Funzionamento

Nell’articolo relativo al funzionamento del sensore d’immagine abbiamo visto che esso è costituito da tanti fotodiodi che hanno il compito di tradurre il segnale luminoso, proveniente dalla scena, in un segnale elettrico. Un esempio potrà aiutarci a capire il funzionamento dell’otturatore; supponiamo di mettere un bicchiere (fotodiodo), sotto un rubinetto e che il livello ottimale di riempimento d’acqua (fotoni), sia di mezzo bicchiere, se adesso apriamo il rubinetto (esposizione alla luce), il bicchiere comincerà a riempirsi e per raggiungere il livello richiesto impiegherà un tempo (tempo d’ esposizione), che sarà più o meno lungo, a seconda che il flusso d’acqua sia più (forte illuminazione), o meno (scarsa illuminazione), potente. In questo caso il compito dell’otturatore elettronico sarebbe quello monitorare la quantità d’acqua all’interno del bicchiere e di vuotarlo ogni volta che si sia raggiunto il livello richiesto. Se l’otturatore non intervenisse nei tempi giusti il rischio sarebbe quello di avere immagini sotto o sovraesposte, o peggio ancora l’acqua potrebbe “traboccare” e uscire dal bicchiere. Un fotodiodo irradiato dalla luce comincerà a caricarsi e se non intervenisse l’otturatore elettronico, a leggerlo e a scaricarlo, continuerebbe fino a diventare bianco, “effetto trabocco”, con conseguente perdita dell’informazione. il tempo d’intervento dell’otturatore viene monitorato dal DSP che in base alle informazioni provenienti da alcuni fotodiodi (detti di servizio), presenti sul sensore stabilisce il livello di luminosità della scena e di conseguenza la frequenza con la quale devono essere campionati i fotodiodi. In condizioni di scarsa luminosità il tempo necessario per ottenere un buon livello di carica di fotoni e quindi d’informazione è maggiore, per cui il DSP provvederà abbassando la frequenza delle letture, in condizioni di forte luminosità invece, l’eccessiva quantità di fotoni caricherebbe il fotodiodo in pochissimo tempo fino a farlo “traboccare”, in questo caso il DSP interverrà aumentando la frequenza delle letture. Gli otturatori elettronici odierni possono raggiungere velocità superiori ai 100.000 campionamenti al secondo, riuscendo a fornire delle buone immagini anche in condizioni di elevata luminosità. L’effetto trabocco è tipico dei sensori CCD ed è il responsabile della sovraesposizione, in pratica oltre un certo numero di fotoni il fotodiodo si satura e il punto dell’immagine in questione diventa bianco, i sensori CMOS non risentono dell’effetto trabocco e per questo motivo vengono preferiti nelle condizioni di forte illuminazione.

Auto Iris o AES.

Negli obiettivi auto iris la frequenza di campionamento è fissa a 50 cicli al secondo (in PAL), questo è reso possibile dal fatto che in queste telecamere l’informazione ottenuta dai fotodiodi di servizio viene usata per regolare il diametro dell’iris (iride), che è il foro da cui passa la luce che raggiunge il sensore, per cui si avranno delle aperture maggiori in caso di scarsa illuminazione e aperture minori nel caso contrario. Le telecamere che montano obiettivi auto iris si adattano meglio alle condizioni di luce estrema, di contro hanno un costo e un ingombro maggiore, per questo motivo la tendenza generale, mettendo in conto delle prestazioni inferiori, è quella di usare telecamere con shutter elettronici in tutte le condizioni.