IT202100005123U1 - Scanner piano per l’implementazione della tecnica stereo fotometrica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di BREVETTO PER MODELLO DI UTILIT? avente per titolo

Scanner piano per l?implementazione della tecnica Stereo Fotometrica

Il presente trovato ha per oggetto uno scanner piano configurato per implementare la tecnica Stereo Fotometrica.

In particolare, lo scanner piano oggetto del trovato ha largo impiego nel campo dell?acquisizione di immagini.

Come ? noto la tecnica Stereo Fotometrica consente di ricavare informazioni 3D a partire da un set di immagini a colori o in scala di grigio. Dal momento che tale tecnica ? particolarmente adatta a catturare dettagli fini di superfici tendenzialmente bidimensionali (come ad esempio un quadro, un bassorilievo, una lastra di marmo e simili) e non ? invece in grado di catturare la forma di oggetti tridimensionali complessi (come ad esempio un vaso), essa ? adatta ad essere implementata in uno scanner per immagini piano al fine di scansionare materiali e superfici e restituire allo stesso tempo informazioni digitali di colore e di elevazione 3D.

Come ? noto, la tecnica Stereo Fotometrica viene implementata illuminando un oggetto posto su un piano di scannerizzazione mediante una pluralit? di sorgenti luminose selettivamente attivabili ed acquisendo, ad ogni attivazione, un?immagine rappresentativa di tale oggetto.

Per l?implementazione della tecnica Stereo Fotometrica vengono di norma utilizzati scanner piani comprendenti un piano di scannerizzazione su cui viene disposto l?oggetto e una pluralit? di sorgenti luminose in modo da poter illuminare l?oggetto da differenti direzioni.

Gli scanner piani noti comprendono un sensore per immagini configurato per acquisire una immagine relativa all?oggetto stesso e un sistema ottico interposto tra il sensore per immagini ed il piano di scannerizzazione ed allineato al sensore per immagini lungo un asse verticale perpendicolare al piano di scannerizzazione.

Nei suddetti scanner, le sorgenti luminose vengono accese una per volta e, ad ogni accensione, un?immagine dell?oggetto e/o un?immagine di una porzione di esso viene acquisita dal sensore per immagini.

Sebbene a differenza delle altre tecniche di acquisizione di immagini 3D, la tecnica Stereo Fotometrica non richieda l?utilizzo di dispositivi 3D dedicati (quali ad esempio laser, confocale e simili) pur consentendo di ottenere informazioni di colore e di elevazione dettagliate, per risultati ottimali, ? necessario che le sorgenti luminose siano arrangiate entro lo scanner in modo da ottenere almeno quattro direzioni di illuminazione sufficientemente diverse tra loro ed in modo che la luce prodotta da ogni sorgente luminosa illumini l?oggetto da scannerizzare in maniera uniforme. Un esempio di scanner noto ? fornito dal documento brevettuale EP 3210370 che mostra uno scanner piano comprendente un sistema ottico, un sensore di immagine lineare, vale a dire un sensore in grado di acquisire un?immagine relativa ad una porzione dell?oggetto giacente lungo una linea di scansione definita sul piano di scannerizzazione, e una prima ed una seconda sorgente luminosa disposte ai lati della linea di scansione e sviluppantesi parallelamente alla linea di scansione stessa. In tale situazione, per scannerizzare l?oggetto, quest?ultimo viene posizionato sul piano di scansione e la prima sorgente luminosa viene accesa. Successivamente, un?immagine rappresentativa dell?oggetto viene acquisita. Al termine di tale operazione, la prima sorgente luminosa viene spenta mentre la seconda sorgente luminosa viene accesa e l?operazione di acquisizione ripetuta.

Dal momento che ? noto che maggiore ? il numero di direzioni differenti da cui l?oggetto viene illuminato, migliore ? il risultato, negli scanner noti aventi solo due sorgenti luminose, l?oggetto viene riposizionato sul piano di scannerizzazione in modo da essere ruotato di 90? rispetto all?orientazione precedente. In tale situazione, le operazioni di illuminazione da parte della prima e della seconda sorgente luminosa sono ripetute cos? come le corrispondenti operazioni di acquisizione e movimentazione.

Cos? facendo, senza aumentare il numero di sorgenti luminose (e dunque le dimensioni complessive dello scanner) ? possibile acquisire immagini dell?oggetto quando quest?ultimo ? illuminato da quattro direzioni differenti. Svantaggiosamente, tale scanner presenta numerosi inconvenienti. L?allineamento e l?elaborazione delle immagini acquisite prima e dopo la rotazione dell?oggetto di 90? risultano difficoltosi. Inoltre, ruotando l?oggetto di 90? ? sempre possibile che questo ecceda le dimensioni del piano di scansione richiedendo quindi anche acquisizioni addizionali ed una conseguente operazione di stitching delle immagini.

Un ulteriore svantaggio deriva inoltre dal fatto che l?oggetto deve essere ruotato manualmente rendendo l?uso dello scanner particolarmente scomodo.

Una parziale soluzione a tale problematica ? fornita da scanner piani aventi almeno due sorgenti luminose a cui ? possibile applicare removibilmente dei deflettori di luce in modo da deviarne la direzione di emissione della luce di un angolo predefinito.

In tale situazione, i deflettori vengono montati sulle sorgenti luminose in modo da deflettere (o deviare) la luce da esse emessa. In seguito, si procede con l?accensione alternata delle sorgenti e le corrispondenti operazioni di acquisizione delle immagini e di movimentazione.

Al termine di tali operazioni, i deflettori vengono rimossi, ruotati e nuovamente applicati alle sorgenti luminose in modo da risultare ribaltati rispetto a prima. In tale situazione, l?accensione delle sorgenti luminose, la movimentazione dell?oggetto sul piano di scannerizzazione e l?acquisizione delle immagini vengono ripetute.

Mediante il montaggio dei deflettori sulle sorgenti luminose (prima orientati in un verso e, successivamente, nel verso opposto) ? possibile ottenere un?illuminazione dell?oggetto proveniente da almeno quattro direzioni differenti.

Svantaggiosamente, anche tale scanner presenta l?inconveniente di necessitare di un intervento manuale per ottenere differenti direzioni di illuminazione. In tale situazione, lo scanner risulta particolarmente scomodo e piuttosto delicato in quanto vi ? il rischio di rompere i deflettori durante la loro rimozione e/o la loro applicazione alle due sorgenti luminose.

Per illuminare l?oggetto da scannerizzare da pi? direzioni differenti, sono inoltre noti scanner piani o planetari come ad esempio lo scanner mostrato in EP 3210370.

Tali scanner comprendono una prima ed una seconda coppia di sorgenti luminose, un sistema ottico ed un sensore di immagine lineare. In tale situazione, le sorgenti luminose vengono accese una alla volta e, ad ogni accensione, viene acquisita un?immagine della porzione dell?oggetto giacente al di sotto del sensore di immagini. Successivamente, l?oggetto (oppure, al contrario, l?insieme del sistema ottico, del sensore di immagini e delle sorgenti luminose) viene movimentato in modo tale che porzioni contigue giacciano progressivamente al di sotto del sensore per immagini e vengano dunque acquisite.

In tali scanner noti, le sorgenti luminose della prima coppia sono di norma poste ai lati della linea di scansione e si sviluppano parallelamente ad essa. Le sorgenti luminose della seconda coppia sono poste sostanzialmente alle estremit? della linea di scansione e si sviluppano lungo una direzione trasversale ad essa.

Svantaggiosamente, in tale situazione, sebbene il piano di scannerizzazione sia illuminato da quattro differenti direzioni, le sorgenti luminose della seconda coppia non sono in grado di illuminare la linea di scansione con un fascio di luce avente raggi presentanti angoli di incidenza uniformi sulla linea di scansione, e dunque sulla porzione di oggetto ivi giacente. I raggi che colpiscono l?estremit? della linea di scannerizzazione pi? vicina alla sorgente luminosa accesa presentano un angolo di incidenza maggiore rispetto ai raggi che colpiscono l?estremit? della linea di scannerizzazione opposta alla sorgente luminosa.

Ci? comporta una bassa qualit? delle immagini acquisite e quindi una scarsa precisione della scannerizzazione nonch? nella ricostruzione digitale dell?oggetto scannerizzato.

Per ovviare a tale inconveniente sono noti scanner piani in cui le sorgenti luminose della seconda coppia sono poste alle estremit? della linea di scansione e si sviluppano lungo la linea di scansione stessa. In questi scanner la linea di scansione da illuminare ? limitata a pochi centimetri solamente semplificando notevolmente il problema di come illuminare uniformemente dalle estremit? della stessa. Le sorgenti luminose della prima e della seconda coppia sono sostanzialmente disposte a croce superiormente al piano di scannerizzazione. Questa tipologia di scanner adotta un sistema ottico non convenzionale di tipo telecentrico ed uno schema di acquisizione del tipo x,y. In tale situazione, la scansione di oggetti di grande formato avviene acquisendo porzioni (strisce) contigue che devono poi essere giuntate o accoppiate via software.

Svantaggiosamente, tali scanner risultano costosi e complessi da costruire e richiedono tempi di acquisizioni molto lunghi per acquisire oggetti di grande formato soprattutto se confrontati con gli scanner convenzionali basati su ottiche tradizionali e linea di scansione di grandi dimensioni. Compito tecnico della presente invenzione risulta dunque essere quello di mettere a disposizione uno scanner piano che sia in grado di superare gli inconvenienti emersi dall?arte nota.

Scopo della presente invenzione risulta dunque quello di mettere a disposizione uno scanner piano che semplificare il problema relativo al posizionamento ed arrangiamento delle sorgenti luminose e che sia al contempo in grado di fornire scannerizzazioni di buona qualit? utilizzando la tecnica Stereo Fotometrica.

Un ulteriore scopo della presente invenzione risulta quello di mettere a disposizione uno scanner piano che sia compatto.

Un ulteriore scopo della presente invenzione risulta quello di mettere a disposizione uno scanner piano che presenti dei vincoli costruttivi rigorosi per ottenere una buona scansione ma al contempo flessibili in modo da rendere lo scanner adattabile a diverse necessit?.

Il compito tecnico specificato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da uno scanner piano comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni. Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a possibili forme di realizzazione dell?invenzione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa di una forma di realizzazione di uno scanner piano.

Tale descrizione verr? esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali: - La figura 1 mostra una vista prospettica dello scanner piano oggetto del presente trovato;

- La figura 2 mostra una vista frontale dello scanner piano d figura 1; - La figura 2A mostra un ingrandimento di un particolare di figura 2; - La figura 3 mostra una vista dall?alto dello scanner piano di figura 1. - Le figure 4A-4D mostrano una sequenza di funzionamento dello scanner piano oggetto del trovato;

- Le figure 5A e 5B mostrano ingrandimenti di ulteriori forme di realizzazione dello scanner piano

- La figura 6 mostra vista laterale di un gruppo luminoso parte del presente trovato.

Con riferimento alle figure allegate, con 100 ? stato indicato uno scanner piano configurato per implementare la tecnica Stereo Fotometrica.

Lo scanner piano 100 comprende un piano di scannerizzazione ? su cui ? posizionabile un oggetto da scannerizzare ?O?.

Con il termine ?scanner piano? si intende uno scanner in cui l?acquisizione di immagini rappresentative dell?oggetto ?O? avviene scansionando diverse porzioni discrete del piano di scannerizzazione ? e dunque dell?oggetto ?O? stesso ivi giacente.

Lo scanner piano 100, oggetto del presente trovato, comprende un dispositivo di acquisizione 1.

Il dispositivo di acquisizione 1 ? disposto lungo un asse ottico verticale ?Y? e perpendicolare al piano di scannerizzazione ?.

Il dispositivo di acquisizione 1 ? configurato per acquisire almeno un?immagine dell?oggetto ?O? da scannerizzare o una immagine di una parte di tale oggetto ?O?, in particolare della parte giacente in una porzione del piano di scannerizzazione ? posta al di sotto del dispositivo di acquisizione 1.

Preferibilmente, il dispositivo di acquisizione 1 ? configurato per acquisire una successione di immagini rappresentative dell?oggetto ?O? da scannerizzare in modo da poter ottenere una ricostruzione digitale di tale oggetto ?O? che risulti fedele e completa secondo un processo che verr? dettagliatamente descritto nel seguito.

Nella forma realizzativa preferita, il dispositivo di acquisizione 1 comprende un sensore per immagini 1a di tipo lineare configurato per acquisire almeno un?immagine relativa ad una porzione dell?oggetto ?O? giacente lungo una linea di scansione ?L? sul piano di scannerizzazione ?. In maggior dettaglio, il sensore per immagini 1a di tipo lineare effettua una scannerizzazione dell?oggetto ?O? acquisendo progressivamente immagini relative a porzioni di esso giacenti progressivamente lungo la linea di scansione ?L?, come verr? dettagliatamente descritto nel seguito.

Come mostrato in figura 1, la linea di scansione ?L? divide il piano di scannerizzazione ? in un primo ed un secondo semipiano ?1, ?2.

Lo scanner piano 100, oggetto del presente trovato, comprende inoltre una prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b disposte superiormente al primo semipiano ?1 e sviluppantesi parallelamente alla linea di scansione ?L?.

Nella forma realizzativa preferita, le sorgenti luminose della prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b sono disposte sostanzialmente una superiormente all?altra.

Lo scanner piano 100 comprende inoltre una seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d disposte superiormente al secondo semipiano ?2 e sviluppantesi parallelamente alla linea di scansione ?L?.

Le sorgenti luminose della seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d sono collocate sostanzialmente una superiormente all?altra.

Come mostrato in figura 1 e 2, la prima e la seconda coppia di sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d sono simmetricamente disposte rispetto alla linea di scannerizzazione ?L?.

Ciascuna sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d della prima e della seconda coppia ? selettivamente attivabile per emettere un fascio di luce ?F? sul piano di scannerizzazione ?.

In maggior dettaglio, lo scanner 100 comprende una unit? di controllo (non rappresentata) configurata per attivare selettivamente le sorgenti luminose della prima e della seconda coppia di sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d in modo che le sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d emettano un rispettivo fascio di luce ?F? sul piano di scannerizzazione ?.

Nel caso in cui vi siano altre sorgenti luminose, come nel caso rappresentato dalle allegate figure, l?unit? di controllo ? inoltre configurata per attivare selettivamente anche tali sorgenti luminose.

L?attivazione di una particolare sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d, e la corrispondente disattivazione delle altre, pu? avvenire in due modi.

Nel primo modo, l?attivazione di una sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d avviene in maniera sincrona con l?acquisizione del sensore per immagini 1a, vale a dire che la direzione di illuminazione viene variata in sincrono con l?acquisizione della porzione dell?oggetto ?O? giacente lungo la linea di scansione ?L? da parte del sensore per immagini 1a. In tale situazione, la direzione di illuminazione viene variata per ogni acquisizione successiva della linea di scansione ?L? affinch?, al termine dell?acquisizione, tutte le direzioni di illuminazione siano acquisite, come verr? dettagliatamente descritto nel seguito.

Nel secondo modo invece, l?attivazione di una delle sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d avviene in modo asincrono. In tale situazione, l?acquisizione viene ripetuta pi? volte variando la direzione di illuminazione tra una acquisizione e la successiva.

In maggior dettaglio, in un caso, ogni porzione successiva dell?oggetto ?O? giacente sulla linea di scansione ?L? viene acquisita attivando una diversa sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d (ossia ciclando in continuo tutte le sorgenti luminose). In questo modo, in una unica acquisizione si ottengono tutte le direzioni di illuminazione mescolate in una singola immagine riferite a tale porzione giacente sulla linea di scansione ?L?. Nell?altro caso, una particolare sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d viene attivata e tutte le porzioni dell?oggetto ?O? (ossia le porzioni giacenti progressivamente sulla linea di scansione ?L?) vengono acquisite usando la stessa sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d. In tale situazione, l?oggetto ?O? viene illuminato da una sorgente luminosa2a, 2b, 2c, 2d e acquisito nella sua interezza tramite scansioni successive delle porzioni giacenti sulla linea di scansione ?L?. Terminata tale l?acquisizione, una prima immagine viene ottenuta. Successivamente, la sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d viene spenta e una ulteriore sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d viene accesa. In tale situazione, il processo di acquisizione dell?intero oggetto ?O? ? ripetuto in modo da ottenere una seconda immagine. Le operazioni di accensione/spegnimento e acquisizione vengono ripetute per ogni direzione di luce diversa desiderata.

Come mostrato in figura 2A, lo scanner piano 100 comprende inoltre, per ciascuna sorgente luminosa della prima e della seconda coppia di sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d, un gruppo luminoso 3 comprendente una pluralit? di luci LED 5 (non visibili in figura 2A) ed una pluralit? di lenti asimmetriche 3a ciascuna associata ad una rispettiva luce LED 5.

Il gruppo luminoso 3 ? configurato per deviare di un angolo di deviazione predefinito un fascio di luce ?F? emesso sul piano di scannerizzazione ? dalla sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d.

In altre parole, passando attraverso le lenti asimmetriche 3a, il fascio di luce ?F? emesso dalla pluralit? di LED 5 dalla sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d viene deviato di un angolo di deviazione predefinito in modo da illuminare il piano di scannerizzazione ? tramite un fascio di luce ?F? avente una direzione prestabilita.

Come mostrato in figura 6, ciascuna lente asimmetrica 3a ? disposta superiormente alla rispettiva luce LED 5 in modo tale che la luce, emessa dalla luce LED 5, passi attraverso la lente asimmetrica 3a e venga deviata in modo da ottenere un fascio di luce ?F? angolato e ben direzionato.

In una possibile forma realizzativa, ciascun gruppo luminoso 3 ? configurato per deviare il corrispondente fascio di luce ?F? di un angolo di deviazione differente dagli angoli di deviazione degli altri gruppi luminosi 3 dello scanner 100 e comunque in modo da irradiare il piano di scannerizzazione ? da direzioni molto diverse una dall?altra.

Nella forma realizzativa preferita, i gruppi luminosi 3 associati alla prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b sono configurati per deviare i rispettivi fasci di luce ?F? di angoli di deviazione pari a 45? e ?45?. I gruppi luminosi 3 associati alla seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d sono configurati per deviare i rispettivi fasci di luce ?F? di angoli di deviazione pari a 45? e ?45?. In tale situazione, essendo che la prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b ? simmetrica alla seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d rispetto alla linea di scansione ?L?, viene comunque garantito il fatto di illuminare il piano di scannerizzazione ? da direzioni molto diverse una dall?altra, come mostrato in figura 3.

In tale situazione, il piano di scannerizzazione ? viene illuminato da fasci di luce ?F?, emessi dalle rispettive sorgenti luminosa 2a, 2b, 2c, 2d, aventi quattro direzioni tra loro tutte differenti (figura 3).

In altre parole, le diverse direzioni di illuminazione, ai fini di un?ottima implementazione della tecnica Stereo Fotometrica, sono determinate principalmente dagli angoli di deviazione che i gruppi luminosi 3 (ed in particolare, le lenti asimmetriche 3a), applicati a ciascuna delle sorgenti luminose 2a, 2b, 2c 2d (ed in particolare alle luci LED 5), imprimono ai fasci di luce ?F? emessi dalle sorgenti luminose 2a, 2b, 2c 2d stesse.

In accordo con una forma realizzativa preferita del trovato, i gruppi luminosi 3 associati alle sorgenti luminose della prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b sono configurati per deviare il corrispondente fascio di luce ?F? di angoli di deviazione tra loro opposti.

In altre parole, il gruppo luminoso 3 associato alla prima sorgente luminosa 2a della prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b devia il fascio di luce ?F? di un angolo di deviazione opposto rispetto all?angolo di deviazione con cui il gruppo luminoso 3 associato alla seconda sorgente luminosa 2b della prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b devia il rispettivo fascio di luce ?F?.

In tale situazione, se, ad esempio, il gruppo luminoso 3 associato alla prima sorgente luminosa 2a della prima coppia 2a, 2b devia il fascio di luce ?F? di un angolo di 45?, il gruppo luminoso 3 associato alla seconda sorgente luminosa 2b della prima coppia 2a, 2b devia il fascio di luce ?F? di un angolo di -45?.

In accordo con la forma realizzativa preferita del trovato, i gruppi luminosi 3 associati alle sorgenti luminose della seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d sono configurati per deviare il corrispondente fascio di luce ?F? di angoli di deviazione tra loro opposti.

Come mostrato in figura 2A, se, ad esempio, il gruppo luminoso 3 associato alla prima sorgente luminosa 2c della seconda coppia 2c, 2d devia il fascio di luce ?F? di un angolo di 45?, il gruppo luminoso 3 associato alla seconda sorgente luminosa 2d della seconda coppia 2c, 2d devia il fascio di luce ?F? di un angolo di -45?.

In altre parole, come mostrato in figura 3, la prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b illumina il piano di scannerizzazione ? tramite fasci di luce ?F? aventi angoli di deviazione (e quindi direzione di illuminazione) tra loro opposti cos? come la seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d illumina il piano di scannerizzazione ? tramite fasci di luce ?F? aventi angoli di deviazione (e quindi direzione di illuminazione) tra loro opposti.

In tale situazione, il piano di scannerizzazione ? viene illuminato da quattro direzioni tra loro differenti garantendo un?esecuzione ottimale della Tecnica Stereo Fotometrica.

Vantaggiosamente, il fatto di introdurre, per ciascuna sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d, un rispettivo gruppo luminoso 3 in modo tale che i rispettivi fasci di luce ?F? emessi presentino differenti direzioni, consente di illuminare il piano di scannerizzazione ? da almeno quattro direzioni differenti ottenendo risultati di scannerizzazione ottimali.

In accordo con un aspetto del trovato, l?angolo di deviazione predefinito ? compreso tra 30? e 60?.

Preferibilmente, l?angolo di deviazione predefinito ? pari a 45?.

Secondo un aspetto del trovato, le luci LED della pluralit? di luci LED di ciascuna sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d sono allineate lungo una direzione di allineamento ?A? parallela alla linea di scansione ?L? (fig.2A). In accordo con una ulteriore possibile forma realizzativa, le luci LED della pluralit? di luci LED 5 di ciascuna sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d sono sfalsate rispetto alla direzione di allineamento ?A? parallela alla linea di scansione ?L? (figura 5A e 5B). In tale forma realizzativa, le luci LED e le corrispondenti lenti asimmetriche 3a associate ad una sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d della coppia sono disposte in maniera sfalsata (o a scacchiera) rispetto a quelle dell?altra sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d della coppia.

Secondo un aspetto del trovato, come mostrato ad esempio in figura 2A e 6, per ogni luce LED 5 di una delle sorgenti luminose della seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d, il corrispondente gruppo luminoso 3 comprende una lente asimmetrica 3a. Allo stesso modo, per ogni luce LED 5 dell?altra delle sorgenti luminose della seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d, il corrispondente gruppo luminoso 3 comprende una lente asimmetrica 3a.

Preferibilmente, le lenti asimmetriche 3a associate alle luci LED della medesima sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d sono configurate per deviare i rispettivi fasci di luce ?F? secondo il medesimo angolo di deviazione predefinito (figura 2A).

In accordo con un aspetto del trovato, il gruppo luminoso 3 ? applicabile alla rispettiva sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d secondo una prima orientazione di montaggio, in cui devia di un primo angolo di deviazione il fascio di luce ?F? emesso dalla sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d. Alternativamente, il gruppo luminoso 3 ? applicabile alla rispettiva sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d in accordo con una seconda orientazione di montaggio, in cui devia di un secondo angolo di deviazione il fascio di luce ?F? emesso da detta sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d. Il secondo angolo di deviazione ? opposto al primo angolo di deviazione. Tale aspetto risulta particolarmente vantaggioso per ottenere in maniera comoda e veloce una differente direzionalit? del fascio di luce ?F? per ciascuna delle sorgenti luminose della prima e/o della seconda coppia di sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d. In tale situazione, ? infatti possibile, semplicemente cambiando l?orientazione di montaggio del gruppo luminoso 3 sulla sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d, variare la direzionalit? del fascio di luce ?F? da essa emesso.

La possibilit? di montare i gruppi luminosi 3 secondo due differenti orientazioni di montaggio ? ben mostrata in figura 2A. In tale situazione, un gruppo luminoso 3 presenta la prima orientazione di montaggio mentre l?altro 3 presenta la seconda orientazione di montaggio.

Secondo un aspetto del trovato, visibile nelle allegate figure, la pluralit? di lenti asimmetriche 3a di un medesimo gruppo luminoso 3 presentano la medesima orientazione. Anche tale aspetto e ben visibile dalla figura 2A in cui tutte le lenti asimmetriche 3a di un gruppo luminoso 3 sono orientate nel medesimo verso.

In accordo con la forma realizzativa mostrata nelle allegate figure, in aggiunta alla prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b, lo scanner piano 100 pu? comprendere una o pi? sorgenti luminose ulteriori dotate dei rispettivi gruppi luminosi 3.

Preferibilmente, tali sorgenti luminose ulteriori si sviluppano parallelamente alla linea di scansione ?L?.

In una forma realizzativa, in aggiunta alla seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d, lo scanner piano 100 pu? comprendere una o pi? sorgenti luminose ulteriori dotate dei rispettivi gruppi luminosi 3.

Preferibilmente, tali sorgenti luminose ulteriori si sviluppano parallelamente alla linea di scansione ?L?.

In accordo con un aspetto del trovato, lo scanner piano 100 comprende inoltre almeno una sorgente luminosa ausiliaria 4 configurata per illuminare il piano di scannerizzazione ?.

Preferibilmente, la sorgente luminosa ausiliaria 4 si sviluppa parallelamente alla linea di scansione ?L?.

Ancor pi? preferibilmente, la sorgente luminosa ausiliaria 4 non ? dotata di gruppo luminoso 3.

Nella forma realizzativa preferita, lo scanner piano 100 presenta una prima sorgente ausiliaria 4 posizionata in prossimit? della prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b ed una seconda sorgente ausiliaria 4 posta in prossimit? della seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d.

In uso, per ottenere una ricostruzione di un oggetto ?O? mediante l?uso di uno scanner piano 100, oggetto del presente trovato, la prima e la seconda coppia di sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d sono posizionate parallelamente alla linea di scannerizzazione ?L? in posizioni simmetriche rispetto alla linea di scannerizzazione ?L? stessa (figura 4A).

In tale situazione, la prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b si trova in una posizione sovrastante il primo semipiano ?1 mentre la seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d si trova in una posizione sovrastante il secondo semipiano ?2.

Ciascuna delle sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d, ? operativamente associata ad un rispettivo gruppo luminoso 3 in modo che i fasci di luce ?F? emessi siano deviati.

In maggior dettaglio, le lenti asimmetriche 3a del gruppo luminoso 3 associato ad una delle sorgenti luminose della prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b presentano un angolo di deviazione predeterminato opposto rispetto alle lenti asimmetriche 3a del gruppo luminoso 3 associato all?altra delle sorgenti luminose della prima coppia di sorgenti luminose 2a, 2b.

Analogamente, le lenti asimmetriche 3a del gruppo luminoso 3 associato ad una delle sorgenti luminose della seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d presentano un angolo di deviazione predeterminato opposto rispetto alle lenti asimmetriche 3a del gruppo luminoso 3 associato all?altra delle sorgenti luminose della seconda coppia di sorgenti luminose 2c, 2d. Successivamente alla predisposizione delle sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d e dei gruppi luminosi 3, un oggetto ?O? da scannerizzare viene posto sul piano di scannerizzazione ? al di sotto del dispositivo di acquisizione 1. In seguito, una prima sorgente luminosa tra quelle della prima e della seconda coppia di sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d viene attivata in modo da illuminare l?oggetto ?O?. In tale situazione, il fascio di luce ?F? emessa da tale sorgente luminosa viene deviato dal corrispondente gruppo luminoso 3 illuminando il piano di scannerizzazione ? (figura 4A). Cos? facendo, la porzione di oggetto ?O? giacente lungo la linea di scansione ?L? viene illuminato secondo una direzione predefinita. In tale situazione, il fascio di luce ?F? deviato dal gruppo luminoso 3 ed incidente sull?oggetto ?O? viene riflesso verso il dispositivo di acquisizione 1 dove il sensore per immagini 1a effettua una vera e propria acquisizione dell?immagine.

L?immagine acquisita corrisponde sostanzialmente ad una immagine rappresentativa della porzione (sostanzialmente avente la forma di una striscia) dell?oggetto ?O? giacente sulla linea di scansione ?L?.

Successivamente, la prima sorgente luminosa viene spenta a favore dell?attivazione di una seconda sorgente luminosa di quelle della prima e della seconda coppia di sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d (figura 4B).

In una forma realizzativa (illustrata nelle figure 4A-4D), vengono prima accese selettivamente le sorgenti luminose di una tra la prima e la seconda coppia 2a, 2b, 2c, 2d e, successivamente, quelle dell?altra tra la prima e la seconda coppia 2a, 2b, 2c, 2d.

Alternativamente, le sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d vengono accese selettivamente in modo che all?accensione di una sorgente luminosa della prima coppia 2a, 2b segua una accensione di una sorgente luminosa della seconda coppia 2c, 2d e cos? via.

Quando la seconda sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d viene accesa, essendo dotata di un gruppo luminoso 3 configurato per deviare il fascio di luce ?F? emesso di un angolo di deviazione predefinito differente da quello del gruppo luminoso 3 della prima sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d, essa illumina l?oggetto ?O? da un?ulteriore direzione. In tale situazione, il fascio di luce ?F? emesso dall?ulteriore sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d colpisce il piano di scannerizzazione ?, e dunque la porzione dell?oggetto ?O? giacente sulla linea di scansione ?L?. Successivamente, il fascio di luce ?F? viene riflesso verso il dispositivo di acquisizione 1 in modo che il sensore per immagini 1a acquisisca l?immagine corrispondente.

Il processo di accensione delle sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d e di acquisizione delle immagini viene ripetuto fintanto che tutte le sorgenti luminose della prima e della seconda coppia 2a, 2b, 2c, 2d non sono state attivate (figure 4A-4D).

Una volta che tutte le sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d sono state accese, ed una volta che il sensore per immagini lineare 1a ha acquisito, ad ogni accensione, una immagine rappresentativa della porzione dell?oggetto ?O? giacente sulla linea di scansione ?L?, il dispositivo di acquisizione 1 viene movimentato in modo da consentire una illuminazione ed una acquisizione di una ulteriore porzione dell?oggetto ?O? giacente sulla linea di scansione ?L?.

In una possibile forma realizzativa, lo scanner piano 100 comprende un sistema di movimentazione (non rappresentato) configurato per movimentare il dispositivo di acquisizione 1 mentre il piano di scannerizzazione ? risulta fermo. In tale situazione, il dispositivo di acquisizione 1 viene movimentato secondo posizioni discrete in modo da acquisire un?immagine dell?oggetto ?O? per ogni posizione discreta.

In tale situazione, ad ogni accensione di una sorgente luminosa 2a, 2b, 2c, 2d, una immagine rappresentativa della porzione dell?oggetto ?O? giacente sulla linea di scansione ?L? viene acquisita. Quando tutte le sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d dello scanner piano 100 sono state accese, il dispositivo di acquisizione 1 viene spostato in modo che una nuova porzione dell?oggetto ?O? (contigua alla porzione appena acquisita) giaccia sulla linea di scansione ?L?. In tale situazione, le sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d dello scanner piano 100 vengono nuovamente accese in maniera alternata in modo tale che ad ogni accensione una immagine della porzione dell?oggetto ?O? giacente lungo la linea di scansione ?L? possa essere acquisita.

In un?ulteriore possibile forma realizzativa, lo scanner 100 comprende un sistema di movimentazione (non rappresentato) configurato per movimentare il piano di scannerizzazione ? rispetto al dispositivo di acquisizione 1.

Preferibilmente, il sistema di movimentazione movimenta il piano di scannerizzazione ? lungo una direzione cartesiana orizzontale (mostrata dalla freccia in figura 1).

Ancor pi? preferibilmente, il sistema di movimentazione movimenta in una pluralit? di posizioni discrete l?oggetto ?O? stesso in modo tale che il dispositivo di acquisizione 1, ed in particolare il sensore per immagini 1a, acquisisca un?immagine per ogni posizione discreta.

Alternativamente, il sistema di movimentazione ? in grado di movimentare simultaneamente il piano di scannerizzazione ? e il dispositivo di acquisizione 1.

In altre parole dunque, una volta acquisite, per ciascuna attivazione delle sorgenti luminose della prima e della seconda coppia di sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d le immagini relative ad una porzione dell?oggetto ?O? giacente sulla linea di scansione ?L?, il sistema di movimentazione fa in modo che una nuova porzione dell?oggetto ?O? possa essere scannerizzata ponendola sulla linea di scansione ?L?. In tale situazione, le sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d vengono nuovamente selettivamente attivate in modo da acquisire, anche in questo caso, una immagine relativa ad una ulteriore porzione dell?oggetto ?O? durante ciascuna attivazione delle sorgenti stesse.

Le operazioni di azionamento del sistema di movimentazione, di attivazione delle sorgenti luminose 2a, 2b, 2c, 2d e di acquisizione delle immagini vengono ripetute in successione fino a che tutte le porzioni dell?oggetto ?O? sono state scannerizzate.

Nella forma realizzativa preferita, le immagini acquisite vengono mandate all?unit? di controllo che ? configurata per acquisire ed elaborare dati relativi a scansioni successive dell?oggetto ?O?.

Mediante tali dati, l?unit? di controllo ? in grado di ricreare digitalmente l?oggetto ?O? scannerizzato in maniera altamente fedele.

Il presente trovato consente di trovare una soluzione generalizzata al 5 problema di come disporre ed arrangiare le sorgenti luminose in uno scanner 100 adatto ad implementare in maniera ottimale la tecnica Stereo Fotometrica. In particolare, il presente trovato introduce una formulazione che consente di costruire uno scanner 100 con un elevato numero di sorgenti luminose in modo da garantire una buona differenziazione della direzionalit? di illuminamento dell?oggetto da scannerizzare.

Claims (12)

RIVENDICAZIONI

1. Scanner piano (100) configurato per implementare la tecnica Stereo Fotometrica, detto scanner piano (100) comprendendo:

- un piano di scannerizzazione (?) su cui ? posizionabile un oggetto (O) da scannerizzare;

- un dispositivo di acquisizione (1) disposto lungo un asse ottico verticale (Y) e perpendicolare a detto piano di scannerizzazione (?), detto dispositivo di acquisizione (1) comprendendo un sensore per immagini (1a) di tipo lineare configurato per acquisire almeno un?immagine relativa ad una porzione dell?oggetto (O) giacente lungo una linea di scansione (L) sul piano di scannerizzazione (?), detta linea di scansioni (L) dividendo il piano di scannerizzazione (?) in un primo ed un secondo semipiano (?1, ?2);

- una prima coppia di sorgenti luminose (2a, 2b) disposte superiormente al primo semipiano (?1) e sviluppantesi parallelamente a detta linea di scansione (L);

- una seconda coppia di sorgenti luminose (2c, 2d) disposte superiormente al secondo semipiano (?2) e sviluppantesi parallelamente a detta linea di scansione (L), la prima e la seconda coppia di sorgenti luminose (2a, 2b, 2c, 2d) essendo simmetricamente disposte rispetto alla linea di scansione (L);

caratterizzato dal fatto di comprendere, per ciascuna sorgente luminosa della prima e della seconda coppia di sorgenti luminose (2a, 2b, 2c, 2d), un gruppo luminoso (3) comprendente una pluralit? di luci LED (5) ed una pluralit? di lenti asimmetriche (3a) ciascuna associata ad una rispettiva luce LED (5) della pluralit?, il gruppo luminoso (3) essendo configurato per deviare di un angolo di deviazione predefinito un fascio di luce (F) emesso sul piano di scannerizzazione (?) da detta sorgente luminosa (2a, 2b, 2c, 2d).

2. Scanner secondo la rivendicazione 1, in cui i gruppi luminosi (3) associati alle sorgenti luminose della prima coppia di sorgenti luminose (2a, 2b) sono configurati per deviare il corrispondente fascio di luce (F) di angoli di deviazione tra loro opposti.

3. Scanner secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i gruppi luminosi (3) associati alle sorgenti luminose della seconda coppia di sorgenti luminose (2c, 2d) sono configurati per deviare il corrispondente fascio di luce (F) di angoli di deviazione tra loro opposti.

4. Scanner secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun gruppo luminoso (3) di detto scanner (100) ? configurato per deviare il corrispondente fascio di luce (F) di un angolo di deviazione differente dagli angoli di deviazione degli altri gruppi luminosi (F) di detto scanner (100).

5. Scanner secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto angolo di deviazione ? compreso tra 30? e 60?, preferibilmente l?angolo di deviazione essendo pari a 45?.

6. Scanner secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le luci LED (5) della pluralit? di luci LED sono allineate lungo una direzione di allineamento (A) parallela alla linea di scansione (L).

7. Scanner secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 6, in cui le luci LED (5) della pluralit? di luci LED sono sfalsate rispetto ad una direzione di allineamento (A) parallela alla linea di scansione (L).

8. Scanner secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un sistema di movimentazione configurato per movimentare il piano di scannerizzazione (?) rispetto al dispositivo di acquisizione (1).

9. Scanner secondo la rivendicazione 8 in cui detto sistema di movimentazione ? configurato per movimentare detto oggetto (O) in una pluralit? di posizioni discrete ed in cui il dispositivo di acquisizione (1) acquisisce un?immagine per ogni posizione discreta.

10. Scanner secondo una o pi? delle precedenti rivendicazioni da 1 a 8 comprendente un sistema di movimentazione configurato per movimentare detto dispositivo di acquisizione (1) rispetto al piano di scannerizzazione (?).

11. Scanner secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una unit? di controllo configurata per:

- attivare selettivamente le sorgenti luminose (2a, 2b, 2c, 2d) di detta prima e seconda coppia in modo che dette sorgenti luminose (2a, 2b, 2c, 2d) emettano un rispettivo fascio di luce (F) collimata su detto piano di scannerizzazione (?);

- acquisire ed elaborare dati relativi a scansioni successive di detto oggetto (O).

12. Scanner (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno una sorgente luminosa ausiliaria (4) configurata per illuminare detto piano di scannerizzazione (?).