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O que é um sensor de imagem CMOS?

28 de maio de 2021

Um sensor de imagem Complementary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS) é um tipo de tecnologia de sensor de imagem dentro de algumas câmeras digitais. Consiste em um circuito integrado que registra uma imagem. Você pode pensar no sensor de imagem como sendo semelhante ao filme de uma câmera de filme antigo. O sensor CMOS consiste em milhões de sensores de pixel, cada um dos quais inclui um fotodetector. Conforme a luz entra na câmera através da lente, ela atinge o sensor de imagem CMOS, o que faz com que cada fotodetector acumule uma carga elétrica com base na quantidade de luz que o atinge. A câmera digital então converte a carga em uma leitura digital, que determina a intensidade da luz medida em cada fotodetector, bem como a cor. O software usado para exibir fotos converte essas leituras em pixels individuais que compõem a foto quando exibida em conjunto.

CMOS vs. CCD

CMOS usa uma tecnologia ligeiramente diferente de um dispositivo acoplado carregado (CCD) – outro tipo de sensor de imagem encontrado em câmeras digitais. Mais câmeras digitais estão usando a tecnologia CMOS do que o CCD porque os sensores de imagem CMOS usam menos energia e podem transmitir dados mais rápido do que o CCD. No entanto, os sensores de imagem CMOS tendem a custar mais do que o CCD. E como os sensores de imagem aumentaram no número de pixels que gravam, a capacidade de um sensor de imagem CMOS de mover os dados mais rapidamente no chip e para outros componentes da câmera tornou-se mais valiosa. No início das câmeras digitais, as baterias eram maiores porque as câmeras eram maiores e, portanto, o maior consumo de energia do CCD não era uma grande preocupação. Mas, à medida que as câmeras digitais diminuíram de tamanho, exigindo baterias menores, o CMOS se tornou a melhor opção.

Benefícios do CMOS

Uma área em que o CMOS realmente tem uma vantagem sobre outras tecnologias de sensor de imagem está nas tarefas que é capaz de realizar em um chip, em vez de enviar os dados do sensor de imagem para o firmware ou software da câmera para processamento. Por exemplo, um sensor de imagem CMOS pode realizar recursos de redução de ruído diretamente no chip, o que economiza tempo ao mover dados dentro da câmera. O sensor de imagem CMOS também pode realizar processos de conversão analógico-digital no chip – algo que os sensores de imagem CCD não podem fazer. Algumas câmeras até executam trabalho de foco automático no próprio sensor de imagem CMOS, o que novamente melhora as velocidades de desempenho geral da câmera.

Melhorias contínuas em CMOS

À medida que os fabricantes de câmeras migraram para a tecnologia CMOS para sensores de imagem em câmeras, mais pesquisas foram feitas na tecnologia, resultando em melhorias ainda maiores. Por exemplo, enquanto os sensores de imagem CCD costumavam ser mais baratos do que a fabricação de CMOS, o foco de pesquisa adicional em sensores de imagem CMOS permitiu que o custo do CMOS continuasse a cair. Uma área em que essa ênfase na pesquisa beneficiou o CMOS é a tecnologia de baixa luminosidade. Os sensores de imagem CMOS continuam a mostrar melhorias em sua capacidade de registrar imagens com resultados decentes em fotografia com pouca luz. As capacidades de redução de ruído no chip do CMOS têm aumentado constantemente nos últimos anos, melhorando ainda mais a capacidade do sensor de imagem CMOS de funcionar bem com pouca luz. Outro aprimoramento recente do CMOS foi a introdução da tecnologia de sensor de imagem retroiluminado. Com este design, os fios que movem os dados do sensor de imagem para a câmera são movidos da frente do sensor de imagem – onde podem bloquear parte da luz que atinge o sensor – para trás. Isso ajuda o sensor de imagem CMOS a funcionar melhor com pouca luz, ao mesmo tempo que mantém a capacidade do chip de mover dados em alta velocidade em comparação com os sensores de imagem CCD.