Napunjeni spojeni uređaj (CCD) omogućuje prijenos električno nabijenih analognih signala kroz različite kondenzatore postavljene u nizu. Ovim uređajem upravlja signal sata koji oscilira između visokog i niskog stanja. Cijeli sustav djeluje kao pomakni registar koji ima svoje ulaze i izlaze povezane u seriju, što omogućuje korištenje napunjenog spojenog uređaja kao načina odlaganja analognih signala. Najčešća upotreba ovih uređaja je za fotoelektrične svjetlosne senzore koji su povezani s paralelnim analognim signalima. Ova tehnologija je osnova rada digitalnih fotoaparata, videorekordera i slikovnih telefona.
Godine 1961. Eugene F. Lally, istraživač u Laboratoriju za mlazni pogon u Pasadeni u Kaliforniji, napisao je rad pod nazivom Mozaik smjernica za međuplanetarna putovanja. Istražio je ideju korištenja serije optičkih detektora koji su implementirali digitalnu obradu za stvaranje fotografije. Godine 1969. znanstvenici Willard Boyle i George E. Smith, koji rade u AT&T Bell Labsu u Murray Hillu, New Jersey, razvili su napunjeni spojeni uređaj za korištenje kao memorijsku tehnologiju. Koristeći ovu tehnologiju, druge su tvrtke ubrzo razvile načine za hvatanje fotoelektričnog efekta i izradu elektroničkih slika.
Način na koji napunjeni spojeni uređaj radi u snimanju slika je fokusiranje slike koja se projicira iz leće na fotoaktivni kondenzatorski niz. To rezultira da svaki kondenzator akumulira električni naboj koji je proporcionalan intenzitetu svjetlosti slike. Time se snima dvodimenzionalna slika koja se prenosi na pojačalo naboja, koje je zauzvrat prekriva u napon. Ova se slika zatim digitalno pohranjuje u memorijski modul i može joj se pristupiti kasnije.
Osnovni uređaj s naelektrisanim spojem učinkovit je u hvatanju svjetline, ali ima poteškoća s prikazom boja. Kako bi riješili ovaj problem, moderni digitalni fotoaparati koriste uređaj koji se zove Bayer maska preko CCD-a. Povezuje četiri piksela u blokove i filtrira različite razine osvjetljenja kao različite boje. Ti su pikseli obojeni, pri čemu je jedan crveni, jedan plavi i dva zelena, jer ljudsko oko može lakše prepoznati zelenu od drugih boja.
Druga tehnologija koja je razvijena početkom 21. stoljeća uključuje čipove spojenih uređaja visoke razlučivosti koji mogu koristiti više boje osvjetljenja pri različitim veličinama otvora blende. To postiže implementacijom uređaja zvanog dikroična prizma, koja svaku boju dijeli na njene izvorne komponente. Dikroične prizme su korištene u nekim digitalnim fotoaparatima i video kamerama.