En los laboratorios Bell “Willard Boyle” y “George E. Smith” inventaron el CCD o Charge-Coupled Device (Dispositivo de Carga Acoplada), quienes en 2009 recibieron el premio Nobel por el invento. El primer artículo astronómico sobre el uso de la CCD fue el titulado “Astronomical imaging applications for CCDs”, en 1976. Y la sustitución final de la fotografía en los observatorios profesionales fue en los 80 y empezó a prevalecer en la astrofotografía aficionada desde los 90.

La sensibilidad de un “CCD típico” puede llegar hasta a un 70%, comparada con la sensibilidad típica de las películas fotográficas, en torno al 2%. Actualmente, por ejemplo, las cámaras dedicadas para astronomía de la marca ZWO llegan a una eficiencia cuántica (o “QE” que corresponde a cuántos de los fotones recibidos por el sensor serán convertidos en electrones y en información) de hasta el 91%.

La cámara inicia una exposición a la luz durante un tiempo definido por el usuario. Los fotones que llegan al sensor (a veces atravesando algún filtro) se convierten en electrones basándose en el efecto fotoeléctrico. La Eficiencia Cuántica o “QE” indica el porcentaje de fotones que logran ser convertidos en electrones. La Ganancia es un parámetro (cuyo factor proporcional es propio de cada cámara) que indica en cuántos electrones se convertirá un fotón. La llamada ganancia unitaria de una cámara es cuando un fotón se convierte en un electrón en una cámara en particular. El Full Well es la capacidad por píxel de almacenamiento de un cierto número máximo de electrones.  Posteriormente el C+A transforma y amplifica los electrones en voltaje. Este voltaje es convertido en información mediante el ADC, el cual tiene una capacidad en Bits (de 8 a 16) que define la cantidad de pasos máximos de rango que puede haber entre “nula exposición u oscuridad” y “saturado o máxima luminosidad”, a estos pasos también se le denomina “ADU” en los histogramas u otros usos.