Optoelectronica

Instituto Tecnológico de Matamoros

Optoelectrónica Unidad VI Sensores de imagen
Flores Reyes Verónica

Profra: Leo Martínez Marisa

Fecha de entrega 18-Mayo-2011

Sensores de Imagen El sensor de imagen es el elemento de una cámara fotográfica digital que capta la luz que compone la fotografía. Se trata de un chip formado por millones de componentes sensibles a la luz que al serexpuestos capturan la imagen fotográfica. A medida que la luz atraviesa un objetivo, ésta se enfoca en el sensor de imagen de la cámara. Un sensor de imagen está compuesto de muchos fotositos y cada fotosito corresponde a un elemento de la imagen, comúnmente conocido como "píxel", en un sensor de imagen. Cada píxel de un sensor de imagen registra la cantidad de luz a la que se expone y la convierte en unnúmero de electrones correspondiente. Cuanto más brillante es la luz, más electrones se generan. Cuando se fabrica una cámara, existen dos tecnologías principales que pueden utilizarse para el sensor de imagen:   CCD (dispositivo de acoplamiento de carga) CMOS (semiconductor de óxido metálico complementario)

Sensores de imagen: CCD (a la izquierda); CMOS (a la derecha).

Aunque lossensores CCD y CMOS se consideran a menudo rivales, cada uno tiene sus propios puntos fuertes y debilidades que lo hacen apropiado para aplicaciones distintas. Los sensores CCD se producen con una tecnología que se ha desarrollado expresamente para el sector de las cámaras. Los primeros sensores CMOS se basaban en tecnología estándar que ya se utilizaba ampliamente en los chips de memoria de los PC, porejemplo. Los sensores CMOS modernos utilizan una tecnología más especializada y la calidad de los sensores aumenta rápidamente.

Tecnología CCD Los sensores CCD llevan utilizándose en las cámaras desde hace más de 30 años y presentan muchas cualidades ventajosas. Por regla general, siguen ofreciendo una sensibilidad lumínica ligeramente superior y producen menos ruido que los sensores CMOS.Esta mayor sensibilidad lumínica se traduce en mejores imágenes en condiciones de poca luz. Sin embargo, los sensores CCD son más caros y más complejos de incorporar a una cámara. Un sensor CCD también puede consumir hasta 100 veces más energía que un sensor CMOS equivalente. Tecnología CMOS Los recientes avances en los sensores CMOS los están acercando a sus homólogos CCD en términos de calidad dela imagen. Los sensores CMOS reducen el coste total de las cámaras ya que contienen todas las funciones lógicas necesarias para fabricar cámaras para ellos. En comparación con los sensores CCD, los sensores CMOS permiten mayores posibilidades de integración y más funciones. Los sensores CMOS también tienen un tiempo menor de lectura (lo que resulta una ventaja cuando se requieren imágenes de altaresolución), una disipación de energía menor a nivel del chip, así como un tamaño del sistema menor. Los sensores CMOS megapíxel están mucho más extendidos y son menos caros que los sensores CMOS megapíxel. Sensores megapíxel Por motivos de costes, muchos sensores megapíxel (es decir, sensores que contienen un millón de píxeles o más) de las cámaras megapíxel tienen el mismo tamaño o unoligeramente mayor que los sensores VGA que ofrecen una resolución de 640x480 (307.200 píxeles). Esto significa que el tamaño de cada píxel de un sensor megapíxel es menor que el de un sensor VGA. Por ejemplo, un sensor megapíxel de 1/3” y 2 megapíxeles tiene píxeles de un tamaño de 3 μm (micrómetros/ micrones). En comparación, el tamaño de píxel de un sensor VGA de 1/3” es de 7,5 μm. De este modo, mientrasla cámara megapíxel ofrece una resolución más alta y un mayor detalle, es menos sensible a la luz que su homóloga VGA, ya que el tamaño de píxel es menor y la luz reflejada desde un objeto se extiende a más píxeles. Componentes del sensor de imagen Cada uno de los elementos fotosensibles del sensor se denomina pixel (picture element). El número de píxeles del sensor se suele medir en millones de...