Sensores De Imagen

El sensor de imagen es el elemento de una cámara electrónica, tanto de vídeo como de fotografía estática, que capta la luz que compone la imagen y la convierte en una señal, la cual se entrega en formato analógico como digital. Se trata de un chip formado por millones de componentes sensibles a la luz (fotodiodos o fototransistores) que al ser expuestos capturan la luz proyectada de un objetivo, que compone la imagen.

Cada uno de los elementos fotosensibles del sensor se denomina pixel o píxel, palabra proveniente del acrónimo inglés picture element. El número de píxeles del sensor se suele medir en millones de píxeles (o megapíxeles, Mpx). De forma general se puede decir que mayores números indican la posibilidad de imprimir (o visualizar) fotos a tamaños más grandes con pérdidas de calidad menores (mayorresolución de imagen).

Otro factor importante con respecto al sensor es el tamaño y forma del mismo. Un sensor grande que contenga un número relativamente pequeño de píxeles debería tener una gran área por píxel; y viceversa: un sensor pequeño con el mismo número de píxeles tendrá una reducida área por píxel. Los píxeles de mayor tamaño tienden a generar una mejor calidad de imagen y una mayor sensibilidad.

La forma del sensor suele ser rectangular, utilizando principalmente los formatos 3/2 y 4/3. Dado que la forma natural de la visión del ser humano se acerca más al formato 3/2 que al 4/3 (típico de televisores y monitores de computadora antiguos), las grandes marcas, fabrican los sensores en el formato 3/2, cuya proporción es de 1,5.

En cuanto a la tecnología de los sensores, las más extendidas actualmente son:

• Sensor CCD, era el más extendido tanto en fotografía como en video.

• Sensor SuperCCD, era una variación del sensor CCD, optimizado electrónica y ópticamente para obtener mejor sensibilidad.

• Sensor CMOS, es el más extendido comercialmente en la actualidad, gracias a su menor consumo de energía y su menor coste de fabricación.

• Foveon X3 a diferencia de los anteriores no realiza interpolación de los colores para la obtención de la imagen.

Además, junto a los cuatro tipos de sensores mencionados, algunas marcas han optado por aportar nuevas aproximaciones.

Este es el caso de Sony y su CCD RGBE. La modificación, en este caso, se produce en el filtro Bayer colocado delante del sensor. En lugar de apostar por la clásica combinación de filtros rojos, verdes y azules -con predominancia de los verdes por ser el ojo humano más sensible a este color-, los ingenieros de la compañía han ajustado más este parámetro y han llegado a la conclusión de que nuestra vista percibe un tipo concreto de verde: el esmeralda. Así, este filtro Bayer modificado contiene una mitad de píxeles verdes filtrados específicamente para el verde esmeralda.

Otra variación sería el chip sensor de Kodak que sustituye los patrones básicos rojo, verde y azul por cian, magenta y amarillo. En efecto, mientras otros sensores toman una imagen 'positiva' éstos graban negativos digitales utilizando colores secundarios en lugar de primarios (aunque luego los datos son convertidos a RGB para mantener la compatibilidad con el resto del mercado). La ventaja de usar estas componentes secundarias es que esos colores contienen mayores factores de transmisión que los colores primarios complementarios lo cual redunda en una mayor sensibilidad en ciertas circunstancias (no en todas).

Funcionamiento

El sensor de imágenes funciona con el mismo principio que la película fotográfica, transforma la luz en imagen. El sensor está constituido por células fotovoltaicas que miden la intensidad de la luz y su color. Esta intensidad luminosa luego se transforma en corriente eléctrica. Cada punto del sensor, que compone una parte de un píxel, registra la intensidad luminosa para producir una imagen.

El sensor de imágenes está compuesto por dos elementos superpuestos: el primero está compuesto por células fotosensibles, el segundo es el dispositivo de transferencia de carga. Para restituir el color, cada célula fotosensible posee 3 filtros: un rojo, un azul y un verde. Cada filtro sólo es receptivo a un color.

Los diferentes tipos de sensores

El sensor CCD (Charge-Coupled Device) era el más usado hasta hace poco en las cámaras fotográficas y las videocámaras digitales. El CCD está compuesto de células fotosensibles que transfieren la carga hacia un colector que traslada a su vez las cargas hacia el conversor.

El sensor CMOS (Complementary Metal Oxyde Semi-conductor) funciona en base al mismo principio que el sensor CCD, pero con algunos detalles diferentes. También está compuesto de un matriz de células fotosensibles, pero en lugar de trasladar la carga hacia un colector, la conserva y la traslada directamente al conversor.

En principio, el sensor CCD es de mejor calidad y da mejores resultados que el sensor CMOS que es incorporado en las cámaras web y en las cámaras fotográficas digitales de baja gama. Pero algunos fabricantes revertieron este estado y equiparon sus mejores réflex con un sensor CMOS de tipo APS-C y Full Frame. De esta manera, se puede obtener una imagen de mejor calidad en los detalles, la resolución y la sensibilidad, con un CMOS acoplado a un buen conversor, en lugar de un CCD acoplado a un conversor de baja calidad.

El sensor CMOS es menos costoso que el sensor CCD. Esto favorece a los usuarios ya que pueden obtener, a un menor costo, un sensor más grande con una mayor resolución, incluso si es más lento que el sensor CCD.

El sensor CCD es todavía más utilizado en la mayoría de las cámaras compactas y en las cámaras bridge, mientras que el CMOS es más usado en las cámaras réflex y las cámaras híbridas (cámaras compactas con objetivos intercambiables).

La resolución

La resolución es calculada por el número de píxeles a lo largo y ancho de la imagen. De esta resolución dependerá el formato de salida, es decir el tamaño máximo de una imagen al imprimir sin alterar la calidad.

Así, un sensor de 12 millones de píxeles permite restituir una imagen de 4 000 píxeles de largo por 3 000 de ancho (4 000 x 3 000 = 12 000 000). A 150 píxeles por pulgada, se obtendrá una imagen de alta calidad de 67 cm x 50 cm (un poco más grande que el formato A2). Sin embargo, hay que tomar en consideración el tamaño efectivo de su sensor porque éste tiene una incidencia directa sobre la calidad general de las imágenes. Un sensor de igual resolución con formato 36 x 24 mm full frame será de mejor calidad que un sensor de 17,3 x 13 mm (este tipo de sensor se encuentra en ciertas

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