O que é sensor CCD? Entenda a tecnologia usada em câmeras e equipamentos profissionais

CCD é um tipo de sensor de imagem que já foi muito usado em câmeras digitais e tem vantagens para aplicações profissionais; saiba como ele funciona

Felipe Ventura Paulo Higa
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Sensor CCD de webcam
Sensor CCD de webcam antiga (Imagem: Andrew Magill / Flickr)

O sensor CCD (dispositivo de carga acoplada) captura fotos ao converter luz em carga elétrica. Este chip de silício usa uma combinação de pixels e capacitores diferente de sensores CMOS, com melhor desempenho sob pouca luz.

Histórico e aplicações

O primeiro sensor CCD funcional foi demonstrado em 1970 por Gil Amelio, Michael Francis Tompsett e George Smith. Esta tecnologia foi largamente usada em câmeras nos anos 80, por oferecer maior qualidade de imagem e sensibilidade à luz; mas perdeu espaço para os sensores CMOS a partir da década de 90.

Ainda assim, os sensores CCD são utilizados em microscópios e em áreas profissionais que exigem imagens de alta qualidade, como astronomia e biomedicina.

O mercado global de câmeras CCD valia US$ 1,02 bilhão em 2017, e pode dobrar para US$ 2,06 bilhões até 2030, segundo a consultoria Dataintelo. As principais fabricantes atualmente são Sony, Sharp, Misumi, Panasonic e Framos.

Como funciona um sensor de imagem CCD

O sensor CCD é feito de pixels que coletam a luz, para então convertê-la em uma carga elétrica. Esta carga é transformada em um sinal digital, que é lido para reconstruir a imagem.

Todo sensor CCD possui estes quatro componentes:

  • pixels (ou fotodiodos) organizados em fileiras, em um formato de matriz;
  • capacitores ligados aos pixels, e conectados uns aos outros (acoplados);
  • amplificador de sinal elétrico;
  • conversor analógico-digital.
Esquema do sensor CCD
Como funciona o sensor CCD (imagem: Vitor Pádua / Tecnoblog)

A imagem é projetada através da lente da câmera na área composta pelos pixels. Quanto mais megapixels, maior a resolução da imagem.

Os pixels ficam conectados a um capacitor; e cada capacitor acumula uma carga elétrica proporcional à intensidade da luz. Esse sinal elétrico é transferido para o capacitor vizinho, sucessivamente, até chegar ao final da fileira; e é convertido em tensão elétrica.

Por sua vez, esta tensão é enviada como um sinal analógico até um amplificador. O sinal amplificado passa por um conversor analógico-digital e vira um sinal digital.

Vantagens e desvantagens do CCD

Os sensores CCD têm como principal vantagem a maior sensibilidade à luz. No entanto, uma desvantagem é o custo mais alto de fabricação.

De modo resumido, temos:

  • Melhor desempenho em baixa luminosidade: a sensibilidade à luz tende a ser mais alta no CCD sem necessidade de aumentar o ISO, o que resulta em desempenho melhor em astrofotografia;
  • Maior custo de fabricação: sensores CCD são mais caros e mais complexos de produzir;
  • Menor eficiência energética: sensores CCD podem consumir até 100 vezes mais energia do que sensores CMOS, o que pode levar a problemas de aquecimento na câmera, afetando negativamente a qualidade da imagem.
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Felipe Ventura

Felipe Ventura

Editor

Felipe Ventura fez graduação em Economia pela FEA-USP, e trabalha com jornalismo desde 2009. Começou no TB em 2017 como editor de notícias, ajudando a cobrir os principais fatos de tecnologia, e hoje coordena um time de editores-assistentes e a rotina das editorias. Sua paixão pela comunicação começou em um estágio na editora Axel Springer na Alemanha. Foi repórter e editor-assistente no Gizmodo Brasil.

Paulo Higa

Paulo Higa

Editor-executivo

Paulo Higa é jornalista com MBA em Gestão pela FGV e uma década de experiência na cobertura de tecnologia. Trabalha no Tecnoblog desde 2012, viajou para mais de 10 países para acompanhar eventos da indústria e já publicou 400 reviews de celulares, TVs e computadores. É coapresentador do Tecnocast e usa a desculpa de ser maratonista para testar wearables que ainda nem chegaram ao Brasil.

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