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ImagEM X2-512 EM-CCD camera

ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-01.jpg ImagEM X2는 Hamamtsu사가 미세 빛 관찰을 위해 개발한 새로운 EM-CCD 카메라입니다. Full frame이 약 70 frame/s로 고속 검출이 가능하게 되어 보다 빠른 초 미세 광 영역의 현상을 파악합니다. 또한 최대 90%의 높은 양자 효율과 -100℃ 냉각에 의한 저노이즈를 실현했습니다. IEEE1394b 인터페이스를 채용하여 보다 조작하기 쉬운 차세대 EM-CCD 카메라입니다.

New Features

Faster readout

Frame rate = 70.4 frame/s

ImagEM X2는 클럭 속도를 가속화하여 EM-CCD 읽기에서 고속 스캔 (22 MHz) 기능을 추가했습니다. 또한 Binning 기능을 사용하여 빠른 1076 frame/s의 고속 검출이 가능합니다 .

Clock: 22 MHz

Binning Effective vertical width (Sub-array)
512 256 128 64 32 16
1×1 70.4 133 241 405 613 820
2×2 131 238 400 606 813 981
4×4 231 389 588 794 962 1076

(Unit : frames/s)

Corner readout

코너 리드 아웃이 활성화되면 자동으로 고속 검출이 이루어집니다.

Clock: 22 MHz

Binning Effective vertical width (Sub-array)
512 256 128 64 32 16
1×1 70.4 133 285 495 741 893
2×2 131 238 456 699 901 981
4×4 231 389 645 863 981 1076

(Unit : frames/s)

Lower readout noise

드라이버 소프트웨어를 통해 DCAM-API가 소자에서 얼마나 전하가 발생하고 있는지를 파악할 수있으므로 보다 더 정확한 측정이 가능합니다.

Readout noise (rms) (typ.) EM-CCD readout EM gain 4× 36 electrons (at 22 MHz)
25 electrons (at 11 MHz)
8 electrons (at 0.6875 MHz)
EM gain 1200× 1 electrons (at 22 MHz)
1 electrons (at 11 MHz)
1 electrons (at 0.6875 MHz)
NORMAL CCD readout 8 electrons (at 0.6875 MHz)

Mechnical shutter

소프트웨어에서 Open / Close 컨트롤이 가능하고, 렌즈 교환 시 강한 빛의 입사를 방지하며, 잔광 방지 및 EM gain 보호기능과 연동한 EM gain 열화를 방지합니다.

EM gain measurement and calibration

EM gain 측정 기능

전용 소프트웨어를 통해 피사체를 촬상 하면서 EM gain 측정이 가능하게 되었습니다. 항상 정확한 EM gain을 파악할 수 있으며, 입사 광량의 변화도 파악할 수 있습니다. 또한 EM gain 측정 기능을 이용하여 EM gain 재조정이 단시간에 가능합니다. (DCAM - API와 조합한 경우의 기능입니다.)

IEEE 1394b connectivity

IEEE1394b 인터페이스를 채용

Camera Link에서 IEEE1394b 의 인터페이스 변경으로 인해 일반적인 프레임 그래버 보드의 사용 이 가능하게 되어 시스템 구성 시 제조원가를 낮출 수 있습니다. DCAM - API 에서 작동 시키는 경우는 Camera Link 와 인터페이스의 차이에 의한 프로그래밍에 영향을 미치지 않습니다.

SMA triggering ports

SMA 트리거 포트

외부트리거 입력 커넥터로 SMA 커넥터를 채용 했습니다.

Direct electron display

적용되는 소프트웨어에서 기존의 AD 변환량 뿐만 아니라 출력되는 전자량을 직접 표시합니다.

Cooling status output

냉각 상태 출력

냉각을 시작하고 목표 냉각 온도에 도달하면 냉각 준비 완료 신호를 출력하는 기능입니다. 대상 냉각 온도에 대해 온도가 ± 0.03 ℃로 안정되면 신호를 출력합니다.

새로운 트리거 기능 추가 / Programmable 트리거 출력

ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-02.jpg 카메라에서 출력하는 트리거 신호를 자유롭게 설정하는 기능입니다. 딜레이 시간, 펄스 폭 등은 응용 소프트웨어에서 설정합니다. 기존 제품의 2계통에서 3계통으로 강화했습니다.

트리거 레디 출력

ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-03.jpg 외부 동기화 할 때 트리거를 인식할 준비가 되었을 때 신호를 출력하는 기능입니다.

Programmable 트리거 입력 ( 외부 트리거 지연 기능 )

외부 기기의 동작 에 맞게 카메라 의 노출을 시작하는 기능입니다. 지연시간은 어플리케이션 소프트웨어에서 설정할 수 있습니다.

Feature

High Sensitivity

여기 광을 줄이고 세포 친화적인 관찰이 가능!

High QE

ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-04.jpg 양자 효율 90 % 이상 최대 양자효율 90% 이상을 실현하고 가시광선에서 근 적외선까지 넓은 파장 영역에 사용할 수 있습니다.

High EM gain of maximum 1200×

최대 1200 배의 높은 EM gain

EM gain은 노출 시간을 단축하고 여기광량을 줄여 라이브 셀 이미징에 사용할 수 있습니다.

높은안정성 : 장시간 안정된 정량 분석을 제공

Low Noise

• Forced-air 냉각에 의한 낮은 암전류

수냉 모드 또는 Forced-air 냉각은 낮은 암전류를 실현 했습니다.

• 듀얼 냉각 모드

상황에 따라 Forced-air 냉각 모드와 수냉 모드를 구사할 수 있고 각 모드에서 최적의 냉각 온도로 제어 됩니다.

• 최적화된 저소음 구동 방식

최적화된 CCD 구동 방식으로 clock induced charge 을 크게 감소 했습니다.
* clock induced charge: CCD 에 신호 전하 전송 과정에 발생하는 전하에 의한 노이즈 ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-05.jpg

Great Stability

Highly stabilized EM gain by cooling temperature control

ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-06.jpg 안정된 냉각 온도, 안정된 EM gain
냉각 온도는 정밀 온도 제어 방식으로 매우 안정적입니다. 냉각 온도의 안정은 냉각 온도에 따라 변화하는 EM gain을 안정시키기 위해, 장시간 안정된 정량 분석 할 수 있습니다.

Stability of mean bias value (Digitizer Offset)

ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-07.jpg 장시간에 걸쳐 안정되어 있기 때문에 신호의 시간 변화에 따른 정량적 분석 등도 안정적 입니다.

EM gain protection

EM gain 보호 기능

과다한 빛의 입사 시 경고 메시지나 알람음으로 표시됩니다. EM gain의 성능저하를 방지하고 카메라를 오랫동안 안정된 상태에서 사용할 수 있습니다.

EM gain readjustment

EM gain 재조정 기능

장기간 사용 하면 EM gain이 저하된 경우 출하 시와 동일한 상태로 다시 조정 하는 기능입니다.( DCAM-API 와 조합한 경우의 기능입니다. DCAM - API는 Hamamatsu사의 디지털 카메라를 지원하는 드라이버 소프트웨어입니다. )

Direct EM gain 기능

EM gain을 직접 증배율을 지정하는 기능입니다. 리니어 스케일로 지정할 수 있으므로, 보다 쉽게조작할 수 있고 이미지 검색이 가능합니다.

Selectable Readout Modes

ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-08.jpg 표본의 밝기와 노출 시간에 따라 모드를 전환하여 최적의 화상 취득이 가능합니다.
· EM-CCD 읽기 (단시간 노출 방향 · 고감도 모드)
· NORMAL-CCD 읽기 (밝은 표본 방향 · 높은 다이나믹 레인지 모드)

Photon Imaging Mode

ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-09.jpg 지극히 미세한 빛의 가시화 · 화상화를 지원하는 독자적인 기술입니다. 짧은 노출 시간에도 신호의 검출이 대폭 향상됩니다. 형광분자 관찰이나 발광 단시간 노출 관찰 등에 유효합니다.

On-board Image Processing

하드웨어에서 다음 실시간 처리가 가능합니다.

Background subtraction

배경 형광 및 미분 간섭 관찰시의 조명 얼룩 등을 제거합니다.

Shading correction

형광 조명 얼룩이나 렌즈에 의한 화면의 밝기를 보정합니다.

Recursive filter

시간을 평균으로 계산하여 랜덤 노이즈를 제거합니다.

Frame averaging

Recursive filter에 비해 잔상의 영향이 적은 노이즈 제거 처리를 할 수 있습니다.

Spot noise reducer

Cosmic rays 등 1프레임 내에 발생하는 노이즈를 제거합니다.

Configuration

ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-10.jpg

Specifications

Type number C9100-23B
Camera head type Hermetic vacuum-sealed air/water-cooled head*1
Window Anti-reflection (AR) coatings on both sides, single window
AR mask Yes
Imaging device Electron Multiplying Back-Thinned Frame Transfer CCD
Effective number of pixels 512 (H)×512 (V)
Cell size 16 μm (H)×16 μm (V)
Effective area 8.19 mm (H) × 8.19 mm (V)
Pixel clock rate (EM-CCD readout) 22 MHz, 11 MHz, 0.6875 MHz
Pixel clock rate (NORMAL CCD readout) 0.6875 MHz
EM (electron multiplying) gain 4× to 1200× (typ.)*2
Ultra low light detection Photon Imaging mode (1, 2, 3)
Fastest readout speed 70.4 frames/s to 1076 frames/s
Readout noise (EM-CCD readout) 36 electrons (EM gain 4×, at 22 MHz) (rms) (typ.)
25 electrons (EM gain 4×, at 11 MHz) (rms) (typ.)
8 electrons (EM gain 4×, at 0.6875 MHz) (rms) (typ.)
1 electron max. (EM gain 1200×) (rms) (typ.)
Readout noise (NORMAL CCD readout) 8 electrons (at 0.6875 MHz) (rms) (typ.)
Full well capacity EM-CCD readout: 370 000 electrons (Max. 800 000 electrons) (typ.)*3
NORMAL CCD readout: 140 000 electrons (typ.)
Analog gain EM-CCD readout (22 MHz): 1×
EM-CCD readout (11 MHz/0.6875 MHz): 0.5×, 1×
Normal CCD readout: 1×, 2×, 3×, 4×, 5×
Cooling temperature (Forced-air cooled) At temperature control: -65 ℃ stabilized (0 ℃ to +30 ℃)
At maximum cooling (typ.): -80 ℃ (Room temperature: stable at +20 ℃)
Cooling temperature (Water cooled) At temperature control: -80 ℃ stabilized (Water temperature: +20 ℃)
At maximum cooling (typ.): -100 ℃ (Water temperature: lower than +10 ℃)
Temperature stability (Forced-air cooled) ±0.01 ℃ (typ.)
Temperature stability (Water cooled) ±0.01 ℃ (typ.)
Dark current (Forced-air cooled) 0.005 electron/pixel/s (-65 ℃) (typ.)
Dark current (Water cooled) 0.0005 electron/pixel/s (-80 ℃) (typ.)
Clock induced charge 0.0015 events/pixel/frame (typ.)
Exposure time (Internal sync mode) 13.9 ms to 1 s (22 MHz)
27.2 ms to 2 h (11 MHz)
421.5 ms to 2 h (0.6875 MHz)
Exposure time (External trigger mode) 10 μs to 1 s (22 MHz)
10 μs to 2 h (11 MHz, 0.6875 MHz)
A/D converter 16 bit
Output signal/External control IEEE1394b
Sub-array Every 16 lines (horizontal, vertical) size, position can be set
Binning 2×2, 4×4, 8×8, 16×16*4
External trigger mode Edge trigger, Level trigger, Start trigger, Synchronous readout trigger
Trigger output Exposure timing output, Programmable timing output (Delay and pulse length are variable.), Trigger ready output
Image processing features (real-time) Background subtraction, Shading correction, Recursive filter, Frame averaging, Spot noise reducer*5
EM gain protection EM warning mode, EM protection mode
EM gain readjustment Available
Lens mount C-mount
Power supply AC 100 V to 240 V, 50 Hz / 60 Hz
Power consumption Approx. 140 VA
Ambient storage temperature -10 °C to + 50 °C
Ambient operating temperature 0 °C to + 40 °C
Performance guaranteed temperature 0 °C to + 30 °C
Ambient operating/storage humidity 70 % max. (with no condensation)

*1 The hermetic sealed head maintains a high degree of vacuum, 10-8 Torr, without re-evacuation.
*2 Even with electron multiplying gain maximum, dark signal is kept at a low level during low light imaging.
*3 Linearity is not assured when full well capacity is over 370 000 electrons, because of CCD performance.
*4 8×8 and 16×16 binning are available on special order.
*5 Recursive filter, frame averaging, and spot noise reducer cannot be used simultaneously.

Spectral response

ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-11.jpg

Dimensions

ImagEM-X2-512-EM-CCD-camera-12.jpg