CCD และ CMOS คือ 2 เทคโนโลยีชิปเซ็นเซอร์สำหรับการจับภาพในระบบดิจิตอล โดยภายในชิปจะประกอบด้วยเซ็นเซอร์ไวแสงทำหน้าที่เป็นตัวรับแสงที่เข้ามา ซึ่งก็จะอยู่ในรูปแบบสัญญาณอนาล็อก แล้วเปลี่ยนค่าแสงนั้น ซึ่งเป็นสัญญาณแบบอนาล็อก ไปเป็นสัญญาณแบบดิจิตอล

รูป CCD

รูป CMOS

CCD

CCD ย่อมาจาก Charge Coupled Device เป็น Sensor ที่ทำงานโดยส่วนที่เป็น Sensor แต่ละพิกเซล จะทำหน้าที่รับแสงและเปลี่ยนค่าแสงเป็นสัญญาณอนาล็อก ส่งเข้าสู่วงจรเปลี่ยนค่าอนาล็อกเป็นสัญญาณดิจิตอลอีกที

วงจรเซนเซอร์ CCD

CMOS

CMOS ย่อมาจาก Complementary Metal Oxide Semiconductor เป็นเซ็นเซอร์แสงที่พัฒนามาจากเทคโนโลยีสารกึ่งตัวนำ ภายในชิปจะมีเซ็นเซอร์เล็กๆ จัดเรียงกันอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งภายในเซ็นเซอร์นั้นจะมีส่วนที่หน้าที่รับแสง และส่วนที่ทำหน้าที่เป็น converter แปลงสัญญาณแสงเป็นสัญญาณดิจิตอลอยู่ในเซ็นเซอร์ตัวเดียวกัน ทำให้สัญญาณที่ออกจากตัวเซ็นเซอร์ CMOS จึงเป็นสัญญาณดิจิตอลเลย

วงจรเซนเซอร์ CMOS

สรุป

สรุปง่ายๆคือ CMOS จะมีวงจรแปลงสัญญาณแสงในแต่ละพิกเซลเลย ส่วน CCD ตัวรับแสงจะรับแสงอย่างเดียว และจะส่งค่าที่ได้ออกมาให้วงจรที่มีหน้าที่แปลงสัญญาณอีกที

ข้อเปรียบเทียบ

ข้อเปรียบเทียบ	CCD	CMOS
ต้นทุนการผลิต	สูงกว่า
ความไวแสง(ถ้าขนาดพื้นที่เท่ากัน)	สูงกว่า
ความเร็วในการทำงาน		เร็วกว่า
คุณภาพของภาพที่ได้	มากกว่า
สัญญาณรบกวนภาพ	น้อยกว่า
ช่วงของความยาวคลื่นที่รับได้	กว้างกว่า
พลังงานที่ใช้		น้อยกว่า

จะเห็นว่า CCD ได้เปรียบ CMOS ในเรื่องคุณภาพภาพที่ได้ ขณะที่ CMOS ได้เปรียบในเรื่องความเร็วและการใช้พลังงานน้อยกว่า ซึ่งการที่ CCD ใช้พลังงานมากกว่า ทำให้เกิดคามร้อนสะสมสูงกว่า CMOS อันเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง แต่ปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิตสูงขึ้น พัฒนาให้สามารถผลิต CCD ที่ใช้พลังงานต่ำลง ยืดอายุการใช้งานได้มากขึ้น จึงสามารถมองข้ามข้อจำกัดนี้ไปได้

ในทางกลับกันด้วยเทคโนโลยีปัจจุบันก็สามารถพัฒนาเซ็นเซอร์ CMOS ให้มีคุณภาพภาพที่ดีขึ้นเทียบเท่าหรือเหนือกว่า CCD ก็ได้ แต่จะมีความซับซ้อนมากกว่า เนื่องจากต้องเพิ่มชิปขึ้นมาอีกเพื่อช่วยในการลด noise ลงและทำให้แปลงสัญญาณได้ดีขึ้น ซึ่งหมายความว่าจะมีต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้นด้วยนั่นแหละครับ จึงไม่เป็นที่นิยมกัน

นอกจากนี้ CCD ยังมีข้อได้เปรียบ CMOS อีกเรื่องหนึ่งคือ เรื่องความแข็งแรงของสัญญาณ ด้วยเหตุที่ว่า CCD มี noise ต่ำกว่า CMOS สัญญาณที่มารบกวนน้อยกว่า จึงมีความแข็งแรงของสัญญาณมากกว่า สามารถส่งผ่านไปได้ในระยะที่ไกลได้มากกว่า โดยที่ยังรักษาคุณภาพของภาพเอาไว้ได้ หรือพูดง่ายๆ ว่ากล้อง CCD สามารถเดินสายสัญญาณได้ไกลกว่ากล้อง CMOS โดยที่ยังรักษาคุณภาพของภาพเอาไว้ได้ โดยไม่ต้องอาศัยอุปกรณ์เสริมใดๆ มาช่วย

อย่างไรก็ตาม ถ้าเปรียบมวยกันแบบตัวต่อตัวที่เทคโนโลยีทั้ง 2 แบบนี้แล้ว ตอนนี้ก็ยังกินกันไม่ลง เพราะในบางส่วนของอุตสาหกรรมก็ได้เล็งเห็นถึงคุณประโยชน์ของเซ็นเซอร์แต่ละแบบแตกต่างกัน และได้เอามาพัฒนาให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธภาพทัดเทียมกัน ยกตัวอย่างเช่น อุตสาหกรรมกล้องถ่ายรูปดิจิตอล ที่มีผู้ผลิตค่ายใหญ่บางค่ายเลือกใช้ CCD บางค่ายก็เลือกใช้ CMOS เป็นต้น แต่ถ้าเอามาเทียบรุ่นกันในอุตสาหกรรมกล้องวงจรปิดแล้วล่ะก็ ตอนนี้ CCD ก็ยังมาแรงครองใจทั้งผู้ผลิตและผู้ใช้งานอยู่