CMOS: SENSOR IMAGE YANG MULAI BERSINAR PENGGANTI CCD
(Drs. Widyanto, MSc - www.tvconsulto.com)
Tidak dapat dipungkiri bahwa perkembangan teknologi sensor image selalu berjalan seiring dengan perkembangan teknologi IC ( Integrated Circuit). Sekitar awal tahun 2000 teknologi proses manufactur baru mampu pada angka 0.8 micron dan secara cepat melaju ke 0.2 micron, sehingga semakin tinggi kerapatan komponen dan kecepatan atau clock frekuensi yang dicapai untuk ditanamkan pada sebuah chip silicon. Saat ini teknologinya telah sampai pada angka 0.18 micron atau lebih kecil, dan akan semakin mengecil seiring berjalannya waktu.
Complementary Metal Oxide Semiconductor atau CMOS pada awalnya dikenal sebagai teknologi yang dipakai untuk membuat prosesor mikro dan memori komputer, seperti Pentium. Namun seiring perkembangan teknologi micron di atas, telah membuka cakrawala baru bagi aplikasi penggunaan CMOS untuk mendampingi, bahkan nantinya menggantikan CCD (Charge Coupled Device) sebagai sensor image yang telah cukup lama dipakai pada kamera elektronik berkualitas broadcast.
Adalah Photobit, sebuah perusahaan di California, Amerika, yang pertama memperoleh hak paten untuk teknologi pembuatan chip sensor piksel aktif untuk aplikasi teleconferensi, video cell phone, scanner, sistem penglihatan pada robot dan beberapa macam mainan, dari kualitas VGA sampai HDTV. Kemudian Rockwell Scientific Co,. juga di Amerika, yang pada mulanya mengembangkan penggunaan CMOS untuk aplikasi khusus sensor image bagi bidang astronomi (teleskop Hubble), maupun keperluan dan tugas pemerintahan serta militer.
Teknologi manufaktur untuk CCD terkenal mahal dan hanya sedikit perusahaan yang memproduksi CCD, seperti Sony, NEC dan Philips/ Thomson. Namun diharapkan jika nanti konsumen beralih ke CMOS, akan lebih banyak “pemain” yang dapat ikut berperan sehingga akan menekan ongkos produksi. Sensor CMOS menggunakan mainstream proses teknologi semikonduktor untuk chip microprosesor dan memori.
Pada satu chip CMOS, sekaligus dapat ditanamkan jajaran pikselnya (pixel array) sendiri, fungsi timing dan control logic beserta converter analog ke digitalnya. Dengan demikian akan terjadi bentuk miniatur dari suatu fungsi dan proses tertentu, dan mengurangi komponen periperal (chip eksternal) yang biasanya menyertai sebuah chip CCD yang berfungsi sebagai sensor image. Bentuk yang lebih kecil dan fungsi yang lebih banyak dari chip CMOS ini juga akan berpengaruh pada konsumsi tenaga yang akan lebih sedikit.
Jika sebuah sensor CCD menerima dan meneruskan cahaya yang diterima oleh sensornya dari piksel ke piksel dan akhirnya sampai pada sebuah amplifier, maka sensor CMOS mempunyai amplifier yang terpisah untuk setiap pikselnya. Perbedaan ini sangat berpengaruh pada frekuensi clock, amplifier sensor CCD akan bekerja pada rate frekuensi keseluruhan pikselnya, sehingga akan timbul noise yang semakin signifikan jika frekuensi semakin tinggi. Sementara sensor CMOS setiap amplifiernya bekerja untuk sebuah piksel dan bekerja secara paralel, sehingga frekuensi kerjanya jauh lebih kecil, demikian juga noise yang ditimbulkannya.
Kelebihan lain dari sensor image CMOS adalah kekebalannya terhadap radiasi kosmis. Pada misi Space Shuttle dari NASA, camera video dengan sensor CCD yang dipergunakan harus diganti blok CCD nya setiap kali akan mengangkasa lagi. Hal ini karena radiasi kosmis telah merusak beberapa piksel CCD, meskipun efeknya bisa disembunyikan secara teknis, tetapi kualitasnya menjadi tidak sempurna lagi. Sensor image CMOS tidak dipengaruhi oleh radiasi kosmis, bahkan secara teknis kekebalannya masih dapat ditingkatkan lagi di masa depan.
Jadi berbeda dengan CCD, camera dengan sensor CMOS akan berukuran lebih kecil, konsumsi daya yang lebih efisien, serta kualitas yang lebih baik. Pada NAB 2003 yang lalu, JVC dan Ikegami telah memperkenalkan tipe camera dengan sensor image CMOS untuk camera high definition (HD) dengan ciri utama ukuran dan berat yang lebih kecil dari biasa.
Di masa depan yang tidak terlalu lama, sensor image CMOS akan menjadi sesuatu yang tidak asing, hidup berdampingan atau bahkan sepenuhnya menggantikan fungsi dari sensor image CCD. Tentu saja hal ini akan berjalan mulus setelah kendala teknis dan ongkos produksi yang lebih rendah menjadi kenyataan.
(Drs. Widyanto, Msc – Tenaga Ahli TV Consult)
