I sensori di immagini allo stato solido utilizzati nelle fotocamere digitali odierne sono disponibili in due versioni: CCD e CMOS. Un sensore CCD (Charge Coupled Device) è uno stile più vecchio di tecnologia che viene gradualmente superato dal semiconduttore a ossido di metallo gratuito (CMOS).

CMOS è un tipo di sensore per telecamera costruito su un grande pezzo di silicio in modo che possa includere il circuito elettronico per il controllo del sensore montandolo sulla superficie del silicio invece di essere contenuto in un circuito separato.

Tradizionalmente, i CCD avevano il vantaggio di creare meno rumore, ma sono anche più costosi dei sensori CMOS. Il grande vantaggio è che la tecnologia CMOS oggi utilizza meno energia rispetto ad altri tipi di chip e gli sviluppi tecnologici sono riusciti a mantenere livelli di rumore molto più bassi di quanto fosse possibile in precedenza. Ciò li rende perfetti per l'imaging dei sensori nelle fotocamere in cui il rumore digitale è un problema reale, soprattutto quando si scatta in condizioni di scarsa illuminazione.

CMOS retroilluminato

Un sensore CMOS retroilluminato o retroilluminato è diverso da un normale sensore CMOS, in quanto tutti i cablaggi e i circuiti utilizzati per trasportare i segnali elettronici da ciascun photosite o pixel si trovano sul retro del sensore anziché sul lato anteriore.

I fotositi sulla maggior parte dei sensori sono costituiti da una microlente, quindi da un cablaggio, e dietro i fotositi che registrano la luce che cade sul sensore. Rimuovendo il cablaggio e il circuito dall'area tra l'obiettivo e il photosite, molta più luce è in grado di raggiungere i fotositi, e questo a sua volta significa che l'immagine che viene catturata ha bisogno di molto meno amplificazione.

In pratica, il design di un sensore CMOS retroilluminato significa che le fotocamere dotate di tali dispositivi possono registrare immagini con livelli di luce inferiori e con molto meno rumore digitale.

In alternativa, significa che puoi riempire molti più photosite su un singolo sensore con gli stessi livelli di rumore di un sensore non retroilluminato con molti meno pixel. Questo è molto importante su fotocamere compatte più piccole come Canon IXUS 240 HS o Sony HX20V, dove è possibile trovare fino a 16 milioni di pixel che popolano un sensore di immagine molto piccolo.

Più luce

Su un sensore 1 / 2.3 con 16 megapixel, la quantità di luce che può essere raccolta da ciascun photosite è minima. Ciò comporta invariabilmente che il segnale debba essere amplificato o amplificato da una grande quantità, e l'amplificazione introduce sempre rumore in un segnale, il che risulta in foto con un sacco di fuzz e letame che rendono le riprese in condizioni di scarsa illuminazione problematiche.

Un inconveniente con i sensori CMOS retroilluminati è una maggiore tendenza al crosstalk dei segnali elettronici che può causare una miscelazione di colori e alcuni tipi di problemi di rumore.

Inoltre, poiché il wafer di silicio è assottigliato durante la produzione, i sensori sono più fragili da produrre, e questo a sua volta significa minori rese di produzione e costi più elevati. Questo viene affrontato attraverso nuovi processi di produzione e con l'aumento dei livelli di produzione, quindi il costo di produzione di questi sensori avanzati di immagini sta iniziando a diminuire.

È possibile che presto la maggior parte delle fotocamere incorporino sensori CMOS retroilluminati. Li stiamo già vedendo diventare standard sugli smartphone, dove i requisiti di basso rumore e basso consumo energetico sono molto importanti.