¿Podría lograrse la visión nocturna a través de lentes grandes y sensores de tamaño solo?

Absolutamente. De hecho, las cámaras existentes superan con creces la visión de un gato con poca luz, ya ves, los gatos no son tan sensibles.

Los sistemas de cámaras como Nocturn y Kameleon de PHOTONIS ya pueden lograrlo, y están integrados en sistemas diseñados específicamente para la visión nocturna. Pueden trabajar bajo condiciones de iluminación hasta una luz de luna parcial, y con un poco más de luz incluso pueden dar una imagen en color.

Además, muchos sensores CMOS retroiluminados también pueden proporcionar este tipo de rendimiento: Sony es quizás el fabricante más conocido de tales sistemas y muchos de sus sensores se utilizan en configuraciones de visión nocturna caseras, así como para vigilancia.

Si va un poco más allá y usa un sensor bombardeado con electrones, puede ir hasta el nivel de la luz de las estrellas, mucho más allá de donde un gato puede ver. Sin embargo, estos están más cerca de los sistemas de visión nocturna que las simples cámaras, por lo que funcionan como una cámara pero usan fotocátodos como parte del sensor; sin embargo, el tamaño y el peso son casi iguales.

Finalmente, si obtiene una lente realmente rápida, puede obtener resultados bastante buenos incluso con cámaras CCD con poca luz.

Todo esto superará a la visión de un gato, sin embargo, el gato probablemente tiene un piso de ruido bastante bajo y, aunque no verá mucho, es posible que tampoco reciba tanto ruido como un sensor basado en una cámara.

En principio sí.

Asumir un ruido térmico y de lectura suficientemente bajo en el sensor, potencia de resolución o resolución efectiva, es una función de la cantidad de luz que llega al sensor.

Esto, a su vez, depende de tres factores: la luminosidad de la escena multiplicada por la apertura efectiva de la lente, el tiempo de exposición.

La solución más fácil, si puede, es esperar la luz del sol, encender las luces o usar un flash. Pero como la pregunta es sobre la visión nocturna, dejemos esto de lado. Tenemos que trabajar con cualquier luz disponible que haya.

La segunda más fácil es aumentar el tiempo de exposición. Si su sujeto es estático, simplemente deja entrar más luz manteniendo el obturador abierto por más tiempo. Si su sujeto se mueve, o si desea video, eso limita el tiempo de exposición para cada cuadro o imagen.

Y luego, aumenta la apertura efectiva para recolectar más luz, que es la ruta que sugieres. Esto requiere una lente más grande y típicamente un sensor más grande.

El problema con este enfoque es práctico. El tamaño, el peso y el costo de la lente aumentan con el cubo de la apertura efectiva.

Por lo tanto, para mantener el poder de resolución de un sistema con la mitad de la luz disponible, necesita un sistema que sea ocho veces más grande, más pesado y más caro.

Esto rápidamente se vuelve inviable o poco práctico.

Canon ME20F-SH y ME200S-SH pueden ser una respuesta a su pregunta, si sus capacidades son suficientes para su propósito.

Sin embargo, tenga en cuenta que estas cámaras de cine son las primeras en la línea y en varios años la calidad de imagen de sus sucesores solo crecerá.

En cuanto a las cámaras fotográficas, Canon EOS-1DX Mark II, Nikon D5, Sony A7R II y Sony A7S II son capaces de obtener resultados aún mejores cuando se trata de imágenes fijas.