原创 梁晨 发表于Lcsky.org
研制天文专用像机的过程中，对CMOS图像传感器的各种参数有了一个了解，入门级天文像机不在于解析的多高，关键是灵敏度(QE)、长时间曝光性能和成像质量(热噪声/读出噪声)。普通CMOS图像传感器不能用于深空天体摄影，因为大部分是逐行曝光的滚动快门（Rolling Shutter），这有什么不能接受的呢？假如你打算对猎户座大星云曝光60秒，那么这种逐行曝光的CMOS将是每行60秒，如果分辨率是640x480，那么整幅图像拍摄的时间就是480*60秒，整整8个小时！这是根本无法接受的，我们需要可以一次对所有象元进行曝光的芯片，好在“全局快门”技术已经出现在一些工业级CMOS芯片中了，2005年开始研制天文像机的时候，只有美光一个系列的芯片有全局快门，现在已经有数家厂商使用了该技术。
感谢评论的朋友指出理解的错误，滚动快门精确的理解应该是“读出一行的时候，其他行还在（不可避免的）接受曝光”，所以回头看6年前写的这个例子，确实完全理解错了。实际上，假如曝光60秒的话，每一行只晚上一行很短的时间(几个us)开始曝光，而读出的时候，每靠后一行都会晚一些被读取。这个时间就是“Line time”，即内部A/D转换一行所需要的时间。
参见：Rolling Shutter vs. Global Shutter
美光的芯片在画质和长时间曝光噪音方面都非常出色，也是最早使用全局快门的厂商，目前，我研制的天文专用像机就是使用美光的芯片，电路板设计正在进行最后一次的修改，希望不久就能产品化，估计成本在400元左右，比较适合入门级的深空摄影应用。
这几天整理了一下具有全局快门的CMOS图像传感器芯片，如下表：
| 图片 | 厂商 | 型号 | 参考价(USD) | 解析度 | 象元尺寸(μm) | 动态范围(dB) | AD位数 | 暗电流 | 满井容量 | 工作温度 |
|  | Aptina(原Micron) | MT 9V032 | 28 | 752x480 | 6 | 55(线性) 100(HiDy) | 10bit | 160mV/s (9042e-/s) @55C | N/A | -30~ +70C |
|  | 赛普拉斯 | IBIS5 -1300 | 308 | 1280x1024 | 6.7 | N/A | 10bit | 7.22mV/s (410e-/s) @21C | 62500e- | -30~ +65C |
|  | 赛普拉斯 | LUPA -1300 | 1275 | 1280x1024 | 14 | N/A | 10bit | 170mV/s @30C | 30000e- | N/A |
|  | Photon focus | D750 | 未知 | 748x400 | 10.6 | 60(线性) 120(LinLog) | 10bit | N/A | N/A | -40~ +105C |