Source: http://www.iberoptics.com/en/content/tecnologia-scmos_10
Timestamp: 2019-08-25 07:10:28+00:00

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Tecnologia SCMOS - Iberoptics
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Tecnologia SCMOS
El sensor sCMOS de 5.5 megapixel ofrece una alta resolución para grandes campos de visión, todo ello sin comprometer el ruido de lectura o el frame rate. EL nivel de ruido de lectura ofrecido es excepcional, incluso cuando se compara con sensores CCD de grado científico. Solo los sensores Slow-Scan son capaces de generar niveles de ruido de lectura similares. La alta resolución junto con el slow -scan se caracterizan por ofrecer segundos por imagen en vez de imágenes por segundo. El hecho es que los nuevos sensores sCMOS pueden lograr un ruido de lectura <2 electrones rms en la lectura de una imagen de 5.5 megapixels a 30 fps algo verdaderamente extraordinario en el mercado. Además, el sensor es capaz de lograr 100 fps a total resolución con un ruido de lectura <3 electrones rms.
Comparando, el ruido más bajo en un sensor interline CCD, con una resolución de 1.3 megapixels a ~ 16 fps estaría en torno a ~ 10 electrones de ruido de lectura. Para la obtención de un mayor frame rate sería necesario la utilización de ROI o sub-windowing, por lo que iría en detrimento de la resolución de la imagen resultante.
El bajo ruido de lectura se ve complementado por un alto rango dinámico con valores >16 000 : 1. Habitualmente los sensores CCD o emCCD para conseguir valores similares han de reducir de una forma significativa la velocidad de lectura, mientras que los sCMOS pueden alcanzar estos valores a 30fps.
pixel size (hor x ver) µm² 6.5 x 6.5
peak quantum efficiency % 60
dynamic range bit 16
readout noise e- rms @ rolling shutter 1 .. 2
imaging frequency, frame rate fps @ full frame 100
exposure time s tbd
binning horizontal tbd
binning vertical tbd
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The images show the difference in field of view between the new sCMOS 5.5 MPixel image sensor and a widely used scientific grade CCD 1.3 MPixel image sensor.
Comparison of readout noise levels by image quality
The two columns of images show at different weak illumination levels the image quality of the new sCMOS image sensor with 1.5 e- rms readout noise compared to a widely used scientific grade CCD image sensor with 5 e- rms readout noise.
Comparison of different image sensor types
The images show USAF test chart images and the image quality of three image sensors recorded at low light level. From left to right:
sCMOS (front illuminated, 1.5 e- rms readout noise)
scientific grad interline transfer CCD (front illuminated, 5 e- rms readout noise)
emCCD with gain (back illuminated, < 1 e- rms readout noise)
Unidades Configuración pco.1300
Resolución (hor x ver) pixel 2560 x 1160
Tamaño de Pixel (hor x ver) µm² 6.5 x 6.5
quantum efficiency % 60
Rango dinámico A/D bit 16
Ruido de Lectura e- rms @ rolling shutter 1..2
Frecuencia de Imagen fps @ full frame 100
Tiempos de Exposición s por determinar
binning por determinar
Montura Óptica Nikon
Comparación de imágenes obtenidas por una cámara CCD de grado científico con un CCD interline transfer y el primer prototipo de sensor SCMOS a baja iluminación. Ambas cámaras miraban simultáneamente la misma escena con la misma lente con figurada en F=8. La pco.2000 (2048 x 2048 pixel, tamaño de pixel 7.4 µm) trabajó a 40MHz con solo canal de lectura y un tiempo de exposición de 1ms y refrigerada a +10ºC. El sensor de prueba SCMOS (2560 x 2160 pixel, tamaño de pixel 6.5 µm) trabajó con un tiempo de exposición de 1.3ms con el fin de compensar el tamaño de pixel y el hecho de no estar refrigerado.
Las Imágenes muestran la diferencia en el campo de visión manteniendo la relación de resolución entre imágenes obtenidas con el nuevo sensor SCMOS 5.5Mpixel y uno de los muy usados sensores CCD 1.3Mpixel de grado científico.
Comparación de ruidos delectura y calidad de imagen
Las dos columnas de imágenes muestran adiferentes niveles de iluminación, la calidad de imagen obtenida con el nuevo sensor SCMOS con un ruido de lectura de 1.5 e-rms en comparación con un sensor CCD de grado cientíco y ruido de lectura de 5 e-rms.
Comparación de imágenes optenidas con diferentes tipos de sensor
Las imágenes muestran el mismo patrón USAF captado por tres tipos de sensor en las mismas condiciones.
SCMOS (Front Illuminated, ruido de lectura 1.5 e-rms )
CCD inter line transfer de grado científico ( Front Illuminated, ruido de lectura 5 e-rms )
emCCD con ganancia (Back Illuminated, ruido de lectura <1 e-rms )

References: resolución 
 resolución 
 resolución 
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Resolución 
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