Berandasmua itu berawal dari penelitian awal 1970-an menjadi desain IC telah dilakukan di Departemen Teknik Elektro di The University of Edinburgh. Pada awal 1980-an oleh tim peneliti, dipimpin oleh Prof John Mavor dan kemudian Prof Peter Denyer memperoleh reputasi internasional untuk CCD pertama dan kemudian MOS analog dan digital desain IC dengan aplikasi khusus untuk pemrosesan sinyal.
Pada tahun 1989 Renshaw, Denyer, Lu Wang dan menerbitkan kertas kerja pelaporan yang dimulai pada tahun 1986 pada gambar CMOS penginderaan yang memuncak dalam desain dan demonstrasi kamera chip tunggal di dunia tinju CMOS video.
Pada tahun 1990, dengan dukungan Universitas dan Venture Capital, Denyer dan Renshaw mengatur VLSI Visi (VVL) suatu Spin Universitas luar perusahaan, untuk menjual perangkat video kamera chip tunggal dan mengembangkan keluarga perangkat pencitraan novel berbasis pada teknologi ini. Perusahaan ini tumbuh dari satu karyawan untuk lebih dari 100 dalam lima tahun sampai 1995, ketika menjadi spin pertama keluar perusahaan dari Universitas Skotlandia untuk menjadi PLC, ditempatkan di London Stock Exchange. VVL mulai pasar di sensor gambar CMOS dan memperoleh Penghargaan Ratu untuk Industri.
Pada tahun 1995 persaingan mulai dari perusahaan baru lainnya yang berbasis di Amerika Serikat dan timur jauh. Untuk mengatasi pasar berkembang dan menghadapi persaingan, VVL berupaya untuk memperluas operasi dan sebagai konsekuensinya diambil alih pada tahun 1998 oleh ST Microelectronics, untuk membentuk Imaging Divisi baru perusahaan itu, untuk mengatasi pasar massal baru muncul di ponsel kamera.
Selama periode 1990-1995 hubungan kuat dipertahankan dengan The University of Edinburgh. Dr Renshaw mempertahankan paruh waktu posisi Senior Dosen untuk terus memberikan kursus VLSI sirkuit dan mengawasi penelitian mahasiswa pascasarjana-kapal yang didukung oleh VVL.
Sejak tahun 1995 ia kembali pasca purna-waktu University, menyiapkan lab Visi dan mendorong penelitian dan kewirausahaan dalam aplikasi pengolahan citra sampai 2008. Pada tahun 2008 Denyer, Renshaw, Lu Wang dan diakui untuk penelitian pionir mereka dengan penghargaan dari Hadiah Rank bergengsi di Optoelektronik.
Pada tahun 2004 Dr Henderson bergabung dengan The University dari ST Microelectronics untuk memulai penelitian di teknologi pencitraan CMOS baru. Dia telah mengambil alih, diperluas dan diarahkan kembali pekerjaan Lab Visi, sekarang disebut Sensor CMOS & Systems Group.
Bagaimana CMOS dan CCD Bekerja??
CMOS
litar CMOS didesain sedemikian rupa sehingga semua transistor PMOS harus mempunyai masukan dari sumber tegangan ataupun dari transistor PMOS lainnya. Sama dengan hal itu, semua transistor NMOS harus mempunyai masukan dari ground atau transistor NMOS lainnya. Komposisi dari transistor PMOS menimbulkan resistansi rendah ketika tegangan rendah dikenakan padanya, dan resistansi tinggi ketika tegangan tinggi dikenakan padanya. Di lain pihak, komposisi dari transistor NMOS mengakibatkan resistansi tinggi ketika tegangan rendah dikenakan padanya, dan resistansi rendah ketika tegangan tinggi dikenakan padanya.
Di lain pihak, ketika tegangan di masukan A tinggi, transistor PMOS akan memiliki resistansi tinggi sehingga menghalangi sumber tegangan dari keluaran, sedangkan transistor NMOS mempunyai resistansi rendah yang memungkinkan keluaran untuk membuang ke ground. Ini akan menyebabkan keluaran menunjukkan tegangan rendah (logika 0). Singkatnya, keluaran transistor PMOS dan NMOS selalu komplementer. Karenanya, keluaran sirkuit CMOS pada dasarnya adalah pembalikan dari masukan.
cara kerja CCD
Ketika sebuah foton membentur atom, ini dapat mengangkat sebuah elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi, atau dalam beberapa kasus, melepaskan elektron dari atom. Ketika cahaya menimpa permukaan CCD, ini membebaskan beberapa elektron untuk bergerak dan berkumpul di kondensator. Elektron tersebut digeser sepanjang CCD oleh pulsa-pulsa elektronik dan dihitung oleh sebuah sirkuit yang mengambil elektron dari setiap piksel kedalam sebuah kondensator lalu mengukur dan menguatkan tegangan yang membentanginya, lalu mengosongkan kondensator. Ini memberikan sebuah citraan hitam-putih yang efektif dengan mengukur seberapa banyak cahaya yang jatuh disetiap piksel.
CCD yang memiliki baris tunggal dapat digunakan sebagai saluran tunda. Sebuah tegangan analog dikenakan pada kondensator pertama dalam larikan, dan perintah yang berselang tetap diberikan kepada setiap kondensator untuk memindahkan muatannya ke tetangganya. Dengan demikian seluruh larikan digeser setiap satu lokasi. Setelah sebuah tundaan yang setara dengan jumlah kondensator dikalikan interval geser, muatan yang mencerminkan sinyal masukan tiba di kondensator terakhir di larikan, dimana muatan ini dikuatkan untuk menjadi sinyal keluaran. Proses ini terus berlanjut, menciptakan sebuah sinyal di keluaran yang merupakan versi tertunda dari masukan, dengan beberapa cacat dikarenakan frekuensi pencuplikan. Sebuah CCD yang digunakan untuk hal ini juga dikenal dengan saluran tunda regu-ember. Penggunaan CCD dalam hal ini sering digantikan dengan saluran tunda digital.
CCD dengan beberapa baris piksel menggeser muatannya secara vertikal menuju ke baris terbawah, dan hanya baris terbawah yang dibaca keluarannya secara konvensional. Kecepatan dari sirkuit pengukur harus cukup cepat untuk menghitung semua baris bawah, lalu menggeser baris tersebut kebawah dan mengulanginya untuk setiap baris yang lain, hingga seluruh baris terbaca. Di kamera video, seluruh proses ini membutuhkan kira-kira 40 kali setiap detik.
Beberapa faktor dapat mempengaruhi ketika foton mengakibatkan bumn membebaskan elektron, sirkuit dalam CCD dapat menghalangi cahaya untuk masuk, gelombang yang lebih panjang dapat menembus kedalam CCD tanpa berinteraksi dengan atom-atom, beberapa gelombang yang lebih pendek dapat memantul di permukaan, dan lain sebagainya. Mengetahui berapa banyak foton yang jatuh ke permukaan fotoreaktif akan membebaskan elektron adalah ukuran akurat sensitivitas CCD. Hal ini disebut dengan efisiensi kuantum dan dinyatakan dalam persentase.
CMOS DAN CCD PADA KAMERA
Langkah berikut adalah membaca nilai dari setiap sel di dalam gambar. Dalam kamera CCD, nilai tersebut dikirimkan ke dalam sebuah chip dan sebuah konverter analog ke digital mengubah setiap nilai piksel menjadi nilai digital. Dalam kamera CMOS, ada beberapa transistor dalam setiap piksel yang memperkuat dan memindahkan elektron dengan menggunakan kabel. Sensor CMOS lebih fleksibel karena membaca setiap piksel secara individual.
Sensor CCD memerlukan proses pembuatan secara khusus untuk menciptakan kemampuan memindahkan elektron ke chip tanpa distorsi. Dalam arti kata sensor CCD menjadi lebih baik kualitasnya dalam ketajaman dan sensitivitas cahaya. Lain halnya, chip CMOS dibuat dengan cara yang lebih tradisional dengan cara yang sama untuk membuat mikroprosesor. Karena proses pembuatannya berbeda, ada beberapa perbedaan mendasar dari sensor CCD dan CMOS.
* Sensor CCD, seperti yang disebutkan di atas, kualitasnya tinggi, gambarnya low-noise. Sensor CMOS lebih besar kemungkinan untuk noise.
* Sensitivitas CMOS lebih rendah karena setiap piksel terdapat beberapa transistor yang saling berdekatan. Banyak foton mengenai transistor dibandingkan diodafoto.
* Sensor CMOS menggunakan sumber daya listrik yang lebih kecil.
* Sensor CCD menggunakan listrik yang lebih besar, kurang lebih 100 kali lebih besar dibandingkan sensor CMOS.
* Chip CMOS dapat dipabrikasi dengan cara produksi mikroprosesor yang umum sehingga lebih murah dibandingkan sensor CCD.
* Sensor CCD telah diproduksi masal dalam jangka waktu yang lama sehingga lebih matang. Kualitasnya lebih tinggi dan lebih banyak pikselnya.
Berdasarkan perbedaan tersebut, dapat lihat bahwa sensor CCD lebih banyak digunakan di kamera yang fokus pada gambar yang high-quality dengan piksel yang besar dan sensitivitas cahaya yang baik. 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. Kamera yang menggunakan sensor CMOS biasanya lebih murah dan umur baterenya lebih lama.
Saat ini banyak kamera digital murah yang menggunakan sensor CMOS daripada CCD. Apa kelemahan dan kekurangan CMOS dibanding CCD? CMOS memiliki keunggulan dimana ongkos produksi murah sehingga harga kamera lebih terjangkau. Sedangkan CCD memiliki keunggulan dimana sensor lebih peka cahaya, jadi pada kondisi redup (sore/ malam) tanpa bantuan lampu kilat masih bisa mengkap obyek dengan baik, sedangkan pada CMOS sangat buram.
CCD dibuat dengan lebih sensitif dan dengan responsibility tinggi. itu menyebabkan ISO yg di gunakan paling rendah 200. dengan Kontras yg tinggi membuat sangat Noise pada ISO yg tinggi.
CMOS, tidak sesensitif CCD, dengan power yg rendah mengasilkan Gambar yang rada Soft. dengan kontras yg nggak begitu tinggi, membuat gambar masih terlihat baik di ISO yang tinggi.
