Bir CCD kamera, şarj bağlı bir cihaz (CCD) görüntü sensörüne sahip herhangi bir dijital kamera türüdür. Bu, tüketici ve profesyonel fotoğraf kameralarının, video kameraların, güvenlik kameralarının, cep telefonu kameralarının ve tıbbi kameraların büyük çoğunluğunu içerir. CCD'ler, olay ışığının sadece yüzde ikisine karşılık gelen fotoğraf filminin aksine, genellikle olay ışığının yaklaşık yüzde 70'ini yakalayan çok verimlidir. CCD'ler ayrıca gece görüş kameraları ve astronomi uygulamaları için ideal olan kızılötesi ışığa da duyarlıdır. Bazı kameralar tamamlayıcı bir metal oksit yarı iletken (CMOS) görüntü sensörü kullanırken, CCD en yaygın olanıdır.
CCD kameralarının çoğu, kameranın monokromatik, renkli veya kızılötesi işletim için tasarlanmış olup olmadığına bakılmaksızın, görüntü verilerini toplamak için tek bir şarj bağlı cihaz kullanır. Bu durumda, ışık mercekten girer, filtre edilir ve sonra tek bir fotoelektrik görüntü sensörü dizisinin yüzeyine odaklanır. "Üç CCD" veya "üç çip" kameralar olarak bilinen birçok profesyonel video kamera, üç CCD dizisi içerir. Bunlarla gelen ışık, her biri kendi CCD sensörüne odaklanan kırmızı, yeşil ve mavi bileşenlerine bir prizma ile ayrılır. Bu, renk ayrımını iyileştirir ve ışık hassasiyetini arttırır, genel olarak daha doğru renk gölgelenmesi ve düşük ışık koşullarında daha ayrıntılı renk gölgesi verir.
Faks makineleri, tarayıcılar ve diğer doğrusal tarama kameraları, veri toplamak için tek boyutlu bir CCD görüntü sensörü kullanır, görüntüyü yakalamak için sensörü veya taranan nesneyi hareket ettirir. Diğer her CCD kamerası da sabit bir iki boyutlu alan matrisi kullanır. CCD sensörü, üzerinde yoğunlaşan ışığın yoğunluğuna, süresine ve dalga boyuna bağlı olarak yük oluşturan birleşik, fotoaktif kapasitörler dizisidir. Bir görüntüye maruz kaldığında, sensörün kontrolörü her kondansatörün yükünü dizideki komşusuna kaydırır. Bu, tüm matris boyunca bir dalgalanma etkisi yaratır, son masraf kümesini çipten ayrı bir sayısallaştırıcıya kaydırır; bu sayısallaştırıcı onları kameranın hafızasında saklanacak sayısal değerlere dönüştürür.
CCD kameranın görüntü verilerini nasıl sakladığı ve aldığı, genellikle sistemin tasarımını etkiler. Tam kare yöntemi, ışık toplamak için tüm CCD'yi kullanır ve görüntü verileri çip dışına aktarıldığında lekelenmeyi önlemek için mekanik bir deklanşör gerektirir. Bu tasarım, en hafif olanı toplarken idealdir ve en iyi görüntü, maliyet, zaman ve güç tüketiminden daha önemlidir. Interline yöntemi, görüntü şarj verilerini bir piksel kaydırmayla hızlı bir şekilde saklamak için CCD'nin diğer tüm sütunlarını kullanır; Alternatif olarak, çerçeve transfer yöntemi kabul edilebilir bir miktarda bulaşma ve mekanik panjur olmadan uygulanabilir. Çerçeve aktarımı, şarj depolama ve alma için CCD'nin yarısını kullanır, diğer yarısı yeni bir görüntü biriktirirken, aynı boyuttaki görüntüyü işlemek için iki kat silikon miktarını gerektirir.
Özel CCD kameralar astronomide kullanılırlar çünkü ultraviyole ışınlarından kızılötesi ışınlara kadar ışık dalga boylarına duyarlıdırlar. Aslında o kadar hassastırlar ki, CCD'yi sıvı azot sıcaklıklarına soğutmayı içeren görüntü bozucu "gürültü" miktarını azaltmak için birçok ilave adım atılmalıdır. Doğru miktarda telafi ve görüntü işleme ile, gözlemci kalitesinde astrofotografi, CCD kamera ekipmanlarıyla donanmış ciddi ve özel amatörlere erişilebilir hale geldi.
