ITMI990076A1 - Dispositivo per il rilevamento di immagini presenti su un supporto - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione che ha per titolo:

"Dispositivo per il rilevamento di immagini presenti su un supporto"

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per il rilevamento di immagini presenti su un supporto, in particolare adatto ad acquisire immagini, testo e/o figure, riportate su documenti cartacei allo scopo di effettuarne diverse operazioni, quali ad esempio l'archiviazione o la trasmissione fax.

Una tecnica comunemente impiegata per il rilevamento di immagini presenti su fogli stampati consiste nella scansione di porzioni successive del foglio mediante l'uso di un dispositivo di rilevamento delle immagini dotato di mezzi per l’acquisizione delle immagini e di almeno una sorgente di illuminazione. Tali mezzi per l'acquisizione delle immagini comprendendo solitamente un elemento di focalizzazione, ovvero un opportuno obiettivo ottico, e mezzi per la cattura dell'immagine, quali ad esempio un sensore lineare dotato di celle del tipo Charge Coupled Device (CCD).

La scansione di tali porzioni successive del foglio avviene imponendo un moto relativo tra i mezzi per l'acquisizione delle immagini e il foglio stesso.

In alcune forme note di realizzazione di tali dispositivi di rilevamento delle immagini, il foglio viene disposto per intero su un piano trasparente di appoggio che costituisce la superficie superiore di un involucro fisso. Entro tale involucro fisso trovano alloggiamento una o più sorgenti di illuminazione e i suddetti mezzi per l'acquisizione delle immagini. Questi ultimi, e solitamente anche la sorgente di illuminazione, sono solidali ad un carrello collegato ad un motore e a cinematismi di trascinamento che ne perméttono lo scorrimento al di sotto del piano trasparente.

Durante il rilevamento dell'immagine, il carrello, e con esso i mezzi di acquisizione delle immagini, scorrono da un capo all’altro del foglio realizzando così la scansione di quest’ultimo, ovvero permettendo la cattura delle immagini presenti su fasce successive del foglio. Al fermine di, o preferibilmente durante, tale operazione di scansione, le immagini acquisite, che sono relative alle diverse fasce del foglio, vengono tra loro assiemate per ripristinare la integrità della rappresentazione del foglio stesso.

Secondo altre forme di realizzazione, ad esempio utilizzate in apparecchiature di trasmissione fax, la scansione viene effettuata mantenendo fissi i mezzi per l'acquisizione delle immagini e spostando relativamente ad essi il foglio su cui sono riportate le immagini che si intende rilevare. In simili apparecchiature il foglio viene fatto scorrere, mediante congegni automatici di trascinamento, al di sopra di una finestrella trasparente appartenente ad un involucro fisso. Al di sotto di tale finestrella sono posti, alloggiati nell’involucro fisso e ad esso solidali, i mezzi per l'acquisizione delle immagini e la sorgente di illuminazione.

Tali dispositivi per il rilevamento delle immagini, inoltre, vengono a volte collegati ad apparecchiature di memorizzazione e gestione delle informazioni per realizzare archivi di documenti. In particolare, tali apparecchiature di memorizzazione e gestione delle informazioni possono comprendere dispositivi elettronici atti a trattare informazioni in formato digitale, quali ad esempio elaboratori.

Un grave inconveniente dei dispositivi sopra menzionati, tuttavia, è costituito dalla loro scarsa affidabilità, dovuta alla presenza di congegni atti a realizzare il moto relativo tra foglio, o altro supporto, e mezzi per l'acquisizione delle immagini. Infatti, soprattutto in dispositivi di rilevamento collegati ad apparecchiature per l’archiviazione dei documenti, la necessità di acquisire immagini da quantità elevate di documenti, e di conseguenza di effettuare la scansione di un gran numero di fogli, comporta l’usura di tali congegni per la movimentazione del foglio o dei mezzi di acquisizione, la loro progressiva perdita di precisione e, infine, la loro rottura. Ciò comporta una scarsa vita utile di tali dispositivi e l’esigenza di eseguire frequenti manutenzioni degli stessi.

Un altro inconveniente di molti dei dispositivi di rilevamento del tipo sopra menzionato consiste nell’abbagliamento dell'operatore qualora non venga posto uno schermo al di sopra del foglio e del piano trasparente di appoggio atto a proteggere gli occhi dell'operatore durante l'attività di scansione delle immagini. La sorgente di illuminazione, infatti, deve essere orientata in modo tale da realizzare una intensa illuminazione della porzione del foglio da acquisire. A tale scopo la sorgente di illuminazione, spesso costituita da una lampadina tubolare al neon, viene fatta scorrere lungo la superficie del foglio in sincronia con lo scorrimento dei mezzi per l’acquisizione dell’immagine e il fascio luminoso viene diretto perpendicolarmente alla superficie del foglio.

Un ulteriore inconveniente di tali dispositivi per il rilevamento di immagini è costituito dall'ingombro, a volte notevole, assunto dall’involucro entro cui devono essere alloggiati, oltre ai mezzi per l'acquisizione delle immagini e la sorgente di illuminazione, anche i congegni per la movimentazione del foglio e/o dei mezzi di acquisizione.

È un obiettivo della presente invenzione fornire un dispositivo per il rilevamento delle immagini presenti su supporti opachi o lucidi che risolva i succitati inconvenienti.

Un altro obiettivo della presente invenzione è realizzare un dispositivo per il rilevamento delle immagini che sia affidabile e che richieda una manutenzione poco frequente.

È un ulteriore obiettivo della presente invenzione fornire un dispositivo per il rilevamento di immagini che presenti ingombri contenuti.

E' ancora un obiettivo della presente invenzione realizzare un dispositivo per il rilevamento di immagini che non costrìnga l’operatore ad utilizzare uno schermo da porre al di sopra del foglio da rilevare al fine di evitare l’abbagliamento.

Questi ed altri obiettivi sono raggiunti dal dispositivo per il rilevamento delle immagini presenti su supporti opachi o lucidi secondo la prima rivendicazione indipendente e le successive rivendicazioni dipendenti.

Il dispositivo per il rilevamento di immagini presenti su un supporto, secondo la presente invenzione, comprende un involucro dotato di una superficie piana trasparente per l'appoggio del supporto. Entro l’involucro sono alloggiati mezzi per l'acquisizione delle immagini ed almeno una sorgente di illuminazione. Durante il rilevamento contemporaneo di tutte le immagini presenti sul supporto i mezzi di illuminazione e la sorgente luminosa sono fissi rispetto al supporto stesso. Secondo un particolare aspetto della presente invenzione, i mezzi per l’acquisizione delle immagini comprendono mezzi per la riflessione delle immagini presenti sul supporto e mezzi per la cattura di tali immagini. Tra i mezzi per la riflessione e i mezzi per la cattura delle immagini è altresì interposto almeno un elemento per la focalizzazione delle immagini. In una peculiare realizzazione della presente invenzione, i mezzi per la riflessione delle immagini comprendono almeno uno specchio piano. In un'altra forma di realizzazione della invenzione, la sorgente di illuminazione comprende un illuminatore direzionale che genera fasci luminosi obliqui rispetto alla superficie piana di appoggio.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione i mezzi per la riflessione delle immagini definiscono un percorso ottico dell'immagine dal supporto all'elemento di focalizzazione avente lunghezza non inferiore ad 1 metro.

In una ulteriore forma realizzativa della invenzione i mezzi per la cattura dell'immagine comprendono almeno un sensore a matrice di celle del tipo CCD e l'elemento di focalizzazione comprende un obiettivo ottico. Una forma di realizzazione preferita del dispositivo per il rilevamento di immagini secondo la presente invenzione verrò ora descritto, a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alle figure allegate, in cui:

la figura 1 è una vista schematica frontale in sezione di un particolare dispositivo secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una vista schematica laterale in sezione del dispositivo secondo l'invenzione raffigurato in figura 1;

la figura 3 è una vista in assonometria di un illuminatore impiegabile in un dispositivo secondo l’invenzione;

la figura 4 è uno schema rappresentante una disposizione preferenziale di un illuminatore utilizzabile in un dispositivo secondo la presente invenzione;

la figura 5 è una vista frontale schematica in sezione di un'altra forma di realizzazione di un dispositivo secondo la presente invenzione; e la figura 6 è uno schema frontale del dispositivo di figura 1.

Con riferimento alle figure, il dispositivo secondo la presente invenzione comprende un involucro 1 preposto a contenere mezzi per l'acquisizione delle immagini e dotato di una superficie piana trasparente 2 per l'appoggio di un supporto, ad esempio un foglio cartaceo, di cui si desidera rilevare le immagini, figure e/o testo, sopra riportate. La superficie piana trasparente 2, in particolare, ha sostanzialmente le medesime dimensioni del supporto da rilevare e può essere eventualmente dotata di guide, non rappresentate, per agevolare il posizionamento del documento stesso.

I mezzi per l'acquisizione delle immagini, alloggiati entro l’involucro 1, comprendono mezzi per la riflessione delle immagini, almeno un elemento di focalizzazione 8 e mezzi per la cattura delle immagini 9. I mezzi per la riflessione delle immagini comprendono a loro volta un insieme di specchi piani 4, 5, 6, 7 posti in corrispondenza reciproca in modo tale da definire, per le immagini presenti sul supporto, un cammino ottico a, b, c, d, f dalla superficie trasparente 2 ai mezzi per la focalizzazione 8. Gli specchi 4, 5, 6, 7 hanno dimensioni tali da riflettere l'intera superficie del supporto a contatto con il piano d’appoggio 2 e sono disposti entro l'involucro 1 secondo inclinazioni che consentono di minimizzare le distorsioni che si verificano nella riflessione delle immagini da acquisire.

II numero e la disposizione degli specchi sono scelti in funzione dell'elemento di focalizzazione 8 impiegato e dalle dimensioni del supporto da rilevare e dell’involucro 1.

L'elemento di focalizzazione 8, inoltre, è preferibilmente un obiettivo ottico del tipo impiegato comunemente in ambito fotografico. Scegliendo opportunamente la lunghezza del cammino a, b, c, d, f, in particolare ponendo tale lunghezza superiore ad un metro, è possibile impiegare, quale elemento di focalizzazione 8, un obiettivo fotografico avente una lunghezza focale di 35mm senza che si verifichino rilevanti distorsioni nelle immagini da acquisire. Tali obiettivi da 35mm sono particolarmente economici e di facile reperibilità.

Il piano d'appoggio trasparente 2, e di conseguenza il supporto da rilevare, è illuminato da una sorgente di illuminazione 3 (illuminatore), alloggiata entro l'involucro 1, che proietta fasci di luce incidenti sulla superficie 2 secondo una direzione obliqua rispetto al piano della superficie 2 stessa.

La sorgente di illuminazione 3 può generare altresì fasci luminosi aventi lunghezze d'onda comprese in un intervallo che si estende superiormente e/o inferiormente rispetto al campo di lunghezze d'onda della luce visibile. In particolare, tali fasci luminosi possono avere lunghezze d’onda comprese entro l'intervallo delle lunghezze d’onda dell'infrarosso (da 0,75 μm a 1 mm).

I mezzi per la cattura delle immagini, inoltre, comprendono di preferenza un sensore a matrice del tipo CCD, in grado di fornire come segnale in uscita una rappresentazione numerica delle immagini catturate.

La peculiare forma di realizzazione illustrata nelle figure ì e 2 presenta altresì mezzi 1 1 di memorizzazione e gestione delle immagini, ad esempio comprendenti uno o più supporti di memorizzazione ottici collegati ad un elaboratore operante con un opportuno programma di gestione dei dati memorizzati.

Durante il funzionamento, il supporto di cui si desidera acquisire le immagini viene posto sul piano trasparente 2 in modo tale che l'intera superficie da rilevare sia a contatto con lo stesso piano 2 e sia rivolta verso l'interno dell’involucro 1.

II supporto viene quindi illuminato dalla sorgente luminosa 3 e l’intera superficie da rilevare viene riflessa dagli specchi piani 4, 5, 6, 7, fino a raggiungere l'obiettivo 8, attraverso un percorso avente vantaggiosamente una lunghezza superiore ad un metro.

L'obiettivo 8, a sua volta, focalizza le immagini riflesse dell'intera superficie del supporto da rilevare su mezzi per la cattura di immagini 9, ad esempio comprendenti un sensore matriciale del tipo CCD.

Infine, le immagini così catturate possono essere filtrate, ad esempio mediante un driver specifico residente su una scheda posta a valle dei mezzi per la cattura di immagini 9, ed archiviate tramite apparecchiature di elaborazione delle informazioni.

L'acquisizione delle immagini presenti sulla superficie di un supporto, ad esempio un foglio di carta in formato A4, viene pertanto realizzata senza ricorrere al movimento di alcuna parte meccanica, riducendo così la necessità di frequenti manutenzioni ed eliminando la possibilità di rotture dei dispositivo causate dall’usura di parti meccaniche mobili.

La figura 3 è una rappresentazione schematica di un illuminatore 3 atto a generare fasci luminosi aventi direzione inclinata rispetto al piano d'appoggio 2 e, conseguentemente, al supporto da rilevare. L’illuminatore 3 comprende una griglia forata superiore 13 fissata ad una base inferiore 14 entro cui sono alloggiate lampade 12 che generano l'intensità luminosa necessaria alia rilevazione delle immagini. Tali lampade 12 possono essere delle comuni ed economiche lampadine tubolari al neon.

La griglia 13 è dotata di fori 15 per proiettare fasci luminosi in direzione del piano d'appoggio 2 dell'involucro 1. I fori 15, come evidenziato in figura 5, presentano asse inclinato di un angolo a rispetto alla verticale al piano 2 al fine di illuminare in modo obliquo il supporto da rilevare. Tale angolo a è compreso tra 35° e 55° e, preferibilmente, è pari a 42°.

L’inclinazione dei fasci luminosi diretti verso il piano trasparente 2 consente all’operatore di eseguire l'attività di rilevamento delle immagini senza necessità di disporre un elemento schermante al di sopra del supporto da rilevare posto sul piano d'appoggio 2 per evitare l'abbagliamento.

Il dispositivo sopra descritto può altresì essere dotato, in particolare qualora venga utilizzato per l'archiviazione di documenti cartacei, di un congegno per l’alimentazione automatica di fogli alla superficie piana d'appoggio 2, al fine di rendere più spedite le operazioni di rilevazione delle immagini presenti su ogni foglio.

Inoltre, il segnale in uscita che viene generato dal sensore matriciale del tipo CCD, nel caso vengano impiegati tali mezzi per la cattura di immagini, può essere opportunamente visualizzato su un monitor di servizio, ad esempio uno schermo LCD, prima della memorizzazione di tutte le immagini presenti sul supporto, al fine di permettere all'operatore il controllo della disposizione del supporto stesso rispetto al piano d'appoggio trasparente.

Il dispositivo secondo la presente invenzione, essendo privo di parti in movimento per la scansione delle immagini presenti su un supporto, risulta così affidabile e preciso. Inoltre, grazie alla minore manutenzione necessaria, il dispositivo presenta altresì un basso costo di utilizzo.

L’impiego di componenti a basso costo nel dispositivo secondo l'invenzione, quali comuni obiettivi fotografici da 35mm o sensori a celle CCD in commercio, consentono di realizzare apparecchiature economiche per l'archiviazione di documenti.

Infine, la particolare conformazione e disposizione della sorgente luminosa rispetto al piano di appoggio del supporto da rilevare permette all’operatore un efficace ed agevole utilizzo del dispositivo, in quanto non si verifica l’abbagliamento dello stesso operatore e di conseguenza non occorre impiegare un elemento schermante durante l’attività di acquisizione delle immagini.

Claims (23)

1. Rivendicazioni 1. Dispositivo per il rilevamento di immagini presenti su un supporto, del tipo comprendente un involucro avente almeno una superficie piana trasparente per l’appoggio di detto supporto, almeno una sorgente di illuminazione, nonché mezzi per la acquisizione delle immagini contenuti entro detto involucro, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per l'acquisizione delle immagini e detta sorgente di illuminazione sono fissi rispetto a detto supporto durante il rilevamento contemporaneo di tutte le immagini presenti su detto supporto.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per l'acquisizione delle immagini comprendono mezzi per la riflessione delle immagini da detta superficie di appoggio e mezzi per la cattura delle immagini, nonché almeno un elemento per la focalizzazione interposto tra detti mezzi per la riflessione e detti mezzi per la cattura delle immagini.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per la riflessione delle immagini comprendono uno o più specchi piani.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per la riflessione definiscono un percorso ottico dell'immagine da detta superficie piana di appoggio a detto elemento di focalizzazione avente lunghezza superiore o uguale ad 1 metro.
5. 5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta sorgente di luce comprende un illuminatore direzionale.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto illuminatore direzionale genera uno o più fasci di luce disposti obliquamente rispetto a detta superficie piana di appoggio di detto supporto.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti fasci di luce incidono secondo una retta di azione che forma con la perpendicolare a detta superficie piana di appoggio un angolo compreso tra 35° e 55°.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti fasci di luce incidono secondo una retta di azione che forma con la perpendicolare a detta superficie piana di appoggio un angolo di 42°.
9. 9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 8, caratterizzato dal fatto che detto elemento di focalizzazione comprende un obiettivo ottico avente lunghezza focale compresa tra 10mm e 100mm.
10. 10. Dispositivo secondò la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto elemento di focalizzazione comprende un obiettivo ottico avente lunghezza focale pari a 35mm.
11. 11. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 ad 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per la cattura delle immagini comprendono un sensore CCD.
12. 12. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per l'acquisizione delle immagini sono collegati a mezzi di memorizzazione delle stesse.
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 11 e 12, caratterizzato dal fatto che tra detto sensore CCD e detti mezzi dì memorizzazione sono interposti mezzi programmabili di trattamento elettronico del segnale fornito da detto sensore CCD.
14. 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di memorizzazione comprendono un supporto ottico o magneto-ottico.
15. 15. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta sorgente di luce emette uno o più fasci luminosi aventi lunghezze d’onda all'interno di un intervallo comprendente lunghezze d’onda superiori o inferiori rispetto alle lunghezze d’onda della luce visibile.
16. 16. Dispositivo secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detti uno o più fasci luminosi hanno lunghezze d'onda che si estendono nel campo deile lunghezze d'onda dell'infrarosso.
17. 17. Metodo per il rilevamento di immagini presenti su un supporto, mediante un dispositivo del tipo comprendente un involucro avente almeno una superficie piana trasparente per l’appoggio di detto supporto, almeno una sorgente di illuminazione, nonché mezzi per la acquisizione delle immagini contenuti entro detto involucro, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: - disporre detto supporto a contatto con detta superficie trasparente d'appoggio; - rilevare contemporaneamente mediante detti mezzi di acquisizione tutte le immagini presenti su detto supporto, mantenendo detti mezzi di acquisizione immobili rispetto a detto supporto.
18. 18. Metodo secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che la fase di rilevazione contemporanea di tutte le immagini presenti su detto supporto comprende a sua volta le fasi di: -riflettere tutte le immagini presenti su detto supporto lungo un percorso ottico; -focalizzare dette immagini riflesse al termine di detto cammino ottico su mezzi per la cattura di immagini.
19. 19. Metodo secondo la rivendicazione 17 o 18, caratterizzato dal fatto di comprendere un'ulteriore fase di memorizzazione delle immagini rilevate dopo detta fase di rilevamento contemporaneo di tutte le immagini presenti su detto supporto.
20. 20. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 17 a 19, caratterizzato dal fatto di illuminare detta superficie d’appoggio con fasci di luce aventi una retta d’azione che forma con la perpendicolare a detta superficie d'appoggio un angolo compreso tra 35° e 55°.
21. 21. Metodo secondo la rivendicazione 20, caratterizzato dal fatto di illuminare detta superficie d'appoggio con fasci di luce aventi una retta d’azione che forma con la perpendicolare a detta superficie d'appoggio un angolo di 42°.
22. 22. Uso di un dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 15 in un'apparecchiatura per la scansione di immagini, o scanner, collegato ad un elaboratore elettronico.
23. 23. Uso di un dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 15 come elemento per la scansione di documenti in una apparecchiatura di trasmissione fax.