Diccionario de Electrónica

¿Qué es un CCD?

Un CCD (Dispositivo de Carga Acoplada, por sus siglas en inglés: Charge-Coupled Device) es un tipo de sensor de imagen utilizado en electrónica y fotografía para convertir la luz en señales eléctricas que luego pueden ser procesadas y almacenadas digitalmente. Los CCDs son ampliamente utilizados en cámaras digitales, cámaras de video, microscopios digitales, telescopios y otros dispositivos de captura de imágenes.

Aquí tienes una descripción detallada de cómo funciona un CCD:

Estructura básica: Un CCD consta de una matriz bidimensional de celdas fotosensibles llamadas píxeles. Cada píxel es capaz de convertir la luz que incide sobre él en una carga eléctrica proporcional a la intensidad de la luz. Los píxeles están dispuestos en filas y columnas, formando así una matriz.

Proceso de captura de imagen:

Fase de exposición: Cuando la luz llega a la superficie del CCD a través de una lente o un sistema óptico, los fotones de luz inciden en los píxeles. Cada fotón que golpea un píxel libera electrones en proporción a su energía. Esto crea una carga eléctrica proporcional a la cantidad de luz en cada píxel.
Transferencia de carga: Después de la fase de exposición, se inicia el proceso de lectura de la carga acumulada en cada píxel. Esto se logra mediante una serie de voltajes aplicados a los electrodos del CCD. Los electrones generados por la luz en cada píxel se transfieren secuencialmente desde un píxel a otro a lo largo de las filas y columnas mediante una serie de compuertas y canales.
Lectura de la señal: A medida que la carga se transfiere de píxel en píxel, se crea una corriente eléctrica que representa la intensidad de la luz capturada en cada área de la imagen. Esta corriente se convierte en una señal de voltaje analógica que se amplifica para mejorar la relación señal-ruido.
Digitalización: La señal analógica se convierte finalmente en una señal digital utilizando convertidores analógico-digitales (ADC). Cada valor digital corresponde a la intensidad de luz en un píxel específico de la imagen.

Ventajas y desventajas: Las ventajas de los CCDs incluyen una alta calidad de imagen, buena sensibilidad a la luz, bajos niveles de ruido y una reproducción precisa del color. Sin embargo, tienden a ser más lentos en la lectura de imágenes en comparación con los sensores CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), que son otra tecnología de sensor de imagen utilizada en cámaras digitales. Los sensores CMOS son más comunes en dispositivos como teléfonos móviles debido a su eficiencia energética y velocidad de lectura.

Un CCD es un dispositivo esencial en la captura de imágenes digitales, convirtiendo la luz en señales eléctricas que luego son procesadas y almacenadas en forma digital.