图像传感器量子效率测试
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Enli Technology Co., Ltd.
光焱科技股份有限公司
图像传感器量子效率测试系统介绍
随着机器视觉的迅速发展，图像传感器的制造要求如灵敏度、结构设计等越来越高。图像传感器芯片 (CCD 或 CMOS)的量子效率定义为在某一特定波长的光照下,在一定曝光时间内,单个像素光敏面的吸 收与累积的平均电荷数与辐射的平均光子数的比值，换句话说，即芯片在曝光时间内将到达像素光敏 面的光子转换为电子的百分比,与器件的几何结构、材料等有关,是衡量芯片性能的最主要因素之一。
4 寸积分球，均匀性 99 %。
BNC 接口 感应波长范围 190 nm ~ 1100 nm 标定证书 面积 10 × 10cm2,不均匀度为千分之五 电流计最小解析能力: 10 fA
传统的测量装置，利用可调单色光源穿过积分球，并利用特殊算法取得量子效率，然而，积分球虽可 提供均匀的单色光源，但经过漫反射后，光强大幅减弱，致使测试条件受到很大的限制，如无法在较 高的动态范围下做测试；由于积分球构造原理的关系，样品与积分球出光口距离非常受限，亦导致使 用上的各种不便与质疑。
图像传感器量子效率测试仪使用独特均光系统，大大的增强量测的便利性与准确性，不但可以轻松的 调整光强度，在专利的讯号撷取技术上，无论在弱光或强光，都可以顺利测得芯片或相机准确的量子 效率、动探范围以及 CRA 等关键参数。
光焱科技股份有限公司
图 5 市售工业级相机实测于 470 nm 波长各项参 数之测量结果
測量参数
量子效率
61.84
系统增益
0.04584
暗噪声
0.230
暗电流响应不均匀性 光电流响应不均匀性
最大讯噪比
0.256 4.09 35.11
非线性误差
0.093
最小可侦测照射光子数 饱和照射光子数 动态范围
8.93 5363.49
55.57
暗电流
3.57
ห้องสมุดไป่ตู้
% DN/e-
DN DN % dB % photons photons dB DN/s
图 6 光焱专利均光系统于不同单色光下，均可达到高 于 99%均匀度
430 nm 均匀度 99.04%
530 nm 均匀度 99.06%
630 nm 均匀度 99.05%
主要技术指标
1. 单色光光源系统:
系统应用
◆ 独特的均匀光系统，可变超高光强的均匀单色 光
◆ 实现全阵列像素测量 ◆ 发散角度小于 5 度的准直单色光 ◆ 丰富的相机接口 ◆ 灵活的硬件扩展和升级能力
系统特点
◆ CCD 相机 ◆ CMOS 相机 ◆ 紫外光传感器 ◆ 红外光传感器 ◆ 摄像头 ◆ 其他类型光电器件
Enli Technology Co., Ltd.
光焱科技股份有限公司
整合方案
系统可量测图像传感器之各项参数所需的 光学平台： ◆ 量子效率/光谱响应 ◆ 灵敏度 ◆ 动态范围 ◆ 暗电流/噪声 ◆ 线性误差 LE ◆ 暗电流响应不均匀性
图 2 光焱均光系统与传统均光系统之照度比较
图 1 一般工业级相机实测于 300 nm 至 1100 nm
图 3 光焱科技专利均光系统与传统均光系统之光 通量比较
图 4 系统可产生高均匀度与高光强度的单色光光斑，具备绝佳的讯噪比，可精确测出感光组件的量子效率等相 关光学特性
(a)专利均光系统发散 角示意图
(b)传统积分球系统光发 散角示意图
(c)光斑投射在样品之 实际样貌
(d)系统可产生连续不同光 波长之单色光源
Enli Technology Co., Ltd.
2. 均光系统-A:
2. 均光系统-B: 3. 标准光强能量校正器:
不稳定度 <1% 强制散热系统 臭氧消除功能 300 nm ~ 1100 nm (可扩展) 光栅式单色光产生 辐射功率连续可调: 0~100% 波长分辨率可达 0.1 nm 波长准确度± 1 nm 波长重复性± 0.5 nm
MV-IS 光学系统，光斑大小 30 mm × 30 mm，针对主流 CCD， CMOS 芯片大小设计 光斑均匀度≥ 99% 光均面位置：距离均光系统出口 150 mm 光均面光强：>5 uw/cm2 辐射功率连续可调 单像素 QE 测量：可以（光强足够） 发散角度（半角）：<5 度 (可订制)
光焱科技股份有限公司
图像传感器量子效率测试系统介绍
随着机器视觉的迅速发展，图像传感器的制造要求如灵敏度、结构设计等越来越高。图像传感器芯片 (CCD 或 CMOS)的量子效率定义为在某一特定波长的光照下,在一定曝光时间内,单个像素光敏面的吸 收与累积的平均电荷数与辐射的平均光子数的比值，换句话说，即芯片在曝光时间内将到达像素光敏 面的光子转换为电子的百分比,与器件的几何结构、材料等有关,是衡量芯片性能的最主要因素之一。
4 寸积分球，均匀性 99 %。
BNC 接口 感应波长范围 190 nm ~ 1100 nm 标定证书 面积 10 × 10cm2,不均匀度为千分之五 电流计最小解析能力: 10 fA
传统的测量装置，利用可调单色光源穿过积分球，并利用特殊算法取得量子效率，然而，积分球虽可 提供均匀的单色光源，但经过漫反射后，光强大幅减弱，致使测试条件受到很大的限制，如无法在较 高的动态范围下做测试；由于积分球构造原理的关系，样品与积分球出光口距离非常受限，亦导致使 用上的各种不便与质疑。
图像传感器量子效率测试仪使用独特均光系统，大大的增强量测的便利性与准确性，不但可以轻松的 调整光强度，在专利的讯号撷取技术上，无论在弱光或强光，都可以顺利测得芯片或相机准确的量子 效率、动探范围以及 CRA 等关键参数。
光焱科技股份有限公司
图 5 市售工业级相机实测于 470 nm 波长各项参 数之测量结果
測量参数
量子效率
61.84
系统增益
0.04584
暗噪声
0.230
暗电流响应不均匀性 光电流响应不均匀性
最大讯噪比
0.256 4.09 35.11
非线性误差
0.093
最小可侦测照射光子数 饱和照射光子数 动态范围
8.93 5363.49
55.57
暗电流
3.57
ห้องสมุดไป่ตู้
% DN/e-
DN DN % dB % photons photons dB DN/s
图 6 光焱专利均光系统于不同单色光下，均可达到高 于 99%均匀度
430 nm 均匀度 99.04%
530 nm 均匀度 99.06%
630 nm 均匀度 99.05%
主要技术指标
1. 单色光光源系统:
系统应用
◆ 独特的均匀光系统，可变超高光强的均匀单色 光
◆ 实现全阵列像素测量 ◆ 发散角度小于 5 度的准直单色光 ◆ 丰富的相机接口 ◆ 灵活的硬件扩展和升级能力
系统特点
◆ CCD 相机 ◆ CMOS 相机 ◆ 紫外光传感器 ◆ 红外光传感器 ◆ 摄像头 ◆ 其他类型光电器件
Enli Technology Co., Ltd.
光焱科技股份有限公司
整合方案
系统可量测图像传感器之各项参数所需的 光学平台： ◆ 量子效率/光谱响应 ◆ 灵敏度 ◆ 动态范围 ◆ 暗电流/噪声 ◆ 线性误差 LE ◆ 暗电流响应不均匀性
图 2 光焱均光系统与传统均光系统之照度比较
图 1 一般工业级相机实测于 300 nm 至 1100 nm
图 3 光焱科技专利均光系统与传统均光系统之光 通量比较
图 4 系统可产生高均匀度与高光强度的单色光光斑，具备绝佳的讯噪比，可精确测出感光组件的量子效率等相 关光学特性
(a)专利均光系统发散 角示意图
(b)传统积分球系统光发 散角示意图
(c)光斑投射在样品之 实际样貌
(d)系统可产生连续不同光 波长之单色光源
Enli Technology Co., Ltd.
2. 均光系统-A:
2. 均光系统-B: 3. 标准光强能量校正器:
不稳定度 <1% 强制散热系统 臭氧消除功能 300 nm ~ 1100 nm (可扩展) 光栅式单色光产生 辐射功率连续可调: 0~100% 波长分辨率可达 0.1 nm 波长准确度± 1 nm 波长重复性± 0.5 nm
MV-IS 光学系统，光斑大小 30 mm × 30 mm，针对主流 CCD， CMOS 芯片大小设计 光斑均匀度≥ 99% 光均面位置：距离均光系统出口 150 mm 光均面光强：>5 uw/cm2 辐射功率连续可调 单像素 QE 测量：可以（光强足够） 发散角度（半角）：<5 度 (可订制)