ORCA-Flash4.0 V2 C11440-22CU 數(shù)字sCMOS相機(jī)

自O(shè)RCA-Flash4.0 V2發(fā)布以來，就以其在多種成像領(lǐng)域無以倫比的靈活性成為行業(yè)者和高性能的代言人。它可以從USB到camera link連接靈活改變，從超快掃描到幾乎無噪聲的低速掃描之間通過軟件一鍵切換。它使用濱松公司的Lightsheet Readout Mode™與單層光顯微鏡系統(tǒng)無縫集成。它具有觸發(fā)魯棒性，可以驅(qū)動其他器件，也可以被其他器件驅(qū)動。目前它是市面上量子效率高的sCMOS相機(jī)。

新增功能

兩種掃描速度

盡管該相機(jī)標(biāo)準(zhǔn)掃描下讀出噪聲有效值只有1.9電子（中值為1.3電子），但是相對于單純的速度，有些實驗需要更低的噪聲。ORCA-Flash4.0 V2新增低速掃描讀出模式，讀出噪聲有效值只有1.5電子 （中值0.9電子）。USB連接和Camera Link連接都可以使用低噪聲模式。

Lightsheet Readout Mode™
為了使相機(jī)在單層光顯微技術(shù)中發(fā)揮的速度和同步性，配有Camera Link接口的ORCA-Flash4.0 V2使用濱松公司的Lightsheet Readout Mode™，可以從上到下或從下到上一次掃描傳感器 即可讀出。

全面曝光靈活性

ORCA-Flash4.0 V2新增全面復(fù)位功能，用戶可以獲得全面曝光，且可以選擇外部源或相機(jī)自身發(fā)出控制時序。

個性化文檔

對濱松公司的相機(jī)了解的越多，就會對它的成像結(jié)果越有信心，特別是在苛刻的實驗條件下。每個ORCA-Flash4.0 V2在發(fā)貨之前，都在工廠進(jìn)行了個性化地調(diào)整，測試結(jié)果包含在每個相機(jī)中。我們提供 測試噪聲直方圖、光子轉(zhuǎn)移曲線、噪聲有效值以及轉(zhuǎn)換因子等數(shù)據(jù)，還有簡易的公式。

特性

高靈敏度意味著用途更多

ORCA-Flash4.0 V2正在改變科學(xué)成像的行業(yè)規(guī)則。多年來，因為需要高信噪比、高對比度圖像，制冷型CCD都是GFP或多通道成像等熒光成像應(yīng)用的首先技術(shù)。而EM-CCD一直都是TIRF或轉(zhuǎn)盤共聚焦等低 光量、高速應(yīng)用的。由于缺少更好的選擇，只能在定位顯微中采用與上述相同的技術(shù)。ORCA-Flash4.0 V2不僅能輕易進(jìn)行以上應(yīng)用，還可以做的更好，具有更多優(yōu)勢。

量子效率：600 nm下超過70%，750nm下超過50%

ORCA-Flash4.0 V2在熒光顯微中可以勝過其他所有相機(jī)。其第二代sCMOS傳感器像素設(shè)計更為細(xì)致，且使用片上鏡頭技術(shù)，在熒光成像常見的波段范圍內(nèi)具有很高的量子效率。
低噪聲
在所有CCD以及sCMOS相機(jī)中，ORCA-Flash4.0 V2在100幀/秒速度下的讀出噪聲是最小的，甚至連EM-CCD都通過使用片上增益權(quán)衡掉了相對較低的讀出噪聲以換取乘性噪聲。我們“安靜”的電子設(shè)計成 功地降低了探測極限，客戶可以充分利用高幀率特性，并且用更少的光子來輸出信號。
高量子效率與低噪聲無二地結(jié)合，且沒有EM-CCD的乘性噪聲，意味著可采集不受相機(jī)限制的圖像。低光量下的信號探測，強(qiáng)度微小變化的比較，可在大背景下輕易分辨小信號。

寬視場角&高分辨率

ORCA-Flash4.0 V2具有400萬像素，每個像素為6.5 μm × 6.5 μm，非常適合要求嚴(yán)苛的顯微成像應(yīng)用。無論是高放大率成像，還是單細(xì)胞高精細(xì)細(xì)節(jié)成像，亦或是為了捕獲和分辨多個細(xì) 胞而進(jìn)行低放大率成像，ORCA-Flash4.0 V2都可以輸出美麗的圖像。

高速：長達(dá)40分鐘的全速全分辨率采集（注1）

快還是超快？一切聽從你的指揮

一個4194304像素、每個像素16位深度的相機(jī)進(jìn)行成像，那么單幅圖像為8M字節(jié)。但是僅僅采集一幀圖像是不夠的，更重要的是持久的、連續(xù)的采集圖像。濱松的ImageConductor可以控制客戶需要的 速度。在默認(rèn)配置下， ORCA-Flash4.0 V2配有USB3.0板卡和傳輸線，全幀采集下可提供30幀/秒。客戶也可選擇升級濱松公司全力支持的Firebird PCI總線第二代8×Camera Link卡，使用相同的相機(jī) ，不需要其他更改，全分辨率下可獲得100幀/秒的速度。而將Camera Link版本與推薦的固態(tài)硬盤以及高速電腦結(jié)合，可以進(jìn)行全速40分鐘全分辨率的記錄。兩種版本可以靈活選擇感興趣的成像區(qū)域，有 助于幀速的微調(diào)。每種配置在全速下的讀出噪聲都為有效值1.9電子（中值1.3電子），具有多功能性和高性能。

注1：測試條件為 Dell T5500 (E5640 2.66GHz)+RAID0 (LSI MegaRAID SAS 9260-4i) and 4 pcs SATA SSD drivers (SAMSUNG MZ-7PC512) Windows7 64 bit

進(jìn)行研究
ORCA-Flash4.0 V2包括了ImageConductor connectivity™，因此支持USB3.0（默認(rèn)）和高速Camera Link。如果成像速度為30幀/秒，那么默認(rèn)的USB3.0配置就非常適合。如果需要更加生動真實 的圖像，那么可以增加一塊Camera Link板，可獲得全4百萬像素圖像的100幀/秒輸出。兩種選擇具有同樣的低噪聲、高量子效率的成像能力，獲得了的靈敏度。使用濱松的多功能ImageConductor connectivity™，一切由你主宰。

讀出噪聲：有效值還是中值

RMS（均方根值、有效值）和中值都是評估數(shù)據(jù)分布傾向的有效的統(tǒng)計模型。在CCD上沒有關(guān)于使用哪種模型的爭議，因為每個像素的典型讀出噪聲非常相似，rms和中值是相等的。而cSMOS則不同 ，其天生的傳感器結(jié)構(gòu)使其在每個像素上具有更多的變化，而傳感器的超低噪聲使得這種變化更加具有統(tǒng)計上的顯著性。而當(dāng)涉及到評估相機(jī)性能時，真正有意義的特性是rms噪聲。rms噪聲值提供了圖 像質(zhì)量的評估，也是量化計算中合適的噪聲變量。而ORCA-Flash4.0 V2之所以包含了1.3電子中值噪聲，只是為了便于與其他sCMOS相機(jī)進(jìn)行對比。實際進(jìn)行量化成像，還是需要知道rms噪聲。ORCA- Flash4.0 V2的rms讀出噪聲典型值為1.9電子。

全像素還是部分像素？
只有在傳感器上所有的像素都被使用或者記錄并且考慮了異常像素的排除，rms或者中值噪聲值才有效。對于ORCA-Flash4.0 V2，我們在計算rms和中值讀出噪聲時使用了傳感器的每個像素，是在未進(jìn) 行任何像素校正或者數(shù)據(jù)預(yù)審的情況下計算的。提供特性參數(shù)的目標(biāo)之一是進(jìn)行精確度的成像結(jié)果量化，與我們提供量化科學(xué)用相機(jī)的目標(biāo)相吻合。

在光子下思考

成像上有一種不連接性：我們對光子成像，但是對相機(jī)特性的討論卻用電子。這個代溝可以輕易跨越，使相機(jī)對比更有意義。比如代sCMOS和第二代sCOMS，表面上讀出噪聲參數(shù)看起來相等（注意 在相似的模式和速度下，rms和rms相比，中值和中值相比）。但如果先考慮電子下rms讀出噪聲，然后轉(zhuǎn)換為光子下思考，使用特定波長時的量子效率，就會發(fā)現(xiàn)顯著的差別。滾動快門模式100幀/秒速度 下，第二代ORCA-Flash4.0 V2的rms噪聲為1.9電子，而代rms為2電子。在550nm下，代和第二代的量子效率分別為54%和72%。根據(jù)這些數(shù)字，可算出代的光子讀出噪聲為2/0.54 = 3.7，而第 二代僅有1.9/0.72 = 2.6。因此，代的sCMOS比ORCAFlash4.0 V2的讀出噪聲高出42%。
最后，ORCA-Flash4.0 V2工作在慢速掃描模式下，其輸出結(jié)果只有1.5電子rms噪聲。讀出噪聲只有2.08光子。

應(yīng)用

ORCA-Flash4.0 V2是熒光以及其他寬視場顯微成像的理想選擇。
-超分辨率顯微成像
-TIRF顯微成像
-比率成像
-FRET
-高速Ca2+成像
-實時共聚焦顯微成像
-單層光顯微成像

配置圖

光譜響應(yīng)

外形尺寸圖

規(guī)格表

型號	C11440-22CU
量子效率	600nm下超過70%，750nm下超過50%
成像器件	科學(xué)級CMOS傳感器 FL-400
有效像素數(shù)	2048 (H)×2048 (V)
像素尺寸	6.5 μm×6.5 μm
有效面積	13.312 mm×13.312 mm
滿阱容量	30 000電子
讀出速度	全分辨率Camera Link下100幀/秒 全分辨率USB3.0下30幀/秒
讀出噪聲	標(biāo)準(zhǔn)掃描模式（100幀/秒）1.9電子rms 慢速掃描（30幀/秒）1.5電子rms
曝光時間	內(nèi)部觸發(fā)模式：全分辨率下1ms到10s*1 子陣列讀出內(nèi)部觸發(fā)模式：8.96μs到10s 子陣讀出外部觸發(fā)模式：1ms到10s
制冷方式	半導(dǎo)體制冷
制冷溫度	強(qiáng)迫風(fēng)冷（環(huán)境溫度20 ℃）：-10 ℃ 水中（20 ℃）： -20 ℃ 水中（15 ℃）： -30 ℃
暗電流	0.5 electrons/pixel/s (-10 ℃) (typ.) 0.15 electrons/pixel/s (-20 ℃) (typ.) 0.05 electrons/pixel/s (-30 ℃) (typ.)
動態(tài)范圍	33 000:1 (typ.)*2
子陣列	支持
拼接（binning）	2×2, 4×4
外部觸發(fā)模式	邊沿、電平、同步讀出和起始信號觸發(fā)
外部觸發(fā)信號連線	SMA接口或CameraLink I/F
觸發(fā)延時功能	0us到10s，步長10us
觸發(fā)輸出	3個可編程時序輸出 全面曝光時序和觸發(fā)準(zhǔn)備（Trigger ready）輸出
外部信號輸出連接	SMA接口
接口	CameraLink全配置Deca mode、USB3.0
軟件接口	包含基于電腦的采集包 DCAM-SDK，商品化軟件
AD轉(zhuǎn)換器	16位輸出
鏡頭卡口	C卡口
電源	AC100 V到AC240 V, 50 Hz/60 Hz
功耗	約70W

*1內(nèi)部觸發(fā)模式下最小曝光時間根據(jù)子陣列設(shè)置不同而變。最小曝光時間是在標(biāo)準(zhǔn)掃描下。
*2低速掃描下滿阱容量/讀出噪聲

讀出速度

位置讀出速度 （幀/秒，典型值）		Camera Link		USB 3.0
		水平像素數(shù)	拼接 2×2, 4×4	水平像素數(shù)		拼接 2×2, 4×4
		2048 / 1536 / 1024 / 512		2048 / 1536 /1024	512
垂直方向行數(shù)	2048	100		30	100	100
	1024	200		60	200	200
	512	400		120	400	400
	256	801		240	801	801
	128	1603		481	1603	1603
	64	3206		968	3206	3206
	8	25 655		7894	25 655	25 655

讀出時間

標(biāo)準(zhǔn)掃描（100幀/秒）	10ms
低速掃描（30幀/秒）	33ms

Lightsheet Readout Mode™（僅支持Camera Link）

讀出格式	無縫讀出
讀出方向	從下向上、從上向下
讀出時間	20 ms到204.8s（全部面積讀出）
讀出模式	全面積、子陣列