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产品信息

ORCA-Fusion

所属分类: 先进成像>> 相机


关键词:sCMOS相机、CMOS、CCD

电 话:010 - 59780025

邮 箱:sales@topphotonics.cn



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商品描述

所属分类: 先进成像>> 相机


关键词:sCMOS相机、CMOS、CCD

电 话:010 - 59780025

邮 箱:sales@topphotonics.cn






产品简介
2018
111日,滨松全球同步发布了一款最新的高速、高灵敏、定量sCMOS相机——ORCA-Fusion。冠以了“ORCA”的名号,当然也继承了家族的优良“基因”。承袭前辈ORCA-Flash 4.0ORCA-Fusion拥有着一如既往的高帧速:100/@470万像素;89.1/@530万像素。此外,最为突出的,则是此次在ORCA-Fusion上得以大幅提升的信噪比:最低0.7e(rms)读出噪声;QE/读出噪声比值高至1.14

产品特点
▪   高分辨率:2304×2304(530万像素)
▪   高速:100帧/秒(@2304×2048小区域成像)
▪   动态范围:21,400:1
▪   像素尺寸:6.5μm×6.5μm
▪   读出噪声:0.7electrons,rms(超静扫描模式)
▪   Prnu:0.06% rms(@7500electrons)
▪   DSNU:0.3electrons rms
▪   峰值量子效率:80%
▪   先进成像的专利工具:光片读出模式

光谱响应曲线


参数指标

型号

C11440-20UP

探测器类型

sCMOS

分辨率

2304×2304

单像素尺寸

6.5μm×6.5μm

有效面积

14.976mm×14.976mm

满阱容量

15,000电子



读出速度

Fast scan: 89 frames/s with CoaXPress or 31.6 fps with USB3.0 (2304 x 2304)

Fast scan: 100 frames/s with CoaXPress (2304 x 2048)

Standard scan: 23.2 frames/s with CoaXPress or USB3.0 (2304 x 2304)

Ultra quiet scan: 5.4 frames/s with CoaXPress or USB3.0 (2304 x 2304)


读出噪声

Fast scan1.4 electrons rms

Standard scan1.0 electrons rms

Ultra quiet scan0.7 electrons rms

冷却方式

Peltier device+Forced air-cooled, Water-cooled


冷却温度

Forced air (Ambient at +25 ℃): -5 ℃

Water (+25 ℃): -5 ℃

Water (+15 ℃): -15 ℃


暗电流

0.5 electrons/pixel/s-5 ℃)(typ.

0.5 electrons/pixel/s-5 ℃)(typ.

0.2 electrons/pixel/s-15 ℃)(typ.

动态范围

21,4001

外触发模式

Edge, Level, Sync readout, Start, Global reset edge, Global reset level, programmable

外触发接口

SMA×1

触发延时功能

Yes

触发输出

Global exposure timing, trigger ready, low, high

外部信号输出

SMA×3

接口

CoaXPress (6.25Gbpsx2 lane) and USB3.0 Super Speed

A/D转换器

16bit/12bit/8bit

镜头卡口

C-mount


如何炼成优秀的图像质量?

图像质量是成像中的一个核心关注点,可以通过两个概念予以评价——分辨率和信噪比。ORCA-Fusion具有530万像素(2304x2304),配合6.5um的像素尺寸,可以提供非常出色的分辨率。而信噪比方面要怎样做到提升呢?
关于相机成像的信噪比,主要与4个因素相关:
(1)样品信号的强度和显微镜物镜等光学系统对信号的收集能力;
(2)曝光时间,一般而言,延长曝光时间会带来信噪比的上升,但会牺牲帧速;
(3)量子效率;
(4)读出噪声;




从相机的角度,量子效率与读出噪声分别对应了信号与噪声,其比值越高,信噪比也就越高。



美的定量相机(
Quantitative Camera)一直是滨松孜孜不倦追求的方向,而信噪比的不断提升则是其中的核心——在保证高量子效率的同时,ORCA-Fusion在噪声控制上精耕细作,将读出噪声降低至0.7e rms/0.6e median这样的水平,使得QE/读出噪声比值提升至1.33。这也使得ORCA-Fusion一经面世,就超过之前所有的sCMOS相机前辈,一跃领先。

而不同于许多同类产品降低帧速以保障信噪比的做法,滨松不仅做到了行业巅峰的信噪比,在速度上也绝不妥协,ORCA-Fusion的像素读出频率高达470MHz,在2304x2048(470万像素)这样的分辨率下能够做到100帧/秒,选择合适大小的ROI甚至能将帧速提升至41000帧/秒。


继续定义“高帧速”
除了信噪比,帧速在许多成像应用(如lightsheet)中也至关重要。上文提到了,ORCA-Fusion作为滨松系列科研相机ORCA家族的新成员,继承了优良“基因”,维持令业界欣羡的高帧速特性。 
像素读出速度(即全幅帧速 x 像素数目)高达470MHz,相对CCD相机时代常见的20MHz自然不能同日而语,即使是比主流高端sCMOS相机的420MHz(100帧/秒 @ 2048x2048)也提升了12%。
ORCA-Fusion的全幅帧速为89.1帧/秒 @ 2304x2304;选取合适的ROI(如2304x2048)时能够获得更高的帧速(如100帧/秒)。另外由于Fusion本身具有的高速性能,彻底摒弃了传统sCMOS从两边读出的方式,改掉了ROI开窗位置不同帧速就不同的老毛病,率先做到了“从一而终”的读出方式。一方面,实现了任意位置取相同大小的ROI,帧速均相同;另一方面,大大提高了Lightsheet模式的读出速度。





高分辨率,看清更深处的细节



以上这张图出自ORCA-fusion,在分辨率提升至2304×2304(530万像素)后,图像变得更加清晰,细节也得以更好的体现。
而从下图中也可见,对同样视野大小拍摄的荧光小球,放大后可以看到更突出的细节,比市面上的背照式sCMOS相机清晰度高出一倍。


此外,
ORCA-fusion还在一些细节上进行了完善。如为更加方便支撑结构的使用和设计,整体机身的重量降至了1.2kg
外形尺寸(mm