ＣＣＤに光が当たると、フォトダイオードに電荷がたまります。たまった電荷は、転送部を通って送り出され、アナログ信号(電荷の量)として出力されます。アナログ信号は、A-D(アナログ-ディジタル)変換器で、ディジタルデータに変換されます。R(赤)、G(緑)、B(青)を受け持つフォトダイオードに貯められた電荷は、それぞれ8ビットずつのディジタルデータに変換されて、合計で24ビットで1つの画素を表します。すべてのフォトダイオードにためられた電荷を取り出し、計算することで画像データが得られます。

フォトダイオードから赤フィルタを通して得られる画像・緑フィルターを通して得られる画像・青フィルターを通して得られる画像を合成して画像データを得ることができます。

ＣＣＤ(Charge Coupled Device：電荷結合素子)は、代表的なイメージセンサです。右の図は左の図の受光部を拡大したものです。ＣＣＤのの表面には、小さな受光素子(フォトダイオード)が数十万個から百万個以上並んでいます。それぞれの受光素子は、上から入射された光の強さに応じて電荷を発生して蓄えます(光電変換)。受光部の横に電極がくり返し並べられた転送部があり、ここに特別な信号を入力すると、全受光素子が蓄えている電荷が順番に隣りの電極に移動して電荷を外部に出力します