数码相机的感光元件对于成像效果起着关键的作用，所以一直是摄影爱好者们研讨的话题。纵观时下各大相机厂商的动态：适马公司在数码单反相机方面依旧沿用著名的Foveon X3三层CMOS技术；佳能挖空心思忙着加大自己开发的大幅面CMOS感光元件的更新与生产；富士还雄心勃勃的走在SUPER CCD的老路上；奥林巴斯与柯达只对自己的4/3英寸CCD规格感兴趣；索尼搞了个4原色CCD技术出来；松下依旧走着自己开发CCD的路线。
看到佳能和适马都在CMOS技术方面下苦功，很多朋友们感到不可思议。按照我们的经验，好像当前大多数采用CMOS的相机成像质量都不是很高。但事实上这种状况不是绝对的，高端CMOS的新技术实际上已经较为成熟了，今天我们就来了解一下CMOS为什么可以用在专业相机上！
像素的原理
像素是在影像感应器上将光信号转变成电信号的基本工作单位，以CMOS感应器的像素为例，它包含了一个光电二极管，用来产生与入射光成比例的电荷，同时它也包含了其他一些电子元件，以提供缓存转换和复位功能。当每个像素上的电容所积累的电荷达到一定数量并被传送给信号放大器再通过数模转换之后，所拍摄影像的原始信号才得以真正显现，而具有这些全部功能的器件才能称为是一个真正的影像感应器。比如，一台数码相机的最高分辨率为3264×2448，意味着它拥有的影像感应器会有7990272个像素点。
CCD的成像原理
CCD（Charge Coupled Device），中文名字叫电荷耦合器，是一种特殊的半导体材料。它由大量独立的光敏元件组成，这些光敏元件通常是按矩阵排列的。光线透过镜头照射到CCD上，并被转换成电荷，每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度。当你按动快门，CCD将各个元件的信息传送到模/数转换器上，模拟电信号经过模/数转换器处理后变成数字信号，数字信号以一定格式压缩后存入缓存内，此时一张数码照片诞生了。然后图像数据根据不同的需要以数字信号和视频信号的方式输出。
CMOS是怎样工作的
CMOS即互补金属氧化物半导体，它在微处理器、闪存和ASIC（特定用途集成电路）的半导体技术上占有绝对重要的地位。CMOS和CCD一样都是可用来感受光线变化的半导体。CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能。这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。
CMOS相比CCD最主要的优势就是非常省电。CMOS 电路几乎没有静态电量消耗，只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右。目前CMOS主要问题是在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而过热，暗电流（见文后注释）抑制得好就问题不大，如果抑制得不好就容易出现杂点。
CMOS与CCD的图像数据扫描方法有很大的差别。例如一台数码相机的分辨率为300万像素，那么CCD传感器是连续扫描300万个电荷，并且在最后一个电荷扫描完成之后才能将信号放大。而CMOS传感器的每个像素都有一个将电荷转化为电子信号的放大器。因此，CMOS传感器可以在每个像素基础上进行信号放大，采用这种方法可进行快速数据扫描。
高端相机CMOS技术展现
先来看看佳能EOS D30、D60，在佳能EOS系列AF（Auto Focus自动调焦）相机上，CMOS一直在测光对焦系统中使用。佳能目前已经可以用较低的成本制造较大尺寸的CMOS感光芯片，并且可以将影像处理电路集成在CMOS芯片上。D60有专门的回路控制暗电流，在长于1秒的曝光时降噪系统会自动工作，可以从很大程度上降低噪点的产生。
再来看看适马的Foveon X3三层CMOS技术：一般采用CCD或者CMOS的数码相机是在同一像素上记录RGB三种颜色，而Foveon X3采用三层感光元件，每层记录RGB的其中一个颜色通道，同样的三原色，每个原色采用三个像素记录当然会比采用单个像素记录效果要好。
