高速ゲートイメージインテンシファイアユニット - …...2 構成例 IMAGE INTENSIFIER UNIT ゲートI.I.ユニット IMAGE INTENSIFIER UNIT 2: 1 リレーレンズ

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

1

特　長Contents特長 …………………………………… 1

構成例 ………………………………… 2

原理 …………………………………… 3

製品選定のポイント ………………… 4

仕様 …………………………………… 7

外形寸法図 …………………………… 8

読出方法 ……………………………… 11

読出デバイスセレクションガイド ………… 11

関連製品 ……………………………… 14

応用例 ………………………………… 17

目　次

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。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。

高速現象の『瞬間像』を捕らえる

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。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（MCP）1段タイプと2段タイプを用意しております。

微弱光を観察する

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。

紫外域または赤外域を観察する

ゲートI.I.ユニットの特長

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

TII B0113JC

イメージインテンシファイアの分光感度特性●お手持ちのカメラとレンズをそのまま使用可能（次ページ参照）⇒既存のカメラシステムが、高感度・高速シャッタカメラにグレードアップ。⇒他のカメラシステムへも転用（付け替え）が可能。⇒読み出しカメラに応じた各種リレーレンズをラインアップ。（P.10～13参照）

●内蔵できるイメージインテンシファイア (I.I.) のバリエーションが豊富

量子効率

: QE

(%

)

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 11000.01

0.1

1

10

100

波長 (nm)

Cs-Te

マルチアルカリ

GaAs

GaAsP

赤感度増強型GaAsP

InGaAs

2

構成例

IMAGE INTENSIFIER UNIT

ゲートI.I.ユニット


2: 1 リレーレンズA2098

汎用CCDカメラ（例： 1/2型）


リレーレンズアダプタA9017Cマウント対物レンズ

Cマウント対物レンズ


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）

測定開始直後測定開始30分後測定開始120分後







ゲートI.I.ユニット

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 A9017

核が分裂していく様子が確認できます。

ゲート時間内のレーザパルス光の動きが確認できます。

2. 汎用CCDカメラとの組み合わせ

3. 顕微鏡との組み合わせ

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）

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

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ます。

ゲートI.I.ユニットC10880-03F

（Fマウント入力タイプ）



高速度カメラ高速度カメラFマウント対物レンズ

Fマウント対物レンズ



1. 高速度カメラとの組み合わせ（Fマウント入力の場合）

内部構成図

イメージインテンシファイア

ゲート（シャッタ）動作の方法

3

MCP

VMCPVB VS

ゲートONパルス光光

VG

パルスジェネレータ

光電面蛍光面光電子電子

C

R

0

-200 V 0 V

例 : VB= +30 V　 VG= -230 V

光

微弱光イメージ増強されたイメージ

出力面窓：ファイバオプティクプレート入力面窓電子真空

MCP（電子増倍：1000～10000倍）

蛍光面（電子→光）

光電面（光→電子）

出力電子

入射電子

MCP


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、コンパクトな形状を実現しました。撮像デバイスはファイバ窓CCDカメラ、CCDカメラ、高速度カメラ等への接続が可能です。

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インバータ型イメージインテンシファイアの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。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二次電子が放出されます。電子はMCP1段タイプで数倍～数千倍、MCP2段タイプは数十倍～数百万倍に増強され、蛍光面へ衝突し再び光学像になります。

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を行います。

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、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。

構造図

ゲート動作

ゲート動作回路図

ゲート動作ON

「光電面-MCP間」の電位を変化させて行います。●「MCP電位より光電面電位が低い」場合 : ゲート動作ON の状態

ゲート動作OFF

光電面で変換された光電子像は電位の低いMCPから反発され、ここで遮断されます。

●「MCP電位より光電面電位が高い」場合 : ゲート動作OFF の状態

TAPPC0129JB TII C0071JB

TII C0051JD

TII C0047JA

TII C0048JB

イメージインテンシファイア用高圧電源・制御回路

ゲート制御回路・駆動回路

入射光

出射光

近接型イメージインテンシファイア

Cマウント

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

ゲート制御回路・駆動回路

入射光

出射光


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）

CマウントまたはFマウント

低圧電源回路

MCP

VMCPVB VS

C

R

蛍光面光電子

光電面

光


+30 V 0 V

原　理

4

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。

製品選定のポイント

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。

高解像度化

項目

MCP段数

有効入力面サイズ

内容選定方法

映像増強度（ゲイン）、検出限界を決定する要素です。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。MCP1段タイプでは約1万倍の映像増強度があり、明るさとしては1×10-5 lx程度までの撮像が可能となります。MCP2段タイプでは約100万倍の映像増強度があり、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、ゲート時間が短くなれば相対的な光量は減少していきますので、入射光量を増加させる必要があります。

ゲート時間（シャッタ時間）

1回あたりの画像露光時間のことです。このゲート時間内に起こった現象の『瞬間像』をとらえることができます。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、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。）

どのくらいの時間像を捕らえるかにより決定します。

ゲート（シャッタ）繰り返し周波数

1秒間にゲート動作を行う回数です。測定対象の繰り返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。

1秒間に何回露光させたいかをカメラの撮像コマ数等により決定します。

光電面感度・感度波長範囲


(I.I.)

ゲート

入射光に対する光電子への変換効率（量子効率）が高いほど、ゆらぎの少ない画像を得ることができます。測定対象の発光波長により光電面を選択することが重要です。

撮像対象の光の波長はいくつか。・紫外域から近赤外域の広範囲　…マルチアルカリ光電面・近赤外域が中心…GaAs光電面・可視域が中心…GaAsP光電面

・1分子蛍光観察…MCP2段

ローソクの光の観察の場合・ゲート時間 : 1µs以下.....MCP2段

: 5µs以上.....MCP1段

解像度を決定する要素です。有効入力面サイズは、希望する出力像の解像度※と入射像の大きさによって決定します。得られる画像の解像度は、入射光量の減少によっても低下します。

撮像デバイスは何か。撮像デバイスの受光面サイズと、接続するリレーレンズやファイバの縮小比で決定します。

読み出しカメラ撮像コマ数

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を増加させていくと、イメージインテン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ブースタが必要になります。

カメラの撮像コマ数・1000コマ/秒以上：ブースタが必要。

C10880シリーズを選択・300～1000コマ/秒：ブースタの使用を推奨。C10880シリーズを推奨

上記の数字は目安です。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、各種条件が関係しますので、詳細は別途ご相談ください。

6

極短時間イメージング（高速ゲート）

TAPPC0050JA TAPPC0051JA

現象の変化が非常に速い場合に、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。短時間での変化を捉えることができますので、より細かい高速現象メカニズムの解析ができます。

高繰り返しゲート可能1秒間に3万回、20万回のゲート動作が可能なタイプです。高速カメラに対応し高繰り返しゲート動作が可能ですので、測定の時間分解能を向上させます。また、同一フレー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能です。

高感度（MCP2段タイプ採用）

光電面感度が高いため、ゆらぎの少ない高画質での撮像が可能です。可視域にはGaAsP光電面、近赤外域にはGaAs光電面をお勧めします。

●分光感度特性TAPPB0089JB

極微弱な生物化学発光や暗中での生物観察などが、MCP2段タイプにより可能になります。MCP2段タイプは映像増強度（ゲイン）がMCP1段タイプと比べ約100倍高いので、高感度な検出が可能です。

●映像増強度TAPPB0047JB

多

少

発光量

時　間

●2000回／秒 (2 kHz)

500 µs

ゲート動作

多

少

発光量

時　間

●200,000回／秒 (200 kHz)

5 µs

ゲート動作

時間

画像

画像

発光現像

3 ns, 5 ns

C9546-01、C9547-01C9548-01 （200 kHz対応）MCP1段

MCP2段 C9546-02、C9547-02C9548-02 （200 kHz対応）

C9546-05、C9547-05C9548-05 （200 kHz対応）MCP1段

MCP2段 C9546-06、C9547-06C9548-06 （200 kHz対応）

C9016-21MCP1段MCP2段 C9016-22

C9016-01MCP1段MCP2段 C9016-02

C10880-03C/FC10880-13C/F

C9016-25MCP1段MCP2段 C9016-26

C9016-05MCP1段MCP2段 C9016-06

C9546-03、C9547-03C9548-03 （200 kHz対応）MCP1段

MCP2段 C9546-04、C9547-04C9548-04 （200 kHz対応）

C9016-23MCP1段MCP2段 C9016-24

C9016-03MCP1段MCP2段 C9016-04

可視域

（GaAsP光電面）

可視域～近赤外域

（GaAs光電面）

紫外域～近赤外域また

は紫外域

（マルチアルカリ光電面）

（2 kHz 以下）

YES

（10 µs以上）

NO *

（10 µs以上）

（10 µs以上）

* 300 ～ 1000コマ/秒のときもC10880を推奨します。

YES

YES

YES

YES

YES

YES

NO

NO

NO

NO

NO

NO

高繰り返しが必要ですか?

高速ゲートが必要ですか?



測定波長は?

接続するカメラの撮像コマ数は1000コマ/秒以上ですか?



（2 kHz 以下）

（2 kHz 以下）

5

陰極放射感度

(m

A/W

)量子効率

(%

)

100 200 300 400 500 600 700 800 900 100010-1

100

101

102

103

波長 (nm)

GaAsP光電面タイプマルチアルカリ光電面タイプ

陰極放射感度量子効率

GaAs光電面タイプ

MIN. MAX.

ダイヤル目盛

103

104

105

106

107

102

ルミナンスゲイン

(lm

/m2 )

/lx

MCP2段タイプ

MCP1段タイプ

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。

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。製品選定のポイント

広い感度波長範囲・高量子効率(QE)

7

CHB

C

仕　様

C9016-01

C9016-02

C9016-03

C9016-04

C9016-05

C9016-06

C9016-21

C9016-22

C9016-23

C9016-24

C9016-25

C9016-26

C9546-01

C9546-02

C9546-03

C9546-04

C9546-05

C9546-06

C9547-01

C9547-02

C9547-03

C9547-04

C9547-05

C9547-06

C9548-01

C9548-02

C9548-03

C9548-04

C9548-05

C9548-06

2.2 × 104

5.0 × 106

1.2 × 104

5.0 × 106

4.0 × 104

9.6 × 106

2.2 × 104

5.0 × 106

1.1 × 104

4.0 × 106

4.0 × 104

9.6 × 106

2.0 × 104

3.0 × 106

1.0 × 104

2.4 × 106

3.6 × 104

5.8 × 106

1.8 × 104

3.0 × 106

1.0 × 104

2.4 × 106

3.0 × 104

5.3 × 106

6.0 × 103

1.5 × 106

3.3 × 103

1.0 × 106

9.9 × 103

2.6 × 106

φ17 D

φ17 D

φ17 D

φ25 E

φ25 E

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

USB F

または

AC100 V

～ 240 V G

AC100 V

～ 240 V G

AC100 V

～ 240 V G

AC100 V

～ 240 V G

AC100 V

～ 240 V G

280～720

185～900

370～920

280～720

185～900

370～920

280～720

185～900

370～920

280～720

185～900

370～920

280～720

185～900

370～920

P43 / FOP

P43 / FOP

P43 / FOP

P43 / FOP

P46 / FOP

1

1

2

3

4

GaAsP


GaAs

GaAsP


GaAs

GaAsP


GaAs

GaAsP


GaAs

GaAsP


GaAs

64

57

64

57

64

57

64

57

64

57

64

57

64

57

64

57

64

57

57

51

64

57

57

51

51

45

57

51

51

45

8.0 × 10-15

3.0 × 10-14

4.0 × 10-14

8.0 × 10-15

3.0 × 10-14

4.0 × 10-14

8.0 × 10-15

3.0 × 10-14

4.0 × 10-14

8.0 × 10-15

3.0 × 10-14

4.0 × 10-14

8.0 × 10-15

3.0 × 10-14

4.0 × 10-14

0 °C ～ +40 °C/

70 %以下（結露なきこと）

10 µs～100 ms

20 ns～DC

3 ns～DC

5 ns～DC

10 ns～DC

5 ns～DC

10 ns～9.99 ms

0.2

2

30

30

200

映像増強度

(lm/m2)/lxTyp.

MCP段数

感度波長範囲 (nm)

型名蛍光面 /出力面窓材

光電面

入力面 /出力面サイズ(mm)

A外形寸法

●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

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

限界解像度

(Lp/mm)Typ.

EBIラジアント (W/cm2)

Typ.

映像増強度

(lm/m2)/lxTyp.

MCP段数

感度波長範囲 (nm)

型名（入力マウント）

蛍光面 /出力面窓材

電源動作周囲温度 / 湿度光電面

入力面 /出力面サイズ(mm)

ゲート時間

ゲート最大繰り返し周波数(kHz)

電源動作周囲温度 / 湿度ゲート時間

ゲート最大繰り返し周波数(kHz)

B

A外形寸法

C10880-03C

C10880-03F

C10880-13C

C10880-13F

1.0 × 105φ24 /

φ161

AC100 V

～240 V G185～900

P46 + P46 /

硼硅酸ガラスP46 + P46 /

FOP

5

6

5

6


38

0 °C ～ +40 °C/

70 %以下（結露なきこと）

2 × 10-9 10 ns～9.99 ms 200

H

限界解像度

(Lp/mm)Typ.

H

HI

EBIラジアント (W/cm2)

Typ.

HI

H 映像歪み(%)Typ.

4.4

2.4

J

8

単位 : mm

TAPPA0061JE

1 C9016シリーズ：入出力面サイズ φ17 mm

リモートコントローラ部70 (W) × 48 (H) × 111 (D)ケーブル長: 2 m質量: 300g

［正面図］［側面図］［背面図］

116

34.30.5

50出力面

4 × M3

リモートコントローラ用コネクタ電源スイッチ

出力面

Cマウント

電源/プロテクト表示LED

ACアダプタコネクタ

USBコネクタ

4732

4

［底面図］

45

6630 40

304090 1

1/4"-20UNC

4 × M3 深さ 4（質量：570 g）

TAPPA0071JD

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


（質量：820 g）

771

32

66 50

4 × M3

90［背面図］［側面図］［正面図］

［底面図］

143

34.3 10.5

80

出力面 Cマウント

ゲート時間モニタ出力


電源スイッチ


USBコネクタゲート信号入力

3050

3050

リモートコントローラ用コネクタ

Cマウント

4 × M3 深さ 8

1/4"-20UNC

40

TAPPA0072JD

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


771

41

80 67

4 × M3

90［背面図］［正面図］

［底面図］

［側面図］

159

33.30.5

1.8

80

出力面 Cマウント


4 × M3 深さ 8

1/4"-20UNC


電源スイッチ


USBコネクタゲート信号入力


3050

3050

（質量：950 g）

Cマウント

40

外形寸法図

9

単位 : mm

TAPPA0089JC

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

リモートコントローラ部70 (W) × 48 (H) × 111 (D)ケーブル長: 2 m質量: 300 g

TII A0071JD

5 C10880-03C/-13C（Cマウント入力タイプ）：高速度カメラ対応

TII A0072JD

6 C10880-03F/-13F（Fマウント入力タイプ）：高速度カメラ対応



771

41

80

674 × M3

90［背面図］

［底面図］

［側面図］［正面図］

159

33.30.5

80 (27)

出力面 Fマウント


1/4"-20UNC

4 × M3 深さ8


電源スイッチ


RS232Cコネクタゲート信号入力


3050

3050

45

（質量：1120 g）

Fマウント（Cマウントも選択可）

80

［背面図］

80

18入射面

90［正面図］

［底面図］

［側面図］

80

33.3

61 7.5

L14イメージブースタ

リレーレンズアダプタ Cマウント

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

1/4"-20UNC

4 × M3 深さ 8

電源スイッチ電源/保護機能表示LEDRS-232Cインターフェース


3050

4040

30

8050

25

4041

78

1.8

質量：約1.7 kg

出力面

C10880-03CC10880-13C

型名84.589.5

L

80

［背面図］

80

18入射面

90［正面図］

［底面図］

［側面図］

80

33.3

61 7.5

L14 27イメージブースタ

リレーレンズアダプタ

Fマウント

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

1/4"-20UNC

4 × M3 深さ 8

電源スイッチ電源/保護機能表示LEDRS-232Cインターフェース


3050

4040

30

8050

25

4041

78

質量：約1.8 kg

出力面

C10880-03FC10880-13F

型名84.589.5

L

外形寸法図

10

単位 : mm

アクセサリ

A9017 A9549

■リレーレンズアダプタ

■リレーレンズ

TAPPA0110JB

TAPPA0109JBTAPPA0107JA

A11669 (3:2)37-43

A2098 (2:1)102-108

A11716 (3:1)120-127

A2095（F-Cマウントアダプタ）

29

A4539 (1:1)75-82

A11703 (1:2)72-80

型名（比率）出力マウント質量 (g)

A11703 (1:2)

A4539 (1:1)

A2095 (–)

FマウントFマウントCマウント

450

400

80

型名（比率）出力マウント質量 (g)

A11669 (3:2)

A2098 (2:1)

A11716 (3:1)

CマウントCマウントCマウント

200

460

540

23

25

M59

P=

1

66

32

50

4 × 3

［背面図］

R6

［側面図］質量: 35 g

65

80

4 × 3.2サラモミ

41

67

［背面図］［側面図］

R6

23

24

M59

P=

1

質量: 45 g

81

外形寸法図

11

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比べ伝達効率が悪く、光学系全体が大きくなるというデメリットがあります。

●C9016-0xシリーズ

●C9016-2xシリーズ

TAPPC0056JC

リレーレンズ結合

TAPPC0109JG

TAPPC0175JA

リレーレンズ

CCD

レンズ


読出方法

読出デバイスセレクションガイド

IMAGE INTENSIFIER UNITRE

MOT

E CO

NTRO

LLER

ACアダプタ

USBケーブルファイバ窓CCDカメラC12550-A1

AC100 V ～ 240 V

パソコン

パソコン5

(USB)

C9016シリーズ

ACケーブル2ACアダプタ1

リモートコントローラ3

USBケーブル 2 m4

CD-ROM

CD-ROM

Hipic (バージョン 9.3pf4以降)

制御ソフトウエア

トリガ入力

AC100 V ～ 240 V

…イメージインテンシファイアユニット C9016シリーズ…アクセサリ（別売）

顕微鏡

顕微鏡用アタッチメント



デジタルCCDカメラ（2/3型）3: 2 リレーレンズ

A11669

1: 1リレーレンズA4539

F-CマウントアダプタA2095

ORCA Flash4.0 V3

汎用CCDカメラ（1/2型）


画像処理ソフトウエア

接続方法についてC9016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。動作ゲインコントロール接続DCDC

ゲート

リモートコントローラパソコン制御ソフトウエアにより選択

1 2 34 5 ※

1 2 3 4 5

※ノート型パソコンの場合には、12も接続してください。


REM

OTE

CONT

ROLL

ER

ゲート入力 C10149

ACアダプタ

USBケーブルファイバ窓CCDカメラ

C12550-A1

AC100 V ～ 240 V

パソコン画像処理ソフトウエア



ORCA Flash4.0 V3

パソコン5

(USB)

C9016-2xシリーズ




CD-ROM制御ソフトウエア

AC100 V ～ 240 V

…イメージインテンシファイアユニット C9016-2xシリーズ…アクセサリ（別売）

顕微鏡

顕微鏡用アタッチメント


トリガ入力

パルスディレイジェネレータ

C10149


デジタルCCDカメラ（2/3型）3: 2 リレーレンズ

A11669



動作ゲインコントロール接続DC/ゲートDCゲート

リモートコントローラパソコンパソコン

1 2 3

1 2 4 5

1 2 3 4 5

接続方法について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。

CD-ROM


12

ファイバオプティクプレートレンズ


CCD

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像をファイバオプティクプレートでCCDに結合することにより、効率よく読み出すことができます。効率が上がることにより、入射光量を抑えることができますので、イメージインテンシファイアの寿命が長くなります。また、光学系をコンパクトにすることも可能です。しかし、読み出し系の交換が容易でないというデメリットもあります。

●C9546シリーズ　C9547シリーズ

●C9548シリーズ

TAPPC0055JB

ファイバオプティクプレート結合

TMCPC0069JB

光ファイバ

反射

…これを50,000,000本 (5千万本) 束にすると、

光

光

1本1本の光ファイバが光を伝達。文字を浮かび上がらせます。

光は反射をくり返しながら、端から端へと光を伝えます。

直径6µm

光

光

直径6 µmの光ファイバを数百～数千万本束にした光学デバイスです。光ファイバの「光伝達」により、像を浮かび上がらせます。端面から端面まで画像を歪みなく伝達させる、レンズに代わる光学デバイスとして利用されています。

ファイバオプティクプレート（FOP）とは

TAPPC0121JD

TAPPC0145JE

REM

OTE

CONT

ROLL

ER

ACケーブルACアダプタ

オシロスコープ（ゲート時間モニタ）

AC100 V ～ 240 V

RS232Cケーブル 5 m

パソコン

Cマウント対物レンズ Cマウント A

Fマウントレンズ Fマウント A


2: 1 リレーレンズA2098 デジタルCCDカメラ

高速度カメラ B

ストロボパルストリガ入力 C




C9548シリーズ

…イメージインテンシファイアユニット　C9548シリーズ…アクセサリ（別売）

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。

顕微鏡

顕微鏡用Cマウントアタッチメント

リモートコントローラ

CD-ROM


REM

OTE

CONT

ROLL

ER


リレーレンズアダプタA9017A9549

パソコン

ORCA Flash4.0 V3

パソコン5

(USB)

C9546, C9547シリーズ






AC100 V ～ 240 V

トリガ入力

…イメージインテンシファイアユニット C9546、C9547シリーズ…アクセサリ（別売）

顕微鏡



ゲート入力 C10149

パルスディレイジェネレータC10149

動作ゲインコントロール接続

DC/ゲート

DC/ゲート

リモートコントローラパソコン

1 2 3

1 2 4 5

接続方法について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。

デジタルCCDカメラ（2/3型）

2: 1 リレーレンズ A2098 /3: 1 リレーレンズ A11716




AC100 V ～ 240 V

画像処理ソフトウエア　ファイバ窓CCDカメラ

（C9546シリーズ）C12550-A1

ACアダプタ

USBケーブル

CD-ROM


13

●C10880シリーズ

蛍光面発光分布

TII C0072JD

TII B0117JB

蛍光面残光特性TII B0118JB

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700

波長 (nm)

相対出力

(%

)

P46 *

P43 *

10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2

残光時間 (s)

100

101

102

相対出力

(%

)

入射光パルス幅

P43 *

P46 *

100 ns100 ns

10 μs

1 ms

1 ms

* 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

REM

OTE

CONT

ROLL

ER

ACケーブルACアダプタ


AC100 V ～ 240 V

RS232Cケーブル 5 m

パソコン

Cマウント対物レンズ Cマウント A

Fマウントレンズ Fマウント A

高速度カメラ C

ストロボパルストリガ入力 D



F-C変換アダプタA2095 B

C10880シリーズ

…イメージインテンシファイアユニット　C10880シリーズ…アクセサリ（別売）

NOTE: ACマウント： C10880-03C/-13C, Fマウント： C10880-03F/-13FB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。

顕微鏡


リモートコントローラ

CD-ROM


読出デバイスセレクションガイド

仕様

タイミングチャート（外部トリガモード）

関連製品

14

●一般 ●出力パルス (A, B, C)

●トリガ出力

●定格

●ソフトウェア *9 動作環境

●トリガ入力（外部トリガ）

■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。

TAPPC0160JA

項目モード入力チャンネル数入力端子トリガパルス出力端子

内部——

外部1

BNC-R13

BNC-R

トリガ

出力

内容・値項目

範囲分解能範囲分解能パルス幅パルス間隔パルス数出力A・出力B出力C内部トリガモード時外部トリガモード時

4.5 V *1

正論理 / 負論理（選択可）0.05 Hz ～ 200 kHz5 ns ～ 20.45 s *3

10 ns *3

0 ～ 20.45 s *3

10 ns *3

5 ns ～ 13.63 s *3

200 ns ～ 20.45 s *3

1 ～ 25560 ns70 ns

1 ns以下2 ns以下 *6

5 ns以下

信号レベル論理レベル繰り返し周波数 *2

パルス幅

遅延時間

バースト動作 *4

遅延時間 *5

パルスジッタ

上昇時間 / 下降時間 *7

内容・値

項目

内部トリガモード時外部トリガモード時

4.5 V *1

正論理 / 負論理（選択可）100 ns

外部トリガパルス幅14 ns ± 2 ns

出力レベル論理レベル

パルス幅

外部トリガ遅延時間NOTE*1: 50 Ω負荷接続時。 *2: 内部タイムベース使用時。*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。*5: 入力トリガパルスに対する遅延時間の標準値。*6: 周波数が1 ｋＨｚ以上の場合は、10 ns以下。*7: 振幅の10 % ～ 90 %。（50 Ω負荷時）*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。*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。

内容・値

項目

項目

USB *8

ACアダプタ5 V

AC100 V ～ AC240 V1.8 W300 g

100 mm × 36 mm × 100 mm

電源電圧

本体消費電力（無負荷時）質量外形寸法 (W × H × D)

内容・値

DOS/Vパソコン *10

Windows® 7 / 8.1 / 10USB

対応機種対応OSインターフェース

内容

項目TTL

正論理 / 負論理（選択可）10 ns1 kΩ

0.1 Hz ～ 200 kHz

信号レベル論理レベル最小パルス幅インピーダンス繰り返し周波数

内容・値

出力トリガパルス（TRIG. OUT端子）

入力トリガパルス（TRIG. IN端子）

出力A

出力B

出力Ｃバースト動作可能（出力Cのみ）

外部トリガ遅延時間 14 ns ± 2 ns

出力A・B 遅延時間 60 ns (標準値)

出力C 遅延時間 70 ns (標準値)

トリガパルス

* : 出力パルス幅等は任意に設定できます。

10 ns以上

外形寸法図（単位: mm）

仕様

15

■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。

TAPPA0108JB

デジタルカメラ C12550-A1

USB

DC 12V 0.3ATIMING I/0

12

34

ON

FCCD Camera

C12550

46.5

20186

3232

1/4"-20 UNC

正面図側面図背面図

外部トリガ端子（4ピン）動作切替スイッチ

USBコネクタ


50

カメラ固定用ネジ穴 4 × 3.2

撮像エリア 13.2 × 9.9

関連製品

撮像素子撮像エリア有効画素数 (H × V)ADコンバータ読み出し速度露光制御外部トリガデジタル出力電源電圧（ACアダプタ）消費電力質量動作周囲温度動作周囲湿度

全画素読み出しインターラインCCD13.2 × 9.9

1360 × 102412

10 (Max.)電子シャッタ、長時間露光エッジトリガ、スタートトリガ

USB 2.0AC100 ～ AC240

3.6400

0 ～ +4070（結露なきこと）

—mm—bitfps———VWg

°C%

項目単位C12550-A1

特長

接続例

撮像有効エリア

16

■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。

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。

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。

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)

●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

ORCA-Flash4.0 V3

(1)(2)

(3)

関連製品

17

C9546-03相当品使用

光ファイバ中の光パルス伝播の観察

応用例

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。

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。

＊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

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。

撮像例：光ファイバを通過するレーザパルス光

撮像システム構成例

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

TAPPC0072JC

波長　　　　　: 550 nm

パルス幅　　　: 50 ps

繰り返し周波数: 1 Hz

150

mm

ガラスパイプ

チッ素励起ダイレーザハーフミラー

レーザ光 (50 ps)

プラスチック光ファイバ

高速ゲートイメージインテンシファイアユニット C9546-03相当品


パルス出力

外部トリガ

PINダイオードレンズ

入射端

フレームメモリ画像処理装置

レンズ

カメラ

18

C9016-01使用

糸状菌細胞の核分裂観察

応用例

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。

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。

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

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


C9016-01

エクステンダー×2

リレーレンズA11669

パソコン

APイメージャカメラ

488 nm / 5 mW

共焦点ユニット

レーザ蛍光顕微鏡



撮像例：麹菌の核分裂の観察

19

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

応用例

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

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。

光源のYAGレーザをシート状にし燃焼室内へ照射し、すす粒子からの散乱光をゲートI.I.ユニットで検出します。ゲートI.I.ユニットは光源と同期したゲート動作を行っていますので、散乱光のみを鮮明に観察できます。さらに火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にて撮影します。


すす散乱像（ゲートI.I.ユニット撮影）

TAPPC0057JC

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

REFERENCES※ 塩路昌宏他 : 自動車技術会学術講演会前刷集, 924, 41-44(1992).

YAGレーザ (532 mm)

レンズ円筒レンズ

シリンダヘッド

インジェクタ

プリズム

ハーフミラー

C9546-03 相当品

35 mm スチルカメラ

レンズ

干渉フィルタ

高速度カメラ


撮像例 ※：すす散乱像と直接火炎像の比較

20

C10880-03F使用

微小放電現象の観察

応用例

撮像例：微小放電の現象変化の観察

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。

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。


TII C0074JB

C10880-03F

高速度カメラ

パルスディレイジェネレータ

C10149

トリガ検出器

トリガ信号

プラス電極

GND

トリガ

対物レンズリレーレンズIMAGE INTENSIFIER UNIT

21

資料提供：三菱重工業株式会社様

基板の絶縁不良による放電現象を、ゲートI.I.ユニットで観察しました。放電現象を撮像することで、どの箇所が放電しているのか、どのように放電しているのかが確認できます。

雨の夜に海上の船をイメージインテンシファイアとレーザを用いて撮像しました。投光式カメラでは照明光が雨に反射して鮮明に撮像することはできませんが、近赤外レーザとイメージインテンシファイアの高速ゲート機能を用いることで監視対象物をしっかりと捉えることができました。

▼投光方式

▲イメージインテンシファイア＋近赤外レーザ

C9546-06+ファイバ窓CCDカメラ相当品使用

夜間監視

応用例

C9016-02使用応用例

撮像例：絶縁不良による放電撮像撮像システム構成

撮像例：夜間の海上監視（天候：雨天）

微小放電現象の観察

TII C0076JA

ビデオコンバータ

PC

C9016-02

対物レンズ

基板（PCB）

真空チャンバー

A2098 + A9017CCDカメラ

絶縁不良個所絶縁不良個所放電

22

C9546（InGaAs光電面）使用

多結晶シリコンウェーハの時間分解フォトルミネッセンスイメージング

応用例

5 × 5 cm・200 µm厚・両面SiNxで不動態処理された多結晶シリコンウェーハに2.5 × 1017/cm2·sの強さで異なった励起周波数で照射した場合のTRI (Time-Resolved Photo luminescence)測定結果です。励起周波数を上げることで、不確かさ(s(teff)が(c)と(d)で10 %）が格段に向上しました。

撮像例：シリコンウェーハのフォトルミネッセンス

多結晶シリコンウェーハにLEDもしくはレーザを照射してフォトルミネッセンス光を発生させ、その光を対物レンズでイメージインテンシファイアに結像させます。シリコンウェーハのフォトルミネッセンスによって発生したフォトンは、イメージインテンシファイアによって増倍され、その可視像をリレーレンズでCCD素子に結像させます。


資料提供：コンスタンツ大学（ドイツ） D. Kiliani 教授

(a) (b)

1 nsパルス光での空間分布(c) (d)

測定構成

A: InGaAs II(1MCP, P43)を組み込んだC9546B: リレーレンズアダプタ A9017リレーレンズ A4539Cマウントコンバータ A2095

C: カメラ ORCA Flash 4 (Camera Link)画像処理ソフト HiPIC

▲2 kHzでのTRI-PLI寿命 ▲20 kHzでのTRI-PLI寿命

▲2 kHzでの不確かさ ▲20 kHzでの不確かさ

対物レンズ

B

C

A

レーザ

LEDパネル

サンプル

TAPPC0176JA

TII 0006J05DEC. 2018 IP

●本資料の記載内容は平成30年12月現在のものです。製品の仕様は、改良等のため予告なく変更することがあります。

WEB SITE www.hamamatsu.com

□電子管営業推進部　〒438-0193　静岡県磐田市下神増314-5　TEL (0539)62-5245 FAX (0539)62-2205

□仙台営業所　〒980-0021 仙台市青葉区中央3-2-1（青葉通プラザ 11階）□筑波営業所　〒305-0817 つくば市研究学園5-12-10（研究学園スクウェアビル7階）□東京営業所　〒105-0001 東京都港区虎ノ門3-8-21（虎ノ門33森ビル5階）□中部営業所　〒430-8587 浜松市中区砂山町325-6（日本生命浜松駅前ビル）□大阪営業所　〒541-0052 大阪市中央区安土町2-3-13（大阪国際ビル10階）□西日本営業所　〒812-0013 福岡市博多区博多駅東1-13-6（竹山博多ビル5階）

TEL (022)267-0121 FAX (022)267-0135TEL (029)848-5080 FAX (029)855-1135TEL (03)3436-0491 FAX (03)3433-6997TEL (053)459-1112 FAX (053)459-1114TEL (06)6271-0441 FAX (06)6271-0450TEL (092)482-0390 FAX (092)482-0550

Documents

高速ゲート イメージインテンシファイアユニット - …...2 構成例 IMAGE INTENSIFIER UNIT ゲートI.I.ユニット IMAGE INTENSIFIER UNIT 2: 1 リレーレンズ

高速ゲートイメージインテンシファイアユニット - …...2 構成例 IMAGE INTENSIFIER UNIT ゲートI.I.ユニット IMAGE INTENSIFIER UNIT 2: 1 リレーレンズ