Elegir entre tamaño de píxel 12 μm y 17 μm no consiste en decidir cuál es “más avanzado”, sino en definir qué necesita el sistema: más campo de visión, mayor distancia de reconocimiento, óptica más compacta o menor volumen total. El tamaño de píxel afecta directamente al tamaño útil del detector, la distancia focal de la lente, el campo instantáneo de visión IFOV, la apertura óptica, el peso y el coste del módulo de imagen térmica.
Cómo elegir el tamaño de píxel 12 μm o 17 μm: diferencias reales
Tomemos como referencia un módulo térmico LWIR no refrigerado de 640×512, una configuración habitual en seguridad, robótica, visión embarcada e inspección industrial.
| Tamaño de píxel | Anchura efectiva del detector | Altura efectiva del detector | Diagonal del plano focal |
|---|---|---|---|
| 12 μm | 7,68 mm | 6,14 mm | 9,83 mm |
| 17 μm | 10,88 mm | 8,70 mm | 13,93 mm |
Con la misma resolución de 640×512, el detector de 17 μm tiene una dimensión efectiva unas 1,42 veces mayor que uno de 12 μm. La consecuencia es directa: con la misma distancia focal, 17 μm ofrece un campo de visión mayor; con el mismo campo de visión, 12 μm permite utilizar una lente de menor distancia focal y, normalmente, de menor tamaño.
Por ejemplo, con una lente de 19 mm, el campo de visión horizontal aproximado sería:
- 640×512, 12 μm: alrededor de 22,9°
- 640×512, 17 μm: alrededor de 31,9°
Si el proyecto exige un campo horizontal cercano a 32°, la solución de 12 μm necesitaría unos 13,5 mm de distancia focal, mientras que la de 17 μm usaría unos 19 mm. Una focal más corta suele significar una lente más pequeña, ligera y fácil de integrar. Por eso un módulo como SPECTRA L06 640×512 LWIR 12μm encaja bien en sistemas no refrigerados de onda larga donde el tamaño, el peso y el consumo son críticos.
12 μm vs 17 μm con la misma focal: campo de visión e IFOV
La resolución angular se estima a menudo mediante el IFOV:
IFOV ≈ tamaño de píxel / distancia focal
Con una focal de 19 mm:
| Tamaño de píxel | IFOV | Cobertura de un píxel a 100 m |
|---|---|---|
| 12 μm | 0,632 mrad | aprox. 6,3 cm |
| 17 μm | 0,895 mrad | aprox. 9,0 cm |
Esto significa que, con la misma óptica, 12 μm muestrea el objetivo con más densidad angular: un objeto lejano ocupa más píxeles, lo que ayuda a reconocimiento, medición y análisis. En cambio, 17 μm sacrifica parte de esa resolución angular para cubrir más escena.
En ingeniería preliminar puede usarse el criterio de Johnson como aproximación. Si se toma una persona de 0,5 m de anchura y se requieren unos 6–8 píxeles sobre esa dimensión crítica para reconocimiento:
- 12 μm, 19 mm: 0,5 m / 8 píxeles / 0,000632 ≈ 99 m
- 17 μm, 19 mm: 0,5 m / 8 píxeles / 0,000895 ≈ 70 m
No es la distancia final garantizada, porque también influyen NETD, transmisión atmosférica, contraste térmico, algoritmo de imagen y cadena de visualización. Pero como comparación temprana es muy útil. En aplicaciones de seguridad fronteriza o vigilancia perimetral de largo alcance, si la focal está limitada por tamaño o coste, 12 μm suele facilitar un mayor número de píxeles sobre el objetivo.
Con el mismo campo de visión: 12 μm reduce la lente y el volumen
Cuando el campo de visión debe ser igual, el sistema de 12 μm puede acortar la distancia focal en proporción al menor tamaño del plano focal. Para 640×512 y un campo horizontal de unos 32°:
- 12 μm: focal aproximada de 13,5 mm
- 17 μm: focal aproximada de 19 mm
Esta diferencia pesa mucho en el diseño mecánico. Las lentes infrarrojas suelen utilizar germanio, vidrio calcogenuro u otros materiales IR; al aumentar focal y diámetro, suben el coste, el peso, la sensibilidad a deriva térmica y la dificultad de ajuste. En plataformas aéreas/UAV, unas decenas de gramos pueden importar más que una mejora teórica de sensibilidad. En vehículos, robots móviles y equipos portátiles, un módulo de 12 μm con focal corta suele integrarse con menos restricciones.
Aun así, 17 μm no es una opción obsoleta. Muchos sistemas existentes ya tienen lentes, carcasas, montajes y procesos de calibración diseñados para 17 μm. En mantenimiento, sustitución o actualización de plataformas instaladas, mantener 17 μm puede reducir el coste de rediseño, recalificación y certificación.
Sensibilidad NETD, calidad de imagen y coste en módulos térmicos
En teoría, un píxel de 17 μm tiene un área de unos 289 μm², mientras que uno de 12 μm tiene unos 144 μm². Es decir, el área de un píxel de 17 μm es aproximadamente el doble. Con la misma tecnología, mismo número F y mismas condiciones de integración, un píxel mayor puede recoger más radiación y favorecer la relación señal/ruido y el NETD.
Pero en productos reales no basta con decir que 17 μm “siempre” es más sensible. Los detectores no refrigerados modernos de 12 μm han mejorado mucho gracias a microbolómetros optimizados, capas absorbentes, circuitos de lectura y procesamiento de imagen. Hoy es habitual encontrar NETD <40 mK, y algunos modelos llegan a <30 mK. La compra debe comparar el sistema completo:
- NETD: valores típicos ≤50 mK, ≤40 mK o ≤30 mK
- Número F: una lente F1.0 capta más energía que una F1.2
- Frecuencia de imagen: 25 Hz, 30 Hz, 50 Hz y 60 Hz cambian el rendimiento en seguimiento
- Procesamiento: NUC, corrección de píxeles defectuosos, realce de detalle y compresión dinámica
- Deriva térmica: necesidad de corrección con obturador durante operación prolongada
También conviene mirar la resolución total. Un detector 1280×1024 de 12 μm tiene un área efectiva de 15,36 mm × 12,29 mm, cercana a formatos medianos-grandes de generaciones anteriores de 640×512 a 25 μm. Si se necesita gran campo y detalle fino al mismo tiempo, puede ser mejor considerar un módulo LWIR de alta resolución como SPECTRA L12 1280×1024 LWIR en vez de limitar la discusión a 640×512 con 12 μm o 17 μm.
Para terminología y métodos de evaluación, pueden consultarse referencias como ISO 18251-2:2023, dedicada al rendimiento integrado de sistemas de termografía infrarroja en ensayos no destructivos, y la guía SPIE sobre detectores térmicos.
Recomendación de selección para ingeniería y compras
Si el diseño es nuevo y no existen lentes ni estructuras heredadas, la recomendación general es empezar por 12 μm. Permite reducir focal y tamaño de lente para un campo dado, y suele ser la opción más favorable en pods UAV, visión nocturna vehicular, evitación de obstáculos en robots, equipos portátiles, inspección eléctrica y sistemas multisensor.
Si el proyecto prioriza un campo amplio, reutiliza óptica de 17 μm o debe mantener una interfaz mecánica existente, 17 μm sigue siendo razonable. En instalaciones fijas, plataformas con espacio suficiente o programas donde el coste de la óptica ya está absorbido, conservar 17 μm puede reducir riesgo técnico.
Si el objetivo es reconocimiento a larga distancia, no conviene preguntar solo por el tamaño de píxel. Hay que calcular IFOV, focal, tamaño del objetivo, número de píxeles requeridos y condiciones atmosféricas. Muchas veces aumentar focal o subir resolución ofrece más beneficio que cambiar únicamente de 17 μm a 12 μm.
Regla práctica: para proyectos nuevos, ligeros y de producción en volumen, priorice 12 μm; para plataformas instaladas, compatibilidad óptica y campos amplios, mantenga 17 μm; para largo alcance, calcule primero IFOV y píxeles sobre objetivo antes de cerrar detector, lente y resolución.
Preguntas frecuentes
¿12 μm ve siempre más lejos que 17 μm?
No siempre. Con la misma focal, 12 μm ofrece IFOV más fino y normalmente más píxeles sobre el objetivo. Pero si el sistema de 17 μm usa una lente de mayor focal, su distancia real de reconocimiento puede ser superior.
¿17 μm está obsoleto?
No. 17 μm sigue siendo útil en sistemas existentes, vigilancia fija de campo amplio y plataformas con ópticas ya calificadas. Su desventaja aparece sobre todo en diseños nuevos donde tamaño, peso y coste de lente son críticos.
¿Cómo elegir entre 640×512 12 μm y 1280×1024 12 μm?
640×512 suele bastar para detección, navegación y evitación de obstáculos. 1280×1024 es mejor cuando se necesita más detalle, mayor imagen útil, zoom digital o entrada de más calidad para IA, aunque aumenta coste, ancho de banda, consumo y exigencia óptica.
¿Qué parámetro se olvida con más frecuencia en compras?
La distancia focal y el número F. No basta con comparar “12 μm/17 μm” y “640/1280”. La tabla de decisión debe incluir focal, campo de visión, NETD, frecuencia, interfaz, dimensiones, consumo, calibración y restricciones mecánicas.
