camara CCD

CÁMARAS CDD

Dispositivos de Carga Acoplada

1.- INTRODUCCIÓN. Comparación con la película fotográfica.

La fotografía revolucionó en su día la observación astronómica. Poder obtener una muestra permanente de lo que, hasta entonces, sólo se podía ver por el telescopio abría multitud de posibilidades. Además, al poder realizar exposiciones de larga duración, se conseguía multiplicar deforma drástica la capacidad del ojo humano para detectar objetos cada vez mas débiles y lejanos. Se podían realizar medidas más precisas y más fácilmente. La fotografía permitía corroborar y verificar fenómenos; no es lo mismo que alguien diga haber visto algo, que lo diga y además muestre una imagen. Con las placas fotográficas se podían registrar campos estelares de varios grados de extensión.Una revolución semejante ocurrió cuando aparecieron los primeros sensores CCD. No sólo tenían una sensibilidad mayor, eran más lineales, etc, sino que además, generaban una imagen digital susceptible de ser procesada mediante un ordenador.

Esa impresionante sensibilidad era uno de los aspectos más positivos de estos sensores. Las emulsiones fotográficas más sensibles, detectan siempre menos deun 10% de los fotones que reciben, sin embargo, los sensores CCD detectan entre un 50% y un 75% de los fotones que inciden sobre ellos. Esto se traduce en una capacidad de detección frente a la cual, ni la emulsión más rápida puede enfrentarse.

Los primeros sensores CCD tenían una muy buena respuesta en el rojo e infrarrojo y una mala respuesta en el azul y ultravioleta, pero hoy en día ya sefabrican con una respuesta espectral extendida al azul. Esta particular respuesta espectral ha supuesto una ventaja para las observaciones desde entornos urbanos, se pueden realizar observaciones desde sitios con gran polución lumínica, algo prácticamente imposible con la emulsión fotográfica. Aún así, como siempre en la observación astronómica, el cielo de entornos rurales es donde las cámarasCCD despliegan toda su capacidad de detección.

Otro factor a favor de los sensores electrónicos es su linealidad. Las emulsiones fotográficas sufren un comportamiento denominado reciprocidad. Cuando se hace una exposición de larga duración, la película se muestra más sensible durante los primeros instantes y su sensibilidad va decreciendo progresivamente. Es decir, la sensibilidad no es constantea lo largo de la duración de la exposición. Por el contrario, los sensores CCD tienen una linealidad mucho mayor. Se muestran muy lineales desde iluminación mínimas hasta iluminación intensa.

Por último, hay que destacar como ventaja, que las imágenes, al ser digitales, pueden ser corregidas y procesadas por un ordenador. Corregir una imagen de gran parte de los defectos que introduce laóptica, polución lumínica, electrónica, etc., aumenta la sensibilidad del sensor aún más.

No se puede hablar de procesamiento sin citar todo lo relacionado con la deconvolución y los métodos de máxima entropía. Estas técnicas tienen por objeto modelar matemáticamente el sistema óptico y las condiciones atmosféricas con las que ha sido adquirida la imagen y “restar” su contribución sobre la imagen. Deesta forma, se consigue mejorar la imagen de forma notable.

Pero, no todo son ventajas, el tamaño del sensor CCD habitual, hoy por hoy, es menor que un negativo fotográfico de 35 mm, lo que plantea problemas si se desean obtener imágenes de regiones extensas del cielo. Aunque siempre se pueden realizar mosaicos (un montaje de varias imágenes para abarcar mayor campo), las CCD’s tienen las deperder.

También se alegaba que, las emulsiones tenían un grano del orden de 5 micras y los píxeles de los sensores CCD eran de 20 o 30 micras, pero ya hoy, hay tamaños de píxeles inferiores a las 10 micras.


2.- Dispositivos de Carga Acoplada.

Las cámaras CCD es un tipo de detector de grandes prestaciones. Permiten alcanzar resultados relevantes en fotometría, astrometría y otras...