Le SCMOS nouveau (Sony) est arrivé

[a s p 0 6 845]

"quelle serait l'alternative aux capteurs Kodak pour la communauté amateurs ?"
du cmos refroidi.

[ccd1024 0]

Salut Christian,

Si Kodak ne survit pas, d'autres technos seront utilisées. Le CMOS est une solution. Pas mal de boites fabriquent des CMOS.
Mais si on me sort un CMOS 4k x 4k en 6-8 um avec 2 ou 3 e- de bruit et un QE de 70% et un bruit thermique faible, j'abandonnerai volontier mon souhait d'un 16803
Il serait bien que Sony adapte un CMOS voire un CCD 24x36 pour le marché scientifique. La aussi je signerais tout de suite

Le gros probleme des CMOS, c'est qu'il y a le capteur, puis l'électronique qui va le rendre plus ou moins bon. Je pense que c'est plus hard que pour un CCD. Pas simple la reconversion pour des boites qui n'intègrent que du kodak. Ils auraient intérêt à élargir leur gamme.

Les 2 prochaines années vont etre intenses en terme de bonnes et mauvaises nouvelles dans le domaine des capteurs CCD et CMOS. Des rumeurs surviennent, d'autres se précisent...
On verra bien.

[jldauvergne 15 145]

ms, je ne comprends pas, c'est toi même qui montre une courbe avec le capteur au QE à 75%, ...

[brizhell 2 669]

Salut,

>Mon graphe que j'avais publié ici il y a pas mal de temps est toujours d'actualité. Mais c'est maintenant devenu un peu plus serré avec l'arrivée du (s)CMOS.

Pas tant que cela, il faut voir comment se comporte le CMOS en faible flux ou autrement dit sur des temps de poses trés courts.

>Les EMCCD 16bits back-illuminated, pas de soucis, ils sont toujours d'actualité du fait de leurs caractéristiques uniques. Seul T.I. a perdu face au CMOS parce que leurs EMCCD étaient 1 cran en dessous des E2V.

Les EMCCD standart sont aussi devant de 2 ordres de grandeurs sur la sensibilité (exprimée en watts) pour des poses courtes. Pour s'en convaincre il suffit de comparer des poses de 20ms ou 30ms par exemple avec le même télescope, et une EMCCD vs un CMOS. On a fait le test avec au T60 du pic, on gagne 3 a 4 magnitudes.
Un autre exemple avec un certain Christian Buil, ou il a eu la possibilité de faire de la spectro via une EMCCD (j'espère qu'il ne m'en voudra pas trop de reproduire une partie de notre correspondance privée sur le sujet:
"j'ai pu faire des essais avec le nouveau spectro LISA.
Faut bien l'admettre, c'est tout à fait extraordinaire ! Attraper des
étoiles de magnitude V=9,5 en 0,5 seconde de pose avec un
pouvoir de résolution spectral, avec un spectre lisible,
c'est vraiment impressionnant. En gros le gain est 50 à 100 fois
la sensibilité en pose courte d'un caméra CCD QSI532."

>Mais un EMCCD reste cher. très cher. Il a besoin d'être refroidi (généralement le CCD97 se retrouve entre -70 et -90°C). La résolution actuelle est de 13µm. E2V n'arrive pas à descendre en taille.

C'est vrai qu'il est dommage que Texas ai stoppé sa fabrication de TC246 et 247. Les photosites etaient à 10µm. Et E2V qui est devenu incontournable sur le marché peut se permettre de ne pas travailler en priorité sur le devellopement technologiques de photosites plus petits.

>Ensuite, il existe des applications ou l'EMCCD est obligatoire notamment en biologie sur des applis spéciales.

C'est le cas dans mon labo (physique quantique), mais l'EMCCD reste incontournable principalement en courte poses...

> D'autres applis ou le CMOS peut faire le job pour 2x moins cher avec une vitesse supérieures et un grand champ. Lorsqu'on a 1e- de bruit de lecture sur un CMOS, on détecte quand meme pas mal de choses, et le gap avec l'EMCCD se resserre (du moins, meme si on pert un facteur 2 à 3 en S/B, le signal est là, avec une meilleure résolution.

Le facteur de perte est beaucoup plus important que 2 a 3 en courte pose (plutot dans la gamme des 10 à 40 en S/B). Le GAP reste énorme d'ou l'interet pour les futurs EMCMOS si ils sortent...
La limitation techno devient la profondeur de puit x coeff de multiplication, ou l'ont fini par saturer allègrement le can en quelques ms...

>Le nouveau Fairchild (exclusif) en 4Mpix arrive à un peu plus de 14 bits de dynamique avec un bruit faible (1.3 e-) et surtout une vitesse importante (100fps en full). Il enterre complètement l'ancien composant.

ca c'est le gros pb des EMCCD : la vitesse. On est limité technologiquement par le fait d'être obligé de commuter des tensions monstrueuses sur le registre de multiplication pour accélérer le traitement d'une image. Actuellement en full frame, je ne connais pas de camera capable de dépasser 30fps

>Cette techno (deep depl.) ne peut pas etre appliquée sur un EMCCD du fait d'une incompatibilité technique entre la zone image et le registre de transfert EM.

C'est il me semble en cours de correction chez E2V mais je peut me tromper.

[Ce message a été modifié par brizhell (Édité le 08-12-2011).]

[-ms- 2]

quote:

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je ne comprends pas, c'est toi même qui montre une courbe avec le capteur au QE à 75%, ...

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Cette technologie Exmor est utilisée depuis quelques temps dans des APN et des caméras de vidéo surveillance. Dans ce dernier cas, la sensibilité annoncée reste légèrement en retrait pour la couleur (0.2lux@f1.2 couleur et 0.01lux@f1.2 N/B) par rapport à la technologie Exview HAD II (0.12lux@f1.2 couleur et 0.01lux@f1.2 N/B) pour des poses de 20ms.
Un dispositif permet de cumuler les poses ce qui augmentera la sensibilité d'autan.
La bonne nouvelle est au niveau de la qualité de l'image (fini les yeux de merlan), de la dynamique et de la taille de l'image (720p pour IMX035 et 1080p pour IMX036).
Pour celui qui comme moi ne souhaite que butiner le ciel (en couleur si possible), cette technologie Exmor couplée à un écran HD LED 22 pouces va permettre de faire un bond à la vidéo astronomie.
Le secteur de la vidéo surveillance est en train de faire sa mutation vers la HD (1080p) et Sony a bien senti le coup en proposant des capteurs aussi sensibles que les Exview mais avec une qualité d'image bien plus grande.
Quand des géants comme Samsung vont sortir leurs premiers modèles HD avec l'électronique qui va bien pour moins de 300 euros alors la webcam du ciel profond sera enfin disponible.
Et puis le CMOS peut très bien se passer (comme le montre QImaging) d'un étage Peltier ... ce qui est un avantage supplémentaire.
Pour des temps de poses inférieurs à 20ms (lucky imaging) rien ne vaut une EMCCD N/B type Raptor ou similaire .
Il y a 3 cas de figures :
a) moins de 20ms -> EMCCD,
b) entre 20ms et 30s -> CMOS,
c) plus de 30s -> CCD.
Je m'intéresse surtout à une vision du ciel entre 20ms et 30s (rotation de champ négligeable) et je pense que les choses se présentent bien pour 2012 (au moins de ce coté là).

[Ce message a été modifié par ms (Édité le 08-12-2011).]

[a s p 0 6 845]

brizhell, thierry midavaine a fait une présentation analogue et remise à jour le mois dernier au wetal à lyon. la tendance, à cause des produits proposés par le marché de l'électronique grand public actuel, ce sont des capteurs de petite taille avec beaucoup de pixels (un millier de capteurs par wafer de 300 mm de diamètre à un prix de revient de l'ordre du dollar par capteur).
parce qu'il faut quand même conserver des dynamiques correctes pour des pixels qui vont vers une taille voisine du micron, le bruit de lecture se doit d'être maîtrisé et c'est vrai qu'actuellement les choses vont dans le bon sens au moins pour cette donnée.
en fait même les petits pixels seront une bénédiction pour les astronomes amateurs, notamment en planétaire.

web.cala.asso.fr/IMG/pdf/WETAL11_rev-CMOS-TV.pdf

pour les comparaisons emccd et cmos bas bruit, le premier conserve encore un avantage à très bas niveau de flux et en poses courtes de quelques dizaines de millisecondes (ou en pose longue en spectro où il y a peu de photons par canal spectral) mais cela ne durera pas éternellement non plus.
cette dernière gamme de produits reste coûteuse pour l'instant et nous ne sommes pas prêts de la voir arriver dans nos webcams.

un capteur genre imx03x sony ou analogue dans une webcam c'est une chose à surveiller par contre.

[brizhell 2 669]

@ms et asp06,

entièrement d'accord avec vos analyses. J'ai de mon coté eu la chance de pouvoir jouer avec des EMCCD au niveau professionnel, mais a titre purement personnel, mon budget me porte a loucher sur ces IMX03x avec beaucoup d'attention ;-)

Merci pour le lien asp06, j'ai bien regretté de ne pas avoir pu assiter au WETAL

Bernard

[chonum 976]

Quelqu'un a-t-il soit la well depth, soit la dynamique des capteurs IMX035 et 036 ? PNG est étonnamment discret là dessus et je n'ai pas trouvé la datasheet de Sony pour les Exmor.
Apparemment les fabricants de caméras de surveillance parlent de 54db, soit dans les 9 bits.

Frédéric.

[brizhell 2 669]

On commence a voir des composants vraiment interessants sur le sCMOS.
CMOSIS fait aussi un 2k x2k à 180fps 10bits pixels de 5,5microns
http://www.cmosis.com/products/standard_products/cmv4000

c'est intégré sur une Raptor sCMOS. Ca a l'air pas mal, mais l'électronique limite le débuit a 37fps en 12 bits tout de même !!
http://www.raptorphotonics.com/product-selected.php?31

Bon j'imagine a peine le prix ....

[a s p 0 6 845]

je devrai avoir accès pro à un cmosis cmv4000 dans une caméra point grey en camera link d'ici quelques semaines.

chonum, dans la seule doc des imx035 que j'ai trouvé la saturation semble être un peu plus de deux fois supérieure à celle de l'icx445 et la réponse équivalente à ce dernier.
la présence d'un convertisseur 10/12 bits dans le capteur laisserai présager un bruit de quelques électrons.

[a s p 0 6 845]

brihell, la point grey gazelle en camera link qui intègre le cmosis dont tu parles, coute 2500$ auxquels il faut ajouter le prix de la carte caméra link et des cables. on est loin des scmos andor, fairshild ou hamamatsu mais les performances ne sont pas les mêmes non plus (bruit de lecture dix fois plus élevé, comparable à un bon ccd kodak lu à la même cadence).

[-ms- 2]

La réponse est à l'intérieur :
http://www.sony.net/Products/SC-HP/cx_news/vol56/pdf/imx035lqr.pdf

C'est le pendant CMOS du CCD ICX445.

Ton rapport S/B semble correct : 51 + 3 = 54 dB.

[Ce message a été modifié par ms (Édité le 08-12-2011).]

[-ms- 2]

Celle-ci avec CMOS e2V a certainement le meilleur rapport "qualité/prix" (version USB3 en 2012 sinon version GigaE à environ 1000 euros) :
http://www.ids-imaging.fr/pdfmodule/products_pdf.php?cam_id=168

[chonum 976]

Je vais avoir aussi une Basler Ace Cmosis courant Q1 mais la version GE (la CL est déjà dispo mais c'est lourd pour de l'amateur).

Pour l'IMX ça ne colle pas vos données Alain et Ms. Si la capacité en e- est le double de celle du 445, et le bruit de lecture à moins de 5e- (9e- sur le 445 à 32 fps) on devrait avoir une bien meilleure dynamique que l'ICX445 qui est à 9,5 bits. Donc meilleur que 54 dB.

Il y a une couille dans le potage, il va falloir vérifier cela sur pièce.

[brizhell 2 669]

>brihell, la point grey gazelle en camera link qui intègre le cmosis dont tu parles, coute 2500$ auxquels il faut ajouter le prix de la carte caméra link et des cables.

Je pensais qu'il y aurai un gap de prix vers le haut plus important.
C'est encore cher, mais ca commence a tourner dans le bon sens, même si c'est pas de l'Andor, ca risque quand même de bien causer dans les mois a venir....

Bernard

[ccd1024 0]

Bernard,
Lorsque je parle de comparaison CCD vs EMCCD, je me mets dans des config avec un CCD très sensible (QE 90% et bruit lecture de 3e-) et un EMCCD aussi d'E2V. Les Texas sont assez mauvais en dynamique.

Si ton signal est un fond noir avec des spots lumineux (des etoiles, par exemple) alors tu peux pousser les curseurs de l'EM et tu vas avoir une tres bonne sensibilité. Mais si ton signal est noyé dans une lumiere parasite, alors l'EM amplifie tout et écroule la dynamique. Le CCD en devient meilleur meme a haute vitesse. Les EM texas ont ce probleme. Tout devient relatif si on compare avec une camera CCD qui a 10-12 e- de bruit de lecture.
L'EMCCD va rester magique dans plusieurs cas. Mais pas tous.

Les tout nouveaux sCMOS sont en passe de devenir très bons. Ils divisent deja par 2 a 3 l'utilisation des EMCCD dans le milieu scientifique. Mais en longue pose > 1s le CCD hautbde gamme est largement dominant sur pas mal de points.

Tiens, un article sur NATURE sur les cameras sCMOS : http://www.nature.com/nmeth/journal/v8/n12/full/nmeth.1777.html

[-ms- 2]

chonum, supposons pour l'IMX035 :
- capacité de pixels = 17000e-
- bruit de lecture = 4e- (à 60fps ???)
- 17000/4 = 4250 = 2^12
- QE maxi proche de 80%
- dynamique = 64dB
on serait alors au même niveau que les capteurs ExView HAD CCD II ou même du dernier capteur sCMOS 1".

Si ces chiffres sont effectivement vérifiés alors je commanderais sans problème la FL3-U3-13S2 de Point Grey (1/3 inch 1328x1048 at 120 FPS) à $695.

A mon avis, Sony n'a pas trop intérêt à communiquer les spécifications détaillées de ce capteur IMX035 car il fait de l'ombre aux ICX de dernière génération qui sont beaucoup plus coûteux à fabriquer. Quand Sony aura écoulé ses stocks de capteurs ICX alors on aura la réponse (en attendant il reste à faire les mesures).

Tiens e2V vient d'annoncer 2 nouveaux capteurs CMOS avec un QE maxi de 80% (il semblerait que 80% ce soit le record en CMOS actuellement).

[Ce message a été modifié par ms (Édité le 10-12-2011).]

[ccd1024 0]

Chonum

le IMX035 a 17000 e- de puits de potentiel et peut avoir un bruit < 3e-

[Ce message a été modifié par ccd1024 (Édité le 09-12-2011).]

[chonum 976]

Merci !
Mettons 15Ke- pour 6e- de readout noise, soit environ 11,3 bits de dynamique soit 68 dB. On est loin des chiffres données par les constructeurs de caméra basée sur ce composant.

Il y a-t-il donc une couille dans le potage ? :p

Bon je mesurerai cela en début d'année quand j'ai aurai une sous la main...

Frédéric.

[ccd1024 0]

Fred, sur la rolera-bolt j'ai bien 17ke- et 3e- de bruit... mesuré, vérifié...

[brizhell 2 669]

Salut

>Lorsque je parle de comparaison CCD vs EMCCD, je me mets dans des config avec un CCD très sensible (QE 90% et bruit lecture de 3e-) et un EMCCD aussi d'E2V. Les Texas sont assez mauvais en dynamique.

Indépendament du type de fabricant, le plus sensible des CCD ne peut en aucun cas rivaliser en terme de sensibilité avec un EMCCD, c'est une question de conception technologique. Je m'explique, une EMCCD est une matrice CCD standart derrière laquelle on ajoute, avant le convertisseur analogique/numérique, un canal de multiplication de charge par effet d'avalanche. Le comportement est en première approximation linéaire (ce n'est pas tout a fait vrai sur l'ensemble de la gamme d'amplification, mais globalement ca marche). La chaine de numérisation (conversion Charge=>tension) se trouve après la multiplication. Ce qui fait que le bruit de lecture sur l'image, lorsque le gain est en mode "ON" devient rapidement négligeable (typiquement <1e-), et ce quelque soit le fabricant de cam ou de matrice.
Les EMCCD que l'on utilise au labo sont des Andor Ixon3 860 (on a aussi une 888 et une 897) avec un QE à 90% et une débit max de plus de 513 images par secondes full frame. Ce sont des E2V. http://www.andor.com/scientific_cameras/ixon_emccd_camera/860_back-illuminated/
Il est évident que je n'allais pas sortir du labo une camera a plusieurs dizaine de millier d'euros pour mes essais en astro amateur.
On a aussi quelques lucas et Merlin de chez Raptor.

>Si ton signal est un fond noir avec des spots lumineux (des etoiles, par exemple) alors tu peux pousser les curseurs de l'EM et tu vas avoir une tres bonne sensibilité. Mais si ton signal est noyé dans une lumiere parasite, alors l'EM amplifie tout et écroule la dynamique.

Partons de l'hypothèse que les matrices sont correctement refroidies.

Il ne faut pas confondre la dynamique intrinsèque du capteur et de la camera, et le rapport signal sur bruit de l'objet a étudier !! Le canal EM n'écroule pas la dynamique du capteur, il amplifie le signal de l'étoile et le bruit du fond de ciel !
Je m'explique : L'erreur principale est de considérer que les étoiles sont sur un fond noir. Ce cas n'existe tout simplement pas. Physiquement, les étoiles sont entourées d'un "Halo" de photons de différentes longeurs d'ondes issus du fond de ciel, qu'il s'agisse du fond atmosphérique, ou des photons des objets voisins. Il y a généralement peu de photons mais suffisament pour générer un bruit que l'on appelle justement "bruit de photon". Le régime de détection dans lequel fonctionne un EMCCD est justement celui qui permet d'augmenter la sensibilité jusqu'a pouvoir détecter ce bruit de fond, qui je le répète, n'est pas lié au capteur, mais à l'objet étudié (chaque pixel devenant virtuellement un photopultiplicateur). C'est ce que l'on appelle le régime de comptage de photons. Il n'existe tout simplement pas de CCD classiques (sauf ommission de ma part) capables d'atteindre ce régime.

>Le CCD en devient meilleur meme a haute vitesse. Les EM texas ont ce probleme. Tout devient relatif si on compare avec une camera CCD qui a 10-12 e- de bruit de lecture.

Ben justement non, pour les raisons explicitée plus haut...
Pour un rapport signal (étoile) sur bruit (fond de ciel) donné, à temps de pose court et constant, la quantité d'énergie par unité de temps (autrement dit la puissance optique détectée) est multipliée linéairement (jusqu'a plusieurs millier de fois) pour le signal et pour le bruit, alors que le bruit de lecture de la camera reste constant (celui de la chaine de numérisation). L'effet "magique", comme tu le dit, est que si tu ne sature pas l'étoile, en affichant le max de l 'étoile a niveau constant sur l'image, l'augmentation du gain EM provoque une chute du bruit de lecture sous le bruit de photon (cela reviens a dire que le bruit de lecture est "divisé" par le gain EM).
Donc sur une image prise avec une CCD classique, obtenant le même rapport signal (étoile) sur bruit (fond de ciel) le bruit de lecture sera forcément supérieur au bruit de photon...
La limite est simplement la profondeur du puit de chaque pixel, qui, si le gain devient trop fort, sature rapidement les images (si on remplis trop le puit de potentiel du capteur, forcément, il déborde ;-))

Les tout nouveaux sCMOS sont en passe de devenir très bons. Ils divisent deja par 2 a 3 l'utilisation des EMCCD dans le milieu scientifique. Mais en longue pose > 1s le CCD hautbde gamme est largement dominant sur pas mal de points.

encore une fois, on ne parle pas des même domaines scientifiques. Tant que l'on s'interesse aux applications rapides à trés faible flux, l'EMCCD reste incontrounable.
Voici dans mon labo des applications (microscopie confocale a deux photons) ou les seuils de détections sont si faibles que n'importe quels CCD est a la rue.... Il s'agit d'imager des nanocristaux fixé sur des molécules uniques (http://www.lkb.ens.fr/-Research,163-)..... Et il y en a bien d'autre, y compris en astro.

J'ai eu la chance de pouvoir jouer en astro avec ca en 2009 pendant une arpès midi : http://www.insu.cnrs.fr/co/ama09/la-camera-la-plus-rapide-et-la-plus-sensible-en-astronomie-ocam

Bon, on est loin du domaine amateur, mais ca montre que la techno même de l'EMCCD en tout cas de l'utilisation d'un canal EM est loin, trés loin d'être morte.

>Tiens, un article sur NATURE sur les cameras sCMOS : http://www.nature.com/nmeth/journal/v8/n12/full/nmeth.1777.html

ben justement, il le précisent bien dans cet article :

"Scientists should also remember that not all microscopy applications will benefit from the new technology. sCMOS sensors are not generally considered sensitive enough for extremely low-light applications or for single-molecule tracking, which currently requires electron-multiplying charge-coupled devices (EMCCDs), a kind of CCD designed for higher sensitivity. "

[ccd1024 0]

quote:

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Le canal EM n'écroule pas la dynamique du capteur, il amplifie le signal de l'étoile et le bruit du fond de ciel !

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lol

Il est absolument évident que la chaine EM écroule la dynamique du capteur (du pixel si tu veux). Et ce d'au moins un facteur 1.4x

L'amplification apporte un bruit d'amplification. Facteur 1.4 typiquement (mais passons sur ce point pour le moment).

Reprenons un capteur E2V, le CCD97 :
Le puits de potentiel des pixels du capteur CCD97 : 200 ke-
Puits de potentiel de l'ampli EM : 800ke-
Le bruit de lecture :
3e- en ampli non-EM à 100kHz / 200ke-
6e- à 1MHz en non EM / 200 ke-
30e- à 5MHz en EM / 800ke-
45e- à 10MHz en EM / 800ke-

Dynamique "réelle" d'une image lente : 200k/3 = 66000 (donc 16 bits théoriques) : super pour des temps longs.

Ensuite tu as l'option de sortir en EM
Tu as un signal de 200ke- sur un pixel
Il faut donc l'amplifier : le coef mini est de 4x pour remplir les 800ke- de l'ampli EM. Tu es donc à 800/45 = 17000 soit 14 bits (et j'ai volontairement pas rajouté le coef 1.4 de facteur de bruit pour ne pas baisser ce chiffre
A 30e- de bruit, tu as 26000:1 de dynamique théorique.

Bien sur, tu ne mets pas un gain de 4x sur la chaine EM mais plutot 100x au minimum.
800k / 100x donnent 8000 e- de signal dans un pixel avant qu'il ne soit saturé par la chaine EM. Ta dynamique sera alors proche de 8000:1 soit 13 bits.
Imagine avec 1000x de gain.

Je te laisse imaginer le calcul avec un EMCCD de Texas avec ses pauvres 33ke- de puits de potentiel et ses 20e- de bruit de lecture...

Du point de vue sensibilité, il est vrai que les EMCCD E2V sont loin devant tout le reste.

Pour la dynamique, tout dépend de ce que tu veux imager. Si tu fais de la lucky-imaging, de l'optique adaptative... tu as uniquement besoin de sensibilité et de vitesse.
Il a a beaucoup d'applications ou on a aussi besoin de mesurer des signaux faibles à coté de signaux forts (comme en spectro par exemple). Et là tu as beau te servir d'un EMCCD, un CCD traditionnel, plus lent certes, fera le job... Reste à savoir si tu peux avoir le temps nécessaire à l'intégration.

Donc oui, les EMCCD sont INCONTOURNABLES en haute vitesse et haute sensibilité cumulées mais pas les meilleurs en haute dynamique.

j'ai meme vu une société (tu en parles) proposer un EMCCD à un client qui voulait poser 10 minutes sur un signal très contrasté (nécessité de dynamique) ou un autre qui n'avait que 10 photons qui arrivaient en 5 min. La honte ! Tu mets un bon CCD de 2e- et 95% de QE et refroidi à l'azote et là tu sors ton signal !
C'est pour la rapidité et la sensibilité que les application de biologie utilisent des EMCCD mais tu ne verras jamais d'EMCCD sur des applications rapides sur un synchrotron (par exemple) car les tests de dynamique (justement) et linéarité les ont TOTALEMENT dissuadés de travailler avec des EMCCD. La prochaine génération de sCMOS sera la seule solution possible dans le futur.

Les besoins de l'astro professionnelle n'est pas sur les EMCCD. Ils les utilisent dans certains cas mais eux aussi veulent du 4k*4k à 15-30 fps avec un bruit faible et une bonne dynamique.
Le marché est aussi ce qui fait avancer (ou reculer) les sociétés.

Les biologistes ne se préoccupent pas trop de ces aspects techniques alors que d'autres chercheurs veulent une bonne réponse photométrique et une stabilité du gain.

Puis aussi parce que un EMCCD, ça s'use quand on s'en sert...
Et la marge de rattrapage du gain n'est pas très énorme.

[brizhell 2 669]

re salut ;-)

>Il est absolument évident que la chaine EM écroule la dynamique du capteur (du pixel si tu veux). Et ce d'au moins un facteur 1.4x

>Reprenons un capteur E2V, le CCD97 :
Le puits de potentiel des pixels du capteur CCD97 : 200 ke-
Puits de potentiel de l'ampli EM : 800ke-
Le bruit de lecture :
3e- en ampli non-EM à 100kHz / 200ke-
6e- à 1MHz en non EM / 200 ke-
30e- à 5MHz en EM / 800ke-
45e- à 10MHz en EM / 800ke-

>Dynamique "réelle" d'une image lente : 200k/3 = 66000 (donc 16 bits théoriques) : super pour des temps longs.

Yep, on est alors ici hors cadre d'utilisation d'un EMCCD puisqu'on cherche a poser court :-)

>Ensuite tu as l'option de sortir en EM
Tu as un signal de 200ke- sur un pixel

Un signal réel qui rempli la totalité du puit sur une pose unique met en effet les EMCCD a la poubelle, on cherche plutot des domaines de détection ou sur pose unique on est a quelques dizaine ou au pire centaines d'électrons .....
Je me place ici du point de vue de l'utilisateur, pour lequel la dynamique capteur a moins d'importance que la dynamique réelle sur l'image en fonction du flux a imager.

>Bien sur, tu ne mets pas un gain de 4x sur la chaine EM mais plutot 100x au minimum.
800k / 100x donnent 8000 e- de signal dans un pixel avant qu'il ne soit saturé par la chaine EM. Ta dynamique sera alors proche de 8000:1 soit 13 bits. Imagine avec 1000x de gain.

Ben oui, j'imagine trés bien, c'est bien la dessus que l'on base le choix de la camera sur l'annonce (ou la mesure que l'on fait suite au près de ladite cam quand le fabricant est d'accord)) de la dynamique image et non sur la dynamique capteur, en fonction de l'application....

>Du point de vue sensibilité, il est vrai que les EMCCD E2V sont loin devant tout le reste.

Pour encore un moment je pense

>Pour la dynamique, tout dépend de ce que tu veux imager. Si tu fais de la lucky-imaging, de l'optique adaptative... tu as uniquement besoin de sensibilité et de vitesse.

C'est bien dans ce cadre la en astro qu'il peut y avoir des besoins.

>Donc oui, les EMCCD sont INCONTOURNABLES en haute vitesse et haute sensibilité cumulées

C'est ce que je m'evertue a dire depuis le début, on va finir par être d'accord :-) Faudrait coller un ampli log avant le registre :-)

>j'ai meme vu une société (tu en parles) proposer un EMCCD à un client qui voulait poser 10 minutes sur un signal très contrasté (nécessité de dynamique) ou un autre qui n'avait que 10 photons qui arrivaient en 5 min.

Si le contrat a été signé, soit le commercial a été bon, soit l'acheteur a été mauvais dans l'estimation de son besoin .... lol

>C'est pour la rapidité et la sensibilité que les application de biologie utilisent des EMCCD mais tu ne verras jamais d'EMCCD sur des applications rapides sur un synchrotron (par exemple) car les tests de dynamique (justement) et linéarité les ont TOTALEMENT dissuadés de travailler avec des EMCCD.

Même approche ici sur les atomes froids.

>Les biologistes ne se préoccupent pas trop de ces aspects techniques alors que d'autres chercheurs veulent une bonne réponse photométrique et une stabilité du gain.

La tu vexerai pas mal de biophysicien autour de mon bureau :-)

Bernard

[a s p 0 6 845]

chonum, la rolera-bolt tourne a 30 i/s et la pgr à 120 i/s avec le même capteur, il y a forcément un prix à payer coté bruit de lecture.

[ccd1024 0]

Re...

Tu verras bientot qu'un CMOS à 1e- de bruit de lecture fera le job... Et meme plutot bien.
Les tests sont en cours dans ma boite pour comparer les données sur des phénomènes rapides et peu lumineux, entre EMCCD et capteurs CMOS (et aussi un proto de ICX285 avec seulement 1e- de bruit de lecture)
Et les 1eres données que j'ai pu voir laissent rêveur (pour le CMOS)
(j'ai un meeting aux USA en janvier sur ce sujet)

La sensibilité et le rapport S/B d'un capteur n'a pas forcément besoin de passer par une chaine EM. Surtout si on veut de la résolution et de la vitesse. Mais je te l'accorde, ça va être chaud pour trouver la bonne techno !!! Il restera des domaines de prédilection pour l'EMCCD. Rassures-toi ;-)