מערכות מצלמות מהירות מוקדמות השתמשו בצינורות מצלמות מטרות סיליקון ברגישות גבוהה בתור חיישני תמונה. מצלמה במהירות גבוהה קלטה אותות תמונה על ידי סריקה שורה אחר שורה עם אלומת אלקטרונים, המרה אותם לאותות תמונת וידאו, שאוחסנו לאחר מכן על סרט מגנטי או דיסק בצפיפות גבוהה. בשל האינרציה הגבוהה של צינור המצלמה, זה לא היה תורם להשגת קצבי פריימים גבוהים. יתר על כן, עיוות גיאומטרי חמור של התמונה הזיק למדידות ברמת דיוק גבוהה. עם התפתחות טכנולוגיית המיקרו-אלקטרוניקה, מכשירי הדמיה במצב מוצק (התקני CCD ו-CMOS) החליפו את צינורות המצלמה כחיישני תמונה במערכות מצלמות מהירות.
אירועים חולפים חיצוניים מצטלמים על אזור ההדמיה של שבב מצלמת CCD באמצעות מערכת אופטית. במהלך זמן האינטגרציה (T<sub>integration</sub>), הפיקסלים של מערך CCD מייצרים מטענים שנוצרו בצילום, שכמותם פרופורציונלית לעוצמת האור וזמן החשיפה. לאחר האינטגרציה, המטענים באזור ההדמיה מועברים לאזור האחסון העליון או התחתון המקביל (כפי שמוצג על ידי החצים באיור) בשליטה של שעון אנכי, עם זמן העברה של T<sub>transfer</sub>. לאחר מכן, המטענים באזור האחסון מועברים שורה אחר שורה אל אוגרי ההזזה של הפלט בשליטה של שעון אנכי. 16 אוגרי משמרות, תחת שליטה של שעון אופקי, משלימים את הפלט שורה אחר שורה של מטענים שנוצרו בצילום. ניתן לסכם את תהליך העבודה של שבב CCD באופן הבא: ① אינטגרציה מסתיימת;
② המטען מועבר מאזור ההדמיה לאזור האחסון;
③ האינטגרציה מתחילה באזור ההדמיה;
④ המטען מועבר שורה אחר שורה מאזור האחסון לאוגר המשמרות הפלט;
⑤ הטעינה באוגר מופקת (הוזזה 64 פעמים). מהדיון לעיל, קל לראות שעבור חיישן תמונה CCD, הגדלת קצב הפריימים פירושה למעשה הגדלת קצב הקריאה של המטען שנוצר בפוטו של ה-CCD. בהתחשב במבנה ובעקרון העבודה של CCD, קל לדמיין שניתן להשיג הגדלת קצב הקריאה של המטען שנוצר בצילום בשתי דרכים:
1. הגדלת תדר השעון של דופק כונן CCD;
2. חלוקת שבב ה-CCD למספר אזורים קטנים עצמאיים ושימוש בשיטת פלט מקבילית רב-ערוצית כדי לקרוא את המטען שנוצר בצילום של פיקסל ה-CCD של כל אזור קטן.
בעוד הגדלת תדירות הדופק של כונן CCD יכולה להגביר את קצב הקריאה, התוצאה היא זמן שילוב CCD קצר יותר, רעש מוגבר ואובדן העברת מטען מוגבר, ובכך מוביל לירידה באיכות התמונה. ברכיבי Ultra HD High Speed Camera, אם שבב ה-CCD מחולק למספר אזורים קטנים מוגדרים באופן הגיוני, כל אחד עם אותו מספר פיקסלים ויציאת פלט מטען עצמאית משלו, ניתן להגדיל את קצב הפריימים של המצלמה מספר פעמים מבלי לשנות את תדר הדופק של כונן CCD. בעוד ששיטת פלט טעינה רב-ערוצית זו, המחולקת, עשויה להגביר את הדרישות לתהליכי ייצור שבבי CCD ואת הקושי בשליטה בכונן, אין ספק שהיא דרך לשפר את קצב קריאת ה-CCD.
