第一層微透鏡
我們知道，數碼相機成像的關鍵在於其感光層。為了擴大CCD的采光率，必須擴大單個像素的受光麵積。然而，提高點亮率的方法也容易導致圖像質量惡化。這層微透鏡相當於在感光層前麵加了一副眼鏡。因此，感光麵積不再由傳感器的開口麵積決定，而是由微透鏡的表麵積決定。
第二層是分色濾光片
CCD 的第二層是分色濾光片。目前分色方法有兩種，一種是RGB原色分色方法，另一種是CMYK補色分色方法。這兩種方法各有其優點和缺點。首先我們先了解一下兩種分色方法的概念。 RGB 是三基色分離方法。幾乎所有人類眼鏡能識別的顏色都可以由紅、綠、藍組成。 RGB的三個字母分別是Red、Green、Blue，這說明RGB分色方法是通過調整這三個通道的顏色而形成的。我們來談談CMYK，它由四個顏色通道組成。它們是青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y) 和黑色(K)。在印刷行業，CMYK更適合，但它可以調節的顏色沒有RGB那麼多。
原色CCD的優點是圖像質量清晰、色彩真實，缺點是噪點問題。所以大家可以注意到，一般采用原色CCD的數碼相機的ISO感光度大概不會超過400。相比之下，補色CCD多了一個Y黃色濾光片，在色彩分辨率上更加細致，但代價是在ISO值方麵，補色CCD可以容忍較高的感光度，一般可以設置在800以上。
第三層：感光層
CCD的第三層是感光膜。該層主要負責將穿過彩色濾光層的光源轉換為電子信號，並將信號傳輸到圖像處理芯片以恢複圖像。
傳統相機膠片尺寸為35mm，35mm是對角線長度，35mm膠片的感光麵積為36x24mm。換算成數碼相機，對角線長度接近35mm，CCD/CMOS尺寸更大。單反數碼相機中，很多CCD/CMOS尺寸接近35mm。例如，尼康D100的CCD/CMOS尺寸為23.7x15.6，比消費級數碼相機大得多。佳能的EOS-1Ds的CMOS尺寸為36x24mm，達到了35mm的麵積，因此成像效果比較好。
