Formato del sensor de imagen

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Comparación de diversos tamaños de sensores de imagen.

En fotografía digital, el formato del sensor de imagen es la forma y el tamaño del sensor de imagen.

El formato del sensor de imagen de cámaras digitales determina el ángulo de visión de un objetivo específico cuando está utilizado con una cámara determinada. Particularmente, los sensores de imagen en cámaras réflex digitales tienden a ser más pequeños que el área de 24x36 mm de las cámaras de 35 mm(SIC) (135), y por lo tanto llevan a un ángulo de visión más estrecho. Para un número dado de píxeles en un sensor, cuanto más grande sea el sensor de imagen producirá imágenes de más alta calidad porque los píxeles individuales tendrán un tamaño mayor (ver abajo).

Los objetivos producidos para las cámaras de película de 36 mm (135)se pueden montar bien en los cuerpos de las cámaras digitales, pero el círculo de imagen del objetivo del sistema de 135 es más grande que lo requerido por el sensor, e introduce luz indeseada en el cuerpo de la cámara. Por otro lado, el menor tamaño del sensor de imagen -comparado a los del formato 135 -, resulta en el recorte de la imagen. Este último efecto es conocido como el recorte del campo visual; el cociente del tamaño del formato es conocido como el factor de recorte o factor de multiplicación de la distancia focal.

Tamaño del sensor[editar]

En igualdad de circunstancias, los sensores más grandes capturan imágenes con menos ruido y mayor rango dinámico que los sensores más pequeños. Las características deseables tanto de la relación señal/ruido y de la ganancia unitaria del sensor se escalan con la raíz cuadrada del área del sensor.[1]

Desde diciembre de 2007, muchas DSLRs tienen áreas de sensor de alrededor de los 370 mm2, mientras que muchos sensores de cámaras compactas tienen una décima quinta parte del área de esa superficie: un sensor estándar de 1/2,5" tiene una superficie de 24,7 mm2 Así, un sensor DSLR típico tendrá una relación señal/ruido casi 4 veces mayor que las típicas cámaras digitales compactas: \sqrt{370/24,7} \approx \sqrt{15} \approx 3,9

Debido a sus sensores más grandes, las cámaras reflex generalmente puede tomar fotogramas de alta calidad en ISO 1600, 3200, o aún sensibilidades más altas, mientras que las cámaras compactas tienden a producir imágenes granulosas incluso en ISO 400. Este problema es exacerbado por el número de píxeles; la duplicación del número de píxeles en un sensor de un tamaño determinado significa que cada píxel tiene la mitad del tamaño original, y por lo tanto es más ruidoso y menos sensible.

Formatos comunes de sensores de imágenes[editar]

Tamaños de los sensores usados en la mayoría de las cámaras digitales actuales en relación a un fotograma estándar de 35 mm.

Formatos SLR digitales[editar]

Desde junio de 2009, la mayoría de los sensores de SLRs a nivel del consumidor usan sensores de alrededor del tamaño de un fotograma de película APS-C, con un factor de multiplicación de la distancia focal de 1.5 a 1.6. Una notable excepción es el sistema de cámaras de Cuatro Tercios, hecho sobre todo por Olympus, que usa sensores más pequeños con un factor de multiplicación de distancia focal de 2.0. Algunos sensores profesionales de DSLRs usan sensores de cuadro completo (sensores "full frame"), iguales al tamaño de un fotograma de película de 35 mm. Se usan muchos términos diferentes en la comercialización y la descripción de estos formatos de sensor, incluyendo los siguientes:

  • Formato digital SLR "Full Frame" o de cuadro completo, con las dimensiones del sensor casi iguales a las de la película de 35 mm (36 × 24 mm)
  • Sensor M8 y M8.2 de Leica (factor de recorte 1.33).
  • Formato de APS-H de Canon para DSLRs de nivel profesional de alta velocidad (factor de recorte 1.3)
  • APS-C se refiere a un rango de formatos de tamaño similar, incluyendo
  • Formato Foveon X3 usado en las DSLRs Sigma SD-series (factor recorte 1.7)
  • Formato de sistema de Cuatro Tercios (factor de recorte 2.0)

Debido a las limitaciones siempre cambiantes del procesamiento y la fabricación de semiconductores, y debido a que los fabricantes de cámaras obtienen los sensores de fabs, es común que las dimensiones de los sensores varíen ligeramente dentro del mismo formato nominal. Por ejemplo, los sensores de las cámaras Nikon D3 y el D700, que normalmente son sensores de cuadro completo, realmente miden 36 × 23.9 mm, ligeramente más pequeño que un fotograma de película de 35 mm. Como otro ejemplo, el sensor de la Pentax K200D (hecha por Sony) mide el 23.5 × 15.7 mm, mientras que el sensor contemporáneo de la K20D (hecho por Samsung) mide 23.4 × 15.6 mm.

La mayoría de los formatos de los sensores de imagen DSLR se aproximan a la relación de aspecto 3:2 de la película de 35 mm. Una vez más el sistema de Cuatro Tercios es una notable excepción, con una relación de aspecto de 4:3 tal y como se ve en la mayoría de las cámaras digitales compactas (ver abajo).

Formato DSLR medio[editar]

El tamaño de sensor más común para las cámaras digitales de formato medio es aproximadamente 36 × 48 mm, debido al uso extenso de los sensores CCD KAF-22000 de 22 megapixeles y KAF-39000 de 39 megapixeles de Kodak en ese formato.

Leica ofrece un DSLR "S-System" con un sensor de 45 mm x 30 mm que contiene 37 millones de píxeles.[2]

Formatos compactos de cámaras digitales[editar]

Los tamaños del sensor de muchas cámaras digitales compactas están expresados en términos del sistema no estandarizado de "pulgadas", como aproximadamente 1.5 veces la longitud diagonal del sensor. Esto se retrotrae a la manera en que los tamaños de imagen de las tempranas cámaras de video eran expresados en términos del diámetro exterior del envoltorio de cristal del tubo de cámara de video.[3] En vez de "formatos", estos tamaños del sensor son a menudo llamados tipos, como en "CCD de tipo 1/2 pulgada". La mayoría de los sensores compactos de imagen tienen una relación de aspecto de 4:3. Esto se empareja a la relación de aspecto de las resoluciones de monitores de computadora más populares VGA, SVGA, y XGA, permitiendo que las imágenes sean exhibidas en la mayoría de los monitores sin recortes.

Desde diciembre de 2007, la mayoría de las cámaras digitales compactas utilizan sensores del tamaño 1/2.5". Las cámaras digitales recientes con este tamaño de sensor incluyen la Panasonic Lumix DMC-FZ18, Canon PowerShot A570 IS, Canon SD870 IS Digital ELPH (IXUS 860 IS), Sony Cyber-shot DSC-W80, Canon Powershot S5is, Sony Cyber-shot DSC-H7, Canon PowerShot TX1, Sony Cyber-shot DSC-H9, y Casio Exilim EX-V7.

Las cámaras compactas usando sensores de casi dos veces el área incluyen la Fujifilm Finepix s6000fd/ s6500fd (1/1.7"), Fuji Finepix F50fd (1/1.6") y Finepix F31fd (1/1.7"), Canon PowerShot G9 (1/1.7") y SD950 IS (1/1.7"), Ricoh Caplio GX100 (1/1.75"), Nikon Coolpix P5000 (1/1.8"), y algunas cámaras Panasonic Lumix como la DMC-LX3 (1/1.63").

Inversamente, los sensores de los teléfonos con cámaras fotográficas son más pequeños que los de las cámaras compactas típicas, teniendo una mayor miniaturización de los componentes eléctricos y ópticos, con una consecuente peor calidad de imagen. Los tamaños de sensor de alrededor 1/6" son comunes en teléfonos con cámara, así como en las cámaras web y cámaras de video digitales.

Tabla de los tamaños de los sensores[editar]

Puesto que los formatos de sensor basados en pulgadas no están estandarizados, las dimensiones exactas pueden variar, pero las listadas abajo son típicas.[3]

Tipo 1/8" 1/6" 1/4" 1/3.6" 1/3.2" 1/3" 1/2.7" 1/2.5" 1/2.3" 1/2" 1/1.8" 1/1.7" 1/1.6" 2/3" Super
16mm
1" 4/3" Canon
APS-C
Pentax Sony Nikon
DX
Canon
APS-H
35mm Leica
S2
Kodak
KAF 3900
[4] Leaf AFi 10 Phase One
P 65+
Diagonal (mm) 2.00 3.00 4.00 5.00 5.68 6.00 6.72 7.18 7.7 8.00 8.93 9.50 10.07 11.0 14.54 16.0 21.6 26.7 28.4 34.5 43.3 54 61.3 66.57 67.4
Ancho (mm) 1.60 2.40 3.20 4.00 4.54 4.80 5.37 5.76 6.16 6.40 7.18 7.60 8.08 8.80 12.52 12.8 17.3 22.2 23.6-.7 28.7 36 45 49 56 53.9
Alto (mm) 1.20 1.80 2.40 3.00 3.42 3.60 4.04 4.29 4.62 4.80 5.32 5.70 6.01 6.60 7.41 9.6 13.0 14.8 15.5-.8 19.1 24 30 36.8 36 40.4
Área (mm2) 1.92 4.32 7.68 12.0 15.5 17.3 21.7 24.7 28.5 30.7 38.2 43.3 48.56 58.1 92.8 123 225 329 366-374 548 864 1350 1803 2016 2178
Factor de recorte[5] 21.65 14.14 10.83 8.65 7.61 7.21 6.44 6.02 5.62 5.41 4.84 4.55 4.3 3.93 2.97 2.70 2.00 1.62 1.52 1.26 1.0 0.8 0.71 0.65 0.64

Cámaras bridge y el salto en los tamaños de los sensores[editar]

Este gráfico semilogarítmico muestra el gran espacio que había entre los tamaños de los sensores de cámaras digitales compactas y de DSLR.

Hasta noviembre de 2011, con la salida de las cámaras de la serie Nikon 1,[6] y las Sony DSC-QX-100[7] y otras en 2013 (con sensor de 1" de 123 mm2), había un gran salto en el tamaño del sensor entre las cámaras compactas digitales y las cámaras DSLR o las bridge. En la actualidad (2013), aparte de las cámaras mencionadas arriba, pocas cámaras compactas tenían sensores más grandes que 1/1.7" (43 mm2), que era el tamaño más grande comúnmente encontrado en las cámaras compactas. Por otro lado, el tamaño más pequeño de sensor en las cámaras DSLR es de 4/3" (225 mm2). Esto dejaba una cierta necesidad insatisfecha en el mercado del aficionado y del prosumidor hasta finales de 2011.

Desde 2005 a 2009, hubo un aumento del interés en las cámaras bridge, cámaras de tamaño mediano con sensores más grandes y mejores objetivos que las cámaras digitales compactas, y sin los sistemas de espejo o el volumen de las cámaras DSLR.

Los fabricantes, como Nikon y Sony, han respondido gradualmente a este interés. Leica, una de las primeras compañías de cámaras fotográficas, actualizó su línea con la introducción de la Leica M9, una cámara telemétrica digital de 35 mm con el enfoque parcialmente óptico. Otras compañías han introducido cámaras similares, tales como la EP-1 de Olympus, una cámara como las DSLR, pero que a diferencia de éstas usa un sensor Cuatro Tercios y sin un espejo réflex óptico (mirrorless cameras). Sin embargo, todas estas cámaras son aún un poco costosas, variando entre US$300 y US$7.000.

Referencias[editar]

  1. Clark, R. N.. «Digital Camera Sensor Performance Summary». Consultado el 6 de diciembre de 2007.
  2. "Leica S2 with 56% larger sensor than full frame" Consultado el 23 de septiembre de 2008
  3. a b Bockaert, Vincent. «Sensor sizes». Digital Photography Review. Consultado el 6 de diciembre de 2007.
  4. KODAK KAF-39000 IMAGE SENSOR, DEVICE PERFORMANCE SPECIFICATION, April 21, 2010, http://www.kodak.com/global/plugins/acrobat/en/business/ISS/datasheet/fullframe/KAF-39000LongSpec.pdf 
  5. Defined here as the ratio of the diagonal of a full 35 frame to that of the sensor format, that is CF=diag35mm / diagsensor.
  6. "Reviewed mirrorless cameras" consultado el 13 de noviembre de 2013.
  7. "Especificaciones de la nueva cámara Sony DSC-QX100" consultado el 13 de noviembre de 2013.

Véase también[editar]

Enlaces externos[editar]