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Sensores de cámara

Sensores de cámara

Toda cámara digital está compuesta por un sensor. Él es el responsable del registro de la imagen. Pero ¿qué elementos forman un sensor?

El sensor está formado por una gran cantidad de celdas fotosensibles. Cada una de ellas consta de un fotodiodo, cuya función es convertir los fotones que le llegan en electrones. Encima de cada uno de ellos nos encontramos con una micro lente. La función de ésta es dirigir los rayos de luz que inciden sobre ella hacia el fotodiodo.

Volviendo a las celdas, cada una de ellas corresponde a lo que comúnmente conocemos como píxel, por lo tanto, si hablamos de que una cámara tiene 24mpx, tendrá́ 24 millones de celdas. Las celdas son las encargadas de detectar la intensidad de la luz, pero no el color. Para la captación del color, normalmente los sensores tienen la máscara de Bayer, compuesta por filtros encargados de descomponer la luz, en los tres colores de luz primarios, como son el rojo, el verde y el azul. Los fotones convertidos en señal eléctrica son equivalentes a la cantidad de luz obtenida y es esta señal, que en su naturaleza es analógica, la que se envía al DAC (digital-to-analog converter) para así́ convertirla en señal digital mediante código binario (0 y 1).

Los sensores más comunes son el CCD (charge-coupled device) y el CMOS (complementary metal- oxide-semiconductor). El CCD convierte los fotones que llegan a las celdas, en energía y envía la señal analógica al DAC, para así convertirla en señal digital. Pero la carga de cada píxel se transmite fila a fila –tanto vertical como horizontalmente -. El CMOS actúa de forma totalmente opuesta: cada celda es independiente, es decir, cada fotodiodo tiene su propia electrónica. Junto con esto, todo el trabajo se realiza en el propio sensor, incluido el procesado de la imagen. El sensor CMOS es bastante más rápido, pero en cambio el ruido se hace menos vigente en el sensor CCD.

El ruido en digital se produce debido a la deficiencia del soporte. En fotografía química, estaríamos hablando de las carencias que tendría la película y lo llamaríamos grano, el ruido es más limpio que el grano. Como ya hemos dicho, depende de la calidad del soporte, -entendiendo como soporte el sensor de la cámara-, cuanta más calidad tenga, más fino será el ruido que produce, y, por lo tanto, mejor definicióntendrá́ la imagen captada. La medición del ruido se establece en señal/ruido.

Los sensores tienen una sensibilidad fija, siempre es ISO 100. Cuando aumentamos el ISO no estamos aumentando la sensibilidad de las celdas del sensor, si no que lo que variamos es la señal eléctrica. El “problema” radica en que ésta siempre se encuentra acompañada de la señal de fondo. La señal de fondo es mayor que la señal eléctrica, por lo tanto, al aumentar la sensibilidad, estamos aumentando el nivel de ruido. Cuanto más alta sea la “Señal/Ruido” (ISO más bajo), menor será́ el ruido de la imagen. Por el contrario, cuanto más baja sea esa señal (mayor ISO), mayor ruido existirá́. Los CCD se caracterizan especialmente por una mejor calidad de imagen ya que su señal/ruido es más amplia que en los CMOS. Existen dos tipos de ruido: el fotónico se genera cuando los fotones llegan al fotodiodo, se produce en las sombras medias y en las luces. Y el ruido de lectura que se genera en la electrónica durante el proceso de captación de luz, domina en las sombras profundas. Dentro de éste existen diferentes tipos como el ruido blas, la corriente oscura, el ruido de amplificación y el ruido térmico.