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Glossario della fotocamera digitale: sensore di immagine CMOS

Come funziona il sensore di una fotocamera digitale ? (Giugno 2025)

Come funziona il sensore di una fotocamera digitale ? (Giugno 2025)
Anonim

Un sensore di immagine CMOS è un tipo di tecnologia di sensore di immagine all'interno di alcune fotocamere digitali, costituito da un circuito integrato che registra un'immagine. Si può pensare che il sensore di immagine sia simile al film di una vecchia macchina da presa.

Il sensore complementare di semiconduttore di ossido di metallo (CMOS) è costituito da milioni di sensori pixel, ognuno dei quali include un fotorilevatore. Quando la luce penetra nella fotocamera attraverso l'obiettivo, colpisce il sensore di immagine CMOS, che fa sì che ciascun fotorilevatore accumuli una carica elettrica in base alla quantità di luce che lo colpisce. La fotocamera digitale converte quindi la carica in una lettura digitale, che determina la forza della luce misurata in ciascun fotorilevatore, nonché il colore. Il software utilizzato per visualizzare le foto converte quelle letture nei singoli pixel che compongono la foto quando vengono visualizzate insieme.

CMOS vs. CCD

CMOS utilizza una tecnologia leggermente diversa da CCD, che è un altro tipo di sensore di immagine trovato nelle fotocamere digitali. Altre fotocamere digitali utilizzano la tecnologia CMOS rispetto al CCD, poiché i sensori di immagini CMOS consumano meno energia e possono trasmettere i dati più rapidamente del CCD. I sensori di immagine CMOS tendono a costare un po 'di più rispetto al CCD.

Agli albori delle fotocamere digitali, le batterie erano più grandi perché le telecamere erano più grandi, e quindi l'elevato consumo di corrente del CCD non rappresentava una preoccupazione significativa. Ma con il ridursi delle dimensioni delle fotocamere digitali, che richiedevano batterie più piccole, il CMOS è diventato un'opzione migliore.

E poiché i sensori di immagine hanno visto aumentare costantemente il numero di pixel che registrano, la capacità di un sensore di immagini CMOS di spostare i dati più velocemente sul chip e su altri componenti della telecamera rispetto a CCD è diventata più preziosa.

Benefici di CMOS

Un'area in cui CMOS ha davvero un vantaggio rispetto ad altre tecnologie di sensori di immagine è nei compiti che è in grado di eseguire su chip, piuttosto che inviare i dati del sensore di immagine al firmware o al software della fotocamera per determinate attività di elaborazione. Ad esempio, un sensore di immagine CMOS può eseguire funzionalità di riduzione del rumore direttamente sul chip, risparmiando tempo quando si spostano i dati all'interno della fotocamera. Il sensore di immagine CMOS eseguirà anche processi di conversione da analogico a digitale sul chip, cosa che i sensori di immagine CCD non possono eseguire. Alcune fotocamere eseguiranno anche il lavoro di messa a fuoco automatica sul sensore di immagine CMOS, che migliora ancora le velocità complessive delle prestazioni della fotocamera.

Miglioramenti continui in CMOS

Poiché i costruttori di videocamere si sono spostati maggiormente verso la tecnologia CMOS per i sensori di immagine nelle fotocamere, sono state condotte ulteriori ricerche sulla tecnologia, con conseguenti forti miglioramenti. Ad esempio, mentre i sensori di immagine CCD erano meno costosi di quelli prodotti dalla CMOS, l'ulteriore focus della ricerca sui sensori di immagine CMOS ha permesso al costo della CMOS di continuare a diminuire.

Un settore in cui questa enfasi sulla ricerca ha giovato alla CMOS è la tecnologia a bassa luminosità. I sensori di immagini CMOS continuano a mostrare miglioramenti nella loro capacità di registrare immagini con risultati decenti nella fotografia in condizioni di scarsa illuminazione. Le funzionalità di riduzione del rumore su chip di CMOS sono aumentate costantemente negli ultimi anni, migliorando ulteriormente la capacità del sensore di immagini CMOS di funzionare bene in condizioni di scarsa illuminazione.

Un altro recente miglioramento della tecnologia CMOS è stata l'introduzione della tecnologia del sensore di immagine retroilluminato, in cui i fili che spostano i dati dal sensore di immagine alla telecamera sono stati spostati dalla parte anteriore del sensore di immagine, dove hanno bloccato parte della luce che colpisce il sensore. - sul retro, rendendo il sensore di immagine CMOS in grado di offrire prestazioni migliori in condizioni di scarsa illuminazione, pur mantenendo la capacità del chip di spostare i dati a velocità elevata rispetto a sensori di immagini CCD.