Panasonic, «de Buffon» y «Fresnel»

Fresnelesquema.F

Panasonic ha presentado el desarrollo de un nuevo tipo de captor de tipo MOS, que se anuncia como mucho más robusto que los actuales.

Siempre según la firma, el nuevo tipo de sensor podría emplearse bajo la luz directa del sol, sin degradarse, durante más de 20 años.
Ello se debe, según la firma,  a la utilización de materiales inorgánicos allá donde en los "chips" actuales se estaban teniendo que utilizar los de tipo orgánico.

 

Microlentes.C
Microlentes de polímero
© Canon

Los puntos más críticos son -en la actualidad- los filtros de color para la conocida pauta Bayer, y muy especialmente las microlentes condensadoras de luz a base de polímeros que se emplean frente a las fotocélulas (una lente por fotocélula) a fin de reducir el problema de la poca incidencia de fotones en la pequeña superficie de cada una de esas fotocélulas en los modernos CCD y CMOS de altos megapíxeles y reducido tamaño.
Desde luego, los captores de cámaras digitales utilizadas para tomas repetidas bajo luz solar intensa se degradarían antes de lo normal, sobre todo si se dan las circunstancias de altas temperaturas y con elevado contenido de radiación ultravioleta.

A mi juicio, lo más interesante del nuevo desarrollo de Panasonic es que "tira" de un invento óptico de data del siglo XVIII… si bien es cierto que utiliza para su nueva aplicación, tecnología del siglo XXI.
Ese invento óptico no es otro que la "lente Fresnel", que al parecer Panasonic consigue "tallar" en la propia superficie inorgánica de cada una de las fotocélulas de su nuevo "MOS".

Buffon.col
de Buffon 

En efecto, el elevado incremento de tráfico marítimo experimentado en la época dorada de la navegación, durante el siglo XVIII, creó la necesidad de mejorar la luminosidad y alcance de los faros de ayuda a la navegación, y fue el galo Georges de Buffon (1707-1788), en 1748, el que descubrió que las muy gruesas, pesadas, frágiles y costosas lentes condensadoras empleadas en dichos faros, podían cumplir su misión, con un porcentaje todavía muy alto de eficacia si se eliminaba por tallado la parte interior de la lente, y se tallaban anillos concéntricos sobre la cara exterior. El peso eliminado era muy significativo, lo que permitía, además, ahorrar esfuerzo a la maquinaria de giro.

Fresnelesquema
Esquema de una lente Fresnel (abajo), que equivale, como condensadora a una plano/convexa mucho más gruesa y pesada (arriba) 
Fresnel.portrait
Fresnel 

Posteriormente, Augustin Fresnel (1788-1827) perfeccionó la idea, creando la famosa lente Fresnel, una lente que mantiene la focal con tan solo una fracción del peso de la lente a la que sustituye. De hecho, siendo una lámina plana, actúa como lente convergente condensadora con un espesor y masa muy reducidos.
Todos los faros de navegación ópticos modernos utilizan gigantescas lentes Fresnel
Sin embargo, los anillos concéntricos que pueblan su superficie hacen que su calidad óptica no se al ideal para las tareas de formación de imagen, y por ello se emplea en fuentes de iluminación (Focos "Fresnel") y también en pantallas de enfoque, como lente condensadora.
Por ello, las lentes Fresnel son ampliamente utilizadas en fotografía.

PanaFresnel
El nuevo "MOS" de Panasonic, con lentes Fresnel "talladas" en la superficie inorgánica de cada fotocélula (pixel) 

Lo que ha conseguido al parecer Panasonic es crear microlentes Fresnel sobre la propia superficie de cada fotocélula (inorgánica), eliminado las microlentes condensadoras de polímero. La capacidad tecnológica es tal, que las dimensiones de ese "tallado" están por de debajo de las longitudes de onda de las radiaciones luminosas con las que han de trabajar, y recordemos que algunas de ellas están por debajo de los 380 x 10-9 metros.

detalleAdemás, ese "tallado", puede ser distinto para cada fotocélula, según su ubicación en el captor, lo que permitirá alcanzar una sensibilidad uniforme sobre todos los puntos del captor, o adaptarlo para las características de iluminación de un objetivo en particular.
En lo que respecta a los filtros de color RGB, es la primera vez que un fabricante (Panasonic) crea filtros inorgánicos "fotónicos", con capacidad de "corte" de todo tipo de radiaciones del espectro comprendido entre el UV y el IR, incluidos estos extremos.
El nuevo MOS de Panasonic podrá ser utilizado en fotografía, pero también en otras muchas aplicaciones "al aire libre" en las que hasta ahora la resistencia no era la suficiente.

No cabe duda de que todavía podemos esperar grandes desarrollos en lo que respecta al ámbito de los sensores o captores para imagen digital.

Y no deja de ser emocionante que ideas de investigadores del siglo XVIII revivan con las ideas y tecnologías del XXI.

Buffon.sello

El gran científico naturalista en un antiguo sello de correos de la República Francesa. 

       

Los comentarios en esta página pueden ser moderados; en tal caso no aparecerán inmediatamente al ser enviados. Las descalificaciones personales, los comentarios inapropiados, de extensión desmesurada o con demasiados errores ortográficos podrán ser eliminados. Asimismo, en caso de errores considerados tipográficos, el editor se reserva el derecho de corregirlos antes de su publicación con el fin de mejorar la comprensión de los mismos. Recordamos a los lectores que el propósito final de este medio es informar. Para recibir soporte sobre dispositivos o problemas particulares les invitamos a contactar con el correspondiente servicio de atención al cliente.