ITMI20090500A1 - Foto-rivelatore e metodo per rivelare una radiazione ottica - Google Patents

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ITMI20090500A1
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Giacomo Langfelder
Federico Zaraga
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Milano Politecnico
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    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
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Description

Descrizione
“Foto-rivelatore e metodo per rivelare una radiazione otticaâ€
Campo tecnico dell’invenzione
La presente invenzione riguarda in generale il settore dei foto-rivelatori per macchine fotografiche digitali. Più in particolare, la presente invenzione riguarda un foto-rivelatore ed un metodo per effettuare il bilanciamento del bianco e riguarda una macchina fotografica ed una telecamera comprendente tale foto-rivelatore.
Tecnica nota
E’ noto che il colore dell’immagine di un oggetto acquisita con una macchina fotografica digitale può cambiare in dipendenza del tipo di sorgente di luce che illumina l’oggetto. Per esempio, l’immagine di un oggetto bianco fotografato con la luce del sole può essere diversa dall’immagine dello stesso oggetto bianco fotografato con la luce di una lampada fluorescente.
E’ quindi necessario compensare le differenze fra le sorgenti di luce, in modo che il bianco di una immagine non dipenda dalla sorgente di luce: questa operazione viene comunemente indicata con “bilanciamento del bianco†.
Il bilanciamento del bianco viene comunemente effettuato mediante dei semplici fattori moltiplicativi, in modo indipendente, utilizzando la legge di von Kries, o con una elaborazione digitale dell’immagine acquisita, ad esempio effettuando una correzione lineare di ogni colore o effettuando una amplificazione analogica dei segnali elettrici misurati dalle porzioni del foto-rivelatore sensibili ai colori utilizzati come colori base.
Sono note anche altre tecniche per effettuare il bilanciamento del bianco: si vedano ad esempio i documenti brevettuali US 2006/0098108 a nome Pentax, US 2005/0001912 a nome Nikon Corporation, US 6995791 a nome Freescale Semiconductor Inc., US 2006/0262198 a nome Sony Corporation.
La Richiedente ha osservato che le tecniche note per l’acquisizione delle immagini hanno almeno uno dei seguenti svantaggi:
- sono poco efficienti, ad esempio non sono in grado di effettuare il bilanciamento del bianco in modo soddisfacente;
- sono troppo complesse, ad esempio possono effettuare il bilanciamento del bianco, ma richiedono un foto-rivelatore troppo complesso e quindi troppo costoso;
- peggiorano il rapporto segnale/rumore e peggiorano la qualità dell’immagine acquisita;
- richiedono una elaborazione aggiuntiva del segnale acquisito, peggiorando così la risoluzione e/o il contrasto.
Breve sommario dell’invenzione
La presente invenzione riguarda un sistema di acquisizione di un’immagine come definito nella annessa rivendicazione 1 e da sue forme di realizzazione preferite descritte nelle rivendicazioni dipendenti da 2 a 8.
Forma oggetto della presente invenzione anche un metodo per rivelare una radiazione, come definito nella annessa rivendicazione 11 e da sue forme di realizzazione preferite descritte nelle rivendicazioni dipendenti da 12 a 16.
La Richiedente ha percepito che il fotorivelatore ed il metodo in accordo con la presente invenzione possono effettuare l’acquisizione di una immagine in modo efficiente, semplice ed economico. Inoltre ha il vantaggio di evitare di peggiorare il rapporto segnale/rumore, di mantenere una buona qualità dell’immagine acquisita e di non richiedere elaborazioni aggiuntive del segnale acquisito.
Forma oggetto della presente invenzione anche una macchina fotografica digitale definita nella annessa rivendicazione 9, una telecamera digitale definita nella annessa rivendicazione 10 ed un programma per elaboratore elettronico definito nella annessa rivendicazione 17.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione risulteranno dalla descrizione che segue di una forma di realizzazione preferita e di sue varianti fornita a titolo esemplificativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:
- la Figura 1 mostra schematicamente un sistema di acquisizione dell’immagine secondo una forma di realizzazione dell’invenzione;
- la Figura 2 mostra schematicamente l’andamento della intensità spettrale di una sorgente di luce di tipo CIE A e della intensità spettrale di riferimento di tipo CIE D65;
- la Figura 3 mostra schematicamente la variazione dell’andamento delle responsività spettrali di un foto-rivelatore secondo una forma di realizzazione dell’invenzione;
- le Figure 4 e 5 mostrano schematicamente un fotorivelatore a campi trasversali secondo una forma di realizzazione dell’invenzione.
Descrizione dettagliata dell’invenzione
Con riferimento alla figura 1, viene mostrato un sistema di acquisizione 50 dell’immagine secondo una forma di realizzazione dell’invenzione. Il sistema di acquisizione 50 à ̈ ad esempio una parte di una macchina fotografica digitale o di una telecamera digitale.
La figura 1 mostra inoltre schematicamente una sorgente di luce 2 ed un oggetto 3 avente una superficie diffusiva 4. La sorgente di luce 2 à ̈ tale da emettere una radiazione ottica S1 verso l’oggetto 3 (la radiazione ottica S1 à ̈ rappresentata schematicamente con un solo raggio ottico, ma in realtà comprende un fascio di raggi ottici) e la superficie 4 à ̈ tale da diffondere una radiazione ottica S2 dell’oggetto 3 verso il sistema di acquisizione 50 (anche la radiazione ottica diffusa S2 à ̈ rappresentata schematicamente con un solo raggio ottico, ma in realtà comprende un fascio di raggi ottici).
La sorgente di luce 2 à ̈ ad esempio la luce del sole o la luce emessa da una lampada ad incandescenza. La figura 2 mostra schematicamente l’andamento della intensità spettrale di tipo CIE D65 e della intensità spettrale di una sorgente di luce di tipo CIE A. L’intensità spettrale di tipo CIE D65 rappresenta la luce solare diurna con una temperatura di colore di circa 6500 gradi Kelvin e la sorgente di luce di tipo CIE A rappresenta la luce artificiale di una lampada ad incandescenza con una temperatura di colore di circa 2800 gradi Kelvin. Si può osservare che la sorgente di luce di tipo CIE A ha una intensità spettrale con intensità relativa verso il rosso maggiore della intensità relativa dello spettro verso il rosso della intensità spettrale di tipo CIE D65; viceversa, l’intensità relativa verso il verde e blu della intensità spettrale di tipo CIE D65 à ̈ maggiore della intensità relativa dello spettro verso il verde e blu della sorgente di luce di tipo CIE A. Pertanto l’andamento della intensità spettrale di tipo CIE D65 à ̈ molto diverso dall’andamento della intensità spettrale della sorgente di luce di tipo CIE A.
Il sistema di acquisizione 50 à ̈ tale da acquisire una immagine digitale dell’oggetto 3. In particolare, il sistema di acquisizione 50 comprende: - un modulo di controllo 6;
- un modulo ottico 10;
- un foto-rivelatore 20;
- un modulo di elaborazione analogica 30;
- un convertitore analogico-digitale 33;
- un modulo di elaborazione digitale 40.
Il modulo di controllo 6 à ̈ tale da ricevere un segnale di identificazione S15 indicativo dello spettro (indicato in seguito con S(λ)) della sorgente di luce 2. Ad esempio, il segnale di identificazione S15 à ̈ indicativo dello spettro (ad esempio, l’intensità spettrale) della luce del sole in una giornata di cielo limpido o nuvoloso (nel caso di una fotografia all’aperto) oppure à ̈ indicativo dello spettro della luce emessa da una lampada ad incandescenza (nel caso di una fotografia all’interno di un edificio).
Lo spettro della sorgente di luce 2 à ̈ comunemente rappresentato con la temperatura di colore di un corpo nero che emette una radiazione con tale spettro: in questa ipotesi, il segnale di identificazione S15 à ̈ espresso da un numero in gradi Kelvin. Ad esempio, la temperatura di colore nel caso di una luce ad incandescenza da 200 W à ̈ circa 2900 gradi Kelvin, nel caso di luce solare con cielo nuvoloso à ̈ circa 6500 gradi Kelvin.
Si suppone in seguito che lo spettro della sorgente di luce 2 sia noto e quindi che il segnale di identificazione S15 sia noto. Ad esempio:
- lo spettro della sorgente di luce 2 à ̈ noto prima dell’acquisizione dell’immagine dell’oggetto 3. Nel caso di una macchina fotografica, questo può essere ottenuto per mezzo dell’utilizzatore che imposta sulla macchina fotografica il tipo della sorgente di luce 2; in questo caso il sistema 50 di figura 1 comprende inoltre un modulo di identificazione della sorgente (non mostrato in figura 1) con la funzione di identificare lo spettro della sorgente di luce 2 e tale da generare il segnale di identificazione S15;
- lo spettro della sorgente di luce 2 viene calcolato dall’immagine acquisita dell’oggetto 3 per mezzo di opportuni algoritmi realizzati in software. In questo caso l’operazione di calcolo viene effettuata nel sistema 50 di figura 1 da un modulo (non mostrato in figura 1) all’interno del modulo di elaborazione digitale 40 tale da generare il segnale di identificazione S15;
- lo spettro della sorgente di luce 2 viene misurato dalla luce incidente dalla sorgente di luce 2 per mezzo di un foto-rivelatore ausiliario. In questo caso il sistema 50 di figura 1 comprende inoltre tale foto-rivelatore ausiliario (non mostrato in figura 1) tale da generare il segnale di identificazione S15.
Il modulo di controllo 6 à ̈ tale da fornire al foto-rivelatore 20 tre segnali di configurazione S16, S17, S18 (ad esempio, tre segnali elettrici di configurazione, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito) per accordare rispettivamente le tre responsività spettrali del foto-rivelatore 20 in funzione del segnale di identificazione S15, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito. Più in generale, il numero dei segnali di configurazione à ̈ maggiore di uno, poiché il numero delle responsività spettrali del sensore 20 à ̈ maggiore di uno.
La figura 1 mostra che il modulo di controllo 6 à ̈ separato dal foto-rivelatore 20, ma il modulo di controllo 6 può anche essere posto internamente al foto-rivelatore 20.
Preferibilmente, il sistema di acquisizione 50 comprende ulteriormente una memoria (non mostrata in figura 1) collegata al modulo di controllo 6 per memorizzare una pluralità di valori di temperatura della sorgente di luce 2 e corrispondenti valori (almeno uno) dei segnali di configurazione S16, S17, S18.
Il modulo ottico 10 à ̈ tale da ricevere la radiazione ottica S2 diffusa dall’oggetto 3 ed à ̈ tale da trasmettere una radiazione ottica focalizzata S10 ottenuta in funzione della radiazione ottica S2. Ad esempio, il modulo ottico 10 comprende una o più lenti 11 per focalizzare la radiazione ottica diffusa S2 in un punto focale in modo da massimizzare l’intensità della radiazione ottica focalizzata S10 e comprende uno o più filtri 12 per filtrare le lunghezze d’onda dell’infrarosso e per effettuare un filtraggio passa-basso per evitare alias.
Il foto-rivelatore 20 à ̈ tale da ricevere la radiazione ottica focalizzata S10, à ̈ tale da ricevere dal modulo di controllo 6 i tre segnali di configurazione S16, S17, S18 ed à ̈ tale da convertire la radiazione ottica focalizzata S10 ricevuta in tre segnali elettrici S20, S21, S22 (ad esempio, tre correnti o tre tensioni), come verrà spiegato più in dettaglio in seguito. Pertanto i tre segnali elettrici S20, S21, S22 dipendono dalla intensità e dallo spettro della radiazione ottica focalizzata S10 ricevuta dal foto-rivelatore 20 e dipendono dai segnali di configurazione S16, S17, S18 calcolati dallo spettro della sorgente di luce 2.
Più in generale, il sistema di acquisizione 50 à ̈ tale da acquisire una intera immagine e quindi à ̈ tale da generare una immagine digitale che comprende una pluralità di pixel (ad esempio, quattro milioni di pixel). Pertanto, più in generale il foto-rivelatore 20 à ̈ tale da ricevere la radiazione S10, à ̈ tale da ricevere almeno un segnale di configurazione S16 (oppure S17 oppure S18) ed à ̈ tale da generare almeno un segnale elettrico (analogo al segnale S20 oppure S21 oppure S22) per ogni pixel dell’immagine acquisita, in cui gli almeno uno segnali elettrici generati dal foto-rivelatore per i diversi pixel possono essere fra di loro diversi. Si osservi inoltre che il numero dei segnali di configurazione generati dal modulo di controllo 6 (e ricevuti dal foto-rivelatore 20) può dipendere dal numero delle sorgenti di luce: nell’esempio di figura 1, nel caso sia presente un’altra sorgente di luce, il fotorivelatore 20 à ̈ tale da ricevere ulteriori tre segnali di configurazione.
Per semplicità si considera in seguito (ai fini della spiegazione dell’invenzione) un foto-rivelatore 20 tale da acquisire un’immagine digitale con un pixel, ma analoghe considerazioni possono essere fatte per un foto-rivelatore 20 tale da acquisire un’immagine digitale con una pluralità di pixel.
Si osservi inoltre che il numero dei segnali elettrici S20, S21, S22 può essere (per ogni pixel) maggiore di tre (vantaggiosamente, à ̈ uguale a quattro).
Più in particolare, i segnali elettrici S20, S21, S22 sono ad esempio calcolati con le seguenti formule:
S20 = ∫(λmin, λmax) S(λ)*r(λ)*T(λ)*R1(λ) dλ
S21 = ∫(λmin, λmax) S(λ)*r(λ)*T(λ)*R2(λ) dλ
S22 = ∫(λmin, λmax) S(λ)*r(λ)*T(λ)*R3(λ) dλ
in cui:
- S(λ) à ̈ lo spettro della sorgente di luce 2;
- r(λ) à ̈ la riflettanza della superficie 4 dell’oggetto 3;
- T(λ) à ̈ la trasmittanza del modulo ottico 10;
- R1(λ), R2(λ), R3(λ) sono le responsività spettrali del foto-rivelatore 20, che sono definite come l’intensità delle correnti (o tensioni) fornite dal foto-rivelatore 20 diviso per la potenza della radiazione incidente sul foto-rivelatore 20, al variare della lunghezza d’onda λ della radiazione incidente (in questo caso, la radiazione incidente à ̈ la radiazione ricevuta S10).
Tipicamente, λmin= 380 nm e λmax=780 nm nel caso di radiazione nello spettro del visibile e le responsività spettrali R1(λ), R2(λ), R3(λ) hanno ad esempio un andamento con valore massimo rispettivamente nelle bande delle lunghezze d’onda più corte (ad esempio, del blu), intermedie (ad esempio, del verde) e più lunghe (ad esempio, del rosso), come mostrato in figura 3 con R1, R2, R3e come verrà spiegato più in dettaglio in seguito.
Più in generale, il foto-rivelatore 20 à ̈ tale da realizzare almeno una risposta spettrale, che à ̈ definita come la sensitività del foto-rivelatore 20 nella generazione di cariche elettriche al variare della lunghezza d’onda λ della radiazione incidente sul foto-rivelatore 20. L’almeno una responsività spettrale R1(λ) (oppure R2(λ) oppure R3(λ)) del fotorivelatore 20 indicata in precedenza à ̈ un esempio particolare dell’almeno una risposta spettrale del foto-rivelatore 20 (un altro esempio à ̈ l’efficienza quantica del foto-rivelatore 20).
Il foto-rivelatore 20 à ̈ tale da realizzare almeno una responsività spettrale R1(λ) (oppure R2(λ) o R3(λ)) in funzione dello spettro, come mostrato in figura 3 con la linea continua indicata con R1(oppure con R2o R3). Inoltre l’almeno una responsività spettrale R1(λ) (oppure R2(λ) oppure R3(λ)) – e più in generale, l’almeno una risposta spettrale - del fotorivelatore 20 à ̈ accordabile in funzione rispettivamente di almeno un segnale di configurazione S16 (oppure S17 o S18), cioà ̈ à ̈ possibile modificare l’andamento dell’almeno una responsività spettrale R1(λ) (oppure R2(λ) o R3(λ)) nello spettro visibile, come mostrato in figura 3 con la linea tratteggiata indicata con R1’ (oppure con R2’ o R3’): il segnale di configurazione S16 à ̈ tale da modificare l’andamento della responsività spettrale da R1a R1’ in funzione della differenza fra l’andamento della intensità spettrale della sorgente di luce 2 e l’andamento di una intensità spettrale di riferimento, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito. Analogamente, il segnale di configurazione S17 à ̈ tale da modificare l’andamento della responsività spettrale da R2a R2’ in funzione della differenza fra l’andamento della intensità spettrale della sorgente di luce 2 e l’andamento di una intensità spettrale di riferimento, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito, ed il segnale di configurazione S18 à ̈ tale da modificare l’andamento della responsività spettrale da R3a R3’ in funzione della differenza fra l’andamento della intensità spettrale della sorgente di luce 2 e l’andamento di una intensità spettrale di riferimento, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito.
Nell’esempio sopra indicato di tre responsività spettrali, le responsività spettrali R1(λ), R2(λ), R3(λ) del foto-rivelatore 20 sono accordabili in funzione rispettivamente dei segnali di configurazione S16, S17, S18 calcolati dallo spettro S(λ) della sorgente di luce 2, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito nella descrizione delle figure 2 e 3; di conseguenza, i tre segnali elettrici S20, S21, S22 sono calcolati in funzione delle tre responsività spettrali accordabili R1(λ), R2(λ), R3(λ).
Ai fini della spiegazione dell’invenzione si considera in seguito il foto-rivelatore 20 tale da realizzare tre risposte spettrali accordabili in funzione dei tre segnali di configurazione S16, S17, S18 ed i tre segnali elettrici S20, S21, S22 sono calcolati in funzione delle tre risposte spettrali accordabili R1(λ), R2(λ), R3(λ) del foto-rivelatore 20.
Le tre risposte spettrali del foto-rivelatore 20 possono essere accordate variando le tre responsività spettrali R1(λ), R2(λ), R3(λ) del foto-rivelatore 20, come verrà spiegato più in dettaglio nella descrizione delle figure 3 e 4.
Le tre risposte spettrali del foto-rivelatore 20 possono essere accordate anche utilizzando tre filtri accordabili tali da ricevere la radiazione ottica focalizzata S10 e tali da generare tre radiazioni ottiche filtrate S11, S12, S13 (non mostrate in figura 1) ottenute dalla radiazione ottica focalizzata S10 per mezzo dei tre filtri accordabili. I tre filtri accordabili sono ad esempio ottenuti con cristalli liquidi dicroici (si veda la domanda di brevetto USA con numero di pubblicazione US 2007/0046794) per le quali à ̈ possibile variare la trasmittanza ottica, cioà ̈ à ̈ possibile variare l’intensità spettrale della radiazione trasmessa rispetto a quella ricevuta.
I filtri accordabili possono essere posizionati all’interno del foto-rivelatore 20, cioà ̈ le risposte spettrali del foto-rivelatore 20 vengono accordate variando le trasmittanze ottiche dei filtri accordabili.
I filtri accordabili possono anche essere posizionati nel modulo ottico 10: in questo caso il modulo ottico 10 à ̈ tale da ricevere i tre segnali di configurazione S16, S17, S18 ed à ̈ tale da fornire al foto-rivelatore 20 tre radiazioni ottiche filtrate ottenute dalla radiazione ottica S2 (e successive elaborazioni effettuate nel modulo ottico 10) per mezzo dei tre filtri accordabili.
Il modulo di elaborazione analogica 30 à ̈ tale da ricevere i tre segnali elettrici S20, S21, S22 (più in generale, tre segnali elettrici per ogni pixel) ed à ̈ tale da generare un segnale analogico S29 (più in generale, un segnale analogico per ogni pixel) in funzione dei tre segnali elettrici S20, S21, S22. Ad esempio, il modulo di elaborazione analogica 30 comprende il collegamento in serie di un modulo di lettura dei tre segnali elettrici S20, S21, S22, di tre amplificatori analogici e, preferibilmente, di un modulo per il bilanciamento analogico del bianco.
Il convertitore analogico/digitale 33 à ̈ tale da ricevere il segnale analogico S29 ed à ̈ tale da fornire il segnale digitale S30 (più in generale, un segnale digitale per ogni pixel) ottenuto per mezzo del campionamento del segnale analogico S29 ricevuto e quantizzazione del segnale campionato.
Il modulo di elaborazione digitale 40 à ̈ tale da ricevere il segnale digitale S30 ed à ̈ tale da fornire un segnale digitale elaborato S40 ottenuto dal segnale digitale S30 per mezzo di una o più funzioni di elaborazione numerica del segnale. Ad esempio, il modulo di elaborazione digitale 40 comprende un modulo per il demosaicing, un modulo per il bilanciamento digitale del bianco, un modulo per la correzione del colore, un modulo per la riduzione del rumore, un modulo per la trasformazione del colore in uno spazio di colore standard ed un modulo per la compressione digitale.
Si osservi inoltre che l’intensità spettrale di tipo CIE D65 mostrata in figura 2 à ̈ comunemente presa come riferimento per la valutazione della capacità di acquisizione dei colori delle macchine fotografiche digitali; pertanto i valori dei segnali elettrici S20, S21, S22 sono sostanzialmente uguali quando il sistema di acquisizione 50 à ̈ tale da ricevere una radiazione S10 di un oggetto bianco illuminato da una sorgente di luce 2 con intensità spettrale di tipo CIE D65. Alternativamente, sono sostanzialmente uguali i valori di tre segnali elettrici del sistema 50 successivi ai segnali elettrici S20, S21, S22, come ad esempio i valori di tre segnali elettrici all’uscita di tre amplificatori analogici del modulo di elaborazione analogica 30.
Sarà ora descritto il funzionamento del sistema di acquisizione 50 di figura 1, facendo anche riferimento alle figure 2 e 3. Il foto-rivelatore 20 ha tre responsività spettrali accordabili R1, R2, R3con andamento iniziale mostrato in figura 3: l’andamento iniziale delle tre responsività spettrali R1, R2, R3à ̈ stato accordato in funzione di una intensità spettrale di riferimento di tipo CIE D65 mostrata in figura 2.
Si suppone che la sorgente di luce 2 abbia intensità spettrale di tipo CIE A con andamento, in funzione della lunghezza d’onda, mostrato in figura 2.
Si suppone inoltre che siano stati pre-calcolati i valori (almeno uno) dei segnali di configurazione S16, S17, S18 corrispondenti alla sorgente di luce 2 di tipo CIE A e che detti valori siano memorizzati nel sistema 50 (ad esempio, in una memoria) e possano essere letti dal modulo di controllo 6.
La sorgente di luce 2 emette la radiazione ottica S1 verso l’oggetto 3 e la superficie 4 diffonde la radiazione ottica S2 dell’oggetto 3 verso il sistema di acquisizione 50.
Il modulo ottico 10 riceve la radiazione ottica S2, effettua una elaborazione della radiazione ottica S2 e trasmette la radiazione elaborata come radiazione S10.
Il modulo di controllo 6 riceve il segnale di identificazione S15 indicativo dello spettro della sorgente di luce 2 di tipo CIE A, legge i valori precalcolati corrispondenti alla sorgente di luce di tipo CIE A e fornisce i segnali di configurazione S16, S17, S18 aventi tali valori letti.
I valori dei segnali di configurazione S16, S17, S18 variano le responsività spettrali R1, R2, R3del foto-rivelatore 20 in modo che le nuove responsività spettrali del foto-rivelatore 20 siano R1’, R2’, R3’ mostrate in figura 3. In particolare, si può osservare il seguente comportamento:
- l’intensità spettrale della sorgente di luce 2 di tipo CIE A nella porzione di spettro compresa fra circa 400 nm e circa 500 nm à ̈ molto inferiore alla intensità spettrale di riferimento di tipo CIE D65. In questo caso la responsività spettrale in tale porzione di spettro viene aumentata, come à ̈ possibile osservare dall’andamento di R1’ rispetto ad R1;
- l’intensità spettrale della sorgente di luce 2 di tipo CIE A nella porzione di spettro compresa fra circa 500 nm e circa 600 nm à ̈ inferiore alla intensità spettrale di riferimento di tipo CIE D65. In questo caso la responsività spettrale in tale porzione di spettro viene in parte diminuita ed in parte aumentata, come à ̈ possibile osservare dall’andamento di R2’ rispetto ad R2;
- l’intensità spettrale della sorgente di luce 2 di tipo CIE A nella porzione di spettro compresa fra circa 600 nm e circa 700 nm à ̈ principalmente maggiore della intensità spettrale di riferimento di tipo CIE D65. In questo caso la responsività spettrale in tale porzione di spettro viene diminuita, come à ̈ possibile osservare dall’andamento di R3’ rispetto ad R3.
Il foto-rivelatore 20 consente quindi di compensare le differenze fra l’intensità spettrale della sorgente di luce 2 di tipo CIE A e l’intensità spettrale di riferimento di tipo CIE D65, per mezzo della accordabilità delle responsività spettrali R1, R2, R3del foto-rivelatore 20.
Il foto-rivelatore 20 riceve la radiazione ottica S10 e la converte nei tre segnali elettrici S20, S21, S22.
Il modulo di elaborazione analogica 30 riceve i tre segnali elettrici S20, S21, S22 e genera il segnale analogico S29.
Il convertitore analogico/digitale 33 riceve il segnale analogico S29 e fornisce il segnale digitale S30.
Il modulo di elaborazione digitale 40 riceve il segnale digitale S30 e fornisce il segnale digitale elaborato S40.
Preferibilmente, il modulo di controllo 6 include un processore per calcolare tre valori per accordare rispettivamente le tre responsività spettrali del foto-rivelatore 20; alternativamente, il processore à ̈ tale da leggere da una memoria tre valori pre-calcolati per accordare rispettivamente le tre responsività spettrali del foto-rivelatore 20. Il modulo di controllo include inoltre un circuito elettronico per convertire i tre valori calcolati o pre-calcolati nei tre segnali di configurazione S16, S17, S18; alternativamente, il circuito elettronico può essere realizzato nel foto-rivelatore 20.
Vantaggiosamente, le responsività spettrali R1(λ), R2(λ), R3(λ) del foto-rivelatore 20 sono accordabili in modo da effettuare un bilanciamento del bianco dell’immagine acquisita dell’oggetto 3.
In questo caso il foto-rivelatore 20 à ̈ tale da ricevere i segnali di configurazione S16, S17, S18 per accordare le risposte spettrali (per mezzo della variazione delle responsività spettrali R1(λ), R2(λ), R3(λ) del foto-rivelatore 20 o per mezzo di filtri accordabili) in modo da avere i segnali elettrici S20, S21, S22 con valori sostanzialmente uguali quando il sistema di acquisizione 50 à ̈ tale da ricevere una radiazione ottica S10 di un oggetto 3 bianco.
Con riferimento alla figura 2, si osservi che la differenza di andamento fra l’intensità spettrale di tipo CIE D65 e di tipo CIE A à ̈ causa di un bilanciamento del bianco poco efficace nelle soluzioni secondo l’arte nota, mentre la soluzione secondo l’invenzione ha il vantaggio di effettuare in questo caso un efficace bilanciamento del bianco.
Preferibilmente, à ̈ possibile trovare (per una determinata sorgente di luce 2) diversi andamenti delle responsività spettrali R1(λ), R2(λ), R3(λ) che consentono di effettuare il bilanciamento del bianco e quindi à ̈ possibile che il modulo di controllo 6 calcoli o pre-calcoli (per una determinata sorgente di luce 2) due o più valori dei segnali di configurazione S16, S17, S18 che consentono di effettuare il bilanciamento del bianco.
I valori dei segnali di configurazione S16, S17, S18 che consentono di effettuare il bilanciamento del bianco possono essere calcolati in diversi modi.
Un primo modo per ottenere il bilanciamento del bianco à ̈ quello di pre-calcolare i valori (almeno uno) dei segnali di configurazione S16, S17, S18 per le diverse sorgenti di luce 2. Sono quindi calcolati i valori (almeno uno) dei segnali di configurazione S16, S17, S18 che sono tali da generare valori dei segnali elettrici S20, S21, S22 sostanzialmente uguali fra di loro, nelle condizioni in cui il modulo ottico 10 à ̈ tale da ricevere una radiazione S2 diffusa da un oggetto bianco illuminato da una sorgente di luce 2 con un determinato spettro (diverso dallo spettro di tipo CIE D65). Questa operazione viene ripetuta per diverse possibili sorgenti di luce 2, ottenendo così i valori (almeno uno) dei segnali di configurazione S16, S17, S18 per le diverse sorgenti di luce 2 che consentono di effettuare il bilanciamento del bianco.
Un secondo modo per ottenere il bilanciamento del bianco à ̈ quello di calcolare i valori (almeno uno) dei segnali di configurazione S16, S17, S18 per la sorgente di luce 2 che illumina la scena per mezzo di una pre-acquisizione dell’immagine. Successivamente sono individuati nell’immagine preacquisita i punti (cioà ̈ i pixel) bianchi e per questi sono calcolati i valori (almeno uno) dei segnali di configurazione S16, S17, S18 che sono tali da generare valori dei segnali elettrici S20, S21, S22 sostanzialmente uguali. Il sistema 50 acquisisce nuovamente l’immagine ed il foto-rivelatore 20 à ̈ configurato (per mezzo della precedente fase) in modo da avere le responsività spettrali accordate per il bilanciamento del bianco.
Un terzo modo per ottenere il bilanciamento del bianco à ̈ quello di utilizzare un oggetto bianco e di calcolare i valori (almeno uno) dei segnali di configurazione S16, S17, S18 per la sorgente di luce 2 che illumina la scena per mezzo di una preacquisizione da parte del sistema 50 dell’immagine diffusa dall’oggetto bianco. Sono quindi calcolati i valori (almeno uno) dei segnali di configurazione S16, S17, S18 che sono tali da generare valori dei segnali elettrici S20, S21, S22 sostanzialmente uguali. Il sistema 50 quindi acquisisce l’immagine dell’oggetto 3 ed il foto-rivelatore 20 à ̈ configurato (per mezzo della precedente fase) in modo da avere le responsività spettrali accordate per il bilanciamento del bianco.
Il funzionamento del sistema di acquisizione 50 nel caso di bilanciamento del bianco à ̈ analogo a quanto spiegato in precedenza, con la differenza che i valori (calcolati o pre-calcolati) dei segnali di configurazione S16, S17, S18 corrispondenti alla sorgente di luce 2 con intensità spettrale di tipo CIE A sono particolari valori (preferibilmente, più di uno) che consentono di avere valori dei segnali elettrici S20, S21, S22 (o valori di tre segnali elettrici del sistema 50 successivi ai segnali elettrici S20, S21, S22) sostanzialmente uguali quando il sistema 50 acquisisce una immagine di un oggetto 3 bianco illuminato da una sorgente di luce con intensità spettrale di tipo CIE A.
Vantaggiosamente, le responsività spettrali R1(λ), R2(λ), R3(λ) del foto-rivelatore 20 sono accordabili in modo da effettuare una ottimizzazione della correzione del colore (nel modulo di elaborazione digitale 40) dell’immagine acquisita dell’oggetto 3.
Vantaggiosamente, le responsività spettrali R1(λ), R2(λ), R3(λ) del foto-rivelatore 20 sono accordabili in modo da effettuare sia un bilanciamento del bianco dell’immagine acquisita dell’oggetto 3, sia una riduzione dell’errore nell’operazione di correzione del colore dell’immagine acquisita dell’oggetto 3. Infatti à ̈ possibile trovare diversi possibili andamenti delle responsività spettrali R1(λ), R2(λ), R3(λ) (per una determinata sorgente di luce 2) che consentono di effettuare il bilanciamento del bianco (e quindi à ̈ possibile trovare due o più valori dei segnali di configurazione S16, S17, S18). Di conseguenza, à ̈ possibile scegliere uno dei possibili andamenti delle responsività spettrali R1(λ), R2(λ), R3(λ) (cioà ̈ à ̈ possibile scegliere uno fra i due o più valori dei segnali di configurazione S16, S17, S18) che consentono non solo di effettuare il bilanciamento del bianco, ma anche di ridurre l’errore nella correzione del colore.
Con riferimento alle figure 4 e 5, viene mostrato schematicamente un foto-rivelatore 220 a campi trasversali che permette di realizzare un fotorivelatore 20 con tre responsività spettrali accordabili in funzione dei tre segnali di configurazione S16, S17, S18 calcolati dallo spettro della sorgente di luce 2. Il foto-rivelatore a campi trasversali 220 à ̈ stato descritto in dettaglio nella domanda di brevetto italiano n. MI2006A002352 depositata il 6 dicembre 2006 e nella domanda di brevetto internazionale con numero di deposito PCT/IB2007/003906 depositata il 5 dicembre 2007, entrambe degli stessi inventori; verranno comunque richiamati in seguito gli elementi principali del foto-rivelatore 220.
Il foto-rivelatore a campi trasversali 220 utilizza il principio che in un materiale semiconduttore il coefficiente di assorbimento del semiconduttore dipende dalla lunghezza d’onda della radiazione incidente. Il foto-rivelatore a campi trasversali 220 comprende uno strato di materiale semiconduttore con una regionne di svuotamento 103 e comprende tre elettrodi 111, 112, 113 per generare dei campi elettrici nella regione di svuotamento 103 e per raccogliere le cariche elettriche generate a diversa profondità in seguito ad una radiazione ottica incidente sul foto-rivelatore 220. I campi elettrici generati nella regione di svuotamento 103 sono tali da generare traiettorie diverse in funzione della profondità delle cariche generate nella regione di svuotamento 103, come mostrato in figura 4a ed in figura 5 con le linee continue.
I segnali di configurazione S16, S17, S18 di figura 1 sono rispettivamente tre segnali elettrici, in particolare sono tre potenziali V1, V2, V3 degli elettrodi 111, 112, 113 del foto-rivelatore a campi trasversali 220 ed i segnali elettrici S20, S21, S22 sono tre correnti (misurate agli elettrodi 111, 112, 113) generate dalle cariche raccolte dalla regione di svuotamento 103.
Pertanto gli elettrodi 111, 112, 113 del fotorivelatore a campi trasversali 220 sono tali da realizzare tre corrispondenti responsività spettrali, che possono essere accordate variando i potenziali V1, V2, V3 applicati agli elettrodi 111, 112, 113.
In particolare, le figure 4a e 4b mostrano schematicamente l’andamento del campo elettrico generato nella regione di svuotamento 103 (e le traiettorie delle cariche generate nella regione di svuotamento 103) che permette di ottenere responsività spettrali simili a quelle mostrate in figura 3 rispettivamente con la linea continua e tratteggiata, applicando opportuni valori di differenza di potenziale fra gli elettrodi 111, 112, 113 e lo strato di materiale semiconduttore con la regione di svuotamento 103.
In particolare:
- la figura 4a mostra schematicamente l’andamento delle linee equipotenziali del campo elettrico generato nella regione di svuotamento 103 (e le traiettorie delle cariche generate nella regione di svuotamento 103) che permette di ottenere responsività spettrali simili a quelle mostrate in figura 3 con la linea continua, applicando ai potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 i valori di tensione rispettivamente V1, V2, V3 (per esempio, V1, V2, V3 sono compresi fra 1 e 3 volt); - la figura 4b mostra schematicamente l’andamento delle linee equipotenziali del campo elettrico generato nella regione di svuotamento 103 (e le traiettorie delle cariche generate nella regione di svuotamento 103) che permette di ottenere responsività spettrali simili a quelle mostrate in figura 3 con la tratteggiata, applicando ai potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 i valori di tensione rispettivamente V1’, V2’, V3’, dove ad esempio V1’ à ̈ maggiore di V1, V2’ à ̈ minore di V2, V3’ à ̈ minore di V3.
La figura 5 mostra schematicamente più in dettaglio le traiettorie di cinque cariche elettriche c1, c2, c3, c4, c5 generate a diverse profondità nella regione di svuotamento 103 e raccolte agli elettrodi 111, 112, 113. Le linee continue rappresentano le traiettorie delle cinque cariche elettriche c1, c2, c3, c4, c5 quando ai potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono applicati i valori di tensione rispettivamente V1, V2, V3; le linee tratteggiate rappresentano le traiettorie delle cinque cariche elettriche c1, c2, c3, c4, c5 quando ai potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono applicati i valori di tensione rispettivamente V1’, V2’, V3’. Si può osservare il seguente comportamento: - la carica c1 viene raccolta dall’elettrodo 111 sia quando i valori dei potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono rispettivamente V1, V2, V3, sia quando i valori dei potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono rispettivamente V1’, V2’, V3’
- la carica c2 viene raccolta dall’elettrodo 111 quando i valori dei potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono rispettivamente V1, V2, V3, mentre viene raccolta dall’elettrodo 112 quando i valori dei potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono rispettivamente V1’, V2’, V3’;
- la carica c3 viene raccolta dall’elettrodo 112 sia quando i valori dei potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono rispettivamente V1, V2, V3, sia quando i valori dei potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono rispettivamente V1’, V2’, V3’;
- la carica c4 viene raccolta dall’elettrodo 112 quando i valori dei potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono rispettivamente V1, V2, V3, mentre viene raccolta dall’elettrodo 113 quando i valori dei potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono rispettivamente V1’, V2’, V3’;
- la carica c5 viene raccolta dall’elettrodo 113 sia quando i valori dei potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono rispettivamente V1, V2, V3, sia quando i valori dei potenziali degli elettrodi 111, 112, 113 sono rispettivamente V1’, V2’, V3’.
Vantaggiosamente, il foto-rivelatore a campi trasversali 220 può essere utilizzato per effettuare il bilanciamento del bianco dell’immagine acquisita dell’oggetto 3 (come spiegato in precedenza per il foto-rivelatore 20 del sistema di acquisizione 50), perchà ̈ il foto-rivelatore 220 consente di accordare le responsività spettrali generate dagli elettrodi 111, 112, 113 variando i potenziali V1, V2, V3 degli elettrodi 111, 112, 113: questo à ̈ ottenuto per mezzo del modulo di controllo 6, che comanda gli elettrodi 111, 112, 113 del foto-rivelatore 220 in funzione del segnale di identificazione S15 calcolato dallo spettro della sorgente di luce 2 ed assegna agli elettrodi 111, 112, 113 opportuni valori di tensione V1, V2, V3, in modo che i valori delle correnti S20, S21, S22 generate dal foto-rivelatore 220 siano sostanzialmente uguali quando viene acquisita l’immagine di un oggetto bianco.
Sarà ora descritto il funzionamento del modulo di controllo 6 del sistema di acquisizione 50 in cui il foto-rivelatore 20 à ̈ sostituito dal fotorivelatore a campi trasversali 220, nell’ipotesi di bilanciamento del bianco. Si suppone inoltre che il sistema di acquisizione 50 comprenda una memoria per memorizzare una pluralità di valori di temperatura della sorgente di luce 2 e corrispondenti valori (almeno uno) delle tensioni di configurazione V1, V2, V3 che consentono di effettuare il bilanciamento del bianco.
Il modulo di controllo 6 riceve il segnale di identificazione S15 indicativo del valore della particolare temperatura di colore della sorgente di luce 2 che illumina l’oggetto 3, legge dalla memoria tre valori di tensione corrispondenti al valore della particolare temperatura di colore e comanda (per mezzo di un circuito elettrico) gli elettrodi 111, 112, 113 assegnando alle tensioni di configurazione V1, V2, V3 i valori letti dalla memoria che consentono di avere le correnti S20, S21, S22 sostanzialmente uguali quando viene acquisita l’immagine di un oggetto bianco. Per esempio, se la corrente S20 rilevata all’elettrodo 111 à ̈ minore della corrente S22 rilevata all’elettrodo 113 e la corrente S21 rilevata all’elettrodo 112 à ̈ compresa fra la corrente S20 e S22, il modulo di controllo 6 aumenta il valore della tensione V1 dell’elettrodo 111 in modo da aumentare l’intensità della corrente S20 generata all’elettrodo 111 e diminuisce il valore della tensione dell’elettrodo 113 in modo da diminuire l’intensità della corrente S22 generata all’elettrodo 113, in modo che le intensità delle correnti S20, S21, S22 siano circa uguali quando il foto-rivelatore 220 riceve una radiazione diffusa da un oggetto bianco.
Vantaggiosamente, il foto-rivelatore a campi trasversali 220 effettua sia il bilanciamento del bianco dell’immagine acquisita dell’oggetto 3, sia riduce l’errore nell’operazione di correzione del colore dell’immagine acquisita dell’oggetto 3, come spiegato in precedenza per il foto-rivelatore 20 del sistema di acquisizione 50. In questo caso, il sistema 50 comprende una memoria che memorizza una pluralità di valori di temperatura della sorgente di luce 2 e corrispondenti valori (almeno due) delle tensioni di configurazione V1, V2, V3 e memorizza anche le matrici di correzione del colore in corrispondenza dei valori delle tensioni di configurazione V1, V2, V3.
Il foto-rivelatore a campi trasversali 220 ha il vantaggio di non diminuire l’efficienza quantica. Infatti, variando i potenziali degli elettrodi 111, 112, 113, à ̈ possibile modificare le direzioni delle cariche generate in seguito ad una radiazione incidente sul foto-rivelatore 220 e quindi à ̈ possibile cambiare l’elettrodo in cui viene raccolta una carica generata: non cambia però il numero delle cariche raccolte complessivamente agli elettrodi 111, 112, 113, cioà ̈ tutte le cariche generate nella regione di svuotamento 103 vengono utilizzate per generare corrente dal foto-rivelatore 220. Ad esempio, confrontando la figura 4a rispetto alla figura 4b, à ̈ possibile osservare un cambiamento delle traiettorie delle cariche raccolte dagli elettrodi 113 e 112: in figura 4a alcune traiettorie sono dirette verso l’elettrodo 113, mentre in figure 4b le stesse traiettorie sono dirette verso l’elettrodo 112.
Il foto-rivelatore a campi trasversali 220, quando à ̈ tale da accordare le responsività spettrali per effettuare il bilanciamento del bianco, ha il vantaggio di ridurre (od anche eliminare) le operazioni di bilanciamento del bianco effettuate a livello analogico nel modulo di elaborazione analogica 30 (ad esempio, viene ridotto o eliminato il controllo del guadagno degli amplificatori analogici) o a livello digitale nel modulo di elaborazione digitale 40.
Per esempio, à ̈ possibile effettuare un bilanciamento analogico del bianco equalizzando almeno tre segnali elettrici analogici per mezzo di almeno tre amplificatori nel modulo di elaborazione analogica 30, amplificando il segnale elettrico più debole ed attenuando il segnale elettrico più forte, in modo da avere valori dei segnali elettrici dei segnali generati dagli amplificatori sostanzialmente uguali. E’ però svantaggioso amplificare il segnale elettrico più debole, perché comporta una amplificazione anche del rumore; inoltre à ̈ svantaggioso attenuare il segnale elettrico più forte, perché diminuisce l’efficienza quantica del foto-rivelatore (cioà ̈ vengono perse delle cariche che sono state generate dalla radiazione incidente). Il bilanciamento del bianco nel foto-rivelatore 220 consente di ridurre (o di eliminare) l’operazione di amplificazione e di attenuazione dei segnali elettrici analogici negli amplificatori all’interno del modulo di elaborazione analogica 30.
E’ anche possibile effettuare un bilanciamento digitale del bianco nel modulo di elaborazione digitale 40, ad esempio effettuando una correzione lineare dei tre colori base (rosso, verde, blu) in modo indipendente utilizzando la legge di von Kries, in modo che i valori digitali dei tre colori base abbiano lo stesso valore quando si acquisisce l’immagine di un oggetto 3 bianco. Anche in questo caso viene amplificato non solo il valore digitale più piccolo di uno dei tre colori di base, ma viene aumentato anche il rumore: il bilanciamento del bianco nel foto-rivelatore 220 consente di ridurre (o di eliminare) l’operazione di bilanciamento digitale del bianco nel modulo di elaborazione digitale 40.
Si osservi che à ̈ possibile realizzare un fotorivelatore 20 con responsività spettrali accordabili anche utilizzando foto-rivelatori diversi da quello a campi trasversali 220 di figura 4. Ad esempio, à ̈ possibile utilizzare un foto-rivelatore realizzato con tre (o più) regioni di svuotamento sovrapposte a diverse profondità, in cui ogni regione di svuotamento assorbe una diversa lunghezza d’onda della radiazione ottica incidente sul foto-rivelatore (si veda ad esempio il brevetto US 5965875 a nome Foveon). In questo caso le responsività spettrali accordabili sono ottenute variando l’estensione in profondità delle regioni di svuotamento per mezzo di opportune variazioni di tensioni applicate alle giunzioni delle regioni di svuotamento. Pertanto le osservazioni precedenti relativamente alle responsività spettrali accordabili per effettuare il bilanciamento del bianco o la correzione del colore sono applicabili anche al foto-rivelatore realizzato con tre (o più) regioni di svuotamento sovrapposte.
Il metodo delle rivendicazioni da 11 a 16 secondo l’invenzione può essere realizzato per mezzo di un programma software eseguito su un microprocessore, che può essere un micro-processore separato oppure può essere un micro-processore interno ad un circuito integrato specifico o programmabile (ad esempio, una FPGA= Field Programmable Gate Array). Il linguaggio di programmazione usato per il codice del programma software può essere ad esempio C o VHDL (Very highspeed integrated circuit Hardware Description Language) o Verilog. In particolare, il programma software esegue i passi di:
- rilevare che l’andamento dell’intensità spettrale della sorgente 2 in almeno una porzione di spettro à ̈ diverso dall’andamento di una intensità spettrale di riferimento (ad esempio, CIE D65) nella almeno una porzione di spettro;
- accordare l’andamento di almeno una risposta spettrale (ad esempio, R1) nella almeno una porzione di spettro in funzione della differenza fra l’andamento di detta intensità spettrale della sorgente 2 e l’andamento di detta intensità spettrale di riferimento nella almeno una porzione di spettro.

Claims (17)

  1. Nuove rivendicazioni da 1 a 17 (senza modifiche visibili) 1. Sistema (50) per l'acquisizione di una immagine, il sistema comprendente: - un foto-rivelatore (20) di una radiazione (S10), il foto-rivelatore essendo configurato per realizzare almeno due risposte spettrali accordabili (Ri, Ri'; R2, R2') indicative della sensitività del fotorivelatore in funzione della lunghezza d'onda, il foto-rivelatore comprendente mezzi (111) per ricevere almeno due segnali di configurazione (S16) per controllare rispettivamente l'accordamento di almeno parte dell'andamento delle almeno due risposte spettrali (R1, R1'; R2, R2'); un modulo di controllo (6) configurato per: • ricevere un segnale di identificazione (S15) indicativo della intensità spettrale (CIE A) di una sorgente di luce (2) e rilevare che l'andamento dell'intensità spettrale della sorgente in almeno una porzione di spettro à ̈ diverso dall'andamento di una intensità spettrale di riferimento (CIE D65) nella almeno una porzione di spettro; • cambiare un segnale di configurazione (S16) fra gli almeno due segnali di configurazione allo scopo di cambiare l'andamento di una risposta spettrale (R1; R1') fra le almeno due risposte spettrali nella almeno una porzione di spettro in funzione della differenza fra l'andamento di detta intensità spettrale della sorgente e l'andamento di detta intensità spettrale di riferimento (CIE D65) nella almeno una porzione di spettro.
  2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui il modulo di controllo à ̈ ulteriormente configurato per cambiare un altro segnale di configurazione (S17) fra gli almeno due segnali di configurazione allo scopo di cambiare l'andamento di un'altra risposta spettrale (R2; R2') fra le almeno due risposte spettrali nella almeno una porzione di spettro in funzione della differenza fra l'andamento di detta intensità spettrale della sorgente e l'andamento di detta intensità spettrale di riferimento (CIE D65) nella almeno una porzione di spettro.
  3. 3. Sistema secondo le rivendicazioni 1 o 2, in cui il foto-rivelatore à ̈ configurato per realizzare almeno tre risposte spettrali accordabili (Ri, R2, R3; Ri', R2', R3') ed i mezzi (111, 112, 113) sono atti a ricevere almeno tre segnali di configurazione (S16, S17, S18) per controllare rispettivamente l'accordamento di almeno parte dell'andamento delle almeno tre risposte spettrali in funzione della differenza fra l'andamento di detta intensità spettrale della sorgente e l'andamento di detta intensità spettrale di riferimento (CIE D65) in almeno tre porzioni dello spettro, ed in cui il fotorivelatore à ̈ ulteriormente atto a generare almeno tre segnali elettrici (S20, S21, S22) in funzione rispettivamente degli almeno tre segnali di configurazione , in cui il modulo di controllo à ̈ ulteriormente atto a cambiare gli almeno tre segnali di configurazione in modo che gli almeno tre segnali elettrici generati (S20, S21, S22) sono sostanzialmente uguali fra di loro quando il foto-rivelatore à ̈ atto a rivelare una radiazione diffusa da un oggetto bianco.
  4. 4. Sistema secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui le almeno due risposte spettrali accordabili sono realizzate con almeno due responsività spettrali accordabili .
  5. 5. Sistema secondo le rivendicazioni 3 o 4, il foto-rivelatore comprendente: una regione di semiconduttore sostanzialmente svuotata (103) atta a generare portatori ad almeno tre profondità in funzione della lunghezza d'onda della radiazione ottica rivelata; in cui i mezzi comprendono almeno tre elettrodi (111, 112, 113) posizionati nella regione di semiconduttore; in cui gli almeno tre segnali di configurazione (S16, S17, S18) sono la tensione (Vi, V2, V3) degli almeno tre elettrodi e gli almeno tre segnali elettrici generati sono almeno tre segnali di corrente; in cui gli almeno tre elettrodi sono atti a raccogliere i portatori generati alle almeno tre profondità e sono atti a generare da questi rispettivamente gli almeno tre segnali di corrente (S20, S21, S22), in cui il modulo di controllo à ̈ atto a cambiare la tensione di un primo elettrodo degli almeno tre elettrodi allo scopo di cambiare l'intensità della corrente generata al primo elettrodo e di diminuire la differenza fra la corrente generata al primo elettrodo e la corrente generata ad un secondo elettrodo degli almeno tre elettrodi.
  6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 5, in cui il modulo di controllo à ̈ ulteriormente atto a cambiare la tensione del primo elettrodo per aumentare l'intensità della corrente generata al primo elettrodo ed à ̈ atto a cambiare la tensione del secondo elettrodo per diminuire l'intensità della corrente generata al secondo elettrodo, in modo che l'intensità della corrente generata al primo elettrodo sia sostanzialmente uguale alla intensità della corrente generata al secondo elettrodo quando il foto-rivelatore à ̈ atto a rivelare una radiazione diffusa da un oggetto bianco.
  7. 7. Sistema secondo le rivendicazioni 3 o 4, il foto-rivelatore comprendente una regione di semiconduttore comprendente almeno tre regioni svuotate a diverse profondità atte a generare portatori in funzione di almeno tre lunghezze d'onda della radiazione ottica rivelata, in cui gli almeno tre segnali elettrici generati sono almeno tre segnali di corrente comprendenti i portatori generati rispettivamente alle almeno tre regioni svuotate.
  8. 8. Sistema secondo almeno una delle rivendicazioni da 3 a 7, in cui le almeno due risposte spettrali accordabili sono tre risposte spettrali accordabili che sono funzione delle lunghezze d'onda sostanzialmente corrispondenti alla radiazione visibile rispettivamente del rosso, verde, blu ed in cui tre porzioni di spettro comprendono le lunghezze d'onda sostanzialmente corrispondenti alla radiazione visibile del rosso, verde, blu.
  9. 9. Macchina fotografica digitale comprendente un sistema secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui il foto-rivelatore realizza per ogni pixel almeno tre risposte spettrali accordabili secondo almeno tre segnali di configurazione elettrici, in cui il modulo di controllo à ̈ ulteriormente atto a cambiare gli almeno tre segnali di configurazione elettrici per ogni pixel in funzione della differenza fra l'andamento della intensità spettrale della sorgente e l'andamento della intensità spettrale di riferimento (CIE D65) rispettivamente in almeno tre porzioni di spettro.
  10. 10. Telecamera digitale comprendente un sistema secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui il foto-rivelatore realizza per ogni pixel almeno tre risposte spettrali accordabili secondo almeno tre segnali di configurazione elettrici, in cui il modulo di controllo à ̈ ulteriormente atto a cambiare gli almeno tre segnali di configurazione elettrici per ogni pixel in funzione della differenza fra l'andamento della intensità spettrale della sorgente e l'andamento della intensità spettrale di riferimento (D65) rispettivamente in almeno tre porzioni di spettro.
  11. 11. Metodo per rivelare una radiazione, il metodo comprendente i passi di: ricevere informazione indicativa della intensità spettrale (CIE A) di una sorgente di luce (2); fornire un foto-rivelatore realizzante almeno due risposte spettrali accordabili (Ri, Ri'; R2, R2') indicative della sensitività del foto-rivelatore in funzione della lunghezza d'onda, in cui almeno parte dell'andamento delle almeno due risposte spettrali à ̈ accordabile; fornire almeno due segnali di configurazione (Si6, S17) per controllare l'accordamento dell 'almeno parte dell'andamento delle almeno due risposte spettrali (Ri, Ri'; R2, R2'); rilevare (6) che l'andamento dell'intensità spettrale della sorgente in almeno una porzione di spettro à ̈ diverso dall'andamento di una intensità spettrale di riferimento (CIE D65) nella almeno una porzione di spettro;cambiare un segnale di configurazione (S16) fra gli almeno due segnali di configurazione allo scopo di cambiare l'andamento di una risposta spettrale (Ri; Ri') fra le almeno due risposte spettrali nella almeno una porzione di spettro in funzione della differenza fra l'andamento di detta intensità spettrale della sorgente e l'andamento di detta intensità spettrale di riferimento (CIE D65) nella almeno una porzione di spettro.
  12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui: il passo di rilevare include la rilevazione che i valori della intensità spettrale della sorgente (CIE A) in una porzione di spettro sono inferiori ai valori della intensità spettrale di riferimento (CIE D65) in detta porzione di spettro; il passo di cambiare include il cambiamento di detto segnale di configurazione allo scopo di aumentare i valori di detta risposta spettrale (R1, R1') in detta porzione di spettro.
  13. 13. Metodo secondo le rivendicazioni 11 o 12, in cui il passo di cambiare comprende cambiare un altro segnale di configurazione (S17) fra gli almeno due segnali di configurazione allo scopo di cambiare l'andamento dell'altra risposta spettrale (R2, R2') nella almeno una porzione di spettro in funzione della differenza fra l'andamento di detta intensità spettrale della sorgente e l'andamento di detta intensità spettrale di riferimento (CIE D65) nella almeno una porzione di spettro.
  14. 14. Metodo secondo almeno una delle rivendicazioni da 11 a 13, in cui il passo di cambiare include cambiare almeno tre segnali di configurazione allo scopo di cambiare rispettivamente l'andamento di almeno tre risposte spettrali in almeno tre porzioni dello spettro in funzione della differenza fra l'andamento di detta intensità spettrale della sorgente e l'andamento di detta intensità spettrale di riferimento nelle almeno tre porzioni dello spettro, allo scopo di effettuare un bilanciamento del bianco della radiazione diffusa da un oggetto bianco e rivelata dal foto-rivelatore.
  15. 15. Metodo secondo almeno una delle rivendicazioni da 11 a 14, in cui le almeno due risposte spettrali sono accordabili per mezzo del cambiamento di almeno due responsività spettrali del foto-rivelatore.
  16. 16. Metodo secondo almeno una delle rivendicazioni da 13 a 15, in cui le almeno due risposte spettrali sono tre risposte spettrali accordabili che sono funzione delle lunghezze d'onda sostanzialmente corrispondenti alla radiazione visibile rispettivamente del rosso, verde, blu ed in cui tre porzioni di spettro comprendono le lunghezze d'onda sostanzialmente corrispondenti alla radiazione visibile del rosso, verde, blu.
  17. 17. Programma per elaboratore elettronico, il programma comprendente codice software per attuare i passi di rilevare e cambiare del metodo secondo almeno una delle rivendicazioni da 11 a 16, quando detto programma à ̈ eseguito su un elaboratore elettronico .
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