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2.5 Precisione meccanica e ingombri Contrariamente alle esigenze di natura qualitativa legate ai primi usi dei dispositivi di scansione d'immagine, agli strumenti attuali è richiesta una elevata ripetibilità delle misurazioni. Il principale parametro che nell'ambito del rilevamento in riflettanza (già di per sé teoricamente immune alle problematiche di variazione nell'illuminazione a distanza di tempo) risulta cruciale è il riposizionamento. Infatti la reticolatura in pixel se non riproposta nelle medesime condizioni impedisce un efficace confronto fra misure in tempi successivi. La praticità di posizionamento e la sua ripetibilità metodica è quindi fondamentale per i nuovi dispositivi. Alcuni costruttori propongono infatti geometrie chiuse (nel caso di sistemi da banco) o sensoristica di prossimità per sistemi per acquisizioni in situ. 3. Progettazione L'esemplificazione delle scelte progettuali in uno specifico caso di buona complessità renderanno concrete le proposizioni precedenti. Facciamo riferimento ad un dispositivo completo di alte prestazioni realizzato in collaborazione con l'Università di Parma nell'ambito del progetto "Parmigianino" nell'anno 2001. 3.1 Specifiche e scelte progettuali Le specifiche muovevano da necessità legate alla scansione di opere d'arte quindi: � risoluzione spaziale: 4 punti per millimetro � range spaziale: fasce da 50 cm � risoluzione spettrale: 5 nm � range spettrale: 380 – 750 nm VIS, 700 – 1000 nm NIR � sensibilità: 10^5 elettroni FW � dinamica: 4000 livelli di discretizzazione � tempo acquisizione: inferiore al minuto per aree di 1 metro quadro � illuminazione: annessa e controllata � ingombri: limitati il più possibile unite a richieste di trasportabilità e solidità tipiche di un apparecchio "portabile" per poterlo utilizzare sia in laboratorio che nei musei. 3.2 Scelte progettuali Allo scopo di sfruttare i benefici legati all'uso degli spettrofotometri di linea si è scelto di impiegare il policromatore ImSpector V8 350 – 750 nm con reticolo olografico in trasmissione (prodotto da Specim Ltd). Tale ottica assiale, essendo priva di astigmatismo per geometria costruttiva, mantiene ridotti gli ingombri pur consentendo ampie possibilità di discretizzazione spettrale. Per la zona dell'infrarosso si è deciso di utilizzare un altro ImSpector (V10 400 - 1000 nm) con fenditura da scegliersi la più ridotta possibile compatibilmente con l'illuminazione utilizzabile nei limiti d'irraggiamento al quale sono sottoponibili le opere. Come per i normali spettrofotometri maggiore è la dimensione della fenditura maggiore è la quantità di energia che il dispositivo collette a discapito della risoluzione spettrale. La scelta di differenziare i policromatori fra visibile e infrarosso trova 3
quindi fondamento nel salvaguardare le opere non agendo con eccessive fonti di calore nelle analisi. L'utilizzazione dell'illuminazione alogena viene a preferirsi ad illuminazioni alternative nel contesto in esame. La stabilità intrinseca di illuminatori alogeni controllati in tensione e termalizzati consente di non effettuare correzioni dei segnali misurati o di utilizzare dispositivi a doppio raggio poco pratici; una semplice calibrazione in intensità consente precise misure in riflettanza. Opportuni filtraggi atti ad aumentare la componente blu relativa nel caso del visibile riducendo quella IR o viceversa, nel caso l'IR sia d'interesse, sono facilmente utilizzabili. Per ragioni di praticità si è scelto di operare con sensori anch'essi opportunamente ottimizzati. Nel visibile, Orca C 4742-95 di Hamamatsu ha le specifiche di risoluzione spaziale e dinamica desiderate (1000 × 1000 a 12 bit). Nell'infrarosso, DVC-10 presenta particolare sensibilità e stabilità. Fissando una camera per visione di basso costo ad ogni ottica spettrofotometrica l'aggancio meccanico è divenuto ripetibile con elevate precisioni dando l'ulteriore possibilità all'operatore di agire in fase preliminare nella definizione dell'area da misurarsi. Il compendio delle variabili d'intensità di segnale emesso dall'illuminatore alogeno e delle specifiche di sensibilità dei sensori valutati come ottimali hanno consentito di optare per fenditure da 25 micron per l'ambito visibile e da 80 per quello IR. La prima consente di rispettare le specifiche di risoluzione spettrale desiderata; la seconda non è da ritenersi vincolante dato che l'ambito applicativo della scansione IR non richiede un numero di bande elevato in analisi. La scelta cade su un valore elevato per aumentare la quantità di energia fluente all'interno dell'ottica disperdente a parità di emissione per le ragioni addotte in precedenza. Per supportare le movimentazioni vale la pena di optare per guide leggere e profilati in alluminio da assemblare all'occorrenza a seconda delle esigenze. Motorizzazioni passo-passo per i posizionamenti di precisione, in corrente continua per quelli grossolani e manuali per gli assestamenti sono le linee guida ideali per limitare i costi senza gravare l'apparecchiatura di limiti funzionali. Per l'elettronica di controllo e gestione del dispositivo la trasportabilità è l'unico requisito che occorre tenere in considerazione. Vale la pena di progettare un'unica centralina da inserirsi in una valigia adibita allo scopo. Al software di base, oltre al controllo dell'hardware, è deputata l'operazione di acquisizione, di primo filtraggio del dato, d'immagazzinamento e di ricostruzione dell'immagine. Altri tool aggiuntivi saranno definibili solo una volta acquisite le prime immagini dal prototipo. 4. Realizzazione Tralasciando la progettazione di dettaglio descriviamo con l'ausilio delle immagini i principali componenti impiegati, l'apparato e gli accorgimenti realizzativi impiegati per renderlo "user friendly". Il policromatore utilizzato è quindi ImSpector del quale in Fig.1 si nota l’aspetto esterno e uno schema di principio delle ottiche interne. Questo viene montato con agganciate camera e obiettivo su un supporto micrometrico (Asse Z, Fig. 2) utile a regolare la distanza dello stesso dalla 4
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dalla fibra è a sezione circolare.
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con maniglie e ruote per semplifica
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inciderebbero sulla forma del fatto
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E’ chiaro tuttavia che uno strume
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Colorimetria multispettrale per la
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