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Al
igual que muchos otros dispositivos en la industria
electrónica, un sensor de imagen digital, CCD, está hecho
de silicio, una placa de silicio del tamaño de un sello
que contiene millones de fotocélulas sensible a la luz.
El procesamiento de imágenes se basa en el efecto
fotoeléctrico, interpretado por Albert Einstein y por el
que le dieron el Premio Nobel en 1921.
Debido al efecto fotoeléctrico se liberan electrones en
las fotocélulas cuando la luz llega a la placa de silicio.
Los electrones liberados se acumulan en las células donde
son almacenados. Cuanto mayor sea la cantidad de luz,
mayor sea el número de electrones.
Cuando se aplica un voltaje a la matriz del CCD, el
contenido de las fotocélulas puede ser leído; fila a fila,
los electrones vacían la matriz en una especie de cinta
transportadora (ver figura). Por ejemplo, una matriz de 10 x
10 puntos de imagen se transforma en una larga cadena de
100 puntos. De esta manera el CCD transforma la imagen
óptica en señales eléctricas que posteriormente se
traducen en unos y ceros. A continuación cada celda puede
recrearse como un punto de imagen, un píxel. Cuando se
multiplica el ancho del CCD, expresado en píxeles, por su
altura, se obtiene la capacidad de imagen del sensor. Por
lo tanto un CCD con 1280 x 1024 píxeles produce una
capacidad de 1,3 megapíxeles (1,3 millones de píxeles).
Las
CCD dan una imagen en blanco y negro, por lo que para
obtener los colores se utilizan varios filtros. Un filtro
que contiene uno de los colores básicos: rojo, verde o
azul, se coloca sobre cada célula en el sensor de imagen.
Debido a la sensibilidad del ojo humano, el número de
píxeles verdes debe ser doble que el número de píxeles de
color rojos o azules. Para imágenes más avanzadas, se
puede utilizar un mayor número de filtros.
Hace tres años, el CCD superó el límite de los 100
megapíxeles, y aunque la calidad de imagen no depende sólo
del número de píxeles, la superación de este límite se ha
considerado en la fotografía digital un paso más hacia el
futuro
Inicialmente nadie predijo que el CCD pasaría a ser
indispensable en el campo de la astronomía. Sin embargo,
gracias a la tecnología digital, la cámara gran angular del
telescopio espacial Hubble puede enviar a la Tierra las
imágenes más sorprendentes.
El
sensor de imagen digital se ha convertido en un
instrumento ampliamente utilizado al servicio de la
ciencia tanto en el fondo de los océanos como en el
espacio. Pueden revelar detalles finos en objetos muy
distantes o en objetos extremadamente pequeños. Es una
muestra de cómo los avances tecnológicos y científicos se
entrelazan. |
