Flash 4.0系列自2011年發(fā)布以來，一直是sCMOS相機(jī)市場(chǎng)中的旗艦產(chǎn)品，并在各類應(yīng)用中都有著廣泛的應(yīng)用。濱松從未停止追求巔峰的腳步，一直針對(duì)用戶的需求在不斷完善著Flash 4.0。Flash 4.0 V3不僅在像素均一性、USB 3.0拍攝幀速等方面均進(jìn)行了提升，而且還加入了許多特別的功能和選項(xiàng)以適應(yīng)于各類不同應(yīng)用的需求。

QC-CMOS：提升像素均一性

在科研定量的成像中，相機(jī)背景的均勻性以及每個(gè)像素對(duì)光響應(yīng)的均一性都非常重要。Flash 4.0 V3降低了相機(jī)的DSNU (Dark Signal Non-Uniformity)和PRNU (Photo Response Non-Uniformity)，在像素均一性方面得到了較大提升，使其更加適于超分辨成像 (如STORM、PALM等localization microscopy)等對(duì)于定量比較關(guān)注的應(yīng)用。

DSNU反映的是相機(jī)背景的均勻性，F(xiàn)lash 4.0 V3的DSNU典型值為0.3 e rms。下圖中左右兩圖均為針對(duì)同一樣品拍攝的10張?jiān)紙D片的平均;對(duì)比度均調(diào)整為98-106(Flash 4.0的offset為100，在沒有信號(hào)的情況下，像素的理論灰度值為100)。從圖像中可以看出Flash 4.0 V3的背景相對(duì)前者更加均勻。

PRNU反映的是相機(jī)每個(gè)像素對(duì)光響應(yīng)的均一性，F(xiàn)lash 4.0 V3在信號(hào)強(qiáng)度為700個(gè)電子(換算為灰度值大約是1500)時(shí)其PRNU典型值為0.3% rms;在信號(hào)強(qiáng)度為15000個(gè)電子(換算為灰度值大約是30000)時(shí)其PRNU典型值為0.06% rms。

此外，F(xiàn)lash 4.0 V3的線性度也進(jìn)行了提升，整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍中的線性誤差為0.5%;對(duì)于弱光探測(cè)，例如信號(hào)強(qiáng)度為500個(gè)電子(換算為灰度值約為1100)時(shí)的線性誤差更是低至0.2%，換句話說，在這種弱光探測(cè)的時(shí)候，線性誤差低至1個(gè)電子以內(nèi)。

QC-CMOS：提升像素均一性

sCMOS在許多應(yīng)用(如光片成像)中的一大優(yōu)勢(shì)是在保證信噪比的同時(shí)能夠提供高幀速以及高分辨率。但隨之而來的巨大數(shù)據(jù)量往往會(huì)造成數(shù)據(jù)處理上的困擾。Flash 4.0 V3提供16bit/12bit/8bit數(shù)據(jù)輸出選項(xiàng)幫助在合適情況下降低數(shù)據(jù)量。例如，在16bit輸出時(shí)，F(xiàn)lash 4.0 V3全幅100幀/秒的數(shù)據(jù)量約800 MB/s;如果采用8 bit輸出，數(shù)據(jù)量則可以降至約400 MB/s。

簡(jiǎn)單的像素位深下降會(huì)造成圖像中一些細(xì)微明暗信息的丟失，也就是說原來在高像素位深(如B圖中的3bit和E圖中的16bit)下能夠區(qū)分的信號(hào)可能由于像素位深的簡(jiǎn)單下降(如C圖中的2bit和F圖中的8bit)而無法區(qū)分。尤其在弱信號(hào)成像中，由于信號(hào)的灰度變化可能局限在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，因此在比特深度降低時(shí)原本不同的灰度值會(huì)被壓縮成一個(gè)灰度而造成細(xì)節(jié)信息的丟失(如從圖B至圖C和從圖E至圖F)。

而為了使8bit和12bit的像素位深選項(xiàng)變得實(shí)用，盡可能保證圖像質(zhì)量至關(guān)重要。Flash4.0 V3允許選擇圖像的灰度變化范圍，使其換算后的灰度值能較大范圍的分布在降級(jí)后的灰度空間，盡可能保證圖像質(zhì)量(如從圖B至圖A和從圖E至圖D)。

USB 3.0版本：更高速

Flash 4.0系列在V2時(shí)代就引入了CameraLink和USB 3.0兩種可以隨意選擇更換的數(shù)據(jù)接口連接電腦，其中CameraLink的幀速可以做到全幅100幀/秒;而USB 3.0連接時(shí)雖然速度稍慢，但連接方便(甚至可以直接連接到筆記本電腦上)、成本比較低，而且可以根據(jù)需要直接在用戶處升級(jí)至高速的CameraLink版本(只需要更換數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)采集卡即可，相機(jī)頭都無需移動(dòng))，所以受到了市場(chǎng)的廣泛歡迎。在Flash 4.0 V3中，USB 3.0連接時(shí)的速度得到了提升，使其具有了更高的性價(jià)比。

# 三種特殊的讀出模式之lightsheet mode & dual lightsheet mode

Flash 4.0 V3具有專利的lightsheet mode，可以調(diào)整相機(jī)Rolling Shutter讀出時(shí)行與行之間的曝光時(shí)間間隔、方向，尤其適用于提升光片成像時(shí)的成像質(zhì)量。

此外，F(xiàn)lash 4.0 V3還在lightsheet mode的基礎(chǔ)上提供了Dual lightsheet mode讀出模式，允許相機(jī)芯片兩邊的讀出方向分別調(diào)整，適用于雙色光片成像。

三種特殊的讀出模式之W-View mode

針對(duì)雙色成像的應(yīng)用，F(xiàn)lash 4.0 V3包含了非常特別的W-View mode讀出模式，允許一臺(tái)相機(jī)芯片的兩邊設(shè)置不同的曝光時(shí)間。與濱松W-View GEMINI雙色分光器相配合，不僅可以做到雙色同步成像，而且在雙通道信號(hào)差距較大的時(shí)候可以分別設(shè)置曝光時(shí)間，使得兩個(gè)通道所成像的強(qiáng)度趨于一致，方便觀察及后續(xù)分析。

可以任意更換濾光片的W-View GEMINI雙色分光器、W-View GEMINI-2C雙相機(jī)分光器，加上Flash 4.0 V3中的dual-lightsheet mode、W-View mode等特殊讀出模式，濱松為雙色同步成像提供了極其豐富的工具，方便各種情形的需求。

兩種在線后處理選項(xiàng)之Enhanced Visualization mode

Flash 4.0 V3在圖像預(yù)覽的時(shí)候可以選擇Enhanced Visualization mode實(shí)時(shí)對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在信號(hào)強(qiáng)度很弱的時(shí)候可以讓樣品結(jié)構(gòu)更加突出更易被觀察尋找。

兩種在線后處理選項(xiàng)之multi-level hot pixel correction

在一些應(yīng)用中，例如需要對(duì)移動(dòng)物體進(jìn)行成像及分析時(shí)，少數(shù)的hot pixel可能會(huì)造成數(shù)據(jù)分析的不準(zhǔn)確;然而在另一些應(yīng)用中，任何對(duì)圖像的后處理都是不被希望的。為了適應(yīng)如此不同的需求，F(xiàn)lash 4.0 V3允許設(shè)置4個(gè)檔次的hot pixel校正，在最強(qiáng)的校正中，即使長(zhǎng)時(shí)間曝光的圖像也不會(huì)出現(xiàn)hot pixel;而反過來，也可以選擇完全不進(jìn)行任何校正得到最為原始的數(shù)據(jù)。

Master Pulse:相機(jī)內(nèi)置信號(hào)發(fā)生器

外觸發(fā)的設(shè)置靈活性及用戶友好性一直是Flash 4.0系列所關(guān)注的重點(diǎn)之一。在Flash 4.0 V3中，濱松加入了一個(gè)Muster Pulse信號(hào)發(fā)生器，使得雙相機(jī)甚至多相機(jī)在硬件層面上可以做到完全同步的采集。

審核編輯 黃宇