SENSORES DE IMAGEN

SENSORES DE IMAGEN
Introducción
Los detectores analizados tienen una característica en común: integran en el espacio y
en el tiempo la cantidad total de luz que incide en ellos. Por ejemplo, si un haz luminoso de
flujo radiante dado incide en una pequeña área de la superficie de un fotodiodo, entonces
producirá la misma respuesta que el haz de igual flujo que cubre toda el área del diodo
(figura1). Sin embargo, al saturar con luz el detector, producirá una respuesta proporcional
al flujo radiante por unidad del área del detector. Al mover el detector a través del campo
luminoso se produce una respuesta que varía con la irradiancia de punto a punto de la luz
incidente. En muchas aplicaciones de la optoelectrónica es indispensable preservar
cualquier carácter espacial que pudiera tener la onda de luz. Los detectores con los que se
logra lo anterior se denominan detectores por formación de imágenes.
Figura 1.- Acoplamiento de la luz en el detector. a) Detector parcialmente cubierto:
salida proporcional a Φ; b) Detector completamente cubierto: salida proporcional a
Φ;
c) Detector sobre cubierto: salida proporcional a Φ/A.
De tales detectores, quizá el más conocido, de mayor uso y más devaluado sea el de la
emulsión fotográfica común. Cada grupo de granos de haluro de plata, que integran la
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emulsión, responderá por separado a la irradiancia de la luz incidente. Después de un
procesamiento químico, la emulsión retiene una imagen permanente de la luz incidente. La
característica más importante de la película fotográfica es esta permanencia de registro.
Otras características son sus altas capacidades de resolución sobre un amplio intervalo
espectral, así como su bajo costo. En contra de lo anterior es necesario ponderar su bajo
intervalo dinámico, no linealidad, carencia de respuesta de tiempo real y el requisito del
procesamiento húmedo.
El tubo vidicón es otro ejemplo de detector por formación de imágenes de uso común.
Con base en los principios del tubo de rayos catódicos, un objetivo fotoconductor
iluminado es explorado por un haz electrónico, a fin de obtener una variación en la
corriente eléctrica extraída por él. En sus muchas variaciones, el vidicón ofrece la
formación de imágenes en tiempo real sobre un amplio intervalo espectral y con eficiencia
cuántica moderadamente alta. Sus desventajas incluyen una baja relación señal sobre ruido,
susceptibilidad de retención de parte de la señal después de la lectura (denominado retraso)
y fuga de la señal de áreas intensamente iluminadas hacia zonas vecinas (denominado
fluorescencia). Las cámaras basadas en el vidicón y sus derivados son estándar para la
transmisión por televisión.
Sin embargo, el futuro de la detección por formación de imágenes en tiempo real radica
en la generación actual de formadores de imágenes de estado sólido que están, comenzando
a dominar el mercado industrial. Las cámaras basadas en tales formadores de imágenes
ofrecen alta resolución, alta sensibilidad, tamaño pequeño, bajo consumo de energía y fácil
vinculación para el control por computadora y manejo de datos.
Los sensores de imagen que veremos en el curso son:
•
CCD (Dispositivo Acoplado por Carga)
•
CIS (Sensor de Imagen de Contacto)
•
APS (Sensor de Pixeles Activo)
•
VIS (Sensor de Imagen Variable)
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