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浜松ホトニクス製カメラの強み

高画質イメージングを可能にする高性能なカメラの条件は、「低読み出しノイズ」「低暗電流」「高量子効率」の3つをバランスよく高いレベルで維持することで実現されます。
弊社ではこの3要素の向上を追究し、センサの開発からカメラの回路設計までを知り尽くしているからこそ実現できるスペックや独自性のあるカメラを提供しています。

カメラの強み_1

量子効率、それは入射するフォトン(光子)を電荷に変換する効率を意味します。高い量子効率を実現するということは、貴重な一つのフォトンを一つの信号として正確に出力するということに繋がります。高量子効率の実現のためには、フォトンが画素に到達するまでにどれだけロスをなくすかが重要です。浜松ホトニクスで採用している裏面入射型センサでは、電極での光の吸収(フォトンのロス)がなく98 %という高い量子効率を実現しています。また表面入射型センサにおいても、オンチップマイクロレンズを設置することで1画素の集光効率を高めています。

カメラの強み_2

カメラの強み_3

撮像素子は素子内部の熱電子に起因する暗電流と呼ばれるノイズ成分を持っています。高画質なイメージングのためには、暗電流を抑えることが重要です。極微弱光イメージングに用いられるEM-CCD カメラは、特長である電子増倍機構ゆえに暗電流も増倍してしまうため、暗電流をいかに低く抑えるかがポイントとなります。浜松ホトニクスでは、真空封じ切り管とペルチェ冷却方式の採用により、-80 ℃という極低温まで素子を冷却することで0.0005 electrons/pixel/s(e/p/s)という低暗電流と安定動作を同時に実現しました。

カメラの強み_4

カメラの強み_5

sCMOSセンサは、画素列ごとにアンプを搭載し、並列読み出しを行うことでアンプの周波数帯域を下げ、低読み出しノイズを実現しています。しかし、カメラとして低読み出しノイズを実現するためには、その性能を最大限に引き出す最適な回路設計を行うことが必要です。画素ごとの読み出しノイズの分布特性を正確に把握し、特性に合わせた回路を構築することにより、浜松ホトニクスのsCMOS カメラは、0.8 electronsという劇的な低読み出しノイズを実現しています。

カメラの強み_6

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