QUAL A DIFERENÇA ENTRE CMOS E CCD?

Olá a todos eu estive por algum tempo afastado mas já estou de volta firme e forte,  sempre apresentando para vocês posts  relacionados com os segmentos do audiovisual. No blog eMania você sempre vai encontrar muita informação sobre fotografia, vídeo e cinema. No post de hoje eu vou dar continuidade sobre os sensores de imagem das câmeras o CCD e o CMOS, assunto relacionado com o meu último post “O Sensor de Imagem“, onde eu fiz uma introdução de como funciona os sensores de imagem das câmeras fotográficas, de vídeo e cinema. Neste post em questão eu vou apresentar qual a diferença entre o CMOS e o CCD.

CCD e CMOS- Um breve histórico:

Todos este sensores, tanto o CCD como o CMOS, são dispositivos de carga acoplada e as suas respectivas funções básicas são de captar as imagens e transformá-las  em elétrons (sinais eletromagnéticos) e em Bits e Bytes por um microprocessador em um  num processo analógico-digital gerando a imagem. Resumindo bem é isto. Quando a televisão foi inventada as câmeras de vídeo não usavam nem CCD e muito menos o CMOS, a captação das imagens era feita por um ” Tubo Iconoscópio”. Em 1923 Vladimir Zworykin registra a patente do tubo iconoscópico para câmeras de televisão, o que tornou possível a existência do vídeo e da televisão.

A evolução do iconoscópio foi o tudo “tubo vidicon” que foi utilizado nas câmeras de vídeo até a década de 80 e a evolução do tubo vidicon foi o CCD.

O CCD foi inventado nos anos 70 nos laboratórios de Bells Labs, durante varias e várias pesquisas relacionadas a circuitos integrados, novos lasers e semicondutores envolvendo sistema de micro e nano eletrônica, projeto vai e vem e nasce ocasionalmente um sensor de imagem que hoje conhecemos como sensor CCD, nasce de um projeto feito pela mão dos físicos Willard Boyle e George Smith, que mais adiante em 1973, o CCD substituiu os antigos tubos vidicon que eram utilizados nas câmeras de vídeo.

A tecnologia do sensor CMOS, começou a ser criada nos anos 60 e sua descoberta é anterior à criação dos primeiros CCDs. Mas a partir dos anos 90 ele começou sua trajetória para se tornar o grande sucessor do CCD.

A grande diferença e as vantagens entre o CCD e o CMOS são:

• O CMOS apresenta menor consumo de energia, menor nível de aquecimento, utiliza menos componentes e elementos eletrônicos na sua fabricação em relação ao CCD.
• O CMOS pode ser fabricado em tamanhos menores e mais compactos do que o CCD, podendo ser utilizados em micro-câmeras, câmeras de segurança, câmeras de computadores e celulares, etc.
• O CMOS apresenta menor ruído na imagem (Signal to Noise) em comparação ao CCD.
• O CMOS  tem um sistema de escaneamento da imagem superior ao CCD onde o sinal de cada pixel é passado para o pixel ao lado até ser direcionado para a saída do sensor onde a um único amplificador. No CMOS cada pixel possui seu próprio amplificador independente de sinal de imagem. Esse processo de leitura acarreta menor interferência na imagem. Além disso, amplificadores adicionais podem ser colocados em determinados pontos ao longo da cadeia percorrida pelo sinal elétrico, por exemplo reforçando o ganho de sinal de determinada cor (no sistema de chip único, não no de 3 CCDs). Com este ajuste individual é possível refinar o processo de White Balance da imagem por exemplo.
• O CCD por outro lado por vários anos (anos 90 a anos 2000) foi considerado superior ao CMOS, as câmeras de vídeo  empregavam normalmente o CCD e o CMOS era confinado nas câmeras de segurança por vários anos. Neste período o CCD apresentava uma melhor resolução nos tons e na luminosidade em relação ao CMOS.
• O CMOS apesar de ser deixado de lado por vários anos, nunca foi completamente esquecido, ele possuí qualidade que o CCD não tinha uma delas era sua resistência bem maior aos raios cósmicos beneficiando as câmeras dos satélites, sondas e telescópios espaciais.
• O CMOS  deu um grande salto na qualidade de suas imagens em relação ao CCD. O amplificador independente existente em cada pixel foi uma tecnologia introduzida em 1993 pelo JLP (Jet Propulsion Laboratory) da NASA. Em aplicações especiais, sensores CMOS de altíssima definição foram empregados no lugar de CCDs no telescópio Hubble.

Hoje em dia o sensor CMOS  já é empregado em todas as câmeras dos segmentos consumidor, semi-profissional e profissional, superando o CCD, assim como os CCDs suplantaram os vidicons (tubos de imagem) antigamente empregados nas câmeras de vídeo. As principais empresas que fabricam o CMOS são, Sony, Kodak, Matsushita, Fuji entre outras.

No próximo posto eu vou escrever sobre os diversos tamanhos dos sensores. APS-C, Full Frame, etc.

Abraço a todos e até mais!!!!

Fernando Rozzo