Sensores de Imagem – Tipos

Esta imagem mostra uma
ampliação dos píxeis de um
sensor de imagem. Imagem
cortesia da IBM.

Com as câmaras de filme era possível utilizar qualquer tipo de película. Era a película escolhida que dava ao fotógrafo determinado tipo de cores, tons e grão. Se um tipo de película registava imagens com cores demasiado frias ou quentes, bastava mudar para outro tipo. Com as câmaras digitais a “película” é uma parte permanente da câmara, e comprar uma câmara assemelha-se em muito à escolha da película a usar. Tal como na era do filme, os diferentes sensores da imagem também “interpretam” as cores de formas diferentes, e o mesmo acontece com o “grão”, com a sensibilidade à luz e por aí fora. Só poderá avaliar esses aspectos examinando algumas fotografias captadas com determinada câmara ou lendo artigos de revistas da especialidade.

Uma “bolacha” de silício, utilizada
para fazer sensores de imagem.

Inicialmente os CCD eram os únicos sensores de imagem utilizados em câmaras digitais. Já tinham sido desenvolvidos eficazmente para aplicar a telescópicos astronómicos, scanners e câmaras de vídeo. No entanto actualmente há uma alternativa bem implementada, o sensor de imagem CMOS. Tanto o sensor CCD como o CMOS captam a luz através de uma grelha de pequenos fotodíodos colocada na sua superfície. Diferem apenas na forma como processam a imagem e são fabricados.

• O sensor de imagem CCD. O CCD (charged-couple device) recebeu esta designação devido à forma como as cargas nos píxeis são lidas depois da exposição. As cargas da primeira fila são transferidas para um local do sensor chamado “read out register”. A partir daí são encaminhados para um amplificador e depois para um conversor analógico-para-digital. Cada vez que uma fila é lida e as suas cargas no read out register” são eliminadas, a próxima fila é introduzida e todas as outras acima descem uma fila. Desta forma, com cada fila “associada” à fila superior, cada uma das filas de píxeis é lida – uma de cada vez.

•O sensor de imagem CMOS. Os sensores de imagem são produzidos em fábricas chamadas “wafer foundries”, onde os minúsculos circuitos e os dispositivos são introduzidos em chips de silício. O maior problema dos CCD reside no facto de serem criados em fundições que recorrem a processos especializados e caros, que apenas podem ser utilizador para fabricar outros CCD. Por outro lado, as fundições maiores adoptaram um processo diferente, chamado CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductos) para produzir milhões de chips para processadores de computadores e memórias. O CMOS é de longe o mais comum e mais rentável processo de produção de chips a nível mundial. A utilização dos mesmos processos e equipamentos para produzir os sensores de imagem CMOS, permitiu baixar incrivelmente os custos de produção, pois os custos fixos da instalação fabril são cobertos por um número muito maior de dispositivos. Como resultado desta economia, os custos de fabrico de uma “bolacha” (wafer) CMOS são significativamente mais baixos que os do fabrico de uma “bolacha” semelhante através do processo especializado do CCD. Os custos tornam-se ainda mais baixos porque no mesmo chip de um sensor de imagem CMOS é possível incluir circuitos de processamento. Com os CCD, estes circuitos de processamento têm de ser criados num outro chip.

Apesar das diferenças, estes dois tipos de sensores são capazes de produzir excelentes resultados e ambos são utilizados pelas principais marcas de câmaras. A Canon e a Nikon utilizam sensores CMOS nas suas reflex digitais topo de gama, tal como muitos outros fabricantes.