Komponen Dasar Kamera DSLR (Bagian 4)

Sensor Gambar Digital (Digital Image Sensor)

Ketika cahaya yang dipantulkan dari objek melewati lensa dan Aperture, gambar dari objek tersebut akan ditangkap oleh sensor gambar digital. Sensor tersebut merupakan suatu chip di dalam kamera yang terdiri dari jutaan elemen individu yang mempunyai kemampuan untuk menangkap cahaya.

Tipe Umum Sensor Gambar Digital

1. CCD (Charge-Couple Device)

Sensor CCD awalnya dikembangkan untuk kamera video. Sensor CCD merekam gambar pixel demi pixel dan baris demi baris. Informasi tegangan dari setiap elemen dalam baris diteruskan sebelum turun ke baris berikutnya, hanya satu baris yang aktif pada suatu waktu. CCD tidak mengubah informasi tegangan menjadi data digital dengan sendirinya, perlu tambahan sirkuit di kamera untuk mendigitalkan informasi tegangan sebelum mentransfer data ke perangkat penyimpanan.



Sensor CCD



Prinsip kerja CCD:Dalam digital imaging, ketika gelombang cahaya yang masuk kamera difokuskan pada sensor yang mengubah cahaya menjadi muatan listrik, gambar terbentuk. Bagaimana proses ini memisahkan warna? Cahaya yang memasuki kamera adalah cahaya putih normal yang mengandung semua panjang gelombang, dalam mekanisme nya panjang gelombang ini akan dipisahkan oleh filter berdasarkan RGB dasar (merah-hijau-biru). Informasi ini dibaca baris demi baris dan piksel demi piksel, oleh karena itu, waktu proses yang diperlukan adalah sedikit lebih lama, tapi sangat akurat.

Sensor CCD dan Sensor CMOS



2. CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)

Sensor CMOS mampu merekam seluruh gambar yang disediakan oleh elemen sensitif cahaya secara paralel (dasarnya semua sekaligus), mengakibatkan tingkat transfer data yang lebih tinggi ke perangkat penyimpanan. Sirkuit tambahan ditambahkan untuk setiap elemen individu untuk mengkonversi informasi tegangan ke data digital. Sebuah mikrolensa kecil berwarna dipasang pada setiap elemen untuk meningkatkan kemampuan untuk menginterpretasikan warna cahaya.



Sensor CMOS



Prinsip kerja CMOS:

Sebuah sensor CMOS, tidak mengubah gelombang cahaya menjadi muatan listrik pada sebuah chip yang berbeda, tetapi mengubah foton menjadi elektron dengan mengolah data pada saat itu juga (dan bukan pada chip lain). Dengan menggunakan amplifier, sensor ini lebih cepat dari CCD. Namun, fakta bahwa tidak semua converter dan amplifier bekerja di efisiensi yang berbeda, dapat menyebabkan noise.
Sementara CMOS kebanyakan menggunakan sistem RGB filtrasi yang sama, ada juga teknologi revolusioner baru yang disebut Foveon (Sigma mulai menggunakannya, tetapi di produsen lebih masa depan akan memperkenalkan model berbasis pada teknologi ini), yang menggunakan sifat-sifat silikon itu sendiri untuk menyaring warna spektrum cahaya.

Perbedaan Sensor CCD dan CMOS

Sensor CCD

Sensor CCD lebih banyak digunakan di kamera yang fokus pada gambar yang high-quality dengan pixel yang besar dan sensitivitas cahaya yang baik.

Plus :

- Telah diproduksi masal dalam jangka waktu yang lama sehingga teknologinya lebih matang.

- Kualitasnya lebih tinggi dan lebih banyak pixelnya

- Low noise
- Desain sensor nya sederhana (lebih murah)
- Sensitivitas cahaya yang baik (termasuk dynamic range)
- Tiap piksel punya kinerja yang sama (uniform)
Minus :

- Desain sistem keseluruhan (CCD plus ADC) lebih rumit

- Boros daya, lebih kurang 100 kali lebih besar dibandingkan sensor CMOS

- Kecepatan proses keseluruhan lebih lambat dibanding CMOS

- Sensitif terhadap smearing atau blooming (kebocoran pixel) saat menangkap cahaya terang

Sensor CMOS

Sensor CMOS lebih ke kualitas dibawahnya, resolusi dan sensitivitas cahaya yang lebih rendah. Akan tetapi pada saat ini sensor CMOS telah berkembang hampir menyamai kemampuan sensor CCD.

Plus :
- Praktis, keping sensor sudah termasuk rangkaian ADC (camera on a chip)
- Hemat daya berkat integrasi sistem
- Kecepatan proses responsif (berkat parralel readout structure)
- Tiap piksel punya transistor sendiri sehingga terhindar dari masalah smearing atau blooming
- CMOS dapat dipabrikasi dengan cara produksi mikroprosesor yang umum sehingga lebih murah dibandingkan sensor CCD
Minus :
- Lebih besar kemungkinan untuk noise
- Sensitivitas terhadap cahaya lebih rendah karena setiap piksel terdapat beberapa transistor yang saling berdekatan.
- Pixel yang mampu mengeluarkan tegangan sendiri kurang baik dalam hal keseragaman kinerja (uniformity).