Os sensores CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) são os predominantessensor de imagemtecnologia usada na maioria das câmeras digitais hoje, de telefones a DSLRs.

CMOSComponente

Matriz de fotodiodos
Uma matriz de fotodiodos é o principal elemento ao longo das linhas com um sensor CMOS. Cada pixel contém um fotodetector, que é um dispositivo semicondutor que produz uma corrente elétrica quando a radiação incidente é convertida em energia elétrica. A luz é convertida em carga elétrica por um fotodiodo de forma que a magnitude da carga elétrica seja aplicada à intensidade da luz.

Papel dos transistores
O entorno de cada pixel em um sensor CMOS é composto de transitores além do fotodiodo. Os transistores são os dispositivos eletrônicos que recebem sinal elétrico fraco e amplificam o sinal e transferem o sinal de uma região para outra. Esses circuitos, codificam a corrente analógica, que é resultado da recepção do fotodiodo, em que eles se apresentam.

Processo de leitura
É então que os fotodiodos (sensores) rastreiam a luz e a convertem em cargas eletromagnéticas. A próxima fase é a leitura. Os circuitos com transistores para cada pixel recebem as cargas elétricas que aumentam e as encaminham para um circuito que finalmente as converte em um sinal digital que sai do processador. O sinal digital subsequente geralmente é processado pelo processador de imagem da câmera, que harmoniza a imagem.

Aqui está uma visão geral básica de como eles funcionam:

• Um sensor CMOS contém uma matriz de photosites, com cada photosite feito de um fotodiodo sensível à luz e um transistor de acesso.
• Quando a luz atinge o fotodiodo, ela gera carga proporcional à intensidade da luz. Isso aumenta a tensão que representa o valor do brilho.
• Os transistores são usados para "ler" os valores de tensão pixel por pixel e convertê-los em dados digitais.
• Os conversores analógico-digital (ADC) no chip transformam as tensões de pixel em números que podem ser processados como uma imagem digital.
• Os sensores de imagem CMOS têm a detecção, digitalização e outras funções feitas diretamente no próprio sensor, ao contrário dos chips CCD.
• Isso permite que os sensores CMOS acessem pixels específicos para tarefas como gravação de vídeo, mantendo outros inativos para economizar energiar.

Em essência, os sensores CMOS convertem fótons de luz em valores de tensão elétrica que podem ser digitalizados e processados como uma fotografia digital. Essa tecnologia é difundida devido ao seu alto desempenho, baixo consumo de energia e compatibilidade de fabricação de semicondutores.

Perguntas frequentes:

P: Qual é a diferença entre um sensor CMOS e CCD?

R: Os sensores CCD requerem processamento fora do chip, enquanto o CMOS o integra no chip, permitindo melhores desempenhos, como menor uso de energia e mais funções no sensor nos sensores CMOS.

Conclusão

Compreender o processo básico de conversão fotoelétrica e digital dentro de um sensor CMOS fornece informações sobre por que eles são a tecnologia de sensor de imagem mais onipresente que alimenta as câmeras digitais atualmente. Seu design no chip permite vantagens importantes sobre os CCDs que os tornaram uma escolha popular.