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全新技術的sCMOS科學相機
時間:2015年09月25日

當前所有流行的主流視覺芯片(CCD、CMOS、EMCCD等)由于芯片技術限制,都不得不在高速全幀幅、高量子效率、低噪聲、高動態范圍等參數中取舍,無法做到兼顧。因此,基于這些芯片的傳統科研相機往往無法單獨滿足客戶要求,而且對于一些要求苛刻的特殊領域望塵莫及。而現在,sCMOS芯片的出現開始解決這些問題。 
什么是sCMOS?
sCMOS是PCO公司與其他公司聯合開發的科學CMOS芯片,避除了傳統CMOS芯片高暗電流、高讀出噪聲、低填充因數和一致性差等缺點,繼承了CMOS高速、低消耗等優點,為圖像視覺領域帶來了新的曙光。

以下是sCMOS芯片與傳統芯片的性能比較:

參數

Interline CCD

EMCCD

sCMOS

像素

1.3 to 4 M

0.25 to 1 M

5.5 M

像元

6.45 to 7.4μm

8 to 16 mm

6.5 mm

全幀速

4 -10 e-

> 30 fps

100 fps

讀出噪聲

3 to 16 frames/s

<1 e- (with EM gain)

< 2 e- @ 100 fps 1.4e @ 30fps

量子效率

65%

65% (FI) / >90% (BI)

~ 57% (FI)

動態范圍

~ 3,000:1 @ 11 fps

~ 8500:1 @ 30 fps 
with low EM gain1

> 22000:1 @ 30 fps

乘性噪聲

1.41x with EM gain
(effectively halves the QE)

在高EM增益下,EMCCD的增益遠小于8500 :1

sCMOS芯片在不同分辨率及不同電子快門下的幀速表:

Array Size (H x V)

Rolling Shutter (frames/s)

Global Shutter (frames/s)

2560 x 2160
(full frame)

100

50

1920 x 1080

200

100

1280 x 1024

210

105

640 x 480

450

225

320 x 240

900

450

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