21 septiembre 2010

Sensor de imagen para temperaturas extremas



Los institutos Fraunhofer en Alemania son a nuestro parecer el paradigma de la investigación industrial europea. Con 58 centros de investigación, 1.200 millones de euros de presupuesto y algo que debe hacer sonrojar a muchos centros de investigación: 2/3 de la financiación la obtienen de contratos con la industria.

En muchos artículos hablamos de las soluciones industriales que los institutos Fraunhofer vienen desarrollando. Hoy lo hacemos una vez más, hablando de una temática que nos interesa especialmente, el uso de sensores trabajando en temperaturas extremas.

Los sensores de imagen que se usan como ayuda de aparcamiento electrónico o sistemas de control de calidad tienen que ser capaces de resistir a veces muy altas temperaturas que prevalecen en esos ambientes. Los científicos de Fraunhofer han producido un chip CMOS que funciona a temperaturas de hasta 115 ºC.

Cada vez son más los fabricantes de coches que equipan sus vehículos con sensores de imágenes, capaces de detectar peatones o vehículos en los puntos muertos o detectar obstáculos cuando aparcan. Los sensores deben ser capaces de funcionar a temperaturas extremadamente altas y con reflejos del sol. Si se instalan en la parte trasera del vehículo o en el panel de instrumentos, por ejemplo, pueden ponerse muy calientes.

El nuevo sensor contrasta con los sensores que se usan actualmente CCD, que fallan cuando la temperatura supera los 60 º C. El nuevo chip no solamente es resistente al calor, sino que también funciona a temperaturas árticas.

Los científicos han tenido éxito desarrollando pixels que muestran una corriente oscura extremadamente baja. Esta reducción de corriente residual, que fluye en completa oscuridad, hace posible capturar imágenes de muy alta calidad incluso en calor extremo. No fue fácil alcanzar una corriente oscura baja. Un incremento de temperatura de solamente ocho grados dobla la corriente oscura, resultando en ruido de imagen y dinámica reducida.

Una características especial del sensor es el tamaño de la imágen de 2.5 x 2.5 cm. Esto ofrece la ventaja de que para aplicaciones especiales de iluminación débil o para capturar imágenes en el rango de ultravioletas o infrarrojos y puede conectarse directamente a un intensificador de imágenes electrónicas. El sensor tiene una resolución de 256 x 256 pixels. Su alto rango dinámico o latitud de exposición de 90 decibelios proporciona un contraste incrementado y exactitud de detalle optimizado tanto en zonas sombreadas como en áreas brillantes. Los matices de luz se reproducen precisamente. Gracias a su absorción de luz eficiente, el sensor de imagen reacciona con alta sensibilidad incluso en condiciones de luz débiles. Por lo tanto también es conveniente para equipos de visión nocturna.

Bibliografía: Image sensors for extreme temperatures. Fraunhofer –Gesellschaft September 2010.

Palabras clave: charged coupled device

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