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La luce entrante dalla fenditura è dispersa dallo spettrometro e rifocalizzata sul CCD della camera digitale in modo che l’immagine della fenditura risulti parallela alle righe dei pixel del sensore. Se questo è vero, si possono individuare nel sensore due assi di coordinate: l’asse spaziale lungo le righe di pixel del sensore e l’asse spettrale lungo le colonne come mostrato in Fig. 2. L’acquisizione dei segnali del CCD di un quadro (frame) della camera digitale, dopo la preliminare ripresa di un quadro nero e di un quadro bianco di riferimento, consente di ottenere l’immagine spettrale di una piccola striscia della scena i cui punti sono coniugati dall’ottica ai i punti della fenditura. L’acquisizione dell’immagine avviene acquisendo tante strisce parallele della scena in successione durante la scansione. Tuttavia, per ottenere un’immagine accettabile occorre che la direzione della scansione sia perpendicolare alla fenditura dello spettrometro e quindi perpendicolare alla direzione spaziale del CCD. Tutto ciò implica il preliminare allineamento geometrico delle parti ottiche, la taratura dell’asse spettrale e la taratura dell’asse spaziale. 3. Allineamenti geometrici Il primo aggiustamento geometrico riguarda l’allineamento della fenditura dello spettrometro con le righe dei pixel del CCD della camera digitale. La procedura consiste nel monitorare in tempo reale l’immagine della striscia di una superficie bianca illuminata con una lampada spettrale per esempio una lampada a mercurio. Non è richiesto alcun particolare bianco e nessuna uniformità dell’illuminazione. È comunque necessario illuminare tutta la striscia monitorata dallo scanner. Consideriamo una riga di emissione della lampada spettrale. Se la fenditura dello spettrometro non è allineata alle righe di pixel del CCD questa apparirà come in Fig. 3. Fig. 3 – Posizione dell’immagine della fenditura dello spettrometro sul CCD della camera digitale quando non è allineata con l’asse spaziale del CCD Siccome una riga di emissione della lampada spettrale possiede una ben precisa lunghezza d’onda, se si confrontano gli spettri corrispondenti a colonne estreme del CCD come la 1 e la 2 di Fig. 3, otterremo due bande di emissioni identiche ma in posizioni diverse della scala spettrale. Mediante il monitoraggio in tempo reale di questi spettri è possibile portarli a sovrapposizione ruotando lo spettrometro rispetto alla camera digitale. A questo punto si sarà ottenuto l’allineamento dello 171
spettrometro al CCD della camera. Naturalmente, nel caso di una lampada a mercurio avremo più righe di emissione ma quanto detto si verificherà per ciascuna di esse. L’immagine dei segnali del CCD per un bianco illuminato con una lampada spettrale a mercurio è presentata in Fig. 4. Fig. 4 – Immagine di una striscia di un bianco illuminata con una lampada spettrale al mercurio 172 Fig. 5 – Spettri ottenuti considerando due colonne ai bordi del CCD della camera Gli spettri di due colonne del CCD prese ai bordi dell’immagine di Fig. 4, sono mostrati in Fig. 5. Come si può notare gli spettri sono difficilmente distinguibili e denotano un buon allineamento. Tuttavia un’analisi più approfondita dei dati rivela
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SOCIETÀ ITALIANA DI OTTICA E FOTON
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Proposta di una stazione a camera d
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