高光譜成像儀探測器有哪些類型？高光譜成像儀作為一種光學儀器，其最為核心的部件就是探測器，它主要用于將光電信息轉換為圖像信息。目前，常見的探測器有CCD、CMOS、EMCCD、sCMOS等。那么，CCD和CMOS什么區別？本文為大家做了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！
高光譜成像儀探測器的類型：
在高光譜成像系統中，圖像傳感器用來實現光電轉換，它的選擇很重要。常見的探測器有CCD、CMOS、EMCCD、sCMOS。
CCD是一種電荷耦合器件，工作原理是將光信號通過光電效應轉化成電子，其成像區域與功能區域實際上是分離開的，因為像元會按照每一行的順序將所收集到的電子傳輸到共同的輸出上，再將電荷記錄成電壓暫時存儲在寄存器中，最后存儲在成像區域之外，CCD圖像傳感器具有高靈敏度。
CMOS是集成電路的一種，最早被稱為絕緣柵場效應晶體管，在CMOS圖像傳感器中，在每一個像素上，電子轉換成電壓，可以將很多功能集成進芯片，讀取圖像更靈活，但是其光敏單元在像元整體面積中所占比例較低。
EMCCD是一種高端光電探測產品，也叫做電子倍增CCD，是一種新興的微弱光信號增強探測技術，在CCD的基礎上增加了增益寄存器，光子通過寄存器，不斷撞擊器壁，因此，光生電荷的數量被放大，由此提高了CCD的感光靈敏度，同時降低讀出噪聲。
sCMOS是科學級CMOS，具有低噪聲、高幀頻和高動態范圍等優點，是最新圖像傳感器技術，實質上是CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器的結合，其性能遠遠高于CCD和CMOS探測器。
前照式圖像傳感器適用于低照度的環境中，其結構由微透鏡組、濾光鏡、電路層以及光電二極管組成，光線首先通過微透鏡組，經過濾光鏡過濾成紅、綠、藍三種光，穿過電路層后，被光電二極管接收，因此形成彩色圖像，這些很多層狹小的電路層會對部分光線產生阻擋或者發生反射，對光線的利用率不到70%。背照式圖像傳感器與前照式圖像傳感器相比，是對背照式圖像傳感器的結構做出調整，將電路層和光電二極管的位置互換，提高了背照式相機的光利用率，光幾乎不被阻擋和干擾，然后被光電二極管捕獲，背照式相機的靈敏度和信噪比也高于前照式相機，更適用于暗場工作環境。因此，本系統采用背照式相機。
背照式sCMOS科學相機的選擇主要是考慮探測器的像元數、像元尺寸、量子效率等。探測器的量子效率（QE）代表著光電器件的光電轉換能力，是指單位時間產生的光電子數目與入射光子數目的比值，當其他條件相同的情況下，量子效率越高，可轉換為電信號越多，所獲得圖像的信噪比也就越高。
CCD探測器和CMOS探測器的區別：
作為兩種最為常用的圖像傳感器，CCD和CMOS之間有著諸多的差異，主要表現在以下幾個方面：
1.結構的不同
CCD傳感器中每一行中每一個像素的電荷數據都會依次傳送到下一個像素中，由最底端部分輸出，再經由傳感器邊緣的放大器進行放大輸出；而在CMOS傳感器中，每個像素都會鄰接一個放大器及A/D轉換電路，用類似內存電路的方式將數據輸出。
2.靈敏度的比較
靈敏度代表傳感器的光敏單元收集光子產生電荷信號的能力。CCD圖像傳感器靈敏度較CMOS傳感器高30%-50%。這主要因為CCD像元耗盡區深度可達10mm，具有可見光及近紅外光譜段的完全收集能力，而CMOS的象元對紅光及近紅外光的吸收比較困難。
3.響應速度
由于CCD采用了串行連續掃描的工作方式，可以一次性的讀出整行或者整列的數據。而CMOS采用的是單點信號傳輸的方式，通過簡單的二維坐標平面尋址技術，可以對任意的象元讀出數據，故基于CMOS技術的圖像傳感器的信號傳輸速度較快。
4.噪聲比較
CCD有專屬的數據通道，可以保證信號傳輸的不失真，保證了圖像的完整性。而CMOS的每個象元都直接連接到AD轉換器上，沒有專門的通道可以使用，造成了噪點的增加，影響了到圖像的品質。
5.成本比較
CCD傳感器的中一個象元的損壞就會導致整排或整列數據不能傳送，而CMOS圖像傳感器采用的是半導體電路常用的CMOS工藝，所以其周邊電路可以很容易的集成到芯片中，節省了成本。故CCD傳感器的成本要高于CMOS。
總的來說，雖然CCD和CMOS圖像傳感器在各方面的比較中各有優勢，但是由于CCD傳感器在靈敏度和控制噪聲方面的優越表現，使它逐漸成為了圖像傳感器的主流。
