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sCMOS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

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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用の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or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。

sCMOS Cameras for Microscopy
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または10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。USB 3.0ケーブルUSB3-MBA-118は、小型カメラCS2100M-USBにのみ対応しています。冷却型のカメラCC215MUには対応するUSB 3.0ケーブルが付属します。

Scientific Camera Basics
Scientific Camera Capabilities
Common Specifications
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 AR-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 BinningContinuous Integer Values from 1 to 16
Region of Interest (ROI)8 x 2 Pixelsc to 1920 x 1080 Pixels, Rectangular
Read Noise< 1 e- Median RMSd / <1.5 e- RMS
Digital Output16 Bit
Dynamic RangeUp to 87 dB
Full Well≥23 000 e-
Lens MountC-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 Temperature10 °C to 40 °C (Non-Condensing)
Storage Temperature0 °C to 55 °C
  • 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
Example Frame Rates at ~1 ms Exposure TimeaFrame Rate
LRNbHFRb
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
  • 1 x 1ビニング、Frames per Trigger(トリガ毎のフレーム数)=連続
  • LRN は低い読み出しノイズ(Low Read Noise)、HFRは高フレームレート(High Frame Rate)を示します。どちらも最適化モードとなっています。
Item #CS2100M-USBCC215MU
Max Filter Thickness When Using C-Mount Adapter0.050" (1.270 mm)0.079" (2.0 mm)
Mounting FeaturesTwo 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 Dimmensions2.77" 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)
CoolingPassive CoolingActive Thermoelectric Cooling
Sensor Cools to 0 °C at 20 °C Ambient Temperature
Cooling Mode Power ConsumptionN/A12.6 W (Max)
Power SupplyPowered by USB 3.0 from Host PCCamera Powered by USB 3.0 from Host PC
Auxillary Power Supply for TE-Cooling (100 - 240 VAC @ 50 - 60 Hz)
Quantalux Camera Mechanical Drawing
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カメラCS2100M-USBの筐体の概略図
Cooled Quantalux Camera Mechanical Drawing
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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

Quantalux Back Panel




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。
Quantalux Back Panel
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


TSI-IOBOB and TSI-IOBOB2 Connector8050-CAB1 ConnectorsCamera Auxiliary (I/O) Port
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Hirose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 #
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_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。
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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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)
  • 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ソフトウェアの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

Scientific Camera, Cables, and Accessories
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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)とPC接続用のブラケット(写真には表示されていません)
  • 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または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#、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Zelux および1.3 MP Kiraluxカメラではサポートされていません。Kiralux偏光検出型カメラをµManagerで操作した場合、取得できるのは強度画像のみです。偏光情報を含めた画像を生成するにはThorCamソフトウェアを使用する必要があります。

Recommended System Requirementsa
Operating SystemWindows® 7 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
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
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保存中に安定したストリーミングを実現するためには、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ソリューションも対応可能です。

ソフトウェア

バージョン3.5.1

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
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。

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 Shield 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。

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D): 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R): 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S): 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F): 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。

(1)

Total noise equation 1

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:

(2)

Total noise equation 1

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。

TemperatureDark Current (ID)
-20 °C0.1 e-/(s•pixel)
0 °C1 e-/(s•pixel)
25 °C5 e-/(s•pixel)

表1: 特定の温度におけるCCDセンサSony ICX285AL(当社の1.4メガピクセルカメラに内蔵)の暗電流の公称値。

Dark Shot Noise as a function of exposure
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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、暗電流は熱が原因であるため、センサの冷却で低減できます。 表1 は、1.4メガピクセルカメラで使用されているCCDセンサSony ICX285ALの暗電流の典型値を図示しています。 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。

(3)

Dark noise equation 1

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。

(4)

Example 1 equation 3
Example 1 equation 3
Example 1 equation 3

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

(5)

Shot noise equation 2

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:

(6)

Shot noise equation 2

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:

(7)

Total noise equation 1
Example 1 equation 4
Example 1 equation 4
Example 1 equation 4

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:

(8)

Total noise equation 1

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:

(9)

Total noise equation 1

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。

(10)

Example 1 equation 3

数式8からSNR値が下記であることが導出できます。

(11)

Example 1 equation 3

ExposureCamera Recommendation
< 1 s Standard Non-Cooled Camera Generally Sufficient
1 s to 5 sCooled Camera Could Be Helpful
5 s to 10 sCooled Camera Recommended
> 10 sCooled Camera Usually Required

表 2: 図1の結果から、露出時間に対応する冷却カメラ使用の推奨レベルを表にまとめました。 なお、他に比べてノイズの変動に敏感な用途もありますので、ご注意ください。

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。

Noise as a function of exposure for low photon flux
(a)
Noise as a function of exposure for low photon flux
(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 into Mounting Lenses to Thorlabs' Scientific Cameras

Scroll down to read about compatibility between lenses and cameras of different mount types, with a focus on Thorlabs' scientific cameras.

  • Can C-mount and CS-mount cameras and lenses be used with each other?
  • Do Thorlabs' scientific cameras need an adapter?
  • Why can the FFD be smaller than the distance separating the camera's flange and sensor?

Click here for more insights into lab practices and equipment.

 

Can C-mount and CS-mount cameras and lenses be used with each other?

Characteristics of C-mount lens mounts.
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Figure 1: C-mount lenses and cameras have the same flange focal distance (FFD), 17.526 mm. This ensures light through the lens focuses on the camera's sensor. Both components have 1.000"-32 threads, sometimes referred to as "C-mount threads".
Characteristics of CS-mount lens mounts.
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Figure 2: CS-mount lenses and cameras have the same flange focal distance (FFD), 12.526 mm. This ensures light through the lens focuses on the camera's sensor. Their 1.000"-32 threads are identical to threads on C-mount components, sometimes referred to as "C-mount threads."

The C-mount and CS-mount camera system standards both include 1.000"-32 threads, but the two mount types have different flange focal distances (FFD, also known as flange focal depth, flange focal length, register, flange back distance, and flange-to-film distance). The FFD is 17.526 mm for the C-mount and 12.526 mm for the CS-mount (Figures 1 and 2, respectively).

Since their flange focal distances are different, the C-mount and CS-mount components are not directly interchangeable. However, with an adapter, it is possible to use a C-mount lens with a CS-mount camera.

Mixing and Matching
C-mount and CS-mount components have identical threads, but lenses and cameras of different mount types should not be directly attached to one another. If this is done, the lens' focal plane will not coincide with the camera's sensor plane due to the difference in FFD, and the image will be blurry.

With an adapter, a C-mount lens can be used with a CS-mount camera (Figures 3 and 4). The adapter increases the separation between the lens and the camera's sensor by 5.0 mm, to ensure the lens' focal plane aligns with the camera's sensor plane.

In contrast, the shorter FFD of CS-mount lenses makes them incompatible for use with C-mount cameras (Figure 5). The lens and camera housings prevent the lens from mounting close enough to the camera sensor to provide an in-focus image, and no adapter can bring the lens closer.

It is critical to check the lens and camera parameters to determine whether the components are compatible, an adapter is required, or the components cannot be made compatible.

1.000"-32 Threads
Imperial threads are properly described by their diameter and the number of threads per inch (TPI). In the case of both these mounts, the thread diameter is 1.000" and the TPI is 32. Due to the prevalence of C-mount devices, the 1.000"-32 thread is sometimes referred to as a "C-mount thread." Using this term can cause confusion, since CS-mount devices have the same threads.

Measuring Flange Focal Distance
Measurements of flange focal distance are given for both lenses and cameras. In the case of lenses, the FFD is measured from the lens' flange surface (Figures 1 and 2) to its focal plane. The flange surface follows the lens' planar back face and intersects the base of the external 1.000"-32 threads. In cameras, the FFD is measured from the camera's front face to the sensor plane. When the lens is mounted on the camera without an adapter, the flange surfaces on the camera front face and lens back face are brought into contact.

A CS-Mount lens is not compatible with a C-Mount camera.
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Figure 5: A CS-mount lens is not directly compatible with a C-mount camera, since the light focuses before the camera's sensor. Adapters are not useful, since the solution would require shrinking the flange focal distance of the camera (blue arrow).
A C-Mount lens is compatible with a CS-Mount camera when an adapter is used.
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Figure 4: An adapter with the proper thickness moves the C-mount lens away from the CS-mount camera's sensor by an optimal amount, which is indicated by the length of the purple arrow. This allows the lens to focus light on the camera's sensor, despite the difference in FFD.
A C-Mount lens is not compatible with a CS-Mount camera without an adapter.
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Figure 3: A C-mount lens and a CS-mount camera are not directly compatible, since their flange focal distances, indicated by the blue and yellow arrows, respectively, are different. This arrangement will result in blurry images, since the light will not focus on the camera's sensor.

 

Date of Last Edit: July 21, 2020

 

Do Thorlabs' scientific cameras need an adapter?

A C-mount lens can be mounted on a Zelux camera, when the correct adapter is used.
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Figure 6: An adapter can be used to optimally position a C-mount lens on a camera whose flange focal distance is less than 17.526 mm. This sketch is based on a Zelux camera and its SM1A10Z adapter.
A CS-mount lens can be mounted on a Zelux camera, when the correct adapter is used.
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Figure 7: An adapter can be used to optimally position a CS-mount lens on a camera whose flange focal distance is less than 12.526 mm. This sketch is based on a Zelux camera and its SM1A10 adapter.

All Kiralux™ and Quantalux® scientific cameras are factory set to accept C-mount lenses. When the attached C-mount adapters are removed from the passively cooled cameras, the SM1 (1.035"-40) internal threads in their flanges can be used. The Zelux scientific cameras also have SM1 internal threads in their mounting flanges, as well as the option to use a C-mount or CS-mount adapter.

The SM1 threads integrated into the camera housings are intended to facilitate the use of lens assemblies created from Thorlabs components. Adapters can also be used to convert from the camera's C-mount configurations. When designing an application-specific lens assembly or considering the use of an adapter not specifically designed for the camera, it is important to ensure that the flange focal distances (FFD) of the camera and lens match, as well as that the camera's sensor size accommodates the desired field of view (FOV).

Made for Each Other: Cameras and Their Adapters
Fixed adapters are available to configure the Zelux cameras to meet C-mount and CS-mount standards (Figures 6 and 7). These adapters, as well as the adjustable C-mount adapters attached to the passively cooled Kiralux and Quantalux cameras, were designed specifically for use with their respective cameras.

While any adapter converting from SM1 to 1.000"-32 threads makes it possible to attach a C-mount or CS-mount lens to one of these cameras, not every thread adapter aligns the lens' focal plane with a specific camera's sensor plane. In some cases, no adapter can align these planes. For example, of these scientific cameras, only the Zelux can be configured for CS-mount lenses.

The position of the lens' focal plane is determined by a combination of the lens' FFD, which is measured in air, and any refractive elements between the lens and the camera's sensor. When light focused by the lens passes through a refractive element, instead of just travelling through air, the physical focal plane is shifted to longer distances by an amount that can be calculated. The adapter must add enough separation to compensate for both the camera's FFD, when it is too short, and the focal shift caused by any windows or filters inserted between the lens and sensor.

Flexiblity and Quick Fixes: Adjustable C-Mount Adapter
Passively cooled Kiralux and Quantalux cameras consist of a camera with SM1 internal threads, a window or filter covering the sensor and secured by a retaining ring, and an adjustable C-mount adapter.

A benefit of the adjustable C-mount adapter is that it can tune the spacing between the lens and camera over a 1.8 mm range, when the window / filter and retaining ring are in place. Changing the spacing can compensate for different effects that otherwise misalign the camera's sensor plane and the lens' focal plane. These effects include material expansion and contraction due to temperature changes, positioning errors from tolerance stacking, and focal shifts caused by a substitute window or filter with a different thickness or refractive index.

Adjusting the camera's adapter may be necessary to obtain sharp images of objects at infinity. When an object is at infinity, the incoming rays are parallel, and location of the focus defines the FFD of the lens. Since the actual FFDs of lenses and cameras may not match their intended FFDs, the focal plane for objects at infinity may be shifted from the sensor plane, resulting in a blurry image.

If it is impossible to get a sharp image of objects at infinity, despite tuning the lens focus, try adjusting the camera's adapter. This can compensate for shifts due to tolerance and environmental effects and bring the image into focus.

Date of Last Edit: Aug. 2, 2020

 

Why can the FFD be smaller than the distance separating the camera's flange and sensor?

Refraction through an optical filter or an window shifts the focal plane.
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Figure 9: Refraction causes the ray's angle with the optical axis to be shallower in the medium than in air (θm vs. θo ), due to the differences in refractive indices (nm vs. no ). After travelling a distance d in the medium, the ray is only hm closer to the axis. Due to this, the ray intersects the axis Δf beyond the f point.;
Tracing a ray through the ambient.
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Figure 8: A ray travelling through air intersects the optical axis at point f. The ray is ho closer to the axis after it travels across distance d. The refractive index of the air is no .
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
When their flange focal distances (FFD) are different, the camera's sensor plane and the lens' focal plane are misaligned, and focus cannot be achieved for images at infinity.
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Figure 11: Tolerance and / or temperature effects may result in the lens and camera having different FFDs. If the FFD of the lens is shorter, images of objects at infinity will be excluded from the focal range. Since the system cannot focus on them, they will be blurry.
When their flange focal distances (FFD) are the same, the camera's sensor plane and the lens' focal plane are perfectly aligned, and focus can be achieved for images at infinity.
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Figure 10: When their flange focal distances (FFD) are the same, the camera's sensor plane and the lens' focal plane are perfectly aligned. Images of objects at infinity coincide with one limit of the system's focal range.

Flange focal distance (FFD) values for cameras and lenses assume only air fills the space between the lens and the camera's sensor plane. If windows and / or filters are inserted between the lens and camera sensor, it may be necessary to increase the distance separating the camera's flange and sensor planes to a value beyond the specified FFD. A span equal to the FFD may be too short, because refraction through windows and filters bends the light's path and shifts the focal plane farther away.

If making changes to the optics between the lens and camera sensor, the resulting focal plane shift should be calculated to determine whether the separation between lens and camera should be adjusted to maintain good alignment. Note that good alignment is necessary for, but cannot guarantee, an in-focus image, since new optics may introduce aberrations and other effects resulting in unacceptable image quality.

A Case of the Bends: Focal Shift Due to Refraction
While travelling through a solid medium, a ray's path is straight (Figure 8). Its angle (θo ) with the optical axis is constant as it converges to the focal point (f ). Values of FFD are determined assuming this medium is air.

When an optic with plane-parallel sides and a higher refractive index (nm ) is placed in the ray's path, refraction causes the ray to bend and take a shallower angle (θm ) through the optic. This angle can be determined from Snell's law, as described in the table and illustrated in Figure 9.

While travelling through the optic, the ray approaches the optical axis at a slower rate than a ray travelling the same distance in air. After exiting the optic, the ray's angle with the axis is again θo , the same as a ray that did not pass through the optic. However, the ray exits the optic farther away from the axis than if it had never passed through it. Since the ray refracted by the optic is farther away, it crosses the axis at a point shifted Δf beyond the other ray's crossing. Increasing the optic's thickness widens the separation between the two rays, which increases Δf.

To Infinity and Beyond
It is important to many applications that the camera system be capable of capturing high-quality images of objects at infinity. Rays from these objects are parallel and focused to a point closer to the lens than rays from closer objects (Figure 9). The FFDs of cameras and lenses are defined so the focal point of rays from infinitely distant objects will align with the camera's sensor plane. When a lens has an adjustable focal range, objects at infinity are in focus at one end of the range and closer objects are in focus at the other.

Different effects, including temperature changes and tolerance stacking, can result in the lens and / or camera not exactly meeting the FFD specification. When the lens' actual FFD is shorter than the camera's, the camera system can no longer obtain sharp images of objects at infinity (Figure 11). This offset can also result if an optic is removed from between the lens and camera sensor.

An approach some lenses use to compensate for this is to allow the user to vary the lens focus to points "beyond" infinity. This does not refer to a physical distance, it just allows the lens to push its focal plane farther away. Thorlabs' Kiralux™ and Quantalux® cameras include adjustable C-mount adapters to allow the spacing to be tuned as needed.

If the lens' FFD is larger than the camera's, images of objects at infinity fall within the system's focal range, but some closer objects that should be within this range will be excluded. This situation can be caused by inserting optics between the lens and camera sensor. If objects at infinity can still be imaged, this can often be acceptable.

Not Just Theory: Camera Design Example
The C-mount, hermetically sealed, and TE-cooled Quantalux camera has a fixed 18.1 mm spacing between its flange surface and sensor plane. However, the FFD (f ) for C-mount camera systems is 17.526 mm. The camera's need for greater spacing becomes apparent when the focal shift due to the window soldered into the hermetic cover and the glass covering the sensor are taken into account. The results recorded in the table beneath Figure 9 show that both exact and paraxial equations return a required total spacing of 18.1 mm.

Date of Last Edit: July 31, 2020

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. 

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 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
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

当社ではZelux™、Kiralux®、Quantalux®ならびにサイエンティフィックCCDの4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カメラは同じコンパクトな筐体にCMOSセンサが納められており、モノクロ、カラー、近赤外強化型および偏光検出型がございます。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。当社のサイエンティフィックCCDカメラには、UV、可視、近赤外の各波長域用に最適化されたモデル、高フレームレートのカメラ、TE冷却素子付きまたは非冷却式の筐体、センサーフェイスプレートの無いモデルなど、様々な特徴を備えたモデルがございます。下の表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。

Compact Scientific Cameras
Camera TypeZelux™ Kiralux®Quantalux®
1.6 MP CMOS1.3 MP CMOS2.3 MP CMOS5 MP CMOS8.9 MP CMOS2.1 MP sCMOS
Item #Monochrome:
CS165MUa
Color:
CS165CUa
Monochrome: CS135MU
Color:
CS135CU
NIR Enhanced: CS135MUN
Monochrome:
CS235MU
Color:
CS235CU
Monochrome:
CS505MU
Color:
CS505CU
Polarization:
CS505MUP
Monochrome:
CS895MU
Color:
CS895CU
Monochrome,
Passive Cooling: CS2100M-USB
Active Cooling: CC215MU
Product Photos
(Click to Enlarge)
Quantaluc Cameras
Electronic ShutterGlobal ShutterGlobal ShutterRolling Shutterb
Sensor TypeCMOSCMOSsCMOS
Number of Pixels
(H x V)
1440 x 10801280 x 10241920 x 12002448 x 20484096 x 21601920 x 1080
Pixel Size3.45 µm x 3.45 µm4.8 µm x 4.8 µm5.86 µm x 5.86 µm3.45 µm x 3.45 µm5.04 µm x 5.04 µm
Optical Format1/2.9"
(6.2 mm Diagonal)
1/2"
(7.76 mm Diagonal)
1/1.2"
(13.4 mm Diagonal)
2/3"
(11 mm Diagonal)
1"
(16 mm Diagonal)
2/3"
(11 mm Diagonal)
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% (Over 525 to 580 nm)

Color:
Click for Plot
Monochrome:
72% (Over 525 to 580 nm)

Color:
Click for Plot
Monochrome:
61% (at 600 nm)
Max Frame Rate
(Full Sensor)
34.8 fps92.3 fps39.7 fps35 fps20.8 fps50 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 (Max)10 Bit10 Bit12 Bit16 Bit
PC InterfaceUSB 3.0
Available Fanless CoolingPassive Thermal Management0 °C at 20 °C Ambient
Housing Dimensions
(Click for Details)
0.59" x 1.72" x 1.86"
(15.0 mm x 43.7 mm x 47.2 mm)
2.77" x 2.38" x 1.88"
(70.4 mm x 60.3 mm x 47.6 mm)
Passively Cooled sCMOS Camera
TE-Cooled sCMOS Camera
Typical ApplicationsGeneral Purpose Imaging
Brightfield Microscopy
Machine Vision & Robotics
UAV, Drone, & Handheld Imaging
Inspection
Monitoring
VIS/NIR Imaging
Electrophysiology/Brain Slice Imaging
Materials Inspection
Multispectral Imaging
Ophthalmology/Retinal Imaging
Vascular Imaging
Laser Speckle Imaging
Semiconductor Inspection
Fluorescence Microscopy
Brightfield Microscopy
Fluorescence Microscopy
Immunohistochemistry (IHC)
Machine Vision
Inspection
General Purpose Imaging
Monochrome & Color:
Fluorescence Microscopy
Immunohistochemistry (IHC)
Machine Vision & Inspection

Polarization:
Machine Vision & Inspection
Transparent Material Detection
Surface Reflection Reduction
Fluorescence Microscopy
Immunohistochemistry (IHC)
Large FOV Slide Imaging
Machine Vision
Inspection
Fluorescence Microscopy
VIS/NIR Imaging
Quantum Dots
Autofluorescence
Materials Inspection
Multispectral Imaging
  • こちらの型番はZeluxシリーズ製品となります。これらのカメラには外部トリガ機能の有るタイプと、無いタイプがございます。
  • 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。
Scientific CCD Cameras
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
Monochrome,
No Sensor Face Plate: S805MU
Product Photo
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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" (5.92 mm Diagonal)2/3" (11 mm Diagonal)4/3" (21.4 mm Diagonal)4/3" (22 mm Diagonal)
Peak QE
(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
51% (at 460 nm)
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
17.1 fps (at 40 MHz
Quad-Tap Readout)
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 Bitc14 Bit
Available Fanless CoolingPassive Thermal Management-20 °C at 20 °C Ambient Temperature-10 °C at 20 °C AmbientPassive Thermal Management
Available PC InterfacesUSB 3.0 or Gigabit EthernetUSB 3.0
Housing Dimensions
(Click for Details)
Non-Cooled Scientific
CCD Camera
Cooled Scientific CCD Camera
Non-Cooled Scientific CCD Camera
No Face Plate 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 Microscopy
Transmitted Light Micrsoscopy
Whole-Slide Microscopy
Electron Microscopy (TEM/SEM)
Inspection
Material Sciences
Fluorescence Microscopy
Whole-Slide Microscopy
Large FOV Slide Imaging
Histopathology
Inspection
Multispectral Imaging
Immunohistochemistry (IHC)
Beam Profiling & Characterization
Interferometry
VCSEL Inspection
Quantitative Phase-Contrast Microscopy
Ptychography
Digital Holographic Microscopy
  • 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。

パッシブ冷却型sCMOSカメラ、2.1メガピクセル

  • 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。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ケージシステムに接続できます。また、筐体には2つの1/4"-20タップ穴があり、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も取り付けることができます こちらのカメラは小型で各種のマウントにも柔軟に対応できるため、市販の顕微鏡を用いたイメージングシステムや自作のシステムに組み込むのに適した製品です。

Quantaluxカメラの取付機能

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。
Low Noise sCMOS Camera
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コンパクトなQuantaluxカメラに取り付けられたマシンビジョン用レンズMVL50M23。
Low Noise sCMOS Camera
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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
Low Noise sCMOS Camera
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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。
sCMOS Microscope Camera
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Cerna®顕微鏡にカメラチューブWFA4100を用いて取り付けられたQuantalux sCMOSカメラ
+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
CS2100M-USB Support Documentation
CS2100M-USBQuantalux®モノクロsCMOSカメラ、2.1メガピクセル、パッシブ冷却型コンパクトパッケージ、1/4"-20タップ穴(インチ規格)
¥412,372
Today

ハーメチックシール・冷却型sCMOSカメラ、2.1メガピクセル

  • 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、それで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。このカメラは、筐体前面にある4つの#4-40取付け穴を用いて当社の60 mmケージシステムに接続できます。また、側面の1/4"-20タップ穴を使用して当社のインチ規格の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。

Quantaluxカメラの取付機能

Cooled sCMOS camera
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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。
Cooled sCMOS Camera
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コンパクトなQuantaluxカメラに取付けられたマシンビジョン用レンズMVL35M23
Cooled sCMOS Camera
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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。
Cooled sCMOS Camera
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カメラCC215MUは筐体底部の1/4"-20タップ穴を用いてØ1インチ(Ø25.4 mm)台座付きポストに取り付けられます。
Cooled sCMOS Microscope Camera
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Cerna®三眼鏡筒LAURE1にカメラチューブTC1Xを用いて取り付けられたカメラCC215MU。
+1 数量 資料 型番 - インチ規格 定価(税抜) 出荷予定日
CC215MU Support Documentation
CC215MUQuantalux®モノクロsCMOSカメラ、 2.1メガピクセル、ハーメチックシール・冷却型パッケージ、1/4"-20タップ穴(インチ規格)(販売準備中)
¥648,700
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 - ユニバーサル規格 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&小型サイエンティフィックカメラ用
¥9,944
Today
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&小型サイエンティフィックカメラ用
¥8,965
Today
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)
¥12,878
Today
USB3-MBA-118 Support Documentation
USB3-MBA-118USB 3.0 A - Micro Bケーブル、長さ3 m
¥5,030
Today
USB3-PCIE Support Documentation
USB3-PCIEUSB 3.0 PCIeカード
¥8,616
3-5 Days
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