在《数码相机入门 成像原理关键词·下》[作者:刘恩惠 ] 里我们已经谈到过图像感应器（图像传感器）的概念和分类（使用CMOS或者CCD），这里再略做展开。首先需要重申：CMOS和CCD虽然都是用来进行光-电转换的芯片，外观长得也有点像，但却不是一个事物的两种称谓，它们的制造工艺完全不同。之所以要先讲明这一点，是因为我们发现网上有些产品资料乃至评测报告将之混为一谈。譬如奥林巴斯的一款XZ-1便携式数码相机，其官方网站标明该款产品使用的CCD感应器，而在国内某著名IT网站的评测报告里却赫然写着XZ-1使用了CMOS感应器；这显然是一个低级错误。
如今数字图像感应器的应用十分广泛，除了数码照相机之外，数码摄像机、安防摄像探头、拍照手机等等许多产品也都须配置CCD或CMOS芯片，而本文仅讨论数码照相机使用的图像感应器。回顾历史我们会发现一个有趣的现象——在数码相机问世之初，CCD型图像感应器占据市场的统治地位，CMOS型图像感应器则被应用于少数中低端产品上，主要原因在于CCD的成像分辨率更高、噪声更小，所得画质比CMOS出色不少；不过近年来形势却发生了变化：CMOS感应器的风头逐渐盖过了CCD，由于获得大部分厂商的支持，市场占有率不断攀升。CMOS靠什么取得“逆转”？CMOS和CCD究竟孰优孰劣？这是很多入门爱好者感兴趣的问题。
简单地看，CMOS的“逆转”源于技术的不断进步，但并不意味着CMOS已在各个方面都超越了CCD；只不过CMOS更能迎合主流厂商的竞争策略、更容易适应大众消费市场。通俗而笼统地讲，使用CMOS感应器的数码相机参数指标可以更好看，在营销宣传上可拿出来标榜的卖点更多，因此逐步成为了民用数码相机市场的宠儿。而在中画幅相机、数码后背这类专业领域，CCD感应器的主流地位并没有受到挑战；因为从纯技术层面而言，CCD芯片所能带来的最终成像素质在某些关键领域（如色彩表现、曝光宽容度等）依然比CMOS“技高一筹”；以下两幅使用CCD相机拍摄的作品就具有一定代表性。
虽然CCD在民用市场上已不像以前那么强势，但目前市售产品中使用CCD感应器的相机仍不在少数，且依然有使用CCD芯片的新产品问世。而从具体产品分析，如今的CCD相机呈现出较为明显的“两极分化”趋势：一方面，小尺寸的CCD芯片被用于一些微型消费类数码相机上；另一方面，大尺寸的CCD芯片被用于少数发烧级、专业级高端产品内；只有小部分例外。
索尼是目前全球最重要的小尺寸民用数码相机CCD图像感应器生产厂商，其CCD芯片不仅用于本品牌的DC、DV上，而且还供应给其他影像品牌，因此应用极为广泛。但近一两年来，索尼在本领域内的研发侧重明显偏向了CMOS芯片（譬如Exmor R CMOS），这一方面反映出市场对于CMOS感应器的需求相对更大，另一方面也显现出其技术开发潜力。另外不能不提的是富士——在相当长一段时期内，其SuperCCD技术曾经在业界具有强大的号召力；但在富士推出的新一代DC产品序列中，采用CMOS感应器的比例正在逐步扩大。显然，在激烈的市场竞争中，为了获得更高的感光度指标以及全高清摄像功能，富士不得不做出“弃CCD而用CMOS”的妥协。其中主要原因是由于CCD的功耗相对较高，上述两方面是它相比CMOS最明显的短板。
在一些以成像品质、色彩表现为主要设计诉求的高档消费类微型相机中，CCD感应器一度是不二之选，譬如目前市场上仍可以看到的富士的FinePix F85EXR、松下的Lumix LX3/LX5、理光的GX200、佳能的PowerShot G12/S95、尼康的Coolpix P7000/P7100、奥林巴斯XZ-1等机型，它们使用的都是CCD感应器。然而随着CMOS感应器及图像处理芯片的进步，CCD在这类产品群中的优势地位也已被动摇。佳能最新推出的PowerShot S100V一改以往“S”系列搭载CCD芯片的传统，使用了一款新设计的CMOS芯片，就是现成的例子。
而供数码相机使用的大尺寸CCD感应器研发（不包括数码后背）一度只剩下柯达还在坚持，其产品主要被用于一些贵族品牌及专业产品上；譬如徕卡的S2、新款S、M9、M-E采用的就是柯达的全画幅CCD，宾得的645D则配备了柯达的中画幅CCD，这些相机表现出的成像质感、色彩效果等，依然显示出CCD特有的优势。2011年年底，柯达宣布将自己的传感器业务出售给Platinum Equity公司，不久之后柯达即申请破产保护；因此目前只有荷兰Teledyne DALSA、比利时的CMOSIS等少数公司还在坚持设计制造大尺寸CCD芯片。相比CCD的窘境，CMOS感应器则在各条产品线上全面开花，设计制造数码相机用CMOS芯片的厂家主要有日本的索尼、佳能、松下，韩国的三星以及美国的OmniVision、Aptina等品牌。
CMOS之所以能够把CCD比下去，有市场方面的因素，也有技术方面的原因；而“背照式（BSI）”CMOS的成熟和普及，从某种程度上则加速了CCD市场份额的减退。传统CMOS的数模转换器和放大电路放置于光电二极管的上层，而“背照式”CMOS则对此结构进行了改造——将光电二极管放置在影像传感器芯片的最上层，把COMS感应器必须的数模转换器及放大电路挪到了芯片的“背面”。经过这样的调整后，“背照式”COMS在灵敏度指标上有了极大的改善，光线的入射角度和覆盖面都得到了优化，进而大大提升低光照拍摄条件下的对焦能力和画面品质。需要注意的是，“背照式”设计在小尺寸感应器上能获得较为明显的成像效果改观，而对本就拥有较充足受光面积的大、中型尺寸感应器则不会有明显的效果。因此，“背照式”CMOS虽然还不足以改变大尺寸图像感应器的生态格局，却会进一步蚕食原本属于小型CCD感应器的生存空间。
可以说，CMOS与CCD之间的角力，恰恰是近年来数码影像产业发展趋势的一个缩影，在追求“四高”（高像素、高感光度、高清摄像、高速连拍）的竞争中，CCD因自身工艺方面的限制逐渐落到了下风。对于CMOS与CCD之优劣、现状，我们简单归纳如下：
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1、相比CCD芯片，CMOS具有集成度高的优点；加之制造门槛较低、制造工艺成熟、成品率相对较高，因此CMOS的生产、使用成本更低，也更适应消费市场庞大的需求量。
2、CCD芯片目前虽然在色彩、宽容度方面仍具备一定优势，但随着技术改良及各类辅助手段的补偿（譬如相机内影像处理芯片的作用），使CMOS相机的成像质量不断得到改善，并在大多数普通消费者可接受范围内，由此CCD的画质优势在某种程度上易被忽略。
3、感光面积的大小也是决定图像品质的一大主要因素，CCD在理论上虽然可以获得更好的画质，但如果其对手是一块比它面积大出许多的CMOS，那么后者在分辨率、图像噪音等方面完全可能比前者表现更优异。
4、在追求高像素、大画幅、高感光度、高连拍速度的过程中，使用CMOS比使用CCD更容易取得画质、功能、效率及成本之间的平衡，因此主流厂商逐渐倾向于重用CMOS。
5、民用CCD感应器工作热量较高的缺点导致其在高分辨率下不适合长时间连续工作，因此在当前高清视频功能普遍被厂商、用户所重视的大背景下，CMOS芯片低功耗和快速数据处理的优势得以显现，从而确立并巩固了自己的市场地位；CCD遭遇冷落也在情理之中。
有朋友或许会问，既然理论上使用CCD芯片的相机在图像品质、色彩表现方面更有优势，那么是不是追求画质与色彩的消费者就最好选择CCD相机呢？问题并不那么简单，因为具体到器材选购，看似主动权在消费者手中，但实际上消费者却很被动。一款相机的最终成像效果不仅仅取决于其采用的感应器类型，更与相机镜头配置、感应器尺寸、图像处理芯片等诸多因素休戚相关。由于目前CCD感应器应用的两极分化，使有意购买CCD相机的用户可选余地十分有限——要么是小尺寸的消费类DC，要么是价格高昂的奢侈品或专业机；而包括数码单反、单电、微单在内的大部分非专业级可换镜头数码相机大多使用CMOS感应器。目前只有索尼的可换镜头数码相机产品线上还有两款使用CCD的相机（DSLR-a290、DSLR-a390），它们的定位却属于索尼数码单反中最低端的两款。
CCD在这类产品群内越来越不受待见显然不是因为这些厂家不知道CCD的优势，而是因为他们太在意CCD的缺点，因此在激烈的市场竞争中只能选择主动出击或被动卷入参数大战。虽然还有徕卡新一代S、M9、M-E，宾得645D这样的产品在坚守CCD阵地，但这类相机高昂的售价又不是普通消费者可以承受的，大部分摄影爱好者最终只能选择扑向CMOS的怀抱。必须承认，高像素、高感光度、高清摄像、高速连拍等等大大丰富了数码相机的功能、提升了数码相机的易用性，CMOS芯片在这中间扮演了重要的角色；当数码相机的市场竞争在某种程度上逐步演变为参数指标大战的时候，也就注定了CCD现在的命运。至于未来的形势，由于CCD受制于工艺恐怕难以在某些核心指标上赶超CMOS，因此后者的发展前景明显更乐观一些；CCD目前在专业领域所剩无几的生存空间，今后也极有可能被新一代CMOS抢夺。2012年9月，徕卡发布了M系列的新款产品——Leica M，这款产品抛弃CCD转而采用了CMOS，无疑是这一趋势的典型例证（不过徕卡仍然同步推出了一款采用CCD传感器的Leica M-E）。
就在本文收尾之际，我们看到了一则新闻：麻省理工学院的科学家最近发现，石墨烯（Graphene，一种单原子结构碳材料）具有良好的光敏特性，在受光照时会产生电流，可以感应很宽的光线范围；或许，使用石墨烯制造的器件将在不远的将来代替CCD、CMOS。
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