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サイエンティフィックカメラ:OEM用途と製造技術


サイエンティフィックカメラ:OEM用途と製造技術


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お客様の用途に合わせ、標準、カスタム仕様またはOEM用カメラとソフトウェア(詳細は画像をクリックしてご覧ください)をご用意
Intracellular DynamicsBrightfield MicroscopyOpthalmologyFluorescence MicroscopyMultispectral imagingNeuroscienceSEM
細胞内ダイナミクス明視野顕微鏡眼科学(近赤外光)蛍光顕微鏡マルチスペクトルイメージング神経科学電子顕微鏡(SEM/TEM)
上記用途にお勧めする当社のサイエンティフィックカメラ
Quantalux® 2.1 MP sCMOS
200 FPS VGA CCD
Kiralux™ 2.3 MP CMOS
Kiralux 5 MP CMOS

Kiralux 8.9 MP CMOS
Kiralux 2.3 MP CMOS
Kiralux 5 MP CMOS

Kiralux 8.9 MP CMOS
1.4 MP CCD
Quantalux 2.1 MP sCMOS
Kiralux 2.3 MP CMOS
Kiralux 5 MP CMOS

Kiralux 8.9 MP CMOS
Quantalux 2.1 MP sCMOS
Kiralux 2.3 MP CMOS
Kiralux 5 MP CMOS
Quantalux 2.1 MP sCMOS
Kiralux 2.3 MP CMOS
Kiralux 5 MP CMOS

Kiralux 8.9 MP CMOS
1.4 MP CCD
4 MP CCD
200 FPS VGA CCD

米国テキサス州オースティンにあるThorlabs' Scientific Imaging(TSI)グループは、多分野にわたる経験豊富な研究者やエンジニアたちが、カメラプラットフォームにおける回路設計、光学設計、機構設計、ファームウェア設計、ソフトウェア開発に携わっています。 これによりお客様のニーズに合った低ノイズかつ高性能のサイエンティフィックカメラとその接続デバイスのカスタマイズを可能にしています。

標準カメラの多彩なラインナップ、あらゆるニーズに応じてカメラを効率よくカスタマイズできる技術により、OEM用途ならびにシステム設計に適応できます。 また、すべてのカメラは微光および/または高速イメージングシステムに設計可能で、厳しいサイズ、環境、ならびにパッケージ要求に合うようカスタマイズもできます。 カメラ付属の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。当社のsCMOS、CMOS、CCDそして高フレームレートカメラは、上記写真ならびに下のリストに示している様々な用途向けに展開されています。

用途

  • ハイコンテント、高スループットスクリーニング
  • 電子顕微鏡(TEM/SEM)
  • 近赤外イメージング
  • マルチスペクトルイメージング
  • 蛍光顕微鏡
  • In VivoならびにIn Vitroイメージング
  • 近赤外微分干渉法を用いたパッチクランプ
  • 眼科イメージング
Scientific Camera
専門知識
20年に渡る技術開発
Scientific Camera
カスタム/OEM用カメラ
独自のソリューション
Scientific Camera
サイエンティフィックカメラ
当社で開発されたカメラポートフォリオの強化
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:Kiralux™ 2.3、5および8.9メガピクセル、モノクロ、カラーまたは偏光感受型センサ
    • 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、10をサポート
  • 非同期、トリガ式、バルブ露光モード
  • LabVIEW、MATLAB®µManager / ImageJ、 .NET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。

Compact Scientific Cameras
Camera TypeQuantalux® 2.1 MP sCMOSKiralux™ 2.3 MP CMOSKiralux™ 5 MP CMOSKiralux™ 8.9 MP CMOS
Item #Monochrome: CS2100M-USBMonochrome: CS235MU
Color: CS235CU
Monochrome: CS505MU
Color: CS505CU
Polarization: CS505MUP
Monochrome: CS895MU
Color: CS895CU
Electronic ShutterRolling ShutteraGlobal Shutter
Sensor TypesCMOSCMOS
Number of Pixels (H x V)1920 x 10801920 x 12002448 x 20484096 x 2160
Pixel Size5.04 µm x 5.04 µm5.86 µm x 5.86 µm3.45 µm x 3.45 µm
Optical Format2/3"
(11 mm Diagonal)
1/1.2"
(13.4 mm Diagonal)
2/3"
(11 mm Diagonal)
1"
(16 mm Diagonal)
Peak Quantum Efficiency
(Click for Plot)
Monochrome: 61% (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
Max Frame Rate
(Full Sensor)
50 fps39.7 fps35 fps20.8 fps
Read Noise< 1 e- Median, < 1.5 e- RMS< 7.0 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
General Purpose Imaging
Monochrome & Color Models:
Fluorescence Microscopy
Immunohistochemistry (IHC)
Machine Vision & Inspection
Polarization Model:
Machine Vision & Inspection
Transparent Material Detection
Surface Reflection Reduction
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。
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
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 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。

サイエンティフィックカメラの用途

下記よりお選びください。


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。 モノクロサイエンティフィックカメラにより、各スペクトルで分離した2次元画像のスタック画像を得ることができます。この画像は比率や閾値といった定量的 分析を求めたり、スペクトル分離に使用できます。

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).


静脈血栓症

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.

OEM用途ほかお客様のご用途に合わせてカスタマイズ

Thorlabs Scientific Imaging(TSI)では特定の用途に合わせたカメラを簡単に入手可能です。 当社では標準サイエンティフィックカメラの豊富なラインナップだけではなく、カスタム仕様やOEM用途向けの製品もご提供可能です。 この中には高性能カメラ、ボードレベルカメラ、カスタム仕様のカメラ筐体、そしてソフトウェアなどが含まれます。 特殊な要求、カスタム用途、または当社の製造能力に関するお問い合わせは当社までご連絡ください。

サイエンティフィックカメラのカスタマイズはゼロから、もしくは当社標準カメラの既存品をベースに始めることができます。 TSIは、下の2つのステップを用いることよりこのプロセスをシンプルにしています。 既存カメラへのラベル付けや、タイミング回路、機械的変更などの小さな変更はこれらのステップを使用することにより迅速かつ簡単に行えます。 ゼロからカスタム仕様のカメラを設計する際には、下記の事柄についてすべて段階を追って説明させていただきます。 お客様の特殊なニーズに合うカメラが分かるよう、プロセスは簡素化されております。 OEM用途向けにはカンバン方式の製造もご用意しております。

 

Scientific Camera
QE(量子効率)曲線が一般的な蛍光放出曲線と重なっています。

ステップ 1: お客様のカスタム仕様またはOEM用途の要求の分析

  • 関連するフォトニクス
    • 感度
    • 波長
    • 解像度
    • 速度
  • システム要件
    • 動作環境
    • スペースの制約
    • インターフェイス
    • ソフトウェア
  • 応用面
    • コンプライアンス問題
    • 今後の展開
    • ロジスティックス
Scientific Camera
Scientific Camera
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カスタム筐体
Scientific Camera
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カスタム回路基板

ステップ 2: TSIによるにソリューションの構築

Software
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ソフトウェア開発用API/SDK
  • 撮像素子の選択
    • UV、可視、近赤外域スペクトル
    • 2.1メガピクセルsCMOS
    • 2.3メガピクセル、5メガピクセル、または8メガピクセルCMOS
    • 1.4メガピクセル、4メガピクセル、8メガピクセル、または高フレームレートVGA CCD
  • 入力出力の選択
    • USB 3.0
    • Camera Link
    • ギガビットイーサネット
  • カメラ本体の選択
    • 標準非冷却型
    • 2段TEC付き密閉型
    • ラベリング
    • 電子回路の変更
    • 光学マウントの選択(Cマウントネジが標準)
  • 電子回路の変更
    • カスタムファームウェア
    • 用途に特化したタイミングとトリガーモード
  • ソフトウェア:
    • カメラ用ThorCam™ GUIを使用した初期評価:関心領域(ROI)ならびにビニングモードは32または64ビットWindows® 7をサポート
    • MATLAB®、LabVIEWならびにMetamorph等ポピュラーなサードパーティサポートを使用したアルゴリズムの開発
    • 販売用に独自のプログラムを開発するソフトウェア開発者対象API/SDK
  • サプライチェーン
    • カンバン方式の在庫契約

OEM Brochure

フォトニクスならびにイメージング産業における当社の専門性

当社は、光学部品から先進的なイメージングシステムまで幅広い技術・製品の開発と製造を手がけています。 部品の開発と製造は、そのほとんどが当社の製造施設にて行われています。 この施設ではモーションコントロール製品、オプトエレクトロニクス、半導体、光ファイバ、オプトメカニクス、光学素子ならびに光学コーティングなどが製造可能です。 当社のサイエンティフィックカメラのラインナップを直接サポートする部品として、フィルタフィルターホイール顕微鏡レンズ走査レンズズームレンズテレセントリックレンズ取付け用アダプタLED、顕微鏡用部品ならびにステージ、そして固定式のケージシステムなどもご用意しています。

当社の能力

  • フォトニクス技術における幅広い知識
  • 低ノイズ高性能サイエンティフィックカメラ、インターフェイスならびにソフトウェアを設計・製造できる幅広いスキルの集合
  • 垂直統合型製造施設
  • 種類豊富な異なる分野の製品
  • 世界中の研究所との密接な連携

経験豊かなチーム

  • 研究者、エンジニア、サポートエンジニアからなるチーム
  • 機械部品からイメージングシステムに及ぶ幅広い製品の開発・製造
  • 多数の光学系を設計・製造し、様々な分野で展開している実績
TSI Logo

A Message from TSI's General Manager

As a researcher and system designer, 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 and development 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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