CCD 和 CMOS 感光元件的區別
CCD 或 CMOS，基本上兩者都是利用矽感光二極體（photodiode）進行光與電的轉換。這種轉換的原理與各位手上具備『太陽電能』電子計算機的『太陽能電池』效應相近光線越強、電力越強；反之，光線越弱、電力也越弱的道理，將光影像轉換為電子數位資訊。
比較 CCD 和 CMOS 的結構，ADC的位置和數量是最大的不同。簡單的說，CCD每曝光一次，在快門關閉後進行畫素轉移處理，將每一行中每一個畫素（pixel）的電荷信號依序傳入『緩衝器』中，由底端的線路導引輸出至 CCD 旁的放大器進行放大，再串聯 ADC 輸出；相對地，CMOS 的設計中每個畫素旁就直接連著 ADC（放大兼類比數位信號轉換器），訊號直接放大並轉換成數位資料。
兩者優缺點的比較
由於構造上的基本差異，我們可以表列出兩者在性能上的表現之不同。CCD的特色在於充分保持信號在傳輸時不失真（專屬通道設計），透過每一個畫素集合至單一放大器上再做統一處理，可以保持資料的完整性；CMOS的制程較簡單，沒有專屬通道的設計，因此必須先行放大再整合各個畫素的資料。
整體來說，CCD 與 CMOS 兩種設計的應用，反應在成像效果上，形成包括 ISO 感光度、製造成本、解析度、雜訊與耗電量等，不同類型的差異：
1.ISO 感光度差異：由於 CMOS 每個畫素包含了放大器與A/D轉換電路，過多的額外設備壓縮單一畫素的感光區域的表面積，因此在 相同畫素下，同樣大小之感光器尺寸，CMOS的感光度會低於CCD。
2.成本差異：CMOS 應用半導體工業常用的 MOS制程，可以一次整合全部周邊設施於單晶片中，節省加工晶片所需負擔的成本 和良率的損失；相對地 CCD 採用電荷傳遞的方式輸出資訊，必須另闢傳輸通道，如果通道中有一個畫素故障（Fail），就會導致一整排的 訊號壅塞，無法傳遞，因此CCD的良率比CMOS低，加上另闢傳輸通道和外加 ADC 等周邊，CCD的製造成本相對高於CMOS。
3.解析度差異：在第一點『感光度差異』中，由於 CMOS 每個畫素的結構比 CCD 複雜，其感光開口不及CCD大， 相對比較相同尺寸的CCD與CMOS感光器時，CCD感光器的解析度通常會優於CMOS。不過，如果跳脫尺寸限制，目前業界的CMOS 感光原件已經可達到1400萬 畫素 / 全片幅的設計，CMOS 技術在量率上的優勢可以克服大尺寸感光原件製造上的困難，特別是全片幅 24mm-by-36mm 這樣的大小。
4.雜訊差異：由於CMOS每個感光二極體旁都搭配一個 ADC 放大器，如果以百萬畫素計，那麼就需要百萬個以上的 ADC 放大器，雖然是統一製造下的產品，但是每個放大器或多或少都有些微的差異存在，很難達到放大同步的效果，對比單一個放大器的CCD，CMOS最終計算出的雜訊就比較多。
5.耗電量差異：CMOS的影像電荷驅動方式為主動式，感光二極體所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出；但CCD卻為被動式， 必須外加電壓讓每個畫素中的電荷移動至傳輸通道。而這外加電壓通常需要12伏特（V）以上的水平，因此 CCD 還必須要有更精密的電源線路設計和耐壓強度，高驅動電壓使 CCD 的電量遠高於CMOS。
CCD vs. CMOS影像感測器優勢比較
CCD影像感測器運用高度專業化的工藝製造，要在晶片上增加圖像處理電路就變得非常困難，相較之下，CMOS影像感測器利用大多數半導體晶片運用的CMOS製程；所以，廠商可以方便?
a增加數位或類比電路、縮小面積，同時與周邊晶片組整合並可發展成單晶片（SoC）。CMOS影像感測器並具有低耗電量的特性，唯獨其靈敏度與動態範圍較差，低照度下易產生雜訊。CCD影像
感測器至今已經量產超過25年，技術十分成熟，影像品質良好，但由於必須發展特殊的製程技術，以確保高畫素的良率及高電荷傳輸效率，所以CCD的製造需累積相當的經驗，製造商?
]必須各自發展其特有的製程技術，因而形成市場由少數廠商所壟斷的局面，關鍵技術均掌控於歐美、日等大廠手中，其中日本廠商更長期壟斷CCD市場多年，全球出貨量前四名皆為?
擖遠~者，依序為Sony、Matsushita、Sharp與Toshiba。
在百萬畫素以上市場的競爭方面，CMOS影像感測器最大的致命傷是在畫質不良，而且在百萬畫素以上良率問題一直無法有效突破，加上主導CCD影像感測器供應的日商不斷採取降
價策略，使CMOS影像感測器業者節節後退。日系的CCD影像感測器製造商所掌握的最大優勢是CCD成熟的產業架構，上下游所有環節的支援已經非常完整，這種情勢使CCD影像感測器的成
本因量產效應，以及上下游有利條件的支援，而比同等級的CMOS影像感測器更便宜。在數位相機中CCD影像感測器的低階卻是CMOS影像感測器的高階，低階CCD影像感測器一降價，高階CMO
S廠商就受到打擊，CCD業者大可以在低階CCD上犧牲製造部份的獲利，只要在中高階CCD影像感測器上獲利即可。不過CCD影像感測器未來將會遇到一個問題，就是CCD技術已經相當成熟，品質亦?
F相當水準，一般的消費者會感覺以現今的產品線已經足夠，品質與效能再往上走的意義不大，技術發展的腳步應該會放緩，相較於CMOS影像感測器在技術發展上還有一定的空間，只?
n在品質上能有所突破，又是一次CCD市場的掠奪。
‧ 數位相機和手機相機為未來市場重點
目前利用手機、PC Camera進行影像傳輸的數據頻寬仍嫌狹窄，因此，僅能使用解析度VGA級或CIF級CMOS影像感測器來擷取影像，未來俟各國第三代行動通訊建置完成後，才需要採用
解析度達百萬畫素以上的CMOS影像感測器。PC Camera佔CMOS感測器四成左右的市場，可惜在去年未如預期般有爆炸性的成長，主因是缺少殺手級的應用，加上頻寬的不足，無法達到預
期表現。數位相機佔CMOS感測器四分之一左右市場，未來需要觀察百萬畫素跟CCD感測器之間的消長，預料應該可以瓜分部分市場，手機相機未來在第三代行動電話環境成熟後預估也將?
j幅成長。由於市場競爭劇烈，CMOS影像感測器的價格將從1999年10美元，下跌至2004年的5美元以下，由於價格下跌之快，2001年35萬像素的CMOS影像感測器已經大幅取代CCD影像感測器，並將技術?
ㄓ犰雃妐U像素，預估2004年CMOS影像感測器出貨量將可超越CCD影像感測器。
目前為止幾乎被視為非CMOS影像感測器不可的唯一應用場合便是手機用數位相機，畢竟RF和LCD面板耗電量已經非常吃重，影像感測器自不能成為第三個大負擔，加上CMOS影像感測器?
橦n較CCD影像感測器小，使其於手機用數位相機市場上較具競爭優勢，只是手機在這方面的應用才剛開始。目前有些廠商已推出CMOS感測器加上鏡頭與後端IC設計的配套方案，面對手持式產品市?
鶠A只要搶先推出低耗電CMOS影像感測器，就掌握致勝的關鍵，未來CMOS影像感測器將成為手機用數位相機市場主流。只是受全球經濟衰退的影響，CMOS影像感測器之全球手機應用市場成長的
時點有可能延至2004年以後。
《CCD Size 真的有差！》
CCD 和 CMOS 的製造過程和電子半導體技術息息相關，不同於傳統底片採用化學製程，CCD 感光原件是在晶圓上（Circular disk） 藉由加工技術『蝕刻』出來。由於 90年代初期 CCD 規格較為混亂，特別是各發展廠商希冀以不同的生產技術和切割方式，創造最佳利潤，以致於部分規格在沒有規範的情況下出現許多例外的發展。現今有能力量產 CCD 的公司只剩下：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji、SANYO和Sharp，相關技術和規格幾乎已由日本廠商統一制訂。
過去發表 DC 相關技術和測試報告時，最讓一般讀者困惑的應該是 CCD Size 尺寸的判讀。一般觀念認為 CCD 尺寸越大，所能容納的畫素應該越多；然而對照目前的生產技術，這個觀念是『對』也是『不對』。事實上，畫素開口面積大小與線路佈局精細度也是影響 CCD 尺寸的關鍵因素之一，也就是說，當製程技術越精密，線路所需佔得的空間就越小，相對畫素開口面積固定下，可以靠得更緊密，也就可以達到進一步縮小面積的目的。此一要素稱為 Fill Factor （光填充率）；在應用上不斷的進步下，大尺寸高畫素的 CMOS 已經可達到量產規模。
CCD Size 影響成本與設計
越來越多的 LCD 寬螢幕為了滿足人類視覺比例，跳脫傳統 4：3 的規格走向 16：9 /16：10 更寬廣的界線。然而，CCD 的長寬比卻依然沿襲 1950 年代電視規格標準剛制訂時 4：3的標準（少有 3：2 或中片幅、專業數位機背才享有特殊規格比的感光原件）。主要是這方面設計變更不僅會影響成本，也會牽動至後續相機與鏡頭的設計。
CCD 畫素開口的大小對於生產成本和感光度之影響。晶圓規格為 2 Mega pixel, 13mm pixel,ISO 200-1600 Imager (31 per 6 inch wafer) 規格則是 CCD Size：1/2英吋 Format, 2 Mega pixel, 4.5mm pixel, ISO 50-100 Imager (300 per 6 inch wafer)。一來一往之間差距高達 269塊 CCD ，而ISO 感光能力的差距也擴大至 16倍（同為兩百萬畫素，單位畫素開口大小不同）。由此可看出在同樣 6吋晶圓之製程之中，不同設計所能節省下的成本和增加的產能。
不過，這些 CCD Size 數據和說明多半都不會列在DC的規格表之中，因為這牽涉到更深一層的相機成本制訂和性能表現（單CCD 的基本規格並不一定能決定後續製作出數位相機的表現，還必須視數位相機內部的韌體設計與計算回路而定）。所能提供給消費者的僅有基本畫素（總畫素）和尺寸大小的縮稱！然而，聰明的學子們還是有可能透過公式直接演算回原始資料，但大多數的人就不一定會有此閒情逸致去深究這樣的訊息。
規格表中的 CCD Size 資訊
簡單的說 『CCD Size』並不是什麼新名詞，其使用的單位與用來解釋你家中14、30吋電視螢幕大小之面積比例道理是完全一致。基本上，常用的 CCD 尺寸並不是『單位』而是『比例 』！要瞭解 CCD Size，首先必須先認識在工程師眼中 『1英吋』的定義是什麼？業界通用的規範就是 1英吋 CCD Size = 長 12.8mm X 寬 9.6mm = 對角線為 16mm 之對應面積。透過國中數學中的『畢式三角定理』，可得出該三角之三邊比例為 4：3：5；換句話說，我無須給你完整的面積參數，只要給你該三角形最長一邊長度，你就可以透過簡單的定理換算回來。有了固定『單位』的 CCD 尺寸就不難瞭解餘下 CCD Size 比例定義了，例如: 1/2" CCD Size 的對角線就是 1"的一半為8mm，面積約為 1/4，1/4" 就是 1"的1/4，對角線長度即為 4mm。
CCD Size 的表達慣例
目前市面上消費型DC的數量幾乎佔掉了總產量的7成，這一類型的特色多是輕薄短小，使用 Aspect Ratio 長寬比皆為 4：3，清一色都是 1" 以下的設計；比較常見的有：1/3.2"、1/3"、1/2.7" 、1/2"、1/1.8"、2/3"等。至於，等同傳統底片面積的 CCD 或 CMOS 因為所使用的長寬比由 4：3放成3：2，就不以『英吋』作為表達方式，而改為 Full Frame 或 35mm Film Size （面積：36×24mm）直接稱呼，比這小一號的或稱為 APS（25.1×16.7mm） / APS-C size（23.7×15.6mm）也是同樣的道理。近來，為了補足 APS-C 以下的 CCD 尺寸空間，由日本 Olympus 主導的 4/3 系統（比一般消費型數位相機的 1吋型CCD 再大上 1/3 （22.5 ÷ 16mm）），但比例不是 3：2 而是 4：3 ，是故沿用『英吋』的稱法，命名為 4/3 或是 1又 1/3 系統。
《總畫素 ＊記錄畫素 ＊ 最大畫素＊說明》
實際上，由於廣告的推波助瀾，使得『畫素』變成相機手機的分類方法之一，畫素越高的相機手機，價格也就越貴！但是『畫素』本身是可以透過數位運算方式，不斷增加，但效果當然不如真槍實彈的『有效畫素』來得讚！以致於市面上常常出現許多關於畫素不同的解釋。
A.總畫素：這個名詞在標明畫素数的區別，係指安裝在相機手機內CCD的畫素規格。
B.有効畫素：係指相機手機實際利用到或鏡頭可以投射到的畫素數。例如：數位相機CASIO QV-4000及Canon PowerShot G2都是向SONY買的CCD。SONY原廠規定的CCD畫素值為413萬，但經過CASIO與Canon的機身設計與鏡頭成像之後，實際利用到CCD的畫素就只剩下398萬了。
C.最大畫素：這個名詞的『規格總覽』中也可常見。在部分相機手機中，可藉由數學運算加大畫素值，例如： 其總畫素為4.1 百萬、有效畫素 3.9 百萬、『插值技術』 7.7 百萬(最大畫素)。就是這樣來解釋的。