Sensores de imagens

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Sensores de imagens por Mind Map: Sensores de imagens

1. CCD (charge-coupled device)

1.1. consiste em centenas de milhares de elementos de imagem individuais (pixeis) em um minúsculo chip de 1/2", 1/3", ou 1/4". Cada pixel armazena um pequeno nível de sinal elétrico correspondente a luz incidente sobre ele.

1.2. Vantagens

1.2.1. 1° Possuem pouca geração de ruído; 2° Apresentam boa sensibilidade; 3° Captura de imagens de vídeo de alta qualidade e com grande rapidez s, 4° Permite o aproveitamento máximo da área de exposição.

1.3. Desvantagens

1.3.1. 1° Apresentam grande consumo ( 5 a 10 vezes mais que os sensores CMOS); 2° Tem custo elevado; 3° Não permite a integração de circuitos adicionais;

1.4. A meta com os sensores CCD

1.4.1. Era ultrapassar a qualidade do filme A tecnologia CCD foi inventada em 1969 na Bell Labs e desde então sua evolução pode ser explicada em termos da diminuição do tamanho do pixel na superfície do sensor, resultando em resoluções cada vez mais altas, com um incremento de cerca de 2 megapixels por ano ao longo dos últimos 15 anos. A superfície do pixel diminuiu 100 vezes desde 1987, com um aumento correspondente no rendimento, graças a técnicas de construção mais refinadas. O ponto alto do desenvolvimento dos CCDs para câmeras foi o lançamento em 1999 dos sensores para DSLRs usando o formato APS-C, que tem 13 vezes mais área de superfície que o típico sensor de câmera compacta, possibilitando finalmente superar as características de captura do filme 35mm. Desde então, o mercado de DSLRs não para de crescer; estima-se que 10 milhões delas serão vendidas em 2010. Hoje, a Sony é a maior fabricante de sensores do mundo e atua como fornecedora de componentes para várias empresas fotográficas.

2. CMOS (complementary metal-oxide semiconductor).

2.1. Vantagens

2.1.1. 1° Possuem pouca geração de ruído; 2° Apresentam boa sensibilidade; 3° Captura de imagens de vídeo de alta qualidade e com grande rapidez s, 4° Permite o aproveitamento máximo da área de exposição.

2.2. Desvantagens

2.2.1. 1° Tem maior probabilidade de apresentarem ruídos do que o CCD; 2° Os pixels podem não ser uniformes; 3° São menos sensíveis que os CCDs.

2.3. os sensores de imagem CMOS apareceram em 1967, e os sensores do tipo CCD apareceram em 1970 e tem prevalecido sobre os CMOS, especialmente pela melhor qualidade da imagem . Ambos os componentes dependem da resposta fotovoltaica do silício quando exposto a luz. Fótons próximo a região do infravermelho e na região visível tem suficiente energia para quebrar a força elétrica das ligações covalentes no silício. O número de elétrons liberado é proporcional a intensidade da luz

2.4. A meta com os sensores CMOS

2.4.1. É ultrapassar a visão humana Essa tecnologia possui vantagens de implementação em relação aos CCDs e é hoje usada em câmeras avançadas e câmeras de celulares. A principal vantagem é a velocidade de leitura da imagem, permitindo a criação de câmeras que capturam ao mesmo tempo vídeo e fotos de alta qualidade. Novos sensores Exmor R com a exclusiva tecnologia de retroiluminação permitem usar lentes com maior abertura, proporcionando grande aumento na sensibilidade.

3. Câmera com sensor de Raio-X

3.1. O objetivo principal deste tipo de câmera é inspecionar o conteúdo de pacotes/embalagens, sem contato, evitando danificar o objeto que está sendo inspecionado. A figura 6 apresenta um exemplo.

4. Câmeras tipo "Range" (range cams)

4.1. As "range images" diferem das imagens de área convencionais, porque elas oferecem diretamente a informação 3D de uma cena. Normalmente sua aplicação está voltada na navegação de robôs autônomos e manipulação de objetos. Cada pixel na imagem contém informação sobre a distância entre o centro da câmera e um ponto correspondente da cena.

5. Câmera com sensor Infra-Vermelho.

5.1. As câmeras de infravermelho, também conhecidas por câmeras térmicas, são dispositivos optoeletrônicos destinados a perceber imagens na faixa de radiações infravermelhas do espectro eletromagnético e convertê-las de forma sistemática à faixa visível do espectro, permitindo assim que os seres humanos literalmente observem as imagens térmicas geradas pelos corpos em temperaturas próximas à do ambiente. Trata-se de uma câmera dotada com sensor de radiação infravermelha acoplada eletronicamente a um visor que gera imagens na faixa visível do espectro eletromagnético. Em específico no caso dos óculos, há uma ou mesmo duas câmeras e visores semelhantes

5.2. Principio de funcionamento

5.2.1. baseia-se no fato físico de que qualquer corpo aquecido, à temperatura maior do que o zero absoluto, emite ondas eletromagnéticas cuja intensidade total, distribuição espectral de energia e frequência de máxima emissão mostram-se dependentes fundamentalmente da temperatura dos corpos, sendo essa radiação eletromagnética essencialmente descrita na Física pela Lei de Planck acerca da radiação de corpo negro.

6. O futuro dos sensores de imagens

6.1. Futuro dos sensores de imagem digital: enxergar o que o olho não vê A Sony espera que os sensores do futuro vençam as limitações do olho humano para produzir imagens "imaginadas" e não apenas "vistas", livres das limitações atualmente impostas pela luz disponível e pelo tempo de exposição. Tecnicamente, a meta atual é captura a uma taxa de 1000 imagens por segundo, sob iluminação abaixo de 0,1lx (equivalente a uma noite de lua cheia), com resolução de 4Kx2K (3840x2160 = 8,2 megapixels). Essas características técnicas extremamente ambiciosas são o que permitirá a fusão total da câmera fotográfica e da filmadora num só aparelho que seja acessível para o consumidor. Além disso, os engenheiros da Sony já desenvolveram um sistema de imagem 3D que usa uma lente especial combinada a um par de sensores. A intenção agora é conseguir gerar imagens 3D com um único sensor, o que tornará possível produzir câmeras 3D para o mercado consumidor de massa. O projeto mais exótico da empresa é a criação de um sensor esférico que siga de perto o desenho de um olho humano. A tecnologia existente de sensores retroiluminados de finíssima espessura permitirá que eles ganhem superfícies curvas, permitindo a captura de imagens grande-angulares usando um conjunto óptico muito mais simples que as objetivas atuais.