Il Sensore Cmos CCD e l'infrarosso

Il sensore CCD e CMOS

Il sensore cmos e composto di una matrice di pixel rgb, disposti a reticolo. Come ogni dispositivo
digitale, anche i sensori delle fotocamere e delle videocamere fanno uso dei soliti 3 colori (rosso,
verde e blu) che combinati tra di loro, con la luminanza (ovvero l’intensità luminosa registrata) a
fare da funzione peso, permettono di ricavare tutti gli altri colori. In pratica esistono due tipi di
sensore, indipendentemente dalla tecnologia adottata e dalla forma dei pixel: quelli a matrice bayer.
e quelli che adottano la tecnologia X3 di Foveon.
I primi presentano una disposizione dei 3 colori che chiameremo, impropriamente, di base, sullo
stesso piano; i secondi presentano una disposizione di tipo stratificata, con il blu a comporre lo
strato superiore con a seguire il verde ed il rosso.
Nei sensori con pattern di tipo bayer, sul sensore, che è di tipo monocromatico, è applicata una
maschera ( filtro colore ) su cui, per ogni pixel, si attua una suddivisione in 4 subpixel, 1 rosso, 1
blu e 2 verdi (perchè l’occhio umano è più sensibile al verde e, di conseguenza, è opportuno che su
quelle frequenze l’informazione catturata sia massima) nel modo indicato in figura

Il sensore vero e proprio, quello al di sotto della maschera, cattura l’intensità luminosa ed è formato, da una matrice di fotodiodi; la maschera fornisce le informazioni sul colore, filtrando le componenti indesiderate; in pratica, la maschera non fa altro che permettere alle componenti del colore indicato per ogni subpixel, di attraversarla per raggiungere il sensore, riflettendo tutte le altre (per questo motivo si schematizza con quadratini rossi, blu e verdi).

Il processore, ricevute le informazioni necessarie, abbina al colore corrispondente ad una
determinata locazione sulla maschera la relativa intensità luminosa ricevuta. Quindi fa lo stesso per i subpixel contigui e, interpolando i 4 valori di un rosso, un blu e due verdi, ricava il valore di un
singolo pixel.
Detto questo, sembrerebbe che il sensore non possa mai captare la radiazione infrarossa , visto cheogni pixel ha il filtro relativo ad ogni colore ,,, (quindi limitato allo spettro del colore stesso , ossia :
rosso 700 nm verde 500 blu 400 nm ), in realtà i filtri posti sul bayer non sono così selettivi da
poter far passare solo le radiazioni interessate , ma reagiscono anche ad altre lunghezze d'onda ..

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Nota :
- linea blu : sensibilità pixel blu
- linea rossa sensibilità pixel rosso
- linea verde sensibilità' pixel verde
- linea nera sensibilità generica di ccd e cmos

Analizzando la curva di sensibilità di un sensore cmos ( nikond70 ),vediamo che il pixel blu non
solo è sensibile sulla lunghezza d'onda dei 450nm (blu ) , ma anche sugli 850nm,.il verde anche sui 750nm e il rosso parte addirittura da 600 fino ad oltre 1200.
Quindi non resta che togliere il filtro al niobato di litio ircut per registrare le nostre informazioni
sull' infrarosso.
Possiamo già intuire che utilizzando filtri particolari che tagliano precise lunghezze d'onda ,si
possono ricavare foto all' infrarosso a colori, ma di questo parleremo successivamente.
Bisogna fare attenzione che l'infrarosso viene spesso associato con il concetto di "radiazione
termica", ogni oggetto emette spontaneamente radiazione in questa banda e a seconda della
temperatura cambia intensità e lunghezza d'onda .(per la per la legge di wien aumentando la
temperatura il picco di emissione si sposta sempre più verso il visibile finché l'oggetto non diviene incandescente.).Quindi le foto scattate all'ìinfrarosso dipendono dalla luce del sole ma anche dalla temperatura degli oggetti e dal loro grado di riflessione sull infrarosso.Ci aspetta un nuovo tipo di fotografia con risultati imprevedibili dovuto al fatto che la luce infrarossa illumina in maniera diversa la scena rispetto a quella visibile..

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