SENSORS DIGITALS

EN LES CÀMERES DIGITALS SON L’EQUIVALENT A LA PEL•LÍCULA DE LES CÀMERES TRADICIONALS ANALÒGIQUES.
Es tracta del material fotosensible que ens permet prendre l’imatge la imatge de l’escena projectada pel sistema òptic fins l’interior de la nostra càmera.

Estan constitïts d’una MATRIU DE PETITS “POUS” AMB ASPECTE DE MOSAIC (“ARRAY”, DE ÀREA)
Aquesta està formada per una sèrie d’elements electrònics fotosensibles anomenats en castellà FOTOSITOS (de l’anglès fotosites, per la qual cosa s’hauria de traduïr com a “fotositios”), FOTOSITIS.
La llum recollida a cadascú dels fotosits donarà lloc als PÍCSELS (la paraula pixel és l’acrònim anglosaxò de Picture Element) que formaràn l’imatge final.

Els termes FOTOSITI i PIXEL es fan servir sovint com a sinònims (es parla del tamany del pixel en cops del tamany del fotositi) encara que no ho siguin en sentit estricte.

Quan els fotons de llum xoquen contra el substrat de silici del sensor s'alliberen d'electrons. El nombre d'electrons capturats en cada fotositi és convertit a càrrega elèctrica pels fotodíodes.

Al final de l’exposició, el nombre d’electrons acumulats serà proporcional a la quantitat de llum (senyal) rebuda.
Aquesta càrrega serà convertida en un determinat voltatge.
Desprès, serà amplificada i transformada en informació numèrica (digital) mitjanjant un convertidor analògic/digital i emmagatzemada en la tarja de la nostra càmera.

ELS SENSORS NOMÉS PODEN CAPTAR EL BRILLO, PERÒ NO PAS EL COLOR de cada punt de l’escena.
El color es produeix per l’intersecció d’un filtre de colors adtius (RGB) vermell, verd i blau: cada fotositi registrarà només el brillo de la llum que correspon al seu filtratge en passar a través d’el mateix.
ELS MODELS DE SENSORS MÉS POPULARS UTILITZEN EL DOBLE DE FILTRES VERDS QUE DE VERMELLS O BLAUS, PER LA QUAL COSA SE SEMBLEN MÉS AL TIPUS DE VISIÓ HUMANA, DONCS AQUESTA TÉ UNA ESPECIAL SENSIBILITAT CAP AL COLOR VERD-GROC DE L’ESPECTRE VISIBLE.

PER CALCULAR DE QUIN COLOR ÉS CADA PICSEL O PIXEL, UN PROCÉS ANOMENAT EXTRAPOLACIÓ UTILITZA ELS COLORS DELS PIXELS VEÏNS PER CALCULAR ELS ALTRES DOS COLORS QUE ELS PIXELS NO VAN ENREGISTRAR DIRECTAMENT.
Aquesta mena de sensor s’anomena de mosaic Bayer (investigador de Kodak)

El pixel d’una imatge en color no és més que un valor numèric de vermell, verd i blau (RGB) que representa diferents valors de luminància, matís i saturació.

Aquest nombre binari conté la necessària informació per reproduir cada pícsel amb un color i un brillo determinats.

En principi QUANTS MÉS PÍCSELS TINGUI LA NOSTRA IMATGE MÉS GRAN QUALITAT I RESOLUCIÓ EN TINDREM, tot i què existeixen altres factors que influeixen en la qualitat de la mateixa, com la PROFUNDITAT DE COLOR, el TAMANY DEL PÍCSEL, l’ÒPTICA DE LA CÀMERA, etc.






TIPUS DE SENSORS

BÀSICAMENT DOS:

CCD
i APS
(tots dos corresponents al tipus Bayer (investigador de Kodak), amb un filtre d’un dels tres colors RGB per a cada fotositi

La resta son variacions d’aquests models. El més comú del tipus APS és el CMOS.
Tant als CCD com als CMOS es produeixen electrons de manera proporcional a la llum que reben.

•CCD
(CHARGED-COUPLED-DEVICE / DISPOSITIU DE CÀRREGA ACOPLADA)
En un CCD els electrons son transportats cap endavant pels fotositis i convertits en corrent elèctric fora d’aquests.

FUJI SUPER CCD (HR)
FUJI SUPER CCD (SR)
Els dos CCDs desenvolupats per Fuji tenen algunes característiques especials. La més destacable és haver girat 45º la trama del sensor i canviar la forma de cada fotositi de quadrats a octògons. D’aquesta forma és capaç de reduïr la distància entre cada fotositi.
Introdueix també un microlens sobre cada fotositi constituït per dos fotodíodes. Un realitza la presa dels nivells normals i baixos de llum. L’altre (menys sensible i més petit) prèn les zones de llum més intenses.
El senyal de tots dos fotodíodes és combinada inteligentment per la càmera, proporcionant una imatge amb latitud i escala tonal exteses molt semblants a les que té una pel•lícula negativa de color convencional.

Nikon també munta sensors Ccd a la majoria de les seves càmeres, tret de la D2H.






•APS
(ACTIVE PIXEL SENSORS / SENSOR DE PIXELS ACTIUS)

CMOS
(Complementary Metal-Oxide Semiconductor / Semiconductor d’Òxid de Metall Complementari)
Els electrons son convertits en tensió elèctrica al mateix fotositi mitjançant transistors.

-NMOS.MOS (‘Live MOS Sensor’)
-NIKON JFET-LBCAST
(Junction Field Efect-Lateral Buried Charge Accumulator and Sensing Transistor Array)
Incorporat per primer cop a la Nikon D2H.
Es tracta d’un sensor CMOS modificat en la manera de distribuir els punts sensibles i la forma de realitzar la lectura de les càrregues dels fotositis.
Manté una de les característiques essencials dels sensors CMOS: rapidesa de processat.

-FOVEON-X3
Solució alternativa als tipus Bayer.
Es tracta d’un sensor CMOS modificat
de TRES CAPES SUPERPOSADES sensibles al vermell, al verd i al blau, que deixen passar la llum en profunditat, per la qual cosa NO CECESSITEN L’INTERPOLACIÓ DEL COLOR NI EL FILTRE D’ENFOCAMENT com ara la resta de sensors del mercat.
El filtre d’enfocament s’empra per eliminar els artefactes de color introduïts en part per l’interpolació.