Tugas Sistem Multimedia

CMOS dan CCD

Dibutuhkannya sebuah sensor gambar bagi sebuah kamera, sensor gambar adalah alat yang mengubah gambar optik dalam wujud sinyal listrik, ini berlaku disemua kamera, baik digital maupun analog, termasuk berbagai perangkat Digital Imaging lainnya. Sensor diawal mulanya berbentuk tabung, namun kemudian berwujud Charge Coupled Device (CCD) dan kemudian Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS).

Beberapa kamera digital saat ini masih menggunakan sensor CCD, namun mayoritas saat ini telah menggunakan CMOS sensor. Kedua jenis sensor mempunyai tugas yang sama untuk menangkap cahaya dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. CCD yang lebih dikenal dahulu melalui perangkat analog, mengubah cahaya yang masuk sebagai muatan listrik kecil di setiap sensor foto dan dikonversi ke tegangan satu piksel. Pada Kamera Digital, sirkuit kamera mengkonversinya menjadi informasi digital seutuhnya. Pada perkembangannya, muncullah teknologi 3CCD yang menggunakan tiga sensor gambar sekaligus dengan pemisahan warna yang dilakukan oleh sebuah prisma dichroic. 3CCD memiliki kualitas lebih baik dan umumnya lebih mahal daripada sensor CCD tunggal.

CMOS konvensional bekerja antara suhu -55 °C hingga +125 °C dan dapat diimplementasikan dengan komponen lebih sedikit sehingga otomatis menggunakan daya yang lebih kecil serta pembacaan lebih cepat dari CCD. Chip CMOS mirip microchip tradisional, sedangkan CCD masih menggunakan teknologi penemuan 1969 oleh Bell Labs, Karena asal-usul mereka dalam industri chip komputer, chip CMOS lebih murah untuk diproduksi. Pada awalnya, Camcorder yang dilengkapi dengan CCD terpisah akan menghasilkan kualitas gambar yang lebih baik dengan lebih sedikit noise elektronik daripada chip CMOS tunggal, namun seiring dengan perkembangan CMOS, apalagi hadirnya CMOS 50 MP dan 120 MP, hal ini perlu dipertanyakan dan diuji ulang karena kemajuan teknologi manufaktur membuat perbedaan kualitas antara dua jenis sensor gambar menjadi tidak nampak.

CMOS

Complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) atau semikonduktor–oksida–logam komplementer, adalah sebuah jenis utama dari rangkaian terintegrasi. Teknologi CMOS digunakan di mikroprosesor, pengontrol mikro, RAM statis, dan sirkuit logika digital lainnya. Teknologi CMOS juga digunakan dalam banyak sirkuit analog, seperti sensor gambar, pengubah data, dan trimancar terintegrasi untuk berbagai jenis komunikasi. Frank Wanlass berhasil mematenkan CMOS pada tahun 1967 (US Patent 3,356,858).

CMOS juga sering disebut complementary-symmetry metal–oxide–semiconductor or COSMOS (semikonduktor–logam–oksida komplementer-simetris). Kata komplementer-simetris merujuk pada kenyataan bahwa biasanya desain digital berbasis CMOS menggunakan pasangan komplementer dan simetris dari MOSFET semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n untuk fungsi logika.

Dua karakter penting dari CMOS adalah kekebalan desahnya yang tinggi dan penggunaan daya statis yang rendah. Daya hanya diambil saat transistor dalam CMOS berpindah di antara kondisi hidup dan mati. Akibatnya, peranti CMOS tidak menimbulkan bahang sebanyak sirkuit logika lainnya, seperti logika transistor-transistor (TTL) atau logika NMOS, yang hanya menggunakan peranti tipe-n tanpa tipe-p. CMOS juga memungkinkan chip logika dengan kepadatan tinggi dibuat.

Kalimat "metal–oxide–semiconductor" atau semikonduktor–logam–oksida adalah sebuah sebutan pada struktur fisik beberapa transistor efek medan, memiliki gerbang elektroda logam yang terletak diatas isolator oksida logam, yang juga berada diatas bahan semikonduktor. Aluminium digunakan pertama kali, tetapi sekarang digunakan bahan polisilikon. Gerbang logam lain dibuat seiring kedatangan material dielektrik permitivitas tinggi didalam proses pembuatan CMOS, seperti yang diumumkan oleh IBM dan Intel untuk node 45 nanometer dan lebih kecil.

CCD

CCD merupakan salah satu elemen memori pada rangkaian komputer. Namun, setelah dilakukan penelitian oleh George Smith dan Willard Boyle dari Laboratorium Bell pada tahun 1969, terbukti bahwa CCD juga memiliki potensi dalam aplikasi pengolahan sinyal dan pencitraan. Kemampuan CCD sebagai sensor citra dimungkinkan karena bahan dasarnya yang berupa substrat silikon, salah satu material semikonduktor, sangat peka terhadap cahaya. Sensitivitas CCD menjangkau daerah panjang gelombang antara 200 – 1100 nm. Sensitivitas ini mendekati spektrum panjang gelombang cahaya ultraviolet (UV) dan infra-merah (IR). Dengan jangkauan sensitivitas tersebut, CCD mampu mendeteksi suatu obyek yang memantulkan cahaya dengan spektrum yang mendekati panjang gelombang UV hingga IR. Namun sensitivitas tertinggi CCD dicapai pada rentang daerah panjang gelombang visible (cahaya tampak) hingga panjang gelombang near infra-red (NIR), yaitu antara 400 – 1100 nm.

Pada dasarnya, CCD array terdiri atas sederetan elemen peka cahaya yang disebut piksel (picture element). Cacah piksel bervariasi jumlahnya, bisa mencapai 10680 buah, tergantung tipe sensor yang digunakan. Ukuran tiap piksel berkisar antara 4 – 25 mikron. Dalam kehidupan sehari-hari, CCD dapat ditemui pada mesin faksimili, mesin fotocopy, scanner dokumen, alat pembaca barcode, kamera digital dan sebagainya.

Referensi:
http://pusatstudi.gunadarma.ac.id/pscitra/alldocpn/pub-(konsepcam_pdf)-d22a2.pdf
http://oc.its.ac.id/ambilfile.php?idp=470