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  • Tipos de Sensores, y sus características

    Tipos de sensores y sus variantes

     

    En líneas generales podemos decir que hay 2 tipos de sensores, CMOS, que podemos encontrar en teléfonos, tablets, y en la mayoría de las cámaras reflex, y CCD en cámaras de uso específico como medicina, astronomía, etc.  Conceptualmente son lo mismo, ambos convierten la luz en electrones o cargas eléctricas, pero son dos arquitecturas distintas. 

     

    Hay todo un debate sobre que sensor es mejor, la tecnología CMOS avanzo muchísimo y en algunos aspectos es inclusive superior a la CCD. Vale aclarar que comparar un CCD con un CMOS es a la larga comparar peras con manzanas, ambas son frutas pero no son iguales.

    Con el advenimiento de las cámaras que permiten tomar tanto fotos como videos, las CMOS dominan el mercado de productos como DSLR, teléfonos celulares, camcorders, y aplicaciones especificas como cámaras de seguridad. 

     

    CCD

    El nombre CCD corresponde a las siglas de Charge Coupled Device (dispositivo de carga acoplada). Es una tecnología inventada por AT&T Bell Labs en el año 1969. En este diseño la electronica para leer la información registrada esta fuera del sensor.

     

    Ventajas

    • La imagen es mas uniforme y de mayor calidad
    • Tienen un rango dinámico mayor (mas adelante hablamos sobre rango dinámico)

     

    Desventajas

    • La lectura de todo el sensor es mas lenta
    • Son mas caros de fabricar
    • Consumen mas energía
    • Dependiendo del diseño, pueden tener "blooming". Al saturarse un pixel la información chorrea al siguiente generando un efecto como la siguiente imagen. Si el sensor cuenta con las

    compuertas anti-blooming (ABG o anti blooming gate) este efecto no aparece, pero la cámara es menos sensible.



    blooming.jpg

    efecto de blooming

     

     

    CMOS

    Su nombre son las siglas de complementary metal oxide semiconductor (semiconductor de óxido metálico complementario). Inventado por Westinghouse Molecular Electronics en el año 1968. En este caso, la electrónica para la lectura, conversión y multiplicación de señal esta integrada en el sensor, haciéndolo mas compacto pero menos sensible.

     

    Ventajas

     

    • Lectura simultánea de mayor número de pixeles. La lectura de todo el sensor es muy rápida, si tu cámara graba video 1080p y en alta velocidad, es altamente probable que sea un CMOS.
    • El costo de los CMOS es menor
    • Consumo eléctrico muy inferior

     

    Desventajas

     

    • La imagen no es tan uniforme, como cada pixel tiene un amplificador, estos no son uniformes en todo el chip, generando una desigualdad de señal considerada ruido.
    • Elevado ruido de patron fijo (fixed pattern noise)
    • Baja sensibilidad a ultravioleta e infrarrojo.

    • Menor superficie receptora de la luz por píxel

    • Tienen efectos de obturador (rolling shutter efect) o efecto "gelatina" donde la imagen se tuerce. Un ejemplo claro es esta imagen tomada con un celular desde un auto en movimiento, donde cada pixel del sensor no se registra en el mismo momento, y la baranda de la imagen se ven torcidas.

      shutter_cmos.png 

     

     

     

    Hay avances tecnológicos en ambos tipos de sensores. Por le lado de los CMOS se esta logrando una mayor uniformidad y calidad de imagen, y por el lado de las CCD un menor consumo. 

     

    Es el caso de las ICCD, y EMCCD en el caso de CCD, o los CMOS BSI (back side illuminated) que estan llegando al mercado.

     

    Enlaces

    https://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_BSI

    http://www.andor.com/learning-academy/ccd,-emccd-and-iccd-comparisons-difference-between-the-sensors

     

    Editado por ricardo

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  • ¿Qué es la Astrofotografía?

    La astrofotografía es una mezcla entre la fotografía y la astronomía amateur que consiste en la captación fotográfica de las imágenes de los cuerpos celestes. El empleo de la fotografía en la astronomía de cielo profundo supone una serie de ventajas respecto a la observación directa, por cuanto que la emulsión fotográfica, expuesta por un tiempo suficientemente largo, viene impresionada también de radiaciones visibles de intensidad demasiado débil para poder ser percibidas por el ojo humano, incluso con la ayuda de potentes telescopios.

    Además el uso de emulsiones particularmente sensibilizadas permite el estudio de los cuerpos celestes que emiten radiaciones comprendidas en zonas del espectro luminosos a las cuales el ojo humano no es sensible. A menudo son usados también sistemas digitales, basados sobre CCD o CMOS, enfriados a bajísimas temperaturas para disminuir el ruido electrónico. Gracias al uso de filtros interferenciales, es también posible obtener fotografías sólo a la luz de algunas líneas espectrales, obteniendo por consiguiente informaciones sobre la composición de su fuente de luz.

    Para la práctica de la astrofotografía, pueden emplearse cámaras digitales compactas de calidad y costo accesible, cuyas calidad de ópticas y opciones de configuración en los tiempos de exposición, sensibilidad, abertura y foco, permitan la obtención de imágenes más que aceptables.

    Cámara digital reflex montada a trípode ecuatorial con seguimiento simple.

    Para fotografiar objetos del cielo profundo es recomendable el uso de cámaras réflex, por su amplia gama de opciones de exposición, focal, sensibilidad del sensor, etc. Las cámaras DSLR (Digital Single Lens Reflex) permiten adaptar el cuerpo a telescopios, logrando así tomas con más y mejores detalles.

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