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Un tempo il cuore delle fotocamere, ancora non digitali, era in pratica uno spazio vuoto dove inserire la pellicola. La qualità della fotografia, oltre ovviamente dalle capacità del fotografo, era in gran parte determinata dalla pellicola utilizzata.

Oggi il cuore delle fotocamere digitali è il sensore, una piccola superficie di forma rettangolare sulla quale si trovano i pixel che, ricevendo la luce attraverso l’obiettivo, generano la foto. E infatti la qualità delle immagini è oggi in gran parte determinata proprio dal sensore.

Due sono i principali tipi di sensore di immagine disponibili per le digicam: il CCD (Charge Coupled Device) utilizzato principalmente sulle compatte e l'alternativa CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor) utilizzato maggiormente sulle fotocamere reflex.

C'è poi il sensore Foveon X3, che fino a qualche anno fa sembrava doversi affermare sul mercato ma il cui utilizzo è rimasto relegato a pochissimi produttori di fotocamere digitali.

I 3 tipi di sensori per digicam: CMOS, CCD e Foveon X3

Sulle fotocamere compatte il sensore ha dimensioni estremamente ridotte, nell’ordine di circa 7 x 5 millimetri, per una superficie che non arriva neppure a mezzo centimetro quadrato.

E su questa superficie così piccola le moderne tecnologie sono riuscite a concentrare un numero di pixel ormai davvero impressionante, si trovano infatti fotocamere compatte con più di 12 Megapixel (ossia più di 12 milioni di microscopici pixel).

La continua sfida davanti alla quale si trovano le aziende produttrici di fotocamere digitali (sfida ormai soprattutto di carattere commerciale) è la necessità di produrre sensori con un numero sempre più elevato di Megapixel, nonostante questo significhi anche realizzare i singoli pixel di dimensioni sempre più piccole (dal momento che le dimensioni del sensore sulle fotocamere compatte restano più o meno sempre uguali).

Ma un pixel più piccolo riceve una quantità minore di luce, e questo comporta una serie di problemi di carattere tecnico non semplici da risolvere.

Sulle fotocamere digitali reflex il discorso è più complesso, in quanto il sensore può essere di due tipi: di formato ridotto, ossia di circa 25 x 15 millimetri (comunque notevolmente più grande del sensore montato sulle fotocamere compatte) oppure di più grande formato, ossia di circa 36 x 24 millimetri.

Quest’ultimo tipo di sensore è quello tecnologicamente più evoluto, sul mercato da poco più di due anni, e viene comunemente detto “full frame” - pieno formato - in quanto le sue dimensioni corrispondono quasi esattamente alle dimensioni del fotogramma della pellicola che si utilizzava un tempo.

Un esempio di sensore full frame prodotto dalla Nikon

Il grande vantaggio del sensore full frame è la possibilità di disporre di una superficie notevolmente più grande sulla quale distribuire i pixel, che di conseguenza possono avere dimensioni maggiori.

Se paragoniamo ad esempio due sensori per fotocamera reflex entrambi da 12 Megapixel, ma uno di formato ridotto e l’altro full frame, avremo la stessa quantità di pixel distribuiti in un caso su una superficie di 3,7 centimetri quadrati e nell’altro distribuiti su una superficie di ben 8,6 centimetri quadrati.

I pixel di un sensore full frame sono di conseguenza fisicamente più grandi dei pixel di un sensore di dimensioni ridotte.

E se prima abbiamo detto che un pixel più piccolo riceve una quantità minore di luce (con tutta una serie di problemi di carattere tecnico non semplici da risolvere) ora possiamo affermare che un pixel più grande riceve una quantità maggiore di luce, con tutta una serie di vantaggi di non poca importanza.

Un sensore di tipo full frame è capace di produrre immagini con una gamma dinamica più ampia, e soprattutto di lavorare a valori ISO che un tempo erano praticamente impensabili (si parla infatti di 12.800 e anche 25.600 ISO).

Le immagini prodotte da sensori full frame sono di conseguenza più pulite e di qualità superiore.

Commenti (4)

Eccellente articolo, chiaro e preciso. Una domanda: perchè nelle compatte i sensori sono così piccoli rispetto a quelli delle reflex? Sarei curioso di sapere se nell'immediato futuro potranno esistere macchine "compatte" con sensori più grandi, intermedi cioè tra quelli odierni, meno di 0,5 cmq, e i full frame da 8,6 cmq. Grazie e ancora complimenti

Grazie del complimento.
Sulle digicam compatte ogni componente ha dimensioni ridotte rispetto alle digicam reflex. La prima cosa ad avere dimensioni estremamente ridotte è l'obiettivo, ossia le lenti, di conseguenza le dimensioni del sensore devono essere anch'esse ridotte. Tutto questo sia per la necessità di produrre compatte sempre più piccole e quindi poco ingombranti, sia per la diversa ma non meno importante necessità di contenere i costi. Infatti le lenti hanno un costo tanto più elevato quanto più grandi sono, e lo stesso dicasi per i sensori. Possiamo quindi prevedere che sulle compatte le dimensioni del sensore rimarranno, più o meno, le stesse nei prossimi anni, mentre sulle reflex si diffonderà sempre più il formato "full frame", ossia quello da 8,6 cmq.

Ciao, premesso che sono nuovo nel mondo delle fotocamere digitali e devo ancora capire bene il funzionamento di tutte le componenti (in questo il tuo articolo mi è stato molto utile) avrei una domanda da porti:
Volevo comprarmi una reflex di fascia media (sono ancora giovane e inesperto) e la scelta era caduta su una Nikon D80, che monta un CCD, ma informandomi su internet ho visto che fotocamere analoghe della Canon invece hanno un CMOS e che tralaltro anche le altre marche sembra stiano passando ai CMOS... Ora, ho abbastanza capito le differenze "fisiche" tra i due tipi di sensori, ma non capisco che differenze ci sono a livello di qualità dell'immagine, luminosità, tempo di acquisizione... insomma, che differenza c'è a usare l'uno piuttosto che l'altro?
Grazie mille.

In termini di utilizzo pratico tra i sensori CMOS e i sensori CCD non trovi grandi differenze. La scelta di andare verso i CMOS o verso i CCD non è soltanto di tipo tecnico ma anche commerciale. Nello specifico, Nikon si appoggia a Sony per la realizzazione dei sensori, e siccome Sony per diversi anni ha prodotto principalmente sensori CCD... ne è seguito l'utilizzo dei CCD anche da parte di Nikon.

In termini di qualità di immagine, la differenza non la fa tanto il sensore di tipo CMOS oppure CCD, ma piuttosto la data di lancio sul mercato. Mi spiego meglio: a grandi linee possiamo dire che più un sensore è recente e meglio è, ossia è tecnologicamente più evoluto, indipendentemente dal fatto che esso sia CCD o CMOS.

La Nikon D80 è un'ottima macchina fotografica, monta il CCD da 10 megapixel con il quale puoi ottenere eccellenti risultati, lo stesso sensore che si trova sulla D200 (macchina di tipo semi-professionale). Potrei consigliarti, potendo spendere un pochino di più, di acquistare la nuova Nikon D90. La D90 è un modello molto più recente e di conseguenza presenta delle caratteristiche migliori rispetto alla D80. Non soltanto il sensore CMOS da 12 megapixel, ma anche molte altre funzioni tra cui la possibilità di fare filmati in alta definizione. Comunque, non potendo arrivare alla D90, ti posso garantire che la D80 è un'ottima macchina, utilizzata non soltanto da fotoamatori ma anche in molti contesti di lavoro.

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