qCMOS相机 ORCA-Quest-上海尤谱光电科技有限公司

自1980年代以来，滨松公司就一直利用其的相机设计技术开发高灵敏度，低噪声的相机，并一直为科学技术研究的发展做出了贡献。现在，我们很自豪地发布具有性能的ORCA-Quest。 C15550-20UP是一台装有qCMOS图像传感器并能够使用开发的专用技术解析光电子数量的相机，这些特点使得其在定量成像方面有着的效果。

详细参数

量子效率	@peak QE: 90 %
成像设备	qCMOS™ image sensor
有效像素	4096 (H) × 2304 (V)
像素尺寸	4.6 μm (H) × 4.6 μm (V)
有效面积	18.841 mm (H) × 10.598 mm (V)
满阱容量	7000 electrons（Typ.）
读出速度	Standard scan: 120 frames/s (@4096 pixels × 2304 pixels, CoaXPress) Standard scan: 17.6 frames/s (@4096 pixels × 2304 pixels, USB) Ultra quiet scan: 5 frames/s (@4096 pixels × 2304 pixels, CoaXPress) Ultra quiet scan: 5 frames/s (@4096 pixels × 2304 pixels, USB)
读出噪声	Standard scan: 0.43 electrons rms (Typ.) Ultra quiet scan: 0.27 electrons rms (Typ.)
制冷方式	Peltier cooling
曝光时间	Standard scan: 7.2 μs to 1800 s ，Ultra quiet scan:172.8 μs to 1800 s
制冷温度	风冷(环境温度: +25 °C) : -20 ℃ 水冷 (水温: +25 °C) : -20 ℃ 水冷 (@max cooling; 水温: +20 ℃, 环境温度: +20 ℃) : 低于 -35 ℃
暗电流	0.016 electrons/pixel/s (芯片温度: -20 ℃, 环境温度: +25 ℃) (Typ.) 0.016 electrons/pixel/s (芯片温度: - 20 ℃, 水温: +25 ℃) (Typ.) 0.006 electrons/pixel/s (芯片温度: 低于 -35℃, 水温: +20℃, 环境温度: +20℃) (Typ.)
动态范围	25 900:1 (Typ.)*1
外部触发模式	Edge / Global reset edge / Level / Grobal reset level / Sync readout / Start 2 Edge / Start 3
外部触发信号路径	SMA
触发延迟功能	0 s to 10 s in 1 μs steps
触发输出	Global exposure timing output / Any-row exposure timing output / Trigger ready output / 3 programmable timing outputs / High output / Low output
接口	USB 3.1 Gen 1, CoaXPress (Quad CXP-6 )
A/D 转换器	16 bit, 12 bit, 8 bit
Lens mount	C-mount
图像处理功能	Defect pixel correction (ON or OFF, hot pixel correction 3 steps)

*1: Calculated from the ratio of the full well capacity and the readout noise in ultra quiet scan

*2: At Area readout, Photon number resolving
*3: At Lightsheet readout (Software such as HCImage is required. For details, please contact your local Hamamatsu representative or distributor.)

产品特点

1、极低的噪音表现
为了以高信噪比检测微弱光，ORCA-Quest已针对传感器的各个方面（从结构到电子器件）进行了设计和优化。在ORCA-Quest中，读出噪声已经可达0.27个电子。

2、实现光子数解析（PNR）输出

光是许多光子的集合。光子在传感器上转换为电子，这些电子称为光电子。 “光子数解析*"是一种通过对光电子计数来精确测量光的方法。为了计数这些光电子，相机噪声必须足够小于光电子信号的量。常规的sCMOS相机虽然实现了很小的读出噪声，但仍比光电子信号大，因此难以对光电子进行计数。ORCA-Quest使用*的摄像头技术对光电子进行计数，并提供0.27电子rms（@扫描）的超低读出噪声。随着温度和时间变化，其性能依然保持稳定，并且对每个像素值进行单独校准和实时校正。 *光子数解析与光子计数有很大不同（更精确地说，该方法可解析光电子数。但是，由于在该领域中可比较的方法是使用单光子计数而不是单光电子计数，因此我们将使用“光子数解析"）。

3、采用背照式结构，具有高分辨率

高QE对于高效检测光子来说至关重要。在常规的背照式传感器中，由于没有像素分离，所以在像素之间发生串扰，并且分辨率通常低于前照式传感器的分辨率。 ORCA-QuestqCMOS®的传感器具有背照式结构，可实现高量子效率，并且通过沟槽式结构，每个沟槽内只放一个像素，从而来减少串扰。

4、实现大像素和高速读出

现在通常使用诸如约0.3兆像素的EM-CCD相机之类的电子倍增相机来获取光子计数（PC）级图像。但是，ORCA-Quest不仅可以获取PC级图像，还可以获取9.4兆像素的光子数解析图像。另外，将不同像素数相机的读出速度按帧速率进行比较是平的。在这种情况下，使用像素速率（像素数量×帧速率），即每秒读取的像素数量。到目前为止，能够进行SPC读取的相机是EM-CCD相机，速度约为27兆像素/秒，但是ORCA-Quest能够以约47兆像素/秒的速度实现光子数解析成像，几乎快了一倍。