Products HomesCMOSサイエンティフィックカメラ、2.1メガピクセル
- Low <1 e- Read Noise
- Up to 50 Frames per Second for the Full Sensor
- 61% Peak Quantum Efficiency at 600 nm
- High Dynamic Range of up to 87 dB with 23 ke- Full Well
CS2100M-USB
Monochrome sCMOS Camera
Passively Cooled Compact Packaging
Merged triple emission fluorescence image of FluoCells® prepared BPAE cells taken with a CC215MU camera. Click Here for full-resolution image.
CC215MU
Monochrome sCMOS Camera
Hermetically Sealed TE-Cooled Packaging
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用途
- 蛍光顕微鏡
- 可視・近赤外イメージング
- 量子ドット
- 自家蛍光
- 材料検査
- マルチスペクトルイメージング
| Scientific Camera Selection Guide |
|---|
| Zelux® CMOS (Smallest Profile) |
| Kiralux® CMOS |
| Kiralux Polarization-Sensitive CMOS |
| Quantalux® sCMOS (< 1 e- Read Noise) |
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特長
- 1920 x 1080ピクセル(2.1メガピクセル)の2/3インチフォーマットモノクロsCMOSセンサ
- 高い量子効率(600 nmで61%)
- 2種類のタイプから選択可能：パッシブ冷却方式のコンパクトな筐体、またはハーメチックシールされたアクティブ冷却方式の筐体
- 冷却ファンのない設計により、振動や画像のボケを発生させずに暗電流を低減
- 読み出しノイズ＜1 e- Median
- トリガモードおよびバルブモード
- 光源を同期させるEqual Exposure Pulse(EEP)モード付きのローリングシャッタ
- USB 3.0インターフェイス
- Windows®7、10、または11対応のThorCam™ソフトウェア
- SDKおよびプログラミングインターフェイスのサポート：
- C, C++, C#,Python、Visual Basic .NET API
- LabVIEW、MATLAB、µManagerによるサードパーティーソフトウェア
- ポスト取付け用1/4"-20タップ穴
当社のサイエンティフィックCMOS(sCMOS)カメラQuantalux®は、高感度でダイナミックレンジが広く、明るい細部を過剰に露光させることなく薄暗い部分の特徴を検出することができます。非常に低い読み出しノイズ(< 1 e- median) と高い量子効率(600 nmで61％のピーク値)により、蛍光顕微鏡のような要件の厳しい低光量の用途でも優れた性能を発揮します。
小型パッケージまたはハーメチックシールされたTE冷却素子付きカメラ
Quantalux sCMOSカメラは、パッシブ冷却方式の小型パッケージ(型番CS2100M-USB)と、センサを冷却するためのTECが付いたハーメチックシール型パッケージ(型番CC215MU)の2種類でご用意しています。どちらも冷却ファンのない設計のため、振動による画像のボケを発生させることなく暗電流を低減できます。CC215MUは、TEC素子による能動的な冷却により、パッシブ冷却方式のカメラに比べて暗電流が大幅に低減しますが、暗電流の総量は露光時間に依存します。短い露光時間(500 ms未満)で済むような高光量の用途では、パッシブ冷却方式のカメラで十分です。しかし500 msよりも長い露光時間を必要とする低光量の用途では、TE冷却方式のカメラを強くお勧めします。カメラノイズの様々な発生源や、それらのカメラ選択(非冷却型か冷却型)への影響などについては、「カメラノイズ」タブをご参照ください。
こちらからフル解像度画像がご覧いただけます。
モノクロQuantaluxカメラCS2100M-USBで撮影したマウスの腎臓のFluoCells®蛍光スライド。ThorCam、ImageJ、などのサイエンティフィックイメージングソフトウェアを使用すれば16ビットのイメージをご覧いただけます。一般的なイメージビュワーではこれらのイメージは正しく表示されません。
脱着可能な保護ウィンドウ
すべてのQuantaluxカメラには広帯域ARコーティングの施された透明な保護ウィンドウが取付けられており、sCMOSセンサーのスペクトル応答波長域として400～700 nmを確保しています。Cマウントアダプタやその他のフロントエンド用コンポーネントは、保護ウィンドウにアクセスするために取り外すことができます。例えば、不要な近赤外光を排除するために画像スペクトルを制限しなければならない場合などのために、どちらのカメラにも簡単に取付けられる高品質の干渉フィルタや色ガラスフィルタを幅広くご用意しています。
ソフトウェアおよびトリガ
各カメラにはほとんどのPCに接続できるUSB 3.0インターフェイスが付いており、Windows 7、10および11のシステムでThorCamソフトウェアを用いて制御可能です。ご自身で開発される方はフル機能のAPIおよびSDKをご利用いただけます。詳細については「ソフトウェア」タブをご覧ください。
カメラにはタイミングやシステム制御のカスタマイズができるようトリガ機能が付いています。詳細については「トリガ」タブをご覧ください。外部トリガを利用するにはカメラの補助ポートへの接続が必要です。ケーブルや個々の信号を「ブレイクアウト」するためのボードなどのアクセサリは下記をご覧ください。
| Common Specifications | |
|---|---|
| Sensor Type | Monochrome sCMOS |
| Effective Number of Pixels (Horizontal x Vertical) | 1920 x 1080 |
| Imaging Area (Horizontal x Vertical) | 9.6768 mm x 5.4432 mm |
| Pixel Size | 5.04 µm x 5.04 µm |
| Optical Format | 2/3" (11 mm Diagonal) |
| Max Frame Rate | 50 fps (Full Sensor) |
| Sensor Shutter Type | Rolling |
| Peak Quantum Efficiency | 61% at 600 nm |
| Removable Window AR-Coating Reflectance | Ravg < 0.5% over 400 - 700 nm (Per Surface) |
| Exposure Time | 0.029 ms to 7767.2 ms in ~0.03 ms Increments |
| ADCa Resolution | 16 Bit |
| Vertical and Horizontal Digital Binning | Continuous Integer Values from 1 to 16 |
| Region of Interest (ROI) | 8 x 2 Pixelsb to 1920 x 1080 Pixels, Rectangular |
| Read Noise | < 1 e- Median RMSc / < 1.5 e- RMS |
| Digital Output | 16 Bit |
| Dynamic Range | Up to 87 dB |
| Full Well | ≥ 23 000 e- |
| Lens Mount | C-Mount (1.000"-32) |
| USB Power Consumption (Camera Only) | 3.7 W @ 30 fps (Full Sensor ROI) 4.3 W @ 50 fps (Full Sensor ROI) |
| Operating Temperature | 10 °C to 40 °C (Non-Condensing) |
| Storage Temperature | 0 °C to 55 °C |
| Example Frame Rates at ~1 ms Exposure Timea | Frame Rate | |
|---|---|---|
| LRNb | HFRb | |
| Full Sensor (1920 x 1080) | 30 fps | 50 fps |
| Half Sensor (960 x 540) | 60 fps | 100 fps |
| 1/10 Sensor (192 x 108) | 300 fps | 500 fps |
| Item # | CS2100M-USB | CC215MU |
|---|---|---|
| Max Filter Thickness When Using C-Mount Adapter | 0.050" (1.270 mm) | 0.079" (2.0 mm) |
| Mounting Features | Two 1/4"-20 Holes, One on Top & Bottom Four 4-40 Holes for 30 mm Cage Compatibility SM1 (1.035"-40) Threaded Aperture When C-Mount Adapter is Removed | Six 1/4"-20 Holes, Two Each on Top & Bottom, One on Each Side Four 4-40 Holes for 60 mm Cage Compatibility |
| Housing Dimmensions | 2.77" x 2.38" x 1.88" (70.4 mm x 60.3 mm x 47.6 mm) | 4.29" x 4.13" x 4.12" (109.0 mm x 104.8 mm x 104.8 mm) |
| Cooling | Passive Cooling | Active Thermoelectric Cooling Sensor Cools to 0 °C at 20 °C Ambient Temperature |
| Cooling Mode Power Consumption | N/A | 12.6 W (Max) |
| Power Supply | Powered by USB 3.0 from Host PC | Camera Powered by USB 3.0 from Host PC Auxillary Power Supply for TE-Cooling (100 - 240 VAC @ 50 - 60 Hz) |
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カメラCS2100M-USBの筐体の概略図
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カメラCC215MUの筐体の概略図
カメラ背面パネルにおけるコネクタ位置
小型QuantaluxカメラCS2100M-USBの背面パネルにおけるコネクタ位置。I/Oコネクタのピン配列については、下記の補助(I/O)コネクタのセクションをご参照ください。
冷却型QuantaluxカメラCC215MUの背面パネルにおけるコネクタ位置。I/Oコネクタのピン配列については、下記の補助(I/O)コネクタのセクションをご参照ください。
ブレイクアウトボードTSI-IOBOBおよびTSI-IOBOB2のコネクタ位置
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TSI-IOBOB
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TSI-IOBOB2
| TSI-IOBOB and TSI-IOBOB2 Connector | 8050-CAB1 Connectors | Camera Auxiliary (I/O) Port |
|---|---|---|
 メス型6ピン Mini Dinメス型コネクタ |  オス型6ピン Mini Dinオス型コネクタ(ケーブルのTSI-IOBOB側端)  オス型12ピンHiroseコネクタ(ケーブルのカメラ側端) |  メス型12ピンHiroseコネクタ(カメラの補助ポート) |
補助(I/O)コネクタ
カメラとブレイクアウトボードのコネクタはメス型で、カメラには12ピンHiroseコネクタ、ブレイクアウトボードには6ピン Mini Dinコネクタが付いています。ケーブル8050-CAB1の両端には何れもオス型のコネクタが付いており、カメラには12ピンのコネクタ、ブレイクアウトボードには6ピン Mini Dinコネクタを接続します。ピン1、2、3、5、6はそれぞれブレイクアウトボード上のSMAコネクタの中心ピンに接続され、ピン4(接地端子)は各SMAコネクタの筐体に接続されます。8050-CAB1では使用できないI/O機能を利用したい場合は、カメラがCEおよびFCCコンプライアンスに準拠するように、使用者がシールド線を使ってケーブルを作成する必要があります。詳しくはカメラのマニュアルをご覧ください。
| Camera I/O Pin # | TSI-IOBOB and TSI-IOBOB2 Pin # | Signal | Description |
|---|---|---|---|
| 1 | - | GND | カメラ信号用アース |
| 2 | - | GND | カメラ信号用アース |
| 3 | - | GND | カメラ信号用アース |
| 4 | 6 | STROBE_OUT / EEP (Output) | Strobe_Out: 連続多重露光モードで動作しているとき、実際にセンサが露光されている間はHighとなるLVTTL出力。一般に、外付けストロボやその他のデバイスをカメラと同期させるのに使用されます。 EEP:ThorCamの設定でEqual Exposure Pulse(EEP)を選択したときに機能します。この出力信号は、ローリングリセットが完了した時点からローリング読み出しが開始されるまでの間だけアクティブになります。一般に、外付けストロボやその他のデバイスをカメラと同期させ、露光を均一にするのに使用されます。詳細については「トリガ」タブをご覧ください。 |
| 5 | 3 | TRIGGER_IN (Input) | 露光開始のトリガに使用されるLVTTL入力。極性(HighからLow、またはLowからHigh)はThorCamで選択でき、初期値はLowからHighになっています。 |
| 6 | 1 | LVAL_OUT (Output) | 「Line Valid(ライン有効)」の略。アクティブハイ(正論理)のLVTTL信号で、各ラインのピクセルが有効のときにアサートされます。各ライン間および各フレーム間ではLowに戻ります。 |
| 7 | - | OPTO I/O_OUT STROBE (Output) | 光学的に絶縁された出力信号。2.5 V～20 Vの外部電圧に対するプルアップ抵抗を付けてください。このプルアップ抵抗は、ピンに流れる電流が40 mA以下に制限できるものにしてください。ピン7に出力される信号はSTROBE_OUT信号に初期設定されていますが、これは実質的にトリガ出力信号になります。 |
| 8 | - | OPTO I/O_RTN | OPTO I/O_OUT出力およびOPTO I/O_IN入力のリターン接続。この端子は、OPTO I/O_OUT信号の場合はプルアップ電源に、OPTO I/O_IN信号の場合は駆動電源に接続する必要があります。 |
| 9 | - | OPTO I/O_IN (Input) | トリガ露光に使用される光学的に絶縁された入力信号。3.3 V～10 Vの駆動電源が必要。内部の直列抵抗により、10 Vにおいて電流は50 mA未満に制限されます。最小のトリガパルス幅は100 µsです。 |
| 10 | 4 | GND | カメラ信号用アース |
| 11 | - | GND | カメラ信号用アース |
| 12 | 5 | FVAL_OUT (Output) | 「Frame Valid(フレーム有効)」の略。ライン読出しがアクティブ時にはHigh、フレーム間ではLowに戻るLVTTL出力信号。 |
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小型sCMOSカメラCS2100M-USBと付属するアクセサリ
CS2100M-USBにはカメラ本体のほかに以下の付属品が含まれます。
- 長さ3 mのUSB 3.0ケーブル(Micro B-A、外観が写真と異なる場合があります)
- 光学アセンブリを緩めるためのレンチ(型番SPW502)
- レンズマウント用ダストキャップ
- クイックスタートガイド、マニュアルダウンロード情報カード
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冷却型sCMOSカメラCC215MUと付属するアクセサリ
CC215MUにはカメラ本体のほかに以下の付属品が含まれます。
- 長さ3 mのUSB 3.0ケーブル(Micro B-A、外観が写真と異なる場合があります)とPC接続用のブラケット
- Cマウントアダプタを取り外すための5/64インチ六角レンチ
- レンズキャップ
- 5 V / 3 AのACアダプタ(TEC冷却にのみ使用)
- クイックスタートガイド、マニュアルダウンロード情報カード
ThorCam™
ThorCamは強力な画像取得ソフトウェアパッケージで、当社のカメラを32ビット版または64ビット版のWindows®7、10または11で使用できるように設計されています。直観的で使いやすいグラフィカルインターフェイスによるカメラ制御や、イメージの取得・再生が可能です。シングルイメージキャプチャとイメージシーケンスをサポートしています。ソフトウェアの基本的な機能については、下記のスクリーンショットをご覧ください。
アプリケーションプログラミングインターフェイス(API)とソフトウェア開発キット(SDK)が付属しているため、組み込み用途(OEM用途)向けや開発業者によるカスタムアプリケーションの開発も可能です。SDKは、C、C++、C#、Python、Visual Basic .NETなど幅広いプログラミング言語に対応しています。また、LabVIEW、MATLAB、µManager*などのサードパーティソフトウェアパッケージもサポートしています。またブレイクアウトボードTSI-IOBOB2用のArduinoのコード例もご提供しています。
*µManagerによる制御は、現在は1.3 MP Kiraluxカメラではサポートされていません。
| Recommended System Requirementsa | |
|---|---|
| Operating System | Windows® 7, 10, or 11 (64 Bit) |
| Processor (CPU)b | ≥3.0 GHz Intel Core (i5 or Higher) |
| Memory (RAM) | ≥8 GB |
| Hard Drivec | ≥500 GB (SATA) Solid State Drive (SSD) |
| Graphics Cardd | Dedicated Adapter with ≥256 MB RAM |
| Motherboard | USB 3.0 (-USB) Cameras: Integrated Intel USB 3.0 Controller or One Unused PCIe x1 Slot (for Item # USB3-PCIE) GigE (-GE) Cameras: One Unused PCIe x1 Slot |
| Connectivity | USB or Internet Connectivity for Driver Installation |
ソフトウェア
バージョン3.7.0
下のボタンをクリックしてThorCamソフトウェアのページにアクセスしてください。
ボードTSI-IOBOB2用のArduinoコードの例
下のボタンをクリックしてArduino用シールドTSI-IOBOB2のサンプルプログラムのダウンロードページにアクセスしてください。サンプルプログラムは3種類ご用意しております。
- 1 Hzのレートでカメラをトリガする
- 最大レートでカメラをトリガする
- ArduinoからのダイレクトAVRポートマッピングを使用してカメラの状態やトリガ取得をモニタする
色付きの枠で囲まれた部分をクリックするとThorCamの特長がご覧いただけます。
カメラ制御およびイメージ取得
カメラ制御およびイメージ取得機能は、ウィンドウの上にあるアイコン(上の画像中のオレンジの枠内)から実行できます。カメラパラメータの設定は、ツールアイコンをクリックすると表示されるポップアップウィンドウ内で行えます。スナップショットボタンを押すと、現在のカメラ設定を使用したシングルイメージが取得できます。
キャプチャスタート/ストップボタンを押すと、トリガイメージなどのカメラ設定に基づいたイメージキャプチャを開始します。
時系列および像系列のレビュー
図1のような時系列制御により、低速度画像の記録ができます。画像の総数とキャプチャ間の遅延時間を設定してください。出力結果は、高精度の無修正画像データとして保存するために、マルチページTIFFファイルとして保存されます。ThorCam内で、画像のシークエンス再生やフレームごとのコマ送り再生が可能です。
測定および注釈機能
上の画像の黄色い枠内にあるように、ThorCamには注釈および測定機能が多数内蔵されています。これは取得後の画像を分析する際に役立ちます。直線、長方形、円およびフリーハンドによる図形を画像上に描くことができます。注釈マークを付けた位置には文字を入力できます。また、測定モードでは対象とする2点間の距離を計測できます。
上の画像内の赤、緑、青の枠で囲まれた部分に、ライブ画像および取得済み画像に関する情報を表示させることができます。
ThorCamには計数機能も内蔵されており、画像内の対象点に印をつけてその数を計数することができます(図2参照)。画像の中心に固定されている十字のターゲットが基準点となります。
サードパーティアプリケーションおよびサポート
ThorCamは、LabVIEW、MATLAB、.NET.などのサードパーティソフトウェアパッケージもサポートしています。LabVIEWとMATLABは32ビット版ならびに64ビット版の両方をサポートいたします。当社カメラに付属する解説付きのフル機能APIを使えば、カメラを効率的にフルカスタマイズできます。
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図1:1秒間隔で撮影された10枚の時系列画像が、マルチページTIFFファイルとして保存されます。
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図2: ThorCamソフトウェアのスクリーンショット。計数機能によって画像内の3地点がマークされています。測定機能によって左下の直線が付加されています。直線の上には対象点間の距離がピクセル単位で表示されています。
性能に関する注意点
イメージシーケンスをディスクに保存するときに、システム性能が十分でないと「フレーム落ち」が発生する可能性がありますのでご注意ください。ホストシステムがカメラの出力データストリームを処理する能力は、ホストシステムの様々な特性に依存します。なお、USBハブを使用すると性能に影響を与える可能性があります。PCとは専用のケーブルで接続することをお勧めいたします。USB 2.0による接続はサポートされておりません。
まず、カメラのフレームレートと、ホストPCが画像を表示する能力およびフレーム落ちせずにディスクにストリーミングする能力とを区別することが重要です。カメラのフレームレートは露光および読み出し(例えば、クロックやROI)パラメータに依存します。ユーザによって設定された画像取得パラメータに基づいて、カメラのタイミング機能はデジタルカウンタのように動作し、1秒間にある特定の数のフレームを生成します。画像を表示するときは、このデータがPCのグラフィックシステムによって処理され、画像や動画を保存するときにはディスクに転送されます。この時、ハードドライブの速度が十分でないとフレーム落ちが発生します。
この問題に対する解決策の1つとして、ソリッドステートドライブ(SSD)のご使用をお勧めいたします。PCのそれ以外の仕様が十分であれば、多くの場合はこれによって解決します。SSDへの書き込み速度は、データのスループットを処理するのに十分なものでなければなりません。
大きなフォーマットの画像を早いフレームレートで処理する場合には、より速いスピードが必要な場合があります。その場合は、複数のSSDを用いてRAID0を構成するか、あるいはRAMドライブを使うといった方法が考えられます。後者の方法では保存スペースがPC上のRAMで制限されてしまいますが、実現可能な方法としては最も高速なものです。ImDiskは、無料のRAMディスク作製用ソフトウェアパッケージの一例です。RAMドライブは揮発性メモリであることにご注意ください。従って、データの損失を防ぐために、PCを再起動またはシャットダウンする前に、必ずデータをRAMドライブから不揮発性のハードドライブに移動させることが重要です。
カメラのトリガ操作
当社のサイエンティフィックカメラQuantalux®には3種類の外部トリガ操作モード(ストリーミングオーバーラップ露光、非同期トリガ取得、そしてバルブ露光)があります。作動するには外部で生成したトリガーパルスが必要です。トリガーモードは、読み出し(例:ビニング)設定や利得、オフセットとは別に動作します。下の図1～3はこれらのトリガーモードのタイミング図です。アクティブロー外部TTLトリガを想定しています。
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図1: Quantaluxカメラにおけるストリーミングオーバーラップ露光モード： 外部トリガ信号がローになると、露光が始まり、ソフトウェアで選択した時間の間露光し、読み出されます。このシーケンスは設定された時間間隔で繰り返されます。後続の外部トリガは、カメラ動作が停止するまで無視されます。TTL信号の定義は「ピン配列」タブをご参照ください。
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図2: Quantaluxカメラにおける非同期トリガ取得モード：外部トリガ信号がローになると、プリセットされた時間の間露光がはじまり、カメラで読み出されます。読み出し時間の間、外部トリガは無視されます。 1つの読み出しが終わると、カメラは外部トリガ信号がローになったときのみ次の露光を始めます。
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図3: Quantaluxカメラにおけるバルブ露光モード：外部トリガ信号がローになると露光が始まり、ハイになると露光が終わります。カメラの読み出し中のトリガ信号は無視されます。
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図4: ThorCamカメラの設定画面。赤と青の枠内は本文で説明しているトリガの設定を示しています。
外部トリガにより、Quantaluxカメラをほかの外部接続装置と同期させる必要のあるシステムに簡単に組み込むことが可能になります。ストローブ出力がハイになることにより露光を示しています。よってストローブ信号は外部機器とカメラの露光を同期させるためのシステムに使用できます。外部トリガは、カメラの補助ポートに接続させる必要があります。当社では補助ケーブル8050-CAB1を別途ご用意しております。個々の信号を「ブレイクアウト」する製品は2種類あります。TSI-IOBOBには、各信号用にSMAコネクタが付いています。また、TSI-IOBOB2には、SMAコネクタのほかにArduinoボード用のシールド機能が付いており、その他の周辺機器の制御が可能です。これらのアクセサリの詳細については下記をご覧ください。
トリガの設定はThorCamソフトウェアを使用して調整します。図4は、カメラの設定画面です。赤枠と青枠内がトリガの設定画面です。設定は以下の通り調整できます。
- 「Hardware Trigger」(赤枠内)が「None」に設定されている:ThorCamのキャプチャーボタンが押されると、カメラは「Frames per Trigger」に設定されたフレーム数を取得します。
- 「Hardware Trigger」が「Standard」に設定されている:2通りあります。
- 「Frames per Trigger」(青枠内)がゼロ、または1を超えた数値に設定されている場合:カメラはストリーミングオーバーラップ露光モードで動作します(図1参照)。
- 「Frames per Trigger」が1に設定されている場合:カメラは非同期トリガ取得モードで動作します(図2参照)。
- 「Hardware Trigger」が「Bulb (PDX) Mode」に設定されている場合:カメラはバルブ露光モード、またの名をパルス駆動露光(PDX)モードで動作します(図3参照)。
またトリガの極性を「Hardware Trigger Polarity」の枠内で(図4の赤枠内)「On High」(露光が立ち上がりエッジで開始される)または「On Low」(露光が立ち下がりエッジで開始される)に設定することができます。
Equal Exposure Pulse(EEP)モード
EEPはQuantaluxカメラのI/Oコネクタから出力される信号です。ThorCamの設定のダイアログでEEPを選択した場合、STROBE_OUT信号は再構成されて、CMOSセンサのローリングリセット機能が完了してからでないとアクティブにならなくなります。この信号はセンサのローリング読み出し機能が開始されるまでアクティブのまま維持されます。つまり、この信号はセンサの全てのピクセルがリセットされてから、実際に電荷を蓄積している間だけアクティブになります。これにより、最終的な画像にはローリングリセットセンサに一般的にみられる露光量の勾配が発生しません。図5は、ストローブ駆動による露光の1例です。ここでは、STROBE_OUTを使用して外部光源を動作させています。最終的な画像に勾配が見られますが、これは光源がオンの時の各センサ列の電荷蓄積時間が異なるためです。図6は、EEP露光の1例です：露光時間が長くなっており、トリガ出力信号は全ての列が電荷を蓄積するタイミングまでシフトして、フレーム全体にわたり照射時間が均一になった画像を取得することができます。
EEPは連続的に照射された画像に対しては効果がありません。EEPモードを使用するのに適した条件がいくつかありますが、詳しくはUser Guideに記載されています。
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図5: STROBE_OUTを使用して露光中に外部光源を動作させる露光タイミングの例。光源がオンになっている間の各センサ列の電荷蓄積時間が異なるため、画像全体に勾配が生じています。
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図6: EEPを使用した露光のタイミング例。 全てのセンサ列が電荷を蓄積している間だけEEP信号が光源をオンにするため、画像に勾配は見られません。
サイエンティフィックカメラ用アクセサリを使用したカメラのトリガ構成例
図7: システム統合と制御を容易にするTSI-IOBOB2を使用したシステム概略図。図はQuantalux sCMOSカメラの背面パネルですが、サイエンティフィックCCDカメラも同様にお使いいただけます。
システム制御にカメラトリガを組み込んだ例が図7で示されています。図では、カメラがArduino用シールド付きブレイクアウトボードTSI-IOBOB2にケーブル8050-CAB1で接続されています。シールドのピンを利用して信号を出力することにより、光源、シャッタならびにモーションコントロールデバイスなどの周辺機器を同時制御することも可能です。制御プログラムをArduinoボードに書き出し後、ホストPCからUSB接続を取り外せば、スタンドアローンのシステム制御が可能なプラットフォームとなります。またUSBを接続したままにすればArduinoとPCの双方向通信が可能となります。外部トリガーモードはThorCamを使用し、上記説明の通り設定します。
カメラのノイズと温度
概要
カメラの購入時に重要となるのは、冷却センサが必要かどうかの判断です。一般的な多くの用途では信号レベルが高いために、冷却は必要ではありません。 しかし低光量の状況下では長い露出時間が必要なため、ほとんどの場合冷却タイプがメリットをもたらします。 下に掲載しているチュートリアルでは以下の経験則を証明しています。1秒未満の露出時間にはほとんどの場合、標準(非冷却)のカメラが適当で、1秒以上の露出時間では冷却タイプが有効です。5秒以上の 露出時間には冷却タイプをお勧めします。また、10秒以上の露出時間では通常冷却タイプが必要となります。 どちらの用途か迷う場合には、下記チュートリアルに記載されている計算式を用いて信号レベルならびにノイズ値をお求めになることをお勧めします。 下記では当社の1.4メガピクセルカメラの仕様を用いた計算例を示しています。ご不明な場合は当社までご相談ください。
ノイズの原因
カメラ画像のノイズの原因は、照明が安定して均一であると仮定すると、測定信号の空間的・時間的バラツキの積み重ねであると言えます。 ノイズには複数の要因があります：
- ダークショットノイズ (σD): 暗電流とは、カメラに全く光子が入射しない状況でも流れている電流です。 熱によって引き起こされる現象で、シリコン製のチップから自然発生的に起こる電子(価電子は熱によって伝導バンドに励起されます)によるものです。 露光中に取得される暗電子の量のバラツキがダークショットノイズです。 表1でみられるように、この数値は信号レベルには依存しませんが、センサ温度には依存します。
- 読取りノイズ(σR): これは電子信号を生成する際に発生するノイズです。センサの設計が引き起こすノイズですが、カメラの電子部品の設計の影響も受けます。このノイズは、信号レベルやセンサ温度には影響を受けず、CCDピクセルクロックレートが高速になると大きくなります。
- フォトンショットノイズ (σS): フォトンショットノイズは、光子がピクセルに達する際に起こる統計的ノイズです。 フォトンの測定はポアソン統計に従うため、フォトンショットノイズは、測定される信号レベルに依存します。 なお、センサ温度には依存しません。
- 固定パターンノイズ (σF): このノイズは、ピクセルの空間的な不均一性が原因で、信号レベルやセンサ温度には無関係です。 なお、固定パターンノイズは、下記の説明においては考慮に入れないこととします。このノイズはここで販売されるCCDカメラにはあまり関係のないノイズですが、サイエンス用よりも低グレードの他のセンサを検討する上では必要となる場合があります。
有効ノイズの総量
1個のピクセルあたりの有効ノイズの総量とは、上記のノイズの求積法による和です。
ここでは、σDがダークショットノイズ、 σRが読取りノイズ (CCD ICX285ALを使用しているサイエンス用レベルのカメラでの典型値は10 e-未満ですが、このチュートリアルでは、10 e-であると仮定します)、そしてσS がフォトンショットノイズです。 σS＞＞≫σD であり、σS＞＞σRである時、下記の数式で近似的にσeffが求められます：
繰り返しますが、ここでは固定パターンノイズは考慮に入れません。そしてこのことはサイエンス用のCCDを考える上では妥当かもしれませんが、サイエンス用よりもグレードの低いセンサでは、考慮に入れなければならない場合もあると考えます。
| Temperature | Dark Current (ID) |
|---|---|
| -20 °C | 0.1 e-/(s•pixel) |
| 0 °C | 1 e-/(s•pixel) |
| 25 °C | 5 e-/(s•pixel) |
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図1: 3つのセンサ温度において、露出時間の変化にともなうダークショットノイズと読取りノイズの変化を示したグラフです。 このグラフではxy軸はともに対数目盛です。5 sのところで縦に点線が引かれていますが、これは文章内の数式例での数値です。
ダークショットノイズとセンサ温度
上述のように、暗電流は熱によって生じるため、センサを冷却することで低減できます。表1は、CCDセンサを用いたカメラ(サンプル)の暗電流の典型値を示しています。暗電流は自然発生した電子によって起こるので、単純に電子の数を「数える」ことで測定されます。 電子のカウントはポワソン統計に従うため、暗電流 IDが引き起こすノイズは、露出中に蓄積する暗電子の数の平方根に比例します。 既知の露出において、ダークショットノイズ σDは、表1に記載のある IDの値 (既知の温度に対応した数値) と露出時間t(秒)の積の平方根となります。
暗電流は、温度の低下に伴って減少するので、これに関連したノイズはカメラの冷却で低減できます。 例えば露出時間が5秒であるとき、表で示される3つのセンサ温度でのダークショットノイズレベルは下記の数式で得られます。
図1はプロット図で、表1の3つの温度における露出時間とダークショットノイズの関係を表し、露出時間が増えるにつれてダークショットノイズが増大することがわかります。 図1には、読取りノイズの上限も示されています。
フォトンショットノイズがダークショットノイズと比較して十分に大きければ、ノイズに対する影響という意味では冷却がもたらすメリットは小さく、そのような条件でもカメラは十分に機能します。
フォトンショットノイズ
量子効率がQEのセンサの各ピクセルに入射する光量子束密度(フォトン/秒)がNであるとして、露出時間がt秒のときに生成される「信号」の電子の数がSとすると
Sから、フォトンショットノイズ σSは下記の数式で求められます：
計算例(当社の1.4メガピクセルカメラを使用)
光量子束密度と量子効率が十分に高い値で、露出時間が5秒の時にピクセルに蓄積される信号 S の数が10,000 e-であれば、予測されるショットノイズの値 σSは、10,000の平方根または100 e-となります。 読取りノイズは10 e-です (露出時間に依存しません)。 露出時間が5秒で、センサ温度が25、 0、 -25 °Cであるとき、ダークショットノイズは数式(4)によって得られます。 有効ノイズは下記のとおりです：
信号対雑音比(SNR)は、画像品質を示す便利な性能指数で、下記の通り見積もられます：
数式7から3つのセンサ温度におけるSNRの値は下記の数式であらわすことができます：
この例でわかるように、室温では非冷却タイプカメラの代わりに冷却型タイプを使うメリットはほとんどなく、この例ではフォトンショットノイズが主なノイズの原因となっています。 このような条件では、当社の標準タイプのパッケージのカメラは十分な性能を発揮することが予測されます。
しかし、光量が低いために1個のピクセルあたり900 e-の数値を達成する上で100秒の露出時間が必要な時には、ショットノイズは30 e-となります。 予測されるダークショットノイズは25 °Cで22.4 e- となり、一方で-20 °C でのダークショットノイズは3.2 e-となります。 有効な総ノイズ量は下記の数式で示すことができます。
数式8からSNR値が下記であることが導出できます。
| Exposure | Camera Recommendation |
|---|---|
| < 1 s | Standard Non-Cooled Camera Generally Sufficient |
| 1 s to 5 s | Cooled Camera Could Be Helpful |
| 5 s to 10 s | Cooled Camera Recommended |
| > 10 s | Cooled Camera Usually Required |
この例では25 °Cのセンサにおけるダークショットノイズの総ノイズ量に対する影響は、-25 °Cのセンサよりも大きくなっています。 用途によって許容されるノイズ量は変化しますが、場合によっては冷却型カメラの方が有効な場合があります。
図2 は、3つの異なるセンサ温度でのダークショットノイズをはじめとした様々なノイズの要素の変化をプロットで表していますが、3種類の光量子束密度において、露出時間を変化させて比較しています。 このプロットを見ると、ダークショットノイズは総ノイズ量に大きく影響していませんが、信号レベルが低いとき(そしてその結果として露出時間が長い場合)は例外です。 図においては、計算で使われれる光量子束密度が示されていますが、各用途において冷却モデルのカメラを使用するか否かの判断では、正確な光量子束密度の値は必要ではありません。 図2をご参照いただければ、露出時間に対する数値的な目安がわかるようになっており、露出時間の予測がつけば冷却モデルのカメラが必要であるかどうかがわかります。その概要は表2にまとめてあります。 ノイズの主な原因が読取りノイズだと判明した場合、読取りノイズを低くするために、より低い20 MHzのCCDピクセルクロック速度でカメラを動作することを推奨します。
図2： 3つの光量子束密度で、露出時間を変化させた場合の総ノイズ量(すべてのノイズ源からの合計)の推移を図示しています。(a) 低い光量子束密度(b)中程度の光量子束密度 (c) 高い光量子束密度 (c)では、露出時間が約20秒を超えると、信号電子とフォトンショットノイズが飽和状態になっています。これは、この露出時間に対応する入射光子レベルに対してピクセルが飽和状態に達するためです。 この計算では、量子効率は60% としています。 なお、これらのプロット図ではxy軸で対数目盛を使っていることにご注意ください。
その他の考慮すべき点
ノイズの総量に対してダークショットノイズが大きく影響を与えない場合でも露出時間が長いときには、熱電対冷却を検討する必要があります。これはホットピクセルの影響を低減する一助となるからです。 ホットピクセルは、露出時間が長いときに、「星」のようなパターンの原因となります。 図3 では、その「星」のようなパターンが示されていますが、ここでは露出時間が10秒のときにTEC冷却素子を用いた場合と用いない場合を比較しています。
(a)
(b)
図3: この画像ではホットピクセルが引き起こした「星」のようなパターンを(a)標準タイプの非冷却モデルのカメラおよび (b) -20 °Cに冷却したカメラで比較しています。いずれも露出時間は10秒で、利得は32 dB です(ホットピクセルがはっきりと見えるように利得を調整しました)。 なお、ここで示されている画像は、フル解像度の16 bit画像から切り取ったものです。 フルサイズの16 bit画像を見るにはこちらからダウンロードしてください。 この画像は無料でダウンロードが可能なImageJなどでご覧いただくことができます。
Insights:当社のサイエンティフィックカメラへのレンズの取付けについて
ここでは、当社のサイエンティフィックカメラを中心に、カメラのマウントとレンズの互換性についてご覧いただけます。
- CマウントとCSマウントのカメラとレンズに互換性はあるか
- 当社のサイエンティフィックカメラにアダプタは必要か
- フランジバックがカメラのフランジとセンサ間の距離よりも短くなり得る理由は
実験および機器についての「Insights-ヒント集」はこちらからご覧いただけます。
CマウントとCSマウントのカメラとレンズに互換性はあるか
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図1: Cマウントのレンズとカメラのフランジバックは同じで、17.526 mmです。そのためレンズを通る光は必ずカメラのセンサ上に焦点を結びます。どちらのコンポーネントにも1.000"-32ネジが付いており、これらは｢C-マウントネジ」とも呼ばれます。
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図2:CSマウントのレンズとカメラのフランジバックは同じで、12.526 mmです。そのためレンズを通る光は必ずカメラのセンサ上に焦点を結びます。1.000"-32ネジはCマウントのコンポーネントに付いているネジと同じで、これらは「Cマウントネジ」とも呼ばれます。
CマウントとCSマウントのカメラシステムにはどちらも1.000"-32ネジが付いていますが、この2つのマウントのフランジバック(フランジ焦点距離/FFD、フランジ焦点深度、フランジ-フィルム間距離などとも呼ばれる)は異なります。Cマウントのフランジバックは17.526 mm(図1)、CSマウントのフランジバックは12.526 mm(図2)です。
フランジバックが異なるため、CマウントとCSマウントのコンポーネントには互換性がありません。しかしアダプタを用いることによってCマウントレンズをCSマウントカメラに使用することは可能です。
CマウントとCSマウントの組み合わせ
CマウントとCSマウントのネジ規格は同じですが、マウントの種類が異なるレンズとカメラを直接取り付けることはできません。直接取り付けると、フランジバックが異なるためレンズの焦点面がカメラのセンサ面と一致せず、象がぼやけます。
アダプタを使用することで、CマウントレンズをCSマウントカメラに使用することはできます(図3、4)。アダプタによりレンズとカメラのセンサの間隔が5.0 mmだけ長くなり、レンズの焦点面を確実にカメラのセンサ面に一致させることができます。
一方、フランジバックの短いCSマウントレンズは、Cマウントカメラには使用できません(図5)。レンズとカメラの筐体が干渉してカメラのセンサに焦点が合う位置までレンズを近づけることができず、またレンズを近づけられるようなアダプタはありません。
レンズとカメラのパラメータを確認し、互換性のあるコンポーネントなのかどうか、アダプタが必要かどうか、また互換性を持たせる手段はないかを判断することが重要です。
1.000"-32ネジ
インチ規格のネジは、その径とTPI(1インチあたりのネジ山数)によって正確に表現されています。これらの両方のマウントのネジ径は1.000インチ、TPIは32です。Cマウント製品の普及により、1.000"-32ネジは「Cマウントネジ」と呼ばれることがあります。しかし、CSマウントデバイスにも同じネジが用いられているため、この用語は混乱を招く場合があります。
フランジバックについて
フランジバックの値はレンズとカメラの両方について与えられます(図1、2)。レンズの場合、フランジバックはレンズのフランジ面から焦点面までの距離です。フランジ面はレンズ後方のフラットな面で、1.000"-32外ネジとその起点で交差しています。カメラの場合、フランジバックはカメラの前面からセンサ面までの距離です。 レンズがアダプタ無しでカメラに取り付けられているとき、カメラ前方のフランジ面とレンズ後方の面は接触しています。
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図5:CSマウントレンズをCマウントカメラに直接取り付けると、光はカメラのセンサの手前で焦点を結びます。この場合はフランジバックを青色の矢印の距離だけ短くする必要がありますが、これはアダプタなどでは対処できません。
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図4: 紫色の矢印が示す距離に相当する適切な厚さのアダプタを使用すると、Cマウントレンズの位置はCSマウントカメラのセンサから最適な位置に配置されます。これによりフランジバックが異なっても、光はカメラのセンサ上に焦点を結ぶことができます。
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図3:マウントレンズとCSマウントカメラは、レンズのフランジバック(青色の矢印)とカメラのフランジバック(黄色の矢印)が異なるため、直接取り付けることはできません。光はカメラのセンサ上に焦点を結ばす、像がぼやけます。
最終更新日:2020年7月21日
当社のサイエンティフィックカメラにアダプタは必要か
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図6:アダプタを使用することで、フランジバックが17.526 mmよりも短いカメラに対して、Cマウントレンズを適切な位置に配置することができます。この図は、ZeluxカメラとアダプタSM1A10Zをもとに描かれています。
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図7: アダプタを使用することで、フランジバックが12.526 mmよりも短いカメラに対して、CSマウントレンズを適切な位置に配置することができます。この図は、ZeluxカメラとアダプタSM1A10をもとに描かれています。
当社のサイエンティフィックカメラKiralux™およびQuantalux®は、すべてCマウントレンズに対応するように予め設定されています。これらのパッシブ冷却方式のカメラからCマウントアダプタを取り外すと、フランジ内のSM1内ネジがご利用いただけます。サイエンティフィックカメラZeluxの取付けフランジにもSM1内ネジが付いています。またCマウントアダプタやCSマウントアダプタもご利用いただけます。
カメラ筐体にはSM1ネジが付いており、これによって当社のコンポーネントで構成されたレンズアセンブリを容易に使用することができます。アダプタを使用すれば、カメラのCマウント構成を変えることも可能です。用途に特化したレンズアセンブリを設計する場合や、そのカメラ用に設計されたものではないアダプタを使用しようとする場合には、カメラとレンズのフランジバック(FFD)が一致し、またカメラセンサのサイズが視野に適していることを確認することが重要です。
カメラとそのアダプタ
ZeluxカメラをCマウントやCSマウント規格に適合する構成に変換するための固定式アダプタをご用意しております(図6、7)。これらのアダプタは、パッシブ冷却方式のKiraluxおよびQuantaluxカメラに付属する調整機能付きCマウントアダプタと同様に、それぞれのカメラ専用に設計されています。
SM1ネジを1.000"-32ネジに変換するアダプタであれば、どの様なものでもカメラにCマウントやCSマウントのレンズを取り付けることが可能ですが、すべてのネジアダプタがレンズの焦点面を特定のカメラのセンサ面に一致させることができるわけではありません。場合によっては、それらの面を一致させられるアダプタが無いことがあります。例えば、こちらのサイエンティフィックカメラでは、ZeluxカメラだけがCSマウントレンズ用の構成にすることができます。
レンズの焦点面の位置は、空気中で測定されるレンズのフランジバックと、レンズとカメラセンサ間に置かれた屈折率を有する全ての光学素子との組み合わせで決定されます。レンズによって集光される光が屈折率を有する光学素子を透過すると、空気中を伝搬する場合とは異なり、焦点面はより遠い位置に移動します(この距離は算出可能)。 このアダプタは、カメラのフランジバックが短いときに、そのフランジバックの長さと、レンズとセンサ間のウィンドウやフィルタによって生じる焦点移動の両方を補正するのに十分な距離を付加するものでなければなりません。
調整機能付きCマウントアダプタ
パッシブ冷却方式のカメラKiraluxおよびQuantaluxは、SM1内ネジ付きカメラ、固定リングで固定されたウィンドウまたはフィルタ(センサの覆い)、および調整機能付きCマウントアダプタから構成されています。
調整機能付きCマウントアダプタの利点は、ウィンドウまたはフィルタと固定リングが取り付けられている時に、レンズとカメラ間の距離を1.8 mmの範囲で調整できることです。調整可能なことで、カメラのセンサ面とレンズの焦点面のミスアライメントによる様々な影響を補正することができます。それらの影響には、温度変化による材料の膨張や収縮、累積公差による位置誤差、異なる厚さや屈折率のウィンドウまたはフィルタに交換したことに伴う焦点シフトなどが含まれます。
無限遠にある物体の鮮明な像を得るためには、カメラのアダプタの調整が必要な場合があります。物体が無限遠にある場合には入射光は平行光であり、レンズのフランジバックは焦点の位置で決定されます。レンズやカメラの実際のフランジバックが意図したフランジバックと一致していない場合があり、無限遠の物体が焦点を結ぶ面がセンサ面からシフトし、そのため像がぼやけてしまうことがあります。
レンズの焦点調整をしても無限遠の物体の鮮明な像が得られない場合には、カメラのアダプタで調整してみてください。アダプタで調整することで公差や環境によるシフトが補正され、像の焦点を合わせることができます。
最終更新日:2020年8月2日
フランジバックがカメラのフランジとセンサ間の距離よりも短くなり得る理由は
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図9:屈折率の違い(θm vs. θo )により光線が屈折するため、光線の光軸に対する角度は空気中よりも媒質内で浅くなります(nm vs. no )。媒質内でdの距離を伝搬したとき、光線は hm しか光軸に近くなりません。そのため、光線はfの位置よりもΔfだけ遠い位置で光軸と交差します。
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図8:空気中を通る光線は、f.位置で光軸と交差します。光線は距離dを伝搬すると、hoだけ光軸に近くなります。空気の屈折率はno です。
| Example of Calculating Focal Shift | |||
|---|---|---|---|
| Known Information | |||
| C-Mount FFD | f | 17.526 mm | |
| Total Glass Thickness | d | ~1.6 mm | |
| Refractive Index of Air | no | 1 | |
| Refractive Index of Glass | nm | 1.5 | |
| Lens f-Number | f / N | f / 1.4 | |
| Parameter to Calculate | Exact Equations | Paraxial Approximation | |
| θo | 20° | ||
| ho | 0.57 mm | --- | |
| θm | 13° | --- | |
| hm | 0.37 mm | --- | |
| Δf | 0.57 mm | 0.53 mm | |
| f + Δf | 18.1 mm | 18.1 mm | |
| Equations for Calculating the Focal Shift (Δf ) | ||
|---|---|---|
| Angle of Ray in Air, from Lens f-Number ( f / N ) |  | |
| Change in Distance to Axis, Travelling through Air (Figure 8) |  | |
| Angle of Ray to Axis, in the Medium (Figure 9) |  | |
| Change in Distance to Axis, Travelling through Optic (Figure 9) |  | |
| Focal Shift Caused by Refraction through Medium (Figure 9) | Exact Calculation |  |
| Paraxial Approximation |  | |
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図11:公差や温度の影響により、レンズとカメラのフランジバックが異なることがあります。レンズのフランジバックの方が短い場合には、無限遠の物体の像は焦点調整範囲外になります。このシステムでは焦点を合わせられないため、像はぼやけます。
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図10:カメラとレンズのフランジバックが同じときは、カメラのセンサ面とレンズの焦点面は完全に一致しています。無限遠の物体の鮮明な像は、システムの焦点調整範囲の一端で得られます。
カメラとレンズのフランジバック(FFD)を決めるときは、レンズとカメラのセンサ面の間にあるのは空気のみであることを仮定しています。レンズとカメラのセンサの間にウィンドウまたはフィルタ、あるいはその両方が挿入されている場合は、カメラのフランジとセンサ面の間の距離を仕様で指定されたフランジバックよりも長くする必要があるかもしれません。ウィンドウやフィルタにより光路が屈折して焦点面がより遠い位置にシフトするため、フランジバックと同じ距離では短すぎる場合があります。
レンズとカメラセンサの間の光学素子を変更するなら、焦点面のシフト量を計算し、アライメントを保つためにレンズとカメラ間の距離を調整する必要があるかどうか判断してください。焦点の合った像を得るには、適切なアライメントは必要です。理由は、光学素子を変更することで収差やその他の影響が現れ、画像品質が許容できないレベルに低下することがあるためです。
屈折による焦点移動
光が固体媒質を通るときの光路は直線です(図8)。光が焦点に集光していく過程で、光線の光軸に対する角度
平行平面を有する屈折率の高い
光学素子を通るときの光線は、同じ距離だけ空気を通る光線に比べて、光軸に向かう速さは遅くなります。光学素子から出た後の光線の光軸に対する角度は、また光学素子を通過していないときの角度θoになります。しかし、光学素子から出る光線の位置は、光学素子を通らない場合には決して通ることのない、光軸からより遠く離れた位置になります。光学素子によって屈折された光線は光軸からより遠くなるため、光軸と交差する位置は光学素子を通らない光線よりもΔfだけ先にシフトします。光学素子の厚さが増すと、2つの光線の間は広がり、Δfは増大します。
無限遠およびそれを超えた調整
カメラシステムでは、多くのアプリケーションにおいて、無限遠の物体の高品質な像を得ることが要求されます。これらの物体からの光線は平行光で、近い物体からの光線よりもよりレンズに近い位置で焦点を結びます(図10)。カメラとレンズのフランジバックは、無限遠の位置にある物体からの光線の焦点が、カメラのセンサ面と一致するように決められています。レンズに焦点の調整範囲があるときには、その範囲の一端は無限遠の物体に、もう一端はそれよりも近い物体に焦点が合うように調整されています。
温度変化や累積公差などの影響により、レンズやカメラのフランジバックが仕様を満たさない場合があります。レンズの実際のフランジバックがカメラのフランジバックよりも短いときには、カメラのシステムは無限遠の物体の鮮明な像を得ることはできません(図11)。このオフセットは、レンズとカメラセンサの間にある光学素子を取り外したときも生じることがあります。
これを補正するために、レンズによっては焦点を結ぶ物体の位置を、無限遠を「超えて」設定できるようにしています。これは物理的な距離を意味しているわけではなく、単にレンズの焦点面をより遠くまで移動できるようにしているだけです。当社のKiralux™とQuantalux®カメラに付属する調整機能付きCマウントアダプタは、必要に応じて距離を調整できるようになっています。
レンズのフランジバックがカメラのフランジバックよりも長い場合には、無限遠の物体の像はシステムの焦点調整範囲内にありますが、本来は焦点調整範囲内にあるべき近い物体がその範囲外になります。この状況は、レンズとカメラセンサの間に光学素子を挿入することで生じる場合があります。無限遠の物体のイメージングが可能であるならば、この状況はしばしば許容されることがあります。
カメラの設計例
ハーメチックシールされたTE冷却型のCマウントQuantaluxカメラには、フランジ面とセンサ面の間に18.1 mmの固定された距離があります。しかし、Cマウントカメラシステムのフランジバック(f )は17.526 mmです。フランジバックよりも長い距離が必要であることは、ハーメチックカバーにはんだ付けされているウィンドウとセンサを覆うガラスによる焦点移動を考慮すると明白です。図9の下の表に記載されている結果は、厳密な式でも近軸近似の式でも、必要な全体の距離として18.1 mmという値が得られることを示しています。
最終更新日:2020年7月31日
当社では Zelux®、Kiralux®、Quantalux®の3つのシリーズのサイエンティフィックカメラをご提供しております。Zeluxカメラは汎用的なイメージング向けで、設置面積が小さいながら高いイメージング性能を発揮します。Kiraluxカメラに搭載されているCMOSセンサには、モノクロ、カラー、近赤外(NIR)強化型、偏光検出型などの種類がございます。それらを収めた筐体には、薄型のパッシブ放熱型、小型のパッシブ放熱型、ハーメチックシールされた熱電(TE)冷却型がございます。 偏光検出型Kiraluxカメラにはマイクロ偏光子アレイが組み込まれており、ThorCam™ソフトウェアパッケージを使用すると、直線偏光度、方位角、およびピクセルレベルでの強度を表す画像を取得することができます。QuantaluxモノクロsCMOSカメラは、低光量でも使用できるように広いダイナミックレンジと低い読み出しノイズという特徴を備えています。パッシブ冷却方式のコンパクトな筐体、またはハーメチックシールされたTE冷却素子付き筐体でご用意しています。Table 134Aでは当社のカメラのラインナップの概要がご覧いただけます。
| Table 134A Compact Scientific Cameras | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Camera Type | Zelux® CMOS | Kiralux® CMOS | Quantalux® sCMOS | ||||
| 1.6 MP | 1.3 MP | 2.3 MP | 5 MP | 8.9 MP | 12.3 MP | 2.1 MP | |
| Item # | Monochrome: CS165MUa Color: CS165CUa | Mono.: CS135MU Color: CS135CU NIR-Enhanced Mono.: CS135MUN | Mono.: CS235MU Color: CS235CU | Mono., Passive Cooling: CS505MU1 CS505MU Mono., Active Cooling: CC505MU Color: CS505CU1 CS505CU Polarization: CS505MUP1 | Mono., Passive Cooling: CS895MU Mono., Active Cooling: CC895MU Color: CS895CU | Mono., Passive Cooling: CS126MU LP126MU(/M) Mono., Active Cooling: CC126MU Color, Passive Cooling: CS126CU LP126CU(/M) | Monochrome, Passive Cooling: CS2100M-USB Active Cooling: CC215MU |
| Product Photos (Click to Enlarge) |  |  |  | ||||
| Electronic Shutter | Global Shutter | Global Shutter | Rolling Shutterb | ||||
| Sensor Type | CMOS | CMOS | sCMOS | ||||
| Number of Pixels | 1440 x 1080 (H x V) | 1280 x 1024 (H x V) | 1920 x 1200 (H x V) | 2448 x 2048 (H x V) | 4096 x 2160 (H x V) | 4096 x 3000 (H x V) | 1920 x 1080 (H x V) |
| Pixel Size | 3.45 µm x 3.45 µm | 4.8 µm x 4.8 µm | 5.86 µm x 5.86 µm | 3.45 µm x 3.45 µm | 5.04 µm x 5.04 µm | ||
| Optical Format | 1/2.9" (6.2 mm Diag.) | 1/2" (7.76 mm Diag.) | 1/1.2" (13.4 mm Diag.) | 2/3" (11 mm Diag.) | 1" (16 mm Diag.) | 1.1" (17.5 mm Diag.) | 2/3" (11 mm Diag.) |
| Peak Quantum Efficiency (Click for Plot) | Monochrome: 69% at 575 nm Color: Click for Plot | Monochrome: 59% at 550 nm Color: Click for Plot NIR: 60% at 600 nm | Monochrome: 78% at 500 nm Color: Click for Plot | Monochrome & Polarization: 72% (525 to 580 nm) Color: Click for Plot | Monochrome: 72% (525 to 580 nm) Color: Click for Plot | Monochrome: 72% (525 to 580 nm) Color: Click for Plot | Monochrome: 61% (at 600 nm) |
| Max Frame Rate (Full Sensor) | 34.8 fps | 165.5 fps | 39.7 fps | 35 fps (CS505xx1, CC505MU, CS505MUP1), 53.2 fps (CS505xx) | 20.8 fps (CC895MU), 30.15 fps (CS895xx) | 15.1 fps (CC126MU), 21.7 fps (CS126xx and LP126xx(/M)) | 50 fps |
| Read Noise | < 4.0 e- RMS | < 7.0 e- RMS | < 7.0 e- RMS | < 2.5 e- RMS | < 1 e- Median RMS; < 1.5 e- RMS | ||
| Digital Output | 10 Bit (Max) | 10 Bit (Max) | 12 Bit (Max) | 16 Bit (Max) | |||
| PC Interface | USB 3.0 | ||||||
| Available Fanless Cooling | N/A | N/A | N/A | 15 °C to 20 °C Below Ambient Temperature (CCxxxMU Cameras Only) | |||
| Housing Size (Click for Details) | 0.59" x 1.72" x 1.86" (15.0 x 43.7 x 47.2 mm3) | Passively Cooled CMOS Camera TE-Cooled CMOS Camera Passively Cooled Low-Profile CMOS Camera | Passively Cooled sCMOS Camera TE-Cooled sCMOS Camera | ||||
| Typical Applications | Mono. & Color: Brightfield Microscopy, General Purpose Imaging, Machine Vision, Material Sciences, Materials Inspection, Monitoring, Transmitted Light Spectroscopy, UAV, Drone, & Handheld Imaging Mono. Only: Multispectral Imaging, Semiconductor Inspection Color Only: Histopathology | Mono., Color, & NIR: Brightfield Microscopy, Ca++ Ion Imaging, Electrophysiology/Brain Slice Imaging, Flow Cytometry, Fluorescence Microscopy, General Purpose Imaging, Immunohistochemistry (IHC), Laser Speckle Imaging, Machine Vision, Material Sciences, Materials Inspection, Vascular Imaging, Monitoring, Particle Tracking, Transmitted Light Spectroscopy, Vascular Imaging, VIS/NIR Imaging Mono. Only: Multispectral Imaging Semiconductor Inspection Color Only: Histopathology NIR Only: Ophthalmology/Retinal Imaging | Mono. & Color: Autofluorescence, Brightfield Microscopy, Electrophysiology/Brain Slice Imaging, Fluorescence Microscopy, Immunohistochemistry (IHC), Machine Vision, Material Sciences, Materials Inspection, Monitoring, Quantitative Phase-Contrast Microscopy, Transmitted Light Microscopy Mono. Only: Multispectral Imaging Semiconductor Inspection Color Only: Histopathology | Mono. & Color: Autofluorescence, Brightfield Microscopy, Electrophysiology/Brain Slice Imaging, Fluorescence Microscopy, Immunohistochemistry (IHC), Machine Vision, Material Sciences, Materials Inspection, Monitoring, Quantitative Phase-Contrast Microscopy, Transmitted Light Microscopy Mono. Only: Multispectral Imaging, Semiconductor Inspection Color Only: Histopathology Polarization Only: Inspection, Surface Reflection Reduction, Transparent Material Detection | Mono. & Color: Autofluorescence, Brightfield Microscopy, Electrophysiology/Brain Slice Imaging, Fluorescence Microscopy, Immunohistochemistry (IHC), Machine Vision, Material Science, Materials Inspection, Monitoring, Quantitative Phase-Contrast Microscopy, Transmitted Light Microscopy Mono. Only: Multispectral Imaging, Ophthalmology/Retinal Imaging, Semiconductor Inspection Color Only: Histopathology LP126xx(/M), CS126xx, and CC126MU Only: Whole-Slide Microscopy | Passive & Active Cooling: Autofluorescence, Brightfield Microscopy, Fluorescence Microscopy, Immunohistochemistry (IHC), Material Sciences, Materials Inspection, Monitoring, Quantitative Phase-Contrast Microscopy, Quantum Dots, Semiconductor Inspection, Transmitted Light Microscopy, Whole-Slide Microscopy Active Cooling Only: Electrophysiology/Brain Slice Imaging, Multispectral Imaging | |
| Posted Comments: | |
qi xu
(posted 2024-11-26 16:32:02.697) Hello, engineers from Thorlabs. I would like to know the specific model of the CC215MU camera sCMOS. I am not sure if it would be convenient for you to provide this information.If possible, please send email to me. Thank you! EGies
(posted 2024-12-03 05:37:09.0) Thank you for contacting Thorlabs. I have reached out to you directly regarding the CC215MU sensor model. Yuqin Zong
(posted 2024-05-10 12:27:41.7) Hi Support,
Is the dark counts of a CC215M camera specified? such as 1 e- per pixel per second?
What is the main difference between CMOS camera nd sCMOS camera?
Thank you
Yuqin cdolbashian
(posted 2024-05-21 11:43:43.0) Thank you for reaching out to us with this inquiry. We have some estimates regarding the dark count. For an ambient environment with no TEC active, the dark count would be approximately 20e-/px/sec with the chip 20C with the ambient temp at 20C. This assumes the chip AND the ambient temp are 20°C, which in reality will almost never happen due to the heat generated by image acquisition. Realistically, with the TEC engaged, we would expect 3 e-/pixel/sec at 20°C ambient and the chip being actively pulled to its temperature setpoint. Regarding the difference between SCMOS and CMOS, the 'S' indicates that the camera grade is a slightly higher performer spec-wise, and is more suitable for scientific applications. I have contacted you directly to discuss your inquiries further. user
(posted 2022-10-03 15:51:28.063) Hello,
I am controlling the CS2100M with a simple python script. The camera works at longer exposure times (100ms) but keeps crashing when I try at shorter times (1ms). The crashes are less frequent when I change image_poll_timeout to a shorter time, but I still can't the camera to run consistently. The error message that I get is: raise TLCameraError(_create_c_failure_message(self._sdk, "tl_camera_get_pending_frame_or_null",
thorlabs_tsi_sdk.tl_camera.TLCameraError: tl_camera_get_pending_frame_or_null() returned non-zero error code: 1004; error message: Condition is unexpectedly false: Expected metadata with the frame. Error: Invalid operation.
Many Thanks cdolbashian
(posted 2022-10-14 03:12:45.0) Thank you for reaching out to us with this inquiry. Based on our conversations, it seems like the problem did not lie in the commands used but rather the way they were implemented and the construction of the script itself. We have provided you with an example code which achieves the desired result, according to our conversations. Ajinkya Punjal
(posted 2022-06-25 17:39:23.737) I have two questions
1. Can the binning be increased such that the frame rate reaches 1000Hz
2. Our lab temperature is set to 22 deg is it okay to this product for proper functioning cdolbashian
(posted 2022-07-06 11:43:50.0) Thank you for reaching out to us Ajunkya. The binning for the CMOS cameras is done in software. Because of this, binning doesn't actually increase framerate from the camera. Reducing the ROI will indeed increase FPS but only up to 869.6 fps for this at minimum ROI (260x4 pixels)
That operating temp, assuming its in F, is out of our suggested range. Condensation is likely at this temperature which could damage the
sensor and electronics. If, on the other hand, the temperature is 22C that should be perfectly fine. user
(posted 2022-01-24 06:01:48.49) Hello,
Is the saved TIFF the raw data of the camera (raw pixel values without offset/conversion factor)?
Thanks! jgreschler
(posted 2022-01-25 10:42:42.0) Thank you for reaching out to Thorlabs. The data saved as a TIFF file is the raw data of the camera provided you use the "16-bit TIFF without annotation" selection while saving. user
(posted 2021-10-11 10:05:49.24) What units does the histogram save the recorded values? azandani
(posted 2021-10-12 04:01:28.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. The histogram function data can be saved into a text file, with the first column being units of digital signal level (all possible pixel values) and the second column will be the number of occurrences for each value. Alejandro Hnilo
(posted 2021-02-25 07:45:04.51) I am considering using one of the Quantalux cameras to get images of the very faint fluorescence pattern produced in frequency down conversion setups (the one used to generate entangeld states of photons at 810 nm). I anticipate I will have to cool it down as much as possible. I see the image obtained at -20C. How was it obtained? I read TEC reaches just 0 C at 20C room temperature.
I may use liquid nitrogen. Is there some mounting able to put the camera into liquid nitrogen? Which one of the two cameras is the best option in this case? Of course, water vapor condensation on the camera is an issue. All advices or warnings are welcome. YLohia
(posted 2021-03-12 03:40:47.0) Thank you for contacting Thorlabs. The CC215MU achieves a sensor temperature of approximately 0 deg C in a 20 deg C ambient environment. I am not sure which image you're referring to, but if the description states that it was taken at -20 deg C, that's an error that we will have to address with our web team. We don't provide any means of cryogenically cooling the camera and it is not designed to operate at such low temperatures. Daniel de Malmazet
(posted 2020-12-17 18:16:17.37) Hi, Could you please confirm whether this camera is supported by the ThorImage Ls software?
Thanks YLohia
(posted 2020-12-18 11:46:43.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. Yes, the Quantalux is fully supported by ThorImage LS - it is the standard camera we sell with the 2P system. Daniel Larrañaga
(posted 2020-09-24 14:53:14.727) Hello. Can you help me with a problema with a CS2100M-USB camera? Sometimes when I try to connect to my computer, the status led keeps in orange color and the software launch a message with code error 1002. In this situations I need to reconnect a lot of times the camera to the computer until in a fortuitous event the led changes to blue and the software recognizes the device. I sent a email to techinical support but have not recived a answer to this problem. YLohia
(posted 2020-09-24 03:31:54.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. We received your email a few hours ago. Based on your description, it sounds like this issue is coming from the USB on either the camera or the PC. Please test this with a different USB cable. We have reached out to you directly to troubleshoot this. user
(posted 2020-09-03 17:32:07.66) Can you better specify the main differencies between the CS2100M-USB and the CC215MU? In particular what is the difference in terms of readout noise and dark current YLohia
(posted 2020-09-22 09:30:45.0) Thank you for contacting Thorlabs. The readout noise is not strongly temperature dependent, hence the values are essentially the same and are specified as such. Dark current is very strongly temperature-dependent, and the most obvious impact of cooling is the reduction of hot pixels in the CC251MU. However, those are outliers, and would not be represented a mean dark current measurement. The dark current, when the CC215MU's cooler is energized and the camera is at equilibrium at a 20 deg C ambient temperature, is approximately 0.18 electrons per pixel per second. user
(posted 2020-03-31 07:47:58.487) Hi are you planning to release NIR-Enhanced sCMOS? YLohia
(posted 2020-03-31 10:22:24.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. While we currently do not have any plans of releasing an NIR-enhanced version of the CS2100M-USB, we did just release the CS135MUN, which is an NIR-Enhanced CMOS Camera. MUSA AYDIN
(posted 2019-11-08 15:07:42.693) Dear Thorlabs employee,
I'm currently using CS2100M-USB Quantalux® sCMOS Camera. I would have a question about the use of this product. Using the sample codes found in the thorcam installation folder with windows operating system and matlab, I get the image from the camera along with the matlab. I'm loading the camera's .dlls using the NET.addAssembly ([pwd,/Thorlabs.TSI.TLCamera.dll']) command.
Everything goes very well until this moment but now I have to switch to linux (ubuntu) operating system. how to use this camera with matlab on linux operating system i haven't done it yet. .net dlls cannot be used with linux. Is it possible to use the camera via mex file with linux and matlab? Is there a matlab mex file you share?
Thank you in advance for your help and support.
Best regards. nbayconich
(posted 2019-11-11 01:17:27.0) Thank you for contacting Thorlabs. We unfortunately do not support MatLab with Linux OS systems at the moment, we use .NET to interface MatLab & LabVIEW and .NET is a Microsoft Windows framework only. We do however offer support for Python and C/C++ with our scientific cameras which could be used as an alternative method. Laszlo Barna
(posted 2019-09-25 08:31:22.987) Dear ThorLabs,
Could you please share how did you calculated the 87dB dynamic range for the CS2100M-USB camera?
thanks,
Laszlo Barna
Core Facility Manager YLohia
(posted 2019-10-22 02:24:58.0) Hello Laszlo, thank you for contacting Thorlabs. This was computed using the equation 20*log(FullWellElectrons/ReadNoise) = 20*Log(23000/1) = 87 dB. JIAJI LI
(posted 2019-06-05 15:59:42.2) Hello, I am trying to connect CS2100M-USB camera to my commuter, and I have downloaded and installed corresponding USB type camera driver. But the camera is recognized as "Cypress FX3 USB BootLoader Device" in the Device Manager, and the Statues LED is always on and color is yellow. And the Thorlabs software (ThorCam) shows there is no camera is detected (after several times refresh).
Could you give me some suggestions why this might be?
Thanks a lot! YLohia
(posted 2019-06-21 10:30:43.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs and my apologies for any issues caused by this item. Based on our direct correspondence and troubleshooting, we have decided to bring in this unit for inspection. user
(posted 2018-10-31 09:32:45.943) Hello, I'm trying to use the camera to Micro-Manager, and I have copied the relevant dlls into the Micro-Manager folder, however I keep getting a message that no camera is detected. This despite the fact the camera works fine with the Thorlabs software and the blue light is on. Any suggestions why this might be? Thanks in advance. YLohia
(posted 2018-11-05 11:37:07.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. Please email us at techsupport@thorlabs.com for step-by-step instructions on how to set up uManager with this camera since you did not leave your contact information. craig.ingram
(posted 2018-10-25 22:56:25.36) Can you record the temperature of the camera or sensor while taking frames? YLohia
(posted 2018-10-26 09:03:28.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. Unfortunately, we do not offer the capability to measure temperature of the sensor. mlippert
(posted 2018-07-18 00:09:02.8) Hi, is there a global shutter version planned and if yes, when approximately would be the release? YLohia
(posted 2018-07-19 02:32:13.0) Hello, there are currently no plans for a global shutter version of the Quantalux since the sensor used in it does not support this operation mode. Two alternatives would be to leverage the Equal Exposure Pulse feature on the Quantalux to eliminate the effect of the rolling shutter, or try our recently released CS505MU or CS505CU cameras which use a global shutter. tilburdj
(posted 2018-04-13 14:22:15.51) Hello,
After checking the hardware requirements would this work with an Intel Core i9-7900X Skylake-X 10-Core 3.3 processor? You have i5, i7, and i8 listed as acceptable processors (you may have to correct the i8 listed on the website since it does not exist). mmcclure
(posted 2018-04-18 01:40:06.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. Your 3.3 GHz Intel Core i9 processor satisfies the minimum CPU requirements to run our ThorCam software. As mentioned on the Software tab above, we recommend an Intel Core i5 or Higher architecture with a speed ≥3.0 GHz. shiner80
(posted 2018-03-29 17:03:29.557) I would also need to know when the drivers/SDK for using the CS2100m-usb with micromanager will be provided as it is basically the reason why I buyed this camera.
Thanks,
Davide YLohia
(posted 2018-04-10 08:33:07.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. CS2100M-USB is now compatible with MicroManager. user
(posted 2018-03-29 10:53:17.753) When would the software of CS2100M-USB become compatible with MicroManager? Thanks YLohia
(posted 2018-04-10 08:33:06.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. CS2100M-USB is now compatible with MicroManager. Roger.John
(posted 2017-12-27 10:49:25.637) Hello, do you offer a Linux SDK? tfrisch
(posted 2018-01-04 01:37:08.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. While we don't currently have a complete SDK, I can reach out to you with the details we do have. max.ulbrich
(posted 2017-12-19 14:01:58.38) Do you have information on the dark current?
Is it possible to have a demo device for testing? tfrisch
(posted 2018-01-16 02:41:29.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. The dark current for the sCMOS sensor (as provided by the manufacturer) is 20 e/p/s at 20C. We will reach out to you directly about the demo. user
(posted 2017-10-19 13:50:35.92) How exactly is the hardware binning achieved? Is the mean of the pixels calculated or are the values simply added, forgoing the possibility to use binning under conditions where the total light exposure on the binned pixels exceeds the well depth of a single pixel? tfrisch
(posted 2017-11-15 04:19:26.0) Hello, thank you for contacting Thorlabs. The binning is performed on-camera in the digital domain, since charge-domain binning is not possible. It is a sum, not an average, so total light exposure should be monitored to avoid saturation. g.whyte
(posted 2017-10-04 14:02:29.73) What are the frame rates at 640 x 480, 320 x 240 and 64 x 48 for direct comparison to the 340M "Scientific Cameras for Microscopy: Fast Frame Rate"? tfrisch
(posted 2017-10-05 02:30:14.0) Hello, thank you for your feedback. You can use the below data. This is changing the region of interest rather than binning. sCMOS does not have on-chip binning like some CCD cameras, so binning will not increase frame rate. Decreasing the region of interest will decrease field of view while preserving resolution. I will also send it to you directly by email.
Data Rate=30FPS
Exposure=1ms
640x480=70fps
320x240=139.5fps
64x48=675fps
Data Rate=50FPS
Exposure=1ms
640x480=114.6fps
320x240=228.3fps
64x48=969fps |
Camera Selection Tool
Reset Parametersof 31 Products Shown
Select Parameters
Select Applications
of 31 Products Shown
| Item Number | Sensor Type | Optical Format | Electronic Shutter | Pixel Size | Max Frame Rate | Read Noise | Digital Output | Cooling | Housing Dimensions |
|---|
ズーム- ファンのないパッシブ型の温度管理
- 70.4 mm x 60.3 mm x 47.6 mmのコンパクトな筐体
- 30 mmケージシステムに対応
- 開口部はSM1ネジ付き、標準的なCマウントに対応するアダプタが付属
- USB 3.0ケーブルが付属
コンパクトなQuantaluxカメラCS2100M-USBは、センサに対してパッシブな温度管理を行うように設計されており、そのため冷却ファンや熱電冷却(TEC)素子を使用せずに暗電流を低減することができます。短い露光時間(500 ms未満)で済むような高光量でのイメージング用としては、一般にパッシブ冷却方式のカメラCS2100M-USBで十分です。500 msよりも長い露光時間を必要とする低光量でのイメージング用としては、TE冷却素子付きカメラCC215MUを強くお勧めいたします。
2/3インチフォーマットのモノクロsCMOSセンサのおおよその位置は、カメラ本体の上部に刻印された線で示されています。付属のクリアウィンドウ(400～700 nmのARコーティング付き)は取り外して別のØ25 mm～Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学素子と交換することができます。Cマウントアダプタを使用する場合は、取り付けられる光学素子の最大厚さは1.270 mmです。使用しない場合は、最大厚さは4.4 mmになります。クリアウィンドウを取り外している間に、センサのフェイスプレートに埃や汚れが付着する可能性があります。フェイスプレートをクリーニングする際は、センサが傷つかないようにご注意ください。
フランジ焦点距離(フランジバック)を±1.5 mmの範囲で調整できるCマウントアダプタが、予め工場で装着されています。そのため、到着後すぐに様々な顕微鏡やマシンビジョンカメラ用レンズ、Cマウントエクステンションチューブなどを取り付けることができます。交換用のCマウントアダプタSM1A10Aは別売りでご用意しております(下記参照)。このアダプタを取り外すとSM1ネジが露出します。そのネジを用いてØ25 mm～Ø25.4 mm(Ø1インチ)レンズチューブやSM1ネジ付きアダプタを取り付けることができます。カメラの筐体前面には4つの#4-40取付け穴があり、それを用いて30 mmケージシステムに直接接続できます。また当社ではCマウントネジ付きアリ溝アダプタもご用意しており、これを用いるとカメラと30 mmケージシステムやSM1レンズチューブとの着脱が容易になります。筐体の対向する2つの側面に合計2つの1/4"-20タップ穴があり、それらを用いてインチ規格のØ1/2インチポストのほか多くの標準的な三脚に取り付けることができます。
Quantaluxカメラの取付機能 | ||||
 Click to Enlarge Cマウントアダプタおよびロッキングリングを取り外すとSM1ネジが露出します。このネジを利用して、当社の標準的な部品を用いてカスタム仕様のアセンブリを構築できます。 |  Click to Enlarge 開口部のSM1ネジを用いて取り付けられたSM1レンズチューブ |  Click to Enlarge 4つのタップ穴(#4-40)を用いて30 mmケージシステム用部品を取り付けられます。この写真では、Cマウントネジ付きケージプレートCP13(/M)が取り付けられています。 | ||
ズーム- ファンのない熱電冷却方式(TEC)
- 筐体寸法: 109.0 mm x 104.8 mm x 104.8 mm
- 60 mmケージシステムに対応
- 標準的なCマウントに対応するアダプタが予め装着済み
- USB 3.0ケーブルとACアダプタが付属
ハーメチックシールされた冷却型のQuantaluxカメラCC215MUには、外側の大きなヒートシンクの内部に熱電冷却されたチャンバがあり、センサを能動的に冷却して暗電流を低減します。こちらのカメラは、500 ms以上の露光時間を必要とするような低光量での用途にお勧めしています。短い露光時間(500 ms未満)で済むような高光量での用途には、一般にパッシブ冷却タイプのカメラCS2100M-USBで十分です。
2/3インチフォーマットのモノクロsCMOSセンサの位置は、各側面の前方にある4つの1/4"-20取付け穴とほぼ一致しています。カメラ前端の取り外し可能なCマウントアダプタにより、透明な保護ウィンドウが保持されています。400～700 nmのARコーティングが施されたこのウィンドウは、取り外して厚さ2.0 mm以下のØ25 mm～Ø25.4 mm(Ø1インチ)光学素子と交換できます。この保護ウィンドウを取り外しているときに、ハーメチックシールされたチャンバのガラスカバーに埃や汚れが付着する可能性があります。このカバーをクリーニングする際は、ガラスに傷などがつかないようにご注意ください。
フランジ焦点距離(フランジバック)が固定のCマウントアダプタが工場で予め装着されており、到着後すぐに様々な顕微鏡やマシンビジョンカメラ用レンズ、Cマウントエクステンションチューブなどを取り付けることができます。カメラの筐体前面には4つの#4-40取付け穴があり、それらを用いて60 mmケージシステムに直接接続できます。また当社ではCマウントネジ付きアリ溝アダプタもご用意しており、これを用いるとカメラと30 mmケージシステムやSM1レンズチューブとの着脱が容易になります。各側面にはそれぞれ1/4"-20タップ穴があり、インチ規格のØ1インチ台座付きピラーポストまたはピラーポストに取り付けることができます。このように様々な取付け方ができるため、このカメラは市販の顕微鏡や自作のイメージングシステムに組み込むのに適しています。
冷却タイプQuantaluxカメラの取付機能 | ||||
 Click to Enlarge Cマウントアダプタ上の3つのキャップスクリュは、付属の六角レンチで緩めることができます。保護ウィンドウはアダプタ内にOリングで保持されています。 |  Click to Enlarge 4つのタップ穴(#4-40)を用いて60 mmケージシステム用部品を取り付けられます。この写真では、SM1ネジ付きケージプレート CP33(/M)などの30 mmケージシステム部品と接続するためのケージプレートアダプタLCP02(/M)が取り付けられています。 | |||
ズーム
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Arduinoに接続されたTSI-IOBOB2から小型サイエンティフィックカメラにトリガ信号を送信するときの概要図
下記のアクセサリを用いると、sCMOSとCMOSカメラの補助ポートを簡単に利用できるようになります。カメラに外部トリガ信号を入力するときや、カメラの状態をオシロスコープでモニタするとき、またはカメラを他の機器と同時に制御する必要があるときなどにご利用ください。
USB3.0カメラ用には、PCに接続する際のPCIe USB3.0カードもご用意しております。
補助I/Oケーブル(8050-CAB1)
8050-CAB1は長さ3 mのケーブルです。当社のサイエンティフィックカメラ*の補助コネクタに接続することで、カメラへの外部トリガ信号の入力やステータス出力信号のモニタができます。ケーブルの一端にはカメラ接続用の12ピンコネクタ(オス)が付いており、もう一端には外部機器接続用の6ピンMini Dinコネクタ(オス)が付いています。このケーブルは、下記のブレイクアウトボードと組み合わせて使用するのに適しています。ピン配列については、「ピン配列」タブをご覧ください。
*8050-CAB1は、当社の旧製品1500Mシリーズカメラには対応しません。
ブレイクアウトボード(TSI-IOBOB)
TSI-IOBOBは、当社のサイエンティフィックカメラの補助ポートに接続されたケーブルの6ピンMini Dinコネクタの信号を、5つのSMAコネクタに分岐します。それぞれのSMAコネクタは、SMAケーブルを介して、カメラへのトリガ信号を送信する機器や、カメラの状態をモニタする機器などと接続することができます。ピン配列については、「ピン配列」タブをご覧ください。
ブレイクアウトボード/Arduino用(TSI-IOBOB2)
TSI-IOBOB2は、TSI-IOBOBと同様にカメラ信号を分岐します。それに加えて、Arduino Uno Rev. 3のフォームファクタをサポートするArduinoボードに取り付けると、TSI-IOBOB2はArduinoのシールドとして機能します。カメラの入出力信号は5 V LVTTLですが、TSI-IOBOB2には双方向ロジックレベルコンバータが搭載されているため、5 Vまたは3.3 Vロジックで動作するArduinoボードにも対応しています。サイエンティフィックカメラ制御用のサンプルプログラムがソフトウェアのページからダウンロードいただけます。またマニュアル(下の型番横の赤いアイコンをクリック)にも記載されています。ArduinoやArduinoボードの詳細についてはwww.arduino.ccをご覧ください。
右の構成図では、カメライメージングシステムに組み込まれたTSI-IOBOB2とArduinoボードを示しています。カメラとブレイクアウトボードはケーブル8050-CAB1(別売り)で接続されています。シールド上のピンを利用して信号を送信し、光源、シャッタ、モーションコントロールデバイスなどの周辺機器を同時に制御することができます。制御プログラムをArduinoボードに書き込んだ後、ホストPCからUSB接続を取り外せば、スタンドアローンでシステム制御が可能なプラットフォームになります。またUSBを接続したままにすればArduinoとPCの双方向通信が可能です。TSI-IOBOB2は68.6 mm x 53.3 mmと小型であるため、コンパクトなシステムを実現できます。
USB 3.0カメラ用アクセサリ(CABU31、CABU32、USB3-PCIE)
当社ではカメラをPCに接続するためのUSB3.0 A-Micro Bケーブルを2種類ご用意しております(各カメラにはストレート型コネクタの付いたケーブルが1本付属しています)。ケーブルCABU31にはストレート型のMicro-Bコネクタが付いており、その両端に付いているネジとデバイス側のタップ穴を結合してコネクタを固定します。ケーブルCABU32にはL型のコネクタが付いており、その固定用ネジは1本になっています。どちらのケーブルも長さは3 mです。
USB 3.0に対応するカメラは、ノート型PCやデスクトップ型PCのUSB 3.0ポートに直接接続できます。USB 3.0カメラはUSB 2.0ポートには適合しません。ホスト側のUSB 3.0ポートは多くの場合は青色ですが、黒色の場合もあります。また、一般にSuperSpeedを表す「SS」マークが付いています。Intel USB 3.0コントローラを内蔵していないPC向けに、USB 3.0用PCIeカードを別売りでご提供しております。なお、USBハブを使用すると性能に影響を与える場合がありますのでご注意ください。PCとは専用ケーブルで接続することをお勧めいたします。
ズーム
SM1A10Aは、非冷却型Kiralux®およびQuantalux®カメラのための、交換用のSM1-Cマウントアダプタです。アダプタにはSM1外ネジとCマウント内ネジが付いており、多くの顕微鏡、マシンビジョン用カメラレンズ、Cマウントエクステンションチューブに取付け可能です。アダプタにはロッキングリングSM1NTも1個付属します。
 sCMOS 2.1 MP 小型顕微鏡用カメラ |