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高光谱成像仪CCD传感器和COMS传感器有什么区别?

发布时间:2023-06-02
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​对于高光谱成像仪而言,高光谱成像仪的探测器是一个重要的技术指标,有的使用CCD探测器,有的使用COMS探测器。那么,高光谱成像仪CCD传感器和COMS传感器有什么区别?

对于高光谱成像仪而言,高光谱成像仪的探测器是一个重要的技术指标,有的使用CCD探测器,有的使用COMS探测器。那么,高光谱成像仪CCD传感器和COMS传感器有什么区别?

三恩时高光谱成像仪

作为两种最为常用的图像传感器,CCD和CMOS之间有着诸多的差异,主要表现在以下几个方面:

1、结构的不同

CCD传感器中每一行中每一个像素的电荷数据都会依次传送到下一个像素中,由最底端部分输出,再经由传感器边缘的放大器进行放大输出;而在CMOS传感器中,每个像素都会邻接一个放大器及A/D转换电路,用类似内存电路的方式将数据输出。它们的结构示意图如x下图所示。

CMOS内部结构示意图

CCD内部结构示意图

2、灵敏度的比较

灵敏度代表传感器的光敏单元收集光子产生电荷信号的能力。CCD图像传感器灵敏度较CMOS传感器高30%-50%。这主要因为CCD像元耗尽区深度可达10mm,具有可见光及近红外光谱段的完全收集能力,而CMOS的象元对红光及近红外光的吸收比较困难。


3、响应速度

由于CCD采用了串行连续扫描的工作方式,可以一次性的读出整行或者整列的数据。而CMOS采用的是单点信号传输的方式,通过简单的二维坐标平面寻址技术,可以对任意的象元读出数据,故基于CMOS技术的图像传感器的信号传输速度较快。


4、噪声比较

CCD有专属的数据通道,可以保证信号传输的不失真,保证了图像的完整性。而CMOS的每个象元都直接连接到AD转换器上,没有专门的通道可以使用,造成了噪点的增加,影响了到图像的品质。


5、成本比较

CCD 传感器的中一个象元的损坏就会导致整排或整列数据不能传送,而 CMOS 图像传感器采用的是半导体电路常用的CMOS工艺,所以其周边电路可以很容易的集成到芯片中,节省了成本。故 CCD 传感器的成本要高于CMOS。

总的来说,虽然CCD和CMOS图像传感器在各方面的比较中各有优势,但是由于CCD传感器在灵敏度和控制噪声方面的优越表现,使它逐渐成为了图像传感器的主流。

本文标签: COMS传感器CCD传感器

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