说到数码相机，不得不说数码相机的心脏-感光元件。与传统相机相比，传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体，而数码相机的“胶卷”就是其成像感光元件，而且是与相机一体的，是数码相机的心脏。传感器是数码相机的核心，也是最关键的技术。数码相机的发展可以说是传光器的发展。目前，数码相机的核心成像部件有两种：一种广泛使用CCD(电荷藕合)元件；另一个是CMOS(补充金属氧化物导体)装置。 感光元件的工作原理 电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它采用高灵敏度的半导体材料制成，可以将光转换为电荷，通过模数转换器芯片转换为数字信号。数字信号压缩后，由相机内的闪存存储器或内置硬盘卡保存，因此数据可以很容易地传输到计算机，并借助计算机处理，根据需要和想象修改图像。CCD它由许多光单位组成，通常以百万像素为单位。CCD它由许多感光单位组成，通常以数百万像素为单位。CCD当表面被光照射时，每个感光单元都会在组件上反射电荷，所有感光单元产生的信号加在一起，形成一个完整的画面。 CCD与传统底片相比，CCD 更接近人眼对视觉的工作方式。但人眼视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞组成的视觉感应。 CCD经过35年的发展，大致的形状和操作模式已经定型。CCD 其组成主要由类似马赛克的网格、聚光镜片和底部的电子线矩阵组成。目前有能力生产 CCD 分别为：SONY、Philps、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大部分是日本厂商。 互补氧化金属半导体CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）和CCD它也是一个半导体，可以记录数码相机中的光变化。CMOS制造技术与一般计算机芯片没有区别，主要是由硅和锗制成的半导体CMOS上共存着带N（带–电） 和 P（带 电)级半导体，这两种互补效应产生的电流可以被芯片记录并解释为图像。然而，CMOS缺点是杂点太容易出现， 这主要是因为早期设计CMOS由于电流变化过频繁，在处理快速变化的图像时会过热。 两种感光元件的区别 从两种感光元件的工作原理可以看出，CCD优点是成像质量好，但由于制造工艺复杂，只有少数厂家能掌握，制造成本居高不下，尤其是大型的CCD，价格很高。与此同时，近年来，CCD从30万像素开始，一直发展到现在的600万，像素的提高已经到了一个极限。 在相同的分辨率下，CMOS价格比CCD便宜，但是CMOS与设备产生的图像质量相比CCD低一点。到目前为止，市场上绝大多数消费水平和高端数码相机都在使用CCD作为传感器；CMOS传感器作为低端产品生产的摄像头使用传感器作为低端产品，制造商生产的摄像头CCD传感器，厂家会不遗余力地以其为卖点进行宣传，甚至被称为数码相机。是否有一段时间CCD传感器已成为人们判断数码相机等级的标准之一。 CMOS图像传感器的优点之一是功耗比CCD低，CCD为了提供优良的图像质量，付出的代价是高功耗。为了使电荷传输顺畅，降低噪要通过高压差来提高传输效果。但CMOS图像传感器将每个画素的电荷转换为电压，读取前放大，使用3.3V电源可以驱动，电源消耗比CCD低。CMOS图像传感器的另一个优点是与周围电路集成度高，可以ADC与信号处理器集成，使体积大大缩小，例如，CMOS图像传感器只需要一组电源，CCD但是需要三四组电源，因为ADC与信号处理器的工艺和CCD不同的，要缩小CCD套件的体积很难。但目前CMOS图像传感器的主要问题是降低未来的噪声CMOS图像传感器能否长期改变？CCD未来技术的发展是压抑命运的关键。 影响感光元件的因素 对于数码相机来说，影像感光元件成像的因素主要有两个方面：一是感光元件的面积；二是感光元件的色彩深度。 感光元件面积越大，成像越大。在相同的条件下，可以记录更多的图像细节，每个像素之间的干扰越小，成像质量越好。然而，随着数码相机向时尚时尚方向的发展，感光元件的面积只能越来越小。 感光元件除了面积外，还有一个重要的指标，颜色深度，即颜色位置，即用多少二进制数字记录三种原色。非专业数码相机的感光元件一般为24个，高端点采样30个，记录24个，专业数码相机的成像设备至少为36个，据说有48个CCD。对于24位设备，感光单元最多可以记录2个亮度^8=256级，每种原色用8位二进制数字表示，最多可以记录的颜色是256x256x256约16,77万种。对于36位设备，感光单元最多能记录2个亮度^12=4096级，每种原色用12位二进制数字表示，最多可以记录的颜色是4096x4096x4096约68.7亿种。例如，如果一个受试者，最亮部分的亮度是最暗部分的400倍，使用24个感光元件数码相机，如果低光部分，所有亮度高于256部分，过度曝光，层次损失，形成亮点，如果根据高光部分曝光，所有亮度以下部分曝光不足，如果使用36个感光元件专业数码相机，没有这样的问题。 开发感光元件 CCD由美国贝尔研究室于1969年开发。进入80年代，CCD虽然图像传感器有缺陷，但由于不断的研究，它终于克服了困难，并在20世纪80年代下半年创造了高分辨率和高质量CCD。90年代，百万像素的高分辨率被制造出来CCD，此时CCD发展突飞猛进，算算CCD 已经发展了20多年。进入90年代中期后，CCD同时，技术发展迅速，CCD单位面积也越来越小。但为了在CCD减小面积，提高图像成像质量，SONY与1989年一起开发SUPER HAD CCD，这种新的感光元件是在CCD当面积减小时，依靠CCD组件内部放大器的放大提高了成像质量。后来又出现了NEW STRUCTURE CCD、EXVIEW HAD CCD、四色滤光技术(专为SONY F828所应用）。富士数码相机采用超级CCD（Super CCD）、Super CCD SR。 对于CMOS数字相机关键器件的发展方向是便于大规模生产，速度快，成本低。目前，在CANON在公司的不断努力下，新的CMOS器件不断创新，动态范围高CMOS该设备已经出现，消除了快门、光圈、自动增益控制和伽玛校正的需要，使其接近CCD成像质量。另外由于CMOS先天可塑性，可制成高像素大型CMOS但是成本并没有上升多少。相对于CCD与之前的停滞相比，CMOS作为一件新事物，它表现出活力。作为数码相机的核心部件，CMOS感光器已逐渐取代CCD在不久的将来，并希望在不久的将来成为主流传感器。