อุปกรณ์ที่มีประจุคู่ (CCD) ช่วยให้การขนส่งสัญญาณอะนาล็อกที่ชาร์จด้วยไฟฟ้าผ่านตัวเก็บประจุที่แตกต่างกันตั้งอยู่ในซีรีย์ อุปกรณ์นี้ถูกควบคุมโดยสัญญาณนาฬิกาที่แกว่งระหว่างสถานะสูงและต่ำ ระบบทั้งหมดทำหน้าที่เป็น shift register ซึ่งมีอินพุตและเอาต์พุตเชื่อมโยงเข้าด้วยกันเป็นอนุกรมซึ่งช่วยให้สามารถใช้อุปกรณ์คู่ที่ชาร์จประจุเป็นวิธีหน่วงสัญญาณอะนาล็อก การใช้งานทั่วไปของอุปกรณ์เหล่านี้สำหรับเซ็นเซอร์แสงโฟโตอิเล็กทริกที่เชื่อมโยงกับสัญญาณอะนาล็อกแบบขนาน เทคโนโลยีนี้เป็นพื้นฐานของการทำงานของกล้องดิจิตอลเครื่องบันทึกวิดีโอและโทรศัพท์รูปภาพ
ในปี 1961 Eugene F. Lally นักวิจัยที่ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ในเมืองพาซาดีน่ารัฐแคลิฟอร์เนียได้เขียนบทความที่เรียกว่า Mosaic Guidance สำหรับการเดินทางในอวกาศ เขาสำรวจความคิดในการใช้ชุดของเครื่องตรวจจับแสงที่ใช้การประมวลผลดิจิตอลเพื่อสร้างภาพ ในปี 1969 นักวิทยาศาสตร์วิลลาร์ดบอยล์และจอร์จอี. สมิ ธ ทำงานที่ AT & T Bell Labs ในเมอร์เรย์ฮิลล์รัฐนิวเจอร์ซีย์ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่มีประจุคู่เพื่อใช้เป็นเทคโนโลยีหน่วยความจำ เมื่อใช้เทคโนโลยีนี้ บริษัท อื่น ๆ ก็พัฒนาวิธีในการจับภาพโฟโตอิเล็กทริกและสร้างภาพอิเล็กทรอนิกส์
วิธีที่อุปกรณ์คู่ที่ชาร์จไฟทำงานในการจับภาพคือการโฟกัสภาพที่ฉายจากเลนส์ไปยังอาร์เรย์ตัวเก็บประจุโฟโต้ ส่งผลให้ตัวเก็บประจุแต่ละตัวสะสมประจุไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับความเข้มของแสงของภาพ สิ่งนี้จะจับภาพสองมิติที่ถ่ายโอนไปยังแอมพลิฟายเออร์ชาร์จซึ่งจะแปลงเป็นแรงดัน ภาพนี้จะถูกจัดเก็บแบบดิจิทัลในโมดูลหน่วยความจำและสามารถเข้าถึงได้ในภายหลัง
อุปกรณ์คู่ที่ชาร์จไฟด้วยพื้นฐานนั้นมีประสิทธิภาพในการจับความส่องสว่าง แต่ก็มีความยากในการแสดงสี เพื่อแก้ปัญหานี้กล้องดิจิตอลที่ทันสมัยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าหน้ากากไบเออร์เหนือ CCD มันเชื่อมโยงสี่พิกเซลในบล็อกและกรองระดับความสว่างที่แตกต่างกันเป็นสีที่แตกต่างกัน พิกเซลเหล่านี้มีสีโดยมีสีแดงหนึ่งสีน้ำเงินและสีเขียวสองอันเนื่องจากดวงตามนุษย์สามารถระบุสีเขียวได้ง่ายกว่าสีอื่น ๆ
เทคโนโลยีอื่นที่ได้รับการพัฒนาในศตวรรษที่ 21 ต้นนั้นเกี่ยวข้องกับชิปอุปกรณ์ที่มีความคมชัดสูงซึ่งมีความละเอียดสูงซึ่งสามารถใช้สีความสว่างได้มากกว่าในขนาดรูรับแสงที่แตกต่างกัน มันทำสิ่งนี้ได้สำเร็จโดยการใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าปริซึม dichroic ซึ่งแยกแต่ละสีออกเป็นส่วนประกอบดั้งเดิม ปริซึม Dichroic ถูกนำมาใช้ในกล้องดิจิตอลและกล้องวิดีโอบางตัว
