HPK系统事业部产品CCD相机介绍.ppt

Introduction of ORCA-D2 双波段成像的需求 应用领域 比例成像 FRET (荧光共振能量转移) 双波段TIRF 显微 技术要求 在双波段同时成像 宽视场 可选波段 简易校正图像偏移 ORCA-D2的主要特征 相机头包括了两个制冷CCD相机 同时在双波段捕获图像 低暗电流 使用 ER-150 (1.5Mpixel) 隔行扫描CCD 图像传感器 宽视场 从可见光到近红外的高量子效率 可替换的光块 可选波段 对焦点和阵列的自动校正功能 对图像偏移的简单校正 与传统方式的对比 图像阵列的调整 如何校正？ 旋转校正和X-Y偏移相结合 在相机硬件上进行校正功能以实现实时处理 D2 D2 D2 旋转校正 D2 D2 Image 1 (CCD 1) Image 2 (CCD 2) X-Y 偏移 叠加 焦点调整功能 ORCA-D2 能够分别调整CCD1和CCD2的焦点。 CCD1 可通过显微镜上的Z轴来调整。 CCD2 可通过相机头上的线性阶来调整。 通过使用 A11400-02(滤波器) 和 调节CCD2 回到焦点位置，ORCA-D2 可同时获取不同的焦面的图像 。 CCD1 CCD2 * * * * * * * * * * * * * HPK系统事业部产品CCD相机介绍 内容介绍 高灵敏度相机 CCD 相机 ORCA-R2介绍 EM-CCD相机 EM-CCD技术回顾 ImagEM介绍 CMOS 相机 CCD 和 CMOS之间的差异 ORCA-Flash2.8介绍 CCD 相机 和EM-CCD 相机 之间的差异 ORCA-D2介绍 荧光观测 弱激发光源 高速 为什么需要使用高灵敏度相机？ 显微镜 高灵敏度 相机 被观测物 每个像元的输入光子数有限. 需要高灵敏度相机 荧光观测 极弱信号比如每个像元在长时间曝光条件下也只几十个光子 显微镜 高倍放大 为什么需要使用高灵敏度相机？ 高量子效率(QE) QE: 传感器中光子到电子的转换效率 低噪声 低于读取噪声级别的信号会无法探测 相机的主要噪声组成部分： 读取电路的读取噪声 传感器中的暗电流噪声 Ev Ec Photon = ｈｖ 电子 高噪声相机 噪声 传感器的输出信号 信号 低噪声相机 噪声 传感器的输出信号 信号 Hamamatsu 相机的工艺 低噪声工艺 最优化电路设计 独创低噪声传感器驱动技术 低暗电流工艺 深度制冷技术 原创低暗电流传感器驱动技术 图像处理工艺 相机实时图像处理硬件以提高图像质量 诸多相机功能 面元和子数组功能 多种外触发模式以和周围设备同步 高灵敏度数字相机系列 制冷CCD相机–ORCA-R2– 显微应用的标准相机 合理的性价比 EM CCD 相机 –ImagEM– 高灵敏度 需要深度制冷以实现高EM增益值 更高的花费 新 科学级CMOS 相机 –ORCA-Flash2.8– 同时实现高速度、高分辨率和低噪声 下一代的标准相机 低价 CCD Camera CCD的结构 水平CCD FDA 传输门 竖直 CCD 光电二极管 电压输出 隔行扫描CCD的结构 FDA 浮动扩散放大器 /将电子转换为电压 /读取噪声的主要来源 Reset Gate e- Q=CV Vout=Q/C ORCA-R2的主要特征 使用 ER-150 芯片 (Hamamatsu 独创的 CCD) 在低光模式下可实现大约 70% QE （ 500nm 至 600nm） 与许多厂家使用的ICX285相比，在近红外波段有更高的QE值 极低的噪声 普通扫描 : 6 electrons r.m.s. typ. 快速扫描 : 10 electrons r.m.s. typ. 出色的像质 无固定图像噪声 极低的暗电流 使用了真空密封工艺，在 水冷条件下实现-40℃低温 暗电流仅为0.0005 e-/pixel/sec 　　　 which 即使即使在曝光时间长达4200sec时 也不影响灵敏度 ORCA-R2的主要特征 EM CCD Camera EM CCD 技术 图像区域 存储区域 水平 寄存器 FDA N (e-) Readout noise is relatively calculated as G N/G (e-) EM-CCD 放大 寄存器 EM 增益值 FDA噪声 碰撞电离效应 碰撞电离效应： 电子在高电压区域传输会产生一个额外的电子空穴对。 Gate 2 (应用高压) Gate 1 e e e p 信号 EM CCD 相机的主要特征 在每一个放大阶段产生电离碰撞效应的统计概率是is 1.0% 到 1.6%. 倍增阶数目一般