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Componentes de um Chip de Sensor Digital

Câmeras digitais capturam imagens expondo sensor digital a partículas de luz através da lente. Alguns sensores geram fotos de 10 megapixels, outros de 30 megapixels. Sensores de baixa qualidade podem gerar fotos com muito ruído digital ou artefatos, enquanto sensores de alta qualidade têm pouco ruído em tempos de exposição iguais. Os principais componentes de sensores digitais incluem array de cavidades, fotossítios, transistores e microlentes.

Array de Cavidades (Cavity Array)

  • Sensores digitais têm array de cavidades. É uma grade de milhões de diodos fotossensíveis, ou fotossítios. Cada fotossítio converte partículas de luz entrantes em elétrons. O número de fotossítios cria o número de megapixels que compõem as imagens. Por exemplo, sensor de 10 megapixels tem 10 milhões de fotossítios.

Fotossítios (Photosites)

  • Fotossítios são descobertos ou expostos ao liberar o obturador da câmera. Cada vez que o obturador abre para exposição, cada fotossítio captura partículas subatômicas de luz chamadas fótons. Durante cada exposição, fotossítios convertem fótons em elétrons, e elétrons se acumulam dentro de cada fotossítio. Elétrons são convertidos em voltagem após exposição completa.

Transistores

  • Muitos sensores de câmeras digitais são sensores CMOS (complementary metal oxide semiconductor). Sensores CMOS têm três ou mais transistores dentro de cada fotossítio. Transistores convertem elétrons acumulados em voltagem dentro do fotossítio sem processamento externo. Antes dos CMOS, sensores CCD eram mais comuns, mas são mais caros e consomem 100 vezes mais energia que CMOS.

Filtros de Cavidade (Cavity Filters)

  • Filtros de cavidade permitem produção de fotografias coloridas. Sem eles, sensores digitais só interpretam dados em escala de cinza dos fótons entrantes. Filtros controlam a cor das partículas de luz coletadas por fotossítios individuais. Permitem passar partículas vermelha, verde ou azul para cada fotossítio. O tipo mais comum é array Bayer, com fileiras alternadas de filtros vermelho-verde e verde-azul.

Microlentes

  • Microlentes ficam acima de cada fotossítio. Funcionam como túneis direcionando mais fótons para cada fotossítio. Ajudam a coletar mais fótons, melhorando capacidade de captação de luz do sensor e reduzindo tempos de exposição. Qualidade das microlentes varia entre sensores. Geralmente, microlentes de alta qualidade nas DSLRs mais recentes criam imagens com menos ruído digital em exposições iguais que microlentes de baixa qualidade em câmeras antigas ou de gama baixa.