Fairchild Imaging, PCO AG, und Andor Technology vereinten ihre Kräfte, um der CMOS Technologie zu ihrer lange erwarteten Führungsposition unter den Bildsensoren zu verhelfen.

Pressekonferenz in München, 16 Juni 2009 während der Laser World of Photonics Messe, während der die neue Technologie sCMOS (scientifc CMOS) durch die drei Partner präsentiert wurde,

von links nach rechts: Dr. E. Ott und Dr. G. Holst - PCO AG, C. Earle und Dr. B. Fowler - Fairchild Imaging, Dr. D. Denvir und Dr. C. Coates - Andor Technology.

Laser World of Photonics - München, 16 Juni 2009 - die CMOS Bildsensor (CIS) Technologie ist dabei, ihr Potential auszureizen und die globale Bilddetektor Plattform für wissenschaftliche Anwendungen, die Höchstleistungen in den Bereichen Empfindlichkeit, Geschwindigkeit, dynamischer Bereich, Auflösung und Sichtfeld verlangen, zu werden.

Das Resultat dieser Pionierleistung aus vereinigten Kräften und Erfahrungen durch Wissenschaftler von Andor Technology (Nord-Irland), Fairchild Imaging (USA) und PCO AG (Deutschland) wird durch die Veröffentlichung einer Technologie-Erklärung ("White Paper") während der Laser Messe und den begleitenden Konferenzen (z.B. "Frontiers in Electronic Imaging") in München (15 – 18 Juni 2009, siehe Abbildung oben) bekanntgegeben.

Das Dokument erläutert sCMOS, ein Technologie Durchbruch, der sich auf CIS (CMOS Image Sensor) Design und Technologie der nächsten Generation gründet. sCMOS ist bereit für die weltweite Anerkennung als wahrer wissenschaftlicher CIS Bildsensor, der in seinen Leistungsdaten die meisten heute existierenden wissenschaftlichen Bildsensoren übertrifft. Im Gegensatz zu bisher existierenden Generationen von CMOS und CCD-Bildsensoren, bietet sCMOS auf einzigartige Weise gleichzeitig die folgenden Eigenschaften: extrem niedriges Ausleserauschen, hohe Bildraten, weiten dynamischen Bereich, hohen Quantenwirkungsgrad (QE), hohe Auflösung, und ein großes Sichtfeld.

Vergleich einer wissenschaftlichen CCD Kamera mit einem Interline Transfer CCD und einer ersten Prototypen-Anwendung mit einem sCMOS Bildsensor bei schwacher Beleuchtung. Beide Kameras nahmen gleichzeitig Bilder derselben Szene auf, mit dem gleichen Objektiv bei der gleichen Blende (f = 8). Die pco.2000 (2048 x 2048 Pixel, Pixel Größe 7.4 µm) wurde bei 40 MHz mit einem Auslesekanal bei 1 ms Belichtungszeit betrieben und wurde auf  +10 °C gekühlt. Die sCMOS Testschaltung (2560 x 2160 Pixel, Pixel Größe 6.5 µm) wurde bei einer Belichtungszeit von 1.3 ms betrieben, um den Pixelflächenunterschied auszugleichen und ungekühlt. Dieses Beispiel wurde in Betrieb am PCO Stand während der Laser Messe gezeigt.

“Die heutige Bekanntmachung ist ein großer Augenblick für unsere drei Firmen, welche im Geiste eines gemeinsamen Ziels erfolgreich zusammengearbeitet haben,” sagte Colin Earle von Fairchild Imaging.

“Wir haben eine wesentlichen "Schritt vorwärts" getan, wo wir zuversichtlich behaupten können, dass wir einen wesentlichen Fortschritt der Bildverarbeitungsmöglichkeiten im Bereich anspruchsvoller wissenschaftlkicher Anwendungen ermöglichen. ” fügte Dr. Colin Coates, Andor Technology, hinzu.

Dr. Gerhard Holst, PCO AG, sagte “Scientific CMOS (sCMOS) Technologie wird weltweite Anerkennung bei anspruchsvollen Bildverarbeitungsanwendungen erfahren bedingt durch die Summe der fortschrittlichen Eigenschaften, welche die Technologie geeignet machen für quantitative, verlässliche wissenschaftlichen Messungen.”

sCMOS Beispiel am PCO Stand während der Laser Messe

Aktuelle Technologie zur wissenschaftlichen Bildverarbeitung leidet stark unter den Einschränkungen des gegenseitigen Auschlusses von Leistungsdaten, d.h. wenn einer der Parameter optimiert werden sollte, hatte es zur Folge, dass andere Parameter dadurch schlechter wurden. In diesem Zusammenhang ist sCMOS sicherlich einzigartig indem es viele Schlüsselparameter optimiert ohne dabei die traditionellen Nachteile von normalen CMOS Bildsensoren zu besitzen.

Leistungsdaten des ersten sCMOS Technologie Bildsensors sind:

• Sensor Format: 2560 x 2160 Pixel (5.5 Megapixel)
• Ausleserauschen: < 2 e-rms @ 30 Bilder/s; < 3 e-rms @ 100 Bilder/s
• Maximale Bildrate: 100 Bilder/s
• Pixel Größe: 6.5 ?m x 6.5 µm
• Dynamischer Bereich: > 16 000 : 1 (@ 30 Bilder/s)
• Maximaler Quantenwirkungsgrad (QEmax): 60%
• Betriebsarten: Rolling und Global Shutter (wählbar)

Schlüsselanwendungen, die PCO, Andor Technology und Fairchild Imaging für diese neue Technologie sehen, umfassen:

• Mikroskopie von lebenden Zellen
• Strömungsmessung (PIV)
• Einzel-Molekül Detektion
• Super-Auflösende Mikroskopie
• TIRF Microskopie / Wellenleiter
• "Spinning Disk" Konfokale Mikroskopie
• Genome Sequenzierung (2te und 3te Gen)
• FRET
• FRAP
• "Lucky astronomy" / Bildaufnahme
• Adaptive Optik
• Solar Astronomie
• Fluoreszenz Spektroskopie
• Bio- & Chemo-Lumineszenz
• "High content" Screening
• Photovoltaik Qualitätskontrolle
• Röntgen Tomographie
• Ophthalmologie
• Durchfluß-Zytometrie
• Biochip Auswertung
• Industrielle Bildverarbeitung
• TV / Fernsehen
• Spektrale (Hyperspektrale) Bildaufnahme
• "Laser Induced Breakdown" Spektroskopie (LIBS)
• Nachtsicht

Weitere Informationen finden Sie auf www.scmos.com, klicken Sie hier oder laden Sie sich das "White Paper" herunter.