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Il nuovo sensore Exmor R di Sony: Che cosa significa per l’astrofotografo?

“Dove c’è molta luce, l’ombra è più nera”.

Queste parole sono state pronunciate da un personaggio non certo minore: le ha espresse Johann Wolfgang von Goethe. Quando egli pronunciò queste parole, ancora nessuno aveva idea di cosa fossero le fotocamere digitali. Ed il famoso poeta, certamente, intendeva riferirle ad un contesto completamente diverso.

Eppure: questa frase si adatta così bene ai sensori delle fotocamere per uso astronomico da doverla per forza citare.

Ma che cosa hanno in comune queste due cose? E perché questa citazione non si adatta più nello stesso modo alle fotocamere con i nuovi sensori Exmor R? Torneremo su questo tema fra un momento.

Fotocamere di ToupTek con una sensibilità più elevata del 100%

Si tratta di una notizia che farà piacere a molti appassionati di astronomia: Le fotocamere Touptek hanno una sensibilità fino al 100% più elevata (Fonte: Sony), rispetto alle meno recenti fotocamere CMOS convenzionali. Infatti negli ultimi tempi nella tecnologia dei sensori si sono fatti passi da gigante. Per dirla in breve: grazie al nuovo sensore Exmor R è ora possibile immagazzinare nel sensore, in un tempo di esposizione più breve, una quantità di informazioni ancora maggiore sugli oggetti.

Le fotocamere di ToupTek sono già dotate dei nuovi sensori Exmor R : Parliamo ora di fotocamere.

Fino a pochi anni fa i sensori CCD erano ancora la prima scelta. Infatti avevano un rumore di lettura decisamente minore, avevano una buona sensibilità e potevano produrre immagini con un numero maggiore di particolari. Ma poi, con lo sviluppo tecnologico, nacquero sensori CMOS di nuova generazione. Questi sensori avevano un veloce trasporto dei dati e una digitalizzazione iperveloce. Inoltre Il rumore di lettura si ridusse notevolmente facendoli diventare molto interessanti per l’uso astronomico.

Del resto, questi sensori sono denominati anche sensori a illuminazione frontale o sul lato frontale. E qui diventa interessante anche l’espressione di Goethe “Dove vi è più luce, là più forte è l’ombra”. Infatti questa espressione ha qualcosa a che vedere con l’architettura ovvero con la struttura costruttiva del microcircuito (chip).

Der Front-Illuminated Sensor: Lichtstrahlen treffen auf den Sensor, werden aber zum Teil abgelenkt.I sensori CMOS “classici”

I sensori illuminati frontalmente contengono una grande quantità di elementi, che i fotoni della luce devono attraversare prima di arrivare a destinazione e colpire i pixel.

In un primo tempo vi erano le microlenti, poi sono arrivati i filtri colorati e infine è arrivata anche l’elettronica. Quest’ultima, infatti, è stata portata sul chip dall’alto. Cioè: in questa posizione si trovano le piste in alluminio, i fili metallici e i transistor. Anche attraverso questi elementi devono passare i fotoni. Solo dopo la luce arriva finalmente al fortemente desiderato pixel.

Ma questa elettronica purtroppo è una specie di proiettore d’ombra. Qualcosa di analogo a quello che ci è noto anche nei telescopi con grandi specchi secondari: Una certa parte della luce viene assorbita e deflessa.

Alcuni fotoni non hanno persino nessuna possibilità di farcela. Non vengono lasciati passare oppure vengono semplicemente riflessi dal filo metallico. La conseguenza è inevitabile: arriva meno luce.

Ora Sony ha escogitato come rendere più sensibili i chip attuali. E come farsi venire un’idea grandiosa, che ora può essere messa in atto anche nelle nuove fotocamere per astronomia: I sensori CMOS “retroilluminati”.

I nuovi sensori “retroilluminati” di Sony

Sony ha scomposto i sensori e li ha ricostruiti in modo completamente diverso. Ora i fotoni attraversano le microlenti e poi i filtri colorati. E fin qui è tutto chiaro. Però subito dopo ci sono i pixel.

Ora l’elettronica, i fili metallici e i transistor si trovano dietro. Quindi i fotoni arrivano ora nelle fotocellule senza essere deflessi . Il substrato di silicio viene illuminato da dietro e non più dal davanti. Un ulteriore punto di forza è costituito dalla tecnologia STARVIS, un sottogruppo dei sensori Exmor R, che sono dotati di una sensibilità ancora più elevata. Proprio là dove vi è poca luce, questa tecnica fa valere in modo eccellente il suo punto di forza.

Attraverso numerosi miglioramenti, i sensori Exmor R possono essere estremamente veloci, avere ancora meno rumore, avere una sensibilità doppia rispetto all’attuale (Fonte: Sony) ed avere inoltre una trasmissione più elevata nel vicino infrarosso.

Del resto, in ricerca si usa questa tecnica già da molto tempo. Però finora il prezzo di queste fotocamere è stato a livelli veramente astronomici. Grazie al ribasso estremo subito dai prezzi, questi sensori CMOS sono ora anche alla portata degli appassionati.

Che cosa significa questo per le vostre riprese fotografiche in astronomia?

  • più luce in un tempo più breve
  • tempi di esposizione più brevi e quindi minori problemi per l’inseguimento
  • possibilità di fotografare galassie e nebulose anche con fotocamere non raffreddate
  • frequenza dei fotogrammi estremamente elevata e quindi immagini dei pianeti ancora più nitide
  • sensibilità più alta nel vicino infrarosso, utile per riprendere immagini di Marte, immagini di Venere
  • possibilità di riprendere oggetti celesti più chiari, spesso come in video live.

Conclusione:

I nuovi sensori “retroilluminati” di Sony offrono agli astrofotografi nuove e avvincenti possibilità. Grazie ai bassi costi i prezzi sono adesso favorevoli. E il guadagno consiste in belle astro-foto con poca spesa. Ma la cosa più bella è che: le fotocamere di ToupTek sono già dotate della nuova tecnologia. Forse ora si potrebbe dire: “Dove c’è molta luce, resta molta luce”. Almeno per quanto riguarda queste nuove fotocamere.

P.S.:

Se anche voi volete usare le nuove fotocamere, allora: andate semplicemente qui.

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18.10.2019
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