セレクションガイド 2015.11
ミニ分光器
当 社 製 イメ ー ジ セ ン サ・光 学 素 子・駆 動 回 路 を コン パ クト にまとめ た 小 型 分 光 器
MINI-SPECTROMETER
M
i
n
i
-
s
p
e
c
t
r
o
m
e
t
e
r
s
ミニ分光器
ミニ分光器は、光学系・イメージセンサ・回路をコンパクトにまとめた小型分光器 (ポリクロメータ)です。
従来まで化学分析分野などで利用される分光装置といえば、一般に大型かつ高価なものでした。それに対して
ミニ分光器は、持ち運び可能な小型サイズであるため、分光装置の設置された室内に測定サンプルを持ち込
むことなく現場でのリアルタイム計測を可能にしました。
小型化によって、さまざまな機器に組み込んで使用することも可能となり、環境計測機器・色計測機器・生産ラ
イン・情報機器などで利用されます。
当社では、紫外から近赤外までの波長範囲に対応した20種類以上のミニ分光器を用意しています。さらに
小型化を追求し、モバイル測定機への組み込みや携帯機器との連携を可能にする超小型タイプも用意して
います。
ミニ分光器をささえるMOEMS技術・・・・・・・・・・・・・・・3
応用例・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4
セレクションガイド ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 5
ミニ分光器のラインアップ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 7
Contents
目次
・１. 紫外∼近赤外域用 [TMシリーズ]
高 感 度 C10082CA, C10083CA
高分解能 C10082CAH, C10083CAH・・・・・・・・・・7
・２. 紫外∼近赤外域用 [TMシリーズ]
広ダイナミックレンジ C10082MD, C10083MD・
・・・・・・・・・9
・3. 可視∼近赤外域用 [TMシリーズ]
高 感 度 C11697MB・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11
・4. 紫外域用、
可視∼近赤外域用 [TGシリーズ]
高 感 度 C9404CA, C9405CB
高分解能 C9404CAH・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・13
・5. ラマン分光用 [TGシリーズ]
高分解能
C11713CA, C11714CB・・・・・・・・・・・15
・6. 近赤外域用 [TGシリーズ]
C11482GA, C9913GC, C9914GB, G11118GA・・・・17
・9. 超小型分光器ヘッド [マイクロ分光器／MSシリーズ]
広ダイナミックレンジ C12666MA
高 感 度 C12880MA
近赤外域用 C11708MA・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 23
技術資料 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25
・1. 構造・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・25
・2. 特性・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・26
・7. 薄型タイプ [FTシリーズ]
高 感 度 C13555MA, C13053MA
高分解能 C13054MA・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・19
・3. 動作モード・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 30
・8. 小型・低価格タイプ [RCシリーズ]
C11007MA, C11008MA, C11009MA, C11010MA・・・ 21
・5. 応用例・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 35
・4. 評価用ソフトウェア・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 32
関連製品 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 37
ミニ分 光 器をささえるMOEMS技 術
ミニ分光器は、当社のもつ光半導体デバイス・光学系などの光学技術とMEMS技術を組み合わせたMOEMS (Micro-Opto-ElectroMechanical-Systems)技術に回路・ソフトウェアを融合させた製品です。
ミニ分光器の心臓部となる検出器には、分析／計測業界で長年実績のある当社製イメージセンサを使用しています。また、分光を行
うグレーティングを当社は独自で開発しており、さまざまな仕様 (高分解能、広波長範囲、紫外域高回折用など)のグレーティングをミ
ニ分光器に搭載することが可能です。
ミニ分光器
MOEMS 技術
イメージセンサ
専用設計された当社製イメージセンサ
▼ CCDイメージセンサ
▼ 高感度CMOS
リニアイメージセンサ
▼ 電子冷却型InGaAs
リニアイメージセンサ
▼ 赤外高感度CMOS
リニアイメージセンサ
光学系
●
●
MEMS
▼ ナノインプリントを用いたグレーティング
最適な光学設計
光学シミュレーション
▼ 貫通スリット付イメージセンサ
ソフトウェア
▼ 評価用ソフトウェアを用意
回路
●
●
3
ミニ分光器
独自の駆動回路
分光器ヘッド用の評価回路を用意
応 用例
色測定 (LED光源など)
糖度測定
ミニ分光器
ミニ分光器
LED光源など
LED光
KACCC0796JA
KACCC0797JA
ミニ分光器でスペクトル計測を行い、LEDの検査などをします。
吸 光 度を利 用して糖 度 計 測するハンディ糖 度 計などに応 用さ
れます。
ディスプレイ色計測
膜厚測定
マイクロ分光器
液晶ディスプレイ
ミニ分光器
KACCC0599JB
KACCC0600JB
液晶ディスプレイの 発 光スペクトルをマイクロ分 光 器でモニタ
白色干渉法を用いて、スペクトルのピーク数、膜の屈折率、光の
します。
入射角度から膜厚を測定します。
プラスチック選別
蛍光測定
トリガ信号
受光部
ミニ分光器
ミニ分光器
励起光源
近赤外線
エアノズル
被験物
KACCC0601JB
KACCC0602JB
プラスチックに近赤外線を照射すると材質により吸収される波
蛍光灯、有機ELデバイスなどの蛍光材料の発光スペクトルを測
長が異なることを利用して、プラスチックの選別を行います。
定します。
環境分析
色調整
マイクロ分光器
マイ
クロ
ク 分光器
クロ分光
器
KACCC0798JB
水・土壌などの環境分析にミニ分光器が利用されます。
KACCC0803JA
カラープリンタなどの印刷機器に組み込まれ、印刷物の色のモ
ニタを行います。
ミニ分光器
4
セレクションガイド
浜松ホトニクスのミニ分光器
タイプ
型名
写真
高 感 度
C10082CA
①
高分解能
C10082CAH
①
広ダイナミックレンジ
C10082MD
②
高 感 度
C10083CA
①
高分解能
C10083CAH
①
広ダイナミックレンジ
C10083MD
②
高 感 度
C11697MB
②
高 感 度
C9404CA
③
高分解能
C9404CAH
③
高 感 度
C9405CB
③
高分解能
C11713CA
④
高分解能
C11714CB
④
C11482GA
⑤
C9913GC
⑥
C9914GB
⑥
C11118GA
⑥
高 感 度
C13555MA
⑦
高 感 度
C13053MA
⑦
高分解能
C13054MA
⑧
C11007MA
⑨
C11008MA
⑨
C11009MA
⑩
C11010MA
⑪
広ダイナミックレンジ
C12666MA
⑫
高 感 度
C12880MA
⑫
近赤外用
C11708MA
⑬
TMシリーズ
感度波長範囲（nm）
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
200∼800
320∼1000
200∼400
TGシリーズ
TGシリーズ
ラマン分光用
近赤外
高感度
500∼1100
500∼600
近赤外
高感度
790∼920
900∼1700
TGシリーズ
近赤外域用
冷却型
1100∼2200
900∼2550
340∼830
FTシリーズ
FTシリーズ
ラマン分光用
500∼1100
790∼920
340∼780
近赤外
高感度
RCシリーズ 分光器モジュール
640∼1050
340∼780
近赤外
高感度
RCシリーズ 分光器ヘッド
マイクロ分光器
分光器ヘッド
MSシリーズ
分光器ヘッド
640∼1050
340∼780
340∼850
640∼1050
M i n i - s p e c t r o m e t e r s
L i n e - u p
①
5
ミニ分光器
②
③
④
⑤
波長分解能
max.
（nm）
蓄積時間
駆動外部電源
トリガ*
対応
10 ms ∼ 10000 ms
+5 V
○
内蔵イメージセンサ
タイプ
C10082CA
6
裏面入射型CCDイメージセンサ
2048
1 (typ.)
6
8
(波長 320∼900 nm)
1 (typ.)
(波長 320∼900 nm)
掲載
ページ
型名
画素数
7
C10082CAH
5 ms ∼ 10000 ms
不要
(USBバスパワーのみ)
○
CMOSリニアイメージセンサ
1024
10 ms ∼ 10000 ms
+5 V
○
裏面入射型CCDイメージセンサ
2048
C10082MD
9
C10083CA
7
C10083CAH
8
5 ms ∼ 10000 ms
不要
(USBバスパワーのみ)
○
CMOSリニアイメージセンサ
1024
C10083MD
9
8
30 µs ∼ 100000 µs
不要
(USBバスパワーのみ)
◎
高感度CMOSリニアイメージセンサ 2048
C11697MB
11
10 ms ∼ 10000 ms
+5 V
○
裏面入射型CCDイメージセンサ
C9404CA
3
1024
1 (typ.)
C9404CAH
5
10 ms ∼ 10000 ms
(波長 550∼900 nm)
+5 V
○
赤外高感度
裏面入射型CCDイメージセンサ
1024
C9405CB
0.3 (typ.)
10 ms ∼ 10000 ms
+5 V
○
裏面入射型CCDイメージセンサ
2048
C11713CA
0.3 (typ.)
10 ms ∼ 10000 ms
+5 V
-
赤外高感度
裏面入射型CCDイメージセンサ
1024
C11714CB
7
6 µs ∼ 10000 ms
不要
(USBバスパワーのみ)
◎
InGaAsリニアイメージセンサ
512
C11482GA
7
5 ms ∼ 10000 ms
+5 V, +12 V
-
InGaAsリニアイメージセンサ
512
C9913GC
8
5 ms ∼ 1000 ms
+5 V, +12 V
-
InGaAsリニアイメージセンサ
256
C9914GB
20
6 µs ∼ 40000 µs
+5 V, +12 V
◎
InGaAsリニアイメージセンサ
256
C11118GA
3
11 µs ∼ 100000 µs
不要
(USBバスパワーのみ)
◎
高感度CMOSリニアイメージセンサ
512
C13555MA
3.5
11 µs ∼ 100000 µs
不要
(USBバスパワーのみ)
◎
高感度CMOSリニアイメージセンサ
512
C13053MA
11 µs ∼ 100000 µs
不要
(USBバスパワーのみ)
◎
高感度CMOSリニアイメージセンサ
512
C13054MA
9
5 ms ∼ 10000 ms
不要
(USBバスパワーのみ)
-
CMOSリニアイメージセンサ
256
C11007MA
8
5 ms ∼ 10000 ms
不要
(USBバスパワーのみ)
-
赤外高感度
CMOSリニアイメージセンサ
256
C11008MA
9
-
-
-
CMOSリニアイメージセンサ
256
C11009MA
8
-
-
-
赤外高感度
CMOSリニアイメージセンサ
256
C11010MA
15
-
-
-
CMOSリニアイメージセンサ
256
C12666MA
15
-
-
-
高感度CMOSリニアイメージセンサ
288
C12880MA
20
-
-
-
CMOSリニアイメージセンサ
256
C11708MA
13
15
17
0.4 (typ.)
19
21
23
* ○外部トリガ, ◎ソフトウェアトリガまたは外部トリガ (P.30参照)
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
⑬
ミニ分光器
6
ミニ分 光 器のラインアップ
TM/TG/FTシリーズ
1. 紫外∼近赤外域用
C9404CA, C9404CAH
C10082CA, C10082CAH
200∼800 nm
C10082MD
TMシリーズ
C10083CA, C10083CAH
320∼1000 nm
C10083MD
高 感 度
C10082CA, C10083CA
高分解能
C10082CAH, C10083CAH
C11697MB
C13555MA
C9405CB
C11713CA
C13053MA
検出器に裏面入射型CCDイメージセンサを採用した高感 度タ
C11714CB
C13054MA
イプ です。CMOSリニアイメージセンサを内蔵したタイプと比
C11482GA
べ感度が約2桁高く、蛍光計測などの微弱光領域の測定に適し
C9913GC
C11118GA
ています。C10082CAH、C10083CAHは高分解能タイプ
C9914GB
200
で、波長分解能 1 nmを実現しています。
400
紫外
600
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 (nm)
可視
近赤外
KACCB0161JE
内蔵のCCDイメージセンサ
S10420-1106-01
特長
裏面入射型CCDイメージセンサを採用:
●
蛍光計測などの微弱光計測
CMOS内蔵タイプに比べ感度が2桁向上
●
半導体プロセスコントロール
●
高分解能: 1 nm (C10082CAH, C10083CAH)
●
光源 (LEDなど)の特性評価
●
スリット幅とNAの選択により波長分解能の変更が可能
●
石英製透過型グレーティングの採用による高スループット
●
機器への組み込みも可能
●
波長変換係数*1を内蔵メモリに記録
●
外部トリガ対応*2
●
7
応用例
ミニ分光器
仕様 (Ta=25 °C)
C10082CA
C10082CAH
C10083CA
C10083CAH
単位
高 感 度
高分解能
高 感 度
高分解能
-
感度波長範囲
波長分解能
200 ∼ 800
(半値幅)*3
6 max.
320 ∼ 1000
8*4
1 typ.
波長再現性*5
nm
1*4
max.
typ.
nm
-0.2 ∼ +0.2
波長温度依存性
nm
-0.04 ∼ +0.04
輝線迷光*3 *6
nm/°C
-33 max.
-30 max.
dB
A/D変換
16
bit
蓄積時間
10 ∼ 10000
ms
USB 1.1
-
100 max.
mA
インターフェース
USBバスパワー消費電流
駆動用外部電源
外形寸法 (W × D × H)
5
V
95 × 92 × 76
mm
質量
イメージセンサ
685
g
裏面入射型CCDイメージセンサ (S10420-1106-01)
-
2048
画素
画素数
スリット*7 (H × V)
70 × 800
10 × 1000
70 × 800
10 × 1000
µm
0.22
0.11
0.22
0.11
-
NA*8
光ファイバ用コネクタ
SMA905D
-
動作温度*9
+5 ∼ +40
°C
保存温度* 9
-20 ∼ +70
°C
外部トリガ
-
トリガ対応*2
ミニ分光器の出力比較 (CMOSタイプとの比較)
C10082CA
C10082CAH
C10082MD
10
波長分解能
(Typ. Ta=25 ˚C)
7
10
-4
5
4
76
-3
波長分解能 (nm)
相対感度 *
10
17
6
10 -1
-2
31
裏面より
(2 ×) M3タップ 深さ5
40 ± 0.2
10 0
17 ± 0.2
(Typ. Ta=25 ˚C)
8
10
+2.0
95 0
C10083CA (スリット幅 70 µm, NA 0.22)
C10082CA (スリット幅 70 µm, NA 0.22)
C10083CAH (スリット幅 10 µm, NA 0.11)
C10082CAH (スリット幅 10 µm, NA 0.11)
C10083CA
C10083CAH
C10083MD
1
外形寸法図 (単位: mm)
+2.0
タイプ
920
項目
3
2
指示なき公差: ±0.5
質量: 685 g
1
10 -5
200
300
400
500
600
700
800
900 1000
波長 (nm)
* ファイバに入射する光量が一定の場合のA/Dカウント値
(ファイバコア径: 600 µm,
光ファイバによる減衰はないものとする)
0
200
KACCA0188JG
300
400
500
600
700
800
900 1000
波長 (nm)
KACCB0169JC
KACCB0168JC
*1: イメージセンサの画素No.を波長に変換する係数。A/D変換後のカウント値を入力光量に比例する値に変換する係数は用意していません。
*2: 外部トリガ用同軸ケーブルは別売。
トリガ機能の詳細は、
P.30を参照。
*3: 表中のスリット使用時。波長分解能はスリットに依存します。
*4: λ＝320∼900 nm
*5: 入光条件などが一定の場合
*6: 以下の波長を入力したときの測定されるカウントと、
その波長の±40 nmで測定されるカウントの比
C10082CA, C10082CAH: 500 nm, C10083CA, C10083CAH: 650 nm
*7: 入射開口部の大きさ
*8: 開口数 (立体角)
*9: 結露なきこと
注) C10082CA/C10083CAシリーズでは、スリット幅およびNAを選択することで波長分解能を変更することができます。製品ラインアップについてはP.27を参照してください。
ミニ分光器
8
TM/TG/FTシリーズ
2. 紫外∼近赤外域用
C9404CA, C9404CAH
C10082CA, C10082CAH
200∼800 nm
C10082MD
TMシリーズ
C10083CA, C10083CAH
320∼1000 nm
C10083MD
広ダイナミックレンジ
C10082MD, C10083MD
C11697MB
C13555MA
C9405CB
検出器にCMOSリニアイメージセンサを採用したタイプです。
C11713CA
C13053MA
吸 光度 測定や光源のスペクトル評価など比 較的光 量の多い場
C11714CB
合の分光計測に適しています。
C13054MA
C11482GA
C9913GC
C11118GA
C9914GB
200
400
紫外
600
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 (nm)
可視
近赤外
KACCB0162JE
内蔵のCMOSリニア
イメージセンサ
S8378-1024Q
特長
9
応用例
●
広ダイナミックレンジ
●
光源 (LEDなど)の特性評価
●
石英製透過型グレーティングの採用による高スループット
●
溶液や固体試料の透過率、吸光度の測定
●
外部電源不要: USBバスパワー使用
●
太陽光・照明光の分析
●
機器への組み込みも可能
●
波長変換係数*1を内蔵メモリに記録
●
外部トリガ対応*2
ミニ分光器
ミニ分光器のラインアップ
仕様 (Ta=25 °C)
項目
C10082MD
C10083MD
タイプ
-
広ダイナミックレンジ
感度波長範囲
波長分解能
単位
200 ∼ 800
320 ∼ 1000
nm
6 max.
8 max.
nm
(半値幅)*3
波長再現性*4
-0.2 ∼ +0.2
波長温度依存性
nm
-0.04 ∼ +0.04
輝線迷光*3 *5
nm/°C
-35 max.
-33 max.
dB
A/D変換
16
bit
蓄積時間
5 ∼ 10000
ms
インターフェース
USB 1.1
-
USBバスパワー消費電流
100 max.
mA
駆動用外部電源
外形寸法 (W × D × H)
不要
-
94 × 90 × 55
mm
質量
470
g
CMOSリニアイメージセンサ (S8378-1024Q)
-
1024
画素
70 × 800
µm
0.22
-
光ファイバ用コネクタ
SMA905D
-
動作温度*8
+5 ∼ +40
°C
保存温度* 8
-20 ∼ +70
°C
外部トリガ
-
イメージセンサ
画素数
スリット*6 (H × V)
NA*7
トリガ対応*2
測定可能な光ファイバ入射強度
外形寸法図 (単位: mm)
94
17 ± 0.2
C10082CA (CCDタイプ)
30.5
裏面より
(2 ×) M3タップ 深さ5
10-14
10-12
10-10
10-8
10-6
入射強度 * (W)
* ファイバコア径: 600 µm
光ファイバによる減衰はないものとする。
90
15.5 40 ± 0.2
C10082MD (CMOSタイプ)
55
KACCB0146JC
指示なき公差: ±0.5
質量: 470 g
KACCA0171JE
*1: イメージセンサの画素No.を波長に変換する係数。A /D変換後のカウント値を入力光量に比例する値に変換する係数は用意していません。
*2: 外部トリガ用同軸ケーブルは別売。トリガ機能の詳細は、P.30を参照。
*3: 表中のスリット使用時。波長分解能はスリットに依存します。
*4: 入光条件などが一定の場合
*5: 以下の波長を入力したときの測定されるカウントと、その波長の±40 nmで測定されるカウントの比
C10082MD: 500 nm, C10083MD: 650 nm
*6: 入射開口部の大きさ
*7: 開口数 (立体角)
*8: 結露なきこと
ミニ分光器
10
TM/TG/FTシリーズ
3. 可視∼近赤外域用
C9404CA, C9404CAH
C10082CA, C10082CAH
C10082MD
TMシリーズ
C10083CA, C10083CAH
C10083MD
高 感 度
C11697MB
320∼1000 nm
C11697MB
C13555MA
C9405CB
C10083MDの 光 学 系プラットフォームに新 開 発した高感 度
C11713CA
C13053MA
CMOSリニアイメージセンサを搭載したタイプです。短時間蓄
C11714CB
積にも対応したトリガ機能の追加により、パルス発光の分光計
C13054MA
C11482GA
測が可能となりました。読み出し時間が大幅に短縮され、工業
C9913GC
C11118GA
用ラインにおけるLED検査などに適しています。
C9914GB
200
400
紫外
600
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 (nm)
可視
近赤外
KACCB0227JC
内蔵の高感度CMOS
リニアイメージセンサ
S11639
特長
● トリガ対応
11
応用例
(ソフトウェアトリガ、外部トリガ)*1
●
高速読み出し (約2 ms)
●
同時電荷蓄積タイプ
●
高感度 (C10083MD比)で約2桁の向上
●
波長変換係数*2 を内蔵メモリに記録
●
外部電源不要: USBバスパワー使用
●
石英製透過型グレーティングの採用による高スループット
●
機器への組み込みも可能
ミニ分光器
●
LED検査ラインにおける品質確認
●
パルス発光計測
ミニ分光器のラインアップ
仕様 (Ta=25 °C)
項目
C11697MB
単位
高 感 度
-
320 ∼ 1000
nm
8 max.
nm
-0.2 ∼ +0.2
nm
-0.04 ∼ +0.04
nm/°C
-33 max.
dB
A/D変換
16
bit
蓄積時間
30 ∼ 100000
µs
インターフェース
USB 2.0
-
USBバスパワー消費電流
250 max.
mA
タイプ
感度波長範囲
(半値幅)*3
波長再現性*4
波長温度依存性
輝線迷光*3 *5
駆動用外部電源
外形寸法 (W × D × H)
不要
-
94 × 90 × 55
mm
質量
470
g
高感度CMOSリニアイメージセンサ (S11639)
-
2048
画素
70 × 800
µm
0.22
-
光ファイバ用コネクタ
SMA905D
-
動作温度*8
+5 ∼ +40
°C
保存温度* 8
-20 ∼ +70
°C
ソフトウェアトリガ
外部トリガ
-
イメージセンサ
画素数
スリット*6 (H × V)
NA*7
トリガ対応*1
トリガ機能例
外形寸法図 (単位: mm)
トリガ信号により、センサ動作 (蓄積)を開始し、デジタルデータを取得
します。
94
17 ± 0.2
30.5
裏面より
(2 ×) M3タップ 深さ5
外部トリガ入力時のデータ計測 (同期)
15.5 40 ± 0.2
外部トリガ端子に入力した外部トリガのエッジ (立ち上がり／立ち下が
りは設定可能)によりセンサ動作 (蓄積)を開始し、デジタルデータを取
得します。
トリガ入力
(立ち下がりエッジの場合)
計測周期
90
波長分解能
電荷蓄積
電荷読み出し
(A/D変換)
55
デジタルデータ
KACCC0569JA
指示なき公差: ±0.5
質量: 470 g
KACCA0171JE
*1:
*2:
*3:
*4:
*5:
*6:
*7:
*8:
外部トリガ用同軸ケーブルは別売。
トリガ機能の詳細は、P.30を参照。
イメージセンサの画素No.を波長に変換する係数。A /D変換後のカウント値を入力光量に比例する値に変換する係数は用意していません。
表中のスリット使用時。波長分解能はスリットに依存します。
入光条件などが一定の場合
650 nmの光を入力したときの測定されるカウントと、その波長の±40 nmで測定されるカウントの比
入射開口部の大きさ
開口数 (立体角)
結露なきこと
ミニ分光器
12
TM/TG/FTシリーズ
4. 紫外域用、可視∼近赤外域用
C9404CA, C9404CAH 200∼400 nm
C10082CA, C10082CAH
C10082MD
TGシリーズ
C10083CA, C10083CAH
C10083MD
高 感 度
C9404CA, C9405CB
高分解能
C9404CAH
C11697MB
C13555MA
C9405CB
500∼1100 nm
C11713CA
C13053MA
検出器に裏面入射型CCDイメージセンサを採用した高感 度タ
C11714CB
C13054MA
イプです。C9404CA・C9404CAHは、UV専用タイプです
C11482GA
(感 度 波 長範囲 200∼400 nm)。C9405CBは、赤外高感
C9913GC
C11118GA
度 CCDイメージセンサを内蔵したタイプ で、感 度 波 長範囲は
C9914GB
200
500∼1100 nmです。
400
紫外
600
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 (nm)
近赤外
可視
KACCB0163JE
特長
内蔵のCCDイメージセンサ
S10420-1006-01
S11510-1006
応用例
●
裏面入射型CCDイメージセンサを採用
●
近赤外で高感度 (C9405CB)
●
高分解能: 1 nm (C9404CAH)
●
石英製透過型グレーティングの採用による高スループット
●
波長変換係数*1を内蔵メモリに記録
●
外部トリガ対応*2
●
食品類の糖度・酸度検出
機器への組み込みも可能
●
プラスチック選別
●
膜厚計
●
13
内蔵のCCDイメージセンサ
ミニ分光器
C9404CA, C9404CAH
●
蛍光計測などの微弱光計測
●
UV光源のスペクトル評価
C9405CB
ミニ分光器のラインアップ
仕様 (Ta=25 °C)
項目
タイプ
C9404CA
C9404CAH
C9405CB
単位
高 感 度
高分解能
高 感 度
-
感度波長範囲
200 ∼ 400
波長分解能 (半値幅)*3
3 max.
1 typ.
波長再現性*4
-0.1 ∼ +0.1
波長温度依存性
輝線迷光*3
*5
近赤外
高感度
nm
5 max.
(550 ∼ 900 nm)
nm
-0.2 ∼ +0.2
nm
500 ∼ 1100
-0.02 ∼ +0.02
nm/°C
-35 max.
dB
A/D変換
16
bit
蓄積時間
10 ∼ 10000
ms
インターフェース
USB 1.1
-
USBバスパワー消費電流
150 max.
mA
5
V
125.7 × 115.7 × 75
mm
670
g
駆動用外部電源
外形寸法 (W × D × H)
質量
赤外高感度裏面入射型
CCDイメージセンサ
(S11510-1006)
裏面入射型CCDイメージセンサ
(S10420-1006-01)
イメージセンサ
画素数
-
1024
スリット*6
(H × V)
140 × 500
画素
10 × 1000
NA*7
0.11
70 × 800
µm
0.22
-
光ファイバ用コネクタ
SMA905D
-
動作温度*8
+5 ∼ +40
°C
保存温度* 8
-20 ∼ +70
°C
外部トリガ
-
ミニ分光器の出力比較
波長分解能
(Typ. Ta=25 ˚C)
C9405CB
500∼1100 nm
C9404CAH
200∼400 nm
10-2
10-3
200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
5
C9405CB
(スリット幅 70 µm, NA 0.22)
45 ± 0.2
波長分解能 (nm)
-1
4
3
2
C9404CA
(スリット幅 140 µm, NA 0.11)
1
C9404CAH
(スリット幅 10 µm, NA 0.11)
0
200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
指示なき公差: ±0.5
質量: 670 g
波長 (nm)
波長 (nm)
KACCB0291JA
* ファイバに入射する光量が一定の場合のA/Dカウント値
(ファイバコア径: 600 µm、光ファイバによる減衰はないものとする)
20 ± 0.2
裏面より
(2 ×) M3タップ 深さ5
6
10
相対感度*
125.7
35
20
C9404CA
200∼400 nm
7
75.0
0
10
外形寸法図 (単位: mm)
(Typ. Ta=25 ˚C)
115.7
トリガ対応*2
KACCA0202JD
KACCB0292JA
*1: イメージセンサの画素No.を波長に変換する係数。A /D変換後のカウント値を入力光量に比例する値に変換する係数は用意していません。
*2: 外部トリガ用同軸ケーブルは別売。トリガ機能の詳細は、P.30を参照してください。
*3: 表中のスリット使用時。波長分解能はスリットに依存します。
*4: 入光条件などが一定の場合
*5: 以下の波長を入力したときの測定されるカウントと、その波長の±20 nm (C9404CA, C9404CAH)、
±40 nm (C9405CB)で測定されるカウントの比
C9404CA・C9404CAH: 300 nm, C9405CB: 800 nm
*6: 入射開口部の大きさ
*7: 開口数 (立体角)
*8: 結露なきこと
感度波長範囲の上限
注) C9405CBは、
>2のため、構造上、高次光が発生します。この高次光を除去するために、お客様にて必要に応じてロングパスフィルタと組み合わせて
感度波長範囲の下限
使用してください。
ミニ分光器
14
TM/TG/FTシリーズ
5. ラマン分光用
C9404CA, C9404CAH
C10082CA, C10082CAH
C10082MD
TGシリーズ
C10083CA, C10083CAH
C10083MD
高分解能
C11713CA, C11714CB
C11697MB
C13555MA
C9405CB
ラマン分光測定に適した高分解能タイプのミニ分光器です。
C11713CA 500∼600 nm
C13053MA
C11713CAは500∼600 nm、C11714CBは790∼920
C11714CB 790∼920 nm
nmに感 度 波 長範囲をもち、0.3 nmの波 長 分解能を実現して
C13054MA
C11482GA
います。
C9913GC
C11118GA
C9914GB
200
400
紫外
600
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 (nm)
可視
近赤外
KACCB0228JC
特長
●
高分解能: 0.3 nm typ.
●
小型サイズ: 機器への組み込みも可能
●
石英製透過型グレーティングの採用による高スループット
●
エタロニング特性を改善した裏面入射型
CCDイメージセンサを採用
15
●
波長変換係数*1を内蔵メモリに記録
●
外部トリガ対応*2
ミニ分光器
内蔵のCCDイメージセンサ
内蔵のCCDイメージセンサ
S10420-1106-01
S11510-1106
応用例
●
ラマン分光測定
ミニ分光器のラインアップ
仕様 (Ta=25 °C)
項目
C11713CA
C11714CB
ラマン分光用
タイプ
感度波長範囲
790 ∼ 920
波長再現性*4
波長温度依存性
輝線迷光*3
-
高分解能
500 ∼ 600
波長分解能 (半値幅)*3
*5
単位
近赤外
高感度
nm
0.3 typ., 0.5 max.
nm
-0.1 ∼ +0.1
nm
-0.04 ∼ +0.04
nm/°C
-30 max.
dB
A/D変換
16
bit
蓄積時間
10∼10000
ms
インターフェース
USB 1.1
-
USBバスパワー消費電流
150 max.
mA
5
V
120 × 70 × 60
mm
592
g
駆動用外部電源
外形寸法 (W × D × H)
質量
裏面入射型CCDイメージセンサ
(S10420-1106-01)
イメージセンサ
画素数
赤外高感度裏面入射型CCDイメージセンサ
(S11510-1006)
-
1024
画素
2048
スリット*6 (H × V)
10 × 1000
µm
0.11
-
光ファイバ用コネクタ
SMA905D
-
動作温度*8
+5 ∼ +40
°C
保存温度* 8
-20 ∼ +70
°C
外部トリガ
-
NA*7
トリガ対応*2
波長分解能ー波長
外形寸法図 (単位: mm)
(Typ. Ta=25 ˚C)
110.0 ± 0.2
(Typ. Ta=25 °C)
0.5
0.4
0.3
60.0
波長分解能 (nm)
波長分解能 (nm)
0.3
0.2
裏面より
(4 ×) M3.0
タップ 深さ5
50.0 ± 0.2
0.4
120.0
C11714CB
70.0
C11713CA
0.2
0.1
指示なき公差: ±0.5
質量: 592 g
0.1
KACCA0281JB
0
450
500
550
600
650
0
750
800
850
900
950
波長 (nm)
波長 (nm)
KACCB0224JA
KACCB0373JA
*1: イメージセンサの画素No.を波長に変換する係数。A /D変換後のカウント値を入力光量に比例する値に変換する係数は用意していません。
*2: 外部トリガ用同軸ケーブルは別売。トリガ機能の詳細は、P.30を参照してください。
*3: 表中のスリット使用時。波長分解能はスリットに依存します。
*4: 入光条件などが一定の場合
*5: 以下の波長を入力したときの測定されるカウントと、その波長の±10 nmで測定されるカウントの比
C11713CA: 550 nm, C11714CA: 860 nm
*6: 入射開口部の大きさ
*7: 開口数 (立体角)
*8: 結露なきこと
ミニ分光器
16
TM/TG/FTシリーズ
6. 近赤外域用
C9404CA, C9404CAH
C10082CA, C10082CAH
C10082MD
TGシリーズ
C10083CA, C10083CAH
C10083MD
C11482GA, C9913GC
C11697MB
C13555MA
C9405CB
C9914GB, C11118GA
C11713CA
C13053MA
InGaAsリニアイメージセンサを採用した近赤外線検出用のタイ
C11714CB
C13054MA
プ です。感 度 波 長範囲は0.9∼1.7 µm、1.1∼2.2 µm、0.9∼
C11482GA
2.55 µmの3種類で、低ノイズの電子冷却型も用意しています。
900∼1700
C9913GC
900∼2550 nm
1100∼2200 nm
200
400
紫外
600
nm
C11118GA
C9914GB
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 (nm)
可視
近赤外
KACCB0165JE
特長
●
低ノイズ (冷却型: C9913GC, C9914GB, C11118GA)
●
外部電源不要, USBバスパワー使用*1 (C11482GA)
●
石英製透過型グレーティングの採用による高スループット
●
機器への組み込みも可能
●
波長変換係数*2 を内蔵メモリに記録
●
トリガ対応 (ソフトウェアトリガ、外部トリガ):
C11482GA, C11118GA
内蔵のInGaAsリニア
イメージセンサ
内蔵の電子冷却型InGaAs
リニアイメージセンサ
G9204-512D
G9204-512S, G9208-256W
応用例
C11482GA
●
水分測定
●
光通信用部品の評価
●
膜厚測定
C9913GC, C9914GB
●
水分測定
●
食品・農業分野における成分分析
●
化学製品プロセスコントロール
C11118GA
17
ミニ分光器
●
CH基の吸収 (2.3 µm帯)の測定
●
土壌分析、成分分析
ミニ分光器のラインアップ
仕様 (Ta=25 °C)
項目
C11482GA
C9913GC
C9914GB
C11118GA
単位
写真
-
近赤外域用
タイプ
感度波長範囲
近赤外域用
900 ∼ 1700
波長分解能 (半値幅)*3
波長再現性*4
波長温度依存性
900 ∼ 1700
-
冷却型
1100 ∼ 2200
900 ∼ 2550
nm
7 max.
7 max.
8 max.
20 max.
nm
-0.2 ∼ +0.2
-0.2 ∼ +0.2
-0.4 ∼ +0.4
-0.8 ∼ +0.8
nm
-0.04 ∼ +0.04
-0.02 ∼ +0.02
-0.04 ∼ +0.04
-0.08 ∼ +0.08
nm/°C
-30 max.*6
dB
輝線迷光*3
-33 max.*5
-35 max.*5
A/D変換
16
蓄積時間*7 *8
6 µs ∼ 10000 ms
インターフェース
USB 2.0
USBバスパワー消費電流
350 max.
冷却素子用電源* 9
駆動用
外部電源 冷却ファン用電源* 9
5 ms ∼ 10000 ms
6 µs ∼ 40000 µs
USB 1.1
-
USB 2.0
-
250 max.
5/1.8 max.
不要
外形寸法 (W × D × H)
bit
5 ms ∼ 1000 ms
mA
5/2.8 max.
5/2.8 max.
V/A
12/0.2 max.
V/A
38.5 × 106 × 86
142 × 218 × 82
mm
280
1700
g
質量
電子冷却型
電子冷却型
InGaAsリニアイメージセンサ
電子冷却型
InGaAsリニアイメージセンサ
InGaAsリニアイメージセンサ
(G9204-512D)
InGaAsリニアイメージセンサ
(G9204-512S)
(G9208-256W)
イメージセンサ
512*10
画素数
スリット*12 (H × V)
512*10
70 × 500
256*10
70 × 500
NA*13
256*11
画素
140 × 500
µm
0.22
光ファイバ用コネクタ
保存温度*14
トリガ対応*16
+5 ∼ +35 (+5 ∼ +30*15 )
-20 ∼ +70
-20 ∼ +70
-
InGaAsリニアイメージセンサの分光感度特性
°C
ソフトウェアトリガ
外部トリガ
-
-
外形寸法図 (単位: mm)
(Typ.)
C11482GA
Td=25 °C
Td=-10 °C
Td=-20 °C
Td=-25 °C
0.
0)
裏面より
(2×) M3タップ深さ5.0
C9914GB
内蔵センサ
20.0
C11482GA
内蔵センサ
(G9204-512D)
0.6
85.6
0.8
(4
C11118GA
内蔵センサ
(G9208-256W)
85.6
1.0
受光感度 (A/W)
°C
49.7
1.2
-
+5 ∼ +40
ソフトウェアトリガ
外部トリガ
1.4
-
SMA905D
動作温度*14
-
16.0
0.4
41.8
38.5
68.6
105.5
指示なき公差: ±0.5
質量: 280 g
C9913GC
内蔵センサ
(G9204-512S)
0.2
0
0.8
1.0
1.2
1.4
KACCA0146JE
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
C9913GC, C9914GB, G11118GA
波長 (µm)
218.0
142.0
KMIRB0093JA
82.0 ± 2
*1: C9913GC, C9914GB, C11118GA: 5 Vと12 Vの電源が必要 *2: イメー
ジセンサの画素 No.を波 長に変 換する係 数。A /D変 換後 のカウント値を入 力光
量に比例する値に変 換する係 数は用意していません。 *3: 表中のスリット使 用
時。波 長 分解能はスリットに依存します。 *4: 入光条件などが一定の場合 *5:
以下の波長を入力したときの測定されるカウントと、その波長の±40 nmで測定
指示なき公差: ±1.0
されるカウントの比 C11482GA・C9913GC: 1300 nm, C9914GB: 1650
質量: 1.7 kg
nm *6: λ＝1700 nmの 光を入 力したときの 測 定されるカウントと、その波 長
KACCA0368JA
の±80 nmで測定されるカウントの比 *7: イメージセンサの暗電流に依存しま
す。 *8: 不良画素は除く。 *9: 定常状態での最大値。立ち上がり時には突入電
流が流れますので注意してください。外部電源用接続コネクタ付属 (C9913GC, C9914GB, C11118GA)。 *10: 不良画素はありません (Lowゲイン設定時)。なお
不良画素は、イメージセンサの電気的および光学的特性において規定外の画素です。 *11: 不連続な3画素以内の不良画素が存 在する場合があります (Lowゲイン設
定時)。なお、不良画素はイメージセンサの電気的および光学的特性において規定外の画素です。 *12: 入射開口部の大きさ *13: 開口数 (立体角) *14: 結露なきこと
*15: 冷却制御が可能な動作温度 *16: 外部トリガ用同軸ケーブルは別売。トリガ機能の詳細は、P.30を参照してください。
ミニ分光器
18
TM/TG/FTシリーズ
7. 薄型タイプ
C9404CA, C9404CAH
C10082CA, C10082CAH
C10082MD
FTシリーズ
C10083CA, C10083CAH
C10083MD
高 感 度
C13555MA, C13053MA
高分解能
C13054MA
C11697MB
C13555MA
340∼830 nm
C9405CB
C11713CA
C13053MA
500∼1100 nm
高性能を維持しつつ12 mmの薄さを実現した薄型タイプです。
C11714CB
高感度CMOSイメージセンサの搭載により、CCD並みの高感度
C13054MA 790∼920 nm
C11482GA
C9913GC
と低 消 費 電 力を実 現しています。また 短 時 間 蓄 積に対応した
C11118GA
トリガ機能により、パルス発光の分光計測も可能です。
C9914GB
200
C13054MAは、ラマン分光測定に適した高分解能タイプです。
400
紫外
600
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 (nm)
可視
近赤外
KACCB0387JA
特長
応用例
●
小型・薄型
●
高感度CMOSイメージセンサを内蔵 (CCD並みの高感度)
● トリガ対応
C13555MA
(ソフトウェアトリガ、
外部トリガ)*1
●
石英透過型グレーティングによる高スループット
●
外部電源不要 (USBバスパワー駆動)
●
機器への組み込みも可能
● 波長変換係数*2 を内蔵メモリに記録
●
可視光源検査
●
色計測
C13053MA
●
食品類の糖度・酸度検出
●
プラスチック選別
●
膜厚計
C13054MA
●
19
ミニ分光器
ラマン分光測定
ミニ分光器のラインアップ
仕様 (Ta=25 °C)
項目
C13555MA
C13053MA
C13054MA
単位
写真
-
タイプ
ラマン分光用
高 感 度
感度波長範囲
波長分解能 (半値幅)*3
波長再現性*4
-
高分解能
340 ∼ 830
500 ∼ 1100
790∼920
nm
2.3 typ., 3.0 max.
2.5 typ., 3.5 max.
0.4 typ., 0.7 max.
nm
-0.2 ∼ +0.2
-0.4 ∼ +0.4
-0.2 ∼ +0.2
mm
-0.02 ∼ +0.02
nm/°C
波長温度依存性
-0.04 ∼ +0.04
輝線迷光*3
-33
max.* 5
-33
max.*6
dB
A /D変換
16
bit
蓄積時間
11 ∼ 100000
µs
インターフェース
USB 2.0
-
250 max.
mA
不要
V
80 × 60 × 12
mm
88
g
高感度CMOSリニアイメージセンサ
-
512
画素
USBバスパワー消費電流
駆動用外部電源
外形寸法 (W × D × H)
質量
イメージセンサ
画素数
スリット (H ×
V)* 7
NA* 8
25 × 250
10 × 400
µm
0.22
0.11
-
光ファイバ用コネクタ
SMA905D
-
動作温度* 9
+5 ∼ +50
°C
保存温度* 9
-20 ∼ +70
°C
ソフトウェアトリガ
外部トリガ
-
トリガ対応*1
C13054MAとC11714CBの比較
C13054MA と C11714CB (P.15) は 感 度 波 長 範 囲 が 同 一 で す。
用途に応じてご選択ください。
分光感度特性 (代表例)
(Ta=25 °
C, 600 µmファイバ使用時)
1
型名
写真
感度波長範囲 波長分解能 typ.
C13054MA
C11714CB
特長
C13054MA
0.4 nm
小型
薄型
790∼920
nm
C11714CB
0.3 nm
近赤外域で
高感度
相対感度
0.8
0.6
0.4
0.2
0
790
810
830
850
870
890
910
930
波長 (nm)
KACCB0399JA
*1: 外部トリガ用同軸ケーブルは別売。トリガ機能の詳細は、P.30を参照してください。 *2: イメージセンサの画素 No.を波長に変換する係数。A /D変換後のカウント
値を入力光量に比例する値に変換する係数は用意していません。*3: 表中のスリット使用時。波長分解能はスリットに依存します。 *4: 入光条件などが一定の場合 *5: 波
長 800 nmの光を入力したときの測定されるカウントと、その波長の±40 nmで測定されるカウントの比 *6: 波長 860 nmの光を入力したときの測定されるカウントと、
その波長の±10 nmで測定されるカウントの比 *7: 入射開口部の大きさ *8: 開口数 (立体角) *9: 結露なきこと
ミニ分光器
20
RC/MSシリーズ、マイクロ分光器
8. 小型・低価格タイプ
C11007MA
340∼780 nm
RCシリーズ
C11009MA
C11007MA, C11008MA
C12666MA
C11009MA, C11010MA
C12880MA
反射型グレーティングとCMOSリニアイメージセンサをコンパ
C11008MA
クトにまとめた分 光 器です。駆 動回路を 装備したUSB出力の
C11010MA
640∼1050 nm
分光器モジュール (C11007MA, C11008MA)と機器組み込
C11708MA
み用の分光器ヘッド (C11009MA, C11010MA)を用意して
200
います。
400
紫外
600
可視
800
1000
1200
1400 (nm)
近赤外
KACCB0389JA
内蔵のCMOSリニア
イメージセンサ
内蔵の赤外高感度CMOS
リニアイメージセンサ
S8378-256N
特長
応用例
C11007MA, C11008MA (分光器モジュール)
C11007MA, C11009MA
分光器ヘッドと駆動回路を一体化
●
測定機器への組み込み
PCで分光計測が可能
●
化学測定
●
外部電源不要: USBバスパワー使用
●
可視光源検査
●
A/D変換: 16ビット
●
色計測
●
波長変換係数*1を内蔵メモリに記録
●
測定機器への組み込み
●
●
C11008MA, C11010MA
C11009MA, C11010MA (分光器ヘッド)
●
機器組み込み用
●
化学測定
●
光学系とイメージセンサをコンパクトなケースに内蔵
●
果物の糖度測定
●
低価格
●
各種工業用測定
●
波長変換係数*1を検査成績書に添付
21 ミニ分光器
ミニ分光器のラインアップ
仕様 (Ta=25 °C)
項目
C11007MA
C11009MA
C11008MA
C11010MA
単位
写真
-
分光器モジュール
タイプ
感度波長範囲
340 ∼ 780
波長分解能 (半値幅)*2
分光器ヘッド
640 ∼ 1050
9 max.
-
近赤外
高感度
nm
8 max.
波長再現性*3
波長温度依存性
輝線迷光*2
分光器モジュール
分光器ヘッド
nm
-0.5 ∼ +0.5
nm
-0.05 ∼ +0.05
nm/°C
*4
-30 max.
dB
A/D変換
16
-
16
-
bit
蓄積時間
5 ∼ 10000
-
5 ∼ 10000
-
ms
USB 1.1
-
USB 1.1
-
-
150 max.
-
150 max.
-
mA
不要
-
不要
-
-
55 × 100 × 48
28 × 28 × 28
55 × 100 × 48
35 × 28 × 20
mm
180
52
168
45
g
C11009MA
-
C11010MA
-
-
インターフェース
USBバスパワー消費電流
外部駆動電源
外形寸法 (W × D × H)
質量
内蔵分光器ヘッド
イメージセンサ
CMOSリニアイメージセンサ (S8378-256N)
画素数
赤外高感度CMOSリニアイメージセンサ
-
256
スリット*5 (H × V)
70 × 550
画素
70 × 2500
µm
NA*6
0.22
-
ファイバコア径
600
µm
光ファイバ用コネクタ
SMA905D
-
動作温度*7
+5 ∼ +40
°C
保存温度* 7
-20 ∼ +70
°C
トリガ対応
-
-
外部回路との電気的接続 (C11009MA, C11010MA)
外部回路への電気的接続は、分光器ヘッドより出ているフレキシブル基板で行います。
厚み: 0.3
6 ± 0.5
10.5 ± 0.2
4 ± 0.5
黒色カバー
単位: mm
KACCC0261JB
No.
記号
I/O
説明
No.
記号
①
NC
無接続
⑪
NC
②
NC
無接続
⑫
Gain
I/O
説明
無接続
I
イメージセンサ: ゲイン設定
③
NC
④
EOS
⑤
A.GND
-
アナログGND
⑮
ST
I
センサスキャン開始信号
⑥
A.GND
-
アナログGND
⑯
CLK
I
センサスキャン同期信号
⑦
Video
O
ビデオ出力信号
⑰
SDA
O 温度センサ出力信号
⑧
A.GND
-
アナログGND
⑱
SCL
I
⑨
A.GND
-
アナログGND
⑲
D.GND
-
温度センサデジタルGND
⑩
+5 V
I
イメージセンサ用電源: +5 V
⑳
VCC
I
温度センサ: +3.3 V
O
無接続
⑬
A.GND
-
アナログGND
センサスキャン終了信号
⑭
A.GND
-
アナログGND
温度センサ駆動信号
注)
・④∼⑩および⑫∼⑯はイメージセンサに接続されています。
駆動条件については、CMOSリニアイメージセンサ S8377/S8378シリーズのデータシートを参照してくだ
さい。
・⑰∼⑳は分光器に内蔵されている温度センサ (DALLAS社製 DS1775R)に接続されています。
*1: イメージセンサの画素No.を波長に変換する係数。A/D変換後のカウント値を入力光量に比例する値に変換する係数は用意していません。
*2: 表中のスリット使用時。波長分解能はスリットに依存します。 *3: 入光条件などが一定の場合 *4: λ=550 nm (C11007MA, C11009MA), λ=850 nm
(C11008MA, C11010MA)の光を入射したときに測定されるカウントと、その波長の±40 nmで測定されるカウントの比 *5: 入射開口部の大きさ *6: 開口数 (立体角) *7:
結露なきこと
ミニ分光器
22
RC/MSシリーズ、マイクロ分光器
9. 超小型分光器ヘッド
C11007MA
マイクロ分光器／MSシリーズ
広ダイナミックレンジ
C12666MA
高 感 度
C12880MA
近赤外用
C11708MA
C11009MA
340∼780 nm
C12666MA
340∼850 nm
C12880MA
C11008MA
先 進 の M O E M S 技 術 により、入 射スリット 一 体 の C M O S イ
C11010MA
メージセンサと凸レンズにナノインプリントで 形成したグレー
C11708MA
ティングを組み合わせ、親指大サイズの超小型分 光器ヘッドを
実 現しました 。実 装 性に優 れ た パッケージ を採 用してい るた
200
400
紫外
600
800
640∼1050 nm
1000
可視
1400 (nm)
1200
近赤外
め、センサ感覚でお使いいただけます。
KACCB0388JA
C12666MA, C12880MA
スリット付CMOS
リニアイメージセンサを搭載
スリット
CMOSチップ
特長
●
超小型
●
ハーメチックパッケージ: 湿度に対して高信頼性を実現
(C12666MA, C12880MA)
●
モバイル測定機器への組み込み用
●
波長変換係数*1を検査成績書に添付
応用例
C12666MA, C12880MA
●
プリンタ・印刷機などの色モニタ
●
照明やLEDなどの検査機器
●
ディスプレイの色調整
●
水質管理モニタなど環境測定機器
●
スマートフォンやタブレットなど携帯端末を利用した測定器
C11708MA
23 ミニ分光器
●
果物の糖度測定
●
穀物のうまみ評価
●
成分分析
ミニ分光器のラインアップ
仕様 (Ta=25 °C)
マイクロ分光器
項目
C12666MA
MSシリーズ
C12880MA
単位
C11708MA
-
写真
タイプ
分光器ヘッド
感度波長範囲
分光器ヘッド
広ダイナミックレンジ
340 ∼ 780
分光器ヘッド
高 感 度
340 ∼ 850
波長分解能 (半値幅)*2
-
近赤外用
640 ∼ 1050
nm
20 max.
nm
15 max.
波長再現性*3
-0.5 ∼ +0.5
-0.5 ∼ +0.5
mm
波長温度依存性
-0.1 ∼ +0.1
-0.05 ∼ +0.05
nm/°C
輝線迷光*2 *4
外形寸法 (W × D × H)
-25 max.
-25 max.
dB
20.1 × 12.5 × 10.1
27.6 × 16.8 × 13
mm
質量
5
イメージセンサ
画素数
スリット (H × V)* 5
CMOSリニアイメージセンサ
高感度CMOSリニアイメージセンサ
9
g
CMOSリニアイメージセンサ
-
256
288
256
画素
50 × 750
50 × 500
75 × 750
µm
NA*6
0.22
-
動作温度* 7
+5 ∼ +50
°C
保存温度* 7
-20 ∼ +70
°C
トリガ対応
評価回路 (別売)
C11351-10
-
C13016
C11351
-
測定可能な入射強度
C12666M A 内 蔵 の CMOSイメージセン サは 飽 和電 荷 量 が大きく、
C12880MA内蔵のCMOSイメージセンサは電荷―電圧変換ゲインが
大きくなっています。
高S/Nの測定をするためには、入射光量が大きい場合はC12666MA、
微弱光の場合はC12880MAを使用することを推奨します。
C12666MA
C12880MA
10-14
10-13
10-12
10-11
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
入射光量* (W)
* 入射スポット径を800 µmとした場合 (λ=550 nm)
測定可能な光量は、
設定可能な蓄積時間から算出しています。
C12666MAとC12880MAでは、
設定可能な蓄積時間は異なります。
測定時のS/Nについては考慮していません。
KACCB354JA
マイクロ分光器用評価回路
マイクロ分光器の特性を簡易的に評価するための回路を用意しています (別売)。USBケーブル A9160 (ABタイプ, 別売)を用いてマイクロ分
光器とPCを接続します。評価用ソフトウェアを付属しています。
評価用ソフトウェアの表示例
接続例
USBケーブル
A9160 (別売)
PC
検出対象
マイクロ分光器用評価回路
C11351-10
マイクロ
分光器
C11351-10とC12666MA
KACCC0799JA
*1: イメージセンサの画素No.を波長に変換する係数。A/D変換後のカウント値を入力光量に比例する値に変換する係数は用意していません。
*2: 表中のスリット使用時。波長分解能はスリットに依存します。 *3: 入光条件などが一定の場合 *4: 以下の波長の光を入力したときに測定されるカウントとその波長の±40 nmで
測定されるカウントの比 C12666MA: 560 nm, C12880MA: 655 nm, C11708MA: 850 nm *5: 入射開口部の大きさ *6: 開口数 (立体角) *7: 結露なきこと
ミニ分光器
24
技術資料
1
能をもち、入射スリット像がイメージセンサ上に結像されま
構造
す。
入射スリットが狭いほど、
波長分解能が向上しますが、
スループットは低下します。
なお、
ミニ分光器の入射スリット
波長分散型分光器は、
その使用目的によってモノクロ
には光ファイバが接続されます。
メータ (単色計)とポリクロメータ (多色計)に大別されま
す。
モノクロメータは、
入射光を波長分散素子であるグレー
コリメートミラー／レンズ
ティングにより単一のスペクトルに分別します。
ポリクロメー
タは、
モノクロメータの原理を応用して同時に複数のスペク
入射スリットを透過した光は、一定の広がり角をもって
トルの検出を可能にしたもので、
ミニ分光器はポリクロメー
います。
コリメートレンズは、
このスリット透過光を平行にし
タに当たります。
モノクロメータは、通常はフォーカスレンズ
てグレーティングに導きます。
なお、
このときアパーチャ (開
の焦点面に出射スリットが配置されますが、
ポリクロメータ
口マスク)を併用することにより、装置内に取り込む光束の
の場合は、
フォーカスミラー／レンズの焦点面にアレイ型
NA (開口数)を制限しています。
の検出器 (イメージセンサ)が配置されます。
ミニ分光器に
おいては、
コンパクトなサイズにするために、
コリメートレン
グレーティング
ズおよびフォーカスミラー／レンズの焦点距離はモノクロ
コリメートミラー／レンズを介して入射した光を、波長ご
メータに比べて短焦点のものを採用しています。
とに異なる回折角度に分けて出射します。
なおミニ分光器
[図1] 光学系配置図 (TGシリーズ)
のグレーティングには、
透過型と反射型があります。
フォーカスレンズ
透過型グレーティング
イメージセンサ
フォーカスミラー／レンズ
コリメートレンズ
入射スリット
フォーカスミラー／レンズは、
グレーティングを介した光
をイメージセンサ上において波長の順に結像させます。
KACCC0256JA
イメージセンサ
右に各構成要素の機能を説明します。
イメージセンサは、
フォーカスミラー／レンズにより集光
入射スリット
され波長ごとに分かれた光を電気的信号に変換して出力
します。
なお、冷却型のミニ分光器には、
イメージセンサの
入射スリットは、
測定光を導入するための開口部です。
ミ
ノイズを抑えるため、電子冷却素子を内蔵したイメージセ
ニ分光器に取り込む測定光の空間的広がりを制限する機
ンサが搭載されています。
マイクロ分光器の構成
マイクロ分光器では、エッチングによりスリットを一体化したCMOSイメージセンサに加えて、ナノインプリントで作製した反射型凹面
ブレーズドグレーティングを採用しました。従来品の光路にて用いていたガラスを使用していないため、小型化を実現しています。
構造図
スリット付CMOS
リニアイメージセンサ
スリット付CMOSリニアイメージセンサ
[光入射角面 (チップ裏面)]
入射光
スリット
入射スリット
中空
反射型凹面ブレーズド
グレーティング
CMOSチップ
グレーティングチップ
KACCC0757JB
25 ミニ分光器
2
スリット幅を狭くすることとNAを小さくすることは、
ミニ分
特性
光器に入射する光を制限することにつながり、
その結果イ
メージセンサに到達する光量は小さくなります。
波長分解能
たとえばC10082C AとC10082C A Hを比較した場合、
C10082CAのスリット幅 70 µmに対して、
C10082CAHのスリッ
(1) 波長分解能の定義
ト幅は10 µmと1/7であるため、
C10082CAHのスリットを通過
ミニ分光器の波長分解能は、半値幅 (FWHM)に基づ
する光量はC10082CAの1/7になります。
一方、
分光器内部
いて定義されています。図2のように、半値幅はピーク値の
のNAの違いによりC10082CAHのイメージセンサへ到達す
50%におけるスペクトルの広がりとして定義します。
図3に、
る光量はC10082CAの約1/4になります。
しかしC10082CAH
ミニ分光器の波長分解能の測定例を示します。
の波長分解能はC10082CAの約1/4のため、
C10082CAHの
A/Dカウントは約4倍になります。
これらを統合すると光ファ
[図2] 半値幅の定義
イバに入射する光量が同じ場合には、
C10082CAHのA/Dカ
ウントはC10082CAの約1/7になります。
相対光量
50%
[図4] 波長分解能−波長
(C10082CAのスリット幅とNAを変更, 代表例)
(NA 0.11)
3.5
半値幅
3.0
50%
スリット幅 70 µm
波長分解能 (nm)
2.5
波長
2.0
スリット幅 25 µm
1.5
スリット幅 10 µm
1.0
KACCC0320JB
0.5
(2) 波長分解能の変更
0
200
ミニ分光器の波長分解能は、
スリット幅とNAによって変わ
300
400
ります。C10082CAの場合、
スリット幅は70 µm、NAは0.22で
500
600
700
800
波長 (nm)
KACCB0147JB
す。
このNAを0.11とし、
スリット幅も変更した場合の波長分
解能の測定例を図4に示します。条件によっては、波長分解
能を1 nm程度にすることが可能であることが分かります。
[図3] 波長分解能−波長 (代表例)
(Ta=25 °C)
18
C11708MA
16
C11118GA
14
波長分解能 (nm)
12
C12666MA
C12880MA
10
別紙3 差替
C11008MA
8
C11007MA
C10083CA
C10083MD
C11697MB
C9914GB
6
C9913GC
C9405CB
4
C10082CA
2
0
200
C9404CA C10082CAH
C9404CAH
400
C10083CAH
C13054MA
C11713CA
600
C11482GA
C13053MA
C13555MA
C10082MD
800
1000
C11714CB
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
波長 (nm)
KACCB0139JJ
ミニ分光器
26
C10082CA/C10083CAシリーズの波長分解能を図5・図
[図7] 出力特性 (C10082CAシリーズ)
6に示し、
NA・スリット幅を表1に示します。
(Typ. Ta=25 ˚C)
100
C10082CA-2200
[図5] 波長分解能−波長 (C10082CAシリーズ)
80
相対感度 (%)
9
8
C10082CA-2200
7
波長分解能 (nm)
C10082CA-2100
C10082CA
(Typ. Ta=25 ˚C)
6
60
C10082CA-2050
40
C10082CA-1050
C10082CA-1025
C10082CA-2100
5
20
4 C10082CA
C10082CA-2050
3
0
200
C10082CA-1050
2
1
400
300
400
500
600
700
800
波長 (nm)
C10082CAH
C10082CA-1025
0
200
C10082CAH
300
KACCB0196JA
500
600
700
800
[図8] 出力特性 (C10083CAシリーズ)
波長 (nm)
KACCB0194JA
(Typ. Ta=25 ˚C)
100
C10083CA-2200
[図6] 波長分解能−波長 (C10083CAシリーズ)
C10083CA
相対感度 (%)
12
C10083CA-2200
10
波長分解能 (nm)
C10083CA-2100
80
(Typ. Ta=25 ˚C)
14
60
C10083CA-2050
40
C10083CA-1050
C10083CA-1025
C10083CA-2100
8
C10083CA-2050
C10083CA
20
6
4
0
300
C10083CA-1050
2
500
600
700
800
400
500
600
700
800
900
1000
KACCB0197JA
1000
波長 (nm)
KACCB0195JA
[表1] C10082CA/C10083CAシリーズのNA、スリット幅
型名
27 ミニ分光器
900
波長 (nm)
C10083CA-1025
C10083CAH
0
300
C10083CAH
400
感度波長範囲
200∼800 nm
感度波長範囲
320∼1000 nm
C10082CA-2200
C10083CA-2200
NA
スリット幅
200 µm
C10082CA-2100
C10083CA-2100
C10082CA
C10083CA
C10082CA-2050
C10083CA-2050
50 µm
C10082CA-1050
C10083CA-1050
50 µm
C10082CA-1025
C10083CA-1025
C10082CAH
C10083CAH
0.22
0.11
100 µm
70 µm
25 µm
10 µm
(3) イメージセンサの1画素当たりの検出波長幅
迷光の定義
ミニ分光器に内蔵されたイメージセンサの1画素当たり
迷光の定義の方法には、
ロングパスフィルタを利用する
が受けもつ検出波長幅について説明します。検出波長幅
方法と狭い波長帯域の参照光 (モノクロメータ出射光や
は波長分解能とは別のものです。1画素当たりが受けもつ
輝線ランプのスペクトルなど)を利用する方法があります。
検出波長幅は、感度波長範囲をイメージセンサの画素数
ロングパスフィルタを利用する方法では、
白色光が特定
で割り算をすることによって、概略の値を求めることができ
波長用のロングパスフィルタに透過した光を用います。
こ
ます。
の場合の迷光は、透過波長域とブロック波長域の透過率
・例: C10082CA (感度波長範囲: 200∼800 nm, 2048画素)
の比で定義されます。
この場合の迷光 (SL: Stray Light)レ
1画素当たりが受けもつ検出波長幅 = (800 - 200)/2048 ≒ 0.3 nm ·· (1)
任 意 の 画 素 にお ける検 出 波 長 は 、
ミニ分 光 器 の
EEPROMに書き込まれている波長換算係数を用いて式
(2)から算出することができます。
これによって任意の画素
が受けもつ波長を求めることができます。
ベルは、
式 (3)のように定義できます (Tl、
Thの定義につい
ては図10参照)。
SL = 10 × log(Tl/Th) ·· ·· ·· ·· (3)
この定義の場合、広い波長範囲における迷光の影響を
測定できるため、蛍光測定などの実際の用途に合った評
価方法となります。
ただし、
参照光として用いる白色光の強
任意の画素における検出波長 [nm] = a0 + a1pix + a2pix2 + a3pix3 + a4pix4 + a5pix5 ·· (2)
度プロファイルが、測定値に影響を与えることを考慮する
必要があります。
a 0 ∼a 5 : 波長換算係数
pix: イメージセンサの任意の画素No. (1∼)
当社のミニ分光器は、波長分解能に対してイメージセン
[図10] Tl、Thの定義
サの1画素当たりが受けもつ波長幅を小さくしてあります。
Th
したがって、
ミニ分光器で輝線を測定すると図9のように複
果をガウス曲線に近似することにより、輝線の中心波長を
求めることができます。
透過率
数の画素に出力が分割されることになります。
この測定結
[図9] 近似による輝線の中心波長の確定
Tl
光量
波長
KACCC0255JA
一方、狭い波長帯域の参照光を利用する方法では、迷
光レベルは式 (4)で定義されます。
SL = 10 × log(I M /I R) ·· ·· ·· ·· (4)
画素ごとのデータ
輝線の中心波長
IM: 参照光の波長から、
ずれた位置において出力される不必要な光の光量
IR : 参照光の光量
波長
この定義では、
測定条件が単純なため参照光の影響を
KACCC0335JB
受けません。
2つの定義における迷光の状態は検出波長によって異
迷光
迷光は、本来測定すべき光以外の光が検出器 (イメー
なるため、
迷光を測定する場合、
複数の波長で行う必要が
あります。
ジセンサ)に入射した結果、発生するものです。迷光の要
因としては以下のものが考えられます。
・外乱光
・グレーティングの不完全性
・レンズ表面、
検出器の窓材、
検出器の受光面からの反射
ミニ分光器
28
[図11] 輝線による迷光の測定例 (C11482GA)
イメージセンサの出力電荷量は電荷−電圧変換回路に
10
より電圧に変換され、
さらにA/D変換器でデジタル値に変
950 nm
10-1
1100 nm
1300 nm
1500 nm
換され、
最終的にミニ分光器の出力値となります。
ミニ分光
器の出力値は式 (6)で表されます。
1650 nm
相対出力
10-2
I(λ) = ε × Q(λ) = ε × k(λ) × P(λ) × Texp ·· ·· ·· ·· (6)
-3
10
I(λ): ミニ分光器の出力値 [counts]
ε : イメージセンサの出力電荷量からミニ分光器の出力値への変換係数
(=電荷ー電圧変換回路の回路定数、A/D変換器の分解能の積)
10-4
ミニ分光器の感度は式 (7)で表されます。
10-5
E(λ) = I(λ)/{P(λ) Texp} ·· ·· ·· ·· (7)
-6
10
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
E(λ): ミニ分光器の感度 [counts/(W･s)]
式 (7)に式 (6)を代入すると式 (8)になります。
波長 (nm)
KACCB0275JA
E(λ) = ε × k(λ) ·· ·· ·· ·· (8)
感度
[表2] 変換係数を決める要素の波長依存性
ミニ分光器に内蔵されているイメージセンサの出力電荷
変換係数を決める要素
量は式 (5)で表されます。
Q(λ) = k(λ)・P(λ)・Texp ·· ·· ·· ·· (5)
Q(λ): イメージセンサの出力電荷量 [c]
k(λ): ミニ分光器への入射光量よりイメージセンサの出力電荷量への変換係数
(=光学系の効率、
グレーティングの回折効率、
イメージセンサの感度の積)
P(λ): 各波長におけるミニ分光器への入射光量 [W]
Texp: 蓄積時間 [s]
波長依存性
光学系の効率
あり
グレーティングの回折効率
あり
イメージセンサの感度
あり
電荷−電圧変換回路の回路定数
なし
A/D変換器の分解能
なし
[図12] 分光感度特性 (相対値)
100
(Typ. Ta=25 °C)
C9404CA
C13555MA
C9405CB
C13054MA
C11714CB
C11697MB
C10083CA
10-1
C11713CA
C9404CAH
相対感度*
C10083CAH
C9914GB
C13053MA
10-2
C11118GA
C10082CA
C11008MA
C10082CAH
C11482GA
10-3
C11007MA
C9913GC
C10083MD
10-4
C10082MD
10-5
10-6
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
波長 (nm)
* ファイバに入射する光量が一定の場合のA/Dカウント値
(ファイバコア径: 600 µm, 光ファイバによる減衰はないものとする)
KACCB0137JI
29 ミニ分光器
3
[図14] ミニ分光器のコネクタ (C10082CA)
動作モード
フリーラン動作 (通常の動作モード)
イメージセンサの各画素では入射光に応じた電荷が発
生します。蓄積時間において、電荷は各画素に蓄積され、
電源コネクタ
その電荷を読み出すことにより各画素の電荷はゼロになり
光コネクタ部
ます。
新たな電荷の蓄積を開始する前に、
電荷の読み出し
トリガコネクタ
が必要になるわけです。
ミニ分光器では
「電荷蓄積→電荷
USBコネクタ
KACCC0377JB
読み出し (A/D変換)→デジタルデータの保持」
を周期的
に繰り返します。
デジタルデータは、常に最新の蓄積時間
以下に外部トリガ入力時の動作モードを示します。
によるデータに更新されます。PCからのデータ要求がある
と、
ミニ分光器はその時点の最新データを送ります。図13
にフリーラン動作の動作モードを示します。
(1) 外部トリガ入力時のデータ保持
このモードは、保持されるデータがトリガ入力により制御
される点がフリーラン動作と異なります。
トリガ入力エッジ
[図13] フリーラン動作
(立ち上がり／立ち下がりは設定可能)の次に開始される
クリア
蓄積
蓄積時間に対応するデジタルデータがミニ分光器内部に
電荷蓄積
保持されます。保持されたデータは、PCから読み出される
電荷読み出し
(A/D変換)
とリセットされます。
また、
データが保持された状態で次のト
リガ入力があった場合は、新しいデジタルデータに更新さ
デジタルデータ
れます。
デジタルデータは、常に最新の蓄積時間による
データに更新される
KACCC0378JA
トリガ入力時の動作モード [TM/TGシリーズ (USB 1.1対応)]*1
外部トリガ動作に対応したミニ分光器 TM/TGシリーズ
(USB 1.1対応)は、
外部トリガ信号の入力によってデータを
取得できます。
外部トリガ機能はDLLでは対応していますが、
付属の評
たとえば直流点灯光源にシャッタが設置されていてミ
ニ分光器で検出する場合、
シャッタのオープン動作をトリ
ガ入力としてミニ分光器に与えることにより、
あらかじめ設
定された蓄積時間によるデータの保持が可能になります。
シャッタのオープン時間を蓄積時間よりも十分に長く設定
することにより、再現性の高い計測条件のもとで測定を行
うことができます。
価用ソフトウェア上では機能しません。
したがって、
外部トリ
[図15] 外部トリガ入力に対応したデータ保持
ガ機能を使用する場合は、
ユーザサイドで構築するソフト
外部トリガ入力
ウェア上で対応する必要があります。
非同期
電荷蓄積
0 V∼5 Vレベルのデジタル信号を出力する機器を外部
デジタルデータ
PCより読み出されると
クリアされる
トリガ用同軸ケーブル A10670 (別売)を使って、
ミニ分光
KACCC0379JB
器と接続します。
(2)外部トリガ入力時のデータにラベリング
外部トリガ入力時のゲート期間に応じて、
デジタルデー
タに対してラベリングが行われるモードです。
トリガ入力
(Highレベル／Lowレベルは設定可能)があったときのデジ
タルデータにラベルが付与されます。
また、PCからデジタ
ルデータを読み出す際に、
ラベル情報も同時に取得するこ
とが可能です。
[表3] 動作モード対応表
動作モード
C9913GC, C9914GB
C11007MA, C11008MA
C9404CA, C9404CAH, C9405CB
C10082CA, C10082CAH, C10082MD
C10083CA, C10083CAH, C10083MD
C11713CA, C11714CB
*1 (P.30)参照
C11118GA, C11697MB
C11482GA, C13555MA
C13053MA, C13054MA
*2 (P.31)参照
フリーラン動作
○
○
○
外部トリガ動作
×
○
○
ソフトウェアトリガ動作
×
×
○
ミニ分光器
30
このモードは、異なった測定条件にてデータ取得を行う
(4) 外部トリガ入力時のデータ計測 (同期)
際、
どちらの測定条件に基づく測定データかを識別する場
トリガコネクタに入力した外部トリガのエッジ (立ち上が
合に適しています。
たとえば以下の条件Aと条件Bにて測
り／立ち下がりは設定可能)により蓄積を開始し、
デジタル
定することができます。条件Aはトリガ入力なしで測定を行
データを取得します。
い、取得データにはラベリングを行いません。条件Bはトリ
ガ入力を行い、取得データにはラベリングします。
このよう
にトリガ入力時に取得データにラベリングを行うことにより、
電荷蓄積
電荷読み出し
(A/D変換)
[図16] 外部トリガ入力時のデータにラベリング
非同期
外部トリガ入力
(立ち下がりエッジの場合)
計測周期
取得データの測定条件が識別可能になります。
外部トリガ入力
[図20] 外部トリガ入力時のデータ計測 (同期)
デジタルデータ
非同期
KACCC0569JB
電荷蓄積
デジタルデータ
(5) 外部トリガ入力時のレベルによる計測 (非同期)
データにラベリング
KACCC0380JB
トリガ入力時の動作モード [TM/TG/FTシリーズ (USB 2.0対応)]*2
トリガコネクタに入力した外部トリガ (Highレベル／Low
レベルは設定可能)があったときのデジタルデータを取得
します。
ミニ分光器 TM/TG/FTシリーズ (USB 2.0対応)は、PC
からのトリガ信号の入力によってデータを取得できます。
また、
トリガコネクタからの外部トリガ信号を使ってデータ
[図21] 外部トリガ入力時のレベルによる計測 (非同期)
外部トリガ入力
(Highレベルの場合)
計測周期
取得／出力することも可能です。動作モードはミニ分光器
に付属されている評価ソフトウェア上で選択することがで
きます。
電荷蓄積
電荷読み出し
(A/D変換)
デジタルデータ
(1) ソフトウェアトリガ入力時のデータ計測(非同期)
PCからのソフトウェアトリガの入力の後に最初に変換さ
れるデジタルデータを取得します。
[図17] ソフトウェアトリガ入力時のデータ計測 (非同期)
ソフトウェアトリガ
ソフトウェアトリガ
KACCC0504JC
(6) 外部トリガ入力時のレベルによる計測 (同期)
トリガコネクタに入力したトリガ (Highレベル／Lowレベ
ルは設定可能)によりセンサ動作 (蓄積)を開始し、
デジタ
ルデータを取得します。
計測周期
電荷蓄積
[図22] 外部トリガ入力時のレベルによる計測 (同期)
電荷読み出し
(A/D変換)
外部トリガ入力
(Highレベルの場合)
デジタルデータ
KACCC0503JC
(2) ソフトウェアトリガ入力時のデータ計測 (同期)
PCからのソフトウェアトリガの入力により蓄積を開始します。
[図18] ソフトウェアトリガ入力時のデータ計測 (同期)
ソフトウェアトリガ
計測周期
電荷蓄積
電荷読み出し
(A/D変換)
デジタルデータ
KACCC0504JC
ソフトウェアトリガ
上記の (1)∼(6)のいずれのモードでも、
トリガ入力間隔
計測周期
電荷蓄積
がミニ分光器の計測周期より短い場合には、入力されたト
電荷読み出し
(A/D変換)
リガは無視されます。
デジタルデータ
KACCC0505JB
(7) 外部トリガ信号出力
トリガコネクタから蓄積開始タイミング (パルス幅: 10
(3) 外部トリガ入力時のデータ計測 (非同期)
トリガコネクタに入力した外部トリガのエッジ (立ち上が
り／立ち下がりは設定可能)の後に最初に変換されるデジ
タルデータを取得します。
µs)を出力することができます (トリガ出力エッジ: 立ち上が
り／立ち下がりは設定可能)。
[図23] 外部トリガ信号出力
計測周期
[図19] 外部トリガ入力時のデータ計測 (非同期)
電荷蓄積
外部トリガ入力
(立ち下がりエッジの場合)
電荷読み出し
(A/D変換)
計測周期
デジタルデータ
電荷蓄積
電荷読み出し
(A/D変換)
外部トリガ信号入力
(立ち上がりエッジの場合)
デジタルデータ
KACCC0507JD
KACCC0568JB
31 ミニ分光器
4
[図24] 評価用ソフトウェアを用いた画面の例
評価用ソフトウェア
ミニ分光器には、
評価用ソフトウェアが付属しています。
評価用ソフトウェアの機能
評価用ソフトウェアをPCにインストールすることにより、
以下の基本的な操作を行うことができます。
・測定データの取得・保存
・測定条件の設定
・モジュール情報 (波長変換係数*3、分光器タイプなど)の取得
・グラフ表示
・演算機能
画素No.から波長への変換、
参照データとの比較演算
評価用ソフトウェアはMonitorモード、Measureモード、
(透過率、
反射率)、
ダーク減算、
ガウス近似 (ピークの
Darkモード、
Referenceモードなどの測定モードを用意して
位置とカウント、
半値幅)
います。表5に各測定モードの特徴を示します。Measure
*3: イメージセンサの画素No.を波長に変換する係数。
ただし、A/D変換後のカウント値を入射光量に比例する値に変換する係
数は用意していません。
Referenceモード*4で計測したデータ
モード、
Darkモード*4、
はcsv形式 (Excel®で読み込み可能)で保存が可能です。
また、評価用ソフトウェアのもつ演算機能を表6に示し、
評価用ソフトウェアの種類
計測時の設定パラメータの制限を表7に示します。
評価用ソフトウェアには、次の5種類があります。対応す
*4: C11118GA、C11697MB、C11482GA、C11351シリーズ、C13016
にはDarkモード、Referenceモードはありません。Measureモードにて同様
の機能をもちます。
るミニ分光器以外を駆動することはできません。
・TM/TGシリーズ (インターフェース USB 1.1)用
・TM/TG/FTシリーズ (インターフェース USB 2.0)用
・RCシリーズ用
・評価回路 C11351シリーズ用
・評価回路 C13016用
[表4] 評価用ソフトウェア対応表
項目
ミニ分光器
RCシリーズ
評価回路
C11351シリーズ
評価回路
C13016
C11482GA
C11118GA
C11697MB
C13555MA
C13053MA
C13054MA
C11007MA
C11008MA
C11708MA
C12666MA
C12880MA
○
○
○
○*5
○
○
○
○
○*5
○
○
○
○
-
○
○
○
-
-
-
USB 1.1
USB 2.0
C10082CA
C10082CAH
C10082MD
C10083CA
C10083CAH
C10083MD
C9404CA
C9404CAH
C9405CB
C11713CA
C11714CB
C9913GC
C9914GB
Windows 7
Professional
(32-bit, 64-bit)
Windows 8
Professional
(32-bit, 64-bit)
対応ミニ分光器
対応OS
ミニ分光器 TM/TG/FTシリーズ
DLL関数仕様の公開
1台のPCに複数のミニ分光器を
接続して駆動 (評価用ソフトウェア)
複数データ転送機能
Visual C++
開発環境の
Visual Basic
対応
LabVIEW
ソースコードの公開
-
○
-
-
-
○
○
○
-
○
○
○
○
-
○
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
*5: 64-bitにおいてDLLは動作しません。
ミニ分光器
32
[表5] 評価用ソフトウェアの測定モード
測定モード
概要
特長
画素No.−A/D出力値のリアルタイムグラフ描画可能
波長−A/D出力値のリアルタイムグラフ描画可能
選択波長の時系列表示グラフ描画可能*6
Monitorモード
取得データの保存を目的としない計測モード
計測データ保存不可能
Dark減算可能
Referenceデータ表示可能
計測スキャン数設定不可能、スキャン数制限なし
画素No.−A/D出力値のリアルタイムグラフ描画可能
波長−A/D出力値のリアルタイムグラフ描画可能
選択波長の時系列表示グラフ描画可能*6
Measureモード
取得データの保存を目的とした計測モード
計測データ保存可能
Dark減算可能
Referenceデータ表示可能
計測スキャン数設定可能
画素No.−A/D出力値のリアルタイムグラフ描画可能
ダークデータ (ダーク減算を行う際に使用)を取得
波長−A/D出力値のリアルタイムグラフ描画可能
するための計測モード
計測データ保存可能
Darkモード*7
画素No.−A/D出力値のリアルタイムグラフ描画可能
Referenceモード*7
レファレンスデータを取得するための計測モード 波長−A/D出力値のリアルタイムグラフ描画可能
計測データ保存可能
ソフトウェアトリガ非同期計測
ソフトウェアトリガ同期計測
Triggerモード*6
トリガ信号によりデータを取得するための計測
モード
外部トリガ非同期エッジ
外部トリガ非同期レベル
外部トリガ同期エッジ
外部トリガ同期レベル
連続計測モード*6
画素No.−A/D出力値の転送完了時、グラフ描画可能
データをまとめて転送することにより連続データ
波長−A/D出力値の転送完了時、グラフ描画可能
を取得
計測データ保存可能
*6: C11118GA、C11697MA、C11482GAのみ対応
*7: C11118GA、
C11697MB、
C11482GA、
C11351シリーズ、C13016にはDarkモード、Referenceモードはありません。Measureモードにて同様の機能をもちます。
[表6] 評価用ソフトウェアの演算機能
演算機能
特長
ダーク減算
測定データからダークデータを減算して表示することが可能
レファレンス測定･表示
レファレンスデータの測定およびグラフ表示が可能
ガウスフィッティング
指定した範囲のデータに対してガウス関数で近似が可能
33 ミニ分光器
[表7] 設定パラメータの制限
項目
制限
11 µs∼100
msの範囲内*8
C13555MA, C13053MA, C13054MA, C13016
30 µs∼100 msの範囲内*8 C11697MB
6 µs∼40 msの範囲内*8 C11118GA
5 ms∼1 sの範囲内
C9914GB
5 ms∼10 sの範囲内
C10082MD, C10083MD, C9913GC, C11007MA, C11008MA, C11351,
C11351-01
6 µs∼10 sの範囲内*8
C11482GA
10 ms∼10 sの範囲内
C10082CA, C10082CAH, C10083CA, C10083CAH, C9404CA, C9404CAH,
C9405CB, C11713CA, C11714CB
ゲイン
High/Low
C10082MD, C10083MD, C11482GA, C9913GC, C9914GB, C11007MA,
C11008MA, C11118GA
スキャン回数
連続計測モードにおいて連続計測が可能な回数は、PC搭載のメモリサイズおよび動作状況に依存
(Monitorモードは制限なし)
蓄積時間
*8: 1 µs 単位で変更可能
インターフェース
[図25] ソフトウェア構成例
付属のCD-ROM
ミニ分光器には、DLLが付属しています。
ユーザサイド
サンプルソフトウェア
ユーザサイドで構築可能
でDLLを利用して、Visual C++、Visual Basic*9などの開
発環境において、Windows対応のミニ分光器制御用ア
アプリケーション
ソフトウェア
DLL
プリケーションソフトウェアを構築することができます*10。
Windows対応のアプリケーションソフトウェアは、
直接USB
関数仕様書を公開
USBドライバ
ホストコントローラにアクセスできないため、DLLから必要
な関数を呼び出して、
USBドライバを介してUSBホストコン
トローラにアクセスし、
ミニ分光器の制御を行うことになり
ます (図25参照)。
なおDLLには、
USBポートのオープン／
USB接続
USBホストコントローラ
ミニ分光器
KACCC0658JB
クローズ、測定条件設定、測定データ、モジュール情報の
取得などの関数が用意されています。
*9: .NET Framework 2.0および3.0 (Windows 7)上でのVisual
Studio 2008 (SP1) Visual C++、Visual Studio 2008 (SP1)
Visual Basicにて動作確認しています。
その関数仕様は公開していません。
*10: C11351にはDLLは付属していますが、
注) Microsoft、Windows、Excel、Visual C++、Visual Basic、Visual
Studioは米国Microsoft Corporationの米国およびその他の国におけ
る登録商標です。
ミニ分光器
34
5
LEDの発光の測定
応用例
(1) 可視 LED
[図28] 可視LEDの測定例 (C10082MD)
40000
赤色LED
橙色LED
30000
A/Dカウント
青色LED
20000
10000
0
200
300
400
500
[図26] 接続例 (液体の吸光度の測定)
600
700
800
波長 (nm)
KACCB0126JA
PC
(2) 白色 LED と 3 色 LED
白色 LED と 3 色 LED の発光を測定した例です。白
USB
ケーブル
色 LED は、青色をはじめとしたさまざまな色の波長成分
紫外可視ファイバ光源
(重水素 + ハロゲンランプ)
L10290
をもち、それらが統合されて白色に見えます。
[図29] 白色LEDと3色LEDの測定例 (C11007MA)
35000
ミニ分光器
30000
白色LED
ファイバ
石英セル
(液体の測定サンプルを入れる)
KACCC0288JF
A/Dカウント
25000
3色LED
20000
15000
10000
蛍光測定
5000
1000 ppm のキニーネ溶液を測定した例です ( バッ
0
300
ファー溶液は希硫酸 )。
400
500
600
700
800
波長 (nm)
[図27] 蛍光測定例 (C10083CA)
KACCB0100JA
2500
透過率の測定
2000
A/Dカウント
[図30] 透過率 (厚さ 1 mm光学窓板)の測定例 (C11482GA)
(a) 測定値
1500
50000
参照光
1000
40000
0
300
400
500
600
700
800
900
1000
波長 (nm)
A/Dカウント
500
30000
20000
透過光
KACCB0145JA
10000
0
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
波長 (nm)
KACCB0276JA
35 ミニ分光器
(b) 演算結果
100
100
90
90
80
80
70
70
反射率 (%)
透過率 (%)
(b) 演算結果
60
50
40
60
50
40
30
30
20
20
10
10
0
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
0
600
1700
700
800
波長 (nm)
900
1000
1100
波長 (nm)
KACCB0277JA
KACCB0279JA
膜厚の測定
輝線スペクトルの測定
[図31] 低圧水銀灯の輝線スペクトルの測定例 (C11714CB)
厚さ 10 µm の食品用ラップ ( ポリ塩化ビニリデン ) の膜
厚を測定した例を紹介します。白色干渉法による膜厚測
60000
定を行ったもので、膜の表面と裏面における反射光が互
50000
いに干渉し合い波打ったスペクトルを検出します。スペク
トルのピークの数、波長範囲、膜の屈折率、光の入射
A/Dカウント
40000
角より計算して膜厚を求めます。
30000
[図33] 膜厚の測定例 (C11482GA)
20000
40000
10000
850
800
900
950
波長 (nm)
KACCB0280JA
A/Dカウント
30000
0
750
20000
10000
反射率の測定
[図32] 反射ミラーの分光反射率の測定例 (C9405CB)
0
0
100
200
300
400
500
(a) 測定値
画素No.
40000
KACCB0095JB
参照光
ラマン分光測定
[図34] ナフタレンサンプルのラマン光の測定例 (C11714CB)
14000
20000
(ポンプレーザ: 785 nm/60 mW, 接続ファイバ: 200 µm コア径, 蓄積時間: 5000 ms)
反射光
12000
10000
0
600
10000
700
800
900
1000
1100
A/D カウント
A/Dカウント
30000
8000
6000
波長 (nm)
KACCB0278JA
4000
2000
0
790 800
820
840
860
880
900
920
波長 (nm)
KACCB0229JA
ミニ分光器
36
関連 製品
入力用光ファイバ A9762-01, A9763-01
ミニ分光器用のアクセサリとして、コア径 600 µmの紫外／可視域用ファイバ (耐紫外線)と可視／近赤外域用ファイバを用意して
います (別売)。なおミニ分光器 RCシリーズのC11009MA、C11010MAは、ファイバが一体化された構造です。
型名
製品名
対応ミニ分光器
コア径
(µm)
仕様
A9762-01
紫外／可視域用ファイバ
(耐紫外線）
C10082CA, C10082CAH
C10083CA, C10083CAH
C10082MD, C10083MD
C9404CA, C9404CAH
C11007MA, C11697MB, C13555MA
600
NA=0.22
長さ 1.5 m, 両端SMA905Dコネクタ付き
A9763-01
可視／近赤外域用ファイバ
C9405CB, C11482GA, C9913GC
C9914GB, C11008MA, C11118GA
C11713CA, C11714CB, C13053MA
C13054MA
600
NA=0.22
長さ 1.5 m, 両端SMA905Dコネクタ付き
外部トリガ用同軸ケーブル A10670, A12763
外形寸法図 (単位: mm)
A10670
A12763
26.0
LEMOコネクタ
FFA.00.250
(LEMO製)
+50
0
ϕ14.5
ϕ6.4
ケーブル長: 1.5 m
ケーブル仕様: 1.5QEV
1500
31.7
BNCコネクタ
BNC-P-1.5 (40)
(HIROSE製)相当品
1.5C-QEW MMCX-P-178B/U (40)
BNC-J-178/U
KACCA0220JB
KACCA0358JA
小型 紫外−可視 (UV-VIS)S2D2ファイバ光源 (紫外域増強型) L12515
小型重水素ランプ (S2D2ランプ)を採用した紫外−可視ファイバ光源です。
200 nm∼1600 nmの安定した光をライトガイド (別売)から出力します。
コンパクトで持ち運べる手軽さに使いやすさを追求し、各種ポータブル装置に応用
できます。
特長
小型: 72 × 40 × 90 mm
高安定: フラツキ 0.004 % p-p Typ. (2 × 10 -5 A.U.相当)
紫外域の出力増強によりSN比向上
注) ライトガイドは別売
高出力紫外−可視 (UV-VIS)ファイバ光源 L10290
200 nm∼1600 nmの光をライトガイド (別売)から出力します。
「高輝度重水素ランプ」を採用し、放射強度は当社従来品 (30 W重水素ランプ)に
比べ、約2倍になりました。
特長
高出力: 約2倍 (当社従来品比)
高安定: フラツキ 0.004 % p-p Typ. (2 × 10 -5 A.U.相当)
長寿命: 2000時間
注) ライトガイドは別売
37 ミニ分光器
5 Wキセノンフラッシュランプモジュール L9455/L11035/L11316シリーズ (SMAファイバアダプタタイプ)
5 Wキセノンフラッシュランプ・トリガソケット・電源を一体化したコンパクトで発
熱の少ない、使いやすい光源です。
ファイバアダプタタイプ ではライトガイド (別売 )を装 着することで、200 nm∼
1600 nmの発光スペクトルをファイバ端より出力可能となります。このため、各種
分析装置に応用可能です。
特長
高安定: 1.5 %CV以下
長寿命: 1.0 × 10 9フラッシュ以上 (10 Hz点灯で約28000時間点灯可能)
発光繰り返し周波数: 最大530 Hz
注) ライトガイドは別売
小型2 Wキセノンフラッシュランプモジュール L12336
点 灯 動 作回路を 集 積することでさらなる小型 化を実 現した2 Wキセノンフラッ
シュランプモジュールです。本 製品は、環 境 分析や検体 検 査などの小型 分析機 器
に 最 適 な光 源 であ る他 、将 来、開 発 が 期 待される高 精 度 な 環 境モニタリングや
POCTなどの携帯型分析機器への搭載も可能となります。
特長
小型: 37 × 42 × 42 mm
長寿命: 1 × 10 9 フラッシュ
発光繰り返し周波数: 最大1250 Hz
広範囲な放射スペクトル: 紫外域∼赤外域
ミニ分光器
38
39 ミニ分光器
ミニ分光器
40
41 ミニ分光器
浜松ホトニクス製品に関する注意事項とお願い
弊社の製品は、一般電子機器 (計測機器、事務機器、情報通信機器、家電機器など)に使用される
ことを意図しており、個別製品資料に記載されている場合を除き、極めて高い信頼性や安全性を
要求する特殊用途 (原子力制御機器、航空宇宙機器、人命に直接影響を与える医療機器や輸送機
器および防災・安全装置など)には使用しないでください。
絶対最大定格や使用上の注意などを遵守して製品を使用してください。
弊社は品質・信頼性の向上に努めていますが、製品の完全性を保証するものではありません。弊
社の製品を用いて製造されたお客様の機器において万一製品が故障した場合にも、人身事故、火
災事故、その他、社会的な損害などを生じさせないよう、十分な安全設計 (冗長設計、延焼対策設
計、誤動作防止設計など)を施してください。特に製品の誤動作や故障により人の生命・身体への
危害または重大な財産的損害の発生の恐れのある機器で使用する場合には、発生し得る不具合を
十分に考慮した安全設計を施さなければ危険です。このような機器での使用については、事前に
仕様書などの書面による弊社の同意を得ていない場合は、弊社はその責を負いません。
最終需要者に対して、製品およびこれを使用した機器の機能・性能や取り扱いの説明、ならびに適
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製品の保証は、納入後1年以内に瑕疵が発見され、かつ弊社に通知された場合、製品の修理また
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となど)に起因する損害については、弊社はその責を負いません。なお、納入仕様書などで製品ご
とに保証期間を定めている場合は、その期間を保証期間とします。
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産権にかかわる問題が発生した場合、弊社はその責を負いません。
製品の仕様は、改良などのため予告なく変更することがあります。弊社製品資料は正確を期する
ため慎重に作成されたものですが、まれに誤記などによる誤りがある場合があります。製品を使
用する際には、必ず納入仕様書をご用命の上、最新の仕様をご確認ください。
弊社製品資料の記載内容について、弊社の許諾なしに転載または複製することを禁じます。
ミニ分光器
42
■
営業品目
光半導体製品ラインアップ
受 光 素 子
光半導 体 製 品
Siフォトダイオード
APD
● MPPC
● フォトIC
● イメージセンサ
● PSD
（位置検出素子）
● 赤外線検出素子
● LED
● 光通信用デバイス
● 車載用デバイス
● X線フラットパネルセンサ
● ミニ分光器
● 光半導体モジュール
●
●
Siフォトダイオード、
APD、MPPC
フォトIC
イメージセンサ
PSD（位置検出素子）
赤外線検出素子
X線フラットパネルセンサ
電子管 製 品
光電子増倍管
光電子増倍管モジュール
● マイクロチャンネルプレート
● イメージインテンシファイア
● キセノンランプ・水銀キセノンランプ
● 重水素ランプ
● 光源応用製品
● レーザ応用製品
● マイクロフォーカスX線源
● X線イメージングデバイス
●
●
LED
光通信用デバイス
車載用デバイス
ミニ分光器
システム応 用 製 品
カメラ・画像計測装置
X線関連製品
● ライフサイエンス分野製品
● 医療分野製品
● 半導体故障解析装置
● FPD/LEDの特性評価装置
● 分光計測・光計測装置
●
●
レー ザ製品
●
●
半導体レーザ及び応用製品
固体レーザ
光半導体モジュール
●
●
本資料の記載内容は、平成27年11月現在のものです。
製品の仕様は、改良などのため予告なく変更することがあります。製品を使用する際には、納入仕様書をご用命の上、最新の内容をご確認ください。
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筑 波 営 業 所
東 京 営 業 所
中 部 営 業 所
大 阪 営 業 所
西日本営業所
〒980-0011
〒305-0817
〒105-0001
〒430-8587
〒541-0052
〒812-0013
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東京都港区虎ノ門3-8-21（虎ノ門33森ビル5階）
浜松市中区砂山町325-6（日本生命浜松駅前ビル4階）
大阪市中央区安土町2-3-13（大阪国際ビル10階）
福岡市博多区博多駅東1-13-6 (竹山博多ビル5階)
固体営業推進部
〒435-8558 浜松市東区市野町1126-1
Tel:
Tel:
Tel:
Tel:
Tel:
Tel:
022-267-0121
029-848-5080
03-3436-0491
053-459-1112
06-6271-0441
092-482-0390
Tel: 053-434-3311
Fax:
Fax:
Fax:
Fax:
Fax:
Fax:
022-267-0135
029-855-1135
03-3433-6997
053-459-1114
06-6271-0450
092-482-0550
Fax: 053-434-5184