Olympus cria sensor que captura 10 mil imagens por segundo

São Paulo - As cenas em câmera lenta do filme Matrix impressionam até hoje, mas o diretor de fotografia do longa, Bill Pope, não precisou de uma velocidade de captura superior a 300 FPS para realizá-las. O que seria possível capturar com 10 000 FPS? A Olympus pretende descobrir com um novo sensor apresentado na VLSI 2015.

O CMOS criado pelos pesquisadores da Olympus na verdade é composto por dois chips superpostos ligados por 4 milhões de pinos microscópicos.

No modo de operação normal, a o sensor produz imagens de 16 MP. No entanto, ele também é capaz de usar essas pequenas conexões para realizar uma leitura paralela massiva de cada um dos chips, possibilitando a captura de imagens de 2 MP a uma taxa de 10 000 FPS (ou seja, mais de 300 vezes mais rápida que o comum).

Naturalmente, cenas que exigem uma velocidade de captura tão alta dificilmente duram um segundo inteiro, logo o sensor não seria usado para gravar dezenas de milhares de imagens.

Embora esse número seja impressionante para a maioria das pessoas, quem acompanha o mundo da filmagem e da fotografia em alta velocidade sabe que tal marca já foi atingida nos tempos do filme analógico.

Nos anos 1960, a Fastax da Bell Labs capturava até 18 000 FPS com filmes de 8 mm. O aspecto que distinguem a invenção da Olympus de tudo que veio antes é que ela faz isso com um obturador eletrônico global.

Os obturadores da maior das câmeras DSLR atuais é do tipo “rolling shutter”, ou seja, ele vem da lateral do corpo da câmera como uma cortina, de forma que os pixels são expostos e lidos coluna a coluna.

Embora esse design tenha uma série de vantagens, ele se atrapalha com movimentos sequenciais muito rápidos, produzindo um efeito de “gelatina” nas imagens. Obturadores globais expõem o sensor inteiro de uma só vez, o que leva a uma imagem completa.

O caso do sensor da Olympus é impressionante porque o obturador global é também exclusivamente eletrônico.

Normalmente, quando um sensor fotovoltaico não é coberto por alguma barreira física, sempre resta um pequeno ruído residual de luz entre as exposições. A sensibilidade de um sensor a esse tipo de sinal inútil é conhecida como PLS (“sensibilidade parasítica à luz”, em tradução livre).

O CMOS da Olympus se destaca por ter uma PLS de -180 dB. Ou seja, a razão entre sinal e ruído é de apenas 1 em 1 bilhão.

Embora a Olympus não tenha mencionado quando e como essa técnica de construção de sensores será incorporada ao mercado de câmeras , ela parece apontar para um futuro brilhante para as máquinas de alta taxa de quadros que não dependem de obturadores mecânicos. Quem sabe não veremos um smartphone com recursos similares nos próximos anos?

São Paulo - As cenas em câmera lenta do filme Matrix impressionam até hoje, mas o diretor de fotografia do longa, Bill Pope, não precisou de uma velocidade de captura superior a 300 FPS para realizá-las. O que seria possível capturar com 10 000 FPS? A Olympus pretende descobrir com um novo sensor apresentado na VLSI 2015.

O CMOS criado pelos pesquisadores da Olympus na verdade é composto por dois chips superpostos ligados por 4 milhões de pinos microscópicos.

No modo de operação normal, a o sensor produz imagens de 16 MP. No entanto, ele também é capaz de usar essas pequenas conexões para realizar uma leitura paralela massiva de cada um dos chips, possibilitando a captura de imagens de 2 MP a uma taxa de 10 000 FPS (ou seja, mais de 300 vezes mais rápida que o comum).

Naturalmente, cenas que exigem uma velocidade de captura tão alta dificilmente duram um segundo inteiro, logo o sensor não seria usado para gravar dezenas de milhares de imagens.

Embora esse número seja impressionante para a maioria das pessoas, quem acompanha o mundo da filmagem e da fotografia em alta velocidade sabe que tal marca já foi atingida nos tempos do filme analógico.

Nos anos 1960, a Fastax da Bell Labs capturava até 18 000 FPS com filmes de 8 mm. O aspecto que distinguem a invenção da Olympus de tudo que veio antes é que ela faz isso com um obturador eletrônico global.

Os obturadores da maior das câmeras DSLR atuais é do tipo “rolling shutter”, ou seja, ele vem da lateral do corpo da câmera como uma cortina, de forma que os pixels são expostos e lidos coluna a coluna.

Embora esse design tenha uma série de vantagens, ele se atrapalha com movimentos sequenciais muito rápidos, produzindo um efeito de “gelatina” nas imagens. Obturadores globais expõem o sensor inteiro de uma só vez, o que leva a uma imagem completa.

O caso do sensor da Olympus é impressionante porque o obturador global é também exclusivamente eletrônico.

Normalmente, quando um sensor fotovoltaico não é coberto por alguma barreira física, sempre resta um pequeno ruído residual de luz entre as exposições. A sensibilidade de um sensor a esse tipo de sinal inútil é conhecida como PLS (“sensibilidade parasítica à luz”, em tradução livre).

O CMOS da Olympus se destaca por ter uma PLS de -180 dB. Ou seja, a razão entre sinal e ruído é de apenas 1 em 1 bilhão.

Embora a Olympus não tenha mencionado quando e como essa técnica de construção de sensores será incorporada ao mercado de câmeras , ela parece apontar para um futuro brilhante para as máquinas de alta taxa de quadros que não dependem de obturadores mecânicos. Quem sabe não veremos um smartphone com recursos similares nos próximos anos?