¿Qué es una Cámara CCD Refrigerada?
Una cámara CCD refrigeradas es una cámara digital con un sensor CCD (Charge Coupled Device) refrigerado como elemento receptor de luz.
Los CCD, también conocidos como “dispositivos de carga acoplada”, son un tipo de sensor de imagen; los CCD se utilizan para convertir la energía luminosa en una carga eléctrica, que luego se captura como datos de imagen. Suelen utilizarse en fotografía, producción cinematográfica y astronomía, entre otros campos.
Las cámaras CCD tienen varios sensores de luz (píxeles) en la superficie receptora de luz, cada uno de los cuales produce una carga que depende de la intensidad de la luz. Estas cargas se leen como una señal analógica y se convierten en una señal digital; las cámaras CCD pueden lograr una alta resolución de imagen, un rango dinámico y un bajo nivel de ruido.
También son excelentes para captar imágenes en la oscuridad y detectar fuentes de luz débiles. Sin embargo, las cámaras CCD son relativamente sensibles a la luz y el ruido aumenta con exposiciones más largas.
Usos de las Cámaras CCD Refrigeradas
Las cámaras CCD refrigeradas se utilizan sobre todo para fotografía (en la que las imágenes se obtienen como señales digitales a través del elemento receptor de luz) conectándolas a un PC, o para fotografía que requiera largas exposiciones, como la astrofotografía, debido a la reducción de ruido causada por la refrigeración.
Otras aplicaciones en el campo de la investigación son el análisis del ADN y el análisis espectroscópico. También se utilizan para la detección débil (fotografía) de la quimioluminiscencia, que requiere la integración de la señal mediante exposiciones largas, y para la obtención de imágenes de luminiscencia en combinación con microscopios electrónicos y microscopios ópticos, aprovechando el aspecto de detector multicanal del CCD.
Principio de las Cámaras CCD Refrigeradas
Las cámaras CCD refrigeradas utilizan un elemento Peltier para enfriar el CCD, lo que permite largos tiempos de exposición.
Cuando se utilizan a temperatura ambiente, se produce un fenómeno (corriente oscura) en el que fluye una corriente eléctrica incluso cuando no se recibe luz, y ésta es una de las principales causas de ruido. Esto no es un problema para la fotografía normal con exposiciones de sólo unos segundos, pero el ruido causado por esta corriente oscura tiene un efecto significativo durante la fotografía de larga exposición.
El disparo y la gestión de la temperatura de refrigeración se llevan a cabo en un PC con un software dedicado instalado, por lo que la conexión a un PC es esencial cuando se dispara con una cámara CCD refrigeradas. Como se puede reducir el ruido, la cámara es útil para la fotografía astronómica, en la que el obturador está abierto y se utilizan exposiciones largas, y para la detección de quimioluminiscencia, en la que se detecta la luminiscencia débil acumulando las señales durante un largo periodo de exposición.
¿Cómo Elegir una Cámara CCD Refrigerada?
1. Resolución
La resolución es un factor importante para el detalle y la precisión de la imagen. La resolución a elegir depende de la aplicación y el propósito de uso.
Las resoluciones más altas son adecuadas para observar objetos diminutos y estructuras detalladas, pero también afectan al tamaño del archivo y a la velocidad de procesamiento, que deben ajustarse según el propósito y la aplicación.
2. Tamaño de Píxel
El tamaño de píxel indica el tamaño físico de los píxeles individuales. Cuanto mayor es el tamaño del píxel, mayor es la sensibilidad, pero la resolución suele reducirse. El tamaño de píxel adecuado depende de las características del objeto observado y de las condiciones de disparo.
3. Nivel de Ruido
El ruido es un factor que afecta directamente a la calidad de la imagen. Las cámaras CCD refrigeradas pueden reducir el ruido enfriando el sensor, pero los niveles de ruido varían entre modelos y fabricantes. El nivel de ruido es especialmente importante en condiciones de oscuridad o poca luz.
4. Velocidad de Funcionamiento
La velocidad de funcionamiento indica la rapidez con la que se adquiere una imagen o se transfieren los datos. Las velocidades de funcionamiento elevadas son necesarias para la adquisición continua y las aplicaciones de imágenes rápidas. Es importante comprobar la frecuencia de imagen y la velocidad de transferencia de datos de la cámara y seleccionar la velocidad adecuada para el uso previsto.
5. Capacidad de Refrigeración
Las cámaras CCD refrigeradas disponen de un sistema de refrigeración para enfriar el sensor. La capacidad de refrigeración es importante para garantizar que la temperatura del sensor se mantiene constante. Compruebe la eficacia del sistema de refrigeración y el rango de temperaturas de refrigeración y seleccione la capacidad de refrigeración adecuada para el entorno y la aplicación en que se va a utilizar.
6. Interfaces y Compatibilidad
Para utilizar una cámara CCD refrigerada, se requiere una interfaz que permita el intercambio de datos entre la cámara y un ordenador o unidad de control. Las interfaces más comunes son USB, FireWire y Gigabit Ethernet. Es importante comprobar la compatibilidad con el sistema utilizado y seleccionar la interfaz adecuada.
Más Información sobre Cámaras CCD Refrigeradas
Cámaras con Sensores CMOS
En los últimos años, cada vez más cámaras han sustituido las cámaras CCD por sensores CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), que ofrecen costes más bajos, una mayor eficiencia energética y una lectura de datos más rápida.
Sin embargo, a excepción de algunas aplicaciones especializadas, pueden ser inferiores a las cámaras CCD en cuanto a calidad de imagen y sensibilidad.