sensor ccd dan cmos

     CCD dan CMOS adalah sensor yang digunakan di dalam kamera digital. Kedua-duanya berfungsi untuk menukarkan cahaya (photon) kepada isyarat elektrik. Tetapi, apakah perbezaan antara kedua-dua sensor ini? Bagaimana sensor-sensor ini mempengaruhi kualiti sesebuah imej yang terhasil? Sensor CCD (charge coupled device) dan Sensor CMOS (complementary metal oxide semiconductor) merupakan kamera digital berbentuk sekeping cip untuk merakam cahaya, menggantikan fungsi filem pada era kamera filem. Pada kepingan ini terdapat jutaan piksel yang sensitif terhadap cahaya (foton) dan cahaya yang diterima mampu diubah dalam bentuk signal elektrik. Perbezaan teknikal kedua-duanya adalah bagaimana piksel-piksel itu memproses cahaya atau signal yang diterimanya. Piksel pada sensor CCD menukar cahaya menjadi elektron dan output/hasil dari sensor CCD adalah kuasa elektrik. Pada kamera bersensor CCD, proses analog-to-digital conversion (ADC) dilakukan diluar cip sensor.  Ini bermaksud kamera dengan sensor CCD memerlukan ADC untuk memproses cahaya yang diterimanya. Sebaliknya, setiap piksel pada sensor CMOS mampu menghasilkan data digital kerana adanya transistor yang ada pada setiap piksel sehingga membolehkan cip CMOS yang terintegrasi dengan rangkaian ADC (lihat gambar di bawah ini).


CCD

Kamera digital pada asalnya menggunakan sensor CCD untuk menukarkan signal cahaya analog kepada piksel digital menjadi gambar. Sensor ini memerlukan proses pembuatan yang khusus yang membolehkan cip berfungsi tanpa ada miring/distortion dan akan menghasilkan gambar yang sangat baik daripada sensor yang berkualiti tinggi. Disebabkan pembuatan sensor CCD ini memerlukan kaedah khusus dan berkualiti tinggi, harganya adalah lebih mahal berbanding dengan saingan barunya yang dikenali sebagai sensor CMOS.

CMOS

Cip CMOS menggunakan transistor pada setiap piksel untuk menghubungkan cas melalui wayar asal. Ia akan memberi kemudahan kerana setiap piksel dianggap satu persatu. Kaedah pembuatan yang digunakan untuk membuat sensor CMOS sama seperti kaedah pembuatan mikrocip dan kaedah ini senang dan mudah untuk menghasilkan sensor mikrocip mahupon sensor CMOS. Sensor CMOS adalah lebih murah berbanding sensor CCD.
Kini banyak pengeluar kamera telah beralih dari sensor CCD ke sensor CMOS, padahal sensor CCD juga menghasilkan gmbar yang memenuhi standat. Alasan utamanya adalah dari segi praktikalnya, dimana sekeping sensor CMOS sudah mampu memberi hasil data digital siap olah sehingga menidakkan keperluan untuk menggunakan ADC. Selain itu sensor CMOS juga mampu untuk mengambil banyak gambar dalam satu saat. Ini tentu menguntungkan bagi pengeluar yang ingin mengeluarkan kaedah high speed burst. Faktor lain adalah sensor CMOS lebih jimat tenaga dengan hanya menggunakan bateri sahaja. 

Gambar di atas adalah modul CMOS siap pakai, biasanya untuk kamera telefon bimbit atau webcam. Lihatlah betapa ringkasnya modul tersebut, cukup sebuah lensa dengan sensor CMOS didalamnya dan kabel data untuk menghantar data. Modul seperti di atas tidak mungkin menggunakan sensor CCD karena hasil dari CCD masih tenaga analog yang perlu ditukar menjadi data digital terlebih dahulu. Maka, atas alasan praktikal dan efektif, hampir semua kamera pada telefon bimbit menguna sensor CMOS sederhana seperti gambar di atas.

DSLR DAN CMOS

Dalam dunia DSLR, sensor CMOS adalah sangat baik sehingga hasilnya menyamai sensor CCD, contohnya seperti gambar di atas iaitu sensor kamera canon 5d mark ii 21.1 MP CMOS mampu menghasilkan gambar yang sangat baik. Dari segi kebolehan sensor CMOS dalam ISO tinggi pada dasarnya tidak berbeza dengan sensor CCD dimana hingar (noise) yang dihasilkan juga sama dengan meningkatnya nilai ISO. Namu kini tidak lagi, sensor CMOS adalah lebih baik dari segi hingar (noise) kerana pengeluar-pengeluar CMOS sudah meningkatkan kebolehan sensor ini dari segi noise reduction. Untuk melihat hingar (noise) yang asal  perlu menggunakan file format RAW pada ISO tinggi. 




CCD VS CMOS

Dalam prinsip mengambil  gambar, kedua-suanya sangat berbeza dari segi kaedahnya. Sensor CCD memakai prinsip konvensional seperti era fotografi filem, dimana keseluruhan gambar yang ditangkap menggunakan sensor CCD akan dirakam sekaligus dalam waktu yang sama. Sedangkan sensor CMOS menggunakan prinsip scanning atau rolling iaitu sensor akan merakam gambar yang ditangkapnya secara berurutan dari atas ke bawah.

Perbezaan yang ketara antara sensor CCD dan CMOS adalah CCD menghasilkan gambar yang berkualiti tinggi yang kurang hingar. Sensor CMOS pula akan menghasilkan banyak hingar pada gambar yang dihasilkan. Sensor CCD adalah lebih peka kepada cahaya manakala CMOS memerlukan banyak cahaya untuk menghasilkan gambar yang kurang hingar. Ini tidak bermaksud bahawa CMOS adalah lebih rendah dari CCD dari segi kebolehan, CCD telah digunakan lebih awal dalam industri kamera digital dan teknologinya adalah lebih maju sedikit akan tetapi teknologi sensor CMOS sedang meningkat naik dan tidak lama lagi akan menandingi kebolehan sensor CCD dari segi resolusi dan kualiti.  

Dibawah ini adalah perbezaan umum antara sensor CCD dan sensor CMOS

Kini sensor pada kamera digital sudah mengarah menggunakan sensor CMOS atas alasan praktikal dan kemudahan. Kemungkinan sensor CCD hanya dijumpai di sesetengah tempat sahaja. Dengan sensor CMOS kita boleh mengelakkan dari kesan blooming yang mengganggu imej. Selain itu dengan sensor CMOS kita juga boleh marakam imej dengan cepat (hingga 1000 fps) dan dengan kamera DSLR, sensor CMOS mampu menggunakan tetapan movie recording hingga 60 fps.