Princeton 4411-0106 User Manual

Page of 136
60 
PIXIS System Manual 
Version 2.C 
 
Full Frame Readout 
The upper left drawing in Figure 25 
represents a CCD after exposure but 
before the beginning of readout. The 
capital letters represent different 
amounts of charge, including both 
signal and dark charge. This section 
explains readout at full resolution, 
where every pixel is digitized 
separately.  
Note: With PIXIS cameras you have 
a choice of amplifier (low noise or 
high capacity). Depending on the 
selected amplifier, the shift register 
may be read out to the right or to the 
left. For simplicity this drawing 
shows the readout to the left. 
Readout of the CCD begins with the 
simultaneous shifting of all pixels 
one row toward the "shift register," 
in this case the row on the top. The 
shift register is a single line of 
pixels along the edge of the CCD, 
not sensitive to light and used for  
 
Figure 25.  Full Frame at Full Resolution   
readout only. Typically the shift register pixels hold twice as much charge as the pixels in 
the imaging area of the CCD.  
After the first row is moved into the shift register, the charge now in the shift register is 
shifted toward the output node, located at one end of the shift register. As each value is 
"emptied" into this node it is digitized. Only after all pixels in the first row are digitized is 
the second row moved into the shift register. The order of shifting in our example is 
therefore A1, B1, C1, D1, A2, B2, C2, D2, A3.... 
After charge is shifted out of each pixel the remaining charge is zero, meaning that the 
array is immediately ready for the next exposure.  
Below are the equations that determine the rate at which the CCD is read out.   
The time needed to take a full frame at full resolution is:  
 
c
R
t
t
t
 
exp
 
(1) 
where 
t
R
 is the CCD readout time, 
t
exp
 is the exposure time, and 
t
c
 is the shutter compensation time.