Cuando un cliente nos pregunta “¿qué módulo debo usar?”, la primera pregunta que siempre hacemos es: ¿qué necesita ver, a qué distancia y en qué tipo de equipo? La respuesta a estas tres preguntas determina casi por completo el formato correcto del detector — incluso antes de considerar la selección de la banda espectral o los requisitos de refrigeración.

Este artículo presenta el marco práctico que nuestro equipo de ingeniería utiliza para orientar la selección de formato en módulos de imagen LWIR sin refrigeración y MWIR refrigerados.

Por Qué el Formato es Más Importante que Solo la Resolución

Las cifras de resolución — 640×512, 1280×1024 — indican la cantidad de píxeles, pero no garantizan que un objetivo se pueda distinguir a la distancia requerida. Lo que realmente importa es la combinación de:

  • Paso de píxel (μm) — tamaño físico de cada elemento detector
  • Formato del arreglo — número total de píxeles
  • Longitud focal de la lente acoplada al detector
  • Tamaño y distancia del objetivo — qué necesita detectar, reconocer o identificar

Dos módulos con el mismo arreglo 640×512 pero con diferentes pasos de píxel (12 μm vs 17 μm) tendrán tamaños de detector muy distintos, requiriendo ópticas diferentes para lograr el mismo campo de visión — y características de sensibilidad distintas.

Fabricación de electrónica de precisión — fabricación de arreglos de detectores infrarrojos
Los modernos arreglos de planos focales infrarrojos se fabrican con pasos de píxel tan finos como 10 μm, permitiendo diseños compactos de módulos sin sacrificar el alcance de detección

Formatos Comunes y Sus Aplicaciones

Formato Paso de Píxel Tamaño del Detector Aplicación Típica
320×256 17 μm 5.4×4.4 mm Corto alcance, dispositivos portátiles, UAV económicos
640×512 12 μm 7.7×6.1 mm UAV ISR estándar, vehículos, seguridad
640×512 17 μm 10.9×8.7 mm Actualizaciones compatibles con sistemas heredados
1280×1024 12 μm 15.4×12.3 mm Vigilancia de largo alcance, alta resolución
1280×960 10 μm 12.8×9.6 mm Alta resolución compacta, cargas útiles de próxima generación

IRmodules ofrece formatos desde 640×512 (SPECTRA L06) hasta 1280×1024 (SPECTRA L12) en LWIR sin refrigeración, y desde 640×512 (SPECTRA M06) hasta 1024×768 (SPECTRA H10) en MWIR refrigerado.

Criterios de Johnson: De Píxeles a Rendimiento Real

Los Criterios de Johnson definen el número mínimo de píxeles que debe cubrir un objetivo para realizar diferentes tareas de reconocimiento:

  • Detección (presencia o ausencia del objetivo): 1.5–2 píxeles a lo largo de la dimensión mínima del objetivo
  • Reconocimiento (vehículo vs persona): 6–8 píxeles a lo largo
  • Identificación (tipo específico de vehículo): 12–16 píxeles a lo largo

Ejemplo Práctico

Necesita detectar a una persona de pie (0.5 m de ancho) a 800 m de distancia usando un módulo 640×512 con lente de 25 mm.

  1. Campo de Visión Instantáneo (IFOV) = paso de píxel / longitud focal = 12 μm / 25 mm = 0.48 mrad
  2. Huella del píxel a 800 m = 0.48 mrad × 800 m = 0.38 m/píxel
  3. Píxeles que cubren un objetivo de 0.5 m = 0.5 / 0.38 = 1.3 píxeles

Esto es marginal para detección y insuficiente para reconocimiento. Opciones: usar una lente de mayor longitud focal (50 mm), un módulo de mayor formato (1280×1024) o aceptar un rango de operación más cercano.

Compromisos SWaP (Tamaño, Peso y Potencia)

En plataformas con restricciones — estabilizadores de UAV, dispositivos portátiles, buscadores de misiles — cada milímetro y miliwatio cuenta. Los arreglos de mayor formato consumen más energía y generan más calor que el conjunto del detector debe disipar.

Para la mayoría de cargas útiles UAV en la clase de 200–500 g, un módulo 640×512 con paso de 12 μm ofrece el mejor equilibrio entre capacidad de detección y presupuesto SWaP. Sistemas con menos restricciones de peso o que requieren largo alcance se benefician de formatos 1280×1024.

Lista de Verificación para la Selección de Formato

  1. Defina el tamaño mínimo del objetivo que necesita detectar (en metros)
  2. Defina el rango máximo de detección (en metros)
  3. Calcule el IFOV requerido: tamaño del objetivo / (píxeles para detección × rango)
  4. Seleccione el paso de píxel según las longitudes focales disponibles y el tamaño del módulo
  5. Verifique que el formato del arreglo cumpla con los requisitos de campo de visión para su escenario
  6. Compruebe que el presupuesto total de potencia del detector sea compatible con el diseño térmico de la plataforma

Si ha seguido estos pasos y aún necesita ayuda, el equipo de ingeniería de aplicaciones de IRmodules puede realizar un modelo de rendimiento de rango basado en sus requisitos específicos. Ofrecemos soporte tanto para configuraciones estándar de módulos como para integraciones ópticas personalizadas.