濱松推出高信噪比科研級sCMOS相機ORCA-Fusion
發布時間:2018-11-06

2018年11月1日,濱松全球同步發布了一款最新的高速、高靈敏、定量sCMOS相機——ORCA-Fusion。

1(11)[1].png


冠以了“ORCA”的名號,當然也繼承了家族的優良“基因”。承襲前輩ORCA-Flash 4.0,ORCA-Fusion擁有著一如既往的高幀速: 100幀/秒 @470萬像素;89.1幀/秒 @530萬像素。

此外,最為突出的,則是此次在ORCA-Fusion上得以大幅提升的信噪比:最低0.7e(rms)讀出噪聲;QE/讀出噪聲比值高至1.14 。

如何煉成優秀的圖像質量? 

圖像質量是成像中的一個核心關注點,可以通過兩個概念予以評價——分辨率和信噪比。ORCA-Fusion具有530萬像素(2304x2304),配合6.5um的像素尺寸,可以提供非常出色的分辨率。而信噪比方面要怎樣做到提升呢?

關于相機成像的信噪比,主要與4個因素相關:

(1)樣品信號的強度和顯微鏡物鏡等光學系統對信號的收集能力;
(2)曝光時間,一般而言,延長曝光時間會帶來信噪比的上升,但會犧牲幀速;
(3)量子效率;
(4)讀出噪聲。

2(74)[1].jpg


從相機的角度,量子效率與讀出噪聲分別對應了信號與噪聲,其比值越高,信噪比也就越高。

3(61)[1].jpg


完美的定量相機(Quantitative Camera)一直是濱松孜孜不倦追求的方向,而信噪比的不斷提升則是其中的核心——在保證高量子效率的同時,ORCA-Fusion在噪聲控制上精耕細作,將讀出噪聲降低至0.7e rms/0.6e median這樣的水平,使得QE/讀出噪聲比值提升至1.33。這也使得ORCA-Fusion一經面世,就超過之前所有的sCMOS相機前輩,一躍領先。

4(31)[1].jpg


而不同于許多同類產品降低幀速以保障信噪比的做法,濱松不僅做到了行業巔峰的信噪比,在速度上也絕不妥協,ORCA-Fusion的像素讀出頻率高達470MHz,在2304x2048(470萬像素)這樣的分辨率下能夠做到100幀/秒,選擇合適大小的ROI甚至能將幀速提升至41000幀/秒。

以下為樣片:

5(30)[1].jpg


繼續定義“高幀速”

除了信噪比,幀速在許多成像應用(如lightsheet)中也至關重要。上文提到了,ORCA-Fusion作為濱松系列科研相機ORCA家族的新成員,繼承了優良“基因”,維持令業界欣羨的高幀速特性。 

像素讀出速度(即全幅幀速 x 像素數目)高達470MHz,相對CCD相機時代常見的20MHz自然不能同日而語,即使是比主流高端sCMOS相機的420MHz(100幀/秒 @ 2048x2048)也提升了12%。

ORCA-Fusion的全幅幀速為89.1幀/秒 @ 2304x2304;選取合適的ROI(如2304x2048)時能夠獲得更高的幀速(如100幀/秒)。另外由于Fusion本身具有的高速性能,徹底摒棄了傳統sCMOS從兩邊讀出的方式,改掉了ROI開窗位置不同幀速就不同的老毛病,率先做到了“從一而終”的讀出方式。一方面,實現了任意位置取相同大小的ROI,幀速均相同;另一方面,大大提高了Lightsheet模式的讀出速度。

微信圖片_20181106164605[1].png


高分辨率,看清更深處的細節

6(16)[1].jpg


以上這張圖出自ORCA-fusion,在分辨率提升至2304×2304(530萬像素)后,圖像變得更加清晰,細節也得以更好的體現。

而從下圖中也可見,對同樣視野大小拍攝的熒光小球,放大后可以看到更突出的細節,比市面上的背照式sCMOS相機清晰度高出一倍。

7(7)[1].jpg


此外,ORCA-fusion還在一些細節上進行了完善。如為更加方便支撐結構的使用和設計,整體機身的重量降至了1.2kg。


產品信息|應用領域|技術支持|新聞活動|okooo澳客网安全吗

Copyright © Hamamatsu Photonics (China) Co.,Ltd. All Rights Reserved. 

京ICP備12001255號 京公網安備11010502026391