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滨松背照式sCMOS相机ORCA-Fusion BT介绍

 

滨松sCMOS,从未停止追求巅峰的脚步

 



# 信噪比


图像质量是成像中的核心关注点,可以通过两个概念予以评价——分辨率和信噪比。ORCA-FusionBT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。而在信噪比上,ORCA-FusionBT则提升到了sCMOS前所未有的高度。

 


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。


 


完美的定量相机(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——与顶配看齐的95%高量子效率,一骑绝尘的低至0.7e rms读出噪声大幅超越了之前的所有sCMOS相机。


 

# 高帧速


主流高端sCMOS相机的帧速一般是420MHz(前照式芯片,100帧/秒 @ 2048x2048)ORCA-Fusion BT在此基础上将相机速度提升了12%.


 


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-FusionBT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。

 

# 背照sCMOS相机中优异的MTF


一个成像系统的MTF(调制传递函数)是指该系统重现所拍摄场景的空间结构的能力,并定义为作为输入空间频率函数的输出调制与输入调制之比 ,也称为CTF(对比度传递函数)。相机MTF/CTF的好坏直接影响整个光学系统的图像分辨率、清晰度。


在高端成像应用中,前端成像系统(如显微镜、望远镜、镜头、光路系统等)经过了精细的MTF优化,如果相机不能保证相同水平的MTF,就会拉低整个成像系统的表现。上一代背照式sCMOS相机,在保证了高QE的同时,牺牲了一部分的MTF表现,很难做到比较好的MTF曲线(尤其是长波长部分)。ORCA-FusionBT在相同条件下拥有和前照式sCMOS相机水平相当的优秀MTF.


 


通过533nm和670nm的分辨率板测试,也可以看出同一款相机长波长部分的MTF曲线整体更差一些,所以长波长乃至红外部分更需要优秀的MTF曲线以保证成像质量。


测试条件

显微镜: Olympus IX81

物镜 : PlanApo 2x /0.08

分辨率板: USAF 1951 Test Target (R1DS1N)

波长 : 533 nm and 670 nm 


# 详细参数:

 

          更多参数及资料下载:https://www.hamamatsu.com/jp/en/product/type/C15440-20UP/index.html


# 接口说明


 


                 




# 参考文献



Ting Chen, Peter Bert Catrysse, Abbas El Gamal, Brian A. Wandell, "How small should pixel size be?," Proc. SPIE 3965, Sensors and Camera Systems for Scientific, Industrial, and Digital Photography Applications, (15 May 2000); https://doi.org/10.1117/12.385463



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ORCA-Fusion BT Digital CMOS camera: C15440-20UP


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