NUEVOS CAPTORES EN EL HORIZONTE: El futuro de los sensores según Kodak: miniaturización y sensibilidad
quesabesde
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25/02/2008
Identificador del mensaje: 487119 Número de lecturas: 94 El futuro de los sensores según Kodak: miniaturización y sensibilidad
Embutir muchos píxeles en un minúsculo sensor es un receta peligrosa que conlleva, casi siempre, imágenes con un rango dinámico muy limitado y con una persistente presencia de ruido. Kodak pretende ahora romper esta dinámica apoyándose en nuevas tecnologías que QUESABESDE.COM pudo conocer en profundidad de la mano de Feisal Mosleh, responsable de la división de sensores de la multinacional.
Barcelona. Iker Morán- Coincidiendo con la reciente edición del Mobile World Congress de Barcelona, Kodak desplegó en la feria su nuevo producto estrella en el apartado de los sensores digitales: un captor CMOS de 5 megapíxeles que, basándose en fotodiodos de sólo 1,4 micrones y una superficie total de 8 x 8 milímetros, apunta directamente al mercado de la telefonía y los dispositivos móviles.
Feisal Mosleh habló el pasado día 12 con QUESABESDE.COM en el salón World Mobile Congress de Barcelona.
Pese a que Feisal Mosleh no quiso aportar pistas concluyentes sobre qué fabricante de terminales será el primero en adoptar esta nueva tecnología en sus teléfonos -'las reacciones están siendo muy positivas', apuntó el responsable de Kodak Sensor Solutions- sí aprovechó para explicar a QUESABESDE.COM los pormenores de la tecnología empleada en este nuevo KAC-0520.
Fotodiodos pancromáticos
Bautizada como Truesense, la nueva tecnología de Kodak se basa en dos mecanismos. El primero de ellos ya fue expuesto hace unos meses, cuando la firma de Rochester sacó a la luz un nuevo tipo de sensores que remodelaban la clásica estructura Bayer, añadiendo fotodiodos pancromáticos encargados de capturar únicamente información sobre luminosidad.
De este modo, además de fotositos que, mediante filtros, se encargan de capturar el espectro de luz que coincide con los colores rojo, verde y azul (RGB), ahora Kodak propone sumar una cuarta variable (Clear Pixels) que mejora notablemente el rendimiento con iluminaciones muy pobres.
Tal y como se puede apreciar en las muestras oficiales proporcionadas por Kodak, la aplicación de esta tecnología a un sensor tan pequeño como éste permite igualar el rendimiento a 800 ISO respecto a lo visto hasta ahora en este tipo de captores a 200 ISO.
Un dato que -lógicamente- también permite elevar la velocidad de obturación para presumir así de cierto tipo de mecanismo de estabilización de la imagen.
pMOS frente a nMOS
La segunda parte de este prometedor avance consiste en dar la vuelta al sistema de lectura tradicional de los captores de tipo CMOS. Sin entrar en complejos tecnicismos y simplificando la cuestión en la medida de lo posible, Kodak propone ahora un nuevo tipo de captor pMOS, frente a los nMOS usados hasta ahora.
Este último sistema mantenía una secuencia ya conocida: la luz incide en el fotodiodo y se genera una carga de electrones proporcional a la intensidad de la luz recibida. A continuación, se procede a leer esa carga de electrones que posteriormente será transformada en una señal digital binaria, con tantas cifras (1 y 0) como bits tenga el conversor analógico-digital.
Kodak, sin embargo, propone introducir cambios en el momento de leer la carga eléctrica recopilada por los fotodiodos. Así, en lugar de percibir la cantidad de electrones, el nuevo sensor pMOS recopila información sobre -precisamente- la ausencia de ellos.
'Detección de agujeros' lo denomina Kodak, asegurando que este mecanismo de lectura permite distinguir con más acierto la señal real del ruido electrónico generado por el sensor.
El resultado -y las fotos oficiales que reproducimos así parecen confirmarlo- mejora notablemente las capturas en escenas con poca luz en lo que se refiere a la relación señal-ruido del captor y la reproducción cromática.
Un avance apreciable, al menos si comparamos las imágenes obtenidas con las ofrecidas por los sensores de mayor tamaño que emplean actualmente los teléfonos móviles.
Consideraciones de futuro
Tras estas dos prometedoras tecnologías -reunidas y aplicadas por primera vez en este nuevo captor de 5 megapíxeles-, se esconde lo que Mosleh califica como el futuro de la fotografía de verdad en dispositivos móviles.
A la espera de ver su aplicación práctica -esa asequible compacta con un CMOS de 5 megapíxeles no se basa en estos pMOs, nos explican-, las opciones de futuro son considerables.
De entrada, la oferta de Kodak incluye una implantación sencilla respecto a la tecnología habitual, con un coste muy reducido (¡5 dólares por captor!), un buen rendimiento al trabajar con sensibilidades altas, la grabación de vídeo en alta definición (720p), la posibilidad de incluir un mecanismo de detección facial... en definitiva, una compacta de verdad encapsulada en un embalaje mucho más pequeño.
¿Llegará la guerra de los megapíxeles a este sector? Feisal Mosleh está convencido de ello, pero augura una evolución más calmada en la que las nuevas tecnologías pueden ser de gran ayuda para no sacrificar calidad por resolución.
Y más interesante aún: ¿serían aplicables estas tecnologías a sensores de mayor tamaño para cámaras compactas e incluso réflex? Así lo indican los datos oficiales de la compañía, aunque por ahora parece que todos los esfuerzos están centrados en estas aplicaciones en miniatura.
A la espera de buenas nuevas ahora que son muchos los que apuestan por los sensores de formato completo y las sensibilidades extremas se han vuelto uno de los temas más candentes, confiemos en que la próxima generación de móviles no ofrezca sólo 5 megapíxeles, como hasta ahora, sino calidad de imagen a la altura de una cámara de verdad.
Identificador del mensaje: 487246 Número de lecturas: 67 El pixel PMOS se basa en detectar huecos, que no 'agujeros'. Recordemos que en semiconductores hay electrones y ¡huecos!
El cambio a la detección de huecos surge como un nuevo intento de reducir el ruido que se genera en el pixel. Algunos investigadores, como el profesor Sugawa de la universidad Tohoku, presentaron el año pasado resultados en los que mostraban que pixeles PMOS tenían menos ruido RTS que sus equivalentes NMOS.
Kodak parece ser la primera compañía en poner ese principio en práctica.
Identificador del mensaje: 487244 Número de lecturas: 57 Añadir el blanco tiene los siguientes efectos:
-las imágenes oscuras se benefician de x3 más sensibilidad ya que se eliminan las pérdidas del filtrado de color en los píxeles blancos
-las imágenes más claras no pueden usar los píxeles blancos puesto que estos se saturan antes. Por tanto se pierde resolución efectiva en escenas muy iluminadas
-La referencia de blanco es más fácil de hacer. Es de esperar por tanto, mejores colores
Identificador del mensaje: 487129 Número de lecturas: 134 acceden a esa tecnología o desarrollen otra similar, seguirán teniendo ventaja por que el tamaño será mayor siempre... El sensor perfecto no tendrá pérdida de señal a ISOS altos. Ese día se igualarían. Un ISO 3200 igual a un ISO 100 estaría bien je je je...y un programa en el que tú eliges velocidad-diafragma y la cámara sólo escoge el ISO adecuado...
Identificador del mensaje: 487245 Número de lecturas: 55 En la conferencia IISW (International Image Sensor Workshop) del año pasado al menos dos empresas más (una china y otra japonesa, Toshiba, creo recordar) presentaron el mismo concepto RGBW que Kodak.
Identificador del mensaje: 487149 Número de lecturas: 111 ...teniendo la desventaja de tener que usar objetivos voluminoso, pesados y caros en comparación a los del formato 4/3 para la misma distancia focal, por tener que iluminar un 24x36
Yo siempre lo he visto así por lo que siempre he pensado que el sistema 4/3 es un sistema muy bien pensado, y es que la tecnologia avanza y avanzará mas y ésto algun día llegará, (tendrá que haber un límite) hasta que llege un momento en que tengamos sensibilidad con minimo ruido harto suficiente y entonces se valore mucho mas el peso y volumen mas contenido, a la vez que mas baratos que los objetivos para FF comparado siempre a una misma distancia. (y esto se nota cada vez que coges el quipo de foto.
O a ver si vá a resultar que en el futuro vamos a estar todos los dias fotografiando en cuevas y ampliando fotografias de 4 metros cuadrados.
Identificador del mensaje: 487154 Número de lecturas: 82 yo tengo una e-300, pero lo que dices no me parece del todo cierto. Los objetivos de olympus acaban siendo igual de voluminosos que los de otro formato, mira el futuro 14-35 2.0, que será un mastodonte, o el 55-200 nuevo, que es muy grande y voluminoso. Los objetivos, excepto los pancackes, acaban siendo iguales. Y lo mismo pasa con los cuerpos, la E-3, pesa y tiene el mismo volumen que una Canon 5D. Yo bien lo siento, pero creo que el tema de la miniaturización es un cuento chino de olympus. A la larga acabas con objetivos igual de grandes a las otras marcas (como el 14-54), y con cuerpos, al menos en el segmento semipro, igual de pesados.
Identificador del mensaje: 487211 Número de lecturas: 91 ...apunto tambien que el 35-100 f2,0 no se pueden comparar por que son de luminosidad f2,0 y eso no existe en otras firmas, es decir, un 28-70mm y un 70-200mm. a f2.0 constante. En las otras marcas en esas focales las hay a partir de 2,8, es decir, menos luminoso. Diles sino a los de Canon y Nikon que fabriquen un 28-70mm f2,0 (no f2,8) y tambien un 70-200mm f2,0, a ver el bicharraco que les salen.
Es curioso, pero no hace mucho tiempo expuse tambien éste tema en un hilo en fotopopular y, al igaul que aquí, no reparais o no os dais cuenta en el detalle de la luminosidad. No hubiese estado mal que los de oly hubiesen hecho estos mismo objetivos a f2,8 y así seria mucho mas facil la comparacion. Tambien se puede ver de otra forma, ya que a igualdad de tamaño por culpa de ese extra de luminosidad, en condicionas de poca luz, las camaras FF con los objetivos f2,8, si, como digo, hay poca luz, no pueden bajar de f2,8 con lo cual tienen que subir el iso, mientras que el 4/3 cojn esos objetivos f2,0, no hace falta subir el iso por que pueden bajar de f2,8 a f2,0, lo que hace tambien que la diferencias de bajo ruido a favor de las FF se reduzcan aún mas si cabe en las mismas condiciones de disparo
Tambien hay que decir que el sensor 4/3 tiene menos profundidad de campo debido a su pequeño tamaño en comparacion con las de FF, pero como los objetivos 4/3 son luminosos en igualdad de tamaño y misma distancia focal que las de ff, pues ya se sabe, mas capacidad de desenfoque al ser mas luminoso, con lo cual, ahí tambien la diferencia en ese aspecto se reduce.
Y todo ésto sin olvidar que gracias a que el sensor 4/3 es mas pequeño que las camaras FF y tiene que iluminar menos superficie de sensor, o dicho mejor de otra forma, las lineas de luz que salen del culo del objetivo hacian el sensor no se tiene que 'abrir' tanto para alcanzar las esquinas del sensor. (en las FF se tiene que abrir mas por el mayor tamaño) pues dan como resultado un viñeteo casi inesixtente en objetivos angulares y a plena abertura de diafragma al igual que menos aberraciones de imagen. Y si no, podeis ver los resultados que dá en cuanto a viñeteo se refiere el Objetivo Canon EF 24-105mm f/4L IS USM montado en la FF 5D por ejemplo.
Tambien hablais del nuevo zuiko 50-200mm f2,8-3,5 de oly, que en la practica es un 100-400mm. f2,8-3,5 con los cual, hay que buscar un equivalente canon para las FF que sea 100-400mm. Pues bien, el que hay es el Canon 100-400mm f/4.5-5.6L IS USM EF. Pues bien, ese canon es mas pesado que el zuiko (1380gr por 995gr) es mas grande, (el canon mide 189 mm. por 157 de zuiko) es mas ancho (diámetro en la parte mas ancha de 92 por 86) Filtros mas grandes cion los cual mas caraos a la hora de comprarlos ( 77 por 67 del zuiko) numero de aspas del diafragma 5 del canon por 9 del zuiko, ( a mas aspas mas capacidad de desenfoque) y como guinda el canon vale 1518 euros por 1099 del zuiko (precios fotoboom)
Y si no importa que no tenga la velocidad extra de velocidad de la version nueva, puedes conseguir la version anterior con la misma calidad por 800 euros nuevo.
El canon esta estabilizado y el zuiko no, pero ya tdos los cueros olumpus que salgan estaran estabilizados como la E-510 o la E-3 mientars que en los de canon y nikon hay que pagar un sobreprecio por esta prestacion en cada objetivo que se desee tenerlo.
Identificador del mensaje: 487220 Número de lecturas: 80 'Y todo ésto sin olvidar que gracias a que el sensor 4/3 es mas pequeño que las camaras FF y tiene que iluminar menos superficie de sensor (...) dan como resultado un viñeteo casi inesixtente en objetivos angulares y a plena abertura de diafragma al igual que menos aberraciones de imagen.'
Nunca me ha cuadrado que si un objetivo se puede hacer más pequeño aprovechando un menor tamaño de sensor, también tenga ventajas ópticas por ese sensor menor...si el tamaño del objetivo ya se ha restringido al del sensor.
O sea: los objetivos FF en APS-C tienen ventajas en cuanto a rendimiento óptico por que están diseñados para un sensor mayor, y el sensor APS-C sólo toma la parte 'dulce'. Pero un objetivo que esté diseñado pensando en APS-C (pudiendo tener un menor tamaño por ello), ya no presenta esas ventajas ópticas, y tiene viñeteo, aberraciones...
Pues lo mismo con un objetivo 4/3: si se diseña pequeño aprovechando el menor tamaño de sensor, digo yo que su imagen no será mucho mayor que el sensor, por lo que éste no estará en su zona 'dulce'. ¿No? Igual me pierdo algo.
Dejando de lado ese tema (que nunca he entendido...), la verdad es que si se va al límite al final se acaba notando la diferencia. La E-3 por ejemplo no creo que esté mucho más de un paso peor en cuanto a ruido que sus rivales en precio (40D, D300, A-700...), por lo que ese f/2.0 sí compensaría el típico f/2.8 del resto. Pero si la comparamos con una FF la diferencia creo que es enorme, y la FF se come con su rendimiento en ISOs altos a ese paso extra del objetivo y a más.
Por supuesto que el precio de un equipo y otro no tendrá nada que ver. Pero pienso que, en muchos campos, el acercarse al límite de 'lo mejor' tiene ese comportamiento asintótico: hay que meter mucha chicha (material, cristal... DINERO) para un avance pequeño... pero que te separa un poco de los demás. Y si los demás quieren seguirte... ¡chicha!
Pero dejando ese mundo de locos, para un aficionado creo que los dos sistemas (4/3 y APS-C) andan a la par, compensando los objetivos lo que se pierde/gana en el sensor. En el tamaño... no se, no me parecen tan diferentes.
Identificador del mensaje: 487227 Número de lecturas: 63 ...y que se me pasó, es que, aparte de que el sensor FF es mas grande, las esquinas superiores izquierda y derecha y tambien las inferiores estan mas separados entre ellos debido a sus disposicion apaisada que si hubiese un sensor tambien apaisada pero mas pequeño y la zona critica de esas cuatro esquinas es mas critica si cabe que un sensor tambien 'apaisado opeor ams pequeño. no se si me explico bien. El 4/3, aparte de ser mas pequeño, es mas 'cuadrado' lo que beneficia en que llege mejor la luz a esas esquinas.
Aparte, tambien he leido, pero no deja de ser para mi tambien una suposicion, que, aparte de que digan que los objetivos zuiko son casi telecentricos, tambien el circulo de iluminacion de los zuikos hacia el sensor cubra mas de lo debido, es decir, que le sobre un poco, mientras que los de FF llegen justitos a las esquinas y en el tema del viñeteo por ejemplo se note mas.
Pero ya digo, siempre tendrán menos ruido y mas rango dinámico los sensores FF que los del 4/3, pero la tecnologia seguira avanzando y llegará un momento en que estemos muy bien servidos en cuanto a ausencia de ruido y rango dinamico incluso en los sensores 4/3 y es ahí cuando empieze a tomar mas peso y relevancia el menor peso y tamaño, aunque sean igual de caros y baratos para ambos sistemas. Mientars que los objetivos para el FF nunca podran enpequeñezer manteniendo mismas focales y luminosidad por que no es mas fisica de la luz. Al fin y al cabo para hacer fotos hay que sacar el equipo a la calle, al campo, ala montaña, etc... y el peso y tamaño juegan ahí un papel importante.
Tambien en los sensores tiene mucho que ver la física de la luz , pero no dejan de ser dispositivos electronicos que pueden mejorar hasta un limite, claro está, e incluso crearse nuevas tecnologías como la que dice Kodak, que puede ser buena o puede ser mala, pero seguro que se seguiran inventadose nuevas cosas.
Pero por encima de todo ésto, lo mejor que hay es que hay tres formatos diferentes ( FF, APS-C y 4/3 ), cada uno con sus ventajas y desventajas, unios mas y otros menos y lo importante es elegir adecuandose a lo que ujno quiere, lo unico que leo mayormante es que cuando se compara al 4/3 frente a los demás formatos, siempre se le tilden al 4/3 como las que mayores desventajas tiene, cuando eso no es así, creo mas bien que es todo lo contrario.
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