Sensor Retroiluminado: A tecnologia por trás das imagens de alta qualidade da Sony

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A Sony fez um grande avanço no desenvolvimento de sensores, anunciando um novo sensor retroiluminado na parte traseira que pode ler todos os pixels simultaneamente para ativar o obturador global. Embora a empresa só tenha funcionado com um sensor de 1,46 milhões de pixels até agora, a tecnologia nascente tem um potencial significativo.

Sensor Retroiluminado: A tecnologia por trás das imagens de alta qualidade da Sony
Leitura instantânea de todos os pixels

O sensor é capaz de ler instantaneamente todos os pixels, porque cada pixel possui seu próprio conversor analógicodigital (ADC) enterrado em um ‘chip inferior’, que é empilhado embaixo de um ‘chip superior’ contendo os pixels ativos e fotossensíveis. Isso permite que todos os pixels expostos sejam lidos simultaneamente, em vez de sequencialmente linha por linha, como é feito com os sensores CMOS tradicionais que contêm ‘colunas paralelas’ e muito menos ADCs.

Essa leitura instantânea evita a distorção do obturador causado pelo atraso de tempo, pois cada linha de pixels é gravada uma após a outra. Na maioria dos chips existentes, os objetos em movimento rápido ficam distorcidos à medida que avançam no quadro, porque os pixels na parte superior do sensor foram lidos mais cedo do que os da parte inferior. Isso também pode levar a faixas sob certos tipos de iluminação artificial.

O obturador global – lendo todos os pixels de uma vez – resolve esses dois problemas.

Sensor Retroiluminado: A tecnologia por trás das imagens de alta qualidade da Sony
Filmado com um tempo de exposição de 0,56ms

A Sony afirma que seu sensor é o primeiro sensor CMOS de alta sensibilidade retroiluminado com ADCs paralelos a pixels e uma contagem de pixels maior que 1 milhão.

Qual a vantagem?

Embora um milhão de pixels possa não ser muito bom para os fotógrafos, este é um grande passo para a produção de um sensor de qualidade fotográfica. Os chips com ‘obturador global’ precisam apenas de um obturador eletrônico para gravar imagens de ação sem distorção, possuem a capacidade de usar velocidades curtas do obturador eletrônico com flash e são capazes de trabalhar sob iluminação fluorescente e de estado sólido (LED) sem faixas.

No final, um sensor de obturador global como esse pode ser útil para fotógrafos estáticos e para filmes.

É também uma grande melhoria em relação aos sensores CMOS atuais do obturador global, que possuem um pixel fotossensível e, em seguida, um pixel de ‘armazenamento’ para o qual a carga é transferida após a exposição. Esse pixel de armazenamento retém a carga até a leitura dos ADCs da coluna, linha por linha. O problema dessa abordagem é que sua área de pixels ativos agora possui um monte de espaço morto por pixel ocupado pelo ‘pixel de armazenamento’.

Ao usar o BSI e o empilhamento, acreditamos que essa tecnologia elimina totalmente a necessidade do pixel de armazenamento, porque você pode ler todos os pixels de uma só vez ao final da sua exposição.


A empresa diz que teve que incluir 1000 vezes mais ADCs do que normalmente em um sensor de 1MP. Os ADCs extras exigiriam muito mais corrente, portanto a Sony desenvolveu ADCs compactos e de baixa corrente para esse chip. Além disso, a nova construção de transferência de dados de alta velocidade permite as rápidas velocidades de leitura e gravação necessárias para operar todos os ADCs em paralelo e transferir os dados digitais.

Sensor Retroiluminado: A tecnologia por trás das imagens de alta qualidade da Sony
Entrada da luz em um sensor CMOS tradicional / Entrada da luz em um sensor CMOS Retroiluminado

O posicionamento das partes do sensor na frente bloqueia a luz, resultando em um desempenho inferior a pouca luz. Esse desempenho reduzido se torna um problema em sensores de alta resolução, porque mais pixels significam pixels menores, menos capazes de captar luz. A mudança para um design com luz de fundo, diz a Sony, nega o efeito de maior resolução no desempenho com pouca luz. O resultado? Um sensor de obturador global que oferece alta resolução, sem sacrificar tanto o desempenho com pouca luz.

Embora possa demorar algum tempo até que alguém esteja pronto para o uso em uma câmera padrão, este é um grande passo em frente para a tecnologia global de sensores de obturador, tradicionalmente afetada por níveis mais altos de ruído e menor alcance dinâmico.

Sensor Retroiluminado: A tecnologia por trás das imagens de alta qualidade da Sony
Sony Alpha 7R IV

A nova Sony Alpha 7R IV Mirrorless apresenta um sensor de imagem CMOS full frame retroiluminado de 35mm com resolução de 61,0 MP, o primeiro do mundo no gênero. A estrutura retroiluminada do novo sensor e as técnicas eficazes de redução de ruído combinam-se para oferecer um desempenho extremamente baixo em termos de ruído e alta sensibilidade, garantindo a máxima qualidade de imagem absoluta.

Será que essa nova tecnologia irá se estender até os sensores de outras marcas?
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