解 宁,丁 毅,王 欣,陈世军

(中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083)



应用于高光谱成像的CMOS图像传感器

解 宁,丁 毅,王 欣,陈世军

(中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083)

文中介绍了应用于高光谱地球观测的CMOS有源图像传感器。该器件由全局曝光模式的像素组成512×256面阵，可实现450帧/s的帧频。全局曝光模式是由在光二极管外增加1个储存电容的方式实现的。 该器件采用0．5 μm标准CMOS工艺，满阱电子达到140 000电子，瞬态噪声29电子，动态范围74 dB。采用该器件开发的高光谱成像仪的空间及频谱分辨率具有很高水平。

CMOS有源图像传感器；全局曝光模式像素；高帧频；高光谱成像仪

0 引言

高光谱遥感技术是近些年来迅速发展起来的一种集探测器技术、精密光学机械、微弱信号检测、计算机技术、信息处理技术于一体的综合性技术。在成像过程中，它利用成像光谱仪以纳米级的光谱分辨率，以几十或几百个波段同时对地表地物成像，能够获得地物的连续光谱信息，实现了地物空间信息、辐射信息、光谱信息的同步获取，其数据可广泛应用于国土资源、林业、农业、油气、矿产、海洋、城市热岛、大气环境探测、材料科学等领域的研究，对开展地质调查、矿产和油气资源勘查、水文生态监测以及环境污染监测分析具有重大意义。同其他常用的遥感手段相比，成像光谱获得的数据具有波段多、光谱分辨率和空间分辨率高等特点。高光谱成像仪的原理是利用图像探测器对每个空间像元色散形成几十个到上百个波段带宽为10 nm左右的连续光谱覆盖，以高光谱分辨率获取景物或目标的高光谱图像。……