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Cómo funciona el sensor de tu cámara de fotos

El dispositivo del que hablamos en este artículo, el sensor, es quizá una de las partes más importantes y determinantes de una máquina fotográfica. Los hay grandes y pequeños. Es posible, no obstante, que no te hayas atrevido nunca a quitar el objetivo, levantar el espejo y echar una ojeada para ver qué aspecto tiene. Es una pieza que infunde respeto porque es muy cara de arreglar.

Desde aquí te invito a que sigas leyendo para quitarte el miedo. Descubre cómo funciona el sensor de tu cámara de fotos.

Qué es el sensor de la cámara de fotos

Básicamente, el sensor de la cámara fotográfica es la superficie fotosensible en la que se fija la imagen captada. La luz hace un viaje apasionante cuando aprietas el disparador: entra por el objetivo y pasa por la lente; atraviesa el diafragma; se introduce en el cuerpo de la cámara donde se encuentra el obturador y finalmente se queda plasmada en el sensor.

Para saber el plano en el que se encuentra este dispositivo, fíjate en una pequeña marca ubicada en la parte superior de la cámara, junto a los principales diales. En esta foto te la muestro:

sensor_de_imagen

La revolución de la fotografía digital tuvo en el sensor el principal protagonista. Antes, en la era de lo analógico, cargabas la cámara con una película o carrete, que era donde se quedaba fijada la imagen. Funcionaba con haluros de plata, que se estimulaban cuando recibían la luz, y producía el negativo. Las partes con luz se volvían negras, las que no recibían se quedaban trasparentes.

Todo aquello cambió con la aparición del sensor, allá por 1969 cuando los laboratorios Bell crearon un chip sensible a la luz.

Cómo funciona

El sensor de imagen es una maravilla tecnológica. Los fabricantes se vuelcan cada vez más en él para desarrollar nuevos modelos más potentes. Es, sin duda, la parte de la cámara que más ha avanzado desde el comienzo de la fotografía digital. Sin embargo, su estructura y funcionamiento es muy parecido al que tenía en sus inicios.

Este chip fotosensible está formado por millones de cazadores de fotones (que son los elementos que componen la luz). Es el famoso píxel, una palabra que viene del acrónimo inglés picture element.

A mayor intensidad de luz, más carga eléctrica habrá. Una vez que el píxel ha recibido la luz, la transforma en un valor digital, en ceros y unos. Una información que pasará al procesador y luego a la tarjeta de memoria.

Para hacerlo algo más fácil, piensa en una piscina vacía llena de vasos. Cada uno de ellos es un píxel y se van llenando en función del agua (luz) que reciben. Al final, la piscina vista desde arriba nos mostrará la imagen resultante. Así funciona el sensor.

Tipos de sensores

Según el tipo de tecnología con la que están diseñados, los sensores se pueden dividir principalmente en dos grupos:

CHARGE COPULED DEVIDE (CCD)

Sus siglas en inglés significan Dispositivo de Carga Acoplada. Fueron los primeros en construirse y ofrecen una gran calidad de imagen, pero su fabricación es muy compleja y costosa, por lo que las cámaras que los llevan son muy caras. Además, este tipo de sensores consumen mucha energía.

COMPLEMENTARY METAL OXYDE (CMOS)

Semiconductores de Óxido de Metal. Su fabricación es más barata que la del CCD porque no necesita tantos elementos electrónicos. Además, consume menos energía y puede realizar muchas más funciones y procesos que su rival. El CCD necesitaba un chip externo (Analog Digital Converter, ADC) para convertir los datos de cada píxel en valores digitales binarios. Sin embargo, el CMOS es capaz de llevar a cabo esta tarea y comprimir imágenes sin tener que contar con otro dispositivo.

EL COLOR

Debes saber que estos sensores de imagen, el CCD y el CMOS, no captan el color. Tan sólo pueden atrapar su intensidad, pero lo hacen de una forma monocromática. Registran el blanco, negro y la escala de grises.

Para que la fotografía resultante tenga colores, los sensores utilizan filtros, como el CFA o el mosaico Bayer.

  • CFA (Color Filter Arrays o Red de Filtros de Color). Cada píxel tiene un filtro de color y solo deja pasar uno de los tres colores primarios (rojo, verde y azul). Este sistema tiene la capacidad de que cada píxel atrape de 256 a 1024 matices de cada color.
  • El mosaico Bayer. Es una máscara que va encima del sensor que tiene un 50% de filtros verdes, un 25% de rojos y un 25% de azules. ¿Por qué hay más píxeles verdes? Porque el ojo humano es sensible a este tipo de luz. Así, el sensor interpola dos muestras verdes, una roja y una azul y obtiene de esta forma un píxel de color.

 

Si fotografías en formato RAW, los datos se guardan de forma directa, sin interpolar, por lo que a la hora del revelado es más fácil obtener resultados de mayor calidad.

  • Sensor Faveon X3. Este fabricante creó un dispositivo que imita a lo que era la emulsión química en la película fotográfica de color. Cada píxel tiene un detector con una profundidad de color diferente y que absorbe la luz dependiendo de la longitud de onda.

Proporciones y tamaños de los sensores

El tamaño, en este asunto, sí importa. Esta característica es más determinante que la tecnología con la que están construidos, ya que determinará la ampliación final que podrás realizar de tus fotografías. Cuanto más grande el sensor, más grande será tu imagen y menos pixelada se verá.

Antes de adentrarnos en los diferentes tipos de sensores según su tamaño, permíteme que te hable de la proporción. Es la relación que hay entre su anchura y su altura. Hay dos formatos:

  • 3:2: Se corresponde con el formato que tiene un fotograma del negativo de 35mm. Está presente en la mayoría de las cámaras réflex.
  • 4:3: se encuentra en la mayoría de las cámaras compactas y en las de medio formato. También en los sensores de las cámaras con sistema Cuatro Tercios de Olympus y Kodak.

Sin embargo, casi todas las cámaras del mercado permiten cambiar la proporción de la imagen antes de realizar una foto. Incluso puedes hacer que el sensor tenga una proporción cuadrada (1:1) o panorámica (16:9).

Por su parte, el tamaño del sensor hace referencia a las dimensiones de su superficie. Antes, en la era de la fotografía analógica, el más popular era el de 35mm, pero con la llegada de lo digital, los tamaños de los sensores se han diversificado un montón.

Estos son los más usados por las cámaras actuales:

Sensor Dimensiones
Full Frame 36X24
APS-H 28,7X19 mm
APS-C (Nikon DX, Pentax, Sony) 23,7×15,6 mm
APS-C (Canon) 22,2×14,8 mm
Faveon 20,7×13,8 mm
Sistema 4/3 17,3×13 mm

Resolución y densidad de píxeles

La resolución de un sensor de imagen es la cantidad de píxeles que tendrá la fotografía. Multiplica los píxeles del alto por el ancho y te saldrá el resultado; por ejemplo, unos 20 millones. Es decir, esa fotografía tendrá una resolución de 20 megapíxeles.

Por su parte, la densidad de píxeles es el número de estos puntitos que tiene un sensor dividido por su superficie. Viene expresado en megapíxeles por centímetro cuadrado. Además, hay otro concepto que es el tamaño del píxel, que se calcula al dividir el largo del sensor por los píxeles de ese largo. Se expresa en micras.

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Debes saber que si comparas dos sensores del mismo tamaño, aquel que tenga menor densidad será el que ofrezca una mejor calidad de imagen. Esto es así porque el tamaño de los píxeles será mayor. Un puntito más grande es capaz de recibir más luz y de ofrecer más detalle.

Todo esto sirve para decidirte por una cámara u otra en función de su sensor, que es uno de los factores determinantes para la calidad final de la imagen. Quédate siempre con el que te ofrezca una menor densidad de píxeles.

ISO

¿Te acuerdas cuando ibas a la tienda de fotografía y pedías un carrete? El dependiente te preguntaba qué ISO o ASA querías. Había de 100, 200, 400… Pues bien, en la fotografía digital también puedes ajustar este valor, que no es ni más ni menos que la sensibilidad del sensor. Indica lo receptivo que se muestra ante la luz que actúa sobre él.

Con una sensibilidad baja (100, 200), el sensor recibe poca luz. Con un ISO mayor (800, 1600), la fotografía tiene más exposición. Sin embargo, a mayor sensiblidad, la imagen resultante tendrá más ruido, por lo que perderá algo de calidad.

Exactamente ¿qué es aumentar la sensibilidad del sensor? Para explicarte esto te voy a pedir que te imagines un transistor y que sintonices una emisora. Ahora aumenta el volumen. Eso es subir el ISO. Si la emisora tiene alguna interferencia o ruido, éstos serán más altos si el volumen el mayor. El sensor, la sensibilidad y el ISO funcionan igual. Cuando amplificas la señal para que los píxeles sean más receptivos, aumentas también las interferencias eléctricas que quedan plasmadas en la imagen en forma de puntitos blancos.

¿Mi sensor está sucio?

Lo que da más miedo a los fotógrafos es enfrentarse a las tareas de limpieza de este dispositivo tan importante, frágil y caro. Es más, en alguna ocasión he escuchado que si estropeas un sensor, es más rentable comprar una cámara nueva. Ante todo, tranquilidad. Y antes de nada, debes comprobar si tu sensor está sucio.

Para ello, cierra a tope el diafragma y haz una foto a una superficie clara, como un folio en blanco o el cielo azul. En la imagen saldrán los puntos de suciedad de tu sensor.

Y a la hora de limpiar el dispositivo, te aconsejo que lo hagas en un lugar libre de polvo y suciedad y que sigas estos pasos:

  • Levanta el espejo desde el menú de tu cámara.
  • Utiliza una pera de aire para quitar el polvo depositado pero siempre con la cámara boca abajo.
  • Para las manchas adheridas hay que utilizar productos específicos, como unas almohadillas impregnadas de líquido limpiador que son de la medida del sensor.
  • Si las manchas persisten, lo mejor es que lleves la cámara al servicio técnico.

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2 comentarios

    Muchas Gracias ,por el articulo,muy ilustrativo.Tengo una duda:poseo Nikon 7100 con 24 M. y la anterior que tuve fue la 5100 con 16 M. mi duda es que la 5100 tiene menos densidad de pixeles,luego tendria mejor calidad de imagen¿.Gracias.

    Es un artículo con información muy interesante para principiantes y te adentra en el lenguaje de la fotografía.
    Muy agradecido.