【搜文解字】CCD：高品質、高價格、高耗電的感光元件

CCD和CMOS相同，是數位相機等影像產品常使用的感光元件。不過不同於CMOS應用面較為廣泛，CCD技術可以說是專為轉換影像為數位訊號而發展的技術。CCD由於感光效率較高，所以從家用傳真機到科學研究的天文望遠鏡等各類精密器材都使用它做為主要感光元件。

名詞

• 英：Charge-coupled Device
• 中：電荷耦合元件

名詞定義

CCD具備低雜訊、高感度的優點，應用在錄影器材上更有使用稜鏡將光源分為RGB三色，讓三個CCD同時感應的技術，能夠獲得極佳的畫質，不過價格也較高，通常用於專業、廣播級器材。不過CCD耗電量較高，而且單價較貴，以至於大尺寸（如全片幅數位單眼）目前仍未採用，多使用CMOS做為感光元件。2009年的諾貝爾物理獎，就由貝爾實驗室發明CCD的Willard Boyle和George E.Smith所獲得。

▲長年主流的感光元件。CCD由於感光性能好、雜訊少，長期都是影像產品愛用的關鍵元件。近年受到大尺寸、背光式CMOS的反撲才有所改變。（圖片來源：Wikipedia）

▲3CCD專業性能仍然居冠。錄影器材上會使用稜鏡分光給三個CCD元件感應不同顏色的光，使得感度、訊號表現極佳，迄今仍是專業機種的主流。（圖片來源：Wikipedia）

未來發展

目前數位相機仍有多數機種採用CCD做為感光元件，例如準專業機種、消費機都多所採用。而需要在低照度環境下錄影的監視攝影機也以CCD做為主要感光元件。不過由於近期CMOS在技術上有所突破，背照式（Backside illuminated）CMOS在感光度上、雜訊上都有著長足的進步，以至於CCD在數位相機的應用上會受到相當的挑戰。長期在CCD技術上有所經營的廠商，如Fujifilm就於前幾年推出Super CCD EXR晶片，旗下機種就充分發揮的CCD感光元件的優點。而許多手機廠商也將手機上的感光元件換成CCD，使得像素、顏色、雜訊上的表現都有著明顯的進步，像Sharp、LG、Samsung等日韓廠商都有推出這樣的產品。當然，專業與廣播級錄影器材因為對畫質要求甚高，目前還是3CCD機種一枝獨秀。

▲手機採用CCD也有好表現。過往手機上的攝影鏡頭多採用CMOS作為感光元件，日韓廠商採用CCD後，品質大幅提昇，能有與數位相機一較高下的本事。