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:424
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
-
高光谱和多光谱有什么区别?
高光谱和多光谱作为作为无损检测技术,因其精度高、分辨率高等优点,被广泛的应用于农业、地质灾害、医学等不同的领域。高光谱和多光谱同作为光谱技术,但它们之间存在一定..
-
高光谱图像的优势和劣势对比
高光谱图像作为一种结合了成像技术和光谱技术的多维信息获取技术,具有显著的优势,但同时也存在一些劣势。以下是对高光谱图像优势和劣势的详细对比。..
-
高光谱在水果品质检测中的应用
高光谱成像技术,以其高光谱分辨率、图像信息丰富及非接触、无损检测等独特优势,正逐步成为水果品质检测领域的新宠。本文从以下几个方面介绍了高光谱在水果品质检测中的应..
-
多光谱和高光谱哪个好?全面对比多光谱和高光谱
光谱成像已成为从农业到环境管理等许多领域的宝库。高光谱和多光谱成像处于该技术的前沿。本文我们将讨论高光谱和多光谱成像的优点和局限性,以及哪种技术适合哪种现实场..