sCCDシリーズ 科学カメラ
製品一覧
sCCD シリーズは、高感度・低ノイズの分光測定および微弱信号イメージング向けに設計されています。CCD261 などの高性能 Teledyne e2v CCD を採用し、300–1000 nm のスペクトル範囲で高い量子効率と安定した信号応答を実現します。ラマン分光、フォトルミネッセンス、蛍光検出、ハイパースペクトルイメージングなど、低照度条件で高い性能が求められる科学用途に適しています。代表的な構成では 15 µm ピクセルと 2048 × 1 出力を組み合わせ、光子収集能力とスペクトルサンプリング要件のバランスを取ります。
カメラは閉ループ温度制御付き TEC 冷却を内蔵し、センサー温度を周囲温度より約 55 °C 低くできます。結露抑制光学構造により、低温・長時間露光時の安定性を維持し、暗電流を抑制します。内蔵バッファメモリと USB3 インターフェースを備え、8/16 ビットデータ出力と長時間実験での安定した連続取得に対応します。
ToupView、CLView、および Windows/Linux 向け SDK を同梱し、C/C++/C#/Python/MATLAB による開発をサポートするため、研究室でのシステム統合やカスタム開発に適しています。
主な特長
- Teledyne e2v CCD261、高感度スペクトルおよび低照度アプリケーション向けに最適化
- スペクトル範囲 300–1000 nm、量子効率は最大 95 % @ 800 nm
- 2048 ピクセルライン読み出し 12 fps、ピクセルサイズ 15 µm × 15 µm、センサー面積約 30.7 mm × 4.0 mm
- 読み出しノイズ 22 e- rms、全波容量 459 ke-
- TEC 閉ループ冷却、通常は周囲温度より低い 55 °C まで
- 安定した長時間露光を実現する霧のない光学構造
- 512 MB 内蔵メモリ (4Gb)、安定したデータ転送を実現
- データインターフェース USB3、8ビット/16ビットのデータ出力
- 60 min までの露光時間、7 e-/ADU 変換ゲインおよび 86.5 dB ダイナミックレンジ
- 動作温度 -20–45 °C、保存温度 -40–60 °C、湿度 0–95 %
- ToupView、CLView、LabView、MATLAB のソフトウェア サポート
- C、C++、C#、Python を使用した Windows / Linux 用の SDK
- ToupView および CLView にバンドルされており、C、C++、C#、Python、LabVIEW、MATLAB の SDK をサポート
- ラマン分光法、微弱蛍光検出、ハイパースペクトルイメージング用に設計
製品モデル
テレダイン e2v sCCD | 95 % @ 800 nm、 300–1000 nm、TEC 冷却 (ΔT ≈ 55 °C)、USB3 までの QE、ラマン、蛍光、ハイパースペクトル イメージング用
| モデル | センサー/サイズ | 解像度 | ピクセルサイズ | シャッター方式 | フレームレート | データインターフェース | ダイナミックレンジ | 操作 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| sCCD01AM |
E2V CCD261
1.9" (30.97 mm) | 30.7 mm × 4.0 mm
|
2048 × 1 | 15 µm × 15 µm | TBD |
12 fps @ 2048 × 1
|
USB3 |
86.5 dB
|
詳細を見る |
よくある質問
科学用CCDカメラに関する基礎知識
長所: 非常に高い量子効率、優れた直線応答、低ノイズ、高い画質を備え、分光、天文観測、顕微鏡など高精度用途に適しています。
短所: 読み出し速度が比較的遅く、消費電力と製造コストが高くなる傾向があります。
製品を深く理解する
CCDの構造と動作原理
CCDセンサーはコンデンサー配列で構成され、行ごとに電荷を転送して画像を読み出します。露光後、各画素の電荷は順次転送され、電圧信号へ変換されます。このアナログ方式により、非常に低いノイズと高い一貫性を実現します。
優れた感度と安定性
CCDは大きなフルウェル容量と最適化された読み出し回路により、非常に高いSN比と量子効率（QE）を実現します。蛍光、分光信号、天文イメージングのような微弱光信号の検出に適しています。
読み出し速度と構造選択
科学用CCDは通常、0.1–20 MHzの範囲で読み出し速度を調整でき、さまざまな用途要件に対応します。フルフレーム構造は最高のQEを提供し、フレームトランスファー構造は高速保存を可能にし、インターライン構造はスミア低減に役立ちます。
低温冷却と暗電流制御
sCCDは通常、熱電（TE）冷却または液体窒素冷却システムを備え、暗電流を抑え、SNRを改善します。長時間露光や低照度条件でのイメージング安定性を高めます。
広いダイナミックレンジと直線応答
CCDは高い直線性と広いダイナミックレンジを備え、複雑なシーンの階調定量、分光分析、HDR用途に適しています。
主な応用分野
科学用CCDカメラの代表的な用途
天文イメージング
極めて低いノイズと高い量子効率により、sCCDは深宇宙観測、惑星イメージング、分光分析に適しています。長時間露光により微弱な星明かりを捉えられます。
蛍光/分光顕微鏡
高感度と直線応答により、蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）、ラマン分光、蛍光寿命イメージングなどの定量解析用途に適しています。
広ダイナミックレンジイメージング
広いダイナミックレンジと高いビット深度により、明部と暗部の細部を同時に取得できます。材料検査、品質管理、HDRイメージングなどの産業用途に適しています。
X線/中性子イメージング
高い量子効率と低ノイズ特性をシンチレーターと組み合わせることで、非破壊検査や材料科学研究向けの高品質なX線/中性子イメージングを実現します。
冷却原子・量子イメージング
超低ノイズ、高感度、深冷却を組み合わせることで単一光子イベントを検出でき、BEC、イオントラップ、量子ドットなどの先端物理研究に適しています。
分光分析
優れた直線応答と安定性を備え、分光器と組み合わせることで高精度なスペクトル測定が可能です。化学分析、環境モニタリングなどで広く利用されます。
sCCDの技術的利点まとめ
- 極めて低い読み出しノイズ
- 高い量子効率（QE >95 %）
- 優れた直線応答
- 長時間露光に対応
- 広ダイナミックレンジイメージング
- 深冷却対応
- 単一光子検出能力
- 安定した信頼性の高い画質