CCD成像器件研究现状CCD全名是电荷耦合器件是于1969年由美国的贝尔实验室（Bell Labs）的维拉·波义耳(Willard S. Boyle）和乔治·史密斯（George E. Smith）所发明的。这两位科学家也在北京时间2009年10月6日，因“发明了成像半导体电路——电荷藕合器件图像传感器CCD”，获得2009年诺贝尔物理学奖。59998

其后CCD经历了几个阶段的发展历程：

1) HAD感测器：HOLE-ACCUMULATION DIODE是在N型基板，P型，N+2极体的表面上，加上正孔蓄积层，这是索尼的独特构造。由于设计了这层正孔蓄积层，可以使感测器表面常有的暗电流问题获得解决。另外，在N型基板上设计电子可通过的垂直型隧道，使得开口率提高，提高了感度。

2) ON-CHIP MICRO LENS：索尼在每一感光二极管前装上微小镜片，使用微小镜片后，感光面积不再因为感测器的开口面积而决定，而是以微小镜片的表面积来决定。在规格上提高了开口率，也使感亮度因此大幅提升。

3) SUPER HAD CCD：索尼在CCD技术的研发上又更进一步，将以前使用微小镜片的技术改良，提升光利用率，开发将镜片的形状最优化技术，即索尼SUPER HAD CCD技术。基本上是以提升光利用效率来提升感亮度的设计，这也为日前的CCD基本技术奠定了基础。

4) NEW STRUCTURE CCD：1998年索尼公司，将彩色滤光片和遮光膜之间再加上一层内部的镜片。加上这层镜片后可以改善内部的光路，使斜光也可以被聚焦到感光器。而且同时将硅基板和电极间的绝缘层薄膜化，让会造成垂直CCD画面杂讯的讯号不会进入，使SMEAR特性改善。论文网

5) EXVIEW HAD CCD：索尼在1998年新开发的“EXVIEW HAD CCD”技术将以前未能有效利用的近红外线光，有效转换成为映像资料而用。使得可视光范围扩充到红外线，让感亮度能大幅提高。在黑暗的环境下也可得到高亮度的照片。而且之前在硅晶板深层中做的光电变换时，会漏出到垂直CCD部分的SMEAR成分，也可被收集到传感器内，所以影响画质的杂讯也会大幅降低[3]。

电荷耦合器件（CCD）属于固体成像器件，其原理与传统的电子束摄像管完全不同。CCD已成为当前固体成像器件中比较普遍采用的类型。CCD的应用主要有两大类：一类是电子计算机或其他数字系统中用作信息存储和信息处理；另一类用于摄像器件。这个装置与真空摄像管的主要区别在于它把光电转换、信号存储及读取三个部分都集中在一个支撑片上，成为一个全固体的摄像器件。

从结构上讲，CCD是由许多小的MOS电容组成。MOS电容即金属—氧化物—半导体构成的电容器，常称为MOS电容或MOS结构。CCD图像传感器可直接将光学信号转换为模拟电流信号，电流信号经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。其显著特点是：1.体积小重量轻；2.功耗小，工作电压低，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；3.灵敏度高，噪声低，动态范围大；4.响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像；5.应用超大规模集成电路工艺技术生产，像素集成度高，尺寸精确，商品化生产成本低。因此，许多采用光学方法测量外径的仪器，把CCD器件作为光电接收器。

近年来，利用互补金属氧化物半导体的制程，已能制造实用的主动像素传感器（Active Pixel Sensor）。CMOS是所有硅芯片制作的主流技术，CMOS感光组件不但造价低廉，也能将信号处理电路集成在同一部设备上。后一特性有助于滤除背景噪声，因为CMOS比CCD更容易受噪声干扰。这部份的困扰现时已渐渐解决，这要归功于使用个别像素的低级放大器取代用于整片CCD数组的单一高级放大器。CMOS感光组件跟CCD相比，耗电量较低，数据传输亦较快。于高分辨率数字摄影机与数码相机，尤其是片幅规格较大的数码单反相机更常见到CMOS的应用，另外消费型数码相机以及附有照相功能的手机亦开始使用背面照射式CMOS，使成像质量得以提升。背面照射式CMOS的出现使CCD的占有率不断下降，但是数字中片幅产品、高级相片扫描仪以及军方器材仍然为CCD所垄断。