sCMOS ( научный дополнительный металл-оксид-полупроводник ) представляет собой тип датчика изображения CMOS (CIS). [1] Эти датчики обычно используются в качестве компонентов в конкретных наблюдательных научных инструментах, таких как микроскопы [2] и телескопы . [3] Датчики изображения sCMOS обеспечивают чрезвычайно низкий уровень шума, высокую частоту кадров , широкий динамический диапазон , высокую квантовую эффективность, высокое разрешение и большое поле зрения одновременно в одном изображении. [4] [5]
До внедрения этой технологии ученые были ограничены использованием камер CCD или EMCCD , каждая из которых имела свой набор технических ограничений. [7] Хотя ПЗС-камеры с обратной засветкой и электронным умножением (EMCCD) оптимальны для задач, требующих минимального уровня шума и темновых токов, большее количество пикселей и более низкая стоимость технологии sCMOS позволяют использовать ее в широком спектре прецизионных приложений. Устройства sCMOS могут захватывать данные в режиме «моментального снимка» с глобальным затвором по всем пикселям или прямоугольным подмножествам пикселей, а также могут работать в режиме «сдвижного затвора». [8] [1]
Камеры доступны с монохромными датчиками изображения sCMOS или с датчиками изображения RGB sCMOS . Благодаря sCMOS цифровая информация для каждого кадра генерируется быстро и с улучшенным качеством изображения при слабом освещении. Низкий уровень шума при считывании и большая площадь датчика sCMOS обеспечивают малошумное изображение с большим полем зрения (FOV), которое позволяет исследователям сканировать образец и получать высококачественные изображения. [9] [5]
Некоторые недостатки на данный момент (2023 г.) камер sCMOS по сравнению с соответствующими технологиями:
Датчики sCMOS, как правило, дороже традиционных датчиков CMOS.
Датчики sCMOS имеют ограниченное разрешение по сравнению с другими типами датчиков, такими как CCD. [10]
Сравнение: технология CCD и sCMOS; На нижнем рисунке сравниваются ПЗС-матрица научного уровня (слева) и камера pco.edge с сенсором sCMOS (справа) в аналогичных условиях слабого освещения. Это демонстрирует превосходство sCMOS над CCD в отношении считывания шума и динамики, без размытия (вертикальных линий на изображении CCD).
^ abc «Продукты для фотоники: научные CMOS-камеры: sCMOS-камеры достигают нового уровня возможностей». Мир лазерного фокуса . 2018.
^ «Сравнение камер EMCCD и sCMOS». Оксфордские инструменты . Проверено 4 сентября 2021 г.
^ Уокер, GE (01 января 2020 г.). «Заменит ли sCMOS ПЗС-матрицу в астрономии?». Тезисы докладов о заседании Американского астрономического общества № 235 . 235 :175.01. Бибкод : 2020AAS...23517501W.
^ ab «Продукты для фотоники: научные CMOS-камеры: sCMOS-камеры достигают нового уровня возможностей». Фотоника онлайн. 2012.
^ ab Оценка sCMOS-камер для обнаружения и локализации одиночных молекул Cy5, Optics Express, Saumya Saurabh, Suvrajit Maji и Marcel P. Bruchez, 2012.
^ sCMOS – Die eierlegende Wollmilchsau der Bildsensorik?, Wiley-VCH , Герхард Хольст, Германия, 2009 г.
^ Камеры sCMOS выходят на стадию научной визуализации, 7 мая 2018 г. Проверено 8 октября 2018 г.
^ scmos.com. Архивировано 3 июня 2012 г. на Wayback Machine , домашняя страница.
^ Как выбрать между ПЗС-матрицей и камерой научного уровня sCMOS, Американская лаборатория, 29 апреля 2015 г. Проверено 4 ноября 2018 г.
^ Кумар, Прабу (26 апреля 2023 г.). «Полное руководство по датчикам изображения: EMCCD, SCMOS, CMOS или CCD». Электронные системы . Проверено 22 июля 2023 г.
^ "СтекПат". www.laserfocusworld.com . 2 мая 2018 года . Проверено 10 июня 2020 г.
дальнейшее чтение
Бейкер, Р. Джейкоб (2010). КМОП: схемотехника, компоновка и моделирование, третье издание . Вайли-IEEE. п. 1174. ИСБН 978-0-470-88132-3.http://CMOSedu.com
Весте, Нил Х.Э.; Харрис, Дэвид М. (2010). Проектирование СБИС КМОП: взгляд на схемы и системы, четвертое издание . Бостон: Пирсон/Аддисон-Уэсли. п. 840. ИСБН 978-0-321-54774-3.http://CMOSVLSI.com/
Вендрик, HJM (2017). Нанометровые КМОП-ИС: от основ до ASIC . Спрингер. п. 770. ИСБН 978-3-319-47595-0.http://springer.com/cn/book/9783319475950?referer=springer.com