PCO sCMOS科研相机总览

姓名：陈工(Jack)

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昊量的供应商德国PCO公司于1987年诞生于德国，是高端科学相机和高端工业相机系统的鼎技术和产品提供商，在高灵敏、超低读出噪声、高帧速率、相机制冷、广泛的可选曝光时间范围、紫外（UV）到近红外（NIR）感光以及超高动态范围等诸多成像相关方向，具有独特的核心技术优势。

PCO产品包含zui新的高灵敏高性能的scmos相机、高画质高速摄像机、增强型scmos相机、Two-Tap CMOS频域FLIM相机等。 

德国PCO相机和技术可广泛应用于可见光、紫外光、近红外光、荧光、弱光和单光子信号的成像和定量分析，以及时间分辨、荧光寿命分析、高速和超高速成像等。其适用范围涵盖物理科学、生命科学、工程、国防、工业以及光电科学、天文学等诸多域。

sCMOS相机详细参数规格：

• pco.panda 26

  单色/彩色传感器选项；真正电荷的全局快门；超高分辨率5120 x 5120像素；防尘机体；超紧凑的外形设计；量子效率可达65 %

   

• pco.panda 4.2 bi UV

  190 nm - 1100 nm光谱范围；背照式成像芯片；超紧凑的外形设计；像素2048 x 2048；USB 3.1 Gen1接口

   

• pco.panda 4.2 bi

  背照式成像芯片；量子效率可达95 %；超紧凑的外形设计；像素2048 x 2048；USB 3.1 Gen1接口

   

• pco.panda 4.2

  2.1 e- 低读出噪音；量子效率可达80 %；超紧凑的外形设计；像素2048 x 2048；USB 3.1接口

   

• pco.edge 26

  具备准确的电荷的全域快门；像素5120 x 5120；方便灵活的制冷系统可低至-20 °C；紧凑的外形设计；量子效率可达72 %；USB 3.1 Gen1接口

   

• pco.edge 5.5

  1.0 e-中值读出噪音；2560 x 2160像素分辨率；30 000 : 1动态范围；100 帧每 （zui大帧速率）；滚动和全域快门功能；Camera Link 或者 USB 3.0接口

   

• pco.edge 4.2 bi UV

  190 nm - 1100 nm光谱范围；背照式成像芯片；量子效率可达95 %；方便灵活的制冷系统可低至-25 °C；像素2048 x 2048；USB 3.1 Gen1

   

• pco.edge 4.2 bi

  背照式成像芯片；量子效率可达95 %；方便灵活的制冷系统可低至-25°C；像素2048 x 2048；40帧每 （zui大帧速率）；USB 3.1 Gen1

   

• pco.edge 4.2

  0.8 e-中值读出噪音；2048 x 2048像素分辨率；动态范围可达至37 500:1；100 帧每（zui大帧速率）；量子效率可达至82 %；Camera Link 或者 USB 3.0接口

   

• pco.edge 4.2 LT

  0.8 e- 中值读出噪音；2048 x 2048 像素分辨率；37 500 : 1 动态范围；量子效率可达至82 %；USB 3.0 接口

   

• pco.edge 3.1

  1.1 e- 中值读出噪音；2048 x 1536 像素分辨率；27 000 : 1 动态范围；滚动和全域快门功能；USB 3.0 接口

   

• pco.pixelfly usb

  量子效率62 %；超紧凑型设计；14位动态范围；像素分辨率1392 x 1040；USB 2.0 接口

   

• pco.ultraviolet

  量子效率40 % @192 nm；超紧凑型设计；14位动态范围；像素分辨率1392 x 1040；USB 2.0 接口

   

• pco.edge 4.2 bi UV

  190 nm - 1100 nm光谱范围；背照式成像芯片；量子效率可达95 %；方便灵活的制冷系统可低至-25 °C；像素2048 x 2048；USB 3.1 Gen1

   

• pco.panda 4.2 bi UV

  190 nm - 1100 nm光谱范围；背照式成像芯片；超紧凑的外形设计；像素2048 x 2048；USB 3.1 Gen1接口

   

• pco.ultraviolet

  量子效率40 % @192 nm；超紧凑型设计；14位动态范围；像素分辨率1392 x 1040；USB 2.0 接口

   

• pco.edge 4.2 (10G FOL)

  10G光纤接口；高速图像传输；0.8 e-中值读出噪音；2048 x 2048像素分辨率；100 帧每（zui大帧速率）；量子效率可达至82 %

   

• pco.edge 5.5 (10G FOL)

  10G光纤接口；高速图像传输；1.0 e-中值读出噪音；2560 x 2160像素分辨率；100 帧每 （zui大帧速率）；滚动和全域快门功能

sCMOS相机典型的应用域（包括但不限于）：

• 各类荧光、超分辨显微成像

• 光片照明显微成像(LSFM)

• 全内反射荧光成像（TIRF）

• 结构照明显微成像(SIM)

• 随机单分子定位成像（PALM/STORM）

• 受激发射损耗荧光成像（STED）

• 选择性平面荧光成像（SPIM）

• 各类生物、物理、化学发光成像

sCMOS相机应用案例：
 

【关于sCMOS相机】

什么是SCMOS相机?

科学CMOS，即 Scientific CMOS(sCMOS)，是集合了CCD的基底构造体系以及CMOS的读出集成电路结构而形成的zui新图像传感器技术，具有低噪声、高帧率、高满阱、高动态范围等优势。

sCMOS相机在传统的工艺和处理能力方面又得到了技能的提升，在行业的不断发展当中，新型的相机出现，不仅避免了传统相机芯片的高暗电流，高读出噪音，低填充因子，一致性差等特点，还继承了原来芯片的高速、低消耗的优点。

sCMOS相机的工作原理：

sCMOS相机芯片会在高分辨率当中实现高速的采集，是对芯片的读出电路进行了改进，传感器的上半部和下半部分别读出。传感器每半部分的每一列都配备了双列电平放大器和双模数转换器(ADC)。

这样就使得元信号实现了双输出，输出之后信号被双列放大，然后进行相关的转换，从而能把读出噪声降到zui低，采用分立的增益设置，zui终信号是高增益和低增益两个通道的信号重组，这样可以从很小的芯片当中获得高动态的范围。

在降低噪声的同时也通过制冷和恒温设计降低了暗电流噪声的干扰，其次，相机的芯片采用了微透镜技术，可以zui大程度上收集有效的光信号，从而提升相机的灵敏度。

低读出噪声也有利于高动态范围的实现，通常，对于ccd或emccd来说，要达到它们的zui高动态范围值，需要在读取速度上有一个显著的折衷，然而sCMOS可以在提供高帧速率的情况下实现这个高动态范围。

sCMOS相机的特性：

sCMOS相机可以同时实现高频率和移动目标的观测，拥有高分辨率，能降低噪声，可以适应不同的应用环境，标准的数据传输方式，可以实现无损数据输出，实用方便，接口稳定。业的独处方式，实现高帧率，全分辨率很高，可以进一步的提高帧频，减小图像处理数据量。制冷温度恒定，可以保证暗场噪音的稳定性。

悠秀的图像矫正方法，可以针对每个像素进行业的校正，从而减少像素的不一致性;所有的参数测试都是把标准测试作为标准，从而让相机比较更方便，它的非线性效应也很好。

【关于PCO】

PCO的历史可以追溯至上个世纪80年代，当时的公司创办人Emil Ott博士就职于慕尼黑理工大学的技术电物理学院，在使用增强型低速扫描相机进行测量时，他发现当时的产品水准无法满足科学应用的复杂需求，于是在1987年，PCO诞生了！

为了克服当时的产品不足并提升技术标准，Ott博士开始了他弟一台图像增强型相机的开发，并随后在原型上做出了几款改型。在那个时期，PCO积累并日臻完善了其核心技术，为进行鼎产品的开发奠定了基础。

之后由Ott博士和他的工程师团队推出的世介上弟一台粒子图像测速（PIV）相机——SensiCam，随后又推出更多的悠秀产品。

DiCam: 弟一台有5纳曝光时间的图像增强型摄像机——1989年

VarioCam: 弟一台采用隔行转移芯片的制冷型长曝光时间摄像机——1993年

SensiCam: 弟一台具有12位ADC的数码隔行转移相机——1996年

pixelfly: 弟一台12位机器视觉相机——2000年

pco.dimax: 弟一台具有电视传媒成像质量的12位高速摄像机——2009年

sCMOS sensor: 联合开发者，开创了CMOS芯片的新时代

pco.edge: 弟一台sCMOS相机——2010年

CameraLink HS接口: 创办制定了CLHS标准

pco.flim: 弟一台40Mhz可调制CMOS相机——2016年

时至2021年，PCO已经积累了三十多年的高性能相机系统开发和生产方面的技术及业知识。

PCO全方位掌握关键技术，和主要的感光芯片产商建立了伙伴关系，保证所有PCO的 sCMOS、CMOS、CCD相机都具备世介顶jian的技术水平。