Camera elements

Sensores de imagem

Sensores de imagem: CCD (esquerda); CMOS (direita).

Quando a luz atravessa uma lente, ela se concentra no sensor de imagem da câmera. Um sensor de imagem é formado por muitos fotopontos, cada um correspondendo a um elemento de imagem, mais conhecido como “pixel”, no sensor de imagem. Cada pixel de um sensor de imagem registra a quantidade de luz à qual ele é exposto, transformando-o em um número correspondente de elétrons. Quanto maior a intensidade da luz, mais elétrons são gerados.

Duas tecnologias principais podem ser usadas no sensor de imagem de uma câmera:

Embora os sensores CCD e CMOS sejam muitas vezes considerados rivais, cada um tem seus pontos fortes e fracos que os tornam apropriados para diferentes aplicações. Os sensores de CCD são produzidos com uma tecnologia desenvolvida especificamente para a indústria de câmeras. Os primeiros sensores CMOS utilizavam uma tecnologia padrão que já era amplamente usada nos chips de memória dos PCs, por exemplo. Os sensores CMOS de hoje utilizam uma tecnologia mais especializada, e a qualidade dos sensores está aumentando rapidamente.

Tecnologia CCD

Os sensores CCD são usados em câmeras há mais de 30 anos, e oferecem muitas vantagens. Em geral, eles ainda oferecem uma sensibilidade à luz ligeiramente melhor e geram um pouco menos de ruído que os sensores CMOS. Uma sensibilidade maior à luz gera imagens melhores em condições de baixa luminosidade. Entretanto, os sensores CCD são mais caros e mais complexos de incorporar a uma câmera. Um CCD também pode consumir até 100 vezes mais energia que um sensor CMOS equivalente.

Tecnologia CMOS

Avanços recentes nos sensores CMOS os estão aproximando dos sensores CCD em termos de qualidade de imagem. Os sensores CMOS reduzem o custo total das câmeras, pois contêm toda a lógica necessária para montar as câmeras com base neles. Em comparação com os CCDs, os sensores CMOS oferecem mais possibilidades de integração e mais funções. Os sensores de CMOS também apresentam uma saída mais rápida (o que é uma vantagem quando são necessárias imagens com resolução mais alta), menor dissipação de energia no chip, além de reduzir as dimensões do sistema. Os sensores CMOS com resolução megapixel têm disponibilidade mais ampla e são mais econômicos que os sensores CCD megapixel.

Sensores megapixel

Por motivos de custo, muitos sensores megapixel (ou seja, sensores a partir de um milhão de pixels) em câmeras megapixel têm o mesmo tamanho ou são apenas um pouco maiores que os sensores VGA com resolução de 640x480 (307.200) pixels. Isso significa que o tamanho de cada pixel de um sensor megapixel é menor do que o pixel de um sensor VGA. Por exemplo, os pixels de um sensor megapixel com 1/3 de polegada e 2 megapixels medem 3 μm (micrômetros/microns) cada. Em comparação, o pixel de um sensor VGA de 1/3 de polegada mede 7,5 μm. Assim, embora a câmera megapixel ofereça uma resolução mais alta e mais detalhes, ela é menos sensível à luz que uma câmera VGA, pois seus pixels são menores e a luz refletida por um objeto se dispersa por um número maior de pixels.

Técnicas de varredura de imagens