３の構成例５１０は、マルチスペクトル光源のバンク５３２の照明と、ビジョンシステムのカメラ軸５０４の東側に配置されたマルチスペクトル光源のバンク５３４の照明を含む。第４の構成例５１４は、マルチスペクトル光源のバンク５３０の照明と、マルチスペクトル光源のバンク５３２の照明と、ビジョンシステムのカメラ軸５０４の南側に配置されたマルチスペクトル光源のバンク５３６の照明と、を含む。第５の構成例５１８は、マルチスペクトル光源のバンク５３２、マルチスペクトル光源のバンク５３４、マルチスペクトル光源のバンク５３４及びマルチスペクトル光源のバンク５３６の照明を含む。第６の構成例は、マルチスペクトル光源のバンク５３０及びマルチスペクトル光源のバンク５３６の照明を含む。図示の光バンク構成が有利となり得るが、他の構成も可能である。

【0051】

一部の実施形態では、マルチスペクトル光源のバンク（例えば図５に示されている「北側」バンク（又は象限）５３０、「西側」バンク（又は象限）５３２、「東側」バンク（又は象限）５３４、及び「南側」バンク（又は象限）５３６）の各バンクを用いて、当該バンクの各マルチスペクトル光源に含まれるＬＥＤの複数の色のうち一色で照明を提供することができる。例えば第２の構成例５０６では、「北側」バンク５３０から赤色の照明光を出力するために「北側」バンク５３０の各マルチスペクトル光源の赤色ＬＥＤを駆動し、「西側」バンク５３２から緑色の照明光を出力するために「西側」バンク５３２の各マルチスペクトル光源の緑色ＬＥＤを駆動することができる。他の一例として第４の構成例５１４では、「北側」バンク５３０から緑色の照明光を出力するために「北側」バンク５３０の各マルチスペクトル光源の緑色ＬＥＤを駆動し、「西側」バンク５３２から青色の照明光を出力するために「西側」バンク５３２の各マルチスペクトル光源の青色ＬＥＤを駆動し、「南側」バンク５３６から青色の照明光を出力するために「南側」バンク５３６の各マルチスペクトル光源の赤色ＬＥＤを駆動することができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光の２以上のバンクを用いて同一色の照明光を提供することができる。照明システムの動作中、各マルチスペクトル光源において駆動されているカラーＬＥＤを変えることにより、マルチスペクトル光源のバンクから出力される照明光の色を変えることができる。例えば、「北側」バンク５３０の各マルチスペクトル光源において駆動されるＬＥＤを赤色ＬＥＤから青色ＬＥＤに変えることによって、「北側」バンク５３０を赤色照明光から青色照明光に変えることができる。

【0052】

図６は、本技術の一実施形態の画像を生成するためのマルチスペクトル光アセンブリを備えた照明システムを制御するための方法を示す図である。上記にて図２を参照して述べたように、照明センサ（例えば図２に示されている照明センサ２２２等）とプロセッサ（例えば図２に示されているプロセッサ２０２等）とを用いてフィードバックループを構成することにより、照明システムのマルチスペクトル光アセンブリによって生成される複数の異なるカラーチャネルの光の量を制御することができる。一部の実施形態では、カラーチャネルは有利には順次駆動される。例えば、順次駆動される各カラーチャネルごとに別個の露光を用いることができ、又は、同じ１つの露光中に各カラーチャネルを順次駆動することができる。

【0053】

一例では、ブロック６０２において、例えば１つ又は複数のマルチスペクトル光アセンブリ（例えば図１に示されているマルチスペクトル光アセンブリ１００等）のうち対応するカラーＬＥＤダイを駆動することにより、第１のカラー照明光ビームを物体に投影する。一部の実施形態では、光ビームは単色とすることができる（例えば、単色のＬＥＤのみによって生成することができる）。ブロック６０４において、照明センサ（例えば、図２に示されている照明センサ２２２等）を用いて、生成されたカラー照明光ビームの強度を測定する。例えば、１つ又は複数のマルチスペクトル光アセンブリから送出されるカラー照明光の一部を照明センサに分岐することができ、照明センサはその後、この光の強度を測定する。一部の実施形態では、照明センサはフォトダイオードとすることができ、照明センサは、如何なる所定の光の色にも特に同調することができないものである。

【0054】

ブロック６０６において、（例えば処理装置等によって）測定された強度が十分か否かを判定し、例えば、測定された強度によって目標露光又は光の目標量（すなわち、測定された強度と露光時間との積）が得られるか否か、又は、特定の時間にわたる（例えば現在の露光中等）色の強度の積分が十分であるか否かを判定する。ブロック６０４において測定された強度が目標露光となるために十分でない場合、ブロック６０８において光の量（例えばカラーＬＥＤダイの照明の強度又は時間長）を調整する。あるいは、ある時間にわたる強度の合計が十分でない場合、光の当該色の露光の長さを調整することができる（例えば延長等）。一部の実施形態では、光ビームの強度を連続測定して、強度が十分になるまで（例えば、現在の強度又はある時間にわたる強度により目標露光（又は光の目標量）になるまで）上記測定に応じた調整を行う。

【0055】

一部の実施形態では、上記でも述べたように光の量の調整は、ターゲットを照明するために光の特定の色が使用される時間の量の時間長を調整すること（例えばブロック６０８）を含むことができる。例えば、１回又は複数回の露光にわたって画像取得を行う間、マルチスペクトル照明アセンブリからの光の任意の特定の色によって得られる累積照明をモニタリングし、累積照明が良好な画像取得に十分になる時期を求めることにより、当該光の色の照明の時間長をリアルタイムで（又はその他の態様で）求めることができる。

【0056】

ブロック６０６においてカラー照明光ビームの強度が目標強度（又は目標露光）に達すると、ブロック６１０において物体に投影すべきカラー照明（例えばカラーチャネル等）が他にあるか否かを判定する。物体に投影される具体的なカラーチャネルは例えば、ビジョンシステムの具体的な用途に基づいて決定することができる。ブロック６１０において他にカラー照明がある場合には、第１のカラー照明光ビームをオフにすることができ、ブロック６１２において第２のカラー照明光ビーム（又はカラーチャネル）を物体に投影し、ブロック６０４に進む。ブロック６０４において、上記の照明センサ（例えば、図２に示されている照明センサ２２２等）を用いて、第２の生成されたカラー照明光ビームの強度を測定する。その後、ブロック６０８において、目標強度（又は目標露光）にブロック６１０において達するまで、第２のカラー照明光ビームによる光の量を調整する。

【0057】

全てのカラーチャネルが目標強度（又は目標露光）で投影完了するまで、各カラー照明光ビームごとに、例えばＮ個のカラー照明光ビームについて、ブロック６０４～６１２を適宜繰り返すことができる。上記の通り、複数のカラーチャネルを順次駆動できる場合があり、次のカラーチャネルをオンにする前に先行のカラーチャネルをオフにできる場合がある。

【0058】

複数の異なるカラー照明光ビーム（又はカラーチャネル）が物体に投影されると、物体から反射された照明光をビジョンシステムが受光し、例えば、受光した照明光をブロック６１４において１つ又は複数のレンズによって撮像センサに送る（例えば図２に示されている撮像センサ２０４及びレンズ２０８等）。ブロック６１０において必要なカラー照明光ビーム（又はカラーチャネル）が全て投影完了すると、ブロック６１６において、受光した照明光に基づいてプロセッサ（例えば図２に示されているプロセッサ２０２等）により物体又は物体のシンボルの１つ又は複数の画像を生成することができる。物体又は物体のシンボルの画像を生成してそのデータを判定するために、公知の方法を用いることができる。例えば、１回の露光中に複数の異なる時点でそれぞれ異なる色の光が物体を照明し、この１回の露光中に１つの画像を生成することができ、又は、複数の異なる色の光を使用する複数回の露光の合成として１つの画像を生成することができる。

【0059】

上記の通り、常に１つのチャネルのみがオン状態となるように各カラーチャネルを順次駆動することが有利となり得る。よって一部の実施形態では、照明センサは一度に１つのカラーチャネルのみを測定するだけで足り、照明センサは例えば、各カラーチャネルを測定するために使用される唯一のフォトダイオードとすることができる。

【0060】

上記の通り、一部の実施形態では、順次駆動される各カラーチャネルごとに別個の露光を用いることができる。図７は、本技術の一実施形態のマルチスペクトル光アセンブリを備えた照明システムを用いて画像を生成するために複数回の露光を用いるタイミング構成を示すグラフである。本例のタイミング構成７００は、第１の露光７０２と第２の露光７０４と第３の露光７０６の３つの別個の露光を含み、これら３つの露光は、軸７１４によって示されている時間軸上で順次行われる。第１の露光７０２中に第１のカラーチャネル７０８（例えば赤色）を駆動し、これを用いて照明光を生成することができる。第１の露光７０２が完了した時点で第１のカラーチャネル７０８をオフにし、第２の露光７０４中に第２のカラーチャネル７１０（例えば緑色）を駆動し、これを用いて照明光を生成することができる。第２の露光７０４が完了した時点で第２のカラーチャネル７１０をオフにし、第３の露光７０６中に第３のカラーチャネル７１２（例えば青色）を駆動し、これを用いて照明光を生成することができる。各露光を用いてモノクロ画像を生成することができる。その後、３つの異なるカラーチャネルの上記モノクロ画像をマージして、完全なＲＧＢ画像（あるいはその他の画像）を作成することができる。複数のモノクロ画像から完全なＲＧＢ画像を作成するために公知の方法を用いることができる。一部の実施形態では、図６に示されている方法によって、又は上記にて一般的に説明した他の態様で、露光７０２，７０４，７０６の時間長を決定することができる。

【0061】

一部の実施形態では、各カラーチャネルを同一の露光中に順次駆動することができる。図８は、本技術の一実施形態のマルチスペクトル光アセンブリを備えた照明システムを用いて画像を生成するために１回の露光を用いるタイミング構成を示すグラフである。本例のタイミング構成８００は唯一の露光８０２を含む。軸８１０によって示されているように露光８０２中に各カラーチャネルをある時間にわたって順次駆動することができる。上記の露光８０２中に第１の時点で第１のカラーチャネル８０４（例えば赤色）を駆動し、これを用いて照明光を生成することができる。第１のカラーチャネル８０４の駆動の特定の期間が終了した時点で第１のカラーチャネル８０４をオフにし、当該露光８０２中に第２の時点で第２のカラーチャネル８０６（例えば緑色）を駆動し、これを用いて照明光を生成することができる。第２のカラーチャネル８０６の駆動の特定の期間が終了した時点で第２のカラーチャネル８０６をオフにし、当該露光８０２中に第３の時点で第３のカラーチャネル８０８（例えば青色）を駆動し、これを用いて照明光を生成することができる。第３のカラーチャネル８０８を特定の期間にわたって駆動し、その後オフにすることができる。このようにして上記の３つのカラーチャネル８０４，８０６及び８１０を露光８０２中に、実際に時間的に重なることなく混合することができる。上記にて図６を参照して説明したように、各チャネル８０４，８０６，８０８の強度及び／又はオン時間（すなわち、軸８１０における各カラーチャネルのパルスの幅）を制御して正確な混色を実現するため、距離センサ及びフィードバックループを用いることができる。よって、ビジョンシステムのカメラの１つの露光時間中に混色を制御することができる。この１回の露光を用いて、公知の幅広い方法のうち任意のものに従ってモノクロ画像を生成することができる。しかし、モノクロ画像は有利には、関連付けられた色のうち１つ又は複数の色について最適化されたコントラストを有することができる。さらに、１回の露光は複数回の別々の露光より高速となり得るので、累積的なライティング強度が同じである場合、動く物体が関与するソート用途では、図８のタイミング構成が有利となり得る。

【0062】

上記の通り一部の実施形態では、複数のチャネルが同時にオンとなるように（すなわち、撮像のために複数のチャネルがターゲットを照明するように）、各波長又はカラーチャネルを同時に駆動することができる。よって一部の実施形態では、照明センサは複数の照明センサを含むことができ、各照明センサはそれぞれ１つのカラーチャネルを測定するように構成することができる。例えば、各照明センサは１つの色を測定するように構成されたフォトダイオードとすることができる。一部の実施形態では、複数のカラーチャネルで同時に照明を行うため、照明センサは全てのカラーチャネルを同時に測定するように構成された１つの照明センサ（例えばフォトダイオード等）とすることができる。上記の通り、光又は露光の目標量（すなわち、強度と露光時間長（あるいは「露光時間」又は「ＬＥＤオン時間」）との積）に達するまで各カラーチャネルの強度又は露光時間を調整することができる。特定のカラーチャネルが目標露光（又は光の量）に達すると、このチャネルをオフにすることができる。

【0063】

一部の実施形態では、ビジョンシステム２００は、照明アセンブリの前方において当該ビジョンシステムのハウジングに取り付けられた取り外し可能な拡散光アセンブリと共に用いられることにより、ビジョンシステムが短距離で照明光を拡散光に変換することができる。よって上記の拡散光アセンブリにより、拡散光を必要とすると共に作動距離を短縮する必要がある用途で、上記のマルチスペクトル光アセンブリを備えたビジョンシステム２００を使用することができる。拡散光アセンブリは、ダイレクトパーツマーキング（ＤＰＭ）等の用途、その他拡散光を要する用途において撮像を行う際に有利となり得る。ＤＰＭリーダは、例えばプラスチックや金属等の材料の表面に直接エッチング又はインプリントされたバーコードを読み取ることができるものである。典型的にはＤＰＭ部分は、幅広い様々な幾何学的形態及び表面にコードを表現したものである。

【0064】

図９は、本技術の一実施形態の拡散光アセンブリ例を示す図である。図９に示されている実施形態では、取り外し可能な拡散光アセンブリ９００はハウジング９０２と内部反射面９０４とを備えている。一実施形態では内部反射面９０４は、光が拡散光アセンブリ９００の容積内部を進むのを支援するつや消し処理された白色面を有することができる。ハウジング９０２の寸法（奥行９０６、高さ９０８及び幅９１０）は、ビジョンシステム（例えば図２に示されているビジョンシステム２００等）の当該ハウジングに取り外し可能に拡散光アセンブリ９００を取り付けられるように設定することができ、これにより拡散光アセンブリ９００をビジョンシステムの照明アセンブリの前方に配置することができる。一部の実施形態では、ハウジング９０２の高さ（Ｈ）９０８は近距離におけるＦＯＶの半分である。ビジョンシステムのハウジングは、拡散光アセンブリ９００をビジョンシステムに取り付けることを可能にする構成を備えることができる。上記の理由も含めた様々な理由のため、拡散光アセンブリ９００は図示の配置構成が有利となり得るが、他の構成も可能である。

【0065】

図１０は、本技術の一実施形態のビジョンシステム及び拡散光アセンブリ（例えば図９のアセンブリ９００と同様のもの）の概略図である。図１０では、拡散光アセンブリ１０００はビジョンシステム１０２２に取り外し可能に取り付けられ又は搭載されることができる。例えば、機械的取付機構を用いて拡散光アセンブリ１０００のハウジング１００２を機械的接続ポイント１０２０においてビジョンシステムのハウジング１０２４に取り付けることができる。拡散光アセンブリ１０００のハウジング１００２を取り外し可能にビジョンシステムのハウジング１０２４に取り付けるために、公知の機械的取付機構を用いることができる。上記の通り、拡散光アセンブリ１０００はビジョンシステム１０２２の照明アセンブリ１０１８（例えば、上記にて一般的に説明したマルチスペクトル照明アセンブリ等）の前方に配されるようにビジョンシステムハウジング１０２４に取り付けられることができる。一部の実施形態では拡散光アセンブリ１０００は、ビジョンシステム１０２２のカメラとの電気的な接続や当該カメラとの追加の通信を必要としないパッシブアクセサリとすることができる。ビジョンシステム１０２２は、物体表面のシンボル又はＩＤを撮像するために用いられる他の構成要素の他、撮像センサ１０１４及びレンズ１０１６を備えることもできる。

【0066】

図中の実施形態では拡散光アセンブリ１０００は、内部反射面１０１２（例えば図９に示されている内部反射面９０４等）を有するハウジング１００２を備えていると共に、拡散器１００４を備えている。一部の実施形態では拡散器は、透光性及びテクスチャの両方が光を所望の態様で送るように設定可能である材料（例えば乳白色材料等）から形成することができる。拡散器１００４は、ビジョンシステム１０２２の撮像レンズ１０１６の前方にアパーチャを提供することができる。一部の実施形態ではこのアパーチャのサイズは、拡散光アセンブリ１０００によって生成される均一な照明に与える影響が最小限となるように最適化することができる。拡散光アセンブリは、内部反射面１０１２と拡散器１００４との間にドーム光の作用を生じさせる構成とすることができる。有利には、取り外し可能な拡散光アセンブリは複数の異なるレンズ（ＦＯＶ）、照明ビーム、光バンク及び色と共に用いることができる。拡散光アセンブリ１０００は、特定の作動範囲（例えば、工場オートメーションＤＭ用途では０～１００ｍｍ）にわたって焦平面のどの位置でも一様な光パターンを提供することにより性能を改善することができる。上記の理由も含めて図示の拡散光アセンブリ１０００の配置構成が有利となり得るが、他の配置構成も可能である。

【0067】

図１１は、本技術の一実施形態の複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えたビジョンシステムアセンブリの分解斜視図である。ビジョンシステムアセンブリ１１００は、物体（不図示）又は物体表面のＩＤの画像を取得するために使用することができる。図１１に示されているビジョンシステムアセンブリ１１００では、レンズアセンブリ１１０４が撮像センサアセンブリ１１０２の前方に配置されており、組み立てられる際には撮像センサアセンブリ１１０２に結合される。撮像センサアセンブリ１１０２は、複数の異なる波長の光を検出する構成とすることができる撮像センサを備えることができる。一部の実施形態では、撮像センサアセンブリ１１０２の撮像センサはモノクロセンサ（例えば白黒センサ等）又はカラーセンサとすることができる。一部の実施形態では、撮像センサアセンブリ１１０２の撮像センサのサイズは２～１６メガピクセルとすることができる。

【0068】

上記にて説明したように、レンズアセンブリ１１０４は撮像センサアセンブリ１１０２の撮像センサの領域に画像の光を投影し、これにより、撮像センサアセンブリ１１０２の撮像センサによる撮像のＦＯＶを画定することができる。一部の実施形態では、レンズアセンブリ１１０４は１つ又は複数のレンズ、例えば高速の液体レンズ等を備えることができ、これにより、複数の異なる作動距離に対応して画像の焦点の迅速な自動調整が可能になる。他の実施形態では、レンズアセンブリ１１０４は１つ又は複数の固体レンズ（例えばガラスレンズ等）を備えることができる。

【0069】

一部の実施形態では、ビジョンシステムアセンブリ１１００は、レンズアセンブリ１１０４を撮像センサアセンブリ１１０２に対して接離することによりレンズアセンブリ１１０４の焦点を手動で調整してシステム１１００の焦点距離を変化させるために使用可能な機械的部品（例えばギア機構等）を備えることができる。例えば、ギア機構は図１１に示されているように、レンズアセンブリ１１０４にある第１のギア１１１２と、照明アセンブリ１１０６のバックプレート１１１４の内側面１１２８にある第２のギア１１１６と、照明アセンブリ１１０６のバックプレート１１１４の内側面１１２８にある第３のギア１１１８と、を備えることができる。下記にて図１３、図１４及び図１５を参照して詳細に説明するように、作業者が焦点調整ツール１１２０（例えば六角棒スパナその他公知の手工具）を用いて第３のギア１１１８及び第２のギア１１１６を手動で駆動することができ、これらのギア１１１８，１１１６がレンズアセンブリにある第１のギア１１１２を駆動してレンズアセンブリ１１０４を動かしたり、あるいはレンズアセンブリ１１０４の１つ若しくは複数のガラスレンズを動かすことができる。一部の実施形態では、撮像センサアセンブリ１１０２に対して１つ又は複数のレンズを接離させてシステム１１００の焦点距離を変化させるために使用される電動機械的部品（例えばギア、モータ及びねじアセンブリ等）を、上記の１つ又は複数のガラスレンズに設けることができる。

【0070】

照明アセンブリ１１０６はレンズアセンブリ１１０４の前方に配置されており、組み立てられる際にはレンズアセンブリ１１０４に結合され、また、動作のために設置される際にはレンズアセンブリ１１０４を部分的に包囲する。例えば、バックプレート１１１４を備えた照明アセンブリ１１０６は、組立て時に（例えば図１５に示されているように（これについては下記にて詳細に説明する））レンズアセンブリ１１０４の少なくとも一部を入れることができる開口を有することができる。よって一部の実施形態では、レンズアセンブリ１１０４の部品の一部が照明アセンブリ１１０６内に突出することができる（又は照明アセンブリ１１０６を通過することも可能である）。図１１の配置例ではレンズアセンブリ１１０４及び照明アセンブリ１１０６が示されており、他の実施形態では、レンズアセンブリ１１０４及び照明アセンブリ１１０６の数や配置を異なるものとすることができると解すべきである。一部の実施形態では、照明アセンブリ１１０６は複数のマルチスペクトル光アセンブリ１１２２を備えることができ、例えば、上記にて図１を参照して説明したマルチスペクトル光アセンブリ１００や、図２を参照して説明したマルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０を備えることができる。複数のマルチスペクトル光アセンブリ１１２２は図１１において照明アセンブリ１１０６における配置例となっているのが示されており、他の実施形態では、照明アセンブリ１１０６において使用されるマルチスペクトル光アセンブリの数及び配置を異なるものとすることができると解すべきである。照明アセンブリ１１０６の上記の複数のマルチスペクトル光アセンブリ１１２２は、例えば物体（不図示）の画像又は物体表面のＩＤの画像を取得するために、物体に投影可能な複数の波長で光を生成するために用いることができる。一部の実施形態では、複数のマルチスペクトル光アセンブリ１１２２はレンズアセンブリ１１０４の１つ又は複数のレンズまわりに対称的に配置される。

【0071】

照明アセンブリ１１０６の各マルチスペクトル光アセンブリ１１２２は同一種類のマルチスペクトル光源を備えることができ、又は、複数のマルチスペクトル光アセンブリ１１２２はそれぞれ異なる種類のマルチスペクトル光源若しくは複数種類のマルチスペクトル光源の組み合わせを備えることができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源は、複数の波長で光を生成する複数のカラーＬＥＤダイを含むことができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源の複数のカラーＬＥＤダイを１つのパッケージで設けることができる。一部の実施形態ではマルチスペクトル光源は、例えばＲＧＢＬＥＤ、ＲＧＢＷＬＥＤ、ＲＧＢ（ＩＲ）ＬＥＤ、ＲＧＢＹＬＥＤ、ＩＲ及び赤色ＬＥＤ，白色及び赤色ＬＥＤ、その他ＲＧＢ又は多波長ＬＥＤタイプで設けることができる。

【0072】

一部の実施形態では、照明アセンブリ１１０６は距離センサ１１２４（例えばタイム・オブ・フライト（ＴＯＦ）型センサ等）と、１つ又は複数の光学フィルタ（不図示）と、投影視野（ＦＯＶ）中心のインジケータ１１２６と、を備えることができる。上記にて説明したように、マルチスペクトル光アセンブリ１１２２は、上記にて図５を参照して説明したものを含めて光バンク構成で駆動することができる。照明アセンブリ１１０６の前方に、モジュール型のフロントカバー１１０８（例えば透明、拡散性又は直交偏光等）を配置することができる。図１１では３つのフロントカバー１１０８の一例が示されており、これらのフロントカバー１１０８のうち１つを選択して照明アセンブリ１１０６の前方に配置することができる。

【0073】

一部の実施形態では、選択された１つのフロントカバー１１０８と照明アセンブリ１１０６の前方に、取り外し可能なパッシブ光アクセサリ１１１０を配置することができる。例えばパッシブ光アセンブリ１１１０は、上記にて図９を参照して説明したような拡散光アセンブリ９００とすることができ、これを使用して、ビジョンシステムアセンブリ１１００が短距離で照明光を拡散光に変換可能とすることができる。パッシブ光アクセサリ１１１０を取り外し可能に取り付けるために公知の機械的取付機構を用いることができる。ビジョンシステムアセンブリ１１００は他の要素も備えることができるが、この他の要素は図１１では見やすさの観点から示されていない。例えばビジョンシステムアセンブリ１１００は、ＩＤコード探索及び復号化、検査等の各種ビジョンシステムタスクを実行する処理コンポーネント（例えば図２に示されているプロセッサ２０２等）も備えることができる。

【0074】

図１２は、本技術の一実施形態の図１１のビジョンシステムアセンブリの一例の照明アセンブリの分解図である。本例の照明アセンブリ１１０６は、ハウジング１１３０と、支持構造１１３２と、フロントプレート１１３４と、を備えることができる。支持構造１１３２は、複数のマルチスペクトル光アセンブリ（例えば図１１に示されているマルチスペクトル光アセンブリ１１２２等）を支持する構成とすることができる。一部の実施形態では、支持構造１１３２によって支持されるマルチスペクトル光アセンブリはマルチスペクトル光源（不図示）と、ライトパイプ１１４４と、拡散面１１４６と、投影レンズ１１４８と、を備えることができる。例えば、各マルチスペクトル光アセンブリは上記にて図１を参照して説明されたマルチスペクトル光アセンブリ１００とすることができる。フロントプレート１１３４は、支持構造１１３２によって支持される各マルチスペクトル光アセンブリの投影レンズ１１４７を受けるように形成された開口を有することができる。複数のマルチスペクトル光アセンブリは図１２において照明アセンブリ１１０６における配置例となっているのが示されており、他の実施形態では、照明アセンブリ１１０６において使用されるマルチスペクトル光アセンブリの数及び配置を異なるものとすることができると解すべきである。一部の実施形態では、支持構造１１３２は距離センサ１１２４と、投影ＦＯＶ中心を示すように構成されたインジケータ装置１１２６と、を支持する構成とすることもできる。

【0075】

上記のように、一部の実施形態では照明アセンブリ１１０６に１つ又は複数の照明センサ（例えば図２に示されている照明センサ２２２等）を組み込み、マルチスペクトル光アセンブリの近傍に配置することができ、例えばマルチスペクトル光アセンブリのマルチスペクトル光源（例えばＬＥＤ等）の近傍又は付近に照明センサを配置することができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光アセンブリの投影レンズの近傍又は付近に複数の照明センサを配置することができる。照明センサ及びビジョンシステムのプロセッサを用いて、照明アセンブリ１１０６によって投影される複数の異なるカラーチャネルの光の量を制御し、これにより、上記にて図１～８を参照して説明したものを含めて、画像取得を改善するために使用可能なフィードバックループを実装することができる。

【0076】

上記の通り一部の実施形態では、ビジョンシステムアセンブリ１１００は、レンズアセンブリ１１０４を撮像センサアセンブリ１１０２に対して接離することによりレンズアセンブリ１１０４の焦点を手動で調整してシステム１１００の焦点距離を変化させるために使用可能な機械的部品（例えばギア機構等）を備えることができる。図１３～１５は、レンズアセンブリの焦点を手動で調整するためのギア機構例を示す。図１３は、本技術の一実施形態の照明アセンブリのバックプレートの内表面の斜視図である。図１３では、照明アセンブリ１１０６のバックプレート１１１４に配置されたギア機構例の一部が示されている。

【0077】

上記にて説明したようにギア機構は、レンズアセンブリ１１０４にある第１のギア１１１２（図１５に示す）と、照明アセンブリ１１０６のバックプレート１１１４の内側面１１２８に配置された第２のギア１１１６と、照明アセンブリ１１０６のバックプレート１１１４の内側面１１２８に配置された第３のギア１１１８と、を備えることができる。一部の実施形態では、作業者が焦点調整ツール１１２０（例えば六角棒スパナ等）を用いて第３のギア１１１８を手動で駆動することにより第２のギア１１１６を駆動することができ、第２のギア１１１６がレンズアセンブリにある第１のギア１１１２（図１５に示す）を駆動してレンズアセンブリ１１０４を動かすことができる（例えば、これによりレンズアセンブリ１１０４の１つ又は複数のガラスレンズを動かすことができる）。

【0078】

図１４は、本技術の一実施形態の照明アセンブリのバックプレートの外表面を含む照明アセンブリの背面図である。一部の実施形態では、照明アセンブリ１１０６のバックプレート１１１４（又はその他の構成要素）の外表面１１５０に、焦点調整ツール１１２０を受けるように形成された開口１１５２を設けることができる（図１３及び図１５に示す）。例えば、開口はアレンレンチ（あるいは六角棒スパナ）を受けるように形成することができる。

【0079】

図１５は、本技術の一実施形態の照明アセンブリのバックプレート、レンズアセンブリ、及び撮像センサアセンブリの斜視図である。図１５では、照明アセンブリ１１０６のバックプレート１１１４が撮像センサアセンブリ１１０２に取り付けられているのが示されている。図中の実施形態では、レンズアセンブリ１１０４は照明アセンブリ１１０６のバックプレート１１１４に配置され（例えば図１１及び図１３に示されているようにバックプレート１１１４の開口に入れられ）、これによりレンズアセンブリ１１０４の第１のギア１１１２が、照明アセンブリ１１０６のバックプレート１１１４の内表面１１２８に配置された第２のギア１１１６と可動に係合する。第２のギア１１１６には、バックプレート１１１５の内表面１１２８に配置された第３のギア１１１８が可動に係合している。一部の実施形態では、作業員がバックプレートの外表面１１５０の開口１１５２（図１４に示す）に焦点調整ツール１１２０を入れて、この焦点調整ツール１１２０を回すことにより第３のギア１１１８を回転させることができる。第３のギア１１１８が回転することにより第２のギア１１１６が回転し、この第２のギア１１１６の回転により、レンズアセンブリ１１０４にある第１のギア１１１２を回転させて、レンズアセンブリ１１０４あるいはレンズアセンブリ１１０４の１つ若しくは複数のガラスレンズを動かすことができる。

【0080】

図１６Ａは、本技術の一実施形態の複数のマルチスペクトル光アセンブリを備えたビジョンシステムアセンブリの分解斜視図である。ビジョンシステムアセンブリは、物体（不図示）又は物体表面のＩＤの画像を取得するために使用することができる。図１２に示されているビジョンシステムアセンブリ１２００では、レンズアセンブリ１２０４が撮像センサアセンブリ１１０２の前方に配置されており、組み立てられる際には撮像センサアセンブリ１１０２に結合される。撮像センサアセンブリ１２０２は、複数の異なる波長の光を検出する構成とすることができる撮像センサを備えることができる。一部の実施形態では、撮像センサアセンブリ１２０２の撮像センサはモノクロセンサ（例えば白黒センサ等）又はカラーセンサとすることができる。一部の実施形態では、撮像センサアセンブリ１２０２の撮像センサのサイズは２～１６メガピクセルとすることができる。上記にて説明したように、レンズアセンブリ１２０４は撮像センサアセンブリ１２０２の撮像センサの領域に画像の光を投影し、これにより、撮像センサアセンブリ１２０２の撮像センサによる撮像のＦＯＶを画定することができる。

【0081】

一部の実施形態では、レンズアセンブリ１２０４は１つ又は複数のレンズ、例えば高速の液体レンズ等を備えることができ、これにより、複数の異なる作動距離に対応して画像の焦点の迅速な自動調整が可能になる。他の実施形態では、レンズアセンブリ１２０４は１つ又は複数のガラスレンズを備えることができる。

【0082】

一部の実施形態では、ビジョンシステムアセンブリ１２００は、レンズアセンブリ１２０４を撮像センサアセンブリ１２０２に対して接離することによりレンズアセンブリ１２０４の焦点を手動で調整してシステム１２００の焦点距離を変化させるために使用可能な機械的部品（例えばギア機構等）を備えることができる。例えば、上記にて図１３～１５を参照して説明したギア機構を例えばビジョンシステムアセンブリ１２００に設けることができ、レンズアセンブリ１２０４及び照明アセンブリ１２０６のバックプレート１２１６の内表面１２１８は、レンズアセンブリ１２０４の１つ又は複数のレンズの位置を手動で調整するために使用可能な複数のギアを備えることができる。上記にて図１３～図１５を参照して説明したように、一部の実施形態では、作業者が焦点調整ツール（例えば六角棒スパナ）を用いてバックプレート１２１６の内表面１２１８の１つ又は複数のギアを手動で駆動することができ、これらのギアはレンズアセンブリ１２０４にあるギア１２１４を駆動してレンズアセンブリ１２０４を動かしたり、あるいはレンズアセンブリ１２０４の１つ若しくは複数のガラスレンズを動かすことができる。一部の実施形態では、撮像センサアセンブリ１２０２に対して１つ又は複数のレンズを接離させてシステム１２００の焦点距離を変化させるために使用される電動機械的部品（例えばギア、モータ及びねじアセンブリ等）を、上記の１つ又は複数のガラスレンズに設けることができる。

【0083】

照明アセンブリ１２０６はレンズアセンブリ１１０４の前方に配置されており、組み立てられる際にはレンズアセンブリ１２０４に結合され、また、動作のために設置される際にはレンズアセンブリ１２０４を部分的に包囲する。例えば、バックプレート１２１６を備えた照明アセンブリ１２０６は、組立て時にレンズアセンブリ１２０４の少なくとも一部を入れることができる開口を有することができる。よって一部の実施形態では、レンズアセンブリ１２０４の部品の一部が照明アセンブリ１２０６内に突出することができる（又は照明アセンブリ１２０６を通過することも可能である）。図１２の配置例ではレンズアセンブリ１２０４及び照明アセンブリ１２０６が示されており、他の実施形態では、レンズアセンブリ１２０４及び照明アセンブリ１２０６の数や配置を異なるものとすることができると解すべきである。一部の実施形態では、照明アセンブリ１２０６は複数のマルチスペクトル光アセンブリ１２３４（図１７に示す）を備えることができ、これらのマルチスペクトル光アセンブリ１２３４は例えば、上記にて図１を参照して説明したマルチスペクトル光アセンブリ１００や、図２を参照して説明したマルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０と同様の構成となっている。上記の照明アセンブリ１２０６の複数のマルチスペクトル光アセンブリは、例えば物体（不図示）の画像又は物体表面のＩＤの画像を取得するために、物体に投影可能な複数の波長で光を生成するために用いることができる。一部の実施形態では、複数のマルチスペクトル光アセンブリ１２３４はレンズアセンブリ１２０４の１つ又は複数のレンズまわりに対称的に配置される。照明アセンブリ１２０６の各マルチスペクトル光アセンブリは同一種類のマルチスペクトル光源を備えることができ、又は、複数のマルチスペクトル光アセンブリはそれぞれ異なる種類のマルチスペクトル光源若しくは複数種類のマルチスペクトル光源の組み合わせを備えることができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源は、複数の波長で光を生成する複数のカラーＬＥＤダイを含むことができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源の複数のカラーＬＥＤダイを１つのパッケージで設けることができる。一部の実施形態ではマルチスペクトル光源は、例えばＲＧＢＬＥＤ、ＲＧＢＷＬＥＤ、ＲＧＢ（ＩＲ）ＬＥＤ、ＲＧＢＹＬＥＤ、ＩＲ及び赤色ＬＥＤ，白色及び赤色ＬＥＤ、その他ＲＧＢ又は多波長ＬＥＤタイプで設けることができる。一部の実施形態では、照明アセンブリ１２０６は距離センサ１２２０（例えばタイム・オブ・フライト（ＴＯＦ）型センサ等）と、１つ又は複数の光学フィルタ（不図示）とを備えることができる。上記にて説明したように、マルチスペクトル光アセンブリは、上記にて図５を参照して説明した光バンク構成で駆動することができる。

【0084】

一部の実施形態では、照明アセンブリ１２０６の前方にフロントカバー１２０８（例えば透明、拡散性又は直交偏光等）を配置することができる。一部の実施形態では、フロントカバー１２０８はモジュール型のフロントカバー（front cove）とすることができる。一部の実施形態では、フロントカバー１２０８は１つ又は複数のバンドパスフィルタ（不図示）を備えることもできる。

【0085】

一部の実施形態では、フロントカバー１２０８と照明アセンブリ１２０６の前方に、取り外し可能なパッシブ光アクセサリ１２１０を配置することができる。例えばパッシブ光アセンブリ１２１０は、上記にて図９を参照して説明したような拡散光アセンブリ９００とすることができ、これを使用して、ビジョンシステムアセンブリ１２００が短距離で照明光を拡散光に変換可能とすることができる。パッシブ光アクセサリ１２１０を取り外し可能に取り付けるために公知の機械的取付機構を用いることができる。ビジョンシステムアセンブリ１２００は他の要素も備えることができるが、この他の要素は図１６Ａでは見やすさの観点から示されていない。例えばビジョンシステムアセンブリ１２００は、ＩＤコード探索及び復号化、検査等の各種ビジョンシステムタスクを実行する処理コンポーネント（例えば図２に示されているプロセッサ２０２等）も備えることができる。

【0086】

他の実施形態では、撮像センサアセンブリ１２０２にアダプタ１２１２（例えば図１６Ｂに示されている直角アダプタ等）を接続し、ビジョンシステムアセンブリ１２００のケーブルを送るために使用することができる。図１６Ａでは、アダプタ１２１２が第１の位置にあるのが示されている。一部の実施形態ではアダプタ１２１２は、ビジョンシステムアセンブリ１２００のケーブルの送りを変更するために使用可能な複数の位置をとるように構成することができる。図１６Ｂは、本技術の一実施形態の第２の位置にある図１６Ａの一例の直角アダプタの斜視図である。図１６Ｂではアダプタ１２１２は撮像センサアセンブリ１２０２に結合されており、図１６Ａに示されている第１の位置に対して直交する第２の位置にある。

【0087】

図１７は、本技術の一実施形態の図１６Ａのビジョンシステムアセンブリの一例の照明アセンブリの分解図である。本例の照明アセンブリ１２０６は、ハウジング１２３０と、支持構造１２３２と、フロントプレート１２３４と、を備えることができる。支持構造１２３２は、複数のマルチスペクトル光アセンブリ１２３４を支持する構成とすることができる。一部の実施形態では、支持構造１２３２によって支持されるマルチスペクトル光アセンブリ１２３４はマルチスペクトル光源と、ライトパイプと、拡散面と、投影レンズと、を備えることができる。例えば、各マルチスペクトル光アセンブリ１２３４は上記にて図１を参照して説明されたマルチスペクトル光アセンブリ１００とすることができる。フロントプレート１２３４は、支持構造１２３２によって支持される各マルチスペクトル光アセンブリ１２３４の投影レンズを受けるように形成された開口を有することができる。複数のマルチスペクトル光アセンブリ１２３４は図１７において照明アセンブリ１２０６における配置例となっているのが示されており、他の実施形態では、照明アセンブリ１２０６において使用されるマルチスペクトル光アセンブリの数及び配置を異なるものとすることができると解すべきである。一部の実施形態では、支持構造１２３２は距離センサ１１２４を支持する構成とすることもできる。

【0088】

上記のように、一部の実施形態では照明アセンブリ１２０６に１つ又は複数の照明センサ（例えば図２に示されている照明センサ２２２等）を組み込み、マルチスペクトル光アセンブリの近傍に配置することができ、例えばマルチスペクトル光アセンブリのマルチスペクトル光源（例えばＬＥＤ等）の近傍又は付近に照明センサを配置することができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光アセンブリの投影レンズの近傍又は付近に複数の照明センサを配置することができる。照明センサ及びビジョンシステムのプロセッサを用いて、照明アセンブリ１２０６によって投影される複数の異なるカラーチャネルの光の量を制御し、これにより、上記にて一般的に説明したものを含めて、画像取得を改善するために使用可能なフィードバックループを実装することができる。

【0089】

図１８は、本技術の一実施形態のビジョンシステム１３００に設けられた、二重アパーチャを備えた光学系アセンブリとマルチスペクトル光源とを備えた照明装置の概略図である。一部の実施形態では、マルチアパーチャアセンブリを備えた光学系アセンブリ１３０２を有するビジョンシステムにおいてマルチスペクトル光源を用いることができ、上記のマルチアパーチャアセンブリは、それぞれ対応する光源と共に用いられて複数の異なるＤＯＦで画像の取得を可能にする複数の異なる領域を有し得る。ビジョンシステム１３００はビジョンシステムの具体的な実装の一例であるが、他の構成も可能である。図１８ではマルチアパーチャアセンブリは二重アパーチャアセンブリとなっているが、他の実施形態では追加のアパーチャを設けることも可能である。

【0090】

二重アパーチャアセンブリ１３０６の内側領域１３０８（小さいアパーチャ）と大きなＤＯＦ１３３４とを用いて画像を取得するためには、第１の光源１３１６が特定の波長（又は波長範囲）又は偏光を有する光ビーム１３３０をターゲット１３２２（例えばバーコード等）に投影する。第１の光ビームの反射光１３３８は二重アパーチャアセンブリ１３０６の内側領域１３０８を通過し、外側領域１３１０ではブロックされる。その後、反射光１３３８はレンズ配置体１３０４の１つ又は複数のレンズによって撮像センサ１３１２に送られる。二重アパーチャアセンブリ１３０６の外側領域１３１０（大きいアパーチャ）と小さいＤＯＦ１３３６とを用いて画像を取得するためには、第２の光源１３１８が特定の波長（又は波長範囲）又は偏光を有する光ビーム１３３２をターゲット１３２２（例えばバーコード等）に投影する。第２の光ビームの反射光１３４０は二重アパーチャアセンブリ１３０６の全径（すなわち、内側領域１３０８と外側領域１３１０とを合わせた径）を通過し、レンズ配置体１３０４の１つ又は複数のレンズによって撮像センサ１３１２に送られる。図中の実施形態では、二重アパーチャアセンブリ１３０６の第１の領域１３０８と第２の領域１３１０とは、第１の光ビーム１３３０と第２の光ビーム１３３２とに対し同じ焦点を有する。

【0091】

撮像センサ１３１２は、感光部（画素）の行及び列を有することができ、これらは画素アレイを構成する。レンズ配置体１３０４によって反射光（１３３８又は３４０）が撮像センサ１３１２に投影されると、各画素が、当該画素に入射した光に比例する信号を生成する。一部の実施形態では、センサ１３１２はモノクロセンサである。二重アパーチャアセンブリは例えば、上記の複数の異なる領域と、これらに対応する光源とを用いて、複数の異なる時点で個別画像を取得するために使用することができる。よって、ターゲット１３３２を照明するために使用される波長又は偏光に応じてリーダのアパーチャ開口値が変わり、これにより、画像を取得する際のＤＯＦ及び露光時間が変わる。

【0092】

一部の実施形態では、第１の照明光１３３０及び第２の照明光１３３２を投影するために使用される光源１３１６及び１３１８はそれぞれ、特定の種類（波長又は偏光）の照明光を提供するためにＬＥＤ又はレーザダイオードを備えることができる。一部の実施形態では、第１の照明光１３３０及び第２の照明光１３３２の両方を提供するためにマルチスペクトル光源を使用することができる。例えば、上記にて図２を参照して説明したようにマルチスペクトル光源をマルチスペクトル光アセンブリ２１６，２１８，２２０の一部とすることができる。一部の実施形態ではマルチスペクトル光源は、複数の異なる色のＬＥＤダイを１つのパッケージにまとめたものを備えることができる。例えば、マルチスペクトル光源はＲＧＢＬＥＤ、ＲＧＢＷＬＥＤ、ＲＧＢ（ＩＲ）ＬＥＤ、ＲＧＢＹＬＥＤ、若しくはその他の種類のＲＧＢＬＥＤ、又はその他の種類の多波長ＬＥＤとすることができる。

【0093】

少なくとも１つのマルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ等）を備えてこれを用いるビジョンシステムは、数多くの種々のイメージング用途に有利となり得る。例えば一部の実施形態では、複数の波長の光（すなわち複数の色）又は波長の複数の組み合わせを用いることにより、同一画像上で解析される特徴同士を区別する能力を実現できるという利点が奏される。かかる実施形態では、ビジョンシステムアセンブリは透明なフロントカバーと、各マルチスペクトル光源（例えばＲＧＢＷＬＥＤ等）により生成することができる複数の波長と、を兼ね備えることができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源を備えたビジョンシステムは、オイルその他の種類の透明面を有する物体又はターゲットの画像を取得する際に有利となり得る。複数の異なる波長の光（及び混色）を利用して、物体（例えば物体の表面等）との間で種々のインタラクションを生じさせると共に、例えばオイル等の透明面をより検出しやすくすることができる。かかる実施形態では、ビジョンシステムアセンブリは透明なフロントカバーと、各マルチスペクトル光源（例えばＲＧＢＷＬＥＤ等）により生成することができる複数の波長と、を兼ね備えることができる。その上、上述のような実施形態では、ビジョンシステムは、上記にて図８を参照して説明したように１回の露光のためのタイミング構成を使用することができる。

【0094】

一部の実施形態では、マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ等）を備えたビジョンシステムは、光学文字認識（ＯＣＲ）用途に有利となり得る。例えば、ＯＣＲ用に構成されたビジョンシステムは偏光を用いることができ、ビジョンシステムのカメラは、当該カメラに対して９０°チルトした他の偏光フィルタによってシーンを見ることができる。マルチスペクトル光源又はマルチスペクトル光アセンブリから得られる色は、コントラスト及び／又は輝度を改善するために重要となり得る。ＯＣＲ用途では、ビジョンシステムアセンブリは偏光フロントカバーを備えることができ、ビジョンシステムは、上記にて図８を参照して説明した１回の露光に対応するタイミング構成を使用することができる。

【0095】

一部の実施形態では、マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ等）を備えたビジョンシステムは、例えばシリンドリカル形状又は非扁平形状を有する撮像部品等の拡散光用途に有利となり得る。ＩＤ用又はＯＣＲ用に撮像されるシリンドリカル部品は、その反射やテクスチャのため難しいものとなり得る。複数の異なる色（又は波長）の可能性を有する拡散光は、ビジョンシステムの性能を拡張するために有利に使用することができる。例えば、上記にて図９を参照して説明した拡散光アセンブリと、マルチスペクトル光アセンブリを備えたビジョンシステム照明アセンブリと、を組み合わせることができ、ビジョンシステムは、上記にて図８を参照して説明した１回の露光に対応するタイミング構成を使用することができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ等）を備えたビジョンシステムは、布製品における欠陥を識別する用途に有利となり得る。かかる実施形態ではビジョンシステムアセンブリは、マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ）と、偏光、透明なフロントカバー、及び／若しくは拡散光（例えば図９に示されている拡散光アセンブリを使用したもの等）のうち１つ又は複数と、の組み合わせを備えることができる。

【0096】

一部の実施形態では、マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ等）を備えたビジョンシステムはセキュリティ用途に有利となり得、例えば物体若しくはターゲットの細かな特徴を識別するため及び／又は紙幣、透かし等のセキュリティ特徴を検出するための画質改善のために有利となり得る。かかる用途は、赤外（ＩＲ）光を出力可能なマルチスペクトル光源を使用することができる。かかる実施形態ではビジョンシステムアセンブリは、マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ）と、透明なフロントカバー及び／又は拡散光（例えば図９に示されている拡散光アセンブリを使用したもの等）と、の組み合わせを備えることができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ等）を備えたビジョンシステムは三次元（３Ｄ）構造を識別するため、例えば構造間のギャップ界面を検出するために有利となり得る。かかる実施形態ではビジョンシステムアセンブリは、マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ）と拡散光（例えば図９に示されている拡散光アセンブリを使用したもの等）との組み合わせを備えることができる。３Ｄ構造の場合、複数の異なる色を用いることにより、材質の結果としての輝度に関するフィードバックをより多く得ることができる。

【0097】

一部の実施形態では、マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ等）を備えたビジョンシステムは３Ｄプリンティングやスキャン用途に有利となり得る。かかる実施形態ではビジョンシステムは、例えば混色能力を生じさせるため、上記にて図８を参照して説明した１回の露光に対応するタイミング構成を使用することができる。さらに、３Ｄプリンティングやスキャン用途の場合、ビジョンシステムアセンブリは拡散光アセンブリ、例えば図９に示された拡散光アセンブリ等を備えることができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ等）を備えたビジョンシステムは医療用途やライフサイエンス用途に有利となり得、例えば皮膚がん認識、黄疸の検出及びモニタリング、ビリルビンレベル検出等に有利となり得る。かかる実施形態ではビジョンシステムは、例えば混色能力を生じさせるため、上記にて図８を参照して説明した１回の露光に対応するタイミング構成を使用することができる。さらに、３Ｄプリンティングやスキャン用途の場合、ビジョンシステムアセンブリは拡散光アセンブリ、例えば図９に示された拡散光アセンブリ等を備えることができる。一部の実施形態では、マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ等）を備えたビジョンシステムは農業用に有利となり得、例えば品質検査や製造コントロール等に有利となり得る。一部の農業用途では、ビジョンシステムアセンブリは透明なフロントカバーを備えることができる。

【0098】

一部の実施形態では、ビジョンシステムの上記の種々の用途、例えば布製品の欠陥の検出、３Ｄ構造の撮影、医療及びライフサイエンス用途、農業用途等は、画像の解析のために機械学習（例えば深層学習）技術を使用することができる。マルチスペクトル光源（例えばマルチスペクトル光アセンブリ等）を備えたビジョンシステムは、例えばその良好な画質のため、ニューラルネットワークの訓練に使用される画像を取得したり、ニューラルネットワークにより解析される画像を取得したりするために使用するのが有利となり得る。

【0099】

上記の記載は、本願技術の実施形態例を詳細に説明するものであったが、本願開示の思想や範囲から逸脱することなく、種々の改良や追加を行うことができる。上記にて説明した種々の各実施形態の構成は適宜、ここで記載されている他の実施形態の各構成と組み合わせて、関連する新規の実施形態を実現する構成の組み合わせの多様性を提供することができる。また、上記では本願開示の装置及び方法の数多くの別個の実施形態について説明したが、本願にて記載されている事項は、あくまで本願開示の原理の応用の例示である。さらに、本願で使用されている「垂直方向」、「水平方向」、「上」、「下」、「底部」、「頂部」、「側部」、「前」、「後」、「左」、「右」等の方向や向きを表す用語は、あくまで相対的な用語であり、例えば重力等の固定的な座標系を基準とする絶対的な方向ではない。よって、本願明細書はあくまで例示として解されるものであり、本願開示の範囲を別段限定するものと解されるものではない。

【0100】

一部の実施形態では、本願技術の方法のコンピュータ実装も含めた本願技術の各側面は、処理装置（例えばシリアル若しくはパラレル汎用若しくは特殊プロセッサチップ、シングルコアチップ、マルチコアチップ、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、制御ユニット、算術論理演算装置及びプロセッサレジスタの任意の種々の組み合わせ、等）コンピュータ（例えばメモリに動作可能に結合された処理装置等）その他本願に詳細に記載されている各側面を実装するための電子的に動作するコントローラを制御するためのソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又はこれらの任意の組み合わせを製造するための標準的プログラミング技術又はエンジニアリング技術を用いた製造の物品、システム、方法又は装置として実施することができる。よって例えば、本願技術の各実施形態は、処理装置が非一時的なコンピュータ可読媒体からの命令の読み出しに基づき当該命令を実行できるように当該非一時的なコンピュータ可読媒体に有形に具現化された命令のセットとして実施することができる。本願技術の一部の実施形態は、本願の記載と一致する種々のコンピュータハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア等を含めた例えばオートメーション装置、特殊用途又は汎用コンピュータ等の制御装置を備える（又は使用する）ことができる。制御装置は具体例として、プロセッサ、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルロジックコントローラ、論理ゲート等、及び適切な機能を実装するための当該分野において公知の他の典型的な構成要素（例えばメモリ、通信システム、電源、ユーザインタフェースその他入力部等）を含み得る。

【0101】

本願でいう「製造の物品」とは、任意のコンピュータ可読装置、キャリア（例えば非一時的な信号等）又は媒体（例えば非一時的な媒体等）がアクセス可能なコンピュータプログラムを含むことを意図したものである。例えばコンピュータ可読媒体には、磁気記憶装置（例えばハードディスク、フロッピーディスク、磁気テープ等）、光学ディスク（例えばコンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）等）、スマートカード、及びフラッシュメモリデバイス（例えばカード、スティック等）が含まれ得るが、これらは限定列挙ではない。さらに、例えば電子メールの送受信又はインターネット若しくはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等のネットワークへのアクセス等において用いられるような、コンピュータ可読電子データを搬送するために搬送波を使用できると解すべきである。当業者であれば、特許請求の範囲に記載の発明の範囲又は思想から逸脱することなく、上記の構成に多くの改良を施すことが可能であることを認識することができる。

【0102】

本願技術の方法の特定の動作、又は当該方法を実行するシステムの特定の動作は、各図において概略的に示され、又はその他の態様で記載されている場合がある。別段の指定又は限定が無い限り、特定の空間的順序での特定の動作の各図の記載は必ずしも、当該動作を当該特定の空間的順序に相当する特定の順序で実行しなければならない訳ではない。従って、各図に示され又は他の態様で本願に開示されている特定の動作は、本願技術の特定の実施形態に適切である場合、明示的に図示又は記載された順序とは異なる順序で実行することができる。また一部の実施形態では、特定の動作は、大きなシステムの一部として相互動作するように構成された別体の計算機、又は専用の並列処理装置による実行も含めて、並列実行することもできる。

【0103】

本願においてコンピュータ実装に関して別段の指定又は限定が無い限り、「構成要素」、「システム」、「モジュール」等の用語は、ハードウェア、ソフトウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、又は実行時ソフトウェアを含めたコンピュータ関連システムの一部又は全部を含むことを意図したものである。例えば構成要素は、処理装置、処理装置によって実行される（又は実行可能な）処理、オブジェクト、実行プログラム、実行のスレッド、コンピュータプログラム、又はコンピュータとすることができるが、これらは限定列挙ではない。例えば、コンピュータ上で実行されるアプリケーション及びそのコンピュータの両方が構成要素となり得る。構成要素（若しくはシステム、モジュール等）は処理若しくは実行スレッドの中に存在することができ、１つのコンピュータ上にローカルに実装することができ、２つ以上のコンピュータその他処理装置に分散することができ、又は、他の構成要素（若しくはシステム、モジュール等）の中に含めることができる。

【図1】