martes, 2 de marzo de 2010

Cómo funciona... el sensor CCD

El sensor CCD se ha convertido en uno de nuestros compañeros tecnológicos inseparables. Es posible que muchos ni siquiera sepáis lo que es, ni para qué funciona, pero casi con total seguridad lo usáis o lo habéis usado en algún dispositivo electrónico. ¿No os imagináis dónde? Sin ir más lejos en vuestros teléfonos móviles con cámara o en una cámara digital. Cualquier aparato electrónico que capte fotografía o vídeo utiliza casi con total seguridad un sensor CCD. Ahora bien, ¿cómo funciona un sensor CCD?

El funcionamiento básico no es demasiado complicado de comprender y se basa en el efecto fotoeléctrico. Este efecto fue descrito de forma teórica por Einstein en el año 1905 (recibiendo posteriormente el premio Nobel en 1921) y nos viene a decir que cuando un fotón (luz) incide sobre una superficie, si tiene la suficiente energía, va a conseguir arrancar algunos electrones del material. Con esto se puede generar una corriente eléctrica aprovechable para lo que se necesite.


Sabiendo esto, podemos ya empezar a tratar el sensor. Como ya dijimos en el párrafo anterior, el sensor CCD funciona básicamente por el efecto fotoeléctrico. Por tanto, al hacer incidir la luz sobre él se arrancan electrones que acaban en un condensador. A mayor intensidad de la luz más electrones se arrancan y por tanto mayor es la carga almacenada. Dependiendo de esta carga se va a tener un diferente voltaje que será lo que determine finalmente el color. Esto ocurre para cada célula del sensor, o lo que se conoce generalmente como píxel. Si juntamos toda estas células o píxeles es cuando tenemos la imagen capturada, que luego podremos ver en el ordenador o en cualquier otro dispositivo.

Cuando se dice que una cámara digital tiene un número de píxeles quiere decir que el sensor CCD tiene ese número de celdas y por tanto, a mayor número de celdas mayor resolución va a tener la imagen. Las celdas del sensor CCD están dispuestas en forma rectangular, de ahí que las fotos digitales tengan esta forma.

Para finalizar, os quiero proponer un pequeño ejercicio. Seguro que habéis escuchado más de una vez que una cámara digital tiene 5 Mpx (5 millones de píxeles), o incluso más. Ahora bien, ¿alguna vez os habéis parado a calcular el número de píxeles (resolución) que tiene vuestra pantalla del ordenador? Lo podéis hacer muy fácilmente multiplicando el ancho de píxeles por el alto, es decir: 1280x800, 1440x900, o la resolución que tengáis. El resultado es sorprendente, ¿verdad?

Saludos ;)

Fuente de las imágenes: Wikipedia (1) y (2)

Funcionamiento de las linternas sin pilas
Las vacunas del futuro

4 comentarios:

Crul dijo...

Curioso, ¿Y cómo se diferencian los tres canales de color?

Saludos

Ahskar dijo...

Crul, en ese caso lo que se hace es lo siguiente:
Si imaginas las celdillas del CCD como un tablero de ajedrez, se usa cierto esquema de filtros intercalados, (como los negros y blancos del de ajedrez, pero con 3 colores: rojo, azul, verde). De esta forma cada celda sólo "ve" la intensidad de un color. Una vez se extraen los datos del CCD la electrónica los combina de forma que se sumen las intensidades de píxeles cercanos dando así el color final de ese pixel. Es la razón, por otro lado, por lo que aunque tengas un CCD de 5 MPx, a la hora de la verdad actúa como si tuviera bastantes menos (entre un tercio y la mitad), ya que para cada píxel en color necesitas la información de al menos 3 adyacentes.

Por otro lado, muy buen artículo ^^

José Luis dijo...

Pues sí, el resultado es sorprendente :O
Gracias Wis, ;) me encantan estas entradas de "Cómo funciona..."
Y gracias también a Ahskar por su comentario explicativo.

Laura Huayapa dijo...

Interesante, entonces el sensor ccd funciona de la misma manera que el cmos?