25/10/19目前，sCMOS技术正在加速整合到工业和生物高通量成像设备中。以工业检测为例，TDI-sCMOS 线扫技术凭借“连续扫描 + 高通量 + 高信噪比”的优势，已成为半导体等高难度检测的主流方案。
然而，在生物医疗高通量成像领域，受限于平台体积、样品多样性以及高精度拼接需求，线扫方案往往不适用。市场亟需一种兼具TDI通量性能与面阵灵敏度的科学相机，以推动新一轮高端装备升级。
Leo 5514 Pro采用全新BSI sCMOS与全局快门架构，不仅实现了通量性能的突破，还兼具高速动态成像和高灵敏度弱光成像优势。一经推出，即在科研界和产业界引发广泛关注，被誉为新一代高通量面阵成像技术的领军力量。
本文从生物高通量成像设备的核心应用需求出发，系统解析了Leo 5514 Pro在大靶面、高灵敏度、全局快门、高帧率及高速数据接口等关键技术上的创新意义，为科研装备系统设计、部件选型及高通量实验方案提供技术方向参考。
为什么大靶面是关键指标？
在生物高通量成像系统中，由于样本曝光时间较长，通常面阵拼接成像效率相比连续线阵扫描更高。特别是在样本相对固定的显微镜场景中，成像视野（FOV）直接决定单位时间的采集效率。
目前，高端显微镜视野已从18 mm 提升至 26 mm，部分定制系统甚至达到30 mm。Leo 5514 Pro靶面高达30.5 mm，能够完全覆盖高端显微镜视野，并为更大光学系统预留空间。
以组织切片大样本拼接为例，Leo 5514 Pro 的图像拼接次数较典型 6.5 μm sCMOS 相机可减少约60% ，通量对应提升近2.5倍。
670 fps @14MP 意味着什么？
在高通量成像设备中，帧率越高，每秒采集帧数越多，意味着单位采样批次越多，系统通量越高。
图3：典型高通量相机性能对比
传统 sCMOS 相机全分辨率帧率通常能达到100 fps左右，最高通量通常在 1500 Mpixel/s 以下。如图所示，Leo 5514 Pro在全分辨率（14 MP）下可实现 670 fps，通量高达 9380 Mpixel/s，是传统sCMOS的22倍，性能甚至超过先进TDI相机（如Gemini 8K TDI）水平，堪称高通量性能王者。
背照式+全局快门架构的真正价值
全局快门（Global Shutter）能够实现同时曝光、无拖影、无畸变的高速成像，是高通量动态成像的理想架构。然而，其系统实现远比卷帘快门复杂。要在科研和医疗级场景中真正应用全局快门，需要克服灵敏度与成像通量性能冲突方面的巨大挑战：
1）芯片层面：全局快门像素设计需集成额外的电荷存储节点与控制晶体管，工艺复杂并引入多种噪声因素，这是全局快门芯片难以实现高灵敏度，而市面上大多数背照式芯片架构采用卷帘快门的根本原因。
2）相机开发层面：即便芯片性能已确定，要想实现最终的高灵敏度和成像质量一致性保障，相机系统层面还需同时解决信号链优化、热噪声控制、电源管理、同步与时序控制以及图像质量校准一致性等多维度问题。
因此，Leo 5514 Pro 背照式+全局快门架构技术的真正价值，不仅在于“能拍得更快”，而在于在高速条件下仍能保持科研级定量成像的严苛要求。它基于芯片端的创新，完成了包括不限于高速低噪声电路设计、高效制冷与热隔离结构优化、多通道同步读出控制以及逐像素增益校准算法等技术的系统性开发，每个环节的信号电路处理和优化都需要精益求精，以满足科研端对数据精度和成像一致性的严苛要求，真正实现了生物高通量成像在设备效率和定量精度之间的双向平衡。
灵敏度是生物高通量成像的刚需
生物高通量成像样本多为透明组织切片或低荧光活细胞，光信号本身微弱。高灵敏度不仅可提高成像信噪比，还能缩短单位曝光时间，从而提升数据采集效率，是保证信号捕获、细胞活性和数据可靠性的关键指标。
图5：Leo 5514 Pro 量子效率曲线示意图
Leo 5514 Pro在实现高速高分辨率突破的同时，灵敏度性能依然相当亮眼：其量子效率高达83%，读出噪声低至2.0 e-，即使在高灵敏度相机中也处于优秀水平，能够覆盖大多数高通量荧光成像应用场景。
100G CoF接口的意义不止于高速
现代高通量成像系统不仅要求大数据量传输，还需确保多相机、多通道同步采集的稳定性，并为未来AI远程数据采集与共享预留扩展空间：
1）高带宽：100G CoF提供高达100 Gbps带宽，是实现实时、稳定、无丢帧高通量数据传输的关键技术支撑；
2）光纤传输： 可降低EMI/EMC干扰，支持远程实验室及大型自动化平台部署；
3）低延迟与可扩展性： 高带宽和低延迟确保未来系统升级及多通道扩展的可持续性。
因此，100G CoF不仅是高速接口，更是高通量成像系统可持续、高效、智能化集成布局的核心支撑技术。
Leo 5514 Pro 的里程碑意义
大靶面、高灵敏度、全局快门、高帧率以及100G CoF接口，共同构成了Leo 5514 Pro在高通量成像领域的核心竞争力。但更重要的是，这不仅是技术的简单叠加，而是一次系统集成能力的突破，真正解决了生物高通量成像在通量、精度与灵活性之间的长期矛盾。
凭借30 mm超大靶面覆盖、高速全局动态成像与科研级图像质量保证，以及可扩展的高速数据接口，Leo 5514 Pro 不仅补充了传统线扫技术的局限，更为新一代生物高通量成像设备提供了可落地的升级方案。它代表了科学相机技术的新高度，是推动生物高通量成像技术发展的下一代核心力量，也标志着高端科研装备迈向更高通量和智能化的关键里程碑。
联系我们：TDI和面阵高通量相机的应用没有严格的行业之分，无论是工业检测还是生物成像，具体选型主要和目标样本特性、系统结构及吞吐需求有关。若您正在进行高通量成像系统设计，欢迎与我们的技术工程师联系，获取深入的选型建议与系统集成支持。
