什么是sCMOS技術？
2023年07月26日 18:42:25
來源：深圳市軒展科技有限公司 >> 進入該公司展臺
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深圳軒展科技前一段時間給大家分享過什么是CMOS以及它和CCD傳感器的區(qū)別分析，今天我們來說一下sCMOS技術是什么？
Scientific CMOS或sCMOS是基于下一代CMOS圖像傳感器（CIS）設計和制造技術的突破性技術。sCMOS正在被認可為真正的科學級CIS，能夠勝過當今市場上大多數(shù)科學成像設備。這是一組*的性能特征的結果，使其成為高保真，定量科學測量的理想選擇。
sCMOS技術能夠同時提供許多關鍵性能參數(shù)，克服當前科學成像技術標準固有的“折衷”，并消除傳統(tǒng)上與傳統(tǒng)CMOS成像器相關的性能缺陷。
與前幾代基于CMOS和CCD的傳感器不同，sCMOS具有的功能：
*極低的噪音
*快速的幀速率
*寬動態(tài)范圍
*高分辨率
*視野廣
數(shù)百萬像素傳感器提供了大視場和高分辨率，并且不會影響讀取噪聲，動態(tài)范圍或幀速率。（關于索尼一體化機芯相關）即使與性能的“慢速掃描”CCD相比，讀取噪音也是非同尋常的。事實上，sCMOS器件可實現(xiàn)低至1個電子讀取噪聲，同時以30幀/秒的速度讀取高達550萬像素，這使其在市場上真正非凡。此外，傳感器能夠達到100幀/秒，讀取噪聲降至1.1個電子。相比之下，噪音的Interline CCD在約16幀/秒的時候只讀出了140萬像素，這樣可以達到10個電子讀取噪音。
低噪音讀數(shù)可以達到33,000：1的動態(tài)范圍。通常，為了使CCD或EMCCD達到其動態(tài)范圍值，讀出速度需要有顯著的折衷，但sCMOS可以在提供高幀率的同時達到此值。sCMOS的雙放大器架構通過提供較大的阱深度，盡管像素尺寸相對較小，只有6.5微米，但噪聲，因此可實現(xiàn)高動態(tài)范圍。具有相似小像素的140萬像素Interline CCD僅以16幀/秒的速度實現(xiàn)了?1,800：1的動態(tài)范圍。
科學CMOS（sCMOS）架構
該傳感器采用分離式讀出方案，其中傳感器的上半部和下半部分獨立讀出。傳感器每一半內的每一列都配有雙列電平放大器和雙模數(shù)轉換器（ADC），如下方框圖所示。該架構旨在限度地減少讀取噪聲并同時動態(tài)范圍。
雙列電平放大器/ ADC對具有獨立的增益設置，通過組合來自高增益和低增益讀出通道的像素讀數(shù)來重構最終圖像，以實現(xiàn)從這樣小的像素間距開始的寬的場內動態(tài)范圍。
每個pinned-photodiode像素有4個或5個晶體管（4T或5T設計）。5T架構實現(xiàn)了新穎的“全局快門”模式（下面會更詳細地介紹）。該傳感器集成了一個微透鏡陣列，用于將每個像素的大部分入射光聚焦到遠離晶體管的位置并暴露在暴露的硅片上，從而提高QE（類似于使用行間CCD中的微透鏡將光線聚焦到遠離列掩模的位置） 。
該傳感器配置為提供低暗電流和非常低的讀取噪聲以及真相關雙采樣（CDS）。該傳感器還具有> 10,000：1的抗暈影，這意味著像素可以明顯過飽和，而不會有電荷溢出到相鄰像素中。即使光線落在這些像素上，也可以使用防暈功能將全部或部分傳感器保持在“復位”狀態(tài)。在Neo 5.5和Zyla 5.5的5T傳感器設計中，曝光完成后傳輸電荷的時間小于1μs，使傳感器對于快速電子快門和“雙重曝光”技術（如粒子成像測速（PIV））非常有用。
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