分析测试百科网

搜索

分析测试百科网 > 行业资讯 > 微信文章

如此优秀的信噪比,这部sCMOS相机是怎么做到的?

滨松
2018.11.05
头像

滨松光子学商贸(中国)有限公司

5ea0b72ec2e75a06cf85ea631e5e65b9.jpeg


上周, 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


a814aa27add761b9076a54d151d1a30e.png


27e4e83cecc9b0564ab02247992e5f37.png


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 4.0,ORCA-Fusion拥有着一如既往的高帧速


100帧/秒 @470万像素

89.1帧/秒 @530万像素

 

不过,小编首先想来聊聊的,不是这个先天优势,而是此次在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

 

ORCA-Fusion

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(稍后上图~)。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:


影响信噪比的4个因素

(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。

 

d61b4c5248ccf3e28c0f0ed3d3b73c97.jpeg


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。


a219ac175633be96a2c0efa38b32c0b1.jpeg

 

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——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1.14。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。

09c673818ca54e3446606235b30ed076.jpeg

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。

 

这里为大家奉上新鲜出炉的样片~

↓↓↓↓↓

 

5d21a0a82311fa93f1e27fbe540c7c5a.jpeg

诱导植物组织培养以产生木质部。荧光带是增强细胞壁以进行水运输所需的细胞壁增厚。

来源: 由 T. Baskin, UMass Amherst准备样品,由 R. Oldenbourg, Marine Biological Laboratory提供。


ORCA-Fusion

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。上文小编也提到了,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。

 

24e489494046ad269947538d0e289ab9.jpeg


ORCA-Fusion

高分辨率,看清更深处的细节

   


8e06c6d775cd589fc30fd75ef733e2fb.jpeg


以上这张图就出自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。

 

我们再来看看下面的图片,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。


76989ce5eb6456be35590735fd228dc3.jpeg

 

此外,ORCA-fusion还在一些细节上进行了完善。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.

 

03b7138920633ce12bc15bcb19e94482.jpeg


ORCA-fusion已于2018年11月1日全球同步上市,关于它的更多详细信息,可以通过点击文末的“阅读原文”获得。


内容提供


c04aa7175d2d867adf50be1f854fd5a5.jpeg

b65d1176c8eb14e8fc70a313f2e3e605.jpeg

编辑:滨小编


93816782ad908237e82b9ef17c97d052.jpeg

小编传送门

更多精彩内容

· 这6点都不知道,你怎么能选好科研/工业相机呢?

· sCMOS相机高速成像性能在生物领域的应用?看看就知道

· 相机像素尺寸和成像系统分辨率之间,有什么关系?

· 滨松新品sCMOS相机解读:我是我,不一样的花火!

df2ec66a7e95b4fa52b1465dbbab54cd.jpeg

文章推荐