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科學(xué)CMOS相機(jī)從微觀到宏觀
（文獻(xiàn)部分內(nèi)容摘抄）
如今，新的科學(xué)CMOS圖像傳感器技術(shù)向公眾展示?，F(xiàn)在，德國/ Excelitas PCO 公司較早采用這種技術(shù)的相機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)在市場上。對于pco.edge的案例，我們希望測試承諾是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，確定可以利用SCMOS傳感器特性的應(yīng)用;可實(shí)現(xiàn)的讀出噪聲低于先前預(yù)期，因?yàn)樵?0幀/秒幀速率下，相機(jī)實(shí)現(xiàn)的噪聲值為<1.4電子，其具有可用的滿阱容量。
微幀速率、噪聲和靈敏度
根據(jù)M.Engstler教授的說法，引起昏睡疾病的錐蟲寄生蟲是貪婪的游泳者。在宿主的血液中，這些20m長的寄生蟲利用一種特殊的運(yùn)動(dòng)在其細(xì)胞表面產(chǎn)生一種水動(dòng)力流動(dòng)，有效地使宿主的防御機(jī)制失去作用。這種水動(dòng)力流驅(qū)動(dòng)宿主的抗體沿著寄生蟲膜回到寄生蟲細(xì)胞的后端抗體在這里被傳遞到細(xì)胞的口中在那里被吞噬、被消耗。
由采蠅傳播的疾病，在非洲仍有大量的人死于昏睡病(每年新增3萬例)。不幸的是，這些治療方法已經(jīng)過時(shí)，給患者帶來了巨大的額外壓力，因此需要研究更多有效和患者友好的治療方法是一個(gè)重要的領(lǐng)域。這些寄生蟲還會(huì)摧毀整個(gè)牛群，在非洲熱帶地區(qū)，這造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)困難。一種潛在的新療法可能是影響錐蟲的運(yùn)動(dòng)，但這些需要首先更詳細(xì)的研究。為了盡可能少地影響鞭毛蟲，使用適當(dāng)?shù)臉?biāo)簽蛋白用熒光染料標(biāo)記細(xì)胞膜，然后在與sMOS相機(jī)相連的反向數(shù)字顯微鏡(載玻片上的液體環(huán)境中觀察錐蟲。以足夠的時(shí)間分辨率捕獲了螢火蟲特征運(yùn)動(dòng)的圖像序列。以200幀/秒的速度拍攝1120x1080像素的序列，以400幀/秒的速度拍攝1120x502像素的序列。在圖3中可以看到四個(gè)(裁剪)圖像的序列。
鑒于圖像之間的時(shí)間間隔很短兩個(gè)錐體蟲姿勢的變化表明了這些鞭毛蟲移動(dòng)的速度有多快。在亮的位置，光信號(hào)大約由 100個(gè)光子組成，這當(dāng)然是一個(gè)非常微弱的信號(hào)。這些圖像序列目前正在研究和處理中，特別是在運(yùn)動(dòng)的 3D特征方面，進(jìn)一步的調(diào)查將跟進(jìn)。宏-近紅外靈敏度、分辨率和噪聲。
幾年來，太陽能電池的電發(fā)光EL一直被用作研究的重要參數(shù)。
科學(xué)研究表明，較小細(xì)胞中不表現(xiàn)EL的區(qū)域?qū)λa(chǎn)生的光電電流沒有貢獻(xiàn)。目前，太陽能電池研究特別致力于EL測量的正確解釋和意義。
為了產(chǎn)生EL，在流動(dòng)方向上施加安全的標(biāo)稱電流，該電流通過單個(gè)太陽能電池或整個(gè)模塊模擬預(yù)期的光伏電流。強(qiáng)度比較大的光在電池中產(chǎn)生大約1150nm的近紅外線--絕大多數(shù)在相機(jī)傳感器的靈敏度范圍之外。然而，波長低于大約1050nm的EL強(qiáng)度的成分足以產(chǎn)生可用的信號(hào)。直到近期，特別優(yōu)化的CCD攝像機(jī)一直被用于此任務(wù)，但它們要么需要利用像素集群來產(chǎn)生足夠可見的圖像，要么需要更長的曝光時(shí)間(30至60秒或更多)。
除了高分辨率外，SCMOS圖像傳感器還具有比前置CCD更好的量子效率。而且與“深度耗盡”CCD不同，所有CCD都是從后方通過襯底照射的，因此也不存在色散。圖顯示了一個(gè)太陽能電池組件的EL，使用卡爾蔡司的一個(gè)特殊紅外物鏡捕獲。曝光時(shí)間為700毫秒，這意味著在制造過程中可以很容易地獲得質(zhì)量保證所需的EL圖像捕獲類型。在圖中，缺陷用箭頭標(biāo)記。日前的研究仍然需要提供答案，以提高對其他較黑暗區(qū)域的理解和識(shí)別其意義。
SCMOS相機(jī)系統(tǒng)和對相機(jī)的極大興趣規(guī)格促使了從微觀到宏觀領(lǐng)域的大量潛在應(yīng)用。從顯微鏡到航空攝影人們對sCMOS圖像傳感器技術(shù)的能力肯定不缺乏興趣?？梢院苋菀椎卦O(shè)想出潛在的應(yīng)用范圍，從超分辨率光學(xué)顯微鏡到DNA分析，甚至到三維電影拍攝和二維立體圖像采集?！翱茖W(xué)CMOS”一詞似乎也受到了極大的重視，越來越多地被用來描述性能較差的CMOS圖像傳感器，以強(qiáng)調(diào)其質(zhì)量。
德國 Excelitas PCO 公司的pco.edge相機(jī)，具備高分辨率、高感光度、弱光成像的優(yōu)點(diǎn)，將研究實(shí)驗(yàn)過程完美記錄，為實(shí)驗(yàn)提供強(qiáng)而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。
廣州市元奧儀器有限公司作為德國Excelitas PCO 公司科學(xué)相機(jī)在中國的代理商之一，為客戶提供各種成像系統(tǒng)解決方案，如對相關(guān)產(chǎn)品感到興趣，歡迎隨時(shí)聯(lián)系交流！
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