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LOS CCDs

Los detectores analizados tienen una característica en común: integran en el espacio y en el tiempo la cantidad total de luz que incide en ellos. Por ejemplo, si un haz luminoso de flujo radiante dado incide en una pequeña área de la superficie de un fotodiodo, entonces producirá la misma respuesta que el haz de igual flujo que cubre toda el área del diodo (figura1). Sin embargo, alsaturar con luz el detector, producirá una respuesta proporcional al flujo radiante por unidad del área del detector. Al mover el detector a través del campo luminoso se produce una respuesta que varía con la irradiancia de punto a punto de la luz incidente. En muchas aplicaciones de la optoelectrónica es indispensable preservar cualquier carácter espacial que pudiera tener la onda de luz. Losdetectores con los que se logra lo anterior se denominan detectores por formación de imágenes.

De tales detectores, quizá el más conocido, de mayor uso y más devaluado sea el de la emulsión fotográfica común. Cada grupo de granos de haluro de plata, que integran la emulsión, responderá por separado a la irradiancia de la luz incidente. Después de un procesamiento químico, la emulsión retiene unaimagen permanente de la luz incidente. La característica más importante de la película fotográfica es esta permanencia de registro. Otras características son sus altas capacidades de resolución sobre un amplio intervalo espectral, así como su bajo costo. En contra de lo anterior es necesario ponderar su bajo intervalo dinámico, no linealidad, carencia de respuesta de tiempo real y el requisito delprocesamiento húmedo.
El tubo vidicón es otro ejemplo de detector por formación de imágenes de uso común. Con base en los principios del tubo de rayos catódicos, un objetivo fotoconductor iluminado es explorado por un haz electrónico, a fin de obtener una variación en la corriente eléctrica extraída por él. En sus muchas variaciones, el vidicón ofrece la formación de imágenes en tiempo realsobre un amplio intervalo espectral y con eficiencia cuántica moderadamente alta. Sus desventajas incluyen una baja relación señal sobre ruido, susceptibilidad de retención de parte de la señal después de la lectura (denominado retraso) y fuga de la señal de áreas intensamente iluminadas hacia zonas vecinas (denominado fluorescencia). Las cámaras basadas en el vidicón y sus derivados son estándarpara la transmisión por televisión.
Sin embargo, el futuro de la detección por formación de imágenes en tiempo real radica en la generación actual de formadores de imágenes de estado sólido que están, comenzando a dominar el mercado industrial. Las cámaras basadas en tales formadores de imágenes ofrecen alta resolución, alta sensibilidad, tamaño pequeño, bajo consumo de energía y fácil vinculaciónpara el control por computadora y manejo de datos.

Tales cámaras están siendo rápidamente favorecidas en cuanto al procesamiento de imágenes, visión a través de máquinas ó supervisión y control industriales. Un método para la formación de imágenes de estado sólido es fabricar muchos fotodiodos delgados juntos en una disposición lineal o bidimensional. Sin embargo, las dificultades defabricación y las bajas densidades de encapsulamiento han conducido al desarrollo del dispositivo acoplado por carga (CCD). Como su nombre indica, el CCD conduce su información mediante la transferencia eficiente de paquetes de carga eléctrica a través del dispositivo. Las ventajas ofrecidas por la tecnología CCD son el incremento en la densidad de encapsulamiento con respecto a la del arreglo de fotodiodo,la libertad en cuanto al retraso y a la fluorescencia y la sensibilidad a bajos niveles de luz. Tal vez más significativa sea la libertad de distorsión geométrica de la imagen, que es una seria limitación de las cámaras vidicón. Gran parte del futuro de la formación de imágenes de estado sólido depende de este dispositivo y por consiguiente, el análisis se centrará en las cámaras de CCD y su...