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サイエンティフィックCCDカメラ、高フレームレート


  • VGA Resolution CCD Cameras
  • Monochrome Scientific-Grade Cameras with <15 e- Read Noise
  • Up to 200.7 Frames per Second for the Full Sensor
  • Support for LabVIEW, MATLAB, µManager / ImageJ, and MetaMorph

340M-GE

Standard Camera Sensor

340M-USB

Standard Camera Sensor

340M-GE Scientific CCD Camera Mounted on a Thorlabs Cerna® Series Microscope

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Camera on B-Scope
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高フレームレートの顕微鏡用カメラは、細胞内動態のCa2+レシオメトリック計測による研究にご使用いただけます。
用途
  • 蛍光顕微鏡
  • フローサイトメトリ
  • Ca2+イメージング
  • UVイメージング
  • 粒子追跡
  • SEM/EBSD
Scientific Camera Selection Guide
1.4 Megapixel
4 Megapixel
8 Megapixel
200 Frames Per Second, VGA Resolution

毎秒200フレームのサイエンスイメージング用カメラ

  • フルセンサで最大毎秒200.7フレーム(fps)の処理が可能(詳細は「仕様」タブをご覧ください)。
  • 1/3型、7.4 µm正方形画素の640 x 480ピクセル(VGA)モノクロCCDセンサ(On Semi / Truesense KAI-0340)
  • 読み出しはソフトウェアにより20 MHzまたは40 MHzから選択可能(40 MHzではフレームレート最大、20 MHzではノイズ最小)。
  • 標準バージョン: 500 nmで55%の最大量子効率(詳しくは「仕様」のタブをご覧ください)。
  • UVバージョン: 485 nmで10%の最大量子効率(詳しくは「仕様」のタブをご覧ください)。
  • 15 e-以下の読み出しノイズにより、低光量における検出閾値が向上 
  • 非同期リセット、トリガ、ならびにバルブ露光モード(詳細は「トリガ」のタブをご覧ください)
  • 32ビット版および64ビット版Windows®7、8.1、10に対応したThorCam GUI
  • LabVIEW、Matlab、µManager / ImageJならびにMetaMorphをサポート

当社の高フレームレートのサイエンティフィックCCDカメラは、640 x 480ピクセル(VGA)の解像度のフルセンサを40 MHz、2タップで読み出したとき、1秒間に最大200.7フレームの処理が可能で、顕微鏡や厳しい仕様が要求されるイメージング用に特化した設計となっています。これらのモノクロのカメラは、蛍光顕微鏡ならびにフローサイトメトリの用途に適しています。

可視域またはUV域用のセンサ

当社では、2種類の高フレームレートカメラをご用意しております。標準的なセンサは可視域用で、500 nmにおける最大量子効率(QE)は55%です。UV域用カメラは485 nmにおいて10%の最大QEを有します。UV光が透過するように石英の表面プレートを用い、UV波長での用途にご使用いただけるようにしています。これら2つのセンサのQEのグラフは、「仕様」タブをご覧ください。

業界標準のUSB3.0、ギガビットイーサネット(GigE)またはCamera Linkインターフェイス

当社のサイエンティフィックカメラでは、USB3.0、ギガビットイーサネット(GigE)またはCamera Linkインターフェイスをご利用いただけます。 GigEは、PCとカメラが遠く離れている場合や、同じPCで複数のカメラを操作する場合に適しています。 GigEならびにCamera LinkカメラにはそれぞれGigEまたはCamera LinkのFrame Grabberカードとケーブルが付属しています。USBカメラについてはUSB3.0がほとんどのPCでサポートされているため、カードは付属していま せんが、別途ご提供が可能です。すべてのカメラには電源やソフトウェアが付属します。 詳細については「発送リスト」タブをご覧ください。GigEまたはCamera Linkインターフェイスの場合、接続するPCには空のPCI Expressスロットが必要です。 これら3つのインターフェイスと推奨するPCの詳細については、「インターフェイス」タブをご参照ください。

高フレームレートカメラは、標準的な非冷却パッケージでご提供いたします。高フレームレートで短時間露出の設計なので、センサを冷却する必要はありません。低照度で1秒以上の露出が必要な用途には、当社の1.4メガピクセル4メガピクセルまたは8メガピクセルのサイエンティフィックCCDカメラをお勧めいたします。

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。

340M-GEおよび340M-CLカメラには脱着可能なIRフィルタが付いています。透過率については「仕様」タブをご覧ください。フィルタを外すと、代わりに幅4 mmまでのØ25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)フィルタや光学素子を取り付けることができます。

このカメラには標準のCマウントネジが切ってありますが、当社ではこのCマウントネジを様々なネジ規格に変換するネジアダプタを取り揃えております(例えば、Ø25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)レンズチューブに対応するSM1ネジアダプタ)。カメラの前面にはケージロッド用の#4-40タップ穴が開いており、当社の60 mmケージシステムに組み込むことができます。また筐体の側面に1/4"-20タップ穴が1つずつ計4つ付いており、Ø1インチ(Ø25.4 mm)ポストに取り付けることができます。当社のサイエンティフィックカメラは、マウントの選択肢が広いため、市販の顕微鏡を用いたイメージングシステムだけでなく自作のシステムにも組み込むことが可能です。

Scientific Camera Basics
Scientific Camera Catalog PDF
Scientific Camera Capabilities
Item #a340M-USB340M-GE340M-CL340UV-USB340UV-GE340UV-CL
Sensor TypeOn Semi / Truesense KAI-0340 Monochrome CCD
Number of Active Pixels640 x 480 (Horizontal x Vertical)
Imaging Area4.736 mm x 3.552 mm (Horizontal x Vertical)
Pixel Size7.4 μm x 7.4 μm
Optical Format1/3" Format (5.92 mm Diagonal)
Peak Quantum Efficiency55% at 500 nm10% at 485 nm
Number of Taps (Software Selectable)Single, Dual
Exposure Time0 to 1000 seconds in 1 ms Incrementsb
CCD Pixel Clock Speed20 MHz or 40 MHz
ADCc Gain0 to 1023 Steps (0.036 dB/Step)
Optical Black Clamp0 to 1023 Steps (0.25 ADU/Step)d
Vertical Hardware BinningeContinuous Integer Values from 1 to 24
Horizontal Software BinningeContinuous Integer Values from 1 to 24
Region of Interest1 x 1 Pixel to 640 x 480 Pixels, Rectangular
Read Noisef<15 e- at 20 MHz
Digital Output14 BitSingle Tap: 14 Bit
Dual Tap: 12 Bit
14 Bit14 BitSingle Tap: 14 Bit
Dual Tap: 12 Bit
14 Bit
CoolingNone
Host PC InterfacegGigabit EthernetUSB 3.0Camera LinkGigabit EthernetUSB 3.0Camera Link
Lens MountC-Mount (1.000"-32)
  • 仕様値は「インターフェイス」タブで推奨する使用のPCを使用したときに有効です。
  • 動作モードによって露出時間は変化します。1 msより短い露出時間は外部トリガを使用すれば可能です。
  • ADC = Analog-to-Digital Converter(アナログ‐デジタル コンバータ)
  • ADU = Analog-to-Digital Unit(アナログ‐デジタル ユニット)
  • カメラのフレームレートは「Vertical Hardware Binning」パラメータの影響を受けます。カラーカメラ使用時、ThorCamのImage Type設定が「Unprocessed」以外の場合、1 x 1のビニングのみが可能です。Unprocessedの場合24 x 24までのビニングが可能ですが、モノクロの画像が生成されます。
  • 読み出しノイズを抑えたい用途には、CCDピクセルクロック速度が低い方の20 MHzでの使用をお勧めいたします。読み出しノイズについての詳細や、カメラノイズの総量を推定する方法についてはカメラノイズのチュートリアルをご覧ください。
  • インターフェイスの詳細については「インターフェイス」タブをご覧ください。
Example Frame Rates at 1 ms Exposure Time
CCD Size and BinningaSingle TapDual Tap
20 MHz40 MHz20 MHz40 MHz
Full Sensor (640 x 480)57.0 fps112.3 fps103.3 fps200.7 fps
Full Sensor, Bin by 2 (320 x 240)110.1 fps213.5 fps196.8 fps372.4 fps
Full Sensor, Bin by 10 (64 x 48)429.0 fps764.7 fps712.9 fps1185.4 fps
  • カメラのフレームレートは「Vertical Hardware Binning」パラメータの影響を受けます。カラーカメラ使用時、ThorCamのImage Type設定が「Unprocessed」以外の場合、1 x 1のビニングのみが可能です。Unprocessedの場合24 x 24までのビニングが可能ですが、モノクロの画像が生成されます。
Quantum Efficiency
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標準カメラの生データはこちらからダウンロードいただけます。
UV域用カメラの生データはこちらからダウンロードいただけます。
この曲線はカメラセンサの量子効率を表しています。UVカメラのセンサには石英の表面プレートが付いていて、マイクロレンズアレイがないため、可視域での性能は落ちますが、UV波長の感度が向上します。UVカメラにはフィルタが付属しておりませんが、標準カメラには赤外域ブロックフィルタが付いており、透過率は右の表のとおりです。
Quantum Efficiency
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生データはこちらからダウンロードいただけます。
赤外域ブロックフィルタ(型番FESH0700)は340Mシリーズカメラのみに付いています。 このフィルタはカメラから取外し可能です。取外し方法についてはマニュアルをご参照ください。このフィルタを取り外して、お手持ちのØ25 mm~Ø25.4 mm (Ø1インチ)フィルタなど、厚さ4 mmまでの光学素子と取り換えることが可能です。

当社のサイエンス用CCDカメラは様々な用途にお使いいただけます。 下のフォトギャラリでは、当社の1.4メガピクセル4メガピクセル8メガピクセル、高フレームレートカメラで取得した様々な画像をご紹介しています。

画像の一部はこちらから解像度の高い16-bit TIFFファイルとしてダウンロードすることも可能です。 16-bitファイルを見るには他のビュワーが必要となる場合があります。 当社では無料でダウンロードが可能なImageJの使用をお勧めします。

Thorlabs' Scientific Camera Applications (Click Images for Details)
Intracellular DynamicsBrightfield MicroscopyOpthalmologyFluorescence MicroscopyMultispectral imagingNeuroscienceSEM
Intracellular DynamicsBrightfield MicroscopyOphthalmology (NIR)Fluorescence MicroscopyMultispectral ImagingNeuroscienceSEM/TEM
Thorlabs' Scientific Camera Recommended for Above Application
1.4 Megapixel
Fast Frame Rate
4 Megapixel
8 Megapixel
1.4 Megapixel4 Megapixel
1.4 Megapixel
4 Megapixel
1.4 Megapixel
1.4 Megapixel1.4 Megapixel
4 Megapixel
Fast Frame Rate
 

マルチスペクトルイメージング

右の動画は液晶チューナブルフィルタ(LCTF)をモノクロカメラの前においてマルチスペクトルイメージを取得している例です。 スライドガラス上の試料は広帯域光で照射され、試料を透過した光のうち、特定のスペクトルのみがLCTFにより透過されます。 モノクロ画像はモノクロサイエンティフィックカメラを使用して取得し、スペクトル分離した2次元画像の集合体(スタック画像)になります。このデータは割合や閾値を求めたり、スペクトルアンミキシングなどの定量的分析に使用できます。

こちらの例では、成熟したナズナの胚を当社の液晶チューナブルフィルタKURIOS-WB1(/M)を使用し、420 nm~730 nmの波長範囲で高速に走査しています。 画像はサイエンティフィックカメラ1501M-GEで取得しています。カメラは、液晶フィルタとともにCerna®シリーズ顕微鏡に接続されています。 システム全体の倍率は10倍です。 最終的なスタック・復元画像は以下の通りです。

Multispectral imaging
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最終的なスタック・復元画像

 


血栓症研究

血栓症とは血管内で血の塊が形成され、循環系における血流が閉塞することです。 下は、Medical College of WisconsinのDr. Brian Cooleyによるマウスの大血管血栓症の実験研究の動画です。 3種類のレーザ(532 nm、594 nm、650 nm)を一旦拡大し、麻酔をかけたマウスの露出手術部位の顕微鏡観察視野に集光しました。 フィルターホイールを内蔵したカスタム仕様の1.4メガピクセルカメラをLeica製顕微鏡に取り付けることによって、手術部位から放射される低量の蛍光を捉えます。 詳細については下の動画と説明をご覧ください。

動脈血栓症

In the video above, a gentle 30-second electrolytic injury is generated on the surface of a carotid artery in an atherogenic mouse (ApoE-null on a high-fat, “Western” diet), using a 100-micron-diameter iron wire (creating a free-radical injury). The site (arrowhead) and the vessel are imaged by time-lapse fluorescence-capture, low-light camera over 60 minutes (timer is shown in upper left corner – hours:minutes:seconds). Platelets were labeled with a green fluorophore (rhodamine 6G) and anti-fibrin antibodies with a red fluorophore (Alexa-647) and injected prior to electrolytic injury to identify the development of platelets and fibrin in the developing thrombus. Flow is from left to right; the artery is approximately 500 microns in diameter (bar at lower right, 350 microns).


Venous Thrombosis

In the video above, a gentle 30-second electrolytic injury is generated on the surface of a murine femoral vein, using a 100-micron-diameter iron wire (creating a free-radical injury). The site (arrowhead) and the vessel are imaged by time-lapse fluorescence-capture, low-light camera over 60 minutes (timer is shown in upper left corner – hours:minutes:seconds). Platelets were labeled with a green fluorophore (rhodamine 6G) and anti-fibrin antibodies with a red fluorophore (Alexa-647) and injected prior to electrolytic injury to identify the development of platelets and fibrin in the developing thrombus. Flow is from left to right; the vein is approximately 500 microns in diameter (bar at lower right, 350 microns).

Reference: Cooley BC. In vivo fluorescence imaging of large-vessel thrombosis in mice. Arterioscler Thromb Vasc Biol 31, 1351-1356, 2011. All animal studies were done under protocols approved by the Medical College of Wisconsin Institutional Animal Care and Use Committee.

カメラ背面パネルのコネクタの位置

USB 3.0 Back Panel Layout
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340M-USB、340UV-USBの背面パネルのレイアウト
Gigabit Ethernet Back Panel Layout
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340M-GE、340UV-GEの背面パネルのレイアウト

Camera Link Back Panel Layout
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340M-CL、340UV-CLの背面パネルのレイアウト
(CL0とCL1ポートの使用法についてはマニュアルをご覧ください。)


ブレイクアウトボードTSI-IOBOB&TSI-IOBOB2のコネクタの位置


コネクタTSI-IOBOB&TSI-IOBOB2コネクタ8050-CAB1sカメラの補助(AUX)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Hiroseコネクタ   (カメラの補助ポート)
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)

補助コネクタ

カメラとブレイクアウトボードはいずれもメス型のコネクタで、8メガピクセルカメラには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で、カメラに接続する端は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 AUX Pin #TSI-IOBOB and TSI-IOBOB2
Pin #
SignalDescription
1-予約済み将来用に予約済み
2-予約済み将来用に予約済み
3-予約済み将来用に予約済み
46STROBE_OUT
(出力)
連続多重露出モードを使用している際、実際のセンサ露光時間中はHighとなるTTL出力。 一般的に、外付けストロボなどカメラと一緒に利用するデバイスの同期に使用します。
53TRIGGER_IN
(入力)
電圧がHighからLowに移行した際、露出のトリガに使用されるTTL入力。
61LVAL
(出力)
「Line Valid(有効ライン)」の略。 正論理TTL信号で、各ラインが有効の際アサートされます。 各ライン間ならびに各フレーム間ではLowに戻ります。
72TRIGGER_OUT
(出力)
外部トリガ入力(TRIGGER_IN、LVDS_TRIGGER_IN、またはCameraLink CC1信号)を使用する際にアサートされる6 µs正パルス。 ホストから駆動されるCC1信号は、ソフトウェア制御のトリガ信号の1つです。CC1信号は、電圧がHighからLowへ移行した際にTRIGGER_OUTとしてカメラから出力され、他のデバイスのトリガを可能にします。 その他の外部トリガ装置も同様です。
8-LVDS_TRIGGER_IN_N
(入力、ピン9の差動対)
電圧がHighからLowへ移行した際、露出のトリガに使用するLVDS(低電圧差動信号)入力 末尾の「N」は、LVDSのNegative信号を意味しています。
9-LVDS_TRIGGER_IN_P
(入力、ピン9の差動対)
電圧がHighからLowへ移行した際、露出のトリガに使用するLVDS(低電圧差動信号)入力 末尾の「P」は、LVDSのPositive信号を意味しています。
104GNDカメラ信号用アース
11-予約済み将来用に予約済み
125FVAL_OUT
(出力)
「Frame Valid(有効フレーム)」の略。 正論理読み出しライン時にはHigh、フレーム間ではLowに戻るTTL出力信号。
Recommended System Requirements
Operating SystemWindows® 7, 8.1, or 10 (64 Bit)
Processor (CPU)a≥3.0 GHz Intel Core i5 or Core i7
Memory (RAM)≥8 GB
Hard Drive≥500 GB (SATA) Solid State Drive (SSD)b
Graphics CardDedicatedc 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
  • 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おけるディスクへのストリーミングにはソリッドステートドライブ(SSD)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。

ThorCam™

Software

Version 2.9.1

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


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。これには、 LabVIEW、MATLAB、Metamorph、µManager / ImageJなどのサードパーティーソフトウェアパッケージのサポート、ならびにOEMや開発者向けのカスタム用途にお使いいただける開発キットやアプリケーションプログラミングインターフェイスが付属しています。

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内での制御で、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。

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た様子。
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。
Third Party ThorCam Support
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図3: 当社のサイエンティフィックカメラ用ImageJプラグインにより、ImageJで直接ライブ画像を見ることができます。

サードパーティーアプリケーションおよびサポート

ThorCam には、LabVIEW、MATLAB、Metamorph、µManager/ImageJ(図3参照).などのサードパーティーソフトウェアパッケージ のサポートが付いています。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。

Arduino用シールドTSI-IOBOB2のArduinoコード例

Arduinoコード例

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

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

USB 3.0の同梱例

Scientific Camera, Cables, and Accessories
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型番:340M-USB

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)
  • 電源と電源ケーブル(日本国内用)
  • 光学アセンブリを緩めるためのレンチ 
  • レンズマウント用ダストキャップ(IRフィルタの取外し用ツールとしても機能)
  • 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 

 

ギガビットイーサネットの同梱例

Scientific Camera, Cables, and Accessories
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型番:340M-GE

カメラ本体のほかに以下が含まれています。

  • ギガビットイーサネット用PCI Expressカード
  • ギガビットイーサネット用ケーブル
  • 電源と電源ケーブル(日本国内用)
  • 光学アセンブリを緩めるためのレンチ 
  • レンズマウント用ダストキャップ(IRフィルタの取外し用ツールとしても機能)
  • 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 

 

Camera Linkの同梱例

 

Scientific Camera, Cables, and Accessories
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型番:340M-CL

カメラ本体のほかに以下が含まれています。

  • Camera Link用PCI Expressカード
  • Camera Link用ケーブルが1本
  • 電源と電源ケーブル(日本国内用)
  • 光学アセンブリを緩めるためのレンチ 
  • レンズマウント用ダストキャップ(IRフィルタの取外し用ツールとしても機能)
  • 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 
Recommended System Requirements
Operating
System
Windows® 7, 8.1, or 10 (64 bit)
Processor
(CPU)a
≥3.0 GHz Intel Core i5 or Core i7
Memory (RAM)≥8 GB
Hard Drive≥500 GB (SATA) Solid State Drive (SSD)b
Graphics CardDedicatedc 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)

Camera Link (-CL) Cameras:
One Unused PCIe x4/x8/x16 Slot

GigE (-GE) Cameras:
One Unused PCIe x1 Slot
ConnectivityUSB or Internet Connectivity
for Driver Installation
  • 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。

当社では、サイエンティフィックカメラシリーズ用に、USB3.0、ギガビットイーサネット(GigE)ならびにCamera Linkの3種類のインターフェイスをご用意しております。視野やフレームレートなどカメラの仕様が決まりましたら、インターフェイスを1つお選びください。また、使用するPCが右表のシステム要件を満たしていることを確認する必要があります。満たさない場合、特に記憶媒体に直接カメラ画像をストリーミング保存する際、フレーム落ちが起こる可能性があります。

定義

  • カメラフレームレート:秒単位でカメラが生成する画像数。カメラのモデルとユーザ設定によって変わります。
  • 有効フレームレート:ホストPCのカメラソフトウェアが受信した秒単位の画像数。インターフェイスハードウェア(チップセット)の制限、CPUの性能、そしてホストPCのリソースを共有するほかのデバイスやソフトウェアによって変わります。
  • 最大帯域幅:カメラがインターフェイスを介して、ホストPCにデータを転送する際の最大速度(ビット/秒またはバイト/秒)。最大帯域幅はインターフェイスの性能のベンチマークで、ホストPCがその速度でデータを受信し、処理できることを想定しています。最大帯域幅が高いインターフェイスは一般的に数値の高いカメラフレームレートをサポートしますが、インターフェイスの選択だけでカメラのフレームレートが増加するわけではありません。

USB 3.0

USB3.0は最新のPCのほとんどに標準装備されているインターフェイスで、通常、追加のハードウェアは必要ありません。USB3.0ポートが付いていないPCをお持ちの場合には、PCIeカードを別途販売しております(下記参照)。USB3.0は320 MB/sまでのデータ転送速度および3 mまでのケーブル長に対応します。PCのUSB3.0マルチポートまたはUSB3.0ハブを使用すれば複数のカメラに対応可能です。

ギガビットイーサネット

ギガビットイーサネット(GigE)は、長いケーブルが必要な場合や同じPCで複数のカメラを接続する場合に適しています。GigEは、100 MB/sまでのデータ転送速度および100 mまでのケーブル長に対応します。使用するケーブルは安価ですが、GigEインターフェイスを有するPCをお使いいただく必要があります。GigEスイッチを使用することで、簡単に複数のカメラがサポート可能です。カメラに付属しているGigEカードはネットワークへの接続が可能ですが、機関によっては、承認されたデバイスしかPCへの組み込みやネットワーク接続が許可されない場合があります。GigEカードをPCに組み込む場合は、お客様の所属先のIT管理部門にご相談ください。

Camera Link

Camera Linkは、最大850 MB/sの非常に速いデータ転送速度が必要な用途に適しています。ただし、最大ケーブル長は10 mです。Camera LinkをPCに接続するには付属のCamera Linkカードとケーブルを使用する必要があります。当社の4ならびに8メガピクセルのカメラを4タップモードで操作する際には、Camera Linkでの接続が必要です。

サイエンティフィックカメラ用インターフェイスの概要

InterfaceUSB 3.0Gigabit EthernetCamera Link
Interface Image (Click to Enlarge)USB 3.0 Scientific Camera PortGigabit Ethernet Camera portCamera Link Camera Port
Maximum Cable Length3 m100 m10 m
Maximum Bandwidtha320 MB/s100 MB/s850 MB/s
Support for Multiple CamerasVia Multiple USB 3.0 Ports or HubVia Switch Topology (Click for Details)bNo
Available Cameras200 Frames per Second Scientific-Grade CCD Cameras
1.4 Megapixel Scientific-Grade CCD Cameras
4 Megapixel Scientific-Grade CCD Cameras
8 Megapixel Scientific-Grade CCD Cameras
  • 性能はPCの構成によって異なります。
  • GigEスイッチのトポロジでは最大4台のカメラがテストされています。

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:20または40 MHz;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。
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
図4: ThorCamカメラの設定画面。赤と青の枠内では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。ストロボ出力がハイになることにより露光を示しています。よってストロボ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。

  • HW 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。
  • HW 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)。
  • HW 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「HW 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。

 

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5: 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

システム制御にカメラトリガを組み込んだ例が図5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。

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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


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サイエンティフィックCCDカメラ、高フレームレート

+1 数量 資料 型番 - Universal 定価(税抜) 出荷予定日
340M-USB Support Documentation
340M-USB高フレームレートVGAモノクロサイエンティフィックカメラ、標準CCDセンサ内蔵、USB3.0
¥598,000
3-5 Days
340UV-USB Support Documentation
340UV-USB高フレームレートVGAモノクロサイエンティフィックカメラ、UV強化CCDセンサ内蔵、USB3.0
¥624,000
3-5 Days
340M-GE Support Documentation
340M-GE高フレームレートVGAモノクロサイエンティフィックカメラ、標準CCDセンサ内蔵、GigE
¥572,000
3-5 Days
340UV-GE Support Documentation
340UV-GE高フレームレートVGAモノクロサイエンティフィックカメラ、UV強化CCDセンサ内蔵、GigE
¥598,000
3-5 Days
340M-CL Support Documentation
340M-CL高フレームレートVGAモノクロサイエンティフィックカメラ、標準CCDセンサ内蔵、Camera Link
¥819,000
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
Click for Details

TSI-IOBOB2によりArduinoと接続し、カスタムカメラシステムを構築。

サイエンティフィック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、またはほかのデバイス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CCD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、下記のブレイクアウ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。

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CCD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。

USB3.0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可能です。

USB 3.0用PCIeカードはIntel USB3.0コントローラ内蔵のUSB3.0コネクタを装備していないPC向けにご用意しております。比較的新しいPCにはUSB3.0ポートが複数付いているため、USB 3.0用PCIeカードはUSB3.0カメラには付属していません。カードにはA型USB3.0ポートが2つ付いております。

*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。

+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、1.4 MP、4 MP、8 MP&高フレームレートサイエンティフィックCCDカメラ用
¥9,100
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カメラ用
¥5,980
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)
¥6,630
3-5 Days
USB3-MBA-118 Support Documentation
USB3-MBA-118USB 3.0 A - Micro Bケーブル、長さ3 m
¥4,648
3-5 Days
USB3-PCIE Support Documentation
USB3-PCIEUSB 3.0 PCIeカード
¥7,963
3-5 Days
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