Todas las cámaras digitales tienen un sensor de imagen que captura información para crear una fotografía. Hay dos tipos principales de sensores de imagen, CMOS y CCD, y cada uno tiene sus ventajas.
¿Cómo funciona un sensor de imagen?
La forma más fácil de entender el sensor de imagen es considerarlo como el equivalente de una película. Cuando se presiona el botón del obturador en una cámara digital, la luz entra en la cámara. La imagen se expone al sensor de la misma manera que se expondría a una película en una cámara de película de 35 mm.
Los sensores de la cámara digital consisten en píxeles que recogen fotones (paquetes de energía de luz) que se convierten en una carga eléctrica por el fotodiodo. A su vez, esta información se convierte en un valor digital mediante el convertidor analógico a digital (ADC), lo que permite que la cámara procese los valores en la imagen final.
Las cámaras DSLR y las cámaras de apuntar y disparar utilizan principalmente dos tipos de sensores de imagen: CMOS y CCD.
¿Qué es un sensor de imagen CCD?
Los sensores del dispositivo acoplado de carga convierten las mediciones de píxeles secuencialmente utilizando los circuitos que rodean el sensor. Los CCD utilizan un solo amplificador para todos los píxeles.
Los CCDs se fabrican en fundiciones con equipo especializado. Esta complejidad se refleja en su costo a menudo más alto.
Hay algunas ventajas distintivas para un sensor CCD sobre un sensor CMOS:
- Menos ruido y, por lo general, imágenes de mayor calidad, especialmente en condiciones de poca luz
- Mejor profundidad de color porque el rango dinámico del sensor es a menudo el doble que el de los sensores CMOS
- Mayor resolución y sensibilidad a la luz.
¿Qué es un sensor de imagen CMOS?
Los sensores complementarios de óxido de metal semiconductor convierten las mediciones de píxeles simultáneamente, utilizando circuitos en el propio sensor. Los sensores CMOS utilizan amplificadores separados para cada píxel.
Los sensores CMOS se usan comúnmente en las cámaras DSLR porque son más rápidos y más baratos que los sensores CCD. Tanto Nikon como Canon utilizan sensores CMOS en sus cámaras DSLR de gama alta.
El sensor CMOS también tiene sus ventajas:
- Velocidad de procesamiento más rápida porque los píxeles activos y el ADC están en el mismo chip
- Menor consumo de energía, hasta 100 veces menos que un CCD
- Funciones integradas de la cámara como la exposición automática, la codificación de color y la compresión de imágenes directamente en el chip
- Evita "manchas" cuando una imagen está sobreexpuesta
- Proceso de fabricación menos costoso
- La calidad ha mejorado significativamente desde su introducción.
Sensores de matriz de filtro de color
Se coloca una matriz de filtros de color en la parte superior del sensor para capturar los componentes de luz roja, verde y azul que caen sobre el sensor. Por lo tanto, cada píxel solo puede medir un color. Los otros dos colores son estimados por el sensor basándose en los píxeles circundantes.
Si bien este enfoque puede afectar levemente la calidad de la imagen, apenas se nota en las cámaras de alta resolución actuales. La mayoría de las réflex digitales actuales utilizan esta tecnología.
Sensores Foveon
Los ojos humanos son sensibles a los tres colores primarios de rojo, verde y azul, y otros colores se resuelven mediante una combinación de los colores primarios. En la fotografía de película, los diferentes colores primarios exponen la capa química correspondiente de la película.
De manera similar, los sensores Foveon tienen tres capas de sensores, cada una de las cuales mide uno de los colores primarios. Una imagen se produce combinando estas tres capas para producir un mosaico de azulejos cuadrados. Esta es todavía una tecnología bastante nueva que se utiliza en algunas cámaras Sigma.
