Tutte le fotocamere digitali hanno un sensore di immagine che cattura le informazioni per creare una fotografia. Esistono due tipi principali di sensori di immagine (CMOS e CCD) e ciascuno ha i suoi vantaggi.
Come funziona un sensore di immagini?
Il modo più semplice per capire il sensore di immagine è considerarlo come l'equivalente di un pezzo di film. Quando si preme il pulsante di scatto su una fotocamera digitale, la luce entra nella fotocamera. L'immagine è esposta sul sensore nello stesso modo in cui sarebbe esposta su un pezzo di pellicola in una fotocamera da 35 mm.
I sensori di fotocamere digitali sono costituiti da pixel che raccolgono fotoni (pacchetti di luce di energia) che vengono convertiti in una carica elettrica dal fotodiodo. A sua volta, questa informazione viene convertita in un valore digitale dal convertitore analogico-digitale (ADC), consentendo alla fotocamera di elaborare i valori nell'immagine finale.
Le fotocamere DSLR e le fotocamere point-and-shoot utilizzano principalmente due tipi di sensori di immagine: CMOS e CCD.
Cos'è un sensore di immagine CCD?
I sensori Charge Coupled Device convertono le misure dei pixel in sequenza utilizzando i circuiti che circondano il sensore. I CCD usano un singolo amplificatore per tutti i pixel.
I CCD sono fabbricati in fonderie con attrezzature specializzate. Questa complessità si riflette nel loro costo spesso più elevato.
Ci sono alcuni vantaggi distinti per un sensore CCD su un sensore CMOS:
- Meno rumore e immagini di qualità generalmente superiore, in particolare in condizioni di scarsa illuminazione
- Migliore profondità di colore perché la gamma dinamica del sensore è spesso il doppio di quella dei sensori CMOS
- Maggiore risoluzione e sensibilità alla luce
Cos'è un sensore di immagine CMOS?
I sensori a semiconduttore di ossido di metallo complementare convertono le misurazioni dei pixel simultaneamente, utilizzando circuiti sul sensore stesso. I sensori CMOS utilizzano amplificatori separati per ciascun pixel.
I sensori CMOS sono comunemente usati nelle reflex digitali perché sono più veloci e più economici dei sensori CCD. Sia Nikon che Canon utilizzano i sensori CMOS nelle loro fotocamere DSLR di fascia alta.
Anche il sensore CMOS ha i suoi vantaggi:
- Velocità di elaborazione più rapida perché i pixel attivi e l'ADC si trovano sullo stesso chip
- Minor consumo di energia, fino a 100 volte meno di un CCD
- Funzioni della fotocamera integrate come l'esposizione automatica, la codifica dei colori e la compressione delle immagini direttamente nel chip
- Impedisce "sbavature" quando un'immagine è sovraesposta
- Processo di produzione meno costoso
- La qualità è migliorata notevolmente dalla loro introduzione
Sensori array di filtri colorati
Una serie di filtri colorati è montata sulla parte superiore del sensore per catturare i componenti rossi, verdi e blu della luce che cadono sul sensore. Pertanto, ogni pixel è in grado di misurare solo un colore. Gli altri due colori sono stimati dal sensore in base ai pixel circostanti.
Sebbene questo approccio possa influenzare leggermente la qualità dell'immagine, è difficilmente riscontrabile sulle attuali macchine fotografiche ad alta risoluzione. La maggior parte delle DSLR attuali utilizzano questa tecnologia.
Sensori di Foveon
Gli occhi umani sono sensibili ai tre colori primari di rosso, verde e blu e altri colori sono elaborati da una combinazione dei colori primari. Nella fotografia cinematografica, i diversi colori primari espongono il corrispondente strato chimico del film.
Allo stesso modo, i sensori Foveon hanno tre livelli di sensori, ognuno dei quali misura uno dei colori primari. Un'immagine viene prodotta combinando questi tre strati per produrre un mosaico di tessere quadrate. Questa è ancora una tecnologia abbastanza nuova che è in uso su alcune fotocamere Sigma.
