Charge Coupled Device, inventado nos anos 70 por Boyle e Smith, é o chip sensor responsável por registrar a imagem “vista” por uma câmera de vídeo.
A objetiva da câmera projeta sobre o CCD a imagem, que é convertida em impulsos elétricos gerando assim o sinal de vídeo.
O CCD é composto por milhares de pontos sensíveis à luz. Cada um destes pontos é uma miniatura de foto-célula utilizada por calculadoras que funcionam com luz solar. Nestas calculadoras, a eletricidade é gerada pela foto-célula, que converte luz em energia (um efeito descoberto por Albert Einstein e que lhe valeu o prêmio Nobel de 1905). Quanto mais luz incide sobre as mesmas, mais energia é gerada, a intensidade de corrente criada é proporcional à intensidade da luz. Cada um dos pontos sensíveis à luz assemelha-se a uma pastilha em um “mosaico” de “pastilhas” de mesmo tamanho alinhadas simetricamente lado a lado e recebe o nome de pixel.
O CCD é lido pelo circuito eletrônico linha a linha e o resultado é um sinal analógico, uma seqüência de valores de intensidades dos sucessivos pixels dispostos ao longo das linhas.
A partir deste ponto, o sinal pode ser gravado diretamente na fita (câmeras analógicas) ou então digitalizado e a seguir gravado em fita/disco (câmeras digitais). Neste caso, a conversão analógica/digital é efetuada por um circuito denominado A-D converter (Analogue to Digital Converter). Processo de digitalização num sinal analógico consiste em obter sucessivas amostras das intensidades deste sinal convertendo a seguir estes valores para o formato binário, em um processo denominado sampling.O formato DV por exemplo estabelece cerca de 500 linhas de resolução horizontal, para produzir este valor é necessário ler 30 vezes por segundo (padrão NTSC) um CCD com cerca de 500 pixels por linha. Aumentando-se a quantidade de pixels no CCD, por exemplo: para 800 por linha, há melhora no detalhamento, pois o original a ser digitalizado ganha detalhes mais finos devido ao aumento de “pastilhas” por linha no “mosaico”. A quantidade de amostras obtidas durante o processo de sampling é a mesma (13 Mhz para o sistema DV), é uma constante para cada formato, porém as amostras são feitas em cima de um original mais preciso fornecido pelo CCD. Resultado: como a quantidade de amostras não mudou (é fixa por formato), a resolução horizontal continua tendo 500 linhas, porém a imagem obtida com este CCD com mais pixels é melhor.
Porém existe um limite para este aumento, é a própria taxa de “sampleamento” do formato. Não adianta aumentar a quantidade de pixels no CCD além dos 500 por linha (o máximo que este formato consegue fragmentar por linha de imagem lida). É por este motivo que a imagem de vídeo não utiliza os pixels do CCD acima de uma determinada quantidade, e o excedente (geralmente muito mais pixels do que o necessário) quando existente, é utilizado por exemplo no modo foto, em câmeras que exercem duplo papel (foto/vídeo), pois a fotografia digital não possui restrição quanto a resolução. Outra aplicação do excedente de pixels é no estabilizador eletrônico de imagem (EIS).
A foto-célula presente na calculadora não consegue distinguir cores, apenas reage à luminosidade como um todo, maior ou menor. Por isto diz-se que o CCD não “enxerga” cores, e sim preto e branco (apenas variações dessa luminosidade). Dentro da faixa de espectro visível da luz, os CCDs tendem a “enxergar” um pouco mais para o infravermelho do que para o violeta.
