22/02/25El tamaño de píxel de la cámara se refiere al ancho y alto físicos de la unidad de píxel en el sensor de la cámara, generalmente medidos en micrómetros (μm). Esta es una de las especificaciones de la cámara más importantes que debe optimizar para su aplicación de imagen, ya que influye tanto en la sensibilidad de la cámara como en su capacidad para capturar detalles finos.
Si bien el tamaño del píxel del sensor es importante, es el tamaño del píxel de la imagen resultante el que determina muchas de las propiedades de imagen de la cámara, tras aplicar la ampliación del sistema óptico. El tamaño del píxel de la imagen se obtiene dividiendo el tamaño del píxel del sensor entre la ampliación total del sistema. Por lo tanto, existe una diferencia significativa entre los sistemas ópticos de plano focal fijo, como los objetivos de microscopio, y los sistemas enfocables, como las lentes de cámara convencionales. En estos últimos, la ampliación y, por lo tanto, el tamaño efectivo del píxel de la imagen se pueden modificar acercándose o alejándose del objeto fotografiado, o utilizando lentes zoom para modificar la ampliación.
En sistemas ópticos que utilizan objetivos de microscopio de plano focal fijo, o sistemas basados en lentes donde tanto el nivel de zoom como la distancia al sujeto son fijos, los píxeles más grandes pueden captar más luz, ofreciendo mayor sensibilidad. Por analogía, si se quisiera recoger agua de lluvia, un cubo sería más efectivo que una taza. El área del píxel es el factor clave; esto significa que, al comparar cámaras, un píxel con el doble de tamaño en X e Y tiene un área cuatro veces mayor y, por lo tanto, estará expuesto a cuatro veces más fotones. En situaciones de imágenes con poca luz, aumentar el tamaño del píxel puede ofrecer importantes ventajas en la sensibilidad, reduciendo el tiempo de exposición o la intensidad de la luz.
En estos sistemas ópticos fijos, la desventaja de los píxeles grandes puede radicar en la resolución de los detalles finos de la imagen. Cuanto más grande sea el píxel, mayor será el grado de pixelación de la imagen. Si un píxel de la imagen tiene un diámetro de 1 μm, no podrá mostrar detalles menores de unos 2 μm sin que las características adyacentes se difuminen.
Sin embargo, el tamaño de píxel de la cámara no es el único factor limitante para la resolución de detalles finos. El sistema óptico también tiene un límite en cuanto a la nitidez de los detalles antes de que se vean borrosos. Cada sistema óptico tiene un tamaño de píxel mínimo correspondiente, por debajo del cual se aprecia poca o ninguna mejora en la resolución de detalle, pero se mantiene la sensibilidad. En los sistemas basados en objetivos de microscopio, este límite viene determinado principalmente por la apertura numérica (NA) del objetivo.
Una cámara con un tamaño de píxel de 6,5 μm es ideal para objetivos de microscopio de alta apertura numérica (NA) de 60x. Las cámaras con píxeles de 10 u 11 μm se adaptan a objetivos de alta NA de 100x. En ambos casos, los píxeles más grandes pueden ofrecer mayor sensibilidad, pero los píxeles más pequeños no ofrecen una resolución de imagen más fina.
