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21 Ene 2015

Características de los CCD

Como ya comenté en un anterior post, estos forman parte de un nuevo ebook, pero en este caso hay unos conceptos que creo que deben quedar claros. Por ello, me planteé hacer este post sobre alguna de las características de los CCD más reseñables.

1. Tiempo de exposición del sensor

Antes de continuar quiero hacer una puntualización de que al tiempo de exposición también se le suele denominar como tiempo de integración.

Es conocido que uno de los objetos del sensor es que éste capte la luz durante cortos espacios de tiempo para que la zona sensible le de tiempo a vaciar las cargas capturadas.

Pues bien, a este tiempo que necesita el sensor para captar la luz es a lo que denominamos como tiempo de exposición o de integración, el cual, va a depender en gran medida de la luz de la escena que estemos intentando grabar o bien de los resultados que esperemos obtener a la hora de grabar la escena.

2. Tiempo de adquisición

Al tiempo de adquisición también podemos ver que le denominan en algunas publicaciones como tiempo de transferencia. Como decía en el punto anterior, después del tiempo de integración de la carga es necesario que dicha carga se transfiera a otro dispositivo, pues bien, el tiempo de adquisición o de transferencia se le denomina como el tiempo que emplea el sensor desde que se llena hasta que se vacía y queda preparado para una nueva carga.

Por ello, un factor que determina este tiempo es el número de píxeles que tenga el sensor, o sea, a mayor número de píxeles más tiempo de transferencia y viceversa.

3. Lectura

La lectura de las cargas en un captador de imagen es un factor determinante a la hora de decidirnos por la compra de una cámara. Por ello, dependiendo de la velocidad de lectura podremos disponer de captadores más rápidos o más lentos, lo que se traduce por ejemplo en que veamos las imágenes borrosas (blur) cuando la cámara realice un barrido.

La lectura en un sensor de imagen se realiza de dos formas, una mediante un desplazamiento paralelo de las cargas, o sea, se lee la carga y se desplaza a la zona de descarga de forma individual o en grupos y otra mediante un desplazamiento serie de estas últimas. Esto creo que quedará mejor explicado en la siguiente figura:

CCD-lectura

                                                   Figura@tilanotv.com

3.1. Tiempo de lectura

El tiempo de lectura también se define como la tasa de lectura, la cual esta definida como la inversa del tiempo de conversión serie, es decir, el tiempo que necesitaríamos para poder digitalizar un solo píxel. Esta medida se suele proporcionar en píxeles/segundo, un ejemplo que nos podríamos encontrar sería de 600 Kilopíxeles/sg.

Así que resumiendo un poco, podríamos decir que la velocidad de lectura nos va a suministrar la máxima velocidad de cuadro medida en frame/sg. También, la velocidad de reloj de los píxeles –aunque solo en los CCD y EM-CCD- nos muestra cómo de rápido podemos leer un píxel, lo que nos va proporcionar el límite inferior para la velocidad de imagen. He puntualizado que la velocidad de reloj es más determinante en este tipo de sensores porque en los CMOS, debido a su arquitectura no es tan relevante.

En este último caso, el tiempo de lectura se define para toda la matriz, o sea, cómo de rápido se pueden obtener imágenes.

4. Tamaño de los sensores

Los tamaños de los sensores determinan bastantes características de la calidad de la imagen. Hay tamaños que van desde 1pulgada, 2/3”, 1/2”, 1/3” y 1/4”. En la figura siguiente se muestran las dimensiones en milímetros del ancho por el alto.

CCD-sizes

                                                  Figura©tilanotv.com

Pero…¿Por qué estas medidas y no otras?. Pues porque estas medidas de los sensores proceden de la herencia de los antiguos tubos de imagen Vidicón, que eran de 1pulgada, 2/3”, 1/2”, para una relación de aspecto de 4:3 según indicaba la norma RS-170ª.

Al desarrollarse los sensores de estado sólido, los CCDs, se adoptaronlas dimensiones procedentes de las usadas con el Vidicón, aunque la mayoría de los sensores al comienzo de su uso lo hicieron con 1/4, 1/3”, 1/2” y 2/3”.

Últimamente se ha aumentado tanto la resolución de los sensores como la relación de aspecto de los mismos, llegando a fabricarse con formatos cuadrados de 1:1 y con relaciones de aspecto de 16:9 para el sistema de HDTV y con tamaños de 1,2”.

 Como habrás comprobado no existen muchos tamaños de CCD, los cuales han ido evolucionando a lo largo del tiempo que lleva en desarrollo, pero si conoces alguno más puedes dejarlo en un comentario a continuación.

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