İlk yüksek hızlı kamera sistemleri, görüntü sensörleri olarak yüksek hassasiyetli silikon hedef kamera tüpleri kullanıyordu. Yüksek Hızlı Kamera, bir elektron ışınıyla satır satır tarayarak görüntü sinyallerini yakaladı, bunları video görüntü sinyallerine dönüştürdü ve bunlar daha sonra yüksek yoğunluklu manyetik bant veya diskte depolandı. Kamera tüpünün yüksek ataletinden dolayı, yüksek kare hızlarına ulaşmaya yardımcı olmadı. Ayrıca, şiddetli görüntü geometrik bozulması, yüksek hassasiyetli ölçümlere zarar veriyordu. Mikroelektronik teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, yüksek hızlı kamera sistemlerinde görüntü sensörleri olarak kamera tüplerinin yerini katı hal görüntüleme cihazları (CCD ve CMOS cihazları) almıştır.
Harici geçici olaylar, bir optik sistem aracılığıyla CCD kamera çipinin görüntüleme alanına yansıtılır. Entegrasyon süresi (T<sub>entegrasyon</sub>) sırasında, CCD dizisi pikselleri, miktarı ışık yoğunluğu ve pozlama süresiyle orantılı olan fotojenlenmiş yükler üretir. Entegrasyondan sonra, görüntüleme alanındaki yükler, T<sub>transfer</sub> transfer süresi ile dikey bir saatin kontrolü altında ilgili üst veya alt depolama alanına (şekilde oklarla gösterildiği gibi) aktarılır. Daha sonra depolama alanındaki yükler dikey bir saatin kontrolü altında satır satır çıkış kaydırma yazmaçlarına aktarılır. Yatay bir saatin kontrolü altındaki on altı kaydırma yazmacı, ışıkla üretilen yüklerin satır satır çıktısını tamamlıyor. Bir CCD çipinin çalışma süreci şu şekilde özetlenebilir: ① Entegrasyon biter;
② Şarj, görüntüleme alanından depolama alanına aktarılır;
③ Entegrasyon görüntüleme alanında başlar;
④ Şarj, depolama alanından çıkış kaydırma yazmacına sıra sıra aktarılır;
⑤ Kayıttaki şarjın çıkışı sağlanır (64 kez kaydırılır). Yukarıdaki tartışmadan, bir CCD görüntü sensörü için kare hızını arttırmanın aslında CCD'nin fotojeniteli yükünün okuma oranını arttırmak anlamına geldiğini görmek kolaydır. Bir CCD'nin yapısı ve çalışma prensibi göz önüne alındığında, CCD'nin ışıkla üretilen yükünün okuma oranının arttırılmasının iki yolla sağlanabileceğini hayal etmek kolaydır:
1. CCD sürücü darbesinin saat frekansını arttırmak;
2. CCD çipini birkaç bağımsız küçük alana bölmek ve her küçük alanın CCD pikselinin fotojenlenmiş yükünü okumak için çok kanallı paralel çıkış yöntemini kullanmak.
CCD sürücüsü darbe frekansını artırmak okuma hızını artırabilirken, sonuç olarak CCD entegrasyon süresi kısalır, gürültü artar ve yük aktarım kaybı artar, bu da görüntü kalitesinin düşmesine neden olur. Ultra HD Yüksek Hızlı Kamera bileşenlerinde, CCD çipi, her biri aynı sayıda piksele ve kendi bağımsız şarj çıkış portuna sahip, mantıksal olarak tanımlanmış birkaç küçük bölgeye bölünürse, kameranın kare hızı, CCD sürücüsünün darbe frekansını değiştirmeden birkaç kez artırılabilir. Bu bölümlenmiş, çok kanallı şarj çıkış yöntemi, CCD çip üretim süreçlerine yönelik gereksinimleri ve sürücü kontrolünün zorluğunu arttırabilirken, şüphesiz CCD okuma hızını iyileştirmenin bir yoludur.
