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sCMOS

Los sCMOS ( semiconductor de óxido metálico complementario científico ) son un tipo de sensor de imagen CMOS (CIS). [1] Estos sensores se utilizan comúnmente como componentes en...

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Los sCMOS ( semiconductor de óxido metálico complementario científico ) son un tipo de sensor de imagen CMOS (CIS). [1] Estos sensores se utilizan comúnmente como componentes en instrumentos científicos de observación específicos, como microscopios [2] y telescopios . [3] Los sensores de imagen sCMOS ofrecen ruido extremadamente bajo, velocidades de cuadro rápidas , amplio rango dinámico , alta eficiencia cuántica, alta resolución y un gran campo de visión simultáneamente en una imagen. [4] [5]

La tecnología sCMOS se presentó en 2009 durante la feria Laser World of Photonics en Múnich. Las empresas Andor Technology , Fairchild Imaging y PCO Imaging desarrollaron la tecnología para sensores de imagen como una empresa conjunta . [6] [4]

Detalles técnicos

Antes de la introducción de la tecnología, los científicos estaban limitados a utilizar cámaras CCD o EMCCD , las cuales tenían su propio conjunto de limitaciones técnicas. [7] Si bien las cámaras CCD multiplicadoras de electrones retroiluminadas (EMCCD) son óptimas para fines que requieren el menor ruido y corrientes oscuras, el mayor recuento de píxeles y el menor costo de la tecnología sCMOS dan como resultado su uso en una amplia gama de aplicaciones de precisión. Los dispositivos sCMOS pueden capturar datos en un modo de "instantánea" de obturador global sobre todos los píxeles o subconjuntos rectangulares de píxeles, y también pueden funcionar en un modo de obturador rotatorio. [8] [1]

Las cámaras están disponibles con sensores de imagen sCMOS monocromáticos o con sensores de imagen sCMOS RGB . Con sCMOS, la información digital para cada cuadro se genera rápidamente y con una calidad de imagen mejorada con poca luz. El bajo ruido de lectura y el área más grande del sensor sCMOS brindan una imagen de campo de visión (FOV) grande y con bajo ruido que permite a los investigadores escanear una muestra y capturar imágenes de alta calidad. [9] [5]

Algunas desventajas en este momento (2023) de las cámaras sCMOS frente a tecnologías relacionadas son:

  • Los sensores sCMOS tienden a ser más caros que los sensores CMOS tradicionales.
  • Los sensores sCMOS tienen una resolución limitada en comparación con otros tipos de sensores como los CCD. [10]
Comparación entre tecnología CCD y sCMOS; la figura inferior compara un CCD de grado científico (izquierda) y una cámara pco.edge con sensor sCMOS (derecha) en condiciones de iluminación débil similares. Esto demuestra la superioridad del sCMOS sobre el CCD en cuanto a ruido de lectura y dinámica, sin borrosidad (las líneas verticales en la imagen del CCD).

En la práctica

La Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York utiliza cámaras sCMOS para sus investigaciones. Se utilizaron para estudiar moléculas y procesos biológicos en tiempo real a escala nanométrica . [1] Estas cámaras también se utilizaban en astronomía y microscopía . [11]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc "Productos fotónicos: cámaras científicas CMOS: las cámaras sCMOS alcanzan nuevos niveles de capacidad". Laser Focus World . 2018.
  2. ^ "Una comparación entre cámaras EMCCD y sCMOS". Oxford Instruments . Consultado el 4 de septiembre de 2021 .
  3. ^ Walker, GE (1 de enero de 2020). "¿Reemplazarán los sCMOS a los CCD en astronomía?". Resúmenes de reuniones de la American Astronomical Society n . ° 235. 235 : 175.01. Código Bibliográfico :2020AAS...23517501W.
  4. ^ ab "Productos fotónicos: cámaras científicas CMOS: las cámaras sCMOS alcanzan nuevos niveles de capacidad". Photonics Online. 2012.
  5. ^ ab Evaluación de cámaras sCMOS para la detección y localización de moléculas Cy5 individuales, Optics Express, Saumya Saurabh, Suvrajit Maji y Marcel P. Bruchez, 2012.
  6. ^ sCMOS - Die eierlegende Wollmilchsau der Bildsensorik?, Wiley-VCH , Gerhard Holst, alemán, 2009
  7. ^ Las cámaras sCMOS toman el escenario de la obtención de imágenes científicas, 7 de mayo de 2018. Recuperado el 8 de octubre de 2018
  8. ^ scmos.com Archivado el 3 de junio de 2012 en Wayback Machine , página de inicio
  9. ^ Cómo elegir entre una cámara de grado científico CCD y sCMOS, American Laboratory, 29 de abril de 2015. Consultado el 4 de noviembre de 2018.
  10. ^ Kumar, Prabu (26 de abril de 2023). "La guía definitiva sobre sensores de imagen: EMCCD frente a SCMOS frente a CMOS frente a CCD". e-con Systems . Consultado el 22 de julio de 2023 .
  11. ^ "StackPath". www.laserfocusworld.com . 2 de mayo de 2018 . Consultado el 10 de junio de 2020 .

Lectura adicional

  • Baker, R. Jacob (2010). CMOS: diseño, disposición y simulación de circuitos, tercera edición . Wiley-IEEE. pág. 1174. ISBN 978-0-470-88132-3.http://CMOSedu.com
  • Weste, Neil HE; Harris, David M. (2010). Diseño de CMOS VLSI: una perspectiva de circuitos y sistemas, cuarta edición . Boston: Pearson/Addison-Wesley. pág. 840. ISBN 978-0-321-54774-3.http://CMOSVLSI.com/
  • Veendrick, HJM (2017). Circuitos integrados CMOS nanométricos, desde los conceptos básicos hasta los circuitos integrados de aplicación específica (ASIC) . Springer. pág. 770. ISBN 978-3-319-47595-0.http://springer.com/cn/book/9783319475950?referer=springer.com
  • Mead, Carver A. y Conway, Lynn (1980). Introducción a los sistemas VLSI . Boston: Addison-Wesley. ISBN 0-201-04358-0.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
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