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51 • FEBBRAIO • 2014
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HARDWARE
CMOS
n sensore digitale è una matrice
di pixel; ciascuno è un recettore
di fotoni. Il processore interno
alla fotocamera calcola il nume-
ro di fotoni catturati da ogni
pixel. Il risultato è tradotto in livelli di intensi-
tà ovvero in profondità di bit (da 0 a 255 per le
immagini a 8 bit). Per valutare anche il colo-
re, ogni pixel è rivestito di un filtro “Bayer”
con uno dei tre colori primari in modo da
selezionare lunghezze d’onda corrispondenti
(Fig. 1).
La matrice ottenuta è formata da un insieme
di righe rosso, verde e blu. Essendo l’occhio umano più
sensibile al colore verde e per ridurre i disturbi digitali,
il numero di pixel di colore verde risulta essere doppio
(50%) rispetto agli altri due (25%). Alcuni sensori (Fig. 2)
non fanno uso di questa matrice Bayer, ma interpretano
il valore di ogni singolo pixel.
L’algoritmo di calcolo del processore denominato “demo-
saicing”, estrae da un gruppo di pixel informazioni sul
colore mescolando i valori di ciascun pixel. La densità
di pixel sul sensore determina il valore in megapixel del
sensore stesso.
Tecnologia CMOS
Un sensore di immagine CMOS è un chip che converte la
luce in entrata in segnali elettrici (analogici), ed è fatto
in un processo denominato Complementary Metal Oxide
Semiconductor (CMOS). Il sensore è fatto in modo da
permettere alla luce di avere maggior riflessione e quindi
maggiore efficienza di interazione con gli strati metalli-
ci. Se il fotone ha una maggiore energia rispetto al gap
energetico del silicio, che è 1,12 eV corrispondente a una
lunghezza d’onda inferiore a 1,1 μm, può eccitare uno
degli elettroni di valenza di un atomo di silicio e, quindi,
spostarlo nella banda di conduzione.
Questo è in accordo all’effetto fotoelettrico per il quale
U
Sensori CMOS
I sensori delle fotocamere digitali si basano sulla tecnologia CCD oppure su quella CMOS. Entrambe
hanno proprietà simili e funzionano sul principio fisico di conversione della luce in cariche elettriche. I
sensori CMOS sono più economici e utilizzano la tecnica produttiva dei microprocessori (CPU) e dei chip
di memoria
Maurizio Di Paolo Emilio
Fig. 2 – Sensori CCD (a sinistra) e CMOS (a
destra)
Fig. 1 – Matrice di pixel con filtro
