照明キット
- Designed for Use with DIY Cerna® Trans-Illumination Modules
- Useful for Brightfield, Oblique, Dodt Contrast, DIC Imaging, and Other Modalities
- Includes Warm White and/or IR LED with Collimated Output
WFA1051
Warm White & IR Illumination Kit
(LED Driver Sold Separately)
WFA1010
Warm White Illumination Kit
(LED Driver Sold Separately)
Illumination Kits are Used to Image Thin Samples
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組立ての際は、まず、アライメント済みのARコーティング付きコリメートレンズを装着したSM1レンズチューブアセンブリに、マウント済みLEDを接続します。次に、レンズチューブアセンブリをレンズチューブ用カプラSM1T2とフィルターキューブDFM1/Mに接続します。そして、4本のケージロッド(透過照明モジュールに付属)を30 mmケージ用フィルターキューブにねじ込みます。最後にフィルターキューブを透過照明モジュールに挿入します。
特長
- 温白色LEDとIR用LEDの両方またはいずれか1つ、取付け用ハードウェア、コリメート用/ビーム重畳用光学素子が付属
- SM1ネジおよび30 mmケージに適合するフィルターキューブとの組合せによりシステムの拡張が可能
- DIY Cerna®透過照明モジュールに直接接続可能
- フィルターキューブトップDFM1T1(別売り)を使用することでフィルターセットの素早い交換と再現性の高いアライメントが可能
- 当社のLEDドライバに対応
こちらの照明キットはDIY Cernaシステム向けに設計され、透過光イメージングのための強い可視光と近赤外光の両方またはいずれかによる照明が可能です。当社のCerna顕微鏡システム向けに、明視野顕微鏡、Dodt コントラストおよび微分干渉(DIC)用のモジュールが付属しています。キットは、1つまたは2つのマウント付きLEDと、このLEDを透過照明モジュール WFA1000およびWFA1100の入力ポートに取り付けるための組立て済みオプトメカニクスアセンブリで構成されています。標準品の照明キットに使用されているLEDは50 000時間以上の長寿命となっています。出力強度の制御用に、様々なドライバを下記でご紹介しています。これらのドライバは全て外部信号源による変調が可能です。
キットとしては、可視の温白色LED付き(型番:WFA1010)、近赤外LED付き(型番:WFA1020)、両方のLED付き (型番:WFA1051)の3種類をご用意しています。各LEDは、フィルターキューブDFM1/Mの3つのポートのいずれかを使用して接続します。照明キットWFA1051は2個のLEDを使用するため、両方のLEDからの出射光を1つの光路に重畳するためのダイクロイックミラーDMSP805Rが付属しています。このダイクロイックミラーの寸法は業界標準の25 mm x 36 mm x 1 mmとなっており、フィルターキューブDFM1/M内に装着されています。機能性を高めるために、30 mmケージロッドを使用して複数のDFM1/Mを接続することができます。別のLEDを使用してアセンブリをカスタマイズする際は、付属のダイクロイックミラーの代わりに、厚さが2 mm以下でサイズが25 mm x 36 mmのダイクロイックミラーまたは銀ミラーをご使用いただけます。
組み立て済みオプトメカニクスアセンブリの詳細は右の写真をご参照ください。このアセンブリでは、当社のSM1と30 mmケージに対応する部品を使用して、マウント済みLEDを透過照明モジュールに接続します。当社のマウント済みLEDからの光は発散光です。そのため、マウント済みLEDに接続するレンズチューブにはアライメント済みのARコーティング付きコリメートレンズが装着されており、透過照明モジュールやコンデンサに対してビームを調整します。レンズチューブはフィルターキューブDFM1/Mならびに4本の30 mmケージロッド(透過照明モジュールに付属)を介して透過照明モジュールに取り付けられます。フィルターキューブの両側にはSM1内ネジ付きポートがあり、また30 mmケージシステム用の4つの#4-40タップ穴があります。こちらの照明キットには拡散板は内蔵されていません。そのため、自作の透過照明モジュールと併せてお使いになる場合は、出射ビームプロファイルを向上させるためにコンデンサ用拡散板のご使用をお勧めいたします。
フィルターキューブDFM1/Mは、業界標準のダイクロイックミラーをマウントできるうえ、SM1ネジや30 mmケージに適合するため、当社の別の部品を使用して照明システムを自作することも可能です。特に付属のマウント済みLEDやダイクロイックミラーを別のマウント済みLEDやダイクロイックミラーと交換するのは簡単で、それによって用途に合った狭帯域照明を有するDIY Cernaシステムを容易に構成できます。 また、下記掲載のインサートDFM1T1をご使用いただくと、システムを分解することなく照明キット内のフィルタを交換することができます。カスタム構成のLEDについては当社までお問い合わせください。
Illumination Kit Item # | Collimating Lenses | Output Beam Diameter | Dichroic Mirror | LED Specificationsa | |||||||||
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Item # | Color (Click for Spectrum)b | Nominal Wavelengthb | Power Output (Min/Typ)b | Maximum Current (CW) | Forward Voltage | Bandwidth (FWHM) | Electrical Power | Viewing Angle | Typical Lifetimec | ||||
WFA1010 | ACL12708U-A | Ø1" (25.4 mm) | - | MWWHL4 | Warm White | 3000 Kd | 570 mW / 640 mW | 1000 mA | 2.85 V | N/A | 3.000 W | 120° | > 50 000 h |
WFA1020 | ACL12708U-B | Ø1" (25.4 mm) | - | M850L3 | IR | 850 nm | 900 mW / 1100 mW | 1000 mA | 2.9 V | 30 nm | 2.900 W | 90° | 100 000 h |
WFA1051 | ACL12708U-A | Ø1" (25.4 mm) | DMSP805R | MWWHL4 | Warm White | 3000 Kd | 570 mW / 640 mW | 1000 mA | 2.85 V | N/A | 3.000 W | 120° | > 50 000 h |
ACL12708U-B | Ø1" (25.4 mm) | M850L3 | IR | 850 nm | 900 mW / 1100 mW | 1000 mA | 2.9 V | 30 nm | 2.900 W | 90° | 100 000 h |
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ハイパースペクトルイメージングの概略図
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当社のCerna顕微鏡プラットフォーム、チューナブルバンドパスフィルタKURIOS-VB1(/M)、モノクロサイエンティフィックカメラ1501M-GE(旧製品)、照明キットWFA1010と同様のスペクトルの光源を使用してハイパースペクトルイメージングシステムを構築。写真内の部品には標準品の構成からカスタマイズされているものもあります。
使用例:ハイパースペクトルイメージング
ハイパースペクトルイメージングでは、スペクトル的に分離された2次元画像が取得できます。この手法は試料を素早く識別・分析できるため、顕微鏡法、生物学/生物医学イメージング、マシンビジョンの用途によく使用されています。
ハイパースペクトルイメージングで得られる画像のスペクトル分解能は、カラータイプのカメラを単独で使用した場合に比べて格段に優れています。カラータイプのカメラは3種類の比較的幅広のスペクトルチャンネル(赤、緑、青)を使用して、画像のスペクトル範囲全体を表示します。これに対し、ハイパースペクトルイメージングシステムには液晶チューナブルバンドパスフィルタや回折格子のような光学素子が内蔵されているため、非常に狭い帯域幅のスペクトルチャンネルを発生させることができます。
また、ハイパースペクトルイメージングシステムには当社のCerna®顕微鏡プラットフォーム、Kurios®チューナブルフィルタ、ならびにサイエンティフィックグレードカメラを容易に取り付けることができます。Cernaプラットフォームはモジュール式の顕微鏡システムです。当社のSMシリーズレンズチューブ構築システムと統合して透過光照明をサポートします。KuriosチューナブルフィルタはSMネジ付きで、Cernaプラットフォームや当社のカメラと接続可能です。また、Kuriosフィルタにはソフトウェアと外部トリガ付きのベンチトップ型コントローラが付属し、高速で自動および同期化された波長切り替えやイメージ取得が可能になっています。
画像集積の例
下の画像および動画内のデータはハイパースペクトルイメージング手法によるものです。図1は、成熟したナズナの胚の画像をKuriosフィルターセットを使用して中心波長500 nmおよび650 nmで取得しています。これら2つの画像は、それぞれのスペクトルチャンネル毎に得た視野全体を示しています。図2は、同じ試料の画像31枚から成る動画です。中心波長420 nm~730 nmで10 nm刻みで取得しています(10 nmはスペクトル分解能ではありません。スペクトル分解能は各波長毎のFWHM帯域幅によって決まります)。図3では、各スペクトルチャンネルの画像を使用してそれぞれのピクセルの色を決定し、1つの色画像に統合しています。また、各ピクセルにおける広帯域スペクトルを取得し、視野内の試料の異なる機能を分光学的に同定しています。
Kuriosチューナブルフィルタはハイパースペクトルイメージングに多くの利点をもたらしています。角度調整タイプのフィルタを使用した場合や手動でフィルタ交換を行った場合とは異なり、Kuriosフィルタは可動部品を使用していないため、ミリ秒単位での振動の無い波長切り替えが可能です。これは、測定中にフィルタを動かしたり、交換したりしないため、画像を登録する際にデータが“画素ずれ”しないからです。当社のフィルタにはソフトウェアと外部トリガ付きのベンチトップ型コントローラも付属しており、データの取得および分析プログラムへの統合が容易です。
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図3: 各スペクトルチャンネルで取得した視野全体の画像を統合した、成熟したナズナの胚の色画像(図1参照)。画像内の各ピクセルのスペクトルを複数のチャンネルに渡って取得しています。
図2: この動画はチューナブルフィルタKURIOS-WB1(/M)の中心波長ごとに取得した試料の画像です。420 nm~730 nmまでの中心波長を10 nm刻みで増加させています(10 nmはスペクトル分解能ではありません。スペクトル分解能は各波長毎のFWHM帯域幅によって決まります)。
Cerna®顕微鏡の構築
Cerna顕微鏡プラットフォームの広い作業スペースとアリ溝式システムは、顕微鏡部品の接続や位置決めを容易に行うことができます。この柔軟性により光路設定済み顕微鏡はシンプルで安定したセットアップを実現しており、またその後のアップグレードや変更も簡単に行えます。下の動画では光路設定済み製品の概要とDIY Cerna顕微鏡の組立方法を例示しています。
DIY顕微鏡システムの組立方法
DIY顕微鏡システムの紹介
こちらのDIY顕微鏡ではブレッドボードトップCSA3000(/M)、アリ溝付きアダプタCSA2001、固定アームCSA1001およびCSA1002のほか、顕微鏡ボディ用アタッチメントおよび拡張部品を使用しています。これらの部品は当社のレンズチューブならびにケージシステムとのインターフェイスにより、顕微鏡に独立した2つの透過照明モジュールを取り付けたり、自作の落射照明光路やカスタム仕様の試料観察用光路を取り付けたりすることができます。
当社のシンプルなオプトメカニクスインターフェイスにより、独自のイメージング用にカスタム仕様のDIY顕微鏡を素早く組み立てたり、さらにそれを構成し直したりすることができます。
Posted Comments: | |
user
 (posted 2019-11-25 03:06:21.78) I wonder if it would be possible to combine a warm white LED and M1650L4 (or M1450L3) in a WFA1051 kit, using some suitable collimator and a dichroic mirror. What are the necessary components? llamb
 (posted 2019-11-26 10:45:01.0) Thank you for contacting Thorlabs. If you already have a WFA1051 kit, you can swap out the M850L3 infrared LED from the WFA1051 kit and replace it with either of your two LEDs simply by threading them in/out of the SM1 lens tube. Then, if you choose the M1450L3 LED at 1450 nm, you can swap out the existing DMSP805R dichroic for a dichroic that has 1450 nm in its reflection band, such as our DMSP950R. I have reached out to you directly to discuss your setup details further. wenzel.jakob
 (posted 2018-03-19 21:58:33.91) I'm observing some polarization of visible light portion in the illumination kit WFA1015, possibly due to the dichroic mirror? Is this to be expected? YLohia
 (posted 2018-03-30 03:26:56.0) Response from Yashasvi at Thorlabs USA: Hello, thank you for contacting Thorlabs. You are correct, this is due to the slight polarizing effects of the dichroic mirror present in the WFA1051. |
顕微鏡の各部品をクリックするとそれぞれの機能がご覧いただけます。
顕微鏡の原理
ここではCerna®顕微鏡の一般的な機能について説明しています。右にある顕微鏡の図の各部品をクリックいただくか、下記のリンクをクリックいただくとCerna顕微鏡を組み上げて試料を可視化する方法についてご覧いただけます。
用語
アーム:部品を顕微鏡の光路に合わせて保持
バヨネットマウント:内ネジのL字型スロットとそれに嵌合する外ネジのタブを用いた機械的なマウント方式
ベローズ(蛇腹):アコーディオン状のゴム製側面を持つチューブ。顕微鏡ボディと対物レンズとの間の光路を遮光しながら伸縮させることが可能です。
ブレッドボード:光学系の自作用に、タップ穴が等間隔に配列された平坦なボード
アリ溝式:多数の顕微鏡部品に採用されている機械的な取付け方式。直線形状のアリ溝は、取り付ける部品を固定する前に一定の方向に沿って柔軟に位置決めができます。これに対し、円型アリ溝は部品を1箇所に固定します。詳細については「顕微鏡のアリ溝」タブまたはこちらをご覧ください。
落射照明:観察装置と同じ向きから試料を照らす照明。落射蛍光、反射型および共焦点顕微鏡は、落射照明で使用するイメージング手法の例です。
フィルターキューブ:フィルタやその他の光学素子を正確な位置で保持する顕微鏡用のキューブ。例えば、フィルターキューブは蛍光顕微鏡法および反射型顕微鏡法に不可欠です。
ケーラー照明:様々な光学素子を使用して試料面の視野内をデフォーカスしたり視野内における光の強度を平坦にしたりする手法。この手法にはコンデンサおよび光コリメータが必要です。
対物レンズ用ホルダ(レボルバ):顕微鏡の対物レンズを光路上に固定する際に使用するアーム
光路:光が顕微鏡を透過する際にとる経路
レール高:顕微鏡ボディのサポートレールの高さ
懐深さ(作業空間の奥行き):光軸から顕微鏡ボディのサポートレールまでの間の距離。懐深さのサイズは、作業高さとともに、顕微鏡を使用する際の作業空間の大きさを決定します
透過照明:観察装置に対して反対側の面から試料を照らす照明。明視野、微分干渉法(DIC)、Dodt勾配コントラスト、および暗視野顕微鏡法は、透過照明を利用したイメージング手法の例です。
作業高さ:顕微鏡ボディのサポートレール高にベース高を加えた高さ。作業高さのサイズは、懐深さとともに、顕微鏡を使用する際の作業空間の大きさを決定します。
Cerna顕微鏡のボディ
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顕微鏡ボディの詳細
顕微鏡ボディ
顕微鏡ボディはあらゆるCerna顕微鏡の土台となります。 サポートレールに使用している95 mmレールは、厳しい角度公差が得られるよう加工されているため、光路のアライメントや光学テーブルへの垂直な設置が確実に行えます。サポートレールの高さは350~600 mmから選択できますが、この高さによって実験用・顕微鏡用部品を使用できる縦方向の空間の大きさが決まります。 光路からサポートレールまでの懐深さは196.5 mmあるため、広い実験用スペースが得られます。顕微鏡ボディに部品を取り付ける際はサポートレール上の直線的なアリ溝を使用しますが、部品によっては落射照明アーム上の円型アリ溝が使われます。 詳細については、「顕微鏡のアリ溝」タブまたはこちらをご覧ください。
Cerna顕微鏡には、上から(黄色)または下から(オレンジ)照射するタイプの照明が使用可能です。どちらのタイプにも照明光源(緑)が付いています。
照明
Cerna顕微鏡では、試料を上から(落射照明、右図で黄色に色付けされた部品参照)または下から(透過照明、オレンジ色に色付けされた部品参照)の2方向から照射することができます。
落射照明は、観察装置と同じ側から試料を照らす照明です。したがって、照明光源(緑色に色付けされた部品参照)からの光と試料面からの光は部分的に光路を共有します。これは蛍光、共焦点および反射型顕微鏡に使用されます。落射照明モジュールは光を光路に沿って導き調節します。円型のD1Nアリ溝を使用して顕微鏡ボディの落射照明アームに取り付けます(詳細については「顕微鏡のアリ溝」タブまたはこちらをご覧ください)。複数の落射照明モジュールや、カスタマイズ用のタップ穴が等間隔で配列されたブレッドボードトップを取り付けることができます。
透過照明:観察装置に対して反対側の面から試料を照らす照明です。明視野、微分干渉法(DIC)、Dodt勾配コントラスト、斜光および暗視野顕微鏡法などのイメージング手法に使用されます。 透過照明モジュールは光を調節し(一部のモデル)、光路に沿って光を導きます。直線的なアリ溝を使用して顕微鏡ボディのサポートレールに取り付けます(詳細については「顕微鏡のアリ溝」タブまたはこちらをご覧ください)。イメージング手法によっては、ビーム特性を変更するために追加の光学素子が必要となりますが、このような光学素子は、レンズチューブやケージシステムを使用して光路に簡単に組み込むことができます。また、当社では、入射したコリメート光から最適なケーラー照明を生むために使用するコンデンサもご用意しています。コンデンサは取付けアームに装着し、サポートレールから一定の距離の光路上に固定します。このアームは、コンデンサを試料と透過照明モジュールにアライメントするための焦準モジュールに取り付けます。
Epi-Illumination Modules | Breadboards & Body Attachments | Brightfield | DIC | Dodt | Condensers | Condenser Mounting | Light Sources |
試料面からの光は対物レンズ(右図で青色に色付けされた部品)によって集められ、三眼鏡筒または光学ポート(ピンク色に色付けされた部品)を使用して観察されます。
試料の観察/記録
照明ができたら、顕微鏡を使用して試料を観察します。顕微鏡には試料面に光を集光し(右図で青色に色付けされた部品参照)、生成した画像を可視化する(ピンク色に色付けされた部品参照)機能が必要です。
顕微鏡の対物レンズは、光を集め、試料面からの光を拡大してイメージングを行います。Cerna顕微鏡の対物レンズは対物レンズ用レボルバ(ホルダ)にネジ止めされ、顕微鏡ボディのサポートレールから一定の距離の光路上に固定します。対物レンズ用レボルバ(ホルダ)は電動焦準モジュールに固定し、対物レンズの焦点を合わせたり、試料を取り扱う際に対物レンズの位置をずらしたりすることができます。対物レンズとの間を遮光できるように、顕微鏡にはベローズが付いています(図には記載なし)。
試料観察およびデータ取得用に様々なモジュールをご用意しています。三眼鏡筒には視点が3箇所あり、カメラを使用した場合と同様に試料を直接観察できます。ダブルカメラポートが2つの観察チャンネル内で光路を変更または分岐します。カメラチューブの選択により像の倍率を低く、もしくは高くさせることができます。データ取得用に、当社ではカメラおよび光電子増倍管チューブ(PMT)をご用意しています。PMTは共焦点顕微鏡の蛍光信号を検出する際に必要です。ブレッドボードトップを使えばカスタム設計の撮像セットアップを構築できます。モジュールは円型アリ溝を使用して顕微鏡ボディに取り付けます(詳細については「顕微鏡のアリ溝」タブまたはこちらをご覧ください)。
右図の高剛性スタンド(紫色)はご提供可能な試料取付けオプションの1例です。
試料/実験機器の取付け
様々な試料や機器の取付けオプションによって、顕微鏡システムの広い作業スペースを有効利用することができます。大きな試料および補助装置は取付けプラットフォームを使用して設置することができます。このプラットフォームは顕微鏡ボディの辺縁に置くことができ、タップ穴が等間隔で配列されたブレッドボードに対応しています。小さな試料は高剛性スタンド(右図の紫色に色付けされた部品)に取り付けることができます。高剛性スタンドには多様な試料調製法やデータ取得手法に対応したホルダが付属しており、たとえばスライドやウェルプレート、ペトリ皿などに対応できます。一般的な試料マウント方法の場合は、手動XYステージを使用して試料スライドを顕微鏡ボディに直接取り付けることもできます。高剛性スタンドは電動ステージ(別売り)を用いて駆動できます。また可動型取付けプラットフォームには電動または手動移動用の機構が内蔵されています。顕微鏡で複数の実験を同時に行いたい場合は、高剛性スタンドを取付けプラットフォームの上部に取り付けて、複数の装置を個別にかつ同期させて動作させることができます。
こちらでご紹介している全てのドライバは、上記掲載の照明キットに付属するLEDを駆動することができます。LEDD1BならびにDC2200が同時に駆動できるLEDは1台のみですが、DC4100ならびにDC4104はDC4100-HUBを使用して最大4台までのLEDを同時に制御することができます。
各コントローラは外部トリガを用いてLEDを変調できます。コントローラDC4100は、駆動している全てのLEDを同じ変調信号で制御しますが、個別にLEDをオフにすることは可能です。コントローラDC4104は各LEDを別々の変調信号で制御しますが、それらの全ての信号は付属の1本のケーブルを通じて供給されます。
下表内の型番をクリックすると、各コントローラの詳しい製品情報がご覧いただけます。
Compatible Driversa | LEDD1Bb | DC2200c | DC4100c,d,e | DC4104c,d,e |
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Click Photos to Enlarge | ||||
Main Driver Features | Very Compact Footprint 60 mm x 73 mm x 104 mm (W x H x D) | Touchscreen Interface with Internal and External Options for Pulsed and Modulated LED Operation | 4 Channelsd | 4 Channelsd |
LED Driver Current Output (Max) | 1.2 A | LED1 Terminal: 10.0 A LED2 Terminal: 2.0 Af | 1.0 A per Channel | 1.0 A per Channel |
LED Driver Forward Voltage (Max) | 12 V | 50 V | 5 V | 5 V |
Typical Current Noise (RMS) | - | <110 µA (0 to 2 A) <100 µA (0 to 4 A) <200 µA (4 to 10 A) | ~24 µA (400 mA, 2.2 Ohm) ~77 µA (1 A, 2.2 Ohm) | ~24 µA (400 mA, 2.2 Ohm) ~77 µA (1 A, 2.2 Ohm) |
Typical Current Ripple (Peak-to-Peak) | 8 mA | - | ~23 mA (400 mA, 2.2 Ohm) ~36 mA (1 A, 2.2 Ohm) | ~23 mA (400 mA, 2.2 Ohm) ~36 mA (1 A, 2.2 Ohm) |
Modulation Frequency Using External Input (Max) | 5 kHz | 250 kHzg,h | 100 kHzh (Simultaneous Across all Channels) | 100 kHzh (Independently Controlled Channels) |
External Control Interface(s) | Analog (BNC) | USB 2.0 and Analog (BNC) | USB 2.0 and Analog (BNC) | USB 2.0 and Analog (8-Pin) |
EEPROM Compatible: Reads Out LED Data for LED Settings | - | |||
LCD Display | - |
上の動画では、フィルターセットのDFM1T1への追加方法と、DFM1T1のフィルターキューブDFM1(/M)への着脱方法をご紹介しています。
- お手持ちのフィルタまたはミラーに交換するための空のキネマティックトップ
- アライメント済みの照明セットアップ内で蛍光フィルターセットを素早く交換可能
追加用インサートDFM1T1を使用して、照明キット内にセットしたフィルタ一式を別のフィルタ一式と交換することができます。キネマティック設計により再現性の高いアライメントが可能なため、インサートを交換した後にシステムをアライメントし直す必要がありません。右の動画は、蛍光フィルターセットをDFM1T1内に取り付ける方法をご紹介しています。
当社のイメージングフィルタとDFM1T1を同時にご注文いただいた場合は、当社にて無料でフィルタをお取り付けしてお送りいたします。このオプションをご希望の場合には、ご注文前に当社までご連絡ください。
Compatible Filters | |||
---|---|---|---|
Type | Dimensions | Thickness | |
Excitation | Ø25 mm | 5 mm | |
Emission | Ø25 mm | 3.5 mm | |
Dichroic | Min | 25.0 mm x 35.6 mm | 1.1 mm |
Max | 25.2 mm x 36.0 mm | 2.0 mm |