Mesure du rendement quantique de quelques capteurs CCD

[cbuil 3 463]

Un essai de mesure du rendement quantique de CCD Sony,
équipant des caméras populaires (en comparaison avec
le rendement estimé de CCD de la gamme Kodak).

Cette mesure est fort délicate (elle dépend pour pas
mal du gain électronique relevé) et probablement entachée d’erreurs.
Cependant, ce résultat donne une bonne idée des performances
relative au minimum. Il s'écarte parfois de ce que l'on
peut trouver sur le web, mais en l'espèce, disons que je sais
comment est faite la mesure... Intéressent de discuter entre
nous des écarts trouvés. En tout cas ce sont des données assez
rares et utiles pour calculer la performances des systèmes.

La méthode de mesure est décrite en bas de la page :

http://www.astrosurf.com/buil/isis/noise/result.htm

Voir aussi le forum ARAS :

http://www.spectro-aras.com/forum/posting.php?mode=edit&f=8&p=1650

Le résultat sous forme de table :

ou graphique :

Les autres paramètres relevés (le bruit de lecture en particulier) :

Notez qu'il faut utiliser un spectrographe pour faire cette
évaluation (ici un LISA) :

Christian B

[Ce message a été modifié par cbuil (Édité le 12-11-2012).]

[jldauvergne 15 114]

Très intéressant, il est bon pied bon œil le vieux 3200

[christian viladrich 7 672]

Merci pour ces mesures.
J'imagine que cela ne doit pas être très facile à faire vue la dispersion des résultats quand on compare les datasheets fournis par les différents fabricants de caméras (vidéo) pour les mêmes capteurs...
Les 674 / 694 sont très intéressants :-)

[OlivierG 782]

C'est incroyable les écarts du RON sur les divers ATIK314L+, entre les 2 valeurs extrèmes (3.9 et 7,7), presque le double.

Olivier GARDE

[Billyjoe 2 944]

Tres interessent comme manip.
Le KAF8300 est bien homogène en QE.

Il 3 jours justement j ai utilisé ton logiciel "ISIS" pour refaire les mesures de ma CDD, et bien les spécifications sont moins bonnes que ceux annoncées...
Je ne vais pas en faire un foin car mon fond du ciel est bien plus embêtant pour moi, mais bon ce genre d initiative devrait pousser les constructeurs et revendeur à ne pas annoncer n importe quoi sur les perfos de leurs cameras.

[Myrdinn 0]

Bonjour,

Je trouve le 694 intéressant également, mais je me pose une question. Avec ses petits pixels, est-ce qu'il est aussi exigeant que le 8300 concernant l'optique placée devant ?

Alexandre

[Laurent51 2 787]

Salut Christian,

J'ai mesuré une ATIK460EX cette été, voici les résultats en bin1:
- Facteur de conversion: 0.267e/adu
- Bruit de lecture: 4.9e
- Thermique: 1.5e pour 10min à -3°C. Soit 0.0025 e/s à -3°C. (sur un bureau en été... difficile de descendre plus bas).
Mesure sous Prism V8.

la difference de QE que tu constates est interressante... elle risque de modifier ton calcul de mag limite si tu applique ton résultat. ca ressere l'ecart entre le Kaf3200 qui a un tres bon QE, mais plus de buit, et le dernier Sony, avec un bon QE (mais pas le meilleur) par contre un bruit de lecture vraiment excelent.

maintenant, ou est la vérité?... le capteur de réference a peutetre un QE meilleur que prévu, donc la réference est fausse:-).

Laurent Bernasconi

[cbuil 3 463]

Merci Laurent pour ta mesure, qui indique que tu a un
fort bon exemplaire de la Atik460EX.

On note c'est vrai des différences entre caméra Atik, mais surement aussi
chez d'autres fabriquants - Atik n'est peut être pas le pire !
Un but de cette page est effectivement de mettre un peu de pression.
Cependant concernant les Atik314L en particulier (plus grosse
population statistique) on peut souligner un bon tir groupé
vers le très bon en terme de bruit de lecture. A moins de ne pas avoir
du tout de chance, il faut admettre que Atik sort de très bonnes caméras et
qu'à la vue du bruit de lecture le rapport perfo/cout est vraiment
intéressent. Ca parait pas, mais de telles perfos en CCD
il y a 4-5 ans, c'était difficile a immaginer en low cost.

Je suis d'accord avec toi Laurent, faut que j'actualise le tableau
de perfo en mode spectro avec ces nouveaux data.

Faudrait confronter mon résultat avec celui donné par d'autres mesureurs
de rendement quantique (une denrée rare !). Il y a plein d'hypothèses
qui peuvent faire fluctuer les résultats. Par exemple, quant
un constructure parle de QE, on ne sait pas vraiment si c'est avec
une puce équipée (avec le hublot du boitier) ou si c'est avec une puce nu.
Ca parait pas, mais suivant que l'on met ou pas un antireflet,
cela peut faire des écarts jusqu'à 8%.

En matière de rendement quantique, c'est le flou artistique , et
même un peu du n'importe quoi parfois (je ne suis pas à l'abrit -
même si j'ai fait attention ). La référence
est cruciale comme tu le soulève.

Christian

[ccd1024 0]

Christian

Ma boite fait des mesures de QE sur pas mal de capteurs (surtout depuis qu'on a développé de nouveaux coatings spéciaux pour les CCD back-illuminated E2V notamment).
La méthode se fait par une photodiode calibrée en intensité (et température etc) avec sphère intégrante et tout le toutim. On le fait aussi avec nos spectros depuis quelques temps.
Nous avons fait pas mal de mesures dans différents domaines (inflence des coatings AR, et aussi de la température +20°C, 0°C, -40°C, -70°C et -120°C où certains rendements chutent avec la température. Bref...

On a aussi testé le ICX674 et il semble que Sony indique des conditions un peu spéciales pour obtenir le QE voulu. Les microlentilles sont en cause avec un f/# bien déterminé.
Les mesures qu'on a faites sont plutot conformes aux QE théorique, un peu plus faible mais à la limite on est dans les marges d'erreur de la mesure.

Beaucoup de données restent bien sur confidentielles aux constructeurs ou intégrateurs. Comme tout le monde ne joue pas le jeu, comment publier un QE réel plus faible alors que le concurrent ne va pas s'emmerder à mesurer et va prendre la courbe théorique.
Alors on fait des notes techniques explicatives... Ca aide.

Maintenant, pour les bruits de lecture, c'est vrai qu'il y a de grosses différences entre 2 CCD. Atik semble effectivement plutot bon dans le domaine (ils optimisent très bien les capteurs Sony)

J'ai un Starlight Xpress H694 (la caméra n°5 ) et le jour ou je l'ai reçue, elle avait 10/11 e- de bruit de lecture. 2h après (j'ai pas trainé) le firmware modifié reçu très vite m'a donné 7.1 e-. J'ai testé et 2 mois après (y a eu les vacances) j'ai, comme convenu, renvoyé a Starlight qui a changé les cartes et installé le dernier firmware ce qui a donc réduit à 5.3 e- le bruit (avec moins de pixels chauds etc...) conformément aux spécifs.

On trouve aussi pas mal de différences sur des gros capteurs (style KAF16803 où la bruit peut varier entre 7.7 et 11.5 e- )
Pareil pour le KAI4022, KAI11002... tout Kodak
Le ICX285, j'en ai au bureau avec 3 e- de bruit de lecture à 10MHz. Parfois ça peut monter jusqu'à 4.5 e-

Le ICX274, on le descend entre 3 et 4 e- à 1.25MHz (et 4.5 à 10MHz, 5.5 à 20MHz) mais là aussi, il semble y avoir des différences assez importantes sur le capteur.

Philippe

[Ce message a été modifié par ccd1024 (Édité le 13-11-2012).]

[chonum 976]

Tes mesures sont très intéressantes Christian. Il faudrait qu'on parle de la procédure, j'aimerai pouvoir faire cela sur les caméras rapides (notamment CMOSIS et E2V Ruby) qui ne posent que 1 à 10s max.

On voit d'ailleurs que le 8300 marche très bien, dommage qu'il n'y ai pas le KAI4022 pour que je puisse teaser Philippe :p

Pour la dispersion des perfs, elle est réelle et dépend de tous les composants.
Je vous conseille la lecture des rapports EMVA de Basler qui est le seul à rendre public ses mesures de référence sur un assez grand échantillon.
http://www.baslerweb.com/Downloads-13469.html?type=14&series=0&model=0

Toutes les caméras que j'ai mesuré de chez eux étaient dans les clous de ces specs.

Frédéric.

[ccd1024 0]

quote:

---

On voit d'ailleurs que le 8300 marche très bien, dommage qu'il n'y ai pas le KAI4022 pour que je puisse teaser Philippe :p

---

lol
Je ne roule plus en 4022 depuis 1 mois
Mais ca ne sera jamais en 8300 hihihihi

Pour Basler, oui, ils font partie de ces rares boites qui fournissent pas mal de renseignements comme Point Grey par exemple.
Souvent, quelques boites spécialisées dans la vision (industrielle) font des docs techniques assez sympa et complètes.

[cbuil 3 463]

Philippe tu ai donc passé par le ICX674. On est sur des données sensibles,
c'est clair. Tu peux indiquer cependant en gros a quel rendement tu
abouti au pic. Ou alors indiquer si je suis dans le vrai, plutot trop fort,
plutot trop faible par rapport à ton évaluation. Clair que l'usage est
pour des faisceaux a f/5-f/8 typiquement.

C'est un peu la même question pour Frédéric. Basler fourni effectivement
des fiches fort bien détaillées, mais je n'ai rien trouvé sur le ICX285 et le ICX674 après une recherche rapide.

De mon coté, via ma grosse boite, je peux envisager aussi des mesures
au travers de filtres et de photodiodes calibrées. Mais c'est un peu lourd et pas tout de suite. Mais ca va pouvoir ce faire...

Christian

[ccd1024 0]

Christian

De mémoire pour le 674 la mesure est proche des 75% de QE au max donc assez conforme aux specifs Sony.

Je pense que tes mesures donnent aussi un résultat assez cohérente. C'est pas mal du tout.

Philippe

[Ce message a été modifié par ccd1024 (Édité le 12-11-2012).]

[christian viladrich 7 672]

Pour l'ICX 285, il y a l'EMVA de la Basler 1400-17 gm.
http://www.baslerweb.com/media/documents/BD00040501_Basler_scA1400-17gm_EMVA_Standard_1288.pdf

[Vincent STEINMETZ 418]

Salut,

ce genre de courbe me fait le meme effet que les spectres sur toi

Merci pour le partage du test

A+
Vincent

[cbuil 3 463]

Christian V, merci pour ce lien Basler très interessent

Pour le ICX285 ils trouvent 62% au pic, moi 58%

Idem pour le ICX694, je suis un peu aussi au dessous de la valeur
que donne Philippe. En gros, si on ce base sur des données, il faudrait
augmenter mes valeurs pour les Sony d'un facteur 1,05 environ pour faire coller. C'est pas trop loin (je suis un peu plus pessimiste).

Christian