I padri del sensore CCD vincono il Nobel per la fisica 2009

In questi giorni si stanno assegnando i Nobel alle personalità più importanti ed influenti in diversi settori culturali. Per noi è di particolare interesse l’attribuzione del Premio Nobel per la fisica ai due ricercatori Willard S. Boyle e George E. Smith.

Il loro merito consiste nell’aver inventato ben 40 anni fa il sensore CCD, tecnologia che ha profondamente influenzato e mutato l’universo fotografico portando alla diffusione su larga scala delle fotocamere digitali. La tecnologia CCD (Charge-Coupled Device) fu sviluppata nel 1969 all’interno dei Laboratori Bell, dove si arrivò ad un primo prototipo funzionante in una sola settimana.

Il principio fondamentale alla base del funzionamento del CCD è l’effetto fotoelettrico, grazie al quale Albert Einsten vinse il Nobel nel 1921. Un sensore è composto da una superficie di silicio composta di pixel, ciascuno dei quali è costituito da un condensatore MOS (Metal Oxide Silicon).

È interessante osservare che l’immagine catturata dal CCD è in bianco e nero, e le informazioni sui colori vengono lette grazie ad un filtro RGB – il più utilizzato è il filtro Bayer realizzato da Kodak – posto davanti al sensore.

Con l’andare degli anni i pixel disposti su un CCD sono aumentati fino ad arrivare anche a 18 megapixel in fotocamere consumer. Insieme all’incremento dei pixel, c’è stato un conseguente aumento delle dimensioni del sensore, che nelle compatte moderne è grande in media 6mm x 4mm.

Esistono anche CCD full frame 35mm e medio formato per fotocamere professionali, ma il mercato si sta dirigendo prevalentemente verso la tecnologia avversaria del CCD, il CMOS, a causa dei minori consumi e di costi di produzione più vantaggiosi.

Il sensore CCD, comunque, trova ancora larga applicazione anche in settori specializzati come quello medico o astronomico. Il riconoscimento del lavoro di Boyle e Smith è finalmente arrivato, anche se con un certo ritardo, ed anche se hanno dovuto dividere il Nobel con un altro scienziato.

Foto di DnaX88
Via Nobel Prize

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