スタンダードsCMOSカメラをより高感度化！

Peak QEPeak QE

高い量子効率

82 %

electronselectrons

低ノイズ

スロースキャンモード：30 フレーム/秒スロースキャンモード：30 フレーム/秒

0.8 electronselectronsスタンダードスキャンモード：100 フレーム/秒 スタンダードスキャンモード：100 フレーム/秒

1.0

フレーム/秒フレーム/秒全画素読み出し時（Camera Link）全画素読み出し時（Camera Link）

高速読み出し

100 30 フレーム/秒フレーム/秒全画素読み出し時（USB 3.0）全画素読み出し時（USB 3.0）

高解像度

画素サイズ 6.5 μm × 6.5 μm

画素画素400 万

デジタルCMOSカメラ C11440-22CU

オルカ-フラッシュR

発売以来、多くの先端研究者に愛用いただき、イメージングツールのスタンダードとしてその地位を確立してきた

ORCA-Flash4.0 デジタルCMOSカメラが更なる進化を遂げました。

量子効率は、驚異の８2 ％ （Peak QE）を達成し、従来品を10 ％も上回る高感度化に成功しました。

より微弱な蛍光領域をカバーでき、これまで以上に励起光のパワーを軽減して細胞への負担を

少なくした低光毒性を実現。 より一層、ライブセルイメージングへの貢献が期待されます。

波長（nm）

量子効率 (%)

80

70

60

50

40

30

20

10

0400 500 600 700 800 900 1000

100

90

Cy3

Cy5

mCherryEGFP

YFP

量子効率を１０ ％以上向上 !（600 ｎｍ時）

2

量子効率を大幅に向上ORCA-Flash4.0 Ｖ２に使用しているCMOSイメージセンサの量子効率を従来品に比べて10 %以上向上しました。量子効率の向上は、微弱光の観察領域をさらに広げ、蛍光イメージングにおける様々なシーンでその威力を発揮し、新しいアプリケーションの可能性を広げます。

量子効率向上でここが変わる！

超解像顕微鏡（ローカライゼーション法）への応用

蛍光ライブセルイメージングへの応用実験：蛍光ライブセルイメージングにおける効果をシミュレーションしました。　　　同じ入射フォトン数でCCDカメラや第一世代 sCMOSカメラ、従来品と同条件でシミュレーションによる比較をしました。　　　それぞれの取得画像は視覚的に比較できるように LUTを調整してあります。

結果：同じ入射フォトン数でのシミュレーションでは、CCDカメラや第一世代 sCMOSカメラ、　　　さらに従来品に比べても高S/Nな画像を取得しました。　　　より励起光を弱め、光毒性や褪色の影響を抑えた長時間のタイムラプス記録が可能となります。

量子効率の向上により、ローカライゼーション法を使用した超解像顕微鏡イメージングにおいて、従来品に比べて位置精度を向上させることが可能です。

実験：超解像における効果をシミュレーションしました。

従来品

新タイプ

50 000フレーム積算画像 超解像画像

結果：分子の位置精度が向上しました。

14

12

10

8

6

4

2

0

-2

-4

100 200 100 200 100 200 100 200

ORCA-Flash4.0 V2( 新タイプ）

ORCA-Flash4.0 V2（従来品）

第一世代 sCMOSカメラ

CCDカメラ

10 photon/pix (at max. int. pix)

プロファイル

信号強度(a.u.)

2500

2000

1500

500

0

位置 (ｎm)0 10 20 30 40

最大値で規格化したプロファイル

位置 (ｎm)0 10 20 30 40

相対信号強度(a.u.)

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

新タイプ従来品

分子の位置精度5.5 nm( 従来品）

分子の位置精度5.0 nm( 新タイプ）

100 nｍ 10 nｍ

10 nｍ100 nｍ

基準サンプル画像

位置（pixel) 位置（pixel) 位置（pixel) 位置（pixel)

カウント

位置精度を向上

S/N を向上

応用例● 超解像顕微鏡● TIRF● リアルタイム共焦点顕微鏡● 高速Ca2＋イメージング● ライブセルイメージング● 蛍光タイムラプスイメージング● レシオイメージング● FRET● ライトシート顕微鏡● 微細形態観察● 蛍光 in-situ ハイブリダイゼーション（FISH）

蛍光測定領域発光測定領域10000

1000

100

10

11 10 100 1000 10000

入力信号(photons/pixel/frame)

バックグラウンド (Photons/pixel/frame)

Spinning disk confocal

TIRF

ORCA-Flash4.0 V2

EM-CCD

Spinning disk confocalTIRF

A B C

Localization-basedsuper-resolution microscopy

Localization-basedsuper-resolution microscopy

A.　d2EosFPで標識したHeLa細胞左：再構成画像右：再構成に使用したTIRF画像　

　　画像提供：Prof. Zhen-li Huang, Britton Chance Center for BiomedicalPhotonics, Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology.

B.　MARCS-DsRedを発現したIns-1細胞画像提供：浜松大学　健康プロデュース学部　健康栄養学科　最上 秀夫 教授

C.　Fluo8-AMで染色したHEK293細胞横河電機 CSUX1使用

3

注目の機能スロースキャンモード0.8 electrons の低い読み出しノイズを実現するスロースキャンモード（30 フレーム /秒）を搭載しています。ノイズが少ないことが重要な微弱蛍光観察に適したモードです。スロースキャンモードは、USB 3.0 と Camera Link の両インターフェースで使用できます。

ライトシート読み出しモード (特許取得済）sCMOSカメラの特長であるローリングシャッタを応用し、ライトシート顕微鏡での撮像に最適なライトシート読み出しモードを搭載しています。ライトシート顕微鏡は、サンプルに照射したシート状の励起光を上下に走査させて観察を行う顕微鏡です。ライトシート読み出しモードでは、カメラの読み出しのタイミングを励起光の動きに同期して調整できるため、シームレスで正確な読み出しを実現しています。　ライトシート読み出しモードは、Camera Link インターフェースで使用できます。

グローバルリセットモードグローバルリセットモードでは、グローバルシャッタで撮像した画像と同様に同時性のある画像を取得できます。極めて短い時間でのスナップショットが必要な場合などに有効です。

サンプル

励起光

ORCA-Flash4.0 V2

頻度 (画素数)

読み出しノイズ (electrons)0

0

600000

400000

200000

1000000

800000

1200000

1 2 3 4 5 6

RMS：1.4 electroms

Median：0.8 electroms

RMS：1.6 electrons

Median：1.0 electrons

スタンダードスキャンモード

スロースキャンモード

4

高感度 蛍光アプリケーションに最適！

これまで、TIRFや超解像イメージングに代表される微弱光領域において、多くの研究者はEM-CCDカメラを使用してきました。ORCA-Flash4.0 V2は、S/Nの高い画像を必要とする蛍光アプリケーションにおいて、これまでの常識を覆します。

高い量子効率： 82 ％（Peak QE）

ORCA-Flash4.0 V2は、82 ％（Peak QE）という高い量子効率を実現しています。従来のsCMOSカメラを凌ぐだけでなく、EM-CCDカメラと比較しても優れた感度を有しています。暗い蛍光観察において、EM-CCDカメラは電子増倍する過程で発生する増倍ノイズ（過剰雑音）の影響でS/Nが低下するのに対し、ORCA-Flash4.0 V2は高感度かつ安定した画像取得が可能です。

低ノイズ： 0.8 electrons（スロースキャンモード）/1.0 electrons（スタンダードスキャンモード）

ORCA-Flash4.0 V2は、オンチップCDS回路の採用、カラムA/Dによる1ライン並列読み出しにより、100フレーム/秒の高速読み出しと1.0 electronsの低読み出しノイズを両立しています。加えて、スキャンモードを選択することで、更に低い読み出しノイズでの画像取得が可能になりました。また、暗電流特性にも優れ、0.006 electrons/pixel/s（－30 ℃時）と十分に低く抑えられています。

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

01 10 100 1000 10000

相対 S/N

蛍光測定領域発光測定領域

TIRF

EM-CCDカメラでは、特性上、増倍ノイズの影響で、バックグラウンドが高い部分において信号のばらつきが大きくなります。一方、ORCA-Flash4.0 V2は、増倍ノイズの影響がなく、バックグラウンドが高い部分でもS/Nの高い画像を得ることができます。

光強度

0 20 40 60 80 100 120 140位置 （pixel）

EM-CCDカメラ

ORCA-Flash4.0 V2 (新タイプ）ORCA-Flash4.0 V2 (従来品）

入力信号 (photons/pixel/frame)

0 20 40 60 80 100 120 140位置 （pixel）

ORCA-Flash4.0 V2 EM-CCDカメラORCA-Flash4.0 V2 EM-CCDカメラ

光強度

■ ORCA-Flash4.0 V2とEM-CCDカメラのノイズ比較

Conventional epifluorescence

Spinning disk confocal

Single molecule

入力信号が数フォトンの極めて微弱な蛍光測定領域においてもEM-CCDカメラより優れた性能を発揮できます。

80

70

60

50

40

30

20

10

0400 500 600 700 800 900 1000

90

波長（nm）

量子効率 (%)

ORCA-Flash4.0 V2(従来品）

ORCA-Flash2.8

ORCA-Flash4.0 V2(新タイプ）

第1世代 sCMOS

波長（nm）

量子効率 (%)

■ 分光感度特性

Cy3

Cy5

YFP

EGFP mCherry

80

70

60

50

40

30

20

10

0400 500 600 700 800 900 1000

90

蛍光イメージングでは、EM-CCDを凌駕するパフォーマンスを発揮！

5

広視野・高解像度一度に多くの細胞/現象を観察！

高画質固定パターンノイズなし！

一度に多くの細胞や現象を観察でき、「高感度」「高速」の特長と合わせ、実験/観察のスループットを大幅に向上します。また、広い視野に加え、400万画素の高解像度観察ですので、任意の部分を拡大して細胞の詳細情報まで鮮明に観察することが可能です。

■ 解像度比較■ 視野比較

一般的なEM-CCDカメラの2.64倍の広い観察視野を実現しました。（画素サイズ6.5 μm×6.5 μm、400万画素）

EM-CCD（512×512、画素サイズ16 μm ×16 μm）

▲ サンプル：Fluo Cells Prepared Slide ＃1　 対物レンズ：S Plan Fluor 100×

400万画素の高解像度により、EM-CCDカメラでは困難な細胞の詳細情報まで鮮明に映し出すことが可能です。一般的なEM-CCDカメラの2.46倍の高い解像度を実現しました。

ORCA-Flash4.0 V2（2048×2048、画素サイズ6.5 μm ×6.5 μm） EM-CCD（35×35）ORCA-Flash4.0 V2（86×86）

第1世代のsCMOSカメラには、画質を低下させる要因として固定パターンノイズがあります。ORCA-Flash4.0 V2は、固定パターンノイズの極めて少ない高品位な画像取得が可能です。

ORCA-Flash4.0 V2（200×200） 第１世代 sCMOS（200×200）

Electrons

2000

1800

1900

1700

18001900

Electrons

一般的なEM-CCDカメラに比べ、2.5倍以上の広い視野を実現！

第1世代のsCMOSカメラで発生していた固定パターンのノイズを大幅に低減！

6

高速

ORCA-Flash4.0 V2は、高感度・高解像度でありながら、高速での連続撮影が可能です。従来のCCDカメラではフレームレートが遅く、より高速な生命現象を正確に解明するには性能が不十分でした。ORCA-Flash4.0 V2は、2048画素 × 2048画素にて100 フレーム/秒の高速イメージングが可能なので、瞬間的な現象を逃さず捉えることができます。

0 ms 10 ms 20 ms

試料Fluo8-AMをロードしたiPS細胞由来の心筋細胞塊取得条件解像度：フル解像度（400万画素）フレームレート：100 フレーム/秒

時間（秒）

光強度（A.U.)

0 2 4 6 8 10

※ 画面中央部を測定した場合（フレーム/秒）

Camera Link USB 3.0

2048 / 1536 / 1024 512

水平方向画素数 ビニング

2 × 2 / 4 × 42048 / 1536 / 1024 / 512

水平方向画素数 ビニング

2 × 2 / 4 × 4

垂直方向画素数

読み出し速度※

Ca2＋濃度の変化に伴う心筋細胞の拍動を100 フレーム/秒の高速で測定可能です。

2048

1024

512

256

128

64

8

100

200

400

801

1603

3206

25 655

100

200

400

801

1603

3206

25 655

30

60

120

240

481

968

7894

100

200

400

801

1603

3206

25 655

100

200

400

801

1603

3206

25 655

100 フレーム/秒の高速撮影が可能！

高速撮影により、瞬間的な現象を逃さず捕捉！

7

仕様

① 飽和電荷量と読み出しノイズ（スロースキャンモード、median時）から求めた値です。② 画面中央部を測定した場合③ 内部同期モードでサブアレイ読み出しモードを使用する場合は、サブアレイサイズ、位置により最小露光時間が変わります。最小露光時間はスタンダードスキャンモード時の値です。④ 80 bit mode ベースのオリジナルモードです。⑤ Fマウント対応の製品は、C11440-22CU01になります。

型名撮像素子有効画素数画素サイズ有効素子サイズ飽和電荷量 (typ.)読み出し時間

読み出しノイズ（typ.）ダイナミックレンジ (typ.)量子効率(typ.)

スタンダードスキャンモード（100 フレーム/秒)スロースキャンモード（30 フレーム/秒)スタンダードスキャンモード（100 フレーム/秒)スロースキャンモード（30 フレーム/秒)

C11440-22CU科学計測用CMOSイメージセンサ2048(H)×2048(V)6.5 μm×6.5 μm13.312 mm×13.312 mm30 000 electrons10 ms33 ms1.0 electrons median、1.6 electrons rms 0.8 electrons median、1.4 electrons rms 37 000:182 % （Peak QE）

①

Windows 対応画像取得ソフトウエア付属DCAM-SDK、 各社画像ソフトウエアに対応

ソフトウエアソフトウエアインターフェース

トリガ出力外部信号出力

出力コネクタ

プログラマブルタイミング出力×3系統グローバル露光タイミング出力、トリガレディ出力SMA

トリガ入力外部トリガモード入力コネクタ外部トリガ遅延機能

エッジ、レベル、読み出し同期、スタートトリガSMA 、Camera Link I/F0～10 s （10 μs ステップ）

AD出力読み出しモード

露光時間

インターフェースレンズマウント電源消費電力保存周囲温度動作周囲温度動作周囲湿度

16 bitデジタルビニング 2 × 2 / 4 × 4サブアレイ読み出しモード1 ms～10 s（全画素読み出し時）38.96 μs～10 s1 ms～10 sCamera Link 準拠 、USB 3.0Cマウント / FマウントAC 100 V ～ AC 240 V、50 Hz/60 Hz約70 VA－ 10 ℃ ～ ＋ 50 ℃ 0 ℃ ～ ＋ 40 ℃70 % 以下 （ただし結露しないこと）

内部同期モード内部同期サブアレイ時外部トリガ/サブアレイ時

フレームレート（代表例）スタンダードスキャンモード

スロースキャンモード

全画素読み出し2048×10242048×8512×8全画素読み出し2048×10242048×8

Camera Link使用時100 フレーム/秒200 フレーム/秒25 655 フレーム/秒ー30 フレーム/秒60 フレーム/秒7696 フレーム/秒

USB 3.0使用時30 フレーム/秒60 フレーム/秒7894 フレーム/秒25 655 フレーム/秒

②

③

⑤

②

②

②

②

ライトシート読み出しモード（Camera Link使用時のみ）読み出しフォーマット読み出し方向読み出し時間スキャンモード

シームレス読み出し上から下 / 下から上20 ms～204.8 s（全画素読み出し時）全画素、サブアレイ

冷却方法（ペルチェ冷却）強制空冷 (周囲温度：+20 ℃)水冷 (水温：+20 ℃)水冷 (水温：+15 ℃)

センサ温度‒10 ℃‒20 ℃‒30 ℃

暗電流 (typ.)0.06 electrons/pixel/s0.02 electrons/pixel/s0.006 electrons/pixel/s

④

システム構成例

標準構成オプション

顕微鏡

各種画像取得ソフトウエア

CマウントTVアダプタ

Cマウントレンズ

Fマウントレンズ

Camera Link用インターフェースキット

USB 3.0用インターフェースキット

AC アダプタ

AC アダプタ

PC

HSR/HCImage Live※

※HSR (High Speed Recording)・HCImage Live は、カメラに標準で附属する画像取得ソフトウエアです。

HSR/HCImage Live※

CマウントTVアダプタ

W-VIEW GEMINI

外形寸法図 オプション

単位：mm■ カメラ（約2.0 kg)

125

13.5

85

85.5

Cマウント

●広視野●高透過率●色収差補正機構

W-VIEW GEMINIの特長

● 循環水冷却器：C3142-11● ホースセット ジョイント無し：A10788-04● 外部トリガケーブル SMA-BNC 5 m：A12106-05● 外部トリガケーブル SMA-SMA 5 m：A12107-05● アジャスタポール C11440-22CU用：A11185-01● ベースプレート Flash4.0筐体共通：A11186-01● 固定金具 C11440-22CU ケーブル用：A13261-01● W-VIEW GEMINIイメージスプリッティング光学系：A12801-01

※

オプションのW-VIEW GEMINIイメージスプリッティング光学系を接続させることにより、1台のカメラで異なる2波長の画像を同時に観察することが可能です。

※

★ORCAは、浜松ホトニクス（株）の登録商標です。★HCIMAGEは、PHOTONICS MANAGEMENT CORP. の登録商標です。Windowsは米国Microsoft Corporationの米国、日本およびその他の国における登録商標または商標です。その他の記載商品名、ソフト名等は該当商品製造会社の商標または登録商標です。※カタログに記載の分光感度特性グラフは代表例を示すものです。※本カタログの記載内容は2015年11月現在のものです。本内容は改良のため予告なく変更する場合があります。

Cat. No. SCAS0081J15NOV/2015 HPK

仙 台 営 業 所筑 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

□□□□□□

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

□ システム営業推進部 〒431-3196　浜松市東区常光町812 TEL (053)431-0150 FAX (053)433-8031 E-Mail sales@sys.hpk.co.jp

www.hamamatsu.com

ORCA-Flash4.0 V2 デジタルCMOSカメラセット C11578-22C

ORCA-Flash4.0 V2 デジタルCMOSカメラUSB 3.0セットC11578-22U