ORCA-Flash2.8 은 최신 기술을 이용한 Scientific CMOS 이미지 센서을 탑재하여 저노이즈, 고해상도, 고속 읽기를 동시에 실현한 차세대 냉각 디지털 카메라입니다. ORCA-Flash2.8 은 280만 화소의 고해상도에 45 frame/s의 고속 읽기 (서브 어레이 읽기에 의해 빠른 1273 frame/s), 3electorons (rms) 의 저노이즈를 동시에 실현 했습니다. 또한 온칩 마이크로 렌즈의 채용으로 고감도, 4500:1 의 높은 동작 범위, 센서 내부의 gain 조정 및 각종 보정 기능은 밝은 조건 이미지에서 미약한 형광 이미징까지 넓은 광 영역대에서 고화질 이미지 측정이 가능합니다. 또한 주변 장치와 카메라의 영상 취득 타이밍을 컨트롤하는 동기화 기능 탑재에 의해 폭 넓은 용도로 최적의 영상을 실현할 수 있습니다. 생명 과학의 현미경 이미징을 비롯해 반도체 관찰 • 검사, X 선 scintillator 등 폭 넓은 분야에서의 이미징 측정에 적합한 카메라입니다.

Features

High-speed readout with low noise

냉각 CCD를 웃도는 낮은 readout noise

Scientific CMOS 이미지 센서 FL-280는 on-chip CDS 회로를 채택하여 저노이즈를 실현하였고 지금까지의 냉각 CCD 이미지 센서에 비해 낮은 readout noise인 3 electrons (rms)를 실현했습니다.

Low noise and fast readout time simultaneously

FL-280는 병렬 형태의 한 라인을 동시 읽기를 통해 낮은 소음과 고속 읽기가 가능합니다. 낮은 readout noise에도 불구하고 280만 화소의 고해상도에서 45frame/s 및 CCD 이미지 센서의 상식을 깨는 읽기 속도를 실현했습니다. 또한 서브 어레이 기능을 탑재하여 1273 frame/s까지의 고속 읽기가 가능합니다. 서브 어레이 기능은 화소 수를 줄임으로써 readout noise에 영향을 주지 않고 고속화를 실현한 기능입니다.

Low dark current

ORCA-Flash2.8는 암전류 특성에도 뛰어납니다.

High image quality

ORCA-Flash2.8은 증폭 장치를 내장하고 있습니다. 그러나 최근 반도체 공정을 채택함으로써 기존의 CMOS 이미지 센서에서 화질을 저하시키는 큰 요인이 되고 있던 고정 패턴의 노이즈를 제거했습니다. 그 결과 Scientific CCD 이미지 센서로 고화질을 실현했습니다.

Pixel size and field of view

2/3 inchCCD (1.3M pixel)에 비해 약 2 배의 해상도

ORCA-Flash2.8의 해상도는 280만 화소로 기존의 2/3 inch CCD 이미지 센서 (130 만 화소)의 약 2 배, 픽셀 크기는 3.63 μm × 3.63 μm 반 정도입니다.

CCD (2 / 3 형, 1.3M pixel)보다 넓은 시야를 관찰 가능

ORCA-Flash 2.8의 픽셀크기가 기존의 2/3 inch CCD 이미지 센서 (130만 화소)의 절반인데 비해 화소수는 2 배 이상이기 때문에 넓은 시야에서 관찰 할 수 있습니다.
※ 현미경에서 사용하는 경우 0.5 배 릴레이 렌즈를 사용하면 1 픽셀에 들어가는 광량을 CCD 이미지 센서 (2/3inch, 130만 화소)와 동등 할 수 있습니다.

Excellent linearity (incoming photons vs. output signal)

Linearity

신호를 정밀하게 감지하려면 입출력 특성의 선형성이 필요합니다. ORCA-Flash 2.8은 FL-280의 채용과 최적으로 설계된 회로에 의해 입사 광량과 출력되는 신호와 좋은 선형성이 확보되어 있습니다.

Analog gain

어두운 샘플 대상으로 단시간 노출 시 활성화

ORCA-Flash 2.8은 디지털 신호로 변환하기 전에 아날로그 신호를 센서 내부에서 증배하는 아날로그 gain 기능을 탑재하고 있습니다. A/D 변환기의 양자화 오차를 줄이는 효과가있어, readout noise를 3electrons(rms)까지 낮출 수 있습니다. 출력 신호가 몇 ~ 수십 ADU 레벨로 어두운 이미지를 촬영하는 경우, 또는 노출 시간을 길게 할 수 없는 경우에 아날로그 gain을 올리면 화질을 향상시킬 수 있습니다.

Real-time correction features

실시간 보정 기능

카메라로 화상을 처리하는 경우, 조명이나 렌즈에 의한 음영(화면의 얼룩)을 무시할 수 없습니다. 또한 ORCA-Flash 2.8은 화소가 적지만 Readout noise가 존재합니다. 새로운 화질 향상을 위해 조명 시스템, 광학 렌즈 시스템 촬상 소자의 화소 마다 어두운 음영 및 결함 보정 기능을 제공합니다.

Synchronization with peripheral equipment

외부 동기화 기능 타이밍 출력 기능

ORCA – Flash 2.8은 다양한 용도로 최적의 영상을 실현하기 위해 주변장치 와 카메라의 촬상 타이밍을 관리하는 다양한 외부 동기화 기능과 카메라의 타이밍 출력기능을 제공합니다.
에지트리거 : 외부트리거 신호로 노출을 시작 합니다.
레벨트리거 : 외부트리거 신호에 의해 노출 스타트 타이밍 및 노출 시간을 제어합니다.
글로벌 노출 트리거 : 트리거 신호를 입력한 전후의 2프레임을 추가하여 출력합니다. 펄스 광원 등의 순간적인 발광을 촬상하는 경우에 유효합니다.
읽기 동기화 트리거 : 이미지를 연속해서 캡처하는 경우에 각 프레임의 노출 타이밍을 제어합니다.
시작트리거 : 외부트리거 신호에 의해 내부 동기 모드로 전환됩니다. 예를 들어, 전기 자극을 주었을 때 발광 현상을 데드 타임 없이 촬상하는 경우에 유효합니다.
트리거 지연 기능 : 각 트리거 신호 입력에 대해 작동이 시작될 때까지의 시간을 명령으로 제어합니다.
프로그래머블 타이밍 출력 : 카메라의 노출 시간 명령에 의해 설정되는 지연 시간과 펄스 폭을 을 가진 펄스가 출력 됩니다. 간단한 딜레이 단위, 펄스 발생기의 대안으로 사용할 수 있습니다.
글로벌 노출 타이밍 출력 : 센서의 모든 라인이 동시에 노출되고 있는 상태에서의 기간을 출력합니다.
트리거 레디 출력 : 외부트리거 모드 동작시 다음 트리거 펄스를 받을 수 있는지 여부의 준비 신호를 출력합니다.

외부 동기화 기능 타이밍 출력 기능

Application

· High-speed Ca2+ imaging
· Ratio imaging
· FRET
· TIRF microscopy
· Live cells expressing GFP
· Time lapse fluorescence imaging
· Micromorphological observation
· Real-time confocal microscopy
· Fluorescence in situ hybridization (FISH)
· Failure analysis
· Semiconductor inspection
· X-ray scintillator readout

Configuration

Specifications

Type number	C11440-10C
Camera head type	Passive air-cooled head
Imaging device	Scientific CMOS Image Sensor FL-280
Effective no. of pixels	1920 (H) × 1440 (V)
Cell size	3.63 μm (H) × 3.63 μm (V)
Effective area	6.97 mm (H) × 5.23 mm (V)
Full well capacity	18,000 electrons (typ.)
Readout speed	Full resolution: 45.4 frames/s (1920 (H) × 1440 (V))
Readout noise	3 electrons (gain 8×) (rms)typ.
Exposure time	20 μs to 10 s (at internal trigger/external trigger)
Cooling method	Peltier device + passive air-cooled
Cooling temperature	+5 ℃ (Ambient temperature: +20 ℃)
Dynamic range	4500:1*1 (gain 1×)
Analog gain	1× to 8× (256 steps)
Binning	2 × 2*2
External trigger mode	Edge trigger, Level trigger, Global exposure trigger, Synchronous readout trigger, Start trigger
Trigger delay function	0 μs to 10 s (10 μs step)
Trigger output	Programmable timing output, Global exposure timing output, Trigger ready output
Interface	CameraLink Base Configuration
Connector	Mini-CameraLink
A/D converter	12 bit
Lens mount	C-mount
Power supply	AC100 V to AC240 V, 50 Hz/60 Hz
Power consumption	Approx. 45 VA
Ambient operating temperature	0 ℃ to 40 ℃
Ambient storage temperature	-10 ℃ to 50 ℃
Ambient operating humidity	70 % max. (with no condensation)

*1 Calculated from the ratio of the full well capacity and the readout noise.
*2 Digital binning processing in the camera

Sub-array (Typical examples)

Number of pixels (H)×(V)	1920 × 1080	1920 × 600	1920 × 240	1920 × 80	1920 × 8
Readout speed (frames/s)	60.0	104.6	236.8	540.0	1273.6

· Rapid rolling mode

		1 × 1 (Normal readout)		Binning 2 × 2 / 4 × 4
		Horizontal width
	Vertical width	1024 / 1536 / 2048	512
Free running mode	2048	30	97	97
	1024	60	195	195
	512	120	390	390
	256	240	781	781
	128	480	1562	1562
	64	961	3125	3125
	8	7692	25,000	25,000

*1 Optimal running condition. For more information refer to http://www.hamamatsu.com/resources/pdf/sys/SCAS0095E_Global.pdf

Spectral response

Dimensions