提到數位相機，不得不說到就是數位相機的心臟——感光元件。與傳統相機相比，傳統相機使用「膠卷」作為其記錄資訊的載體，而數位相機的「膠卷」就是其成像感光元件，而且是與相機一體的，是數位相機的心臟。感光器是數位相機的核心，也是最關鍵的技術。
數位相機的發展道路，可以說就是感光器的發展道路。目前數位相機的核心成像部件有兩種：一種是廣泛使用的ccd（電荷藕合）元件；另一種是cmos（互補金屬氧化物導體）器件。
感光元件工作原理
電荷藕合器件影象感測器ccd（charge coupled device），它使用一種高感光度的半導體材料製成，能把光線轉變成電荷，通過模數轉換器晶元轉換成數碼訊號，數碼訊號經過壓縮以後由相機內部的閃速儲存器或內建硬碟卡儲存，因而可以輕而易舉地把資料傳輸給計算機，並借助於計算機的處理手段，根據需要和想像來修改影象。ccd由許多感光單位組成，通常以百萬畫素為單位。當ccd表面受到光線照射時，每個感光單位會將電荷反映在元件上，所有的感光單位所產生的訊號加在一起，就構成了一幅完整的畫面。
ccd和傳統底片相比，ccd更接近於人眼對視覺的工作方式。只不過，人眼的視網膜是由負責光強度感應的杆細胞和色彩感應的錐細胞，分工合作組成視覺感應。ccd經過長達35年的發展，大致的形狀和運作方式都已經定型。
ccd的組成主要是由乙個類似馬賽克的網格、聚光鏡片以及墊於最底下的電子線路矩陣所組成。目前有能力生產ccd的公司分別為：sony、philps、kodak、matsu****a、fuji和sharp，大半是日本廠商。
互補性氧化金屬半導體cmos（complementarymetal-oxidesemiconductor）和ccd一樣同為在數位相機中可記錄光線變化的半導體。cmos的製造技術和一般計算機晶元沒什麼差別，主要是利用矽和鍺這兩種元素所做成的半導體，使其在cmos上共存著帶n（帶–電）和p（帶+電）級的半導體，這兩個互補效應所產生的電流即可被處理晶元紀錄和解讀成影像。然而，cmos的缺點就是太容易出現雜點,這主要是因為早期的設計使cmos在處理快速變化的影像時，由於電流變化過於頻繁而會產生過熱的現象。
兩種感光元件的不同之處
由兩種感光元件的工作原理可以看出，ccd的優勢在於成像***，但是由於製造工藝複雜，只有少數的廠商能夠掌握，所以導致製造成本居高不下，特別是大型ccd，**非常高昂。同時，這幾年來，ccd從30萬畫素開始，一直發展到現在的600萬，畫素的提高已經到了乙個極限。
在相同解析度下，cmos**比ccd便宜，但是cmos器件產生的影象質量相比ccd來說要低一些。到目前為止，市面上絕大多數的消費級別以及高階數位相機都使
用ccd作為感應器；cmos感應器則作為低端產品應用於一些攝像頭上，若有哪家攝像頭廠商生產的攝想頭使用ccd感應器，廠商一定會不遺餘力地以其作為賣點大肆宣傳，甚至冠以「數位相機」之名。一時間，是否具有ccd感應器變成了人們判斷數位相機檔次的標準之一。
cmos影像感測器的優點之一是電源消耗量比ccd低，ccd為提供優異的影像品質，付出代價即是較高的電源消耗量，為使電荷傳輸順暢，雜訊降低，需由高壓差改善傳輸效果。但cmos影像感測器將每一畫素的電荷轉換成電壓，讀取前便將其放大，利用3.3v的電源即可驅動，電源消耗量比ccd低。
cmos影像感測器的另一優點，是與周邊電路的整合性高，可將adc與訊號處理器整合在一起，使體積大幅縮小，例如，cmos影像感測器只需一組電源，ccd卻需三或四組電源，由於adc與訊號處理器的製程與ccd不同，要縮小ccd套件的體積很困難。但目前cmos影像感測器首要解決的問題就是降低雜訊的產生，未來cmos影像感測器是否可以改變長久以來被ccd壓抑的宿命，往後技術的發展是重要關鍵。影響感光元件的因素
對於數位相機來說，影像感光元件成像的因素主要有兩個方面：一是感光元件的面積；二是感光元件的色彩深度。
感光元件面積越大，成像較大，相同條件下，能記錄更多的影象細節，各畫素間的干擾也小，成像質量越好。但隨著數位相機向時尚小巧化的方向發展，感光元件的面積也只能是越來越小。
除了面積之外，感光元件還有乙個重要指標，就是色彩深度，也就是色彩位，就是用多少位的二進位制數字來記錄三種原色。非專業型數位相機的感光元件一般是24位的，高檔點的取樣時是30位，而記錄時仍然是24位，專業型數位相機的成像器件至少是36位的，據說已經有了48位的ccd。對於24位的器件而言，感光單元能記錄的光亮度值最多有2^8=256級，每一種原色用乙個8位的二進位制數字來表示，最多能記錄的色彩是256x256x256約16,77萬種。
對於36位的器件而言，感光單元能記錄的光亮度值最多有2^12=4096級，每一種原色用乙個12位的二進位制數字來表示，最多能記錄的色彩是4096x4096x4096約68.7億種。舉例來說，如果某一被攝體，最亮部位的亮度是最暗部位亮度的400倍，用使用24位感光元件的數位相機來拍攝的話，如果按低光部位**，則凡是亮度高於256備的部位，均**過度，層次損失，形成亮斑，如果按高光部位來**，則某一亮度以下的部位全部**不足，如果用使用了36位感光元件的專業數位相機，就不會有這樣的問題。
感光元件的發展
ccd是2023年由美國的貝爾研究室所開發出來的。進入80年代，ccd影像感測器雖然有缺陷，由於不斷的研究終於克服了困難，而於80年代後半期製造出高解析度且高品質的ccd。到了90年代製造出百萬畫素之高解析度ccd，此時ccd的發展更是突飛猛進，算一算ccd發展至今也有二十多個年頭了。
進入90年代中期後，ccd技術得到了迅猛發展，同時，ccd的單位面積也越來越小。但為了在ccd面積減小的同時提高影象的成像質量，sony與2023年開發出了super had ccd，這種新的感光
元件是在ccd面積減小的情況下，依靠ccd元件內部放大器的放大倍率提公升成像質量。以後相繼出現了new structure ccd、exview had ccd、四色濾光技術（專為sony f828所應用）。而富士數位相機則採用了超級ccd（super ccd）、super ccdsr。
對於cmos來說，具有便於大規模生產，且速度快、成本較低，將是數字相機關鍵器件的發展方向。目前，在canon等公司的不斷努力下，新的cmos器件不斷推陳出新，高動態範圍cmos器件已經出現，這一技術消除了對快門、光圈、自動增益控制及伽瑪校正的需要，使之接近了ccd的成像質量。另外由於cmos先天的可塑性，可以做出高畫素的大型cmos感光器而成本卻不上公升多少。
相對於ccd的停滯不前相比，cmos作為新生事物而展示出了蓬勃的活力。作為數位相機的核心部件，cmos感光器以已經有逐漸取代ccd感光器的趨勢，並有希望在不久的將來成為主流的感光器。
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