對于高光譜相機而言，相機的探測器是一個重要的技術指標，有的使用CCD探測器，有的使用COMS探測器。那么，CCD探測器和COMS探測器有什么區別？本文對高光譜相機的探測器CCD和COMS以及它們之間的區別作了介紹，對此感興趣的朋友可以了解一下！

高光譜相機CCD探測器：

數碼相機是使用電荷耦合器件CCD（或CMOS）作為成像部件，也是彩色相機的核心部件。CCD/CMOS是相機用來感光成像的部件，相當于光學傳統相機中的膠卷。

CCD芯片（Charge Coupled Device），即電荷耦合器，是一種特殊的半導體材料。它是由大量的獨立光敏元件組成，這些光敏元件通常是按矩陣排列的，以百萬像素為單位。CCD上感光組件的表面具有儲存電荷的能力，當其表面感受到光線時，會產生相應量的電荷。整個CCD上的所有感光組件所產生的信號，就構成了一幅完整的畫面。

CCD的結構為三層，第一層“微型鏡頭”；第二層“分色濾色片”；第三層“感光層”。

“微型鏡頭”。數碼相機成像的關鍵在于其感光層，為了擴展CCD的采光率，必須擴展單一像素的受光面積。但是提高采光率的辦法也容易使畫質下降。這一層“微型鏡頭”就等于在感光層前面加上一副眼鏡。因此感光面積不再因為傳感器的開口面積而決定，而改由微型鏡片的表面積來決定。

“分色濾色片”。CCD的第二層是“分色濾色片”。目前有兩種分色方，一是RGB原色分色法，也就是Bayer分色法；另一個是CMYK補色分色法。RGB即三原色分色法，幾乎所有人眼可以識別的顏色，都可以通過紅、綠和藍來組成。CMYK是由四個通道的顏色配合而成，他們分別是青（C）、洋紅（M）、黃（Y）、黑（K）。目前，一般使用的彩色數碼相機主要都是使用RGB彩色濾光片，即拜爾濾鏡（Bayer filter）。每四個像素形成一個單元，一個負責過濾紅色、一個過濾藍色，兩個過濾綠色（因為人眼對綠色比較敏感），結果每個像素都接收到感光訊號。

“感光層”。CCD的第三層是“感光層”，這層主要是負責將穿過濾色層的光信號轉換成電信號，并將信號傳送到影像處理芯片還原，它是CCD的核心器件。

高光譜相機CMOS探測器：

CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）即互補性金屬氧化物半導體，其在微處理器、閃存和特定用途集成電路（ASIC）的半導體技術上占有絕對重要的地位。CMOS和CCD一樣也可用來感受光線變化，它通過其上帶負電和帶正電的晶體管來實現基本的成像功能，這兩個互補效應所產生的電流可被處理芯片記錄和解讀成影像。由于大多數CMOS每個像素點都由一個感光電極、一個電信號轉換單元、一個信號傳輸晶體管、以及一個信號放大器所組成，相比CCD，會給圖像帶來更大的噪聲。

高光譜相機的CCD和COMS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。它們的結構示意圖如x下圖所示。

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。