CCD VS CMOS
数码相机的核心或关键的技术是什么？自然是有着“数码相机的心脏”之称的感光元件了。传统相机使用胶卷作为影像记录的载体，而感光元件就相当于数码相机的“胶卷”，它能够将光线转换成电荷信号，数码相机通过内部运算将感光元件采集的电荷信号转换为可见的电子格式保存在存储卡上，让我们得以从相机的液晶显示器上看到拍摄效果。数码相机的发展道路，可以说就是感光元件的发展道路。目前数码相机常用的感光元件有两种，一种是CCD（电荷耦合器件图像传感器）感光元件，另一种是CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器，两者都是利用感光二极管进行光电转换，将光线转换为电荷信号，而其主要差异是电荷传输方式不同。
CCD中每一行每一个像素的电荷数据都会依次传送到下一个像素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS传感器中，每个像素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。如下图所示：
由于构造上的差异，CCD可以充分保证电荷信号在传送时不会失真，每个像素可以集合至单一放大器统一处理；而CMOS的工艺相对简单，没有专属通道设计，数据在传送距离较长时会产生噪声，因此必须先放大再整合各个像素的数据。
以上差异的存在，使得CCD与CMOS在效能与应用上有很多差异，这些差异包括感光度差异、制造成本差异、分辨率差异、噪声差异和耗电量差异。
1、感光度差异：由于CMOS每个像素均包含放大器与A/D转换电路，使得每个像素的感光区域远小于像素本身的表面积，因此同样大小的感光器尺寸在像素相同像素下，CMOS的感光度要低于CCD。
2、制造成本差异：由于CMOS采用的是一般半导体电路最常用的标准工艺，可以利用现有的半导体制造流水线，不需额外投资生产设备，从而节约制造成本，并且品质可随半导体技术的进步而提升；而CCD采用电荷传递的方式传输数据，只要其中有一个像素不能运行，就会导致一整排的数据不能传输，因此CCD的成品率要远低于CMOS，并且随着CCD尺寸的增加，其生产线往往要进行相应调整，这就导致CCD的制造成本要远远高于CMOS。
3、分辨率差异：如上所述，CMOS的每个像素都比CCD复杂，其像素尺寸很难达到CCD传感器的水平，所以，相同尺寸下，CCD的分辨率通常会优于CMOS的水平。
4、噪声差异：由于CMOS的每个感光二极管都需搭配一个放大器，而放大器属于模拟电路，很难让每个放大器所得到的结果保持一致，与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD相比，CMOS的噪声就会增加很多，影响图像品质。
5、耗电量差异：由于CCD感光元件采用单一的通道，因此光效率比较低，而传送电荷信号需要电压支持，因此耗电量大；而CMOS感光二极管所产生的电荷会直接由晶体管放大输出，像素所需耗电量相对较小。
综上所述，CCD在影像品质方面优于CMOS，而CMOS则具有低成本、低功耗以及高整合度的特点。早期的CMOS噪点控制力弱，敏感度低，相比CCD劣势明显，因此在数码相机刚开始诞生时，CMOS没能占据主流市场。但是随着技术的发展，两者的差距正在逐步缩小。目前在佳能EOS数码单反相机产品线上，全部都采用了CMOS；两年前尼康的旗舰产品也使用了CMOS，这意味着CMOS的时代即将来临了，特别是在较大尺寸的感光元件的数码单反领域。不过现有CCD产品的质量和产能都很好，应该还会在市场上存在相当长的时间。
（责任编辑：黄超琼）