高光谱成像仪CCD传感器和CMOS传感器有什么不同?
发布时间:2023-09-08
浏览次数:489
CCD传感器和CMOS传感器是目前高光谱成像仪器主要使用的两种探测器,二者都是利用光敏二极管的感光原理进行光电转换。那么,高光谱成像仪CCD传感器和CMOS传感器有什么不同?本文对高光谱成像仪CCD传感器和CMOS传感器的区别及CCD传感器的优势做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!
CCD传感器和CMOS传感器是目前高光谱成像仪器主要使用的两种探测器,二者都是利用光敏二极管的感光原理进行光电转换。那么,高光谱成像仪CCD传感器和CMOS传感器有什么不同?本文对高光谱成像仪CCD传感器和CMOS传感器的区别及CCD传感器的优势做了介绍,感兴趣的朋友可以了解一下!
高光谱成像仪CCD传感器和CMOS传感器的区别:
CCD和CMOS传感器是目前光谱成像中主要使用的两种探测器。二者都是利用光敏二极管的感光原理进行光电转换,除了制造工艺外CCD和CMOS的主要差别在于电荷读出的方式。CCD和CMOS探测器的工作原理示意如下图所示,CCD的信号电荷到达读出端口之前需要经过多次的转移,然后在读出端口将信号电荷转换成电压值读出,CMOS直接在像元内部将信号电荷转换为电压值,然后每一个像素通过X-Y坐标系选通后直接读出。
高光谱成像仪CCD传感器的优势:
在用于光谱成像时,CCD相对于CMOS探测器主要存在以下几方面的优势。
1.光学填充因子高
高分辨率的高光谱成像仪对探测器有着较高的感光能力需求。CMOS的像元上集成了寻址寄存器、放大器等部件,光填充因子较低,虽然可以采用加装微透镜或提高光刻技术的方法加以改善,但工艺复杂性随之大大提高,削弱了CMOS图像传感器的成本优势,且光学填充率始终不可能达到100%。相比之下,CCD探测器的光学填充率通常都能够达到100%,在相同的像元尺寸下感光能力更强。
2.量子效率曲线平滑
COMS器件由于制造工艺和芯片结构的原因,通常量子效率曲线会出现类似震荡的线型。光谱响应的不平滑性在目标光谱识别上会带来很大障碍,在振荡谷底处波段的信噪比会降低,严重影响了光谱图像的质量和应用价值。而CCD器件制作工艺避免了光谱震荡的问题,光谱响应曲线较为平滑。
3.动态范围大
造成光谱成像时需要探测器具备足够的动态范围。CMOS探测器由于像元集成度高,内部线路复杂和工艺不完善等原因造成较大的固定图像噪声和读出噪声,影响了探测器动态范围。而CCD的制作工艺更为完善,暗电流较小,采用电荷转移读出机制,像元经过多次转移从相同的读出放大器端口读出,像元的输出信号均匀性较好且总的噪声可以很好的控制,在相同的满阱容量下动态范围更大。
相关产品
-
近红外光谱分析技术的应用和展望
近红外光谱分析技术在农药残留检测领域虽然具有快速、无损检测、无污染、低成本等优点,但是由于农药品种多且新品种不断涌现、农产品种类多、缺少农药残留检测限量标准、没..
-
什么是近红外光谱?近红外光谱分析原理
近红外光谱主要是由于分子振动的泛频使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的,记录的主要是含氢基团X-H(X=C、N、O、S)振动的倍频和合频吸收。不同基团(如甲基、..
-
高光谱相机和多光谱相机哪种相机的分辨率高?
在探讨高光谱相机和多高光谱相机哪种相机的分辨率高时,我们可以从高光谱相机的基本特性和分类出发,进而推断两种相机在分辨率上的可能差异。..
-
高光谱成像技术在农业上的应用
高光谱成像技术作为一种先进的遥感技术,近年来在农业领域得到了广泛应用,为精准农业、作物监测、土壤分析、病虫害检测等方面提供了强有力的支持。本文将详细阐述高光谱成..