Ada 2 jenis sensor yang beredar dan digunakan oleh produsen kamera (dan perangkat penangkap cahaya lainnya), yaitu sensor CCD (Charge-coupled device) dan CMOS (Complementary metal–oxide–semiconductor). Kedua sensor CCD (charge-coupled device) dan CMOS (complimentary metal-oxide semiconductor) berfungsi sama yaitu mengubah cahaya menjadi elektron. Untuk mengetahui cara sensor bekerja kita harus mengetahui prinsip kerja sel surya. Anggap saja sensor yang digunakan di kamera digital seperti memiliki ribuan bahkan jutaan sel surya yang kecil dalam bentuk matrik dua dimensi. Masing-masing sell akan mentransform cahaya dari sebagian kecil gambar yang ditangkap menjadi elektron. Kedua sensor tersebut melakukan pekerjaan tersebut dengan berbagai macam teknologi yang ada. Membandingkan kedua jenis ini ibaratnya membandingkan apel dengan jeruk. Meski fungsinya sama, namun karakteristik dan prinsip kerja kedua sensor ini berbeda, sehingga masing-masing sensor memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.
1. CCD (Charge-coupled device)
Teknologi yang digunakan CCD adalah teknologi yang sudah dipakai dalam waktu yang cukup lama sebagai sensor cahaya. Cara kerja sensor ini adalah ketika cahaya mengenai sensor, masing-masing pixel sensor menghasilkan muatan listrik yang kemudian dikonversi menjadi tegangan.
Tegangan dikirim menuju chip pengkonversi sinyal analog menjadi digital (analog to digital converter - A/D converter) melalui sebuah saluran dengan cara serial (seperti pada sistem register geser).
Susunan komponen sensornya sederhana, namun untuk mendapatkan data digital, sensor CCD membutuhkan piranti pendukung yang rumit. Karena sensor CCD masih menghasilkan output berupa tegangan, maka sensor CCD sering disebut dengan piranti analog.
Keuntungannya, gambar yang dihasilkan menjadi lebih tajam dengan tingkat noise yang rendah. Namun respon dari kamera ini relatif lebih lambat. Untuk menghasilkan data digital, sensor ini membutuhkan piranti lain (chip dan rangkaian elektronik pendukung). Harga sensor ini pun relatif mahal plus konsumsi dayanya juga tinggi.
2. CMOS (Complementary metal–oxide–semiconductor)
CMOS merupakan teknologi yang relatif baru serta dipakai pada industri semikonduktor. Sensor-sensor cahaya menerima cahaya kemudian diubah langsung menjadi data digital. A/D converter terletak pada masing-masing komponen sensor.
Oleh karena itu piranti CMOS lebih sering disebut piranti digital. Susunan komponen di dalam CMOS memang lebih rumit namun keuntungannya komponen ini tidak memerlukan banyak piranti pendukung untuk mendapatkan data digital.
Keuntungannya, respon sensor menjadi cepat, biaya produksi lebih murah (karena menggunakan wafer semikonduktor yang siap pakai), serta konsumsi daya yang rendah.
Kelemahannya, gambar yang dihasilkan tidak setajam gambar yang dihasilkan oleh sensor CCD, plus kemungkinan terjadinya noise lebih besar. Namun sensor CMOS generasi terbaru mampu menghasilkan gambar setajam gambar hasil sensor CCD.
Sensor bukan satu-satunya faktor yang menjadi jaminan gambar yang dihasilkan oleh kamera digital itu bagus atau tidak. Faktor-faktor lain misalnya lensa yang digunakan, pengaturan kamera, dan sebagainya, juga sangat berpengaruh.
3. Perbedaaan antara sensor CCD dan CMOS
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, Anda 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.
