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高速ゲート イメージインテンシファイアユニット

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ドキュメント名 高速ゲート イメージインテンシファイアユニット
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高圧電源モジュール セレクションガイド
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高速ゲート イメージインテンシファイアユニット HIGH-SPEED GATED IMAGE INTENSIFIER UNIT
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Con目t e次 nts 特 長 特長 …………………………………… 1 構成例 ………………………………… 2 高速現象の『瞬間像』を捕らえる 原理 …………………………………… 3 高速ゲートイメージインテンシファイアユニット(以下ゲートI.I.ユニット) は、『ゲート動作(シャッタ動作)』により高速現象の極めて短時間の 『瞬間像』を捕らえることができます。 製品選定のポイント ………………… 4 ゲート動作とは、カメラのシャッタと同じ機能で、ゲートI.I.ユニットはこ の動作を電気的に行います。最小3億分の1秒(3ns)のゲートが可 仕様 …………………………………… 7 能です。 ゲート動作をレーザ、他の装置と同期させることにより、計測時間以 外の背景光や励起光の除去が可能です。 外形寸法図 …………………………… 8 微弱光を観察する 読出方法 ……………………………… 11 ゲートI.I.ユニットは内部に映像増強機能を有しており、目には見えな い微弱な光も映像化することができます。 読出デバイスセレクションガイド ………… 11 また、ゲート時間が短くなると入射光量が少なくなりますので、映像増 強が必要となります。 測定対象により映像増強度の異なるマイクロチャンネルプレート 関連製品 ……………………………… 14 (MCP)1段タイプと2段タイプを用意しております。 応用例 ………………………………… 17 紫外域または赤外域を観察する ゲートI.I.ユニットに内蔵されているイメージインテンシファイアの感度 波長範囲により、紫外~近赤外までご希望の波長のイメージングが 可能です。 ゲートI.I.ユニットの特長 ●お手持ちのカメラとレンズをそのまま イメージインテンシファイアの分光感度特性 使用可能(次ページ参照) TII B0113JC 100 ⇒既存のカメラシステムが、高感度・ 赤感度増強型GaAsP 高速シャッタカメラにグレードアッ プ。 GaAs 10 ⇒他のカメラシステムへも転用(付け 替え)が可能。 InGaAs ⇒読み出しカメラに応じた各種リレー 1 レンズをラインアップ。 GaAsP (P.10~13参照) 0.1 ●内蔵できるイメージインテンシファイア Cs-Te (I.I.) のバリエーションが豊富 マルチアルカリ 0.01 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 波長 (nm) 応用例 ●エンジンの燃焼状態の解析 ●プラズマ発光の時間的変化の観察 ●タービンブレードの観察 ●爆発現象の観察 ●高速運動中の気体・液体の観察 ●高速運動中の物体の観察 ●蛍光寿命の観察 ●ソノルミネッセンスの観察 ●微弱生物・化学発光イメージング 1 量子効率: QE (%)
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構成例 1. 高速度カメラとの組み合わせ(Fマウント入力の場合) 高速度カメラ 高速度カメラ Fマウント Fマウント 対物レンズ 対物レンズ 1: 1 リレーレンズ A4539 IMAGE INTENSIFIER UNIT 撮像例:微小放電現象の観察 (P.20参照) 放電現象の 時間的変化 が観察でき IMAGE INTENSIFIER UNIT 1: 1 リレーレンズ ます。 A4539 ゲートI.I.ユニット C10880-03F (Fマウント入力タイプ) 2. 汎用CCDカメラとの組み合わせ Cマウント対物レンズ 汎用CCDカメラ リレーレンズ (例: 1/2型) アダプタ 2: 1 リレーレンズ Cマウント対物レンズ A9017 A2098 汎用CCDカメラ リレーレンズ IMAGE INTENSIFIER UNIT (例: 1/2型) アダプタ 2: 1 リレーレンズ A9017 A2098 撮像例:光ファイバを通過するレーザパルス光の観察 (P.17参照) IMAGE INTENSIFIER UNIT ゲート時間内のレーザ パルス光の動きが確認 ゲートI.I.ユニット できます。 実験に使用した光ファイバの外観 ゲート時間: 3 ns レーザ波長: 550 nm パルス幅 : 50 ps 3. 顕微鏡との組み合わせ 顕微鏡 顕微鏡 顕微鏡用 アタッチメント リレーレンズ アダプタ 2: 1 リレーレンズ A9017 A2098 汎用CCDカメラ (例: 1/2型) 汎用CCDカメラ IMAGE INTENSIFIER UNIT (例: 1/2型) リレーレンズアダプタ A9017 撮像例:糸状菌細胞の核分裂観察 (P.18参照) 核が分裂していく様子 IMAGE INTENSIFIER UNIT が確認できます。 2: 1 リレーレンズ A2098 ゲートI.I.ユニット 測定開始直後 測定開始30分後 測定開始120分後 2
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原 理 内部構成図 高速ゲートイメージインテンシファイアユニット 高速度カメラ対応 高速ゲートイメージインテンシファイアユニット イメージインテンシファイアと高圧電源・ゲート駆動回路を一体化し、 イメージインテンシファイアとインバータ型イメージインテンシファイア コンパクトな形状を実現しました。 の2つを接続した、高輝度出力像が得られるゲートイメージインテンシ 撮像デバイスはファイバ窓CCDカメラ、CCDカメラ、高速度カメラ ファイアユニットです。高速度カメラを接続し、高撮像コマ数で読み 等への接続が可能です。 出すときに使用を推奨します。 イメージインテンシファイア 近接型 入射光 イメージインテンシファイア インバータ型イメージインテンシファイア (イメージブースタ) 出射光 入射光 Cマウント ゲート制御回路・駆動回路 出射光 低圧電源回路 Cマウント または ゲート制御回路・駆動回路 イメージインテンシファイア用 Fマウント 高圧電源・制御回路 低圧電源回路 イメージインテンシファイア用 高圧電源・制御回路 TAPPC0129JB TII C0071JB イメージインテンシファイア イメージインテンシファイアは微弱な画像を数千倍から 数百万倍に映像増強可能なイメージデバイスです。 光電面(光→電子) MCP(電子増倍:1000~10000倍) イメージインテンシファイアに入射された光学像は光電 蛍光面(電子→光) 面で光電子に変換されます。光電子は強い電界に引 かれてマイクロチャンネルプレート(MCP)に入射し、 MCP内壁に十数回衝突します。衝突の際に壁面から 出力電子 光 二次電子が放出されます。電子はMCP1段タイプで数 入射電子 倍~数千倍、MCP2段タイプは数十倍~数百万倍に MCP 増強され、蛍光面へ衝突し再び光学像になります。 微弱光イメージ 増強されたイメージ 出力面窓: 入力面窓 真空 電子 ファイバオプティクプレート TII C0051JD 構造図 ゲート(シャッタ)動作の方法 光電面に入射した光は光電子に変換され、電位差により蛍光面まで導かれ ゲート動作回路図 ます。イメージインテンシファイア内部の電極の電位を変化させることにより ゲート動作ON 光電子 電子 ゲート動作を行います。 光電面 MCP 蛍光面 ゲートON -200 V パルス 0 V 0 光 光 ゲート動作 VG C 「光電面-MCP間」の電位を変化させて行います。 パルス ジェネレータ R ●「MCP電位より光電面電位が低い」場合 : ゲート動作ON の状態 VB VMCP VS 例 : VB= +30 V 光電面で変換された光電子像は電位の高いMCPへと引き寄せられ、   VG= -230 V 増倍された後、出力蛍光面へと導かれ光学像として出力されます。 TII C0047JA ゲート動作 光電子 OFF 光電面 MCP 蛍光面 ●「MCP電位より光電面電位が高い」場合 : ゲート動作OFF の状態 +30 V 0 V 光電面で変換された光電子像は電位の低い 光 MCPから反発され、 ここで遮断されます。 C パルス ジェネレータ R VB VMCP VS TII C0048JB 3
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製品選定のポイント 測定に最適な仕様の高速ゲートイメージインテンシファイアユニットを選定していただくためのガイドラインです。 製品選定には下記の項目が重要で、6項目の組み合わせにより製品選定を行うことができます。 項目 内容 選定方法 入射光に対する光電子への変換効率(量子効率)が高 撮像対象の光の波長はいくつか。 いほど、ゆらぎの少ない画像を得ることができます。 ・紫外域から近赤外域の広範囲 光電面感度・ 測定対象の発光波長により光電面を選択することが  …マルチアルカリ光電面 感度波長範囲 重要です。 ・近赤外域が中心…GaAs光電面 ・可視域が中心…GaAsP光電面 映像増強度(ゲイン)、検出限界を決定する要素です。 ・1分子蛍光観察…MCP2段 通常のCCDカメラでは約0.1 lx程度が撮像限界です。増 倍部のMCPは1段タイプと2段タイプがあります。 ローソクの光の観察の場合 MCP1段タイプでは約1万倍の映像増強度があり、明る ・ゲート時間 : 1µs以下.....MCP2段 イメージ さとしては1×10-5 lx程度までの撮像が可能となります。 : 5µs以上.....MCP1段 インテンシファイア MCP段数 MCP2段タイプでは約100万倍の映像増強度があり、 (I.I.) 明るさとして1×10-7 lx程度までの撮像を可能にします。 MCP2段タイプでは光の最小単位であるシングルフォトン レベルの検出が可能です。 上記の光量換算はゲート時間1 sの場合であり、ゲート時 上記の数字は目安です。 間が短くなれば相対的な光量は減少していきますので、 光量、ゲート時間、映像増強度(ゲイン)、 レンズ、撮像デバイス等、各種条件が関係し 入射光量を増加させる必要があります。 ますので、詳細は別途ご相談ください。 解像度を決定する要素です。 撮像デバイスは何か。 有効入力面サイズは、希望する出力像の解像度※と入 撮像デバイスの受光面サイズと、接続 有効入力面サイズ 射像の大きさによって決定します。得られる画像の解像 するリレーレンズやファイバの縮小比で 度は、入射光量の減少によっても低下します。 決定します。 1回あたりの画像露光時間のことです。このゲート時間内 どのくらいの時間像を捕らえるかにより に起こった現象の『瞬間像』をとらえることができます。 決定します。 ゲート時間 ゲート時間が短くなると動きの少ない画像が得られますが、 (シャッタ時間) 光量が減少しますので暗い像となります。(測定対象に 合ったゲート時間のユニットをお選びください。) ゲート(シャッタ) 1秒間にゲート動作を行う回数です。測定対象の繰り返 1秒間に何回露光させたいかをカメラ ゲート 繰り返し周波数 し周波数や読み出すカメラの撮像コマ数にも依存します。 の撮像コマ数等により決定します。 イメージブースタが必要かどうかを決定する要素です。 カメラの撮像コマ数 カメラの撮像コマ数を増加させていくと、イメージインテン ・1000コマ/秒以上:ブースタが必要。 読み出しカメラ シファイアからの出力光量だけでは十分な画像が得られ C10880シリーズを選択 撮像コマ数 なくなってきますので、高い光量出力を得るためにイメージ ・300~1000コマ/秒:ブースタの使用 ブースタが必要になります。 を推奨。C10880シリーズを推奨 高解像度化 高速ゲートイメージインテンシファイアユニットの解像度は、出力面の最小輝点サイズが20 µm~50 µmのため出力面の面 積に依存します。高解像度カメラへ接続して解像度を最優先する場合にはφ25 mmタイプをお勧めします。 大きな出力面を高い縮小率の光学系で撮像素子へ結合することにより高解像度の画像が得られます。 4
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陰極放射感度 (mA/W) ルミナンスゲイン (lm/m2)/lx 量子効率 (%) 発光量 発光量 紫外 域 たは 域ま 電面 ) 近赤 外 リ光 ~ ルカ 紫外 域 チア (マ ル 高速ゲートイメージインテンシファイアユニットを使用目的別に分類しました。 製品選定のポイント 最適なユニットをお選び頂くためのセレクションガイドです。 MCP1段 C9546-01、C9547-01 C9548-01 広い感度波長範囲・高量子効率(QE) ( 200 kHz対応) C10880-03C/F 光電面感度が高いため、ゆらぎ ●分光感度特性 C10880-13C/F YES MCP2段 C9546-02、C9547-02 の少ない高画質での撮像が可 TAPPB0089JB YES 103 接続するカメラの * 300 ~ 1000コマ/秒のときも 高繰り返しが C9548-02( 200 kHz対応) 能です。 マルチアルカリ GaAsP光電面タイプ 光電面タイプ 撮像コマ数は C10880を推奨します。 可視域にはGaAsP光電面、近 必要ですか? 1000コマ/秒 赤外域にはGaAs光電面をお 102 勧めします。 以上ですか? NO MCP1段 C9016-21 YES 101 (2 kHz MCP2段 C9016-22 高速ゲートが 以下) NO * GaAs光電面 必要ですか? タイプ 100 NO(10 µs以上) MCP1段 C9016-01 陰極放射感度 量子効率 -1 MCP2段 C9016-02 10 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 波長 (nm) ) 域 電面 MCP1段 C9546-05、C9547-05 極短時間イメージング 高繰り返しゲート可能 視 P光 C9548-05( 200 kHz対応) (高速ゲート) 可 1秒間に3万回、20万回のゲート動作 s aA C9546-06、C9547-06 現象の変化が非常に速い場合に、 が可能なタイプです。 (G YES MCP2段 高速カメラに対応し高繰り返しゲート 高繰り返しが C9548-06( 200 kHz対応) 極めて短いゲート時間で捕らえること ができるタイプです。短時間での変化 動作が可能ですので、測定の時間分 必要ですか? を捉えることができますので、より細 解能を向上させます。また、同一フレー かい高速現象メカニズムの解析が ム上での多数回積算が可能です。劣 化しやすい試料も短時間で測定が可 可視域~近赤外域 NO MCP1段 C9016-25 できます。 能です。 測定波長は? YES 3 ns, 5 ns (2 kHz MCP2段 C9016-26 画像 (GaAs光電面) ●2000回/秒 (2 kHz) ●200,000回/秒 (200 kHz) 高速ゲートが 以下) 時間 500 µs 5 µs 多 多 必要ですか? 画像 ゲート動作 ゲート動作 NO(10 µs以上) MCP1段 C9016-05 MCP2段 C9016-06 少 少 時 間 発光現像 時 間 TAPPC0050JA TAPPC0051JA MCP1段 C9546-03、C9547-03 高感度(MCP2段タイプ採用) C9548-03( 200 kHz対応) 極微弱な生物化学発光や ●映像増強度 TAPPB0047JB 暗中での生物観察などが、 107 YES MCP2段 C9546-04、C9547-04 C9548-04 MCP2段タイプにより可能にな 高繰り返しが ( 200 kHz対応) ります。 MCP2段タイプ 106 必要ですか? MCP2段タイプは映像増強度 (ゲイン)がMCP1段タイプと比 105 NO MCP1段 C9016-23 べ約100倍高いので、高感度 な検出が可能です。 YES ( 4 2 kHz MCP2段 C9016-24 10 高速ゲートが 以下) 必要ですか? 103 MCP1段タイプ NO(10 µs以上) MCP1段 C9016-03 102 MIN. MAX. MCP2段 C9016-04 ダイヤル目盛 5 6
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仕 様 ●高速ゲートイメージインテンシファイアユニット B 入力面 H HI / 映像 EBI 限界H ゲート C 外 A 感度波長 型名 光電面 出力面 蛍光面 / MCP 増強度 ラジアント 解像度 範囲 最大繰り返し 動作周囲 形 サイズ 出力面 段数 (lm/m2)/lx (W/cm2) (Lp/mm) ゲート時間 周波数 電源 温度 / 湿度 寸 (nm) (mm) 窓材 Typ. Typ. Typ. (kHz) 法 C9016-01 1 2.2 × 104 64 GaAsP 280~720 8.0 × 10-15 C9016-02 2 5.0 × 106 57 USB F C9016-03 マルチ 1 1.2 × 104 64 または 185~900 φ17 D P43 / FOP 3.0 × 10-14 10 µs~100 ms 0.2 1 C9016-04 アルカリ 2 5.0 × 106 57 AC100 V C9016-05 1 4.0 × 104 64 ~ 240 V G GaAs 370~920 4.0 × 10-14 C9016-06 2 9.6 × 106 57 C9016-21 1 2.2 × 104 64 GaAsP 280~720 8.0 × 10-15 C9016-22 2 5.0 × 106 57 C9016-23 マルチ 1 1.1 × 104 64 AC100 V 185~900 φ17 D P43 / FOP 3.0 × 10-14 20 ns~DC 2 1 C9016-24 アルカリ 2 4.0 × 106 57 ~ 240 V G C9016-25 1 4.0 × 104 64 GaAs 370~920 4.0 × 10-14 C9016-26 2 9.6 × 106 57 C9546-01 1 2.0 × 104 64 GaAsP 280~720 8.0 × 10-15 C9546-02 2 3.0 × 106 57 0 °C ~ +40 °C C9546-03 マルチ 1 1.0 × 104 64 AC100 V 185~900 φ17 D P43 / FOP 3.0 × 10-14 3 ns~DC 30 / 2 C9546-04 アルカリ 2 2.4 × 106 57 ~ 240 V G 70 %以下 (結露なきこと) C9546-05 1 3.6 × 104 64 GaAs 370~920 4.0 × 10-14 C9546-06 2 5.8 × 106 57 C9547-01 1 1.8 × 104 57 GaAsP 280~720 8.0 × 10-15 5 ns~DC C9547-02 2 3.0 × 106 51 C9547-03 マルチ 1 1.0 × 104 64 AC100 V 185~900 φ25 E P43 / FOP 3.0 × 10-14 10 ns~DC 30 3 C9547-04 アルカリ 2 2.4 × 106 57 ~ 240 V G C9547-05 1 3.0 × 104 57 GaAs 370~920 4.0 × 10-14 5 ns~DC C9547-06 2 5.3 × 106 51 C9548-01 1 6.0 × 103 51 GaAsP 280~720 8.0 × 10-15 C9548-02 2 1.5 × 106 45 C9548-03 マルチ 1 3.3 × 103 57 AC100 V 185~900 φ25 E P46 / FOP 3.0 × 10-14 10 ns~9.99 ms 200 4 C9548-04 アルカリ 2 1.0 × 106 51 ~ 240 V G C9548-05 1 9.9 × 103 51 GaAs 370~920 4.0 × 10-14 C9548-06 2 2.6 × 106 45 ●高速度カメラ対応高速ゲートイメージインテンシファイアユニット B 入力面 / 映像 H 映像 J HI 限界H C EBI 型名 A 感度波長 ゲート 外 光電面 出力面 蛍光面 / MCP 増強度 歪み ラジアント 解像度 最大繰り返し 動作周囲 形 (入力マウント) 範囲 サイズ 出力面 窓材 段数 (lm/m2)/lx (%) (W/cm2) (Lp/mm) ゲート時間 周波数 電源 温度 / 湿度 寸 (nm) (mm) Typ. Typ. Typ. Typ. (kHz) 法 C10880-03C P46 + P46 / 4.4 0 °C ~ +40 °C 5 C10880-03F マルチ φ24 / 硼硅酸ガラス AC100 V 6 185~900 1 1.0 × 105 2 × 10-9 38 10 ns~ / 9.99 ms 200 C10880-13C アルカリ φ16 P46 + P46 / ~240 V G 70 %以下 5 2.4 (結露なきこと) C10880-13F FOP 6 NOTE: A P.6分光感度特性グラフ参照  B 他の感度波長につきましては、お問い合わせください。  C P.8, 9参照 D 出力面有効エリアは 12.8 mm × 9.6 mmです。使用するカメラの有効エリア、リレーレンズの縮小比にご注意ください。 E 出力面有効エリアは 16.0 mm × 16.0 mmです。使用するカメラの有効エリア、リレーレンズの縮小比にご注意ください。 F 接続する機器の負荷により電源供給不足になる場合は、付属のACアダプタをご使用ください。 G ACアダプタが付属します。 H 値(Typ.)は標準値です。詳細につきましては、お問い合わせください。 I 低照度検出限界の目安となる値です。  J 中心から80 %位置 7
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外形寸法図 単位 : mm 1 C9016シリーズ:入出力面サイズ φ17 mm 34.3 0.5 Cマウント 出力面 50 4 × M3 出力面 リモートコントローラ用 コネクタ 電源スイッチ 電源/ プロテクト表示LED ACアダプタコネクタ USBコネクタ [背面図] [側面図] [正面図] 90 1 40 30 リモートコントローラ部 深さ (質量:570 g) 4 × M3 4 70 (W) × 48 (H) × 111 (D) 1/4"-20UNC 45 [底面図] ケーブル長: 2 m 質量: 300g TAPPA0061JE 2 C9546シリーズ:入出力面サイズ φ17 mm、高速ゲート (3 ns~)タイプ 80 66 34.3 1 50 0.5 Cマウント 4 × M3 出力面 Cマウント ゲート時間 モニタ出力 電源/ プロテクト表示LED 電源スイッチ ゲート信号入力 ACアダプタコネクタ 90 [背面図] リモートコントローラ用コネクタ[側面図] USBコネクタ [正面図] 40 4 × M3 深さ 8 1/4"-20UNC リモートコントローラ部 70 (W) × 48 (H) × 111 (D) (質量:820 g) ケーブル長: 2 m 30 50 質量: 300g [底面図] TAPPA0071JD 3 C9547シリーズ:入出力面サイズ φ25 mm、高速ゲート (5 ns / 10 ns~)タイプ 80 80 33.3 67 0.5 Cマウント 1.8 4 × M3 出力面 Cマウント ゲート時間 モニタ出力 電源/ プロテクト表示LED 電源スイッチ 90 ゲート信号入力 ACアダプタコネクタ [背面図] リモートコントローラ用コネクタ[側面図] USBコネクタ [正面図] 40 4 × M3 深さ 8 1/4"-20UNC リモートコントローラ部 70 (W) × 48 (H) × 111 (D) (質量:950 g) ケーブル長 30 : 2 m 50 質量: 300g [底面図] TAPPA0072JD 8 1 77 41 1 77 32 4 47 32 50 159 50 143 30 30 30 116 40 66
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外形寸法図 単位 : mm 4 C9548シリーズ:高繰り返し (200 kHz Max.)タイプ、タイミング制御をRS-232Cで可能 80 (27) 80 33.3 0.5 Fマウント (Cマウントも 67 選択可) 4 × M3 出力面 Fマウント ゲート時間モニタ出力 電源/ プロテクト表示LED 電源スイッチ ACアダプタコネクタ 90 ゲート信号入力 [背面図] リモートコントローラ用コネクタ[側面図] RS232Cコネクタ [正面図] 1/4"-20UNC 4 × M3 深さ8 リモートコントローラ部 70 (W) × 48 (H) × 111 (D) (質量:1120 g) ケーブル長: 2 m 30 50 質量: 300 g [底面図] TAPPA0089JC 5 C10880-03C/-13C(Cマウント入力タイプ):高速度カメラ対応 イメージブースタ リレーレンズ 14 L 33.3 80 80 アダプタ 61 7.5 マウント 18 C 入射面 1.8 出力面 ゲート時間モニタ出力 (BNC) ゲートトリガ入力 (BNC) リモートコネクタ RS-232Cインターフェース 電源/保護機能表示LED 90 [背面図] ACアダプタコネクタ [側面図] 電源スイッチ [正面図] 40 40 1/4"-20UNC 型名 L C10880-03C 84.5 C10880-13C 89.5 リモートコントローラ部 70 (W) × 48 (H) × 111 (D) 30 質量:約1.7 kg 4 × M3 深さ 8 ケーブル長: 2 m 50 質量: 300 g 80 [底面図] TII A0071JD 6 C10880-03F/-13F(Fマウント入力タイプ):高速度カメラ対応 イメージブースタ リレーレンズ 14 L 33.3 27 Fマウント 80 80 アダプタ 61 7.5 18 入射面 出力面 ゲート時間モニタ出力 (BNC) ゲートトリガ入力 (BNC) リモートコネクタ RS-232Cインターフェース 電源/保護機能表示LED 90 [背面図] ACアダプタコネクタ [側面図] 電源スイッチ [正面図] 40 40 1/4"-20UNC 型名 L C10880-03F 84.5 C10880-13F 89.5 リモートコントローラ部 70 (W) × 48 (H) × 111 (D) 30 質量:約1.8 kg 4 × M3 深さ 8 ケーブル長: 2 m 50 質量 80 : 300 g TII A0072JD [底面図] 9 1 77 41 80 80 50 50 50 30 159 30 30 45 78 41 40 78 41 40 25 25
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外形寸法図 単位 : mm アクセサリ ■リレーレンズアダプタ 24 A9017 25 A9549 3 2 4 × 3.2サラモミ 3 2 4 × 3 67 50 R6 66 R6 [背面図] [側面図] 80 質量: 35 g [背面図] [側面図] 質量: 45 g TAPPA0107JA TAPPA0109JB ■リレーレンズ A11703 (1:2) A11669 (3:2) A2098 (2:1) 72-80 37-43 102-108 A2095 (F-Cマウントアダプタ) 29 A4539 (1:1) A11716 (3:1) 75-82 120-127 型名(比率) 出力マウント 質量 (g) 型名(比率) 出力マウント 質量 (g) A11703 (1:2) Fマウント 450 A11669 (3:2) Cマウント 200 A4539 (1:1) Fマウント 400 A2098 (2:1) Cマウント 460 A2095 (–) Cマウント 80 A11716 (3:1) Cマウント 540 TAPPA0110JB 10 32 M59 P=1 65 41 M59 P=1 81
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リレーレンズ結合 異なるリレーレンズや、他のカメ ラへの変更を簡単に行うことが 読出方法 CCD できます。倍率の自由度が高い 反面、ファイバプレート結合に 高速ゲート 比べ伝達効率が悪く、光学系 イメージ インテンシ 全体が大きくなるというデメリッ ファイア ユニット トがあります。 レンズ リレーレンズ TAPPC0056JC 読出デバイスセレクションガイド パソコン 画像処理 ファイバ窓CCDカメラ ソフトウエア C12550-A1 USBケーブル ACアダプタ ●C9016-0xシリーズ AC100 V ~ 240 V Cマウント対物レンズ F-Cマウント 1: 1リレーレンズ アダプタ ORCA Flash4.0 V3 A4539 A2095 顕微鏡 3: 2 リレーレンズ A11669 デジタルCCDカメラ(2/3型) C9016シリーズ リレーレンズ アダプタ 2: 1 リレーレンズ 顕微鏡用 A9017 A2098 汎用CCDカメラ アタッチメント (1/2型) IMAGE INTENSIFIER UNIT 接続方法について CD-ROM …イメージインテンシファイアユニット C9016シリーズ C9016シリーズの動作方法とゲインコントロール 制御ソフトウエア …アクセサリ(別売) 方法により、推奨接続が異なります。 動 作 ゲインコントロール 接 続 CD-ROM DC リモートコントローラ 1 2 3 USBケーブル 2 m4 ※ Hipic (バージョン 9.3pf4以降) DC パソコン 4 5 ゲート 制御ソフトウエア 5 により選択 1 2 3 4 5 パソコン (USB) ※ノート型パソコンの場合には、12も接続してください。 リモートコントローラ3 トリガ入力 ACアダプタ1 ACケーブル2 AC100 V ~ 240 V TAPPC0109JG ●C9016-2xシリーズ パソコン 画像処理 ファイバ窓CCDカメラ ソフトウエア C12550-A1 USBケーブル ACアダプタ AC100 V ~ 240 V Cマウント対物レンズ F-Cマウント 1: 1リレーレンズ アダプタ ORCA Flash4.0 V3 A4539 A2095 顕微鏡 3: 2 リレーレンズ A11669 デジタルCCDカメラ(2/3型) C9016-2xシリーズ リレーレンズ アダプタ 2: 1 リレーレンズ 顕微鏡用 A9017 A2098 汎用CCDカメラ アタッチメント (1/2型) IMAGE INTENSIFIER UNIT パルスディレイ ジェネレータ C10149 接続方法について ゲート入力 C10149 トリガ入力 C9016-2xシリーズの動作方法とゲインコントロール 方法により、推奨接続が異なります。 リモートコントローラ3 動 作 ゲインコントロール 接 続 DC/ゲート リモートコントローラ 1 2 3 …イメージインテンシファイアユニット C9016-2xシリーズ DC パソコン 1 2 4 5 …アクセサリ(別売) ゲート パソコン 1 2 3 4 5 CD-ROM 制御ソフトウエア ACアダプタ1 ACケーブル2 CD-ROM AC100 V ~ 240 V USBケーブル 2 m4 Hipic (バージョン 9.3pf4以降) パソコン5 (USB) TAPPC0175JA 11 REMOTE CONTROLLER REMOTE CONTROLLER
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高速ゲートイメージインテンシファイアユニットの出力 ファイバオプティクプレート(FOP)とは ファイバオプティクプレート結合 光ファイバ 像をファイバオプティクプレートでCCDに結合するこ 直径6 µmの光ファイ バを数百~数千万 光 CCD とにより、効率よく読み出すことができます。効率が上 本束にした光学デバ 反射 がることにより、入射光量を抑えることができますので、 イスです。 光は反射をくり返しながら、 端から端へと光を伝えます。 高速ゲート イメージインテンシファイアの寿命が長くなります。ま 光ファイバの「光伝 光 達」により、像を浮か 直径6µm イメージ インテンシ た、光学系をコンパクトにすることも可能です。しかし、 び上がらせます。端 …これを50,000,000本 (5千万本) 束にすると、 ファイア 読み出し系の交換が容易でないというデメリットもあ 面から端面まで画像 光 ユニット を歪みなく伝達させ 1本1本の光ファイバ ります。 る、レンズに代わる光 が光を伝達。 文字を浮かび上がら 学デバイスとして利 せます。 レンズ ファイバオプティクプレート 用されています。 TAPPC0055JB TMCPC0069JB 光 ●C9546シリーズ  C9547シリーズ  ファイバ窓CCDカメラ パソコン 画像処理 ( シリーズ) ソフトウエア C9546 USBケーブル C12550-A1 ACアダプタ AC100 V ~ 240 V Cマウント対物レンズ F-Cマウント 1: 1リレーレンズ アダプタ ORCA Flash4.0 V3 A4539 A2095 顕微鏡 3: 2 リレーレンズ A11669 デジタルCCDカメラ(2/3型) C9546, C9547シリーズ リレーレンズ アダプタ 顕微鏡用 A9017 2: 1 リレーレンズ A2098 / Cマウント A9549 3: 1 リレーレンズ A11716 汎用CCDカメラ アタッチメント (1/2型) パルスディレイジェネレータ オシロスコープ(ゲート時間モニタ) C10149 ゲート入力 C10149 接続方法について トリガ入力 C9546、C9547シリーズのゲインコントロール 方法により、推奨接続が異なります。 リモートコントローラ3 動 作 ゲインコントロール 接 続 ゲートリモート …イメージインテンシファイアユニット C9546、C9547シリーズ DC/ コントローラ 1 2 3 …アクセサリ(別売) DC/ゲート パソコン 1 2 4 5 CD-ROM 制御ソフトウエア ACアダプタ1 ACケーブル2 CD-ROM AC100 V ~ 240 V USBケーブル 2 m4 Hipic (バージョン 9.3pf4以降) パソコン5 (USB) TAPPC0121JD ●C9548シリーズ 顕微鏡 2: 1 リレーレンズ A2098 デジタルCCDカメラ 顕微鏡用 Cマウント アタッチメント C9548シリーズ 3: 2 リレーレンズ A11669 Cマウント対物レンズ Cマウント A 高速度カメラ B 1: 1 リレーレンズ Fマウントレンズ Fマウント A A4539 トリガ入力 C リレーレンズアダプタ A9549 ストロボパルス オシロスコープ(ゲート時間モニタ) ACアダプタ リモートコントローラ …イメージインテンシファイアユニット ACケーブル  C9548シリーズ AC100 V ~ 240 V …アクセサリ(別売) CD-ROM 制御ソフトウエア CD-ROM RS232Cケーブル 5 m Hipic (バージョン 9.3pf4以降) パソコン NOTE: ACマウントかFマウント(標準)をお選びください。 B高速度カメラの撮像コマ数によっては、対応できない場合があります。必ず弊社担当者にご相談ください。  高速度カメラの入力マウントをご確認ください。Cマウント入力の場合には、高速度カメラの前にA2095が必要です。(P.10参照) CC9548シリーズはパルスジェネレータを内蔵しています。 TAPPC0145JE 12 REMOTE CONTROLLER REMOTE CONTROLLER
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読出デバイスセレクションガイド ●C10880シリーズ 顕微鏡 顕微鏡用 Cマウント アタッチメント C10880シリーズ Cマウント対物レンズ Cマウント A 高速度カメラ C F-C変換アダプタ Fマウントレンズ Fマウント A A2095 B 1: 1 リレーレンズ トリガ入力 D A4539 オシロスコープ(ゲート時間モニタ) ストロボパルス ACアダプタ リモートコントローラ …イメージインテンシファイアユニット ACケーブル  C10880シリーズ AC100 V ~ 240 V …アクセサリ(別売) CD-ROM 制御ソフトウエア CD-ROM RS232Cケーブル 5 m Hipic (バージョン 9.3pf4以降) パソコン NOTE: ACマウント: C10880-03C/-13C, Fマウント: C10880-03F/-13F B高速度カメラの入力マウントをご確認ください。Cマウント入力の場合にのみ、必要です。 C高速度カメラの撮像コマ数によっては、対応できない場合があります。必ず弊社担当者にご相談ください。 DC10880シリーズはパルスジェネレータを内蔵しています。 TII C0072JD 蛍光面発光分布 蛍光面残光特性 TII B0117JB TII B0118JB 100 102 P43 * 80 60 P43 * 101 P46 * 40 100 ns 100 ns P46 * 20 1 ms 10 μs 入射光パルス幅 1 ms 0 100 400 450 500 550 600 650 700 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 波長 (nm) 残光時間 (s) * P43: C9016シリーズ、C9546シリーズ、C9547シリーズ P46: C9548シリーズ、C10880シリーズ 13 相対出力 (%) 相対出力 (%) REMOTE CONTROLLER
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関連製品 ■パルスディレイジェネレータ C10149 高速ゲートI.I.ユニットのゲートタイミング制御や各種タイミング調整を行うことがで きます。 3チャンネル独立のパルス出力を制御します。1チャンネルは、バーストモードでの出 力も可能です。 パソコンより電源供給および制御・設定を行います。 仕様 ●一般 ●出力パルス (A, B, C) 項目 内容・値 項目 内容・値 モード 内部 外部 信号レベル 4.5 V *1 トリガ 入力チャンネル数 — 1 論理レベル 正論理 / 負論理(選択可) 入力端子 — BNC-R 繰り返し周波数 *2 0.05 Hz ~ 200 kHz トリガ 1 パルス幅 範囲 5 ns ~ 20.45 s *3 出力 パルス 3 分解能 10 ns *3 出力端子 BNC-R 遅延時間 範囲 0 ~ 20.45 s *3 ●トリガ入力(外部トリガ) 分解能 10 ns *3 項目 内容・値 パルス幅 5 ns ~ 13.63 s *3 信号レベル TTL バースト動作 *4 パルス間隔 200 ns ~ 20.45 s *3 論理レベル 正論理 / 負論理(選択可) パルス数 1 ~ 255 最小パルス幅 10 ns 遅延時間 *5 出力A・出力B 60 ns インピーダンス 1 kΩ 出力C 70 ns 繰り返し周波数 0.1 Hz ~ 200 kHz パルスジッタ 内部トリガモード時 1 ns以下 *6 ●トリガ出力 外部トリガモード時 2 ns以下 項目 内容・値 上昇時間 / 下降時間 *7 5 ns以下 出力レベル 4.5 V *1 ●定格 論理レベル 正論理 / 負論理(選択可) 項目 内容・値 パルス幅 内部トリガモード時 100 ns USB *8電源電圧 5 V 外部トリガモード時 外部トリガパルス幅 ACアダプタ AC100 V ~ AC240 V 外部トリガ遅延時間 14 ns ± 2 ns 本体消費電力(無負荷時) 1.8 W NOTE 質量 300 g *1: 50 Ω負荷接続時。 *2: 内部タイムベース使用時。 外形寸法 (W × H × D) 100 mm × 36 mm × 100 mm *3: 10 µs以上に設定した場合には、分解能が低下します。 *4: 出力Cのみ。 入力トリガパルスに対する遅延時間の標準値。 ●ソフトウェア *9 動作環境 *5: *6: 周波数が1 kHz以上の場合は、10 ns以下。 項目 内容 *7: 振幅の10 % ~ 90 %。(50 Ω負荷時) 対応機種 DOS/Vパソコン *10 *8: 接続する機器の負荷により電源供給不足になる場合は、ACアダプタを併用。 ® *9: 論理レベルの選択、パルス幅・遅延時間の設定などを行います。 対応OS Windows 7 / 8.1 / 10 *10: USBポートを持ち、パソコン本体メーカーがUSBポートの動作を保証している機種。 インターフェース USB タイミングチャート(外部トリガモード) 入力トリガパルス 10 ns以上 (TRIG. IN端子) 外部トリガ遅延時間 14 ns ± 2 ns 出力トリガパルス トリガパルス (TRIG. OUT端子) 出力A・B 遅延時間 60 ns (標準値) 出力A * : 出力パルス幅等は任意に設定できます。 出力B 出力C 遅延時間 70 ns (標準値) 出力C バースト動作可能(出力Cのみ) TAPPC0160JA 14
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関連製品 ■ファイバ窓CCDカメラ C12550-A1 高速ゲートイメージインテンシファイアユニットC9016シリーズ、C9546シリー ズのファイバオプティクプレート出力像を直接結合することにより、光の損失が 少なく画像を読み出すことができます。ファイバ結合のため、レンズ結合に比べ 高い効率で読み出しが可能です。 デジタルカメラ C12550-A1 仕様 項目 C12550-A1 単位 撮像素子 全画素読み出しインターラインCCD — 撮像エリア 13.2 × 9.9 mm 有効画素数 (H × V) 1360 × 1024 — ADコンバータ 12 bit 読み出し速度 10 (Max.) fps 露光制御 電子シャッタ、長時間露光 — 外部トリガ エッジトリガ、スタートトリガ — デジタル出力 USB 2.0 — 電源電圧(ACアダプタ) AC100 ~ AC240 V 消費電力 3.6 W 質量 400 g 動作周囲温度 0 ~ +40 °C 動作周囲湿度 70(結露なきこと) % 外形寸法図(単位: mm) 撮像エリア 13.2 × 9.9 カメラ固定用ネジ穴 4 × 3.2 46.5 外部トリガ端子(4ピン) USBコネクタ 50 動作切替スイッチ FCCD Camera C12550 USB TIMING I/0 DC 12V 0.3A 86 1 20 1/4"-20 UNC ACアダプタコネクタ 正面図 側面図 背面図 TAPPA0108JB 15 32 32 ON 1 2 3 4
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関連製品 ■デジタルカメラ ORCA-Flash4.0 V3 科学計測用CMOSイメージセンサを採用したカメラで、高速ゲートイメージイン テンシファイアユニットC9016シリーズ、C9546シリーズ、C9547シリーズ、 C9548シリーズとリレーレンズを介して接続することで、より高感度、高解像度、 高速な読み出しが可能となります。 ORCA-Flash4.0 V3 特長 ●高い量子効率: 70 %以上(波長600 nm) ●低ノイズ: 1.3 electrons median(100フレーム/秒) ●高解像度: 400万画素(6.5 μm × 6.5 μm) ●高速読み出し: 100フレーム/秒 接続例 C9546シリーズとデジタルカメラORCA-Flash4.0 V3をリレーレンズアダプタ A9017、およびリレーレンズA11669を介して接続します。デジタルカメラの 受光面にイメージインテンシファイアの出力面が2/3に縮小されて映ります。 撮像有効エリア (1) (2) C9016, C9546シリーズとリレーレンズA4539を使用した場合の撮像有効エリアです。 (1)イメージインテンシファイアの出力面(光電面)サイズ (φ17 mm) (2)デジタルカメラORCA-Flash4.0 V3の有効素子サイズ (13.3 mm × 13.3 mm) (3)イメージインテンシファイアの光電面有効エリア (13.5 mm × 10 mm) (3) デジタルカメラORCA-Flash4.0 V3の個別カタログを用意しております。お気軽にお問い合わせください。 16
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応用例 C9546-03相当品使用 光ファイバ中の光パルス伝播の観察 光ファイバ中を通過するレーザパルス光をゲートI.I.ユニットで観察した様子です。ゲート時間に応じ た光の移動距離が発光距離から確認できます。 *通過する光を外部から観察するために被覆されていない光ファイバを使用 *光ファイバ屈折率: 1.5 撮像例:光ファイバを通過するレーザパルス光 ゲート時間: 3 ns ゲート時間: 100 ns 実験に使用した光ファイバの外観 ゲート時間 3 nsで観察した場合: 光が60 cm移動している様子を捕らえています。 ゲート時間100 nsで観察した場合: 光が数十 m移動するため光ファイバ全体が発光する様子を捕らえています。 撮像システム構成例 ガラスパイプに巻き付けた光ファイバにレーザ光を入射し、光ファイバを通過中のレーザパルス光をゲートI.I.ユニット で観察、出力像をカメラにて読み出します。 シャッタ速度制御は、レーザ光をハーフミラーで分岐、PINフォトダイオードで検出し、トリガ信号としてパルスジェネレー タに入力、出力されたTTL信号をゲートI.I.ユニットに供給することで行います。 ガラスパイプ プラスチック光ファイバ 波長     : 550 nm ハーフミラー チッ素励起ダイレーザ パルス幅   : 50 ps 繰り返し周波数: 1 Hz 入射端 PIN レーザ光 (50 ps) レンズ ダイオード 高速ゲート パルスジェネレータ イメージインテンシファイア ユニット C9546-03相当品 外部トリガ レンズ パルス出力 カメラ フレームメモリ 画像処理装置 TAPPC0072JC 17 150 mm
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応用例 C9016-01使用 糸状菌細胞の核分裂観察 細胞からの微弱な蛍光をゲートI.I.ユニットを用いて観察しました。麹菌においてGFPで染色した核 が分裂していく様子を蛍光顕微鏡−共焦点ユニットを通して、C9016-01で光増倍し、APイメージャ カメラで撮影した画像です。 細胞が核分裂を起こし、上方向で細胞が増加していることが確認できます。 イメージインテンシファイアを用いることにより、最小限の入射レーザパワーで観察でき、細胞に与え るダメージを抑えることができます。 撮像例:麹菌の核分裂の観察 測定開始直後 測定開始30分後 測定開始60分後 測定開始120分後 撮像システム構成例 レーザ光を細胞に照射し、蛍光を蛍光顕微鏡-共焦点ユニットを通して観察します。 C9016-01の読み出しは、高解像度・増倍ノイズがほとんど発生しない、APイメージャカメラを用いています。 パソコン 蛍光顕微鏡 レーザ 488 nm / 5 mW エクステンダー ×2 リレーレンズ アダプタ リレーレンズ C9016-01 A9017 A11669 IMAGE INTENSIFIER UNIT 共焦点ユニット APイメージャ カメラ TAPPC0130JB 資料提供:東京大学大学院農学生命科学研究科微生物学研究室 様 18
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応用例 C9546-03相当品使用 ディーゼル火炎内のすす生成の観測への応用 レーザシート法とゲートI.I.ユニットによってディーゼル火炎内のすす生成の過程を観測しました。ゲート I.I.ユニットを用いることで微弱な散乱光を高感度に測定できます。また、高繰り返しでゲート動作を行 うことですす生成の時間変化を捕らえました。高速度カメラによる直接火炎像とすす散乱像の同時 撮影写真を比較することによってディーゼル燃焼経過時のすす生成状況と火炎との関連が調べら れました。 撮像例 ※:すす散乱像と直接火炎像の比較 すす散乱像 (ゲートI.I.ユニット撮影) 直接火炎像 (高速度カメラ撮影) ATDC: After Top Dead Center (上死点後) θ : ATDCを基準としたクランク角 撮像システム構成例 光源のYAGレーザをシート状に 35 mm 干渉フィルタ し燃焼室内へ照射し、すす粒子 スチルカメラ ハーフミラー からの散乱光をゲートI.I.ユニット レンズ で検出します。ゲートI.I.ユニット プリズム は光源と同期したゲート動作を 行っていますので、散乱光のみ IMAGE INTENSIFIER UNIT 高速度 を鮮明に観察できます。さらに火 カメラ 炎状況を同時に把握するため 撮影光路中にハーフミラーを挿 入し直接火炎像を高速度カメラ C9546-03 相当品 にて撮影します。 インジェクタ YAGレーザ レンズ 円筒 (532 mm) レンズ 資料提供:京都大学大学院エネルギー科学研究科 塩路昌宏教授 シリンダヘッド REFERENCES ※ 塩路昌宏 他 : 自動車技術会 学術講演会前刷集, 924, 41-44(1992). TAPPC0057JC 19
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応用例 C10880-03F使用 微小放電現象の観察 ゲートI.I.ユニットに高速度カメラを接続し、高速度カメラの撮像コマ数50万コマ/秒で微小放電現 象の変化を観察しました。 高速度カメラで微弱発光の高速現象を撮像する場合、低撮像コマ数では十分な時間分解能がな いため、現象の変化を捉えることができません。また、撮像コマ数を増加させる(露光時間が減少)と 入力光量不足のために画像が暗くなっていき、満足な像を得られることができませんでした。 近接型とインバータ型の2つのイメージインテンシファイアを内蔵させた高輝度出力のゲートI.I.ユ ニットと高速度カメラを組み合わせたことによって、高撮像コマ数で微弱発光を撮像することができ ました。 撮像例:微小放電の現象変化の観察 撮像システム構成例 放電現象前に発生するトリガを基準にカメラを同期させ、ゲートI.I.ユニットへは放電現象発生時間中だけゲート動作させ るようにトリガ信号を入力します。 C10880-03F プラス電極 高速度カメラ 対物レンズ リレーレンズ IMAGE INTENSIFIER UNIT トリガ トリガ トリガ信号 パルスディレイ 検出器 ジェネレータ GND C10149 TII C0074JB 20