感光耦合元件（Charge Coupled Device,；CCD）影像傳感器近年雖被互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體（Complementary Metal-Oxide Semiconductor,；CMOS）搶盡鋒頭，卻仍是天文儀器與光譜儀應(yīng)用首選,，預(yù)料未來有望提升在一般性中階市場(chǎng)與利基市場(chǎng)的應(yīng)用規(guī)模,。
據(jù)Photonics Spectra網(wǎng)站報(bào)導(dǎo),，過去數(shù)十年，CCD影像感測(cè)元件逐漸被CMOS元件取代,，后者已成為手機(jī)相機(jī),、監(jiān)控系統(tǒng)等應(yīng)用的主流選擇。CCD感光元件敏感度高,、讀出雜訊（readout noise）少,，也因此主導(dǎo)感光元件產(chǎn)業(yè)30余年。
然而,，由于CMOS感光元件技術(shù)近年大幅升級(jí),，強(qiáng)化解析度、讀出速度,，降低雜訊,、價(jià)格下降等優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致許多感光元件市場(chǎng)區(qū)塊從CCD轉(zhuǎn)移至CMOS,，包括生命科學(xué),、消費(fèi)市場(chǎng)以及監(jiān)控設(shè)備等等,。
BAE Systems、CMOSIS,、Sony等公司紛紛砸下重金投資CMOS技術(shù),，并大力行銷，現(xiàn)在已有許多4 MP以上,、超過50 fps,，而電子讀出雜訊少的感光元件。不過,，CCD并非毫無用武之地,，CCD技術(shù)在要求高敏感度與長(zhǎng)時(shí)間曝光的應(yīng)用環(huán)境下，無非是最佳選擇,。
例如活體分子影像（in vivo imaging）仰賴微弱的熒光訊號(hào),，曝光時(shí)間達(dá)數(shù)分鐘甚至數(shù)小時(shí)，便適合使用CCD感光元件,。同樣的,，需要長(zhǎng)時(shí)間曝光的天文應(yīng)用，例如觀星也以CCD技 術(shù)為佳,。隨著CCD售價(jià)持續(xù)下降,、效能卻不變的情況下，可望成為中階市場(chǎng)熱門應(yīng)用,。
若要回應(yīng)目前市場(chǎng)需求,，CCD傳感器得改善更大波長(zhǎng)范圍下的敏感度。傳統(tǒng)CCD傳感器對(duì)于1,，100nm以上波長(zhǎng)缺乏敏感度,，使其無法運(yùn)用于短波紅外線（SWIR）鏡頭上。
不過,，最新InGaAs傳感器使用與CMOS傳感器類似的讀出原理,，在徹底冷卻的情況下，可增強(qiáng)1,，100 nm以上波長(zhǎng)的量子效率（quantum efficiency）,、減少干涉現(xiàn)象（etaloning）,，提升讀出速度及敏感度,。
另外，近年業(yè)界亦有號(hào)稱敏感度最佳的電子倍增（Electron Multiplication,；EM）結(jié)構(gòu)CCD元件技術(shù),，簡(jiǎn)稱EMCCD。像是e2v Technologies,、德儀（TI）等廠商都推出速度更快,、且能提供亞電子（sub-electron）讀出雜訊性能的傳感器,，而安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）也研發(fā)出新型高解析度EMCCD傳感器。
Princeton Instruments近期推出一款高速EMCCD相機(jī),，EMCCD傳感器透過影像增強(qiáng)器（image intensifier）,，更可改善線性化（linearity）并具單一光子（photon）敏感度，成像速度高達(dá)10,，000fps,。不過，盡管這樣 的EMCCD具單一光子敏感度,，在全解析度之下仍比不上CMOS感光元件的畫面更新率,。
光譜儀業(yè)者Horiba Scientific發(fā)現(xiàn)，過去光學(xué)與成像技術(shù)利基市場(chǎng)的需求漸漸增加,，目前已在許多領(lǐng)域成為標(biāo)準(zhǔn),。Horiba Scientific經(jīng)理指出，過去常用來作為研究工具與方法的技術(shù),，現(xiàn)在已有較一般性的用途,，例如品質(zhì)控管等等。
由 于高效率偵測(cè)的需求愈來愈大,，也愈來愈多人采CCD提供的多工陣列偵查（multiplexing array detection）取代傳統(tǒng)的單管道偵測(cè)器（single-channel detector）,，廠商也挹注大量資源改善動(dòng)態(tài)范圍（intrascenic dynamic range）技術(shù)，成為CCD傳感器發(fā)展的驅(qū)力之一,。
而若客戶要求加快讀取時(shí)間又不犧牲敏感度,，則可采用時(shí)間延滯集成（TDI） CCD傳感器，這是較早期的CMOS傳感器版本無法取代的CCD關(guān)鍵技術(shù),。
TDI技術(shù)常見于產(chǎn)業(yè)與遠(yuǎn)端感測(cè)應(yīng)用,，可在高速成像的條件之下提升訊雜比（Signal-to-Noise Ratio；SNR）,。TDI傳感器可將不同時(shí)間分點(diǎn)的感光訊號(hào)集成起來,，以達(dá)最佳雜訊效能。
不同廠商用不同方式整合TDI技術(shù)與CMOS,，有的廠商直接整合CCD光感測(cè)元件（photosite）與CMOS影像傳感器,，而也有廠商會(huì)將CCD光感測(cè)元件與CMOS讀出芯片制程分開，再將CCD與CMOS用3D-IC技術(shù)串接起來,。
目前,，推動(dòng)CCD感光元件技術(shù)應(yīng)用的市場(chǎng)區(qū)塊，包括光譜儀（spectroscopy）,、超光譜成像（hyperspectral Imaging）,、生醫(yī)成像（biomedical imaging）、顯微鏡,、天文學(xué),、量子成像（quantum imaging）,、X-ray成像、機(jī)器視覺（machine vision）等應(yīng)用,。
綜言之,，CCD傳感器仍坐穩(wěn)光譜儀與影像研究應(yīng)用等優(yōu)勢(shì)，而雖然相機(jī)市場(chǎng)風(fēng)向轉(zhuǎn)移至CMOS,，但是隨CCD制作成本降低,、技術(shù)提升，可望打進(jìn)一般性中階市場(chǎng)與利基市場(chǎng),。