La différence du mode de lecture a des implications importantes sur l'architecture (le design) du capteur, les fonctionalités et les limitations du capteur.
Consommation d'énergie:
Sur un capteur CCD, le traitement du signal et son amplification doivent se faire sur des puces (éléments) séparés et seulement après extinction de la lumière (après fermeture du diaphragme), ce qui est gourmand en électricité.
La consommation d'un capteur CCD est de 2-5 Watts alors qu'un CMOS consomme 20 à 50 mW.
Complexité du système et du capteur
La complexité d'une puce CMOS peut être très élevée, suivant le nombre de cicruits intégrés. Les coûts de fabrication d'un capteur CMOS sont plus faible que pour un capteur CCD, mais les procédures de fabrication sont plus complexes et plus onéreux. Dans l'état actuel, les coûts sont comparables. Plus le capteur est grand, plus sont coût de revient est elevé car le nombre de capteurs avec défauts augmente de façon exponentielle. Si une mise à jour (upgrade) d'un capteur avec son système de DSP, l'évolution peut se faire rapidement en ne changeant qu'un composant (lke capteur avec tout son systeme de traitement). Recemment, la technologie a permis à Kodak de proposer une mise à jour des Kodak DCS-14 en Pro-Dslr avec le nouveau capteur de Fillfactory a un prix abordable (environ 2500 euros). Sur un réflexe CCD, la puce contenant le capteur ainsi que toutes les autres puces de traitement du signal devraient être remplacées simultanément.
Signal to noise (rapport signal-bruit de fond):
L'intégration de plusieurs circuits avec le capteur CMOS (ex. l'amplificateur) provoque une augmentation du bruit de fond. Afin de résoudre ce problème, Canon a intégré un système de traitement du signal pour chaque photosite: le bruit de fond mesuré avant le déclenchement est soustrait du signal final. Ce système requiert un processeur performant (voir 2). Pour les applications ultrasensibles, le bruit de fond des CCDs peut être réduit par refroidissement du capteur - 70°C (ex: l'astronomie) ce qui augmente la plage dynamique.
Puisque chaque photosite est couplé à un (pré-) amplificateur, la variation du gain (d'amplification) peut conduire à une plus faible uniformité du signal dans un capteur CMOS par rapport au CCD. Les amplifcateurs avec retour du signal (feedback base amplifier) et le traitement parallèle du signal ont permis de rendre les perfomances du CMOS comparables au CCD (pour l'application photographique).
CCD ou CMOS
Les capteurs CMOS et CCD sont basés sur deux technologies différentes, chacune avec ses avantages et désavantages. le CCD est la technologie pour tous les compacts numériques (ex: Minolta Xt, Sony Cybershot, Canon Powershot, Olympus Camedia) ainsi que la plupart des réflexes numériques 6 mégapixels (ex: Nikon D70 et D100, Fuji S Pro 2/3). Le Signal-to-noise des CMOS ne se dégradant pas avec l'augmentation de la résolution et de la taille, les CMOS sont supérieurs aux CCD dès que la taille du capteur dépasse le format APS.
De nouvelles technologies sont en cours de développement, dont la technologie X3 de Foveon et HIT de la Nasa (suite à la page suivante).
