Princeton 4300 User Manual

Chapter 5 

Operation 

51 

 

 

 

51 

as image pixels, the binning of large sections may result in saturation and “blooming”, or 

spilling of charge back into the image area.  
Figure 20 shows an example of 2 



 2 binning. Each pixel of the image displayed by the 

software represents 4 pixels of the CCD array. Rectangular bins of any size are possible.  

 

One limitation of hardware binning is that the shift register pixels and the output node are 

typically only 2-3 times the size of imaging pixels. Consequently, if the total charge binned 

together exceeds the capacity of the shift register or output node, the data will be lost.  
This restriction strongly limits the number of pixels that may be binned in cases where there 

is a small signal superimposed on a large background, such as signals with a large 

fluorescence. Ideally, one would like to bin many pixels to increase the S/N ratio of the weak 

peaks but this cannot be done because the fluorescence would quickly saturate the CCD.  
The solution is to perform the binning in software. Limited hardware binning may be used 

when reading out the CCD. Additional binning is accomplished in software, producing a 

result that represents many more photons than was possible using hardware binning. 
Software averaging can improve the S/N ratio by as much as the square root of the 

number of scans. Unfortunately, with a high number of scans, i.e., above 100, camera 1/f 

noise may reduce the actual S/N ratio to slightly below this theoretical value. Also, if the 

light source used is photon-flicker (1/f noise) limited rather than photon shot-noise 

limited, this theoretical signal improvement cannot be fully realized. Again, background 

subtraction from the raw data is necessary.