En cualquier cámara digital, el sensor es la pieza más importante del equipo. Sin él, no seríamos capaces de capturar ninguna imagen con nuestras cámaras digitales. De hecho, si busca en Internet, puede notar cuántas personas están de acuerdo en que el sensor es más importante que los megapíxeles.

Y por una buena razón. Eso es porque, si observas cómo funciona la cámara de un teléfono inteligente , el sensor es la parte más vital de todo el proceso.

Pero, ¿qué es exactamente el sensor? ¿Como funciona? ¿El tamaño afecta la imagen en absoluto? En este artículo, responderé a estas y otras preguntas que pueda tener sobre el sensor de la cámara del teléfono inteligente.

Antes de continuar, le recomiendo que lea mi artículo sobre cómo funcionan las cámaras de los teléfonos inteligentes  solo para que tenga un poco de contexto sobre lo que sucede en la cámara de un teléfono antes de que la luz que ingresa a la cámara llegue al sensor. Puede que te ayude a entender un poco mejor este artículo.

Te puede interesar:Todo lo que necesita saber sobre el binning de píxeles en las cámaras de los teléfonos inteligentes

Además, este artículo no cubrirá los sensores de profundidad de las cámaras móviles (también conocidas como cámaras de profundidad). Para eso, puede leer este artículo  u obtener información sobre las cámaras ToF de teléfonos inteligentes aquí .

Ahora, entremos de inmediato

¿Qué es el sensor?

El sensor de imagen de la cámara de un teléfono inteligente es un dispositivo que toma la luz que ingresa a la cámara a través de la lente y produce una imagen digital a partir de ella.

La superficie de un sensor contiene millones de fotositos, también conocidos como píxeles, que se encargan de capturar la luz. El número total de estos elementos captadores de luz se conoce como megapíxeles .

Te puede interesar:5 diferencias clave entre la cámara de un teléfono inteligente y una cámara DSLR

Esencialmente, un sensor es similar a un marco de película. En los primeros días de la fotografía antes de las cámaras digitales, la gente solía tomar fotos en un rollo de película de celuloide. Esta película estaba recubierta con un químico especial que producía una imagen cuando se exponía a la luz.

Un sensor de fotograma completo frente a una película de 35 mm. Fuente:  better-digital-photo-tips.com

Cuando se hizo cargo de la fotografía digital, el antiguo sistema de película se eliminó y se reemplazó con un dispositivo electrónico: el sensor de imagen. Cuando se activa el obturador de la cámara  , el sensor se expone a la luz y la captura en sus fotositios hasta que se desactiva el obturador.

El tiempo durante el cual el obturador permanece activado se conoce como velocidad de obturación . Cuanto más tiempo esté activado el obturador, más luz puede recibir el sensor de la cámara. Esto significa que sus fotos pueden verse brillantes incluso en condiciones de poca luz.

Te puede interesar:8 formas de mejorar el brillo de tus fotos con poca luz

Suena ideal, pero hay una desventaja de jugar con la velocidad de obturación  que debe tener en cuenta. Ignorarlo puede conducir a fotos borrosas .

En una nota al margen: cuando se dispara a velocidades de obturación lentas, es muy importante que mantenga su teléfono estable  mediante el uso de un sistema de soporte de la cámara  , como un trípode . Personalmente, la gama Joby  de trípodes para teléfonos móviles es uno de mis favoritos por su pequeño tamaño y versatilidad. Definitivamente vale la pena echarle un vistazo .

Primer plano de la superficie del sensor de imagen de una cámara.

De forma predeterminada, los sensores de los teléfonos inteligentes no ven el color. Las cámaras que producen imágenes en color tienen una matriz de filtros de color colocada sobre los sitios de fotos para reproducir la información de color en la imagen digital final. Si observa detenidamente la imagen de arriba, verá el rojo, el verde y el azul del CFA.

Te puede interesar:Todo lo que necesita saber sobre la velocidad de obturación en cámaras móviles

Los sensores juegan un papel importante en el resultado de una foto en términos de tamaño y calidad. Un sensor grande puede adaptarse a más fotositios y más grandes que uno pequeño. Eso significa que un teléfono inteligente con un sensor grande puede producir fotos de una calidad lo suficientemente buena como para imprimirlas y mostrarlas .

Tipos de sensores

Hay dos tipos de sensores que se pueden encontrar en las cámaras digitales: los sensores CCD y CMOS. Ambos son responsables de convertir la luz en señales eléctricas, pero funcionan de manera diferente .

El sensor CCD (Charge-Coupled Device) es el sensor más tradicional. Es un dispositivo analógico que captura una imagen de una sola vez y la convierte en una secuencia de voltaje.

Un sensor CCD funciona bien con poca luz y no sufre tanto el ruido digital  como un sensor CMOS.

Pero debido a que el sensor CCD es costoso y usa mucha energía, no es tan popular en las cámaras de los teléfonos inteligentes como su contraparte.

Te puede interesar:Modo manual: una guía completa y exhaustiva

CMOS (Semiconductor de óxido de metal complementario) usa menos energía que CCD, lo que lo hace ideal para dispositivos móviles.

Este tipo de sensor no captura una imagen completa en una sola instancia, sino que captura imágenes en forma de escaneo.

La desventaja de esto es un problema del efecto de obturador rodante, donde la imagen se distorsiona cuando el sensor intenta interpretar un objeto en movimiento. Este es un problema que es más problemático cuando se graba un video.

Los teléfonos inteligentes utilizan casi universalmente sensores CMOS. Muy pocos usan CCD en estos días.

¿Cómo funciona el sensor?

El sensor como dispositivo está formado por millones de cavidades que captan la luz conocidas como fotositos (a veces denominados píxeles, lo que puede resultar confuso). Cuando se activa el obturador, estos fotositos capturan la luz mientras el sensor permanece expuesto.

Te puede interesar:7 diferencias clave entre una buena cámara de teléfono y una mala

Los fotones de luz que son capturados por cada fotosito se interpretan como una señal eléctrica. La fuerza de esta señal variará dependiendo de cuántos fotones haya capturado el fotosito.

La mejor manera de entender esto es imaginar cada sitio de fotos/píxel como un cubo que recoge agua de lluvia. La lluvia representa la luz que entra en la cámara y es captada por los fotositos.

Si el cubo está lleno hasta el tope, el procesador de la cámara determina que es un píxel blanco. Si el cubo está vacío, es un píxel negro. Cualquier otra cosa en el medio será una intensidad variada de gris.

¿Blanco, negro y gris? ¿Qué pasa con el color? Aquí es donde entra en juego una matriz de filtros de color.

El filtro Bayer

Para capturar imágenes en color, se necesita algo conocido como conjunto de filtros de color (CFA). Existen diferentes tipos de CFA, pero el más común es el Bayer Filter Array. Consiste en filas alternas de los tres colores primarios rojo, verde y azul.

Te puede interesar:¿Qué es la cámara periscopio de un teléfono y cómo funciona?

La mitad de la matriz se compone de filtros verdes, mientras que el azul y el rojo ocupan cada uno una cuarta parte. La razón de esto es que nuestros ojos son naturalmente más sensibles a la luz verde.

Entonces, tener más filtros verdes en el CFA producirá imágenes que se verán más naturales a nuestros ojos.

Fuente: wikipedia.org

Cada filtro de color cubre un sitio de fotos y captura la luz que se corresponde con su color. En otras palabras, el filtro rojo permite capturar la luz roja, el filtro verde captura la luz verde y el filtro azul permite la entrada de la luz azul.

Te puede interesar:Comprender ISO: cómo afecta las fotos móviles

Usando el filtro de Bayer, las cámaras digitales solo pueden capturar un color primario en cada sitio de fotos. Los demás se reflejan.

Esto plantea la pregunta: si un sensor solo recibe información de color rojo, verde y azul, ¿cómo los píxeles de las imágenes digitales tienen información de color como amarillo, púrpura, naranja, magenta o cualquier otro color? Esto se hace a través de un proceso de interpolación conocido como demostración.

Debido a que el filtro de Bayer es un mosaico RGB, a cada píxel le falta información de color de los otros dos colores de la combinación de colores RGB.

La demostración ocurre cuando el procesador de la cámara calcula los valores de color que faltan en cada píxel calculando los valores de color de los sitios de fotos vecinos.

Para comprender mejor este proceso, consulte Cómo la cámara de un teléfono inteligente procesa una imagen . Esto le dará una mejor idea de cómo el ISP  (procesador de señal de imagen) de una cámara móvil crea la imagen final que puede ver y compartir.

Te puede interesar:Estabilización de imagen: cómo las cámaras móviles mantienen las fotos nítidas

¿Qué tan grande es el sensor de la cámara de un teléfono inteligente?

El tamaño del sensor generalmente se expresa en pulgadas como una fracción como 1/2,55” o 1/3”. Esto podría parecer que indica la medida diagonal del sensor, pero no es así, lo que puede resultar confuso.

Hay toda una historia detrás del porqué de este método de medición. Es bastante complicado, pero se reduce a que los fabricantes intentan desviar la atención del consumidor de lo pequeños que eran realmente los sensores.

Si quieres profundizar en ello, lea esta publicación  realmente reveladora.

Sensores de teléfonos inteligentes. Fuente: gigazine.net

Los diferentes teléfonos tienen sensores de diferentes tamaños, pero los sensores de la cámara del teléfono inteligente son notoriamente pequeños.

Te puede interesar:¿Qué tan grande es el sensor de la cámara de un teléfono?

En algún momento, el tamaño promedio del sensor en las cámaras populares de teléfonos inteligentes de gama alta de Apple y Samsung fue de 1/2,55”. Pero las tendencias recientes de cámaras de teléfonos inteligentes muestran que el tamaño aumenta, especialmente en teléfonos con cámaras de muchos megapíxeles .

El teléfono que tiene el récord de tener el sensor más grande hasta la fecha es el Panasonic Lumix CM1 de 2014 que tenía un sensor de 1 pulgada. En 2019, el sensor más grande fue de 1/1,7” en el Huawei P30 Pro y Mate 30 Pro.

¿Qué tan grande es el sensor de la cámara de un teléfono en comparación con el sensor DSLR de fotograma completo?

Los sensores de la cámara de los teléfonos inteligentes definitivamente han aumentado de tamaño a lo largo de los años y, de hecho, han alcanzado alturas asombrosas, pero aún palidecen en comparación con los sensores de fotograma completo  como los que se encuentran en las cámaras DSLR.

Los sensores de imagen de fotograma completo tienen un diámetro de 35 mm, el mismo tamaño que la película de celuloide de la vieja escuela. 

De ahí el nombre de fotograma completo. Hay muchos sensores de marco más pequeños (conocidos como sensores de cultivo ) y los sensores de teléfonos inteligentes se encuentran en el extremo final del espectro.

Te puede interesar:Explicación de los megapíxeles de la cámara del teléfono

Un sensor de fotograma completo de 35 mm mide 864 mm ²  mientras que un sensor de teléfono inteligente de 1/1,7” solo mide 43 mm ² . Eso significa que el sensor del Huawei P30 Pro, una vez elogiado, por ejemplo, es 20 veces más pequeño que un sensor DSLR de fotograma completo. ¡Eso es mucho!

¿Cómo afecta el tamaño del sensor a las fotos?

El tamaño del sensor definitivamente tiene un gran impacto en la calidad de las imágenes que puede producir una cámara. Es uno de los factores importantes que contribuyen a que una foto de teléfono móvil se vea increíble .

En primer lugar, cuanto más grande es el sensor, más grandes son los sitios de fotos. Grandes fotositos significan que el sensor puede capturar más luz. 

Esto es especialmente útil en situaciones donde la iluminación es pobre. Es menos probable que tenga problemas con el ruido digital según el tamaño de los sitios de fotos.

Además, un sensor grande puede contener más megapíxeles. Cuantos más megapíxeles tenga la cámara de un smartphone, mayor será la resolución de sus imágenes. Si te gusta imprimir copias grandes de las fotos de tu móvil, esta es una ventaja.

Desafortunadamente, no puedes tenerlo en ambos sentidos. No puede empaquetar muchos sitios de fotos grandes en un sensor, al menos no en los sensores de la cámara del teléfono inteligente. Debido a que el tamaño físico del sensor es fijo, cuantos más píxeles tiene una cámara, más pequeños se vuelven.

Esto plantea un desafío en las cámaras móviles. Debido a que son de tamaño tan pequeño, los sitios de fotos en el sensor de la cámara de un teléfono inteligente son muy pequeños. Esto pone a las cámaras de los teléfonos inteligentes en desventaja cuando se trata de la cantidad de luz que pueden capturar sus sensores.

Los fotositos pequeños no funcionan bien cuando no hay suficiente iluminación. Tendría que aumentar  bastante el ISO de la cámara para que el brillo de las imágenes capturadas en un sensor con fotositos pequeños coincida con el de una imagen de un sensor con fotositos más grandes.

Cuando buscan comprar un teléfono nuevo, muchas personas simplemente eligen el teléfono con la cámara con más megapíxeles  y creen que es el mejor. Y, sinceramente, no hay nada de malo en eso.

Sin embargo, a pesar de que tener muchos megapíxeles puede brindarle impresiones con detalles finos, no se deje engañar por las exageraciones de marketing de las compañías de teléfonos inteligentes y crea que más megapíxeles significa una cámara de mejor calidad. 

En realidad, la verdad sobre los megapíxeles  es algo totalmente diferente.

Si está a punto de comprar un nuevo teléfono inteligente y la cámara principal es su mayor prioridad, asegúrese de buscar también un teléfono que tenga una cámara con un sensor grande. No solo quiere tomar fotos lo suficientemente grandes para imprimirlas, también quiere fotos de calidad que se vean bien .