CCD กับ CMOS ต่างกันอย่างไร? คลิ๊กอ่าน

CMOS กับ CCD ของกล้องดิจิตอลทั่วไป แตกต่างกันอย่างไร

ตัว Sensor ในการรับภาพ ถือเป็น ปัจจัยสำคัญ ที่กำหนด ประเภทของกล้องดิจิตอล ในปัจจุบัน นอกจาก จะเป็นตัวกำหนดประเภทแล้ว ยังเป็นตัว บ่งบอกถึง คุณภาพของตัวกล้องอีกด้วย นั่นเพราะว่า กล้องที่ใช้เทคโนโลยี CMOS นั้น เป็นกล้อง ที่จุดอยู่ในระดับ Low end หรือกล้องราคาต่ำ สำหรับมือใหม่ อีกทั้ง ยังพบมากใน กล้องเก่าๆ ที่ตกรุ่นไปแล้ว ส่วนกล้องที่ใช้ เทคโนโลยี CCD นั้น จะเป็นกล้อง ที่ออกมาสู่ตลาด ในช่วงปัจจุบัน และเป็นกล้องที่มีคุณภาพ ของภาพถ่าย ที่ดีกว่า แต่ต้องไม่ลืม ด้วยว่า คุณก็จะต้องแลกมาด้วย จำนวนเงินที่เพิ่มสูงขึ้น เช่นเดียวกัน
ทั้ง CCD และ CMOS นั้น เริ่มต้นจากจุดเดียวกัน นั่นคือ อาศัยหลักการ ทำงาน ในการ อาศัย Photosite ให้เปลี่ยน แสงที่ตกกระทบ ให้กลายเป็น อิเล็กตรอน เพื่อบ่งบอกค่าของ แสงสีนั้นๆ ภายใน ตัว Sensor ทั้งสองชนิดนี้ จึงประกอบ ไปด้วย Photosite ขนาดเล็กๆ นับล้านๆ ชิ้น เพื่อทำหน้าที่ ในการรับแสง ข้อแตกต่าง ของทั้งสองเทคโนโลยี เกิดขึ้น เมื่อเข้าสู่ ขั้นตอน ของการ คำนวณ ค่าของแสงนั้นๆ จากแต่ละ Photosite ในอุปกรณ์ ที่ใช้ CCD นั้น จะทำการ ประจุค่านั้นๆ โดยตรง ในแต่ละ Photosite จากนั้น จะแปลง
ค่า อนาล็อก ของแสงที่ตกกระทบ ให้กลายไปเป็น ค่าดิจิตอล กระบวนการ ทั้งหมดนี้ สามารถเกิดขึ้น ได้อย่างรวดเร็ว แตกต่าง จาก CMOS ที่ถึงแม้ว่า แต่ละ Photosite จะสามารถ ประจุค่า ได้โดยตรงเช่นกัน แต่กระบวนการ ส่งผ่าน ข้อมูลเหล่านั้น ยังต้องอาศัย สายขนาดเล็กมากๆ เพื่อทำการ ส่งผ่านข้อมูลเหล่านั้น เพื่อประมวลผล อีกต่อหนึ่ง

ในกระบวนการผลิตนั้น CCD จะใช้กรรมวิธีพิเศษ ในการสร้างความสามารถในการส่งผ่าน ประจุ โดยตรงไปยังตัว Chip โดยไม่มีปัญหา ในการตัดทอนสัญญาณ ซึ่งด้วยวิธีการนี้จึง ต้องอาศัยขบวนการผลิตที่มีคุณภาพ สูงมากเป็นพิเศษ เพื่อให้ดี ตัว Sensor ที่มีคุณภาพ และมีความไวต่อแสง อย่างยิ่งยวด ในขณะที่ CMOS นั้น ยังอาศัยเทคโนโลยี การผลิต ในรูปแบบ เดิมๆ ที่ผ่านมา และแทบไม่มีการ เปลี่ยนแปลง อะไรมากนัก ซึ่งอาศัยเทคนิค เช่นเดียวกับ การผลิต Microprocessor ดังนั้น ด้วยความแตกต่าง ในเทคโนโลยี และกระบวน การผลิตนี้เอง ทำให้ ทั้ง CCD และ CMOS นี้ มีต้นทุน ในการผลิต และมีคุณภาพ ของการประมวลผล ที่แตกต่าง กันไปด้วย

ภาพที่ 1 โครงสร้างของ CCD

ภาพที่ 2 โครงสร้างของ CMOS

จากโครงสร้างที่ต่างกัน จึงทำให้ CCD และ CMOS มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน ดังนี้

CCD Sensors ถูกสร้างด้วย เทคโนโลยี และกรรมวิธี การผลิตขั้นสูง ทำให้ไม่มีปัญหา ในการรบกวนของสัญญาณภาพ ในขณะที่ CMOS นั้น อาศัย กระบวนการเก่าๆ ในการผลิต อีกทั้ง ยังเต็มไปด้วย สัญญาณรบกวน ที่จะลดทอน คุณภาพของภาพที่ได้
แต่ละ Photosite ของ CMOS นั้น จะประกอบไปด้วย ทรานซิสเตอร์ จำนวนมาก ที่วางเรียง ติดกันอยู่ ทำให้ ปัญหาในการส่งผ่าน ข้อมูล มีความผิดพลาดสูง อีกทั้ง ที่ Cell รับแสงนั้น ยังมีความไวต่อแสง น้อยกว่า เทคโนโลยี CCD
อุปกรณ์ CCD นั้น มีอัตรา บริโภคพลังงาน สูงกว่า CMOS นั่นเพราะว่า มันต้องอาศัย การประจุ อิเล็กตรอน โดยตรง เพื่อทำให้เกิดสัญญาณ และค่าดิจิตอล ถ่ายทอดออกไปได้ ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบแล้ว มีอัตราสูงกว่า 100 เท่า เลยทีเดียว เมื่อเทียบกับ CMOS
การผลิต CMOS sensor นั้น สามารถพิมพ์ลาย วงจร ได้ลงบน แผ่นเวอร์เฟอร์ ซิลิคอน มาตรฐาน แทบทุกชนิด ในขณะที่ CCD นั้น จะต้องอาศัย แผ่นซิลิคอน ที่ถูกผลิตมาเป็นพิเศษ เพื่อทำการผลิต และนี่คือ อีกสาเหตุหนึ่ง ที่ทำไม ต้นทุนการผลิต ถึงได้แตกต่างกัน

เทคโนโลยี CCD กำลังจะกลายเป็น มาตรฐานใหม่ ที่จะมาเบียด CMOS ให้ตกขอบเวทีไป ด้วยคุณภาพ และประสิทธิภาพ ในการทำงาน ที่ดี
กว่า และนั่น หมายความถึง เมื่อมีการผลิต จำนวนมากขึ้น ต้นทุนการผลิต ก็จะยิ่งต่ำลงมากทำให้ราคาถูกลง