HAMAMATSU滨松ORCA-Quest IQ qCMOS 相机C15550-23UP
400-616-7676转3323
核心参数
图像分辨率
4096(H) × 2304(V)
像素尺寸
4.6 μm × 4.6 μm
芯片尺寸
18.841 mm × 10.598 mm
读出速度
全像素 120 fps
动态范围
23000:1(rms)
量子效率
85%（460nm 峰值）
仪器介绍
HAMAMATSU滨松ORCA-Quest IQ qCMOS 相机C15550-23UP
一、产品概述
C15550-23UP 是滨松光子 ORCA‑Quest 系列的ORCA‑Quest IQ型号，属于qCMOS（定量 CMOS）科研相机，是 ORCA‑Quest 系列的升级版本，核心新增 Camera Link（Base/Full）接口，同时保留原系列 qCMOS 传感器单光子分辨能力，兼顾大面阵、极低读出噪声、高量子效率，面向需要实时图像反馈控制的前沿科研成像系统。
qCMOS® 是滨松自研定量 CMOS 传感器，核心能力：光子数分辨成像（Photon Number Resolving），可以区分到达像素的光子数量，不再只是普通灰度成像，这是和传统 sCMOS、EMCCD 最大差异。 型号定位：C15550-23UP = ORCA‑Quest IQ；对比前代 C15550-22UP（ORCA‑Quest2，CoaXPress+USB）新增 Camera Link，功耗优化至 64W，方便搭建带闭环反馈的光学系统。
二、详细核心规格参数
| 参数项 | 参数值 |
|---|---|
| 图像分辨率 | 4096 (H) × 2304 (V)，约 9.4MP |
| 像素尺寸 | 4.6 μm × 4.6 μm |
| 芯片尺寸 | 18.841 mm × 10.598 mm |
| 读出速度 | 全像素 120 fps（标准扫描模式） |
| 读出噪声 | 标准扫描：0.43 e⁻ rms超静扫描：0.30 e⁻ rms |
| 满阱容量 | 7000 e⁻ |
| 动态范围 | 23000:1（rms） |
| 峰值量子效率 | 85%（460nm 蓝光） |
| 相机接口 | USB3.1 Gen1 + Camera Link（Base/Full） |
| 冷却方式 | 帕尔贴热电制冷 |
| 软件标准 | DCAM API，兼容 Windows / Linux |
| 功耗 | 64W |
三、核心产品特点
光子数分辨能力（qCMOS 核心）超低读出噪声（最低 0.3e⁻ rms），能够分辨单个光子信号，实现光子计数成像，不需要像 EMCCD 那样依靠电子倍增带来噪声，定量测量荧光信号强度，可精准统计光子数目，做绝对光强定量实验。
双接口设计，Camera Link 为最大亮点
USB3.1：常规采集、调试、实验室静态成像；
Camera Link Base/Full：高速实时图像输出，支持硬件闭环反馈。
这是 C15550-23UP 区别于同系列其他型号最关键一点：可以实时把图像传输给 FPGA / 控制器，快速反馈调节光学系统，用于自适应光学、量子光学系统实时校正。
高 QE、大靶面、高帧率兼顾峰值量子效率 85%，在蓝色荧光波段效率极高；9.4M 大靶面，视野比普通 sCMOS 更大；全像素仍可达 120fps 高速采集，兼顾大视野、弱光、高速。
帕尔贴制冷，低暗电流热电制冷降低暗电流，长时间曝光弱光成像（单分子、钙成像）时，暗噪声干扰小，长时间采集稳定性好。
DCAM 标准协议，生态兼容性强DCAM API 标准，可对接主流科研显微软件：MicroManager、MetaMorph、NIS-Elements，同时支持 Linux 系统，非常适合量子光学、自动化光学平台开发。
四、应用领域与真实案例用途（详细）
1. 超分辨荧光显微成像（STORM / PALM 单分子定位）
案例场景：生物单分子荧光定位成像STORM/PALM 超分辨需要采集数万帧弱光单分子荧光点，相机必须极低读出噪声来识别单分子光子信号。 ORCA-Quest IQ qCMOS 可以直接分辨单光子，不需要 EMCCD 的倍增噪声，大靶面一次性采集更多单分子；Camera Link 接口还可以联动光开关做实时反馈控制，提升超分辨成像采集效率。
应用方向：细胞内蛋白分子定位、DNA 单分子成像。
2. 自适应光学（AO）成像系统【该型号主打场景】
案例场景：生物活体深层组织成像、眼底自适应光学自适应光学系统需要实时读取图像，计算波前误差，立刻反馈控制变形镜，对图像链路延迟要求极高。 Camera Link 硬件高速输出，图像低延迟送入波前处理器，实时校正光学像差；配合极低噪声，对活体脑组织、人眼视网膜做深层弱光成像。
这是 C15550-23UP 对比 Quest2 最大优势，Quest2 的 CoaXPress 延迟高，很难做硬件闭环 AO。
3. 量子光学 & 量子计算实验（离子阱、中性原子量子系统）
案例场景：囚禁离子 / 中性原子量子比特状态荧光探测量子实验需要读取原子 / 离子发出的极弱荧光，统计光子数来判定量子态；相机需要光子数分辨能力，同时 Camera Link 实时输出图像给到量子控制系统（如 ARTIQ），同步触发激光、电场控制，实现量子态读取与实时闭环调控。 滨松官方宣传案例：替代传统 EMCCD 用于量子比特荧光读出，实现原子阵列成像与实时反馈控制滨松光子学...。
4. 神经科学钙成像
案例场景：活体小鼠大脑神经元钙信号高速成像神经元钙荧光信号亮度低，需要高灵敏度相机；大靶面同时观测大量神经元，120fps 高速捕捉钙瞬变信号；定量光子计数，精准量化钙荧光强度变化，分析神经活动。
5. 荧光光谱成像、微光定量测量
案例场景：荧光薄片、微流控芯片荧光定量检测qCMOS 可以输出绝对光子数，不是单纯相对灰度，能够做荧光强度绝对定量，用于材料荧光、生物微流控芯片定量分析，减少系统误差。
五、同系列型号横向对比（便于选型介绍）
| 型号 | 名称 | 接口 | 核心差异 |
|---|---|---|---|
| C15550-20UP | ORCA-Quest | CoaXPress+USB | 初代 qCMOS |
| C15550-22UP | ORCA-Quest2 | CoaXPress+USB | 第二代，无 Camera Link，无法硬件闭环 |
| C15550-23UP | ORCA-Quest IQ | USB3.1 + Camera Link Base/Full** | 新增 Camera Link，支持实时硬件反馈，功耗更低，AO / 量子系统首选 |
