Que es un sensor cmos

que es un sensor cmos

Sensor CMOS Función características y comparación con otros sensores


Uno de los primeros CMOS-APS, desarrollado por la NASA

Un sensor de píxeles activos (APS) es un sensor que detecta la luz basado en la tecnología CMOS y, por lo tanto, es más conocido como sensor CMOS.

Gracias a la tecnología CMOS, es posible integrar más funciones en un chip sensor, como el control del brillo, la corrección del contraste o un convertidor analógico-digital.

Principio de funcionamiento

Al igual que el sensor CCD, el APS se basa en el efecto fotoeléctrico. Consiste en numerosas páginas de fotos, una por cada píxel, que generan una corriente eléctrica que varía según la intensidad de la luz recibida. Con el CMOS, a diferencia del CCD, se incorpora un amplificador de la señal eléctrica en cada fotocélula, y es una práctica común integrar el convertidor digital en el propio chip. En un CCD, la señal eléctrica generada por cada foto debe ser enviada al exterior, y desde allí es amplificada a la computadora. La ventaja es que la electrónica puede leer la señal de cada píxel directamente, resolviendo así el problema conocido como florecimiento, en el que la recepción de una alta intensidad de luz en un punto afecta a los píxeles vecinos (un alto brillo produce líneas blancas en la imagen). La desventaja es que hay mucha electrónica bajo los receptores de luz (páginas de fotos) que no son sensibles a la luz, lo que significa que no pueden capturar tanta luz en la misma superficie del chip. La solución al problema no sólo fue aumentar la densidad de integración, es decir, reducir el tamaño de la electrónica insensible, sino también utilizar microlentes que, como una lupa, concentran la luz de cada célula en su página de fotos.



El filtro de Bayer, que se utiliza en muchas cámaras digitales

Contiene un filtro que recoge sólo la luz roja, otras para la verde y otras para la azul.

Comparación con otros sensores

Según los fabricantes de CCD, los sensores CMOS tienen un alto ruido de patrón fijo (FPN, un ruido que no cambia con el tiempo y que se ve como un fondo fijo en la imagen), pero los partidarios afirman que tienen un bajo consumo de energía (lo que resulta en un mayor alcance de la cámara). Parece que el "ruido" mencionado se debe al hecho de que los sensores convencionales del CMOS tienen un amplificador separado en cada píxel, y estos amplificadores no suelen ser uniformes en todo el chip, y la desigualdad residual produce el ruido. En cambio, todos los píxeles de un CCD son activados por una etapa común del amplificador, evitando así este problema.

Por otro lado, los fabricantes de CMOS argumentan que los sensores CCD requieren una compleja electrónica externa, lo que aumenta el costo. En la práctica, es posible encontrar implementaciones de alta calidad de ambas tecnologías.

Finalmente, los sensores del CMOS son culpados por su baja sensibilidad a la luz ultravioleta e infrarroja.

Las ventajas y desventajas dependen en parte de cada dispositivo, ya que es posible encontrar sensores CCD con características similares a las del CMOS y viceversa. Sin embargo, es posible enumerar las características típicas de la siguiente manera

Ventajas de los sensores CMOS sobre los sensores CCD

Consumo de energía significativamente menorMucho más económico, ya que se requieren menos componentes externosPuede leer un mayor número de píxeles simultáneamenteEl convertidor digital puede integrarse en el mismo chipSin o sin florecimiento ("smear")Mayor flexibilidad en la lectura (vista previa más rápida,...)Permite la exposición y lectura simultánea de los píxelesOtras topologías posibles (el sensor SuperCCD de Fujifilm utiliza una construcción en forma de panel (octogonal) para los píxeles)Pueden combinarse diferentes tipos de píxeles (dependiendo del tamaño y la sensibilidad)Muchas velocidades de cuadro altas en comparación con un CCD del mismo tamaño

Desventajas de los sensores CMOS en comparación con los sensores CCD

Menor área de recepción de luz por píxelMenor uniformidad de los píxeles (mayor ruido de patrón fijo - FPN)Efecto gelatinoso o inestabilidad de la imagen durante los movimientos rápidos (el vídeo está torcido) o destellos debido al tipo de bloqueo de giro utilizado.

Aplique bajo

Debido a su bajo costo, el APS comenzó a ser usado masivamente en cámaras web y cámaras de teléfonos móviles. Sin embargo, hoy en día también se utiliza en las cámaras DSLR de Canon, Nikon, Pentax Sony y Sigma, ya que no sólo superan a los sensores CCD en brillo, sino que también producen menos ruido.

Los sensores CCD todavía se utilizan en las cámaras de vídeo en 2005, con la excepción de las cámaras de alta definición Sony HDR-HC1, HDR-HC3 y Sony FX7 (que utilizan 3 sensores CMOS). El APS también se usa en cámaras industriales.

Ver también

  • Sensor de imagen
  • El sensor de SuperCCD
  • El sensor CCD
  • Foveon X3
  • fotografía digital
  • Cámara digital
  • El formato del sensor de imagen
  • Factor de multiplicación de la distancia focal