CCD（The Charged Coupled Device即電荷耦合器件)是最常用的感光器件，被廣泛應用於掃描儀、數碼相機、數碼攝像機等產品。CCD器件通過光電效應收集電荷，每行像素的電荷隨時鐘信號被送到模擬移位寄存器上，然後串行轉換為電壓。大多數矽片面積用於光線的收集，光線收集得越多釋放的電荷越多。在設計中，CCD器件要有極高的信噪比、感光靈敏度和良好的動態範圍。要實現這壹目標，需要專門處理器、高電壓、多重電源和偏置以及像素點的緊密排列，以構成高分辨率的陣列。CCD生產過程復雜、產量低、成品率底，導致了高成本，因此CCD器件十分昂貴。
CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，即互補金屬氧化物半導體)器件是壹種可大規模生產的集成電路，具有成品率高、價格低等特點，相對於CCD而言，CMOS器件技術有壹些明顯的特點：
1、集成度高
CMOS器件幾乎可以將相機所需的全部捕獲功能集成到壹塊芯片上， 因為CMOS器件成像元件尺寸更小，可以有更多地方放置電路，它甚至可以將模數轉換控制芯片集成在壹起，圖像數據不必在迷宮般的電路中被傳來送去，因此極大地提高了捕獲速度。而且CMOS器件更加省電，其功耗僅相當於CCD的1/8。
2、有價格優廉
CMOS器件結構簡單，從而成品率高，制造成本低。這樣CMOS器件價格上就比CCD有了優勢。當前只有索尼、富士等五家大公司能生產CCD。但是，對於CMOS器件，任何有0.35微米技術的企業都可生產，競爭將使價格下降。目前30萬像素的CMOS傳感器已降到20美元左右,比CCD便宜，而在百萬級像素市場上，價格也將很快會降下來。
3、相對的缺點
相對於CCD器件來說，CMOS器件也有它的缺點，對光線的靈敏度不好，信噪比也很低，這導致了其在成像質量上難以與CCD抗衡。但新的CMOS器件不斷推陳出新，高動態範圍CMOS器件已經出現，這壹技術消除了對快門、光圈、自動增益控制及伽瑪校正的需要，還有的技術在每壹像素上放壹個ADC，降低了噪聲。主動像素傳感器(APS)技術提高了信噪比和影像效率，並接近了CCD的成像質量。當然，CMOS器件目前還不能在高端數碼相機上與CCD競爭。但是在消費級數碼相機市場上，CMOS器件已經開始成熟，並且將在未來數年內成為數碼相機低端市場的主導技術。
CCD技術：保證影像傑出
CCD（Charge Coupled Device）--電荷耦合器件，是由美國貝爾實驗室於1969年發明的。和PMT（Photo Multiplier Tube）--光學倍增管壹樣,它們都是很成功的電子影像感應器，又稱為光學感應器。CCD與PMT現已廣泛應用在諸多科學產品上，如傳真機、 掃描儀、天文望遠鏡等。而CCD則更多地應用於數碼相機、攝像機等壹些小型化的產品上。傳統CCD的工作原理就像壹臺復印機，利用高亮度的光源，將稿件依次經過反射鏡、投射鏡和分光鏡，反射在CCD元件上。CCD的結構可以形象比喻為壹個正在旋轉的巨大的走馬燈，燈上並排排列著許多窗口，按照壹定的順序，測量某壹時間段內從每個窗口進入的光。早期的CCD基本上是隔行掃描的，所以圖像精度不高。現在壹般都是逐行掃描，從而保證了較高的分辨率。CCD體積雖只有硬幣大小，卻非常耐用。
采用CCD技術的傳感器總體分為兩大類，分別是通用型CCD傳感器和特殊型CCD傳感器。
矽片與專業大尺寸CCD傳感器組件 通用型CCD傳感器，在CCD攝像機方面有了較大的發展。最初CCD攝像機的工作電壓，有+24V、+22V、+12V和+5V等多種。隨著計算機和網絡技術的高速發展，為與PC攝像機和網絡圖形傳輸相配合，現在壹般分為+12V與+5V兩種工作電壓，其中通用工作電壓為+12V。為了降低CCD攝像機的成本，並且提高質量，現在許多生產廠家都在致力於CCD攝像機的小型化和數字化。多層板多芯片集成模塊化的制造技術，實現了CCD攝像機的小型化。而DSP數字化處理替代模擬系統的實現，也使CCD攝像機的數字化成為現實。同時CCD攝像機的產品也日趨多樣化，如家庭攝錄壹體機、電視電話、掃描儀、PDA、數碼單反相機(DSC)等都在逐漸為人們所熟知。特殊型CCD傳感器的主要產品有電子轟擊式CCD和EBCD等。
CCD應用：保證性能穩定
伴隨著計算機的廣泛普及，PC攝像頭作為計算機的圖像輸入系統，也在飛速進入各個家庭。而且借助網絡，也能實現視頻及音頻的同步通訊。
掃描儀技術的迅猛發展，使得掃描儀的性能日趨優化，但價格卻越來越低，使掃描儀真正進入了尋常百姓的家庭。越來越多的用戶在購買計算機的時候，將掃描儀作為標準配置。掃描儀的廣泛使用，提高了各種資料和圖表的輸入速度，通過互聯網也實現了資料的***享。
數碼單反相機作為近年來發展起來的新產品, 是壹種新型圖像捕捉設備。數碼相機使用CCD光敏器件代替膠卷感光成像，其原理就是CCD元件的光電效應。在數碼相機中，當光線透過鏡頭傳送到CCD後，CCD會將其轉換為電子信號，再由A/D轉換器變為數字信號，傳到DSP上，最後存儲於記錄媒體中。這其中，CCD起了非常重要的作用。CCD是數碼相機的核心部件，也是其中最昂貴的部件，因為CCD的成本決定了數碼相機的價格。而光敏器件中CCD元件的數量，決定了數碼相機的關鍵性能--分辨率。不同品牌的數碼相機在技術上存在許多差異，如索尼、富士、奧林巴斯等均有不同的表現。
高清晰的數碼相機，不斷需要CCD有更多並且更小的像素點。鑒於此，索尼已開發1/2英寸光學系統的隔行CCD，以期達到業界最高水準的性能。同時用戶也對CCD的分辨率、感光度（ISO）、信噪比等提出了更高的要求。正是在這種環境下，富士膠片公司推出了其獨自研發的新型CCD--"超級"CCD。
從70年代發明了CCD到現今，隨著技術的發展，CCD已經由最初的隔行掃描，分辨率低，圖像精度不高，發展到現在的逐行掃描，分辨率達到1200dpi，甚至可以達到3000 dpi。而且，色彩還原日漸豐富，圖像精度不斷提高。應用CCD技術的相關產品也在快速發展。現在，大部分影像產品都采用CCD技術，這也從側面反映它在日漸完善和成熟。
CCD技術的新發展——超級CCD技術
原則上，CCD精度越高，拍攝精度越高。同時它也是劃分數碼相機檔次的核心標準。傳統的CCD技術采用矩形光敏器件橫豎規則排列的方式，在保持壹定靈敏度和信噪比的前提下，如果要提高分辨率只能再增加CCD的面積，將造成數碼相機制造成本的急劇上升。於是富士公司便開始在CCD的技術上下功夫。
富士的工程師發現，在我們的眼睛裏，光線通過角膜和晶狀體在視網膜上形成影像，影像被轉化為神經信號後，經視神經傳送到大腦。當大腦識別了這些信息，我們就稱之為視覺。數碼相機的光學系統與人眼的結構十分相似，鏡頭的作用就像眼球，CCD就像視網膜，而LSI信號處理器起著大腦的作用。受此啟發，研究人員對人眼視網膜的空間解像力特性進行了反復研究，最終產生了超級CCD技術。我們來看看超級CCD技術的特點。
提高了感光度、信噪比和動態範圍 傳統CCD裏的每個像素都是由壹個光電二極管、壹個控制信號通路和壹個電荷傳輸通路組成。由於光電二極管是矩形的，其尺寸受到限制。制造商們盡管不斷地增加像素以提高影像質量，同時縮小了像素和光電二極管面積，但光吸收的低效率成為提高感光度、信噪比和動態範圍的另壹個障礙，每個光電二極管都是矩形，而其上面的微透鏡則是圓形的———不同的形狀必然會降低光吸收效率。
超級CCD采用了壹個較好的解決方法：它的像素都按45°角排列以形成壹個蜂窩的圖形。控制信號通路被取消了，為光電二極管留出更多的空間。光電二極管是八角形的，非常接近微透鏡的圓形，因此可以更有效地吸收光。超級CCD把無助於影像記錄的空間減少到最低限度，集光效率大大提高，感光度和信噪比也得到提高，動態範圍得以擴大。
水平和垂直分辨率得到提高 對人類視覺的全面研究表明，圖像信息的空間頻率功率都聚集在水平和垂直軸上，最低的功率在45°對角線上，這個效應是由地心引力以及其他因素造成的。這與影像傳感器的最終效果有著明確的關系———水平軸和垂直軸上是提高分辨率的關鍵，而對角線上高頻特性的損失對影像質量幾乎沒有影響。
這就是超級CCD的設計思想——把處於45°角的像素以蜂窩形式排列。除提高封裝密度外，還提高了水平及垂直分辨率，因此它更符合人類視覺的特點。另壹個重要因素是有壹個專為蜂窩形結構開發的LSI信號處理器。超級CCD和新的信號處理器壹起工作，把有效分辨率在原先的水平上提高60％。這就是說只有190萬像素的超級CCD，其性能就相當於有300萬像素的普通CCD。
水平跳躍讀出雖然跳躍讀出像素會大大降低視頻圖像質量，但由於豎直線條讀出速度太慢，傳統CCD還必須在視頻輸出時采用跳躍讀出方式。而且傳統CCD水平方向的像素中只有兩種顏色，必須讀出兩行數據才能形成彩色。超級CCD每行像素中則包含RGB三種顏色，除了以1/2或其他比率進行垂直跳躍讀出外，還可以進行水平1／3跳躍讀出，可以獲得高質量的30幀／秒視頻輸出。
簡單的電子快門 傳統CCD中，為了防止相鄰像素間的電荷混淆，需要三層聚合物塗層來分隔每個像素單元，這種復雜的結構制造起來會很困難。因此，通常都是用機械快門來代替分隔結構，分兩次讀出像素的數據。而超級CCD的電荷通道更加寬闊，能夠高速傳輸數據，因此所有像素的數據可以壹次讀出，只要簡單的電子快門就夠了。它具有進行快速精確連續拍攝的潛能。
我們可以通過下面列舉的數據來證明超級CCD技術在數字影像技術方面的發展：分辨率，與新的LSI信號處理器壹起工作，超級CCD的有效分辨率比普通CCD高60％；感光度、信噪比、動態範圍，加大的光電二極管和效率更高的光吸收性能，使這些指標在300萬像素時提高了130％，而且高光部分層次更加豐富；彩色還原，由於信噪比提高，並且有了專為蜂窩結構設計的LSI信號處理器，彩色還原能力提高了50％。
超級CCD給數碼影響的發展和普及帶來了新的挑戰和機遇。首推這項技術的富士公司更是不遺余力將超級CCD技術應用最新的產品上。目前，富士公司已經推出了第二代超級CCD傳感器，在最新推出的FinePix 6800 zoom上就應用了這塊芯片。它具有330萬像素傳感器，最高可以獲得2832×2128像素的圖像文件。FP6800擁有3倍光學變焦的超級EBC非球面鏡頭。它同時具有攝像頭、視頻錄像功能，能捕獲長達160秒的AVI視頻畫面，還可以作為數碼錄音機錄制60分鐘的音頻。
CCD技術：面臨眾多挑戰
隨著CCD技術的不斷提高，近年來提出了壹種超級CCD技術。超級CCD技術與普通CCD技術的關鍵區別是，普通CCD技術采用的是普通的矩型光電二極管，而超級CCD技術使用的是八角形光電二極管，且采用了像素的45°蜂窩式排列。八角形光電二極管因其更接近微透的圓形，從而具有更有效的吸收光。光電二極管的加大和光吸收效率的提高，使CCD的感光度有了大幅的提高，所以超級CCD技術比普通CCD技術更具有優勢。
PMT（Photo Multiplier Tube）——光學倍增管是最早出現的電子感應器。它內置多個電極，將進入的光線轉化為強大的電子訊號。PMT經常應用於出版行業的掃描儀和其他行業的分析儀上。
CMOS技術於1998年後開始應用在電子感應器及數碼相機領域。第壹代的CMOS原理相對簡單，品質也較低。2000年5月，美國Omnivision公司推出了最新的CMOS芯片。新壹代的CMOS芯片靈敏度、信噪比、動態範圍等主要性能指標，均比第壹代芯片有顯著提高。CMOS價格低廉，外圍電路簡單，因此許多業內人士推測，CMOS取代CCD的時代不遠了。
CIS接觸式圖像傳感器則是另外壹種光電轉換器件。它采用發光二極管作為光源和感光元件，直接接觸在稿件表面讀取圖像數據。CIS結構簡單，通常只用於掃描儀。
PMT、CCD、CMOS、CIS是目前最流行的電子感光元件。隨著其他三種技術的日臻完善，CCD會在圖像成像領域受到更大的挑戰。