El CCD (Dispositivo de Carga
Acoplada) es un chip que convierte las señales luminosas en señales
electrónicas para ser manipuladas, con el fin de transmitirlas, registrarlas o
visualizarlas en un monitor.
El CCD, siendo el dispositivo de
imagen, reciben la señal luminosa que es concentrada por el juego de lentes de
la cámara, antes de llegar al CCD, la señal luminosa es separada en sus colores
componentes al ser reflejada en un filtro-espejo en el prisma de descomposición,
con lo que cada color es dirigido a un
CCD diferente de acuerdo al porcentaje que ocupaba originalmente en la señal
original.
Características
Los CCD están hechos de
semi-conductores de silicio, cuya superficie está compuesta de miles de compartimentos
discretos o pixeles. Los cristales de silicio forman un enrejado que hace lo
siguiente:
Cada átomo sufre un enlace
covalente con su vecino.
Los fotones que inciden en este
enrejado rompen estos enlaces y forman unas parejas de huecos de electrones.
Para medir la carga producida por
estos fotones, ésta se almacena dentro de “fuentes de potencial”.
La propagación de la carga ocurre
en canales paralelos (registro paralelo) y luego esas cargas se ubican a lo
largo de cada columna (registro serial).
Finalmente resulta un arreglo de
dos “fuentes de potencial” independientes.
Cuando el CCD recibe la imagen,
la carga del registro paralelo puede acumularse durante cierto tiempo. La
cantidad total de carga es proporcional al producto de la intensidad lumínica y
el tiempo de exposición. El patrón de carga completa corresponde a la imagen
enfocada. Después de este proceso, toda la carga almacenada en el registro
paralelo es transferida al registro serial, y entonces es transportada hacia el
nodo de salida o amplificador, este proceso se realiza cuantas veces sea
necesario. Esto produce una señal proporcional a la carga en que ingresó al
registro paralelo.
La Eficiencia de Carga
Transferida es un término que rige todo este proceso, generalmente se ubica en
el valor de 0.99999, siendo 1 el valor perfecto.
Como los CCD son dispositivos de
imagen, la resolución depende de la cantidad de puntos o pixeles que manejen en
su superficie. Hoy en día se fabrican distintos formatos de CCD, y se tienen
entre los más usados los de 1/ 3, 1/ 2 y 2/ 3 de pulgada, siendo el último
formato citado el que posee mayor resolución.
Color
Los píxeles del CCD registran
gradaciones de los tres colores básicos: rojo, verde y azul (abreviado
"RGB", del inglés red, green, blue), por lo cual tres píxeles, uno
para cada color, forman un conjunto de células fotoeléctricas capaz de captar
cualquier color en la imagen. Para conseguir esta separación de colores la
mayoría de cámaras CCD utilizan una máscara de Bayer que proporciona una trama
para cada conjunto de cuatro píxeles de forma que un pixel registra luz roja,
otro luz azul y dos píxeles se reservan para la luz verde (el ojo humano es más
sensible a la luz verde que a los colores rojo o azul).
El resultado final incluye
información sobre la luminosidad en cada píxel pero con una resolución en color
menor que la resolución de iluminación. Se puede conseguir una mejor separación
de colores utilizando dispositivos con tres CCD acoplados y un dispositivo de
separación de luz como un prisma dicroico que separa la luz incidente en sus
componentes rojo, verde y azul. Estos sistemas son mucho más caros que los
basados en máscaras de color sobre un único CCD. Algunas cámaras profesionales
de alta gama utilizan un filtro de color rotante para registrar imágenes de
alta resolución de color y luminosidad pero son productos caros y tan solo
pueden fotografiar objetos estáticos.
No hay comentarios.:
Publicar un comentario