CCD圖像傳感器（Charged Coupled Device）中文全稱：電荷耦合元件。可以稱為CCD感光元。CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。 CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素。一塊CCD上包含的像素數(shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。
CCD從功能上可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類。線陣CCD通常將CCD內(nèi)部電極分成數(shù)組，每組稱為一相，并施加同樣的時鐘脈沖。所需相數(shù)由CCD芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，結(jié)構(gòu)相異的CCD可滿足不同場合的使用要求。線陣CCD有單溝道和雙溝道之分，其光敏區(qū)是MOS電容或光敏二極管結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)工藝相對較簡單。它由光敏區(qū)陣列與移位寄存器掃描電路組成，特點是處理信息速度快，外圍電路簡單，易實現(xiàn)實時控制，但獲取信息量小，不能處理復(fù)雜的圖像。面陣CCD的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，它由很多光敏區(qū)排列成一個方陣，并以一定的形式連接成一個器件，獲取信息量大，能處理復(fù)雜的圖像。
CCD感光元件傳真機應(yīng)用
傳真機所用的線性CCD影像經(jīng)透鏡成像于電容陣列表面后，依其亮度的強弱在每個電容單位上形成強弱不等的電荷。傳真機或掃瞄儀用的線性CCD每次捕捉一細長條的光影，而數(shù)碼相機或攝影機所用的平面式CCD則一次捕捉一整張影像，或從中擷取一塊方形的區(qū)域。一旦完成曝光的動作，控制電路會使電容單元上的電荷傳到相鄰的下一個單元，到達邊緣后一個單元時，電荷訊號傳入放大器，轉(zhuǎn)變成電位。如此周著復(fù)始，直到整個影像都轉(zhuǎn)成電位，取樣并數(shù)位化之后存入內(nèi)存。儲存的影像可以傳送到打印機、儲存設(shè)備或顯示器。
CCD感光元件數(shù)碼相機應(yīng)用
在數(shù)碼相機領(lǐng)域，CCD的應(yīng)用更是異彩紛呈。一般的彩色數(shù)碼相機是將拜爾濾鏡（ Bayer filter ）加裝在CCD上。每四個像素形成一個單元，一個負責(zé)過濾紅色、一個過濾藍色，兩個過濾綠色(因為人眼對綠色比較敏感)。結(jié)果每個像素都接收到感光訊號，但色彩分辨率不如感光分辨率。
用三片CCD和分光棱鏡組成的3CCD系統(tǒng)能將顏色分得更好，分光棱鏡能把入射光分析成紅、藍、綠三種色光，由三片CCD各自負責(zé)其中一種色光的呈像。所有的專業(yè)級數(shù)位攝影機，和一部份的半專業(yè)級數(shù)位攝影機采用3CCD技術(shù)。目前，超高分辨率的CCD芯片仍相當(dāng)昂貴，配備3CCD的高解析靜態(tài)照相機，其價位往往超出許多專業(yè)攝攝影者的預(yù)算。因此有些高檔相機使用旋轉(zhuǎn)式色彩濾鏡，兼顧高分辨率與忠實的色彩呈現(xiàn)。這類多次成像的照相機只能用于拍攝靜態(tài)物品。
CCD感光元件天文應(yīng)用
經(jīng)冷凍的CCD同時在1990年代初亦廣泛應(yīng)用于天文攝影與各種夜視裝置，而各大型天文臺亦不斷研發(fā)高像數(shù)CCD以拍攝極高解像之天體照片。
CCD在天文學(xué)方面有一種奇妙的應(yīng)用方式，能使固定式的望遠鏡發(fā)揮有如帶追蹤望遠鏡的功能。方法是讓CCD上電荷讀取和移動的方向與天體運行方向一致，速度也同步，以CCD導(dǎo)星不僅能使望遠鏡有效糾正追蹤誤差，還能使望遠鏡記錄到比原來更大的視場。
一般的CCD大多能感應(yīng)紅外線，所以衍生出紅外線影像、夜視裝置、零照度(或趨近零照度)攝影機/照相機等。為了減低紅外線干擾，天文用CCD常以液態(tài)氮或半導(dǎo)體冷卻，因室溫下的物體會有紅外線的黑體輻射效應(yīng)。CCD對紅外線的敏感度造成另一種效應(yīng)，各種配備CCD的數(shù)碼相機或錄影機若沒加裝紅外線濾鏡，很容易拍到遙控器發(fā)出的紅外線。降低溫度可減少電容陣列上的暗電流，增進CCD在低照度的敏感度，甚至對紫外線和可見光的敏感度也隨之提升（信噪比提高）。
溫度噪聲、暗電流（dark current）和宇宙輻射都會影響CCD表面的像素。天文學(xué)家利用快門的開闔，讓CCD多次曝光，取其平均值以緩解干擾效應(yīng)。為去除背景噪聲，要先在快門關(guān)閉時取影像訊號的平均值，即為"暗框"(dark frame)。然后打開快門，取得影像后減去暗框的值，再濾除系統(tǒng)噪聲(暗點和亮點等等)，得到更清晰的細節(jié)。
天文攝影所用的冷卻CCD照相機必須以接環(huán)固定在成像位置，防止外來光線或震動影響；同時亦因為大多數(shù)影像平臺生來笨重，要拍攝星系、星云等暗弱天體的影像，天文學(xué)家利用"自動導(dǎo)星"技術(shù)。大多數(shù)的自動導(dǎo)星系統(tǒng)使用額外的不同軸CCD監(jiān)測任何影像的偏移，然而也有一些系統(tǒng)將主鏡接駁在拍攝用之CCD相機上。以光學(xué)裝置把主鏡內(nèi)部份星光加進相機內(nèi)另一顆CCD導(dǎo)星裝置，能迅速偵測追蹤天體時的微小誤差，并自動調(diào)整驅(qū)動馬達以矯正誤差而不需另外裝置導(dǎo)星。
