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“黑暗中的曙光”：PCO sCMOS相機的低光模式
“黑暗中的曙光”：PCO sCMOS相機的低光模式
為什么需要低光模式？
當在夜間或在黑暗環境中拍攝日常照片時，人們常會發現圖像的信息嘈雜、畫質模糊。這種情況同樣困擾著醫學、科學和工業領域的研究者們。發光微弱的生物樣品的檢測（如代謝物和藥物分析、鈣離子成像、內窺鏡成像等）、黑暗環境的安全監測以及汽車裝配的夜間駕駛輔助等，都需要在低光條件下使用相機進行高質量的成像。
然而，在低光條件下，圖像信噪比（SNR）受相機總讀出噪聲的影響很大。反之，光信號越大，相機的讀出噪聲越可以忽略不計，光信號本身的噪聲行為（散粒噪聲）越占據主導地位。因此，如果預期的光信號非常低，那么相機具有極低的讀出噪聲就更為重要。為了避免信息丟失，相機還需具有更高的量子效率（QE）或其他信號增強的功能。
低光模式的出現，如同黑暗中的一絲曙光，在光線不足或夜視的情況下成像很佳。具有低光模式的相機可以在幾乎沒有照明的環境中記錄圖像，也可捕捉發光微弱的樣品細節，不遺巨細！
PCO sCMOS相機的低光模式
采用PCO先進的背照式（bi）芯片技術，pco.panda 4.2 bi和pco.edge 4.2 bi的量子效率高達95 %，且都具有低光模式，非常適合低光信號應用。
當低光模式被開啟時，相機中高增益和低增益 A/D 轉換器都用作高增益，這意味著它們*對低像元值進行數字化。每個像元內的信號由兩個單獨的 A/D 轉換單元同時數字化并相加，這種方法被稱為相關多采樣 (CMS，correlated multi sampling)。盡管傳感器的可用動態范圍減小了，但這種使用相關性的方法會明顯降低讀出噪聲，從而提高圖像的SNR。在每一個光子都很重要的低光應用中，讀出噪聲的大幅降低意味著能提供更靈敏的成像能力。
圖1：在標準成像模式（16 bit高動態范圍）下和低光成像模式（低讀出噪聲）下，A/D轉換器具有不同的表現。
兩款相機的主要區別在于是否具有制冷功能。通常，圖像傳感器的溫度越低，則暗電流越低。對于短曝光時間的應用，例如在毫秒范圍內，幾乎不需要冷卻來減少暗電流。非制冷型sCMOS相機pco.panda 4.2 bi 即可滿足大部分需求。
而對于超過1秒的曝光時間情況，則需考慮是否應冷卻圖像傳感器以減少暗電流。pco.edge 4.2 bi的方便靈活的制冷系統，不會讓您失望！它允許使用空氣或水將圖像傳感器冷卻到-25°C，而且制冷溫度是可以通過軟件調節的。在這樣一個溫度下，暗電流可低至0.2 e-/pixel/s。
綜上所述，PCO的兩款sCMOS相機——pco.panda 4.2 bi 和pco.edge 4.2 bi，都可助力低光應用，讓您大顯身手！
pco.panda 4.2 bi 的主要特點：
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超緊湊的外形設計: 65 x 65 x 65 mm3
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16 bit背照式sCMOS成像芯片技術
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分辨率2048 x 2048像素
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像素尺寸6.5 x 6.5 微米
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量子效率可達95 %
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40 fps @ 4.2百萬像素分辨率
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滾動快門
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USB 3.1 Gen1接口
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通過USB數據線供電
pco.edge 4.2 bi的主要特點
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16 bit背照式sCMOS成像芯片技術
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冷卻至-25 °C
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分辨率2048 x 2048像素
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像素尺寸6.5 x 6.5微米
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量子效率可達95 %
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40 fps @ 4.2百萬像素全分辨率
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26 667 : 1動態范圍
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暗電流可低至0.2 e-/pixel/s
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滾動快門
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曝光時間范圍: 10 μs到20 s
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USB 3.1 Gen1接口
【關于埃賽力達科技Excelitas Technologies Corp.】
埃賽力達是一家技術經驗豐富供應商，致力于提供先進的、改善生活的革新技術，為生命科學、先進工業、新一代半導體、航空航天等各終端市場的全球企業提供服務。公司總部位于美國賓夕法尼亞州匹茲堡。埃賽力達是光子技術設計、開發和制造領域的重要合作伙伴，為全球客戶提供傳感、檢測、成像、光學和特種光源方面的前沿創新技術。
廣州市元奧儀器有限公司作為埃賽力達在國內的一級代理商，根據用戶的不同需求提供具備高性能、高質量的產品，為客戶提供專業的方案，歡迎咨詢！
【關于元奧儀器】
廣州市元奧儀器有限公司成立于2007年，是一家專注于圖像成像與處理技術領域的科技型企業。
公司自成立以來，致力于引進歐、美先進光電相關領域的儀器設備，并為客戶提供專業綜合系統集成服務，是國內經驗豐富的服務商。經過多年的發展，元奧儀器已構建涉及面較廣的服務網絡，國內總部設立在廣州，同時在北京、上海、西安、武漢、長春等地設有辦事處，能夠高效響應全國各地客戶的需求。
元奧儀器憑借深厚的行業資源與專業能力，成為眾多國際品牌產品的中國代理商，代理產品涵蓋了從高速攝像機、工業相機到顯微鏡數字相機、專業圖像分析系統等多個領域，并根據市場需求進行知識轉化，投入自主研發， 為客戶提供質量優異，可靠可信的產品。目前我司的這些產品普及應用于各大學院校、中國科學院所屬各研究所、工業企業、機械工業等各個行業，助力客戶解決復雜的視覺系統難題，提供高性能的產品和完善的解決方案。以其高分辨率的成像質量和性能，在科研領域備受贊。
展望未來，廣州市元奧儀器有限公司將繼續秉承其發展理念，不斷提升自身實力，加強與國際品牌的合作，引進更多先進的儀器設備與自，為中國各行業的科研和生產提供更專業的產品和服務，助力行業的創新與發展。
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