ITR3CMOS21000KPA 微光成像/半导体制冷相机
产品介绍
ITR3CMOS 系列面向弱光与长曝光的科研/工业成像，采用 Sony Exmor 等高性能 CMOS 传感器与双级半导体（TEC）深度制冷架构，适配荧光/化学发光、光谱/紫外检测、半导体与材料分析等场景。内置防结雾光学结构与闭环温控，可将传感器工作温度较环境降低约 40 °C，并在数分钟内稳定至设定值（依机型），在保证低暗电流与低噪声的同时兼顾量子效率与成像一致性。
相机以 USB3.0（5 Gbit/s）为主链路，支持 8/12/16-bit 数据输出与长时间曝光（典型最长至 3600 s，依机型）；提供自由运行、软/硬触发与多机同步，工业级 I/O 便于与外部光源/运动平台/采集系统联动。可选多接口版本（如 10GigE/Camera Link，依机型）以满足不同布线与带宽需求。随机配套 ToupView 软件与跨平台 SDK（Windows / Linux/ macOS / Android），便于系统集成与二次开发。
产品特点
- 高灵敏度低噪声 CMOS 传感器（Sony Exmor 等，依机型），覆盖可见至近紫外应用
- 双级 TEC 深度制冷：典型温差 ΔT ≈ 40 °C（低于环境），显著降低暗电流
- 闭环温控与温度程控；温度可在短时间内稳定至设定值（依机型）
- 防结雾/防凝露光学结构，低温与长曝光工况下保持窗口与传感器清洁
- 可选保护窗片：IR-CUT / 双 AR（依机型与应用）
- 位深与动态范围：8 / 12 / 16-bit 数据输出（依机型），提升弱信号层次
- 长曝光能力：典型最长至 3600 s（依机型），适合极弱光成像
- 数据与接口：USB3.0 高速链路；可选 10GigE / Camera Link 版本（依机型）
- 触发模式：自由运行、软触发、外部硬触发；支持多机与外设时序同步
- 图像功能：ROI/窗口化、数字 Binning、镜像翻转、Gamma/LUT 等（依机型）
- 工业级 I/O：光耦隔离触发/闪光输出与可编程 GPIO（依机型）
- 光谱/波段适配：可见 / NIR / UV（取决于传感器与窗口材料）
- 电气与可靠性：低噪声供电与抗干扰设计，支持长时间连续稳定运行
- 配套软件：ToupView；提供 Windows / Linux / macOS / Android SDK，兼容常见第三方接口
- 应用领域：荧光/化学发光、光谱/紫外检测、半导体与材料分析、弱光显微等
产品详情
| 关键参数 | |
| 型号 | ITR3CMOS21000KPA |
| 传感器 | Sony IMX269AQR |
| 有效像素 / 分辨率 | 21MP (5280×3954) |
| 帧率 (全分辨率及主要分辨率模式) | 17fps@5280x3954; 17fps@3952x3952; 56fps@2640x1976; 67fps@1760x1316; 192fps@584x438 |
| 快门方式 | 卷帘快门 |
| 色彩类型 | 彩色 |
| 成像性能 | |
| 像元尺寸 | 3.3μm × 3.3μm |
| 靶面尺寸 | 17.4mm × 13.1mm |
| 对角线 | 4/3" (21.63mm) |
| 动态范围 | 72dB |
| 位深 | 8bit/12bit |
| 灵敏度 | 400mV |
| 接口 & 机械 | |
| 数据接口 | USB3.0 |
| GPIO | 1路光耦隔离输入,1路光耦隔离输出,2路非隔离输入输出口 |
| 镜头接口 | C接口 |
| 外形尺寸 | 80mm × 80mm × 101.5mm |
| 重量 | 860g |
| 电源供电 | USB3.0接口供电/DC12V供电 |
| 环境 & 认证 | |
| 工作温度 / 湿度 | -10℃ ~ +50℃ / 20%-80%无冷凝 |
| 存储温度 / 湿度 | -30℃ ~ +70℃ / TBD |
| 操作系统支持 | Windows/Linux/macOS/Android多平台SDK(原生C/C++, C#/VB.NET, Python, Java, DirectShow, Twain等) |
| 认证 | CE/FCC |
产品概述
ITR3CMOS21000KPA 是一款专为弱光成像和长时间曝光应用设计的科学级制冷相机，搭载 Sony IMX269AQR 高性能图像传感器，具有以下特征：
- 高灵敏度成像：21MP (5280×3954) 分辨率，3.3μm × 3.3μm 像元尺寸，靶面尺寸为 17.4mm × 13.1mm，确保微弱信号的有效捕获
- 深度制冷技术：双级半导体深度制冷，低于环境温度42℃，有效降低暗电流和热噪声，暗电流典型值 0.07mV @ -20℃
- 超长曝光时间：最大曝光时间可达 1小时，支持长时间积分成像，适合极弱光信号探测
- 防结雾设计：采用密封腔体和防结雾窗口设计，确保低温工作时传感器表面不结露，保证成像质量稳定
- 温度精确控制：制冷温度可调，用户可根据需求平衡低噪声与量子效率，优化成像效果
- 高速数据传输：采用 USB3.0 接口，配备硬件缓存，确保大数据量传输流畅稳定
- 高位深输出：支持 8bit/12bit 位深输出，动态范围达 72dB，保留更多图像细节
- 双电源设计：USB3.0接口供电/DC12V供电，确保制冷系统稳定工作
核心性能指标
制冷能力
环境温度以下42℃
最大曝光时间
最长1小时
暗电流典型值
0.07mV @ -20℃
分辨率
21MP (5280×3954)
科研应用特性
天文观测
超低噪声和长曝光能力，适合深空天体、彗星、星云等暗弱目标的拍摄
光谱分析
高动态范围和线性响应，精确记录光谱信息，适合拉曼光谱、荧光光谱等应用
生物发光成像
极高灵敏度捕获生物发光、化学发光等微弱信号，支持活体成像研究
长时间监测
稳定的制冷系统和防结雾设计，支持长时间无人值守的科学观测
推荐理由
ITR3CMOS21000KPA 制冷相机凭借其卓越的弱光探测能力、超长曝光时间和科研级图像质量，是天文观测、光谱分析、生物发光成像等弱光应用的理想选择。深度制冷技术有效抑制噪声，防结雾设计确保长期稳定运行，为科学研究提供可靠的成像解决方案。
ITR3CMOS系列是图谱光电推出的高性能半导体制冷USB3.0 CMOS相机，采用Sony背照式CMOS传感器，结合两级半导体热电制冷技术与低噪声电子架构，专为长时间曝光、高灵敏度成像与科研观测设计。该系列相机提供高量子效率（QE）、超低暗电流与宽动态范围，适用于天文观测、光谱分析及科学级成像任务。
核心特性
两级TEC制冷
降温35-45℃，超低暗电流
背照式CMOS
Sony传感器，高量子效率
超低噪声
读出噪声低至1e⁻
长时间曝光
支持数小时深空拍摄
性能参数亮点
制冷能力
-45℃
相对环境温度暗电流
<0.003
e⁻/pixel/sec@-20℃动态范围
75 dB
科研级成像分辨率
2-20 MP
多规格选择产品深度介绍
先进的两级TEC制冷系统
采用两级半导体热电制冷（TEC）技术，可将传感器温度降低至环境温度以下35~45℃，显著抑制暗电流产生。在-20℃工作温度下，暗电流典型值低于0.003e⁻/pixel/sec，这种超低暗电流特性使得相机能够进行数小时的长时间曝光而不会产生明显的热噪声。配合精密的温度控制系统和防结露设计，确保在各种环境条件下的稳定运行。
高性能背照式传感器技术
搭载Sony背照式CMOS传感器，具备极高的量子效率和极低的读出噪声。背照式架构将光电二极管置于电路层上方，大幅提升了光子收集效率，在弱光条件下仍能获取高信噪比图像。优化的电子设计与多增益模式使读出噪声最低可至1e⁻，确保了图像的精细细节表现。像素尺寸从2.4µm至4.63µm，完美平衡了高分辨率与高灵敏度的需求。
科研级成像质量保证
支持8bit/12bit/16bit数据输出，动态范围可达75dB，信噪比高达50dB，满足科学研究的严格要求。宽泛的曝光控制范围从最短50µs到数小时，既能捕捉快速变化的现象，也能进行深空天体的长时间积分。内置大容量DDR缓存结合USB3.0高速接口，确保高分辨率图像的无丢帧传输，为科学数据的完整性提供保障。
工业级可靠性设计
采用CNC铝合金外壳，集成高效散热系统，确保长时间运行的稳定性。防结露窗口设计有效防止低温工作时的结露问题。USB3.0单线供电设计简化了系统集成，同时支持外接12V辅助电源以获得更稳定的制冷性能。工作温度范围-10~50℃，低功耗设计使其适合无人值守的长期观测任务。
完善的软件开发生态
提供Windows、Linux、macOS全平台SDK支持，兼容C/C++、Python等主流开发语言，便于快速集成到现有的科研系统中。配套的专业软件提供完整的相机控制、图像采集、处理和分析功能。标准化的接口设计使其能够轻松嵌入到天文观测系统、光谱仪、显微镜等各类科研设备中，为科学研究提供可靠的成像解决方案。
