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電子倍增EM-CCD相機(jī)ImagEM X2
ImagEM X2是一款非常多功能的相機(jī)，全畫幅下輸出速度達(dá)70幀/秒，模擬拼接（binning）操作下對興趣區(qū)域（ROIs）的輸出達(dá)1076幀/秒，工作安靜。其在接近黑暗的條件下具有很高的信噪比，而且暗電流極低，因此既能長時間又能快速的進(jìn)行定量超弱光成像。當(dāng)關(guān)閉電子倍增增益（EM）后，該相機(jī)的超深滿阱容量可以在*低對比亮度圖像中提取信息。新增特性優(yōu)化了相機(jī)觸發(fā)、片上EM增益保護(hù)、IEEE1394b流水線連接，提高了整體信噪比和非EM的動態(tài)范圍。濱松使用了****的512 × 512 像素EM-CCD傳感器，巧妙地重新設(shè)計了具有**速度和*精密性能的相機(jī)。
新增特性
更快的讀出速度
ImagEM X2在像素讀出時鐘為22MHz情況下，能夠在全畫幅分辨率下獲得70幀/秒 的速度。這超過原來的ImagEm相機(jī)兩倍，也比任何使用該傳 感器的其他商業(yè)級相機(jī)要快。
時鐘：22MHz
| 拼接 | 垂直方向有效寬度（子陣列） | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 512 | 256 | 128 | 64 | 32 | 16 | |
| 1×1 | 70.4 | 133 | 241 | 405 | 613 | 820 |
| 2×2 | 131 | 238 | 400 | 606 | 813 | 981 |
| 4×4 | 231 | 389 | 588 | 794 | 962 | 1076 |
（單位：幀/秒)
邊角讀出
通過在傳感器邊緣進(jìn)行選擇性成像，選擇*靠近芯片的讀出寄存器的像素，該相機(jī)可以在小興趣區(qū)域（regions of interests，ROIs）獲得 更快的速度。
時鐘：22MHz
| 拼接 | 垂直方向有效寬度（子陣列） | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 512 | 256 | 128 | 64 | 32 | 16 | |
| 1×1 | 70.4 | 133 | 285 | 495 | 741 | 893 |
| 2×2 | 131 | 238 | 456 | 699 | 901 | 981 |
| 4×4 | 231 | 389 | 645 | 863 | 981 | 1076 |
（單位：幀/秒)
讀出噪聲低
對任何圖像傳感器而言，讀出更快也意味著讀出噪聲增加。但是對于EM-CCD而言，由于其EM增益，可以認(rèn)為讀出噪聲與此無關(guān)。值得注意的 是，ImagEM X2即使在使用EM增益之前，也比上一代具有更快的速度和更低的讀出噪聲。我們剛剛提到讀出噪聲與EM-CCD無關(guān)，在信噪比公式中 的確這樣。然而，如果EM增益的首要目標(biāo)是克服讀出噪聲，那么可以通過減小ImagEM X2的增益，降低EM寄存器的電壓，使EM增益校準(zhǔn)更加穩(wěn)定 ，傳感器壽命更長來實(shí)現(xiàn)。
| 讀出噪聲（rms，典型值） | EM-CCD讀出 | 4× EM增益 | 36 electrons (at 22 MHz) |
|---|---|---|---|
| 25 electrons (at 11 MHz) | |||
| 8 electrons (at 0.6875 MHz) | |||
| 1200× EM增益 | 1 electron max. (at 22 MHz) | ||
| 1 electron max. (at 11 MHz) | |||
| 1 electron max. (at 0.6875 MHz) | |||
| 常規(guī)CCD讀出 | 8 electrons (at 0.6875 MHz) | ||
機(jī)械快門
ImagEM X2使用集成機(jī)械快門，以保護(hù)相機(jī)免于EM增益退化，減小圖像殘影效果。機(jī)械快門使用軟件來控制。
EM增益測量和校準(zhǔn)
對EM技術(shù)來言，增益老化是一個確知的的過程。在使用EM模式時，即使十分小心以減小增益老化，當(dāng)增益很大或者光強(qiáng)很大時還是會使增益 退化。由于這是一下依賴于使用的現(xiàn)象，知道退化發(fā)生時間并及時校準(zhǔn)是非常重要的。而ImagEM X2具有這兩個功能，可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)，對 于相機(jī)保養(yǎng)和客戶友好性非常重要。
IEEE 1394b 連接
ImagEM X2的數(shù)據(jù)速率十分適合易用的1394b連接。
SMA觸發(fā)端口
新型的ImagEM X2帶有四個閃亮而緊湊的SMA端口，一個用于外部觸發(fā)輸入，三個用于對其他設(shè)備輸出。這些端口可用于獲取一系列觸發(fā)選項 ，包括以下三個新特性：可編程觸發(fā)輸入輸出，觸發(fā)延時和觸發(fā)準(zhǔn)備。不可否認(rèn)，EM-CCD技術(shù)在超低光成像上具有**的信噪比，而ImagEM X2 結(jié)合了多種工程性增強(qiáng)，具有更快的速度，可以發(fā)揮該技術(shù)的**性能。
直接電子顯示
輸出信號可以在軟件中指明為“電子”。
黑白電平切割功能
可以設(shè)置光強(qiáng)的高低閾值，如果某個位置比圖像中的興趣樣品更亮或更暗，那么可使用電平切割功能將超過閾值的部分切割掉，使自動LUT 功能有效工作。
制冷狀態(tài)輸出
相機(jī)達(dá)到設(shè)定制冷溫度后會顯示。
特性
高靈敏度
高量子效率
**1200倍 的EM增益
EM增益特性可縮短曝光時間，降低激發(fā)光量，非常適合活細(xì)胞成像。 |
低噪聲
穩(wěn)定制冷性 能的另一個好處就是*小的暗噪聲
CCD的暗電流取決于溫度，當(dāng)溫度降至7到8 °C時，暗電流可降低一半。因此，對CCD制冷是一個降低暗電流的好方法。ImagEM X2可穩(wěn)定 制冷，因此輸出穩(wěn)定，其水冷將暗電流*小化。
用水冷或強(qiáng) 制風(fēng)冷使傳感器溫度高度穩(wěn)定
任何應(yīng)用都可以選擇水冷或者強(qiáng)制風(fēng)冷，且兩種制冷方式都可以達(dá)到**制冷溫度。
優(yōu)化傳感器 驅(qū)動方式，顯著降低時鐘感生電荷（CIC）
暗電流包括熱電荷和時鐘感生電荷（clock induced charge，CIC）。CIC在短時曝光的圖像中占據(jù)暗電荷的主導(dǎo)地位，熱電荷 在長時曝光的圖像中占據(jù)暗電荷的主導(dǎo)地位。相機(jī)經(jīng)過調(diào)整，使用了適合掃描速度的**驅(qū)動方式。無論長時短時曝光，生物學(xué)家都不需要考 慮CIC優(yōu)化，因?yàn)橄鄼C(jī)會自動進(jìn)行。 |
超高的穩(wěn)定度
通過制冷溫 度控制，獲得高穩(wěn)定度EM增益
要在長時成像和分析中獲得出眾的性能，需要穩(wěn)定的增益設(shè)置，而增益的穩(wěn)定需要保持制冷溫度穩(wěn)定。ImagEM X2可精確控制制冷溫度。
平均偏差值 的穩(wěn)定性（數(shù)字化補(bǔ)償）
基線隨時間恒定，為長期測量提供了信號穩(wěn)定度。 |
EM增益保護(hù)
使用正確方式操作相機(jī)，降低增益老化的速度，延長相機(jī)的壽命是很重要的。ImagEM X2在兩個層面上保護(hù)EM增益：EM增益警告和EM增益保 護(hù)。EM增益保護(hù)模式在電荷超量輸出，可能損壞傳感器的情況下會停止電荷通過EM增益寄存器轉(zhuǎn)移。
EM增益重調(diào) *
隨著使用時間，所有的EM-CCD相機(jī)都會有增益退化，而EM增益可以通過提高倍增寄存器的電壓來增大。EM增益重調(diào)可以使用隨相機(jī)配套的軟 件來進(jìn)行。然而，EM增益重調(diào)的次數(shù)是有限的。
*該特性在使用DCAM-API的相機(jī)上可用。DCAM-API是一款支持濱松數(shù)字相機(jī)的軟件驅(qū)動。
可選讀出模式
可根據(jù)樣品亮度、所需幀頻或曝光時間選擇利于**圖像采集的讀出模式。
EM-CCD技術(shù)一個經(jīng)常被忽視的優(yōu)勢是其能夠?qū)⑾鄼C(jī)作為一個標(biāo)準(zhǔn)CCD使用。在非EM模式下，沒有過度噪聲效應(yīng)，其大滿阱容量和高動態(tài)范圍 和適合具有很大內(nèi)部場景動態(tài)范圍的亮光應(yīng)用。ImagEM X2具有低噪聲非EM模式，很適合該類應(yīng)用。
光子成像模式
該技術(shù)是一項提高超低光亮下圖像質(zhì)量、克服電子倍增過程產(chǎn)生的超量噪聲極限的獨(dú)特技術(shù)。光子成像模式對**EM增益下無 明顯信號或者信號很低的信號水平非常有用。該模式保持定量線性信號輸出，同時提高了超低光亮度下的空間分辨率。 |
片上圖像處理
以下為可使用的實(shí)時處理功能：
--背景減除:有效減少圖像背景的熒光
--黑點(diǎn)校正：該功能可校正顯微成像成像或其他照明系統(tǒng)產(chǎn)生的黑點(diǎn)或不均勻照明
--遞歸濾波：該功能通過基于時間權(quán)重的平均進(jìn)行圖像隨機(jī)噪聲消除
--幀平均：該功能通過簡單地幀平均和比遞歸濾波更少的殘影效應(yīng)實(shí)現(xiàn)圖像的噪聲消除
--斑點(diǎn)噪聲消減：該圖像處理功能處理強(qiáng)度隨機(jī)斑點(diǎn)，通過比較圖像，找到一幅圖像中有而其他圖像中沒有的且達(dá)到噪聲標(biāo)準(zhǔn)的信號，然后 消除。該處理可消除宇宙射線等的噪聲元素。
應(yīng)用
--蛋白質(zhì)相互作用 --細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中的鈣波和細(xì)胞內(nèi)離子流出 --實(shí)施轉(zhuǎn)盤共聚焦顯微成像 --TIRF顯微成像單原子成像 --體內(nèi)血細(xì)胞熒光顯微 --熒光基因表達(dá)成像 |
配置
規(guī)格表
| 產(chǎn)品型號 | C9100-23B |
| 相機(jī)頭類型 | 密封真空封裝空氣/水制冷頭*1 |
| 窗口 | 單窗口，雙面鍍抗反膜 |
| 鍍抗反膜 | 是 |
| 成像設(shè)備 | 電子倍增背照式幀轉(zhuǎn)移CCD |
| 有效像素數(shù) | 512 (H)×512 (V) |
| 像素尺寸 | 16 μm (H)×16 μm (V) |
| 有效面積 | 8.19 mm (H) × 8.19 mm (V) |
| 像素時鐘速率（EM-CCD讀出） | 22 MHz， 11 MHz， 0.6875 MHz |
| 像素時鐘速率（正常CCD讀出） | 0.6875 MHz |
| EM增益 | 典型值4倍到1200倍*2 |
| 超低光探測 | 光子成像模式（1，2，3） |
| 快速讀出速度 | 70.4 幀/秒 到1076 幀/秒 |
| 讀出噪聲（EM-CCD讀出） | EM增益4倍，22MHz：典型值36電子rms EM增益4倍，11MHz：典型值25電子rms EM增益4倍，0.6875MHz：典型值8電子rms EM增益1200倍：**值36電子rms |
| 讀出噪聲（正常CCD讀出） | 0.6875MHz下典型值8電子rms |
| 滿阱容量 | EM-CCD讀出：典型值370 000電子，**800 000電子 *3 |
| 模擬增益 | EM-CCD讀出，22MHz：1倍 EM-CCD讀出，11/0.6875 MHz：0.5倍，1倍 正常CCD讀出：1倍，2倍，3倍，4倍，5倍 |
| 制冷溫度（強(qiáng)制風(fēng)冷） | 溫度控制下：穩(wěn)定在-65 ℃(0 ℃ to +30 ℃) 低速掃描下：-75 ℃（室溫+20 ℃） **制冷典型值：-80 ℃（室溫+20 ℃） |
| 制冷溫度（水冷） | 溫度控制下：穩(wěn)定在-80℃（水溫+20℃） **制冷典型值：-100℃（水溫低于+10 ℃） |
| 溫度穩(wěn)定性（強(qiáng)制風(fēng)冷） | 典型值±0.01 ℃ |
| 溫度穩(wěn)定性（水冷） | 典型值±0.01 ℃ |
| 暗電流（強(qiáng)制風(fēng)冷） | 典型值0.005 electron/pixel/s (-65 ℃) |
| 暗電流（水冷） | 典型值0.0005 electron/pixel/s (-80 ℃) |
| 時鐘感生電荷 | 典型值0.0015 events/pixel/frame |
| 曝光時間（內(nèi)部同步模式） | 13.9 ms 到1 s (22 MHz) 27.2 ms 到 2 h (11 MHz) 421.5 ms 到 2 h (0.6875 MHz) |
| 曝光時間（外部觸發(fā)模式） | 10 μs 到 1 s (22 MHz) 10 μs 到 2 h (11 MHz， 0.6875 MHz) |
| A/D 轉(zhuǎn)換 | 16位 |
| 輸出/外部控制 | IEEE1394b |
| 子陣列 | 每16行大?。ㄋ健⒋怪保?，位置可設(shè)定 |
| 拼接（binning） | 2×2， 4×4， 8×8， 16×16 *4 |
| 外部觸發(fā)模式 | 邊沿觸發(fā)、電平觸發(fā)、起始觸發(fā)、同步讀出觸發(fā) |
| 觸發(fā)輸出 | 曝光時序輸出、可編程時序輸出（延時和脈沖長度可變 ）、觸發(fā)準(zhǔn)備輸出 |
| 圖像處理特性（實(shí)時） | 背景減除、暗點(diǎn)校正、遞歸濾波、幀平均、斑點(diǎn)噪聲削減*5 |
| EM增益保護(hù) | EM警告模式，EM保護(hù)模式 |
| EM增益重調(diào) | 可用 |
| 鏡頭卡口 | C卡口 |
| 電源 | AC 100 V到240 V， 50 Hz / 60 Hz |
| 功耗 | 約140 VA |
| 環(huán)境存儲溫度 | -10 °C到+ 50 °C |
| 環(huán)境工作溫度 | 0 °C到+ 40 °C |
| 保證性能溫度 | 0 °C 到+ 30 °C |
| 環(huán)境工作/存儲濕度 | 無凝結(jié)下**70 % |
*1：密封封裝頭真空度很高，無再抽空下為10-8托。
*2：即使在**電子倍增增益下，暗電流在低光量成像過程中也保持在低水平。
*3：當(dāng)滿阱容量超過370 000電子后，線性度無法保證。
*4：特殊訂單可以實(shí)現(xiàn)8×8 和 16×16 拼接（binning）。
*5：遞歸濾波、幀平均以及斑點(diǎn)噪聲削減不可同時使用。
光譜響應(yīng)
外形尺寸圖
暫無數(shù)據(jù)！
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