CR(charge-coupled device readout)读出原理是指,将 CCD 传感器中的像素电荷输出到数字信号。
每个 CCD 像素都可以看作一 个储存像素信号的小容器。当 CCD 接收到光线后,会把光的能量转化为电子,并将电子存储在相应的储存器中。通过读出器件的作用,将这些储存像素信号的小容器中的电荷输出成为数字信号。
在读出时,通过在读出器件上施加电压并在 CCD 芯片下加高频正弦信号,使得器件中的电荷在转移时可以跟随着阵列一步步产生简单的运动,最终将电荷输出。读出时的电压与频率都是可以控制的,通过改变这些参数可以实现不同的读出方式及读出速度。
相比于其他读出方式,CR 读出原理具有以下几个优点:
1、信号的传输速度快:
相比于模拟信号传输,数字信号传输更加快速可靠,不容易受干扰和失真。
2、方便信号处理:
数字信号的处理和存储都比模拟信号更加简单方便,应用也更加广泛。
3、能耗低:
通过优化器件电压和频率的控制,在保持读出速度的情况下能耗更低。
CR 读出原理广泛应用于影像设备领域,如照相机、数码相机、 内窥镜、手术显微镜等。在物理实验领域中,CR 读出原理也被应用在伽马射线探测器等仪器中。
此外,随着技术的不断发展,CR 读出原理也正在不断地拓展应用。比如在智能手机相机中,通过通过对读出原理的改进和优化,大大提升了照片质量和成像速度。