滨松sCMOS相机ORCA-FLASH 2.8

2010年三月，滨松公司推出了采用CMOS芯片的新一代数字相机。与传统的CCD数字相机相比，CMOS具有像元尺寸更小、分辨率更高、读取速度更快的特点，目前全世界掌握这一技术的相机生产商只有为数不多的几家。滨松公司的FLASH2.8的发布给数码成像领域带来了全新的突破进展。 

这款sCMOS相机体积小巧，拥有280万像素和3.63μm×3.63μm的像素尺寸，价格亲民，却有着极佳性能。全分辨率、45帧/秒速度下，其读出噪声为3电子，550nm处峰值量子效率为67%，该相机在高速荧光应用中占有一席之地，当高分辨率时优势明显。通过与0.5x C卡口适配器耦合，ORCA-Flash2.8的像素尺寸可与经典制冷型CCD相提并论，而帧频更高、视场角更大、信噪比更好（绿光波段），且价格更低廉。

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特性

低噪声高速读出

比制冷型CCD相机更低的读出噪声

FL-280型科学级CMOS图像传感器通过片上CDS电路，实现了低噪声性能。其读出噪声为3电子rms，比传统的制冷型CCD图像传感器更加优秀。更低的读出噪声可提高低光量探测极限。

低噪声和快速读出同步

由于FL-280使用列A/D转换器每一列可同时读出，因此其不但实现了低噪声的特点，同时还可以高速读出。在保持低噪声的同时，它同时还可以高分辨率和同步快速读出。在不牺牲低噪声性能的同时，它还具有大视场、高分辨率以及高速成像性能。而且，它具有子阵列功能，可以在不牺牲读出噪声性能的情况下实现最大1273帧/秒 的读出速度。

低暗电流

ORCA-Flash2.8 通过半导体制冷，在+5 ℃下具有很低的暗电流。

成像质量高，无固定图案噪声

FL-280每个像素和每列都有读出放大器。由于其先进的半导体制造工艺，这些放大器之间的差异大大地被减小了。因此，它没有固定图案噪声，而在传统CMOS传感器上，固定噪声表现为采集图像上的典型斑点。

像素尺寸和视场

分辨率为传统CCD(2/3英寸、130万像素)的两倍

FL-280有280万像素，而其分辨率是ORCA-R2所使用的传统CCD(2/3英寸、130万像素)的两倍。其像素尺寸为3.63 μm× 3.63 μm，是传统CCD图像传感器(2/3英寸、130万像素)的一半。

比CCD(2/3英寸、130万像素)更大的视场

尽管FL-280像素大小只有不到传统CCD的二分之一，但是由于其像素数为传统CCD的两倍，所以能够提供比传统CCD更宽的视场。 * 在显微成像中使用0.5 x中继镜头每像素可获得与CCD(2/3英寸、130万像素)相同数量的光子数

出色的线性度（入射光子VS输出信号）

线性度

线性度是忠实探测信号所必需的。ORCA-Flash2.8使用FL-280传感器，且由于优化的电路，保证了在入射光子和输出信号之间的线性度。

模拟增益

适合短时曝光的低光量成像

ORCA-Flash2.8具有片上增益控制能力，可在将模拟信号转换为数字信号之前对其倍增。该功能有助于减小在模数转换中的量化误差，而读出噪声可降至3电子rms。 当低光量样品需要在短时间成像、输出信号电平只有几个到几十个ADU时，可以通过提高模拟增益实时校正特性来提高图像质量。

实时校正特性

阴影校正、缺陷像素校正

相机的图像处理必须考虑由于照明或光学结构引起的阴影，同时还必须处理个别像素比周围其他像素读出噪声略高这个问题。为了解决这些问题，提高图像质量，ORCA-Flash2.8可对每个像素实时进行暗校正、阴影校正以及缺陷像素校正。

外围设备同步

外部触发功能和时序输出功能

除了大多数电子相机所具备的边沿触发和电平触发功能，ORCA-Flash2.8还具有以下独特的外部触发功能和时序输出功能，以满足相继曝光时序和外围设备的需要。该功能使得相机在多种应用领域获得了最佳的成像。

--全面曝光触发

全面曝光触发用在脉冲光源成像上，比如脉冲激光器或者闪光灯。在该模式下，相机将全面曝光触发之前和之后的两帧图像拼接为一帧。

--同步读出触发

同步读出触发模式用来在需要外源控制每帧曝光开始时序时进行连续成像。这对激光共聚焦显微成像很有用。

--起始触发

使用起始触发，以便使在内部触发模式下的相机通过外部触发脉冲开始工作。该功能对电激发荧光成像非常有用， 没有滞后时间。

--触发延时功能

在外部触发模式，可通过指令设置触发信号输入相机的延时时间。

--可编程时序输出

可以通过遵循一定脉冲宽度或延时时间的指令，产生输出脉冲。该功能如同一个简单的延时单元或者一个简单的脉冲产生器。

--全面曝光时序输出

全面曝光时序输出可显示出所有行同时曝光的全面曝光时序。

--触发准备输出

触发准备输出可显示出触发准备周期，在触发准备周期内相机可在内部触发模式下接收外部触发。

示例图片

应用：

高速Ca²⁺成像

比例成像

FRET

TIRF显微成像

活细胞绿色荧光蛋白表达

延时荧光成像

微形态特征观察

实时共聚焦显微成像

原位杂交荧光

失效分析

半导体检测

X射线闪烁体读出

配置：

规格表

①根据满阱容量和读出噪声的比例计算

②相机内数字拼接（digital binning）处理

子阵列（典型示例）

光谱响应

外形尺寸