Cámara CCD
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Cámara CCD. Dispositivo de Carga Acoplada, son dispositivos electrónicos muy sensibles, ideados para captar la luz y formar una imagen a partir de ella, pero al mismo tiempo son muy frágiles, sobre todo si deben actuar en el hostil ambiente del espacio, donde la radiación hace estragos. Las cámaras del Telescopio espacial Hubble, por ejemplo, deben ser cambiadas cada cierto tiempo, circunstancia que se aprovecha para mejorar sus capacidades.
Sumario
Funcionamiento
Este tipo de cámara utiliza un tipo de chip fotosensible semejante a los que se utilizan en las cámaras de video domésticas que en lugar de imágenes en movimiento, registran exposiciones largas, durante las cuales la luz incide sobre una serie de píxeles dispuestos en forma de cuadrícula sobre el chip. Al final de la exposición, cada píxel lee el voltaje que corresponde a la cantidad de luz que ha recibido. Estas cifras se digitalizan (es decir, que se convierten en números binarios: ceros y unos) y se envían a la computadora, que muestran la imagen en la pantalla. En un sensor CCD se transforma la energía de la luz incidente en energía eléctrica.
La carga eléctrica almacenada en la celda es posteriormente transportada utilizando un registro de desplazamiento (shift register) para conformar una señal de video. Cabe señalar que en las cámaras CCD se discretiza la imagen en pıxeles, sin embargo el valor de la carga eléctrica almacenado en cada celda no se digitaliza en el arreglo CCD sino en una conversión posterior realizada por un conversor análogo–digital.
Existen dos tipos de sensores de imagen (CCD y CMOS), ambos son de silicio y son similares en cuanto a sensibilidad al espectro visible. Ambas tecnologías convierten la luz incidente (fotones) en carga electrónica (electrones) por el mismo proceso de foto- conversión.
La tecnología CCD tiene ahora casi 25 años y usa un especializado proceso de gran escala de integración VLSI por sus siglas en inglés (Very Large Scale Integration), que es una condensada malla de electrodos de polisilicio que se forma en la superficie del sensor.
Técnicamente es factible pero sería muy caro integrar toda la circuitería de control de una cámara. Así que se necesitan varios chips para realizar una cámara con CCD.
Los sensores CCD son de bajo ruido, proporcionando una excelente calidad de imagen, pero necesitan voltajes de alimentación altos y el consumo de corriente es alto.
Características
La mayoría de las cámaras CCD son en blanco y negro, acompañadas de filtros (comparativamente mejores que las CCD a color directamente) Para producir imágenes en color hay que tomar 3 exposiciones, una a través de un filtro rojo, otra con verde y otra con azul, que después se fusionan en el computador mediante un procesador de imágenes.
Actualmente los observatorios reemplazaron en sus telescopios las cámaras fotográficas por sistemas de CCD (más sofisticadas que las de aficionado, claro está), semejantes a los de cámaras de video de última generación. Consisten en una placa semiconductora electrónica fotosensible, con cientos de filamentos ordenados en malla, creando cientos de diminutos fotodiodos sensibles la luz que recoge el telescopio y que definen el elemento básico de la imagen: el pixel, que al ser estimulados por la energía luminosa, liberan electrones y producen la imagen.
Ventajas de la cámara CCD
- Se puede ajustar el tiempo de exposición debido a que la imagen se obtiene al instante sin esperar el revelado.
- La sensibilidad puede alcanzar la de una película de 100.000 ASA, es decir, que podemos obtener imágenes de cielo profundo sin necesidad de exponer demasiado tiempo.
- La imagen se puede descargar y posteriormente realizarle ajustes de brillo, color, etc.
- Se puede obtener fotos del infrarrojo cercano.
- Se puede programar la computadora para multiexposicion en diversos eventos.
- Permite realizar un seguimiento automático.
- Posibilidad de escoger la imagen adecuada, desechando las no utiles.
- Las fotos obtenidas se pueden transferidas fácilmente a dispositivos de memoria.
Desventajas de la cámara CCD
- La foto sale en blanco y negro, para el color es necesario sacar tres fotos con los filtros fundamentales RGB.
- La resolución suele ser pequeña.
- El paso a papel necesita impresoras de muy alta calidad.
- Para exposiciones individuales de mas de un segundo, es necesario enfriar la cámara, *precisándose –10ºC para 2 minutos de exposición.
- debemos hacer varias fotos y sumarlas para evitar la saturación.
Utilidad de la cámara CCD
Las cámaras CCD son excelentes herramientas que nos permiten hacer no sólo astrofotografía, sino también labores más específicas y técnicas (ej. fotometría de estrellas variables) y es muy usada por aficionados avanzados. No obstante, es también una herramienta opcional y se puede prescindir de ella si uno se está iniciando en astrofotografía. Su principal ventaja radica en su alta sensibilidad y la obtención de una imagen digital posible de ser procesada y manipulada de muchas formas, con lo cual el resultado mejora ostensiblemente si entre nuestros propósitos está obtener imágenes más "artísticas" y atractivas.
Eso sí, aparte que las CCD son un accesorio usualmente costoso, requieren acoplarse a un telescopio e idealmente a una computadora portátil para sacarle el máximo provecho.
