Los especialistas en semiconductores no dejan de intentar mejorar más y más sus creaciones, y ocurre en todos los ámbitos del sector. En los procesadores, tanto generalistas como especializados, en las memorias y, cómo no, también ocurre con los sensores fotográficos. Y aquí Sony tiene mucho que decir, pues sus IMX son los más reputados del sector móvil, el que desde hace mucho aglutina la mayor cantidad de fotografías (por volumen) del planeta.

Lo último del gigante tecnológico nipón tiene que ver con el desarrollo, por primera vez por parte de la propia marca y de cualquier otra, de un sensor fotográfico CMOS con dos capas de transistores. Un hito que parece menor pero que repercutirá en la captación de luz y en la reducción de ruido de las fotografías resultantes, amén de otras cosas.

El primer CMOS de dos capas es de Sony

Ya hemos explicado muchas veces cómo funciona un sensor fotográfico CMOS, pero lo haremos una vez más para aportar contexto. El sensor consiste en una suerte de panal de fotodiodos, sensores fotosensibles que capturan la luz que llega a ellos cruzando la lente de la cámara. Los fotodiodos a su vez se especializan en función de la matriz empleada (la Bayer RGGB es la más popular, pero hay otras como la RYYB o la RGBW) y entre todos capturan pequeñas partes de la fotografía total. Cada fotodiodo (cada cuatro fotodiodos, más concretamente) captura un píxel.

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No todos los píxeles miden lo mismo: la importancia del sensor en la fotografía móvil

Hasta ahora, sin embargo, los fotodiodos no ocupaban todo el espacio que debería corresponderles en la superficie del sensor. Cada uno de ellos portaba su circuitería junto a él, transistores para encargarse del procesado de cada fracción de luz capturada. Pero ahora Sony ha desarrollado el primer sensor de dos capas de transistores, lo que significa que los transistores desaparecen de la superficie y ésta queda casi en exclusiva para los fotodiodos.

La superficie queda por tanto para estos fotodiodos mientras que los transistores pasan a la capa inferior, maximizándose la superficie de captura de luz. Cuenta Sony que esta solución permite duplicar la superficie de captación de luz (la mitad de los transistores ahora también es ocupada por los fotodiodos) y que esto permitirá mejorar la información captada de forma sensible.

Por ejemplo, tendremos más luz capturada lo que se traducirá en una mayor capacidad para eliminar el ruido de las fotografías y en una mayor nitidez resultante para las imágenes. También se podrá ampliar el rango dinámico, el que se encarga de balancear zonas iluminadas de zonas oscuras, al contar con más información para hacerlo. Todo ello gracias a dedicar una capa a los fotodiodos y otra a los transistores de píxeles, que ahora no ocupan un precioso sitio a la hora de capturar luz. El sensor se ha presentao pero aún no sabemos cuándo llegará al mercado.

Más información | Sony

"Un pequeño paso para un hombre pero un gran salto para la humanidad". Neil Armstrong posó un pie sobre la Luna en el año 1969, y el Apollo XII casi replica su logro el año siguiente en una misión que pudo acabar en catástrofe. El cine ha contribuido casi más que los libros de historia a que conozcamos las aventuras de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio. Más conocida como NASA, la agencia espacial estadounidense es probablemente una de las siglas mejor conocidas por toda la humanidad.

Creamos o no en la necesidad de llegar a Marte o de colonizar otros planetas, lo cierto es que la NASA ha sido responsable de bastante hallazgos importantes para la humanidad y, sobre todo, un gran creador de nuevas tecnologías como las que hoy empleamos a diario. Como el material de las suelas de las zapatillas deportivas, los filtros ultravioletas de las gafas de sol o, por lo que estamos aquí, los sensores fotográficos CMOS.

Cuando todo el campo era CCD

Tenemos que remontarnos al año 1969 para asistir a la creación del primer sensor CCD, curiosamente el mismo año en que la NASA logró que la humanidad aterrizase por primera vez en la Luna. Estos sensores fueron inventados por Wilard Boyle y por George E. Smith en los laboratorios AT&T Bell Labs y en un primer momento se conocieron como Charge Bubble Devices, aunque el tiempo haría que su nombre girase hacia Charge Coupled Devices o Dispositivo de carga acoplada. De CBD a CCD.

El invento fue de vital importancia para el desarrollo de la fotografía digital aunque no se reconoció debidamente hasta el año 2009, cuando ambos científicos fueron galardonados con el Nobel de Física. El sensor CCD fue el primero capaz de leer imágenes de la vida real y convertirlos en señales digitales. De la mano del sensor CCD nació la fotografía digital, aunque inicialmente se empleó para crear un pequeño escáner de 8 píxeles.

El funcionamiento de un CCD es bastante sencillo. A través de la lente, se capta la luz y se hace que incida sobre el propio sensor, provocando que se arranquen electrones y que éstos acaben en un condensador. A más luz, más electrones arrancados y mayor la carga almacenada. Es la luz la que determina la carga y, por tanto, el voltaje, que será lo que finalmente determine el color. Este proceso se realiza para cada uno de los píxeles o células del sensor, y se compone la imagen final a partir de la concatenación de los mismos.

Por tanto, el CCD convierte las cargas de las celdas de la matriz en voltajes y entrega una señal analógica en la salida, que será posteriormente digitalizada por la cámara. En los sensores CCD, se hace una lectura de cada uno de los valores correspondientes a cada una de las celdas. Entonces, es esta información la que un convertidor analógico-digital traduce en forma de datos. En este caso, la estructura interna del sensor es muy simple, pero tenemos como inconveniente la necesidad de un chip adicional que se encargue del tratamiento de la información proporcionada por el sensor, lo que se traduce en un gasto mayor y equipos más grandes.

La NASA me lo confirmó

Todo lo relacionado con el espacio lleva un gen común, el de la economía. Todo debe reducirse al mínimo pues colocar un gramo en el exterior de la Tierra es suficientemente costoso como para no permitirse eliminar tantos como sea posible. No sólo peso, también volumen. De ahí que la NASA se viese impelida a llevar la tecnología CCD un paso más allá.

Fue en la década de los 90 cuando los laboratorios de la NASA presentaron una solución alternativa a los sensores CCD que requería un menor tamaño para cada sensor, lo que facilitaba su instalación en todo tipo de dispositivos de la Agencia y ahorraba espacio a la hora de llevarlos al espacio. Nacían los semiconductores complementarios de óxido metálico. Nació el primer sensor CMOS.

Aunque el proceso de captación de imágenes es muy similar en los sensores CCD y los CMOS, en el caso de los últimos cada celda o píxel es independiente. La digitalización de cada uno de los píxeles de la imagen se realiza internamente en los transistores que lleva cada celda, de ahí que todo el trabajo se realice en el interior del sensor y no sea necesario ningún chip adicional para procesarlas. Con ello se logra lo que la NASA buscaba para su propio beneficio, reducir el tamaño del sensor, y de paso reducir los costes de fabricación.

Pero con la llegada de los sensores CMOS no sólo se mejoró el tamaño de los sensores o el coste de fabricación. También evolucionó la velocidad a la que se podían capturar las imágenes, pues el proceso interno es más rápido que el de los chips CCD, y también son chips que consumen menos energía para su funcionamiento. Como vemos, el paso adelante supuso también un buen saco de ventajas adicionales.

Selfies espaciales

Hoy en día es sencillo encontrar sensores CMOS, están en todas partes. Son los que pueblan el mercado de los teléfonos móviles. Usamos uno para capturar paisajes, a veces incluso dos con las cámaras duales. Usamos un sensor CMOS para tomarnos un selfie y subirlo a Instagram, y también usamos un CMOS cada vez que queremos grabar vídeo.

Un invento que todos disfrutamos y que llegó a causa de la necesidad de la NASA de economizar y reducirlo todo. Inventaron la comida liofilizada, mejoraron la comida para los bebés, pusieron de moda el Tang y también nos ofrecieron un gran salto evolutivo en cuanto a la captura de imágenes digitales. Es bonito pensar de dónde salió este descubrimiento que ahora disfrutamos todos. Un inventó que llegó desde el espacio.

En Xataka Móvil | Explora la Tierra y el espacio de forma interactiva gracias a las aplicaciones de la NASA

Toshiba, otra de las empresas dedicadas a fabricar componentes para terminales móviles, ha desvelado un nuevo sensor CMOS, que en esta ocasión cuenta con 13 megapíxeles de resolución.

El CMOS de 13 MP tiene un tamaño minúsculo de 1,12 micrómetros, pero promete producir imágenes de alta calidad equivalentes a un sensor de 1,4 micrómetros. También incorpora la tecnología BSI (retroiluminación) y CNR (reducción de ruido por colores).

La tecnología CNR es “la salvación” a la hora de eliminar el ruido tan molesto que ocasionan los pequeños sensores de un teléfono móvil, sobre todo en condiciones de poca visibilidad. El problema principal de los sensores pequeños es que, a menor tamaño, menor sensibilidad y peor ratio de señal de ruido (SNR) puede manejar.

La tecnología de retroiluminación aumenta la sensibilidad, pero ¿qué ocurre cuando sacamos una toma de gran tamaño? La cosa se desmejora potencialmente. Por eso Toshiba parece haber encontrado la fórmula ideal al combinar las tecnologías BSI y CNR para obtener una gran sensibilidad en condiciones de poca luz y mantener un SNR bastante bueno.

Según sus pruebas, el nuevo sensor de 1,12 micrómetros con estas tecnologías es hasta 1.5 veces más eficaz que un sensor del mismo tamaño que no use dichas implementaciones.

Toshiba comenzará a mostrar sus sensores el próximo mes, por lo que se espera que podamos verlo instalado en algún futuro terminal rondando la segunda mitad del 2013.

Vía | Into Mobile

Una de las fortalezas de los smartphones de Sony Ericsson, ahora Sony a secas, son sus cámaras digitales. Terminales como el Xperia Arc y compañía se ganaron un montón de elogios el año pasado en las comparativas y lo cierto es que no es para menos. Este año parece que volverá a ser así, el Xperia Ion y el S vienen con un Exmor CMOS de 12 megapíxeles muy prometedor. Sin embargo, la compañía nipona no para aquí.

Sony ha anunciado el desarrollo de dos nuevos sensores CMOS de menor tamaño y menos consumo energético con dos características muy interesantes. Por un lado tenemos lo que ellos llaman ‘RGBW Coding’, lo que ayuda a que las imágenes tengan menos ruido y más calidad en condiciones de poca luz. Todo ello será posible gracias al reconocimiento del color blanco en la matriz del sensor, ahora además de ser sensible al rojo, verde y azul también lo será a este cuarto matiz.

La otra novedad de este sector es la posibilidad de grabar vídeo en HDR. Un tipo de procesamiento que combina dos niveles de exposición, con menos luz y con más luz. Hay fotógrafos que aborrecen esta técnica, especialmente cuando HDR se nota demasiado. Sony, por lo que nos muestra en el siguiente vídeo, parece que no abusará de él y simplemente nos servirá para acentuar un poco nuestras grabaciones.

¿Cuándo llegarán estos nuevos sensores y sus respectivos móviles? De momento nos tocará esperar. En marzo llegarán las primeras muestras con resolución de 8 megapíxeles pero sin RGBW ni HDR. Será en junio cuando Sony envíe las primeras muestras con estas dos funciones y una resolución de 13 megapíxeles.

El salto evolutivo tiene muy buena pinta. Las dos funciones que añaden son interesantes, aunque parece que tardaremos todavía un poco en verlo montado en algún smartphone. Quizá con un poco de suerte lo veremos en alguno de los que salgan a finales del año en aquella lista de lanzamientos que se filtró hace unos días.

Vía | Sony

Por sí solo RJ63YC100 dice más bien poco, por no decir nada en absoluto. Si nos referimos a él como el sensor CMOS más pequeño del mundo, es un dato a tener en cuenta que, sin embargo, ha pasado prácticamente desapercibido para los medios especializados de este país. La razón no es otra sino el hecho de que este sensor desarrollado por la japonesa Sharp se integra en uno de sus últimos smartphones del que ya dimos buena cuenta en estas mismas páginas, el Sharp Aquos SH-01D.

El citado sensor posibilita la captura de imágenes con una resolución de 12.1 megapíxeles y grabación de vídeo en alta definición 1080p. Pero es sin duda alguna el estabilizador óptico de imagen el que se lleva la palma a la hora de hacer fotografías o filmaciones en condiciones no demasiado propicias para obtener un resultado de cierta calidad. Algo que podemos comprobar a través de una serie de tres vídeos que el fabricante japonés ha distribuido con intención de mostrar los prodigios del RJ63YC100.

El estabilizador no sólo es capaz de mantener la imagen fija de un objeto estático, sino también de objetos en movimiento, tal y como se puede ver en el caso del muñeco del hombre con kimono.

Será el próximo mes de enero el elegido por Sharp para comenzar la distribución de su sensor, poniéndolo a disposición de todo aquel fabricante que desee integrarlo en sus futuros modelos de smartphones.

Vía | Wired.

Samsung ha anunciado su nueva generación de sensores CMOS para uso exclusivo de teléfonos, smartphones y dispositivos similares. Los nuevos sensores CMOS cuentan con 12 y 8 Megapíxeles de resolución respectivamente.

Además de su resolución, estos sensores cuentan con varios detalles y capacidades técnicas que los hacen destacar sobre otros de la competencia y que los sitúan en lo más alto en cuanto a sensores CMOS de similares características y tamaño.

El sensor CMOS S5K3H2 de 8 MP cuenta con un tamaño de 1/3.2 pulgadas, autofocus y tecnología de 1.4 micron píxeles con retroiluminación, que le confieren una gran sensibilidad bajo condiciones de luz mínimas. Es un CMOS menor que el que incorpora, por ejemplo, el Nokia N8, que cuenta con 1.75 micron píxeles.

Gracias a éste sensor podremos grabar vídeos en HD 1080p full HD de hasta 30fps, vídeo HD 720p a 60fps y resolución VGA a 120fps para grabación de imágenes a cámara lenta. Además presenta un consumo de energía muy reducido, para aprovechar mejor el rendimiento de las baterías.

El sensor CMOS S5K3L1 de 12 MP también cuenta con un tamaño de 1/3.2 pulgadas y autofocus, pero cuenta con tecnología de 1.12 micron píxeles con retroiluminación y una serie de filtros que corrigen el color, la luminancia y el ruido de las imágenes para obtener unos resultados mucho más finos.

Con éste sensor podremos grabar vídeos en HD 1080p full HD de hasta 60fps, vídeo HD 720p a 90fps y resolución VGA a 120fps para grabación de imágenes a cámara lenta.

Dentro del sector de los sensores CMOS para móviles, son Samsung y Sony los fabricantes que se llevan la palma, por lo que están constantemente compitiendo entre ellos. La aparición de estos sensores de Samsung es una respuesta a la competencia que le ofrece Sony en sus terminales Sony-Ericsson.

Ambos CMOS podrán verse a partir del próximo Lunes en el Mobile World Congress de Barcelona. Su incorporación masiva en los dispositivos se espera que comience en el segundo y tercer trimestre de éste 2011 respectivamente.

Vía | GSMArena

Sony ha anunciado tres sensores CMOS para sus móviles con resoluciones de 5,15, 8,11 y 12,25 megapíxeles.

Por lo visto, la fecha de salida al mercado del modelo de 12,25 megapíxeles está prevista para marzo del próximo año.

Pero posiblemente una de las cosas más interesantes de estos sensores, es que permitirán capturar video con una calidad Full HD –otra cosa será que el móvil lo admita dado el alto volumen de datos que esto genera-.

Además, estas cámaras tienen una velocidad de obturación bastante interesante, con la resolución al máximo tenemos entre 10 y 15 fotos por segundo.

Se trata de una interesante y muy esperada evolución de las cámaras en los móviles.

Características técnicas de la cámara

Características técnicas de los objetivos utilizados

En Xataka | Sony saca un sensor CMOS de 12 megapíxeles para móviles. Enlace | Sony.

Ya empieza a ser bastante habitual encontrarse teléfonos con cámara de 5 megapíxeles, desde el Nokia N82 hasta el LG Viewty, pero Samsung se ha puesto las pilas presentando el sensor CMOS de 8 megapíxeles más pequeño.

Esto significa que en breve empezaremos a ver muchos más teléfonos que ofrecen esta resolución en su cámara de fotos. Pero al menos no se han quedado en un simple aumento de la resolución, sino que dispone de tecnologías como reconocimiento facial, antivibración, macro y detección de sonrisas.

¿Llegará el momento en que las cámaras de los móviles sustituyan a las compactas? Parece difícil, más que nada por el tamaño de las lentes necesario para ello, pero desarrollos como los de las lentes líquidas podrían llevarnos hasta allí.

Vía | Engadget.

Samsung sigue maravillando con sus desarrollos, acaba de anunciar el sensor CMOS con 8,4 megapixels más pequeño del mundo. Por supuesto con todos los avances de reducción del nivel de ruido, saturación y demás parámetros fotográficos imaginables.

Según el fabricante coreano, el sensor proporciona la misma calidad de imagen que los CCDs normalmente empleados en las cámaras de fotos y vídeo actuales, pero usando sólo una décima parte de la energía. Con estas prestaciones no es de extrañar que Samsung diga que los reemplazará rápidamente.

Para este mismo año ya los veremos en móviles y cámaras. Con él Samsung ha saltado del rango de 1,3-5 megapixels al de 8.

Vía | Samsung