Kamera CCD adalah semua jenis kamera digital dengan sensor gambar charge-coupled device (CCD). Ini mencakup sebagian besar kamera foto konsumen dan profesional, kamera video, kamera keamanan, kamera ponsel, dan kamera medis. CCD sangat efisien, umumnya menangkap sekitar 70 persen cahaya yang datang, tidak seperti film fotografi yang hanya merespons sekitar dua persen dari cahaya yang datang. CCD juga sensitif terhadap cahaya inframerah, yang membuatnya ideal untuk kamera pengintai penglihatan malam dan aplikasi astronomi. Sementara beberapa kamera menggunakan sensor gambar semikonduktor oksida logam komplementer (CMOS), CCD adalah jenis yang paling umum.
Sebagian besar kamera CCD menggunakan perangkat yang digabungkan dengan muatan tunggal untuk mengumpulkan data gambar, baik kamera tersebut dirancang untuk pengoperasian monokromatik, warna, atau inframerah. Dalam hal ini, cahaya masuk melalui lensa, disaring dan kemudian difokuskan ke permukaan array sensor gambar fotolistrik tunggal. Banyak kamera video profesional, yang dikenal sebagai kamera “tiga CCD” atau “tiga chip”, berisi tiga larik CCD. Dengan ini, cahaya yang masuk dibagi oleh prisma menjadi komponen merah, hijau dan biru, masing-masing difokuskan pada sensor CCD sendiri. Ini meningkatkan pemisahan warna dan meningkatkan sensitivitas cahaya, menghasilkan bayangan warna yang lebih akurat secara umum dan lebih detail dalam situasi cahaya rendah.
Mesin faks, pemindai, dan jenis kamera pemindai linier lainnya menggunakan sensor gambar CCD satu dimensi untuk mengumpulkan data, menggerakkan sensor atau objek yang dipindai untuk menangkap seluruh gambar. Setiap jenis kamera CCD lainnya menggunakan matriks area dua dimensi tetap. Sensor CCD adalah susunan kapasitor fotoaktif yang digabungkan yang membangun muatan berdasarkan intensitas, durasi, dan panjang gelombang cahaya yang difokuskan padanya. Setelah terkena gambar, pengontrol sensor menggeser muatan setiap kapasitor ke tetangganya dalam array. Ini menciptakan efek riak di seluruh matriks, menggeser set muatan terakhir dari chip ke digitizer terpisah; digitizer ini mengubahnya menjadi nilai numerik untuk disimpan dalam memori kamera.
Cara kamera CCD menyimpan dan mengambil data gambar biasanya memengaruhi desain sistem. Metode full-frame menggunakan seluruh CCD untuk pengumpulan cahaya dan membutuhkan rana mekanis untuk mencegah corengan saat data gambar ditransfer off-chip. Desain ini sangat ideal saat mengumpulkan paling banyak cahaya dan gambar terbaik lebih penting daripada biaya, waktu, dan konsumsi daya. Metode interline menggunakan setiap kolom lain dari CCD untuk menyimpan data pengisian gambar dengan cepat dengan pergeseran satu piksel, mencegah noda dan menghilangkan kebutuhan akan rana mekanis dengan biaya efisiensi. Sebagai alternatif, metode transfer bingkai dapat diterapkan dengan jumlah noda yang dapat diterima dan tanpa penutup mekanis. Frame-transfer menggunakan setengah dari CCD untuk penyimpanan dan pengambilan muatan, sementara setengah lainnya mengumpulkan gambar baru, sehingga memerlukan dua kali jumlah silikon untuk menangani gambar dengan ukuran yang sama.
Kamera CCD khusus digunakan dalam astronomi karena sensitif terhadap panjang gelombang cahaya, dari ultraviolet hingga inframerah. Faktanya, mereka sangat sensitif sehingga banyak langkah ekstra yang harus diambil untuk mengurangi jumlah “noise” yang mendistorsi gambar, termasuk mendinginkan CCD ke suhu nitrogen cair. Dengan jumlah kompensasi dan pemrosesan gambar yang tepat, astrofotografi berkualitas observatorium telah dapat diakses oleh para amatir yang serius dan berdedikasi yang dipersenjatai dengan peralatan kamera CCD.