滨松qCMOS相机实测案例大公开！（来自国内科研用户

去年，也就是2021年5月20日，滨松在全球同步发布了最新一代的CMOS相机产品——ORCA-Quest qCMOS相机。一经发布，参数是惊艳的，期待是拉满的。不过，对于任何一项新技术，受到关注的同时，也会面对一些顾虑：参数看上去不错，但在实际场景中，它真能做到“不放水”？

▲ 滨松ORCA-Quest qCMOS科研相机（点击获取样本资料）

自发布以来，滨松工程师小哥儿们就带着qCMOS相机这个小家伙，去到了国内许多实验室，在诸多案例中进行了应用。qCMOS相机发布刚好一周年之时，我们将分享一些积累下来的实测数据，为关注它的朋友们，呈上一份真实的“买家秀”。qCMOS实力如何？咱们就在这一个个精选案例中看看吧~

在看案例之前呢，还需先wait一个moment，得讲讲清楚一些小的背景知识，简单说说qCMOS的诞生。

作为使用者，我们总是希望相机的帧速越快越好、图像质量越高越好。但遗憾的是，相机帧速变快、分辨率变高的同时，单位时间相机所要读出处理的数据量会随之变大——这将导致相机噪声上升，影响到图像质量。

为了实现“帧速更快、图像质量更高”，业界在CCD相机之后，有两条主要的技术发展路线：一是，利用高增益追求极致信噪比的EMCCD路线（如滨松ImagEM EMCCD相机）；二是，就强调低噪声兼顾分辨率、帧速和信噪比的sCMOS/qCMOS路线。

过去的10年中，滨松的sCMOS一直在高速迭代，速度越来越快、噪声越来越低。而显然，qCMOS就是这条技术路线上产生的一个耀眼的存在。

而在接下来的qCMOS相机实际案例中，我们得到了两个十分确信的真实感受：

1、sCMOS技术路线快速发展，已拥有比肩EMCCD的高信噪比；

2、鱼和熊掌可兼得，高速模式下仍可有出类拔萃的低噪声。

在最近20年高端相机的发展路线中，EMCCD一直以灵敏度和信噪比著称；而自2010年以来，sCMOS/qCMOS的灵敏度和信噪比也一直在高速提升，无论从理论推算，还是从我们当前实际获得的数据和反馈来看，在大多数应用中，大家反馈qCMOS的灵敏度已经和EMCCD齐肩了。这里有两个案例为大家呈现：

qCOMS相机与EMCCD在较弱光源（780nm参量光，进入相机的总光子数约为10⁴个/s，平均到每个像素：远远小于1光子/秒）下的长时间曝光对比。

⁴⁰Ca²⁺离子397 nm荧光信号探测中，qCMOS相机与EMCCD的对比。此次拍摄的样品为未结晶的⁴⁰Ca²⁺离子，信号比较弱，qCMOS相机按照和EMCCD相同的曝光时间（500 ms）进行了成像。

相机在高速高分辨率的使用情况下，不可避免地会带来噪声的上升，继而影响信噪比与灵敏度。所以业界大多数高端相机都会设置低速档以获得高信噪比；同时给出高速档的选项（但信噪比差一些）供需要高帧速的场景使用。

滨松qCMOS相机也不例外，但让我们很骄傲的一点是：滨松qCMOS即使在高速档时，不仅分辨率更高、帧速更快，其噪声都大幅度低于之前sCMOS在低速档的水平（见下表红色和蓝色标注的数据对比）。

在需要高速、高灵敏度成像的实际测试中，我们也深刻体会到了qCMOS这个特性的巨大优势。在下面这个单分子荧光成像案例中就可以看到：高速档使用的qCMOS相机在灵敏度上,明显高于此应用中传统使用的EMCCD。（因为平台原因，视频会被压缩，可联系工程师发送源文件观看）

除了以上的案例外，滨松工程师们在与国内使用者的交流中，还获得了更多关于滨松qCMOS的反馈：

比如在高信噪比前提下，较小的像素尺寸在超分辨成像中会有利于过采样的实现；

又比如滨松qCMOS提供了额外的emulation模式，可以让系统识别为早期型号的相机，使得之前采用滨松相机开发了系统产品的用户可以方便的集成新的qCMOS，以最小的代价提升其成像效果；

也有用户在实际测试800-900 nm近红外成像时，提到qCMOS并没有之前很多相机会出现的干涉条纹现象。

最后，特别感谢一年以来各位购买和试用qCMOS的朋友给予的使用反馈，让我们在高端相机上的发展思路有了更多的信心。在追求“帧速更快、图像质量更高”的相机技术上，滨松从不、也从未停止追求巅峰的脚步！

THE END