Mungkin Anda sering mendengar istilah sensor CMOS. Isitilah ini kerap ada ketika membahas tentang kamera dan sejenisnya. Di artikel ini kita akan menjelasakan tentang salah satu jenis sensor gambar ini.
Teknologi elektronika pencitraan memiliki peran penting dalam perangkat sistem pencitraan gambar atau image. Sistem pencitraan gambar ini terdiri dari komponen yang berbeda fungsi seperti lensa kamera, perangkat lunak, mainboard, kabel, dll.
Satu komponen yang utama pada sebuah perangkat pencitraan gambar adalah sensor kamera. Karena komponen inilah yang bertugas untuk menangkap citra dari obyek gambar yang hendak ditangkap.
Jadi, penting bagia Anda pemyuka fotografi untuk memahami konsep sensor kamera. Dua buah kamera akan menghasilkan gambar tidak sama kualitasnya jika menggunakan jenis sensor gambar yang berlainan.Teknologi awal penangkap citra gambar menggunakan phototube seperti Vidicons dan Plumbicons. Tetapi sekarang, sensor kamera tersedia dalam dua jenis, yaitu : sensor CMOS dan sensor CCD.
Pengertian sensor gambar ?
Bagi Anda yang belum tahu, sensor gambar adalah perangkat atau komponen yang dapat menangkap citra obyek dan mengubahnya menjadi sinyal sinyal elektrik atau yang biasa dikenal sebagai sinyal digital.
Pada dasarnya, citra gambar yang ditangkap oleh sensor gambar merupakan cahaya yang dipantulkan oleh obyek gambar. Cahaya yang terpantul tersebut mempunyai panjang gelombang dan intensitas yang berbeda.
Sensor gambar akan menerima cahaya dengan beragam panjang gelombang dan intensitas yang berbeda tersebut dan mengubahnya menjadi bentuk sinyal elektrik untuk selanjutnya dioleh oleh modul pengolah citra gambar sehingga dihasilkan tampilan gambar yang sesuai dengan obyek.
Salah satu jenis sensor gambar terkini yang diketahui mempunyai kualitas penerimaan gambar yang baik adalah sensor dengan teknologi CMOS. Seperti apa sensor ini ? akan dijelaskan berikut ini :
Apa itu sensor CMOS ?
Sensor CMOS atau sensor chip semikonduktor adalah salah satu jenis chip elektronik yang digunakan untuk mengubah foton menjadi elektron untuk diporoses dalam bentuk sinyal digital. Sensor ini terutama digunakan untuk membuat gambar dalam kamera digital, kamera CCTV digital dan kamera video digital.
Chip elektronik yang sejenis ini juga dapat ditemukan pada perangkat pemindai, pembaca barcode dan teleskop astronomi digital. Biaya pembuatan sensor CMOS yang rendah namun mampu menghasilkan gambar yang baik memungkinkannya diproduksi masal untuk digunakan pada beragam peralatan optik.
Sensor CMOS bekerja berdasarkan prinsip efek fotolistrik yang mengubah foton menjadi sinyal listrik. Tidak seperti sensor CCD, sensor CMOS akan mengubah muatan listrik menjadi tegangan langsung di dalam jutaan piksel.
Piksel adalah elemen kecil di dalam sensor CMOS yang bertindak untuk menerima foton dan mengubahnya menladi sinyal sinyal elektrik.
Saat ini sensor dengan teknologi CMOS tersedia dengan kualitas gambar yang luar biasa dan kecepatan frame rate yang tinggi, sehingga banyak diadopsi pada industri kamera berbasis kinerja tinggi.
Struktur bentuk CMOS
Di dalam struktur bentuk sensor gambar CMOS, terdapat jutaan piksel yang sensitif terhadap cahaya dan ditempatkan ke dalam desain bentuk tertentu. Piksel piksel inilah yang nantinya akan menerima cahaya secara langsung dari obyek gambar dan mengkonversinya ke dalam bentuk digital.
Selain terdiri dari piksel penerima cahaya, chip sensor CMOS juag memiliki banyak unit lain yang bekerja untuk mengkonvigurasi piksel ketika beroperasi.
Untuk mengghasilkan gambar tangkapan kamera yang lebih baikm seringkali di depan sensor diletakkan lensa yang berfungsi untuk mengatur cahaya yang masuk ke dalam sensor.
Cara kerja
Sensor gambar yang terdapat di dalam sistem kamera akan menerima cahaya datang dan difokuskan melalui lensa. Cahaya yang telah difokuskan oleh lensa akan mengenai permukaan sensor CMOS yang berisi jutaan piksel peka cahaya.
Masing masing piksel bisa saja menerima cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda dengan intensitas yang beragam. Perbedaan panjang gelombang dan intensitas cahaya tersebut pada dasarnya mewakili warna dan kecerahan gambar obyek.
Sensor CMOS akan mengubah foton menjadi elektron elektron yang kemudian akan dikonversi menjadi sinyal digital oleh modul ADC atau Analog Digital Converter.
Jenis sensor CMOS
Sensor gambar CMOS terdiri dari ua jenis yang berbeda. Masing masing jenis tersebut akan dibahas berikut ini :
Sensor piksel aktif (APS)
Sensor Piksel Aktif adalah jenis sensor gambar yang dibuat dari sekumpulan sensor piksel. Pada jenis sensor ini, setiap piksel pada sensor dilengkapi dengan amplifier dan fotodetektor. Karena itu gambar yang dihasilkan oleh sensor ini lebih baik kualitasnya.
Sensor ini diproduksi menggunakan teknologi CMOS, karena itu dikenal sebagai CMOS APS. Jenis sensor ini mirip dengan CCD atau Charge Coupled Device karena sama sama mempunyai jenis sensor gambar piksel aktif.
Sensor piksel pasif
Dalam sensor ini, setiap piksel pasif terdiri dari transistor dan fotodioda. Piksel dalam sensor ini diatur dalam struktur dua dimensi melalui jalur yang memungkinkan kabel dibagi melalui piksel dalam baris yang sama dan kabel keluaran dibagi melalui kolom.
Setiap ujung kolom termasuk amplifier. Sensor ini terutama mengalami beberapa keterbatasan seperti pembacaan yang lambat, kurangnya skalabilitas dan noise yang tinggi. Namun masalah ini dapat diatasi dengan menambahkan amplifier ke setiap piksel.
Kelebihan sensor CMOS
- Konsumsi daya rendah.
- Biaya pembuatan tidak mahal
- Tingkat noise pada gambar rendah
- Desain yang ringkas
- Respon gambar lebih baik
- Sensitivitas lebih tinggi dalam kisaran NIR.
- frame rate tinggi.
- Mampu menghasilkan gambar video HD yang bagus.
- Banyak dipakai di berbagai perangkat multimedia
- Pencitra CMOS memiliki kinerja yang lebih baik.
Kekurangan
- Rentan terhadap noise pada kualitas tinggi
- Membutuhkan banyak cahaya yang masuk
- Dalam sensor ini, setiap piksel mengeksekusi konversinya.
- Homogenitas dan kualitas gambarnya rendah.
