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Quantalux™ sCMOSカメラ


  • 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

Merged triple emission fluorescence image of FluoCells® prepared BPAE cells. Click Here to download the full-resolution image.

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Scientific Camera Selection Guide
Compact
Scientific
Quantalux™ 2.1 MP sCMOS
(<1 e- Read Noise)
5 MP CMOS
8.9 MP CMOS
Scientific
CCD
1.4 MP CCD
4 MP CCD
8 MP CCD
VGA Resolution CCD
(200 Frames Per Second)

用途

  • 蛍光顕微鏡
  • 可視域・近赤外域イメージング
  • 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
  • 蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)

特長

  • 1920 x 1080ピクセル(2.1メガピクセル)のモノクロsCMOSセンサ
  • 高い量子効率(モノクロタイプでは最大量子効率600 nmで61%)
  • 冷却ファンのないパッシブ型の温度管理により、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露光モード
  • 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、8.1、10用のThorCam™ソフトウェア
  • LabVIEW、MATLAB®、µManager / ImageJ、.NETをサポート
  • ソフトウェア開発者向けの解説付きフル機能API
  • 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
  • 30 mm ケージシステムに取付け可能

当社のQuantalux™サイエンティフィックCMOS(sCMOS)カメラは、要件の厳しいイメージングにおいて求められる、極めて低い読み出しノイズと高い感度特性を有しています。コンパクトな筐体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、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。このような特長を有するQuantaluxカメラは、蛍光顕微鏡のような低光量のイメージングに適しています。

sCMOS Cameras for Microscopy
モノクロQuantaluxカメラを用いてマウスの腎臓のFluoCells®蛍光スライドを撮像。
Click here to view the full-resolution image.

Quantalux sCMOSカメラにはモノクロセンサが付いています。USB 3.0インターフェイスにより、ほとんどのPCに接続できます。また、Windows 7、8.1、10用のThorCamソフトウェアも付属しています。LabVIEW、MATLAB、µManager / ImageJ、.NETをサポートしています。開発者の方はフル機能のAPIおよびSDKをご活用いただけます。

Quantaluxカメラにはクリアウィンドウが付いていますが、これは厚さ4 mmまでのØ25 mm光学素子と交換することができます。開口部にはØ25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)レンズチューブに対応するSM1ネジが付いています。ここには調整可能なCマウントアダプタが装着された状態で出荷されるので、到着後すぐに様々な顕微鏡やマシンビジョンのカメラレンズCマウントエクステンションチューブなどに取り付けることができます。当社の30 mmケージシステムに取り付けるための4つのタップ穴(#4-40)も付いています。一方、筐体の両側にある2つの1/4"-20タップ穴には、インチ規格のØ1/2インチポストを取り付けられます。 Quantaluxカメラは小型で各種マウントに柔軟に対応できるので、市販の顕微鏡を用いたイメージングシステムはもちろん、自作のシステムに組み込むのにも適した製品です。

Quantalux取付け機能

Compact sCMOS camera
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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。このネジを用いると、当社の標準的な部品を使用してカスタム仕様のアセンブリを構築できます。
Low Noise sCMOS Camera
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マシンビジョン用レンズMVL50M23を取り付けた小型のQuantaluxカメラ
Low Noise sCMOS Camera
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SM1ネジ付き開口部を使用して取り付けたSM1レンズチューブ
Low Noise sCMOS Camera
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4つのタップ穴を使用して30 mmケージシステム用部品をカメラに取り付けられます。この写真では、Cマウントネジ付きケージプレートCP13(/M)を取り付けています。
sCMOS Microscope Camera
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カメラチューブWFA4100を用いると、この小型サイエンティフィックカメラをCerna®顕微鏡に取り付けられます。
Item #aCS2100M-USB
Sensor TypeMonochrome sCMOS
Effective Number of Pixels
(Horizontal x Vertical)
1920 x 1080
Imaging Area
(Horizontal x Vertical)
9.6768 mm x 5.4432 mm
Pixel Size5.04 µm x 5.04 µm
Optical Format2/3" (11 mm Diagonal)
Max Frame Rate50 fps (Full Sensor)
Sensor Shutter TypeRolling
Peak Quantum Efficiency61% at 600 nm
Removable Window Coating ReflectanceRavg < 0.5% over 400 - 700 nm
(Per Surface)
Exposure Time0.029 ms to 7767.2 ms in ~0.03 ms Increments
Pixel Clock Speed74.25 MHz to 148.5 MHz
ADCb Resolution16 Bit
Vertical and Horizontal Hardware BinningcContinuous Integer Values from 1 to 16
Region of Interest (ROI)8 x 2 Pixelsc to 1920 x 1080 Pixels, Rectangular
Read Noise<1 e- Mediand
Digital Output16 Bit
Dynamic RangeUp to 87 dB
Full Well≥23 ke-
Lens MountC-Mount (1.000"-32)
USB Power Consumption3.7 W @ 30 fps (Full Sensor ROI)
4.3 W @ 50 fps (Full Sensor ROI)
  • ここに示す性能は「ソフトウェア」タブの表に記載されている推奨仕様を満たすPCを使用した場合に有効です。
  • ADC = Analog-to-Digital Converter(アナログ‐デジタル コンバータ)
  • 1 x 1ビニングを使用した場合
  • センサの製造元から示された仕様値。RMS読み出しノイズは1.5 e未満です。
Example Frame Rates at 1 ms Exposure TimeData Ratea
30 fps50 fps
Full Sensor (1920 x 1080)30 fps50 fps
Half Sensor (960 x 540)60 fps100 fps
1/10 Sensor (192 x 108)300 fps500 fps
  • データレートはThorCamで選択できます。またピクセルクロック速度に依存します。

カメラ背面パネルにおけるコネクタ位置

Quantalux Back Panel
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のコネクタの位置


TSI-IOBOBおよびTSI-IOBOB2のコネクタ8050-CAB1のコネクタカメラの補助(I/O)ポート
6 Pin Mini Din Female Connector
メス型6ピンMini Dinメス型コネクタ
6 Pin Mini Din Male Connector
オス型6ピンMini Dinオス型コネクタ(ケーブルのTSI-IOBOB側端)
12 Pin Hirose Male Connector
オス型12ピンコネクタ(ケーブルのカメラ側端)
12 Pin Hirose Female Connector
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はメス型のコネクタで、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の両端にはオス型のコネクタが付いています。カメラに接続する端には12ピンのコネクタ、ブレイクアウトボードに接続する端には6ピン Mini Dinコネクタが付いています。 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ていますが、ピン4(接地端子)は、各SMAコネクタのパッケージに接続されます。 8050-CAB1では使用されていないI/O機能をご入用の場合は、カメラがCEならびにFCCコンプライアンスに準拠するようシールドケーブルを加工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 #
SignalDescription
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。
46STROBE_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。
53TRIGGER_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。
61LVAL_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。各ライン間ならびに各フレーム間では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_RTNOPTO 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の駆動電源の供給が必要。内部の直列抵抗により、10 Vにおいて電流は50 mA以下に制限されます。
104GNDカメラ信号用アース。
11-GNDカメラ信号用アース。
125FVAL_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。
Scientific Camera, Cables, and Accessories
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CS2100M-USBパッケージの同梱内容

CS2100M-USBにはカメラ本体のほかに以下が含まれています。

  • USB 3.0ケーブル(Micro B-A)
  • 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
  • ThorCamソフトウェア付きCD
  • 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、8.1、10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、OEMや開発者向けのカスタム用途にもお使いいただけます。SDKは、C、C++、C#、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、MetaMorph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、ブレークアウトボードTSI-IOBOB2用のArduinoのコード例もご提供しています。

Recommended System Requirementsa
Operating SystemWindows® 7, 8.1, or 10 (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 CarddDedicated Adapter with ≥256 MB RAM
Power Supply≥600 W
MotherboardUSB 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
Camera Link (-CL) Cameras: One Unused PCIe x4/x8/x16 Slot
ConnectivityUSB or Internet Connectivity
for Driver Installation
  • 要件の厳しい用途においてフレーム落ちを最小限に抑える方法については、下記の性能に関する注意点をご参照ください。
  • Intel Core i3プロセッサならびにIntelのモバイル向けプロセッサでは、要求を満たさない場合があります。
  • イメージシーケンスを保存するときにディスクへの安定したストリーミングを実現するために、SSD(ソリッドステートドライブ)の使用をお勧めいたします。
  • Intel Core i5ならびにi7プロセッサのオンボードグラフィックスも使用可能です。

ソフトウェア

バージョン3.2.0

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。.

Software Download

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のシールド(拡張ボード)であるTSI-IOBOB2用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やトリガ画像取得の状態をモニタする
Software Download

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。

Thorcam GUI Window

カメラ制御および画像取得

カメラ制御および画像取得機能は、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)から起動することができます。カメラパラメータは、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で設定できます。スナップショットボタンを押すと、その時点でのカメラの設定でシングルイメージが取得できます。

スタート/ストップボタンを押すと、トリガ画像取得などのカメラ設定に基づいて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のように、時系列制御によりタイムラプス(低速度撮影)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。この出力は、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

上の画像の黄色の枠内にあるように、ThorCamには注釈および測定機能が多数内蔵されています。これらは取得後の画像を分析するのに役立ちます。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。

上の画像の赤、緑、青の枠内に示すように、ライブ画像および取得済み画像に関する情報を表示することができます。

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については32ビット版および64ビット版の両方をサポートしています。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。

Thorcam Software Screenshot
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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。
Thorcam Software Screenshot
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図2: ThorCamソフトウェアのスクリーンショット。計数機能による情報が表示されています。

 

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一つとして、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。

Pixel PeekVertical and Horizontal Line ProfilesHistogramCamera Control IconsMeasurement and Annotation FunctionsMeasurement and Annotation Functions

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。

Camera Timing Diagram
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図1: ストリーミングオーバーラップ露光 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。
Timing Diagram
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図2: 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。
Camera Timing
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図3: 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。
Camera Triggering in ThorCam Software
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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、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。

CMOS Camera EEP Diagram
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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。

CMOS Camera EEP Diagram
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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

Camera Triggering with TSI-IOBOB2 Sheild for Arduino
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。図はサイエンティフィックCCDカメラの背面パネルですが、Quantalux sCMOS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。

TSI Logo

About Thorlabs Scientific Imaging

Thorlabs Scientific Imaging (TSI) is a multi-disciplinary team dedicated to solving the most challenging imaging problems. We design and manufacture low-noise, high performance scientific cameras, interface devices, and software at our facility in Austin, Texas. In addition, we are leveraging the engineering experience across Thorlabs, a vertically integrated photonics products manufacturer, to bring to market a line of integrated imaging systems, including our forthcoming, patent-pending system for whole-slide scanning.

A Message from TSI's General Manager

As a researcher, you are accustomed to solving difficult problems but may be frustrated by the inadequacy of the available instrumentation and tools. The product development team at Thorlabs Scientific Imaging is continually looking for new challenges to push the boundaries of Scientific Cameras using various sensor technologies. We welcome your input in order to leverage our team of senior research and development engineers to help meet your advanced imaging needs.

Thorlabs' purpose is to support advances in research through our product offerings. Your input will help us steer the direction of our scientific camera product line to support these advances. If you have a challenging application that requires a more advanced scientific camera than is currently available, I would be excited to hear from you.

We're All Ears!

Sincerely,
Jason Mills
Jason Mills
General Manager
Thorlabs Scientific Imaging


Posted Comments:
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
Scientific Camera
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当社の小型サイエンティフィックカメラならびにサイエンティフィックCCDカメラの筐体

特長

  • サイエンティフィックカメラの種類
    • sCMOS: Quantalux™ 2.1メガピクセル、モノクロセンサ
    • CMOS:5および8.9メガピクセル、モノクロまたはカラーセンサ
    • CCD:高フレームレートVGA、1.4、4、および8メガピクセル、モノクロまたはカラーセンサ
  • 高量子効率
  • 低読み出しノイズ
  • ソフトウェアで選択可能なピクセルクロック速度
  • 関心領域(ROI)やビニングモード
  • 32- および 64-Bit Windows®7、8、10をサポート
  • 非同期、トリガ式、バルブ露光モード
  • MATLABおよびLabVIEWをサポート
  • すべてのモデルをフル機能API/SDKでサポート

当社のサイエンティフィックカメラは高量子効率、低読み出しノイズのセンサを使用しているため、マルチスペクトルイメージングや蛍光顕微鏡などの高性能イメージング用に適しています。Quantalux™ sCMOSカメラを含む当社の小型サイエンティフィックカメラは、コンパクトなパッシブ冷却型の筐体に収められています。サイエンティフィックCCDカメラの筐体には、TE冷却型と非冷却型があります。カメラパッケージの詳細については下表をご覧ください。

Camera TypeQuantalux™ 2.1 MP sCMOS5 MP CMOS8.9 MP CMOS
Item #Monochrome: CS2100M-USBMonochrome: CS505MU
Color: CS505CU
Monochrome: CS895MU
Color: CS895CU
Electronic ShutterRolling ShutteraGlobal Shutter
Sensor TypesCMOSCMOS
Number of Pixels (H x V)1920 x 10802448 x 20484096 x 2160
Pixel Size5.04 µm x 5.04 µm3.45 µm x 3.45 µm
Optical Format2/3"
(11 mm Diagonal)
2/3" Format
(11 mm Diagonal)
1" Format
(16 mm Diagonal)
Peak Quantum Efficiency
(Click for Plot)
Monochrome: 61% (at 600 nm)Monochrome: 79% (at 600 nm)
Color: Click for Plot
Monochrome: 71% (at 600 nm)
Color: Click for Plot
Max Frame Rate
(Full Sensor)
50 fps35 fps20.8 fps
Read Noise<1 e- Median, <1.5 e- RMS <2.5 e- RMS
Digital Output (Max)16 Bit12 Bit
Available Fanless CoolingPassive Thermal Management
PC InterfaceUSB 3.0
Housing Dimensions
(Click to Enlarge)
Compact Scientific Camera
Typical ApplicationsFluorescence Microscopy
VIS/NIR Imaging
Quantum Dots
Autofluorescence
Materials Inspection
Multispectral Imaging
Fluorescence In Situ Hybridization (FISH)
Fluorescence Microscopy
Immunohistochemistry (IHC)
Machine Vision
Inspection
Fluorescence Microscopy
Immunohistochemistry (IHC)
Large FOV Slide Imaging
Machine Vision
Inspection
  • このローリングシャッタには、照明が均一になるようにカメラと光源を同期させるEqual Exposure Pulse(EEP)モードが付いています。
Camera TypeFast Frame Rate VGA CCD1.4 MP CCD4 MP CCD8 MP CCD
Item # PrefixMonochrome:
340M
UV-Enhanced
Monochrome:
340UV
Monochrome: 1501M
Color: 1501C
Monochrome: 4070M
Color: 4070C
Monochrome: 8051M
Color: 8051C
Electronic ShutterGlobal Shutter
Sensor TypeCCD
Number of Pixels (H x V)640 x 4801392 x 10402048 x 20483296 x 2472
Pixel Size7.4 µm x 7.4 µm6.45 µm x 6.45 µm7.4 µm x 7.4 µm5.5 µm x 5.5 µm
Optical Format1/3" Format
(5.92 mm Diagonal)
2/3" Format
(11 mm Diagonal)
4/3" Format
(21.4 mm Diagonal)
4/3" Format
(22 mm Diagonal)
Peak Quantum Efficiency
(Click for Plot)
55% (at 500 nm)10% (at 485 nm)Monochrome: 60% (at 500 nm)
Color: Click for Plot
Monochrome: 52% (at 500 nm)
Color: Click for Plot
Monochrome: 51% (at 460 nm)
Color: Click for Plot
Max Frame Rate
(Full Sensor)
200.7 fps (at 40 MHz
Dual-Tap Readout)
23 fps (at 40 MHz
Single-Tap Readout)
25.8 fps (at 40 MHz
Quad-Tap Readout)a
17.1 fps (at 40 MHz
Quad-Tap Readout)b
Read Noise<15 e- at 20 MHz <7 e- at 20 MHz (Standard Models)
<6 e- at 20 MHz (-TE Models)
<12 e- at 20 MHz <10 e- at 20 MHz
Digital Output (Max)14 Bitc14 Bit14 Bitc
Available Fanless CoolingPassive Thermal Management-20 °C at 20 °C Ambient Temperature-10 °C at 20 °C Ambient
Available PC InterfacesUSB 3.0, Gigabit Ethernet, or Camera Link
Housing Dimensions
(Click to Enlarge)
Non-Cooled Scientific CCD CameraCooled Scientific CCD Camera
Non-Cooled Scientific CCD Camera
Typical ApplicationsCa++ Ion Imaging
Particle Tracking
Flow Cytometry
SEM/EBSD
UV Inspection
Fluorescence Microscopy
VIS/NIR Imaging
Quantum Dots
Multispectral Imaging
Immunohistochemistry (IHC)
Retinal Imaging
Fluorescence In Situ Hybridization (FISH)
Fluorescence Microscopy
Transmitted Light Micrsoscopy
Whole-Slide Microscopy
Electron Microscopy (TEM/SEM)
Inspection
Material Sciences
Large FOV Slide Imaging
Histopathology
Inspection
Multispectral Imaging
Immunohistochemistry (IHC)
  • 40 MHz、2タップ読み出しのギガビットイーサネットカメラの場合は最大13 fpsです。ギガビットイーサネットカメラでは4タップの読み出し機能はありません。 
  • 40 MHz、2タップ読み出しのギガビットイーサネットカメラの場合は最大8.5 fpsです。ギガビットイーサネットカメラでは4タップの読み出し機能はありません。
  • 2タップ読み出しモードで動作するギガビットイーサネットカメラのデジタル出力は最大12ビットです。

sCMOSカメラ、2.1メガピクセル

+1 数量 資料 型番 - Universal 定価(税抜) 出荷予定日
CS2100M-USB Support Documentation
CS2100M-USBQuantalux™ 2.1メガピクセル モノクロsCMOSカメラ、USB 3.0インターフェイス
¥388,700
3-5 Days

サイエンティフィックカメラ用アクセサリ

TSI-IOBOB2 Diagram
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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。

小型サイエンティフィック(sCMOS、CMOS)カメラまたはサイエンティフィックCCDカメラの補助ポートにつなげると便利なアクセサリをご用意しました。外部からのトリガ入力やオシロスコープを使用したカメラのモニタ、またはほかの機器とカメラの同時制御の際にご使用になれます。

USB3.0カメラ用に、PCに接続する際のPCIe USB3.0カードと予備のケーブルもご用意しております。

補助I/Oケーブル(8050-CAB1)
8050-CAB1の長さは3 mで、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により、外部からカメラのトリガ入力や出力信号のモニタができます。ケーブルの一端はカメラ接続用に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に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、下記のインターコネクトボードとの使用に適しています。ピンの配列については、「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。

インターコネクトボード(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したケーブルの6ピンMini Dinコネクタを5つのSMAコネクタに分岐します。それぞれのSMAコネクタにSMAケーブルをつなげて、カメラのトリガ入力を供給する機器や、カメラの状態をモニタする機器を接続することができます。ピンの配置については、「ピン配列」タブをご覧ください。

ブレイクアウトボード/Arduino(TSI-IOBOB2)
TSI-IOBOB2は、TSI-IOBOBと同様にカメラ信号を分岐します。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、シールドとして機能します。カメラの入出力信号は5 V TTLですが、TSI-IOBOB2は双方向ロジックレベルコンバータにより5 Vまたは3.3 Vロジックで動作するArduinoボードに対応します。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(下の赤いアイコンをクリック)にも記載されています。Arduinoの詳細、またはArduinoボードについてはwww.arduino.ccをご覧ください。

右は、カメライメージングシステムに組み込まれたTSI-IOBOB2ならびにArduinoボードの構成図です。カメラはケーブル8050-CAB1(別売り)によりブレイクアウトボードに接続しています。シールドのピンを利用して信号を送ることにより、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。TSI-IOBOB2は68.6 mm x 53.3 mmと小さいので、コンパクトなシステムが実現します。

USB 3.0カメラ用アクセサリ(USB3-MBA-118ならびにUSB3-PCIE)
当社ではカメラをPCに接続するUSB3.0 A-Micro Bケーブルもご用意しております(なお、USB3.0カメラにはケーブルが各1本付属しています)。ケーブルの長さは3 mです。Micro Bのコネクタの両側にはカメラのタップ穴に対応するネジが付いており、USBケーブルをカメラの筐体に固定できます。USB 3.0カメラを動作させるときは当社提供のUSB 3.0ケーブルをお使いいただき、固定用のネジをしっかりと締めることをお勧めいたします。高速でデータ転送を行うため、一般のUSB 3.0ケーブルを使用すると問題が発生する場合があります。

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、一般に高速(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に対しては、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す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。

+1 数量 資料 型番 - Universal 定価(税抜) 出荷予定日
8050-CAB1 Support Documentation
8050-CAB1補助I/Oケーブル、サイエンティフィックCCDカメラ&Quantalux™ sCMOSカメラ用
¥9,373
3-5 Days
TSI-IOBOB Support Documentation
TSI-IOBOBインターコネクトボード、サイエンティフィックCCDカメラ&Quantalux™ sCMOSカメラ用
¥6,100
3-5 Days
TSI-IOBOB2 Support Documentation
TSI-IOBOB2Customer Inspired! インターコネクトボード、Arduino用(Arduinoボードは付属しません)
¥7,283
3-5 Days
USB3-MBA-118 Support Documentation
USB3-MBA-118USB 3.0 A - Micro Bケーブル、長さ3 m
¥4,741
Today
USB3-PCIE Support Documentation
USB3-PCIEUSB 3.0 PCIeカード
¥8,122
Today
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