ITBZ970019A1

ITBZ970019A1 - Sistema di rilevamenti densitometrici e spettrometrici.

Info

Publication number: ITBZ970019A1
Application number: IT97BZ000019A
Authority: IT
Inventors: Godehard Pallinger
Original assignee: Viptronic Srl
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-10-09
Also published as: ITBZ970019A0; IT1292543B1; EP0871025A1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo:

SISTEMA DI RILEVAMENTI DENSITOMETRICI E SPETTROMETRICI

DESCRIZIONE

Sono noti densitometri per effettuare rilevamenti densitometrici , rispettivamente colorimetrici, su strisce di controllo allo scopo di sorvegliare il processo di sviluppo nei laboratori fotografici e soprattutto per le verifiche su strisce di controllo di stampe e/o lastre tipografiche, rispettivamente direttamente sulla stessa immagine.

I densitometri noti sono di tipo vario per quanto riguarda le dimensioni, le caratteristiche di rilevamento e di elaborazione dati, le modalità d'impiego ed il prezzo. La gamma comprende densitometri semplici, maneggevoli, portatili del tipo a mano per rilevamenti singoli, fino a densitometri a scansione di tipo automaticizzato a tavolo, a lettura rapida con elaborazione dei dati di rilevamento.

Fra il densitometro semplice portatile a mano e quello a scansione naturalmente esiste una gamma di apparecchi intermedi.

Tutti i densitometri noti però sono basati sul sistema di rilevamento che funziona, utilizzando come sorgente luminosa una lampadina elettrica a filamento incandescente, la luce della quale viene trattata con filtri, lenti, diaframmi, specchi, sensori, conduttori ottici ed utilizzando, come ricevente ottica della luce riflessa dal campo -in misurazione, una o più fotocellule. E' noto in’particolare per i densitometri a scansione anche l'impiego di luce allo xenon pulsante.

Finora le sorgenti luminose utilizzate per questi scopi erano indicate come sorgenti con tipo di luce "A" e definite dalle norme DIN 16536, parte seconda, ISO 5/3, con riferimento alla "CIE standard illuminant A". Secondo le norme finora vigenti ciascun elemento ottico (per esempio: lenti, filtri specchi, sensori, diaframmi, conduttori ottici, ecc.) interferente con il fascio luminoso doveva rispondere a condizioni spettrali ben definite.

La nuova versione delle norme invece definisce il così detto "prodotto spettrale" trascurando in pratica le caratteristiche dei singoli elementi ottici, definendo le caratteristiche del percorso spettrale tramite la lunghezza d'onda. Le norme definiscono questo percorso in apposite tabelle.

Questa nuova unificazione e definizione però prevede tuttora come sorgente luminosa una lampadina a filamento incandescente, senza tener conto che oggigiorno è possibile anche lo sfruttamento di sorgenti luminose di altro tipo pur garantendo un "prodotto spettrale" che rientri nei limiti stabiliti dalle norme.

Infatti l 'impiego di lampadine elettriche a filamento incandescente, impiegate come sorgenti luminose per rilevamenti densitometrici presentano i seguenti svantaggi :

a, tempi lunghi di rilevamento dovuti ai tempi notevoli di "accensione" per il raggiungimento dell 'incandescenza del filamento (in relazione alle caratteristiche e alla spiralizzazione del filamento, al riempimento del bulbo, ecc.);

b. durata relativamente bassa (qualche centinaio di ore) tenendo conto che col tempo l'evaporazione del metallo costituente il filamento provoca un annerimento del vetro del bulbo e quindi un assorbimento della luce, abbassando l'efficienza luminosa;

c. differenza notevole dell'intensità luminosa per la luce di tipo "A", fra il blu.ed-il rosso (per il blu è disponibile soltanto ca. il 10% della luce rossa);

d. produzione problematica e costosa dei filtri, in particolare di quelli blu, i quali da una parte presentano una elevata permeabilità nell'ambito di trasmissione mentre dall'altra trattengono -sufficientemente le densità secondarie ad onda lunga (<10-5); -questo vale soprattutto per serie di filtri del tipo "statua I" (filtri ad interferenza) i quali oggigiorno sono realizzati a qualità accettabile soltanto da pochi produttori in tutto il mondo e quindi sono abbastanza costosi;

e. Difficoltà di raggiungere una buona qualità ottica .

Gli svantaggi principali sopra esposti condizionano la costruzione dei densitometri e influiscono negativamente sulla qualità dei rilevamenti, sui tempi di rilevamento, sulla durata della sorgente luminosa e sulla efficienza luminosa (lm/W) di questa e con ciò sull'alimentazione e sui costi di produzione e di esercizio dell'apparecchiatura.

L'invenzione si pone il compito di realizzare un sistema di rilevamento densitometrico atto a ridurre notevolmente i tempi di rilevamento, aumentando la durata e l'efficienza della sorgente luminosa, richiedendo tensioni di funzionamento molto basse, aumentando la qualità ottica e riducendo le spese di produzione e di esercizio.

Questo compito secondo l'invenzione viene adempiuto impiegando come sorgente luminosa almeno un diodo di elettroluminescenza (LED - Light Emitting Diode) il quale emette già uno spettro di luce adatto per i rilevamenti richiesti, oppure viene corredato di uno o più filtri adatti per ottenere lo spettro richiesto. Detti diodi sono dispositivi elettronici producibili a basso costo che convertono sollecitazioni elettriche in radiazioni luminose ottenendo una "elettroluminescenza". Questa fornisce, con basso assorbimento di potenza, una elevata intensità luminosa per tutti i colori base richiesti e la luce emessa è, in relazione a quella emessa da una lampadina ad incandescenza, del tipo a spettro a bande strette ed a raggi quasi paralleli. In caso di rilevamenti densitometrici e/o spettrometrici usuali si presenta la possibilità di usare, per ciascuno dei colori base (C, M, Y) un LED specifico con o senza filtro oppure un unico LED per più colori, corredandolo dei filtri necessari. I semiconduttori LED, producibili a basso costo, presentano il vantaggio che raggiungono in un tempo ridottissimo μsec.) la piena intensità luminosa la quale è, a pari assorbimento di energia elettrica, molto maggiore rispetto a quella di una lampada ad incandescenza. L'elevata intensità luminosa permette di ottenere una notevole stabilità di rilevamento e quindi di ottenere rilevamenti precisi ed affidabili riducendo il numero ed i tempi di calibrazione. Oltre all'elevata intensità luminosa anche la qualità ottica superiore rispetto alla luce prodotta da lampadine ad incandescenza permette un ulteriore miglioramento della stabilità di rilevamento e quindi consente l'impiego di filtri meno costosi per determinati colori e di migliorare la qualità di rilevamento in particolare su colori saturati.

Richiedendo i LED tensioni di funzionamento molto basse è conveniente l'alimentazione ad accumulatori o a pile le quali avranno durata lunga.

In caso di densitometri e/o spettrofotometri (colorimetri) quindi l'impiego di LED's come sorgente luminosa permette inoltre, per la velocità di accensione, la realizzazione di sistemi di rilevamento a scansione, basati sul passaggio rapido lungo la‘striscia di controllo e.sul riconoscimento della disposizione e conformazione geometrica dei gradini di colore e della loro sequenza lunga la striscia di controllo.

L'impiego di LED's per sistemi di rilevamento densitometrici e/o spettrometrici consente, per le caratteristiche ottiche sopra esposte, una semplificazione sia nell'ottica trasmittente che in quella ricevente e con ciò una riduzione dei costi con un aumento della qualità di rilevamento.

L'invenzione viene spiegata più da vicino in base a due esempi di esecuzione preferenziale di rilevamenti densitometrici e spettrometrici rappresentati schematicamente nel disegno allegato e funzionanti secondo il sistema proposto dall'invenzione, i disegni hanno scopo puramente esplicativo e non limitativo .

La Fig. 1 illustra in vista prospettica uno schema di rilevamento secondo l'invenzione con soltanto una unità ricevente, con tre diodi di elettroluminescenza (LED) a colori diversi e con i filtri inseriti in prossimità dell'emissione di luce.

La Fig. 2 illustra in vista prospettica uno schema di rilevamento secondo l’invenzione con due diodi ad elettroluminescenza (LED) per ogni colore e con i filtri inseriti immediatamente prima delle varie unità riceventi; la ricevente per il colore rosso non è munita di filtro perché la luce emessa dai diodi (LED) rossi non richiede correzione.

La Fig. 3 è un diagramma che ìndica le caratteristiche della luce colorata emessa da un diodo ad elettroluminescenza (LED) e corretta da filtro .

La zona di rilevamento 1, per esempio un campo colorato di una striscia di controllo, convenientemente è delimitata da un diaframma 2. In caso di rilevamento con impiego di una sola unità ricevente D (Fig. 1) costituita per esempio da una fotocellula, i vari diodi di elettroluminescenza (LED): G (verde), R (rosso), B (blu), possono essere sistemati in modo che l'asse del fascio di luce emessa colpisca il punto di rilevamento 1 con un determinato angolo a tale che il fascio di luce riflessa di ciascuna delle sorgènti luminose G, R, B venga condotto da conduttori ottici C verso l'unica unità ricevente D. Questi fasci di conduttori ottici sono disposti paralleli fra di loro e formano un angolo μ con il piano che comprende la zona di rilevamento 1. I filtri corrispondenti Fg, Fr, Fb per correggere i vari colori sono previsti in questo caso nel tratto fra la sorgente luminosa ed il punto di rilevamento (1).

In caso di emissione di luce con caratteristiche già adatte per il rilevamento non è richiesto l'inserimento di filtri, già attualmente esistono diodi di elettroluminescenza (LED) emittenti una luce colorata avente queste caratteristiche. Naturalmente è possibile prevedere più di tre LED, può essere conveniente prevedere per esempio due LED per ciascun colore disponendoli per esempio in modo che l'angolo di incidenza α sia uguale ma che la direzione sia diversa.

Per esempio in caso di rilevamenti a velocità molto elevata,e/o su materiale avente una struttura superficiale piuttosto marcata può essere vantaggiosa una disposizione dei componenti come illustrato in Fig. 2 con due LED in posizione contrapposta per ciascun colore. In questo caso i conduttori ottici C, in prossimità delle unità riceventi.Dg, Dr, Db, distinte per ciascun colore, si diramano ih fasci corrispondenti Cg, Gr, Cb. I filtri Fg, Fb, in questo caso sono .previsti vicino alle unità riceventi Dg e Db; per l'unità ricevente Dr non è.previsto filtro perché là luce emessa da R corrisponde già alle caratteristiche richieste per il rilevamento.

Nel diagramma illustrato in Fig. 3 é rappresentato l'effetto correttivo di un filtro Fr su una luce colorata R; il filtro taglia la parte di luce non desiderata. Rispetto alla luce emessa da una lampadina ad incandescenza la zona di'sbarramento del filtro (area tratteggiata) può essere piuttosto stretta. Con l'impiego di una unità ricevente al silicio ed una lampadina ad incandescenza il filtro dovrebbe sbarrare valori che vanno da 380nm a 515nm e da 535nm a-1250nm; questo sbarramento è ottenibile soltanto con l'impiego di filtri costosi in vetro aventi uno spessore notevole (filtri di interferenza in vetro).

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di rilevamento densitometrico e/o spettrometrico nel quale il "prodotto spettrale" agente sulla parte ricevente dell'apparecchiatura è generato da una sorgente luminosa elettrica, i tempi di accensione della quale condizionano i tempi dei singoli rilevamenti e della successione di più rilevamenti ed il quale è il risultato di modifiche subite durante il passaggio per vari dispositivi ottici come lenti, filtri, diaframmi, conduttori ottici, ecc. costituenti l'ottica trasmittente e/o quella ricevente, caratterizzato dal fatto che come sorgente luminosa è utilizzato almeno un diodo {(G, B, R) ad elettroluminescenza (LED) del tipo ad alta velocità di accensione e spegnimento.
2. Sistema di rilevamento densitometrico e/o spettrometrico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il diodo o i diodi (G, B, R) ad elettroluminescenza (LED) emettono già la luce a spettro adatto per poter effettuare i rilevamenti sui colori corrispondenti, senza impiego di filtri, oppure con l’impegno di filtri (Fg, Fr, Fb) a bande relativamente strette per le caratteristiche della luce emessa a spettro più specifico .
3. Sistema di rilevamento densitometrico e/o spettrometrico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il diodo o i diodi (G, R, B) ad elettroluminescenza sono del tipo ad emissione parallela o quasi parallela dei raggi luminosi rendendo superfluo l'impiego di lenti e di diaframmi, rispettivamente riducendo il numero di questi elementi ottici e/o richiedendo meno cura e precisione nel loro dimensionamento e posizionamento.