Diferença entre CMOS e CCD

O primeiro tipo de sensor, abreviatura de Charge Coupled Device, é disparado o mais comum em câmeras compactas. Seu rival, o Complementary Metal Oxide Semiconductor, está presente nas duas extremidades do mercado: webcams simplezinhas e câmeras de celulares, na base da pirâmide; e reflex profissionais e compactas superpremium, no topo. Mas como isso é possível?
Anos atrás, quando a fotografia digital começava a se disseminar, os sensores CMOS, de produção mais barata e resolução limitada, eram sinônimo de câmera popular. Raros eram os fabricantes de primeira linha – aquelas marcas que eu recomendo – que se arriscavam a usá-los em câmeras fotográficas, o que praticamente limitava os CMOS a webcams, pencams e cameretas de marcas esdrúxulas. Ainda hoje, podem ser encontrados nesse tipo de câmera, na maioria dos cameraphones e naquelas digitais infantis, normalmente gerando resultados de qualidade duvidosa.
Já os CCDs, então capazes de resoluções mais altas do que os CMOS do mesmo período e muito menos suscetíveis a ruído, ficaram tradicionalmente associados às câmeras “de verdade”. Suas únicas desvantagens, alem do custo, eram o maior consumo de energia e uma relativa lentidão na transferência da imagem para o processador da câmera – o que contribui para o chamado lag do visor.

CMOS

CCD

Só que, lá pelas tantas, fabricantes do peso de Canon e Kodak passaram a usar uma nova geração de CMOS em suas reflex topo-de-linha. E, como se pode imaginar, estes sensores não ficam devendo em nada para os rivais CCDs. Pelo contrário: já está mais do que provado que, para estas aplicações, a tecnologia CMOS proporciona mais qualidade a um custo de fabricação menor, e ainda gastando menos energia.

Ativo ou passivo?

Tecnicamente, a principal diferença entre CCD e CMOS é onde os sinais elétricos gerados em cada um dos milhões de fotodiodos responsáveis por capturar os fótons que compõem uma imagem são amplificados, convertidos e digitalizados. Nos CCDs, isso acontece fora do sensor propriamente dito, enquanto nos CMOS o processo se dá separadamente para cada pixel da imagem, bem no ponto do sensor em que ele é registrado.  Por conta dessa diferença, sensores CCD também são chamados de “passivos” e os CMOS, de “passivos”.
Em outras palavras, o CCD despeja uma enxurrada de sinais analógicos em um circuito externo, enquanto o CMOS trata cada pontinho da imagem e já envia tudo digitalizado para o processador da câmera. Por conta da maior complexidade, os CMOS inicialmente sofriam muito com a interferência de um componente no outro, o que provocava ruído. Sem falar que espremer tudo isso no espaço de cada pixel só era possível em sensores maiores, de menor densidade – não por acaso, aqueles usado nas câmeras reflex.
Há cerca de um ano, com o advento dos sensores retroiluminados que mencionamos na coluna sobre ruído, estes CMOS de última geração começaram a marcar presença em uma variedade maior de câmeras compactas. Neles, o problema do espaço foi resolvido virando o sensor de cabeça para baixo, de modo que os componentes adicionais fiquem na superfície oposta à responsável pela captura da imagem, diminuindo a interferência.
Mas se os sensores CMOS são tão mais complexos do que os CCDs, por que eu escrevi mais de uma vez que o seu custo de fabricação é menor? Em parte, porque CMOS é, na verdade, uma referencia à tecnologia usada não só na construção destes sensores, mas na de microprocessadores, controladores, alguns tipos de memória e vários outros componentes. A conseqüência disso, existem muito mais linhas de fabricação de CMOS do que de CCD no mundo, beneficiando os sensores com a economia de escala. E a gente, é claro, agradece!