CH719281A2 - Apparato di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale. - Google Patents

Abstract

L'invenzione riguarda un apparato (1) di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale per l'ispezione ottica automatica della qualità visiva di un oggetto (100) sottostante, comprende una prima telecamera (10) presentante un asse ottico verticale (Z) ed un primo sensore piano avente assi ortogonali X,Y giacenti in un piano orizzontale ed una seconda telecamera (20) presentante un asse ottico orizzontale (X') ed un secondo sensore piano avente assi ortogonali (Y', Z') giacenti in un piano verticale, un sistema di illuminazione dall'alto dell'oggetto comprendente una pluralità di proiettori di luce (30i), una ottica della prima e della seconda telecamera (10, 20) comprendente un gruppo ottico a doppio obiettivo (55) presentante un primo braccio ottico verticale (51) associato alla prima telecamera (10) e coassiale all'asse ottico verticale Z ed un secondo braccio ottico orizzontale (52) associato alla seconda telecamera (20) e coassiale all'asse ottico orizzontale (X'), un beam splitter ottico (50) configurato per ripartire il fascio di luce riflesso dall'oggetto (100) in un primo fascio di luce diretto lungo il primo braccio ottico (51) ed un secondo fascio di luce diretto lungo il secondo braccio ottico (52), dove i proiettori di luce (30i) sono angolarmente spaziati attorno all'asse ottico verticale Z della prima telecamera (10), e dove il secondo braccio ottico orizzontale (52) del gruppo ottico (55) è posizionato con un primo angolo a di sfalsamento da un asse X del primo sensore della prima telecamera (10).

Description

[0001] La presente invenzione si riferisce ad un apparato di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale per l'ispezione ottica automatica di oggetti, in particolare, ma non limitato a, assemblaggi elettronici, schede elettroniche e simili.

[0002] E noto che i sistemi di visione artificiale per l'ispezione della qualità visiva sono ampiamente applicati nell'industria manifatturiera ad alti volumi di produzione, nell'industria dei semiconduttori, nell'industria alimentare e farmaceutica e si basano su elaborazione di immagini standard e tecniche di visione artificiale come, ma non solo, il rilevamento dei bordi, l'analisi dei componenti collegati, l'analisi della trama e la geometria proiettiva.

[0003] Questi approcci sono semplici e molto efficaci quando è necessario eseguire misurazioni quantitative di entità ben definite (come lunghezze, altezze, colori, motivi a grana fine); una volta completate le misurazioni, è possibile utilizzare semplici strumenti basati su regole prestabilite per valutare se un prodotto osservato soddisfa o meno i criteri di accettazione.

[0004] In particolare, in questo campo, l'espressione „Ispezione Ottica Automatica“ (in inglese Automatic Optical Inspection, AOI) si riferisce generalmente a un sistema di ispezione visiva automatizzata della qualità degli oggetti (che possono essere costituiti da assemblaggi elettronici, come i circuiti stampati, ovvero PCB e Surface Mount Technology, vale a dire SMT) nei quali una telecamera scansiona autonomamente l'oggetto in prova.

[0005] In particolare, nel caso di assemblaggi elettronici, la telecamera consente di identificare sia difetti di fabbricazione (es. componenti mancanti) sia difetti di qualità (es. dimensione o forma del raccordo o inclinazione del componente). Gli AOI sono comunemente usati nei processi di produzione perché sono metodi di prova e di ispezione senza contatto; gli AOI sono implementati in molte fasi del processo di produzione, tra cui l'ispezione del pannello nudo, l'ispezione della pasta saldante (SPI), pre-rifusione e post-rifusione e altre fasi.

[0006] Come è noto, sostanzialmente tutti i sistemi di ispezione ottica automatica richiedono di proiettare una luce, o una o più trame luminose, sull'oggetto da ispezionare e di acquisire la luce riflessa dall'oggetto tramite un sensore digitale; le immagini acquisite vengono analizzate da un'unità di elaborazione configurata per determinare le caratteristiche fisiche e/o geometriche dell'oggetto da ispezionare in base alla luce acquisita dal sensore.

[0007] Al giorno d'oggi, nel campo dei sistemi di ispezione visiva della qualità automatizzata per assemblaggi elettronici, c'è una crescente necessità di acquisire misurazioni coordinate in linea.

[0008] Poiché la complessità delle schede elettroniche di oggi è in aumento con più componenti, più giunti, maggiore densità e nuove tecnologie di imballaggio come microchip di dimensione 01005 e persino di dimensione 008004, la tecnologia di ispezione ottica automatica bidimensionale utilizza l'analisi delle immagini in scala di grigi o la vista della telecamera degli angoli delle immagini a colori potrebbe non essere più una valida opzione.

[0009] Per superare queste limitazioni, la tecnologia della scansione tridimensionale è stata efficacemente combinata con l'AOI ed è ora utilizzata per molte applicazioni come l'ispezione di microelettronica e depositi di pasta saldante al di sotto dei 100 micron e altre applicazioni impegnative.

[0010] E' peraltro noto che, sebbene funzionali, questi sistemi noti presentano limitazioni e presentano alcuni svantaggi e limitazioni.

[0011] In particolare, alcune limitazioni derivano dalla natura della tecnica di misura, mentre altre sono più particolarmente legate alla misura di assemblaggi elettronici (SMT e PCB) e comprendono: – difficoltà nell'assicurare la misurazione completa dei componenti bassi vicino ai componenti alti a causa dell'effetto ombra (se la trama di riferimento è proiettata ad angolo, i tratti alti possono proiettare un'ombra, impedendo la misurazione dei tratti bassi vicini); – difficoltà nell'evitare errori di misura causati da riflessioni multiple tra i componenti (riflessioni speculari multiple tra elementi lucidi, come giunti di saldatura, cavi stagnati e oscillatori metallici, possono causare distorsioni nel pattern delle frange ed errori nelle misurazioni dell'altezza); – difficoltà nel garantire misure veloci, altamente accurate e ripetibili nel campo del micrometro (µm) in tutte le direzioni.

[0012] Un'ulteriore difficoltà è data dalla complessità fisica e dagli ingombri dei componenti dei sistemi di acquisizione delle immagini dei sistemi noti, che richiedono dimensioni relativamente importanti per il sistema di ispezione completo e per garantire la non interferenza reciproca dei differenti componenti. Si avverte pertanto l'esigenza di migliorare la struttura dei sistemi di visione artificiale per l'ispezione della qualità visiva noti.

[0013] Compito tecnico che si propone la presente invenzione è, pertanto, quello di realizzare un apparato di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale per l'ispezione ottica automatica della qualità visiva che consenta di eliminare gli inconvenienti tecnici lamentati della tecnica nota.

[0014] Nell'ambito di questo compito tecnico uno scopo dell'invenzione è quello di realizzare un apparato di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale per l'ispezione ottica automatica della qualità visiva che sia semplice ed efficace.

[0015] Un altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare un apparato di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale per l'ispezione ottica automatica della qualità visiva che sia di dimensioni compatte.

[0016] Non ultimo scopo dell'invenzione è quello di realizzare un apparato di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale per l'ispezione ottica automatica della qualità visiva che possa garantire misure veloci, altamente accurate e ripetibili.

[0017] Il compito tecnico, nonché questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un apparato di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale per l'ispezione ottica automatica della qualità visiva di un oggetto sottostante, comprendente una prima telecamera presentante un asse ottico verticale Z ed un primo sensore piano avente assi ortogonali X,Y giacenti in un piano orizzontale ed una seconda telecamera presentante un asse ottico orizzontale X' ed un secondo sensore piano avente assi ortogonali Y', Z' giacenti in un piano verticale, un sistema di illuminazione dall'alto dell'oggetto comprendente una pluralità di proiettori di luce, una ottica della prima e della seconda telecamera comprendente un gruppo ottico a doppio obiettivo presentante un primo braccio ottico verticale associato a detta prima telecamera e coassiale a detto asse ottico verticale Z ed un secondo braccio ottico orizzontale associato a detta seconda telecamera e coassiale a detto asse ottico orizzontale X', un beam splitter ottico configurato per ripartire il fascio di luce riflesso da detto oggetto in un primo fascio di luce diretto lungo detto primo braccio ottico ed un secondo fascio di luce diretto lungo detto secondo braccio ottico, dove i proiettori di luce sono angolarmente spaziati attorno all'asse ottico verticale Z di detta prima telecamera, e dove detto braccio ottico orizzontale di detto gruppo ottico è posizionato con un primo angolo a di sfalsamento da un asse X di detto primo sensore di detta prima telecamera.

[0018] I proiettori di luce possono comprendere sorgenti di luce strutturata o non strutturata.

[0019] Il gruppo ottico preferibilmente ma non necessariamente è un gruppo ottico telecentrico o bitelecentrico.

[0020] In una forma di esecuzione, una tra la prima e la seconda telecamera è preferibilmente una telecamera ad alta risoluzione.

[0021] In una forma di esecuzione, una tra la prima e la seconda telecamera è una telecamera capace di acquisire immagini contenenti informazioni relative alla polarizzazione della luce incidente sul sensore.

[0022] In una forma di esecuzione, un asse Z' del secondo sensore della seconda telecamera è orientato con un secondo angolo di sfalsamento β rispetto ad un asse verticale parallelo a detto asse Z, univocamente determinato dal valore di detto primo angolo di sfalsamento a per garantire l'allineamento delle aree di acquisizione della prima e seconda telecamera.

[0023] In una forma di esecuzione, i proiettori di luce sono posizionati con asse di proiezione verticale.

[0024] In una forma di esecuzione, i proiettori di luce sono posizionati con asse di proiezione inclinato.

[0025] In una forma di esecuzione, una pluralità di riflettori a specchio è interposta tra la pluralità di proiettori di luce ed una postazione per l'oggetto per la conversione del percorso ottico della luce dai proiettori all'oggetto.

[0026] In una forma di esecuzione, sono compresi una serie di anelli emettitori di luce monocromatica o policromatica coassiali all'asse ottico verticale della prima telecamera aventi diametro decrescente e distanza decrescente dalla prima telecamera.

[0027] Altre caratteristiche della presente invenzione sono definite, inoltre, nelle rivendicazioni successive.

[0028] Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una prima forma di esecuzione preferita ma non esclusiva dell'apparato secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, nei quali: la figura 1 mostra una vista schematica in alzato dell'apparato in una prima forma di esecuzione; la figura 2 mostra una vista schematica in pianta dell'apparato in una prima forma di esecuzione; la figura 3 mostra una vista schematica in alzato dell'apparato in una seconda forma di esecuzione; la figura 4 mostra una vista schematica in pianta dell'apparato in una seconda forma di esecuzione.

[0029] La seguente descrizione dettagliata fa riferimento ai disegni allegati, che formano parte della stessa.

[0030] Nei disegni, numeri di riferimento simili identificano tipicamente componenti simili, a meno che il contesto indichi diversamente.

[0031] Le forme di realizzazione illustrative descritte nella descrizione dettagliata e nei disegni non sono intese in senso limitativo.

[0032] Possono essere utilizzate altre forme di realizzazione, e possono essere apportate altre modifiche senza discostarsi dallo spirito o dall'ambito della materia in oggetto qui rappresentata.

[0033] Gli aspetti della presente descrizione, come generalmente descritto nel presente contesto e illustrato nelle figure, possono essere disposti, sostituiti, combinati, e progettati in un'ampia varietà di diverse configurazioni, le quali sono tutte contemplate esplicitamente e sono parte di questa descrizione.

[0034] Con riferimento alle figure citate, viene mostrato un apparato di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale per l'ispezione ottica automatica della qualità visiva di un oggetto sottostante indicato complessivamente con il numero di riferimento 1. L'apparato 1 comprende una prima telecamera 10 tipicamente posizionata in una posizione superiore presentante un asse ottico verticale Z ed un primo sensore piano 110 avente assi ortogonali X,Y giacenti in un piano orizzontale. L'apparato 1 comprende inoltre una seconda telecamera 20 presentante un asse ottico orizzontale X' ed un secondo sensore 120 piano avente assi ortogonali Y', Z' giacenti in un piano verticale.

[0035] L'apparato comprende un gruppo ottico 55 a doppio obiettivo, comprendente una o più lenti ed eventualmente altri elementi ottici, che funge da ottica sia per la prima telecamera 10 sia per la seconda telecamera 20.

[0036] Preferibilmente tale gruppo ottico 55 è telecentrico o bitelecentrico, vale a dire che forma una ottica telecentrica o bitelecentrica avente la pupilla di entrata e/o la pupilla di uscita all'infinito.

[0037] Il gruppo ottico 55 comprende un beam splitter ottico 50 (divisore di raggio: tipicamente, ma non limitatamente, un prisma) configurato per ripartire il fascio di luce riflesso dall'oggetto 100 in un primo fascio di luce diretto lungo un primo braccio ottico verticale 51 associato alla prima telecamera 10 e coassiale all'asse ottico verticale Z della prima telecamera 10, ed un secondo fascio di luce diretto lungo un secondo braccio ottico orizzontale 52 associato alla seconda telecamera 20 e coassiale all'asse ottico orizzontale X' della seconda telecamera 20.

[0038] I bracci ottici 51, 52 a cui si fa riferimento sono in pratica dei percorsi ottici, preferibilmente lineari, che possono essere definiti da elementi ottici e strutturali di tipo noto.

[0039] Vantaggiosamente il braccio ottico orizzontale 52 del gruppo ottico 55, e conseguentemente l'asse ottico X' della seconda telecamera 20, è posizionato con un primo angolo a di sfalsamento da un asse X del primo sensore della prima telecamera 10.

[0040] Vantaggiosamente, il gruppo ottico 55 a doppio obiettivo è in grado di supportare due telecamere con dimensione dei sensori uguali o anche differenti e quindi permettere di misurare oggetti con fattori di ingrandimento differenti per ogni telecamera e anche di supportare due fattori di ingrandimento differenti.

[0041] Vantaggiosamente e tipicamente, la prima telecamera 10 è una telecamera ad alta risoluzione, con una risoluzione preferibilmente di almeno 12 Megapixel che consente di ottenere dati 3D ad alta risoluzione.

[0042] Vantaggiosamente la seconda telecamera 20 è una telecamera capace di acquisire immagini contenenti informazioni relative alla polarizzazione della luce incidente sul sensore, tipicamente ma non necessariamente una telecamera con sensore a polarizzazione integrata, che permette di acquisire immagini prive di riflessi, o con riflessi fortemente ridotti e abbagliamenti su superfici riflettenti come per esempio, ma non solo, plastica e metallo.

[0043] Con le immagini provenienti dalla seconda telecamera è possibile ricostruire la forma, e quindi informazioni 3D, di quelle parti di componenti di materiale riflessivo (principalmente metallo, come saldature) che non possono essere ricostruite efficacemente con tecniche di proiezione a luce strutturata, proprio perché sono materiali riflessivi.

[0044] L'apparato 1 comprende un sistema di illuminazione dall'alto dell'oggetto 100 da ispezionare, tipicamente posto in una posizione inferiore, comprendente una pluralità di proiettori di luce 30i, tipicamente quattro proiettori di luce preferibilmente configurati per emettere luce strutturata, quali ad esempio proiettori DLP (Digital Light Processing) o altri proiettori in grado di emettere frange di luce strutturata, ancor più preferibilmente per emettere pattern (immagini a frange) sinusoidali o binari atti a realizzare una profilometria del tipo noto come phase-shift profilometry (PSP) .

[0045] In una prima forma di esecuzione, illustrata nelle figure 1 e 2, i proiettori di luce 30i presentano asse di proiezione verticale parallelo all'asse ottico verticale Z della prima telecamera 10, ed il sistema di illuminazione comprende una pluralità di riflettori a specchio 31i reciprocamente interposti tra la pluralità di proiettori 30i e la postazione per l'oggetto 100 per la conversione della pluralità dei percorsi ottici 32i della luce dalla pluralità dei proiettori 30i all'oggetto 100. I singoli proiettori di luce 30i ed i corrispondenti riflettori a specchio 31i sono equamente angolarmente spaziati attorno all'asse ottico verticale Z della prima telecamera 10.

[0046] Tipicamente, almeno un proiettore di luce 30i è posto, rispetto all'asse ottico verticale Z della prima telecamera 10, in una posizione angolare coincidente con quella dell'asse X del primo sensore 110 della prima telecamera 10.

[0047] In una seconda forma di esecuzione, illustrata nelle figure 3 e 4, i proiettori di luce 30i presentano assi di proiezione inclinati rispetto all'asse verticale Z e disposti per convergere sulla postazione per l'oggetto 100.

[0048] Anche nella seconda forma di esecuzione, i singoli proiettori di luce 30i sono equamente angolarmente spaziati attorno all'asse ottico verticale Z della prima telecamera 10.

[0049] A titolo esemplificativo ma non limitativo, ciascun proiettore di luce 30i può comprendere almeno una sorgente di luce LED, almeno una lente, un beam splitter ottico e un dispositivo digitale a microspecchi (DMD), dove la lente è posizionata tra la sorgente di luce LED ed il beam splitter ottico, e il beam splitter ottico è posizionato tra la lente e il dispositivo digitale a microspecchi (Digital Micromirror Display, DMD).

[0050] Tipicamente, in una soluzione preferita, ciascun proiettore di luce 30i comprende almeno tre sorgenti di luce LED monocromatica differente ciascuna associata ad una corrispondente lente, e un sistema ottico interposto tra le lenti e il beam splitter ottico è configurato per collimare i fasci di luce emessi dalle tre sorgenti di luce LED.

[0051] L'apparato 1 può comprendere inoltre un sistema di illuminazione indiretta dell'oggetto 100. Tale sistema di illuminazione indiretta comprende preferibilmente una pluralità di anelli emettitori di luce monocromatica o policromatica 40i, o una pluralità di emittori di luce disposti lungo una pluralità di anelli, i quali anelli sono coassiali all'asse ottico verticale Z della prima telecamera 10 aventi diametro crescente e distanza crescente in allontanamento dalla prima telecamera 10.

[0052] Vantaggiosamente inoltre un asse Z' del secondo sensore della seconda telecamera 20 è orientato con un secondo angolo di sfalsamento β rispetto ad un asse verticale parallelo all'asse ottico verticale Z, univocamente determinato dal valore del primo angolo di sfalsamento α.

[0053] Lo sfalsamento di un angolo β rispetto all'asse verticale corregge la rotazione della proiezione provocata dal primo angolo di sfalsamento α.

[0054] Pertanto, se il primo ed il secondo sensore sono di uguale forma e dimensione, secondo la presente invenzione si può acquisire l'oggetto 100 con lo stesso campo visivo dalla prima telecamera 10 e dalla seconda telecamera 20. Opportunamente, i proiettori di luce 30i e telecamere (10 e 20) sono operativamente collegati ad un'unità elettronica di controllo (non illustrata) che comanda e controlla l'azionamento ovvero l'attivazione dei proiettori di luce 30i, le telecamere (10 e 20) ed eventualmente anche il sistema di illuminazione indiretta dell'oggetto 100.

[0055] Secondo una soluzione ottimale, l'unità elettronica di controllo è configurata per azionare ovvero attivare i proiettori di luce 30i in modo alternato, così che l'oggetto da ispezionare 100 è illuminato da un singolo pattern di luce prodotto da un singolo proiettore di luce 30i. In questo modo le telecamere 10, 20 acquisiscono successive immagini dello stesso oggetto illuminato da luce (strutturata) proveniente da diverse angolazioni - senza effettuare movimentazioni né dell'oggetto 100 né dei proiettori 30i - e queste immagini possono essere combinate per avere una rilevazione completa e precisa della totalità dell'oggetto.

[0056] Preferibilmente, nelle forme di realizzazione in cui i proiettori di luce 30i proiettano luce strutturata, grazie all'attivazione alternata dei proiettori 30i stessi, viene proiettata sull'oggetto 100 una serie di pattern di luce, che poi possono essere combinati per eseguire una profilometria.

[0057] Nelle forme di realizzazione preferite, la prima 10 e la seconda 20 telecamera sono operativamente collegate ad un'unità elettronica di elaborazione (non illustrata) configurata per elaborare e combinare le immagini acquisite delle due telecamere 10, 20 in modo da ottenere una rilevazione delle caratteristiche dell'oggetto.

[0058] Questa unità elettronica di elaborazione può essere compresa, o consistere, nella suddetta l'unità elettronica di controllo, oppure può essere compresa, o consistere, in un dispositivo informatico esterno, quale ad esempio un computer o simili.

[0059] Il funzionamento dell'apparato di acquisizione immagini per l'ispezione di un oggetto sottostante secondo l'invenzione appare evidente da quanto descritto ed illustrato e, in particolare, è sostanzialmente il seguente.

[0060] L'oggetto 100 da ispezionare è posizionato in una postazione tipicamente inferiore all'apparato ed opportunamente illuminato dalla pluralità di proiettori di luce 30i e dalla pluralità di anelli emettitori di luce monocromatica o policromatica 40i.

[0061] Il fascio di luce riflessa dall'oggetto 100 attraverso il gruppo ottico 55 a doppio obiettivo viene ripartita in un primo fascio di luce diretto lungo il primo braccio ottico verticale 51 associato alla prima telecamera 10 e coassiale con l'asse ottico verticale Z della prima telecamera 10, ed in un secondo fascio di luce diretto lungo il secondo braccio ottico orizzontale 52 associato alla seconda telecamera 20 e coassiale con l'asse ottico orizzontale X' della seconda telecamera 20.

[0062] Per una efficace, immediata e ripetitiva lettura ispettiva dell'apparato 1, le immagini congrue raccolte dalla prima telecamera 10 e dalla seconda telecamera 20 vanno opportunamente sovrapposte ed elaborate da sistemi di tipo noto, ad esempio dall'unità elettronica di elaborazione nel modo precedentemente descritto.

[0063] Condizione essenziale per una corretta lettura da parte dell'apparato è che siano garantiti un allineamento delle immagini acquisite dalla prima telecamera 10 e dalla seconda telecamera 20, e una congruenza di almeno due spigoli delle immagini acquisite dal primo sensore e dal secondo sensore.

[0064] Nel caso il braccio ottico orizzontale 52 per ragioni costruttive e d'ingombro dell'apparato 1 sia posizionato con il primo angolo di sfalsamento a rispetto all'asse X del primo sensore 110 della prima telecamera 10, tipicamente coincidente con la posizione angolare di almeno un proiettore di luce 30i , il secondo sensore 120 della seconda telecamera 20 presenta l'asse Z' ruotato con un secondo angolo di sfalsamento β rispetto ad un asse verticale parallelo all'asse Z, univocamente determinato dal valore del primo angolo di sfalsamento α.

[0065] Si è in pratica constatato come l'apparato di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale per l'ispezione ottica automatica della qualità visiva di un oggetto sottostante secondo l'invenzione risulti particolarmente vantaggiosa per essere semplice ed efficace, di dimensioni compatte e per non presentare interferenza tra differenti componenti.

[0066] L'apparato di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale per l'ispezione ottica automatica della qualità visiva di un oggetto sottostante così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo, come definito dalle rivendicazioni; inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

[0067] Ad esempio è possibile prevedere appositi mezzi di riconfigurazione delle immagini proiettate sull'oggetto.

[0068] In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (14)

1. Apparato (1) di acquisizione di informazioni tridimensionali di oggetti e superfici per un sistema di visione artificiale per l'ispezione ottica automatica della qualità visiva di un oggetto (100) sottostante, comprendente una prima telecamera (10) presentante un asse ottico verticale Z ed un primo sensore piano (110) avente assi ortogonali X,Y giacenti in un piano orizzontale ed una seconda telecamera (20) presentante un asse ottico orizzontale X' ed un secondo sensore piano (120) avente assi ortogonali Y', Z' giacenti in un piano verticale, un sistema di illuminazione dall'alto dell'oggetto comprendente una pluralità di proiettori di luce (30i), un gruppo ottico a doppio obiettivo (55) presentante un primo braccio ottico verticale (51) associato a detta prima telecamera (10) e coassiale a detto asse ottico verticale Z ed un secondo braccio ottico orizzontale (52) associato a detta seconda telecamera (20) e coassiale a detto asse ottico orizzontale X', un beam splitter ottico (50) configurato per ripartire il fascio di luce riflesso da detto oggetto (100) in un primo fascio di luce diretto lungo detto primo braccio ottico (51) ed un secondo fascio di luce diretto lungo detto secondo braccio ottico (52), dove i proiettori di luce (30i) sono angolarmente spaziati attorno all'asse ottico verticale Z di detta prima telecamera (10), e dove detto secondo braccio ottico orizzontale (52) è posizionato con un primo angolo a di sfalsamento da un asse X di detto primo sensore (110) di detta prima telecamera (10).

2. Apparato (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto gruppo ottico (55) è telecentrico o bitelecentrico

3. Apparato (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che una tra detta prima telecamera (10) e detta seconda telecamera (20) è una telecamera ad alta risoluzione.

4. Apparato (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che una tra detta prima telecamera (10) e detta seconda telecamera (20) è una telecamera capace di acquisire immagini contenenti informazioni relative alla polarizzazione della luce incidente sul sensore.

5. Apparato (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che un asse Z' di detto secondo sensore (120) di detta seconda telecamera (20) è orientato con un secondo angolo di sfalsamento β rispetto ad un asse verticale parallelo a detto asse Z, univocamente determinato dal valore di detto primo angolo di sfalsamento α.

6. Apparato (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che almeno un proiettore di luce (30i) è posto, rispetto a detto asse ottico verticale Z di detta prima telecamera (10), in una posizione angolare coincidente con quella di detto asse X di detto primo sensore (110) di detta prima telecamera (10).

7. Apparato (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di anelli emettitori di luce monocromatica o policromatica (40i), coassiali a detto asse ottico verticale Z di detta prima telecamera (10) aventi diametro crescente e distanza crescente in allontanamento da detta prima telecamera (10).

8. Apparato (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta pluralità di proiettori di luce (30i) comprende almeno quattro proiettori di luce (30i) angolarmente equispaziati attorno a detto asse ottico verticale Z di detta prima telecamera (10).

9. Apparato (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta pluralità di proiettori di luce (30i) presentano asse di proiezione verticale parallelo a detto asse ottico verticale Z di detta prima telecamera (10).

10. Apparato (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di riflettori a specchio (31i) reciprocamente interposti tra detta pluralità di proiettori (30i) e la postazione per l'oggetto (100) per la conversione della pluralità di percorsi ottici (32i) della luce da detta pluralità di proiettori (30i) a detto oggetto (100).

11. Apparato secondo una qualunque rivendicazione da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che detta pluralità di proiettori di luce (30i) presentano assi di proiezione inclinati disposti per convergere sulla postazione per detto oggetto (100).

12. Apparato (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che ciascun proiettore di luce (30i) della pluralità di proiettori di luce (30i) comprende almeno una sorgente di luce LED, almeno una lente, un beam splitter ottico e un dispositivo digitale a microspecchi (Digital Micromirror Display, DMD), dove la lente è posizionata tra la sorgente di luce LED ed il beam splitter ottico, e il beam splitter ottico è posizionato tra la lente e il dispositivo digitale a microspecchi (DMD).

13. Apparato (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che almeno uno e preferibilmente ciascun proiettore di luce (30i) della pluralità di proiettori di luce (30i) comprende almeno tre sorgenti di luce LED monocromatica differente ciascuna associata ad una corrispondente lente, e un sistema ottico interposto tra dette lenti e detto beam splitter ottico e configurato per collimare i fasci di luce emessi da dette tre sorgenti di luce LED.

14. Apparato (1) secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre mezzi di riconfigurazione delle immagini proiettate sull'oggetto (100).