Prinsip Dasar Sistem Kamera Endoskopi (3) : Kamera Head

Bagian ketiga dari tulisan Prinsip Dasar Sistem Kamera Endoskopi akan dibahas mengenai alat yang paling penting yaitu head kamera.

Head Camera merupakan alat penentu dari sebuah sistim kamera yang berbasis analog ataupun digital. Beberapa bagian yang penting dari head kamera akan dibahas disini.

Image Sensor

Kita mengetahui, bahwa informasi fisika (analog) dari sebuah gambar dalam sistim kamera adalah berupa refraksi cahaya atau optis.  Sebuah sensor gambar (atau chip) adalah perangkat yang mengubah informasi optik menjadi sinyal elektronik. Saat ini, kebanyakan kamera digital menggunakan salah satu sensor gambar berbasis teknologi CCD atau CMOS. Kedua jenis sensor ini menyelesaikan tugas yang sama yaitu menangkap cahaya dan mengubahnya menjadi sinyal listrik.

Sensor gambar CCD (Charged Coupled Device) adalah perangkat analog. Ketika cahaya menghantam chip, maka aka ada perubahan elektrisitas (muatan listrik) di sensor tersebut. Perubahan ini kemudian  dikonversi ke tegangan pada area satu piksel yang terbuat dari tembaga pada waktu terbaca dari chip.

Teknologi Chip CMOS (Complementory Metal Oxide Semiconductor) adalah jenis sensor pixel aktif dibuat menggunakan proses semikonduktor Metal Oxide. Sama halnya dengan CCD bahwa terjadi

perubahan  energi cahaya menjadi tegangan pada chip tersebut. 

CCD adalah teknologi yang lebih lama dan telah dikembangkan sehingga lebih matang , walaupun ada banyak kesamaan dengan  CMOS.

Sensor CCD lebih rentan terhadap hantaman vertikal dari sumber cahaya yang terang ketika sensor kelebihan beban , tetapi teknologi terakhir dari CCD tidak akan mendapatkan masalah.

Di sisi lain , sensor CMOS yang rentan terhadap efek yang tidak diinginkan menghasilkan distorsi pada objek yang bergerak cepat atau ketika sensor menangkap kilatan cahaya yang cepat. Hal ini akibat dari rolling shutter.

Rolling Shutter adalah proses akuisisi gambar di mana setiap frame dicatat tidak dari sebuah snapshot dari satu titik dalam waktu tertentu, melainkan dengan scanning di frame baik secara vertikal maupun horizontal. Dengan kata lain  tidak semua bagian gambar direkam pada waktu yang sama , meskipun seluruh frame  ditampilkan pada saat yang sama selama pemutaran.

CMOS lebih murah untuk diproduksi , berpotensi dapat diimplementasikan dengan komponen lebih sedikit , menggunakan daya yang lebih kecil , dan / atau memberikan pembacaan lebih cepat daripada CCD .

Dalam industry alat kesehatan, teknologi ini dipakai lebih khusus untuk tujuan diagnosis dengan monitor yang lebih kecil.

Tentang CHIP tunggal dan Tritunggal pada Head Camera CCD

Jenis kamera CCD terbagi menjadi 2, yaitu head chip tunggal (single chip/sensor) dan 3 CCD (triple chip/sensor). Perbedaan outputnya terletak pada kapasitas jumlah electron dalam area  1 pixel dari sensor, dan pada kemampuan memilah spectrum cahaya masuk. Semuanya akan bermuara pada perbedaan output kualitas gambar.

Single chip sensor hanya mempunyai prisma biasa dan 1 sensor, dimana cahaya yang masuk tidak dibiaskan oleh prisma tersebut dan langsung masuk sensor. Triple chip memiliki 1 prisma khusus pemilah warna yang bisa membiaskan menjadi 3 warna dasar merah, hijau dan biru yang mempunyai sensor masing-masing.