CMOSリニアイメージセンサ

CMOSリニアイメージセンサ
S12706
高感度、微細画素の受光部を採用
微細画素の受光部を採用した高感度CMOSリニアイメージセンサです。画素サイズ 7 × 7 μm、4096画素で長尺の受光面
(有効受光長 28.672 mm)となっています。
特長
用途
画素サイズ: 7 × 7 μm
位置検出
4096 画素
有効受光面長: 28.672 mm
イメージ読み取り
エンコーダ
高感度: 23 V/(lx·s)
全画素同時蓄積
蓄積時間の可変機能付き (電子シャッタ機能)
5 V単一電源動作
タイミング発生回路を内蔵し、スタートパルスとクロック
パルスだけで動作
ビデオデータレート: 10 MHz max.
構成
項目
仕様
4096
7×7
28.672
LCP (液晶性ポリマー)
硼珪酸ガラス (テンパックス)
画素数
画素サイズ
受光面長
パッケージ
窓材
単位
μm
mm
-
絶対最大定格
項目
電源電圧
クロックパルス電圧
スタートパルス電圧
動作温度*1
保存温度*1
記号
Vdd
V(CLK)
V(ST)
Topr
Tstg
条件
Ta=25 °C
Ta=25 °C
Ta=25 °C
定格値
-0.3 ～ +6
-0.3 ～ +6
-0.3 ～ +6
-40 ～ +85
-40 ～ +85
単位
V
V
V
°C
°C
注) 絶対最大定格を一瞬でも超えると、製品の品質を損なう恐れがあります。必ず絶対最大定格の範囲内で使用してください。
*1: 結露なきこと
浜松ホトニクス株式会社
1
S12706
CMOSリニアイメージセンサ
推奨端子電圧 (Ta=25 °C)
項目
記号
Vdd
電源電圧
クロックパルス電圧
スタートパルス電圧
Highレベル
Lowレベル
Highレベル
Lowレベル
V(CLK)
V(ST)
Min.
4.75
3
0
3
0
Typ.
5
Vdd
Vdd
-
Max.
5.25
Vdd + 0.25
0.3
Vdd + 0.25
0.3
単位
V
V
V
V
V
Min.
-
Typ.
5
5
Max.
-
単位
pF
pF
Typ.
5M
f(CLK)
40
Max.
10 M
260
60
単位
Hz
Hz

mA
入力端子容量 (Ta=25 °C, Vdd=5 V)
項目
クロックパルス入力端子容量
スタートパルス入力端子容量
記号
C(CLK)
C(ST)
電気的特性 [Ta=25 °C, Vdd=5 V, V(CLK)=V(ST)=5 V]
項目
クロックパルス周波数
ビデオデータレート
出力インピーダンス
消費電流*2 *3
記号
f(CLK)
VR
Zo
I
Min.
200 k
70
20
*2: f(CLK)=10 MHz
*3: クロックパルス周波数が速くなると、消費電流は増加します。f(CLK)=200 kHzでは消費電流=10 mA typ.となります。
電気的および光学的特性 [Ta=25 °C, Vdd=5 V, V(CLK)=V(ST)=5 V, f(CLK)=10 MHz]
項目
感度波長範囲
最大感度波長
受光感度*4
変換効率*5
暗出力電圧*6
飽和出力電圧*7
読み出しノイズ
ダイナミックレンジ1*8
ダイナミックレンジ2*9
出力オフセット電圧
感度不均一性*4 *10
残像*11
記号

p
R
CE
Vd
Vsat
Nr
DR1
DR2
Vo
PRNU
IL
Min.
0
1.5
0.5
0.3
-
Typ.
400 ～ 1000
600
23
25
0.2
2.0
1.0
2000
10000
0.5
±2
-
Max.
2
2.5
1.8
0.9
±10
0.1
単位
nm
nm
V/(lx·s)
μV/emV
V
mV rms
倍
倍
V
%
%
*4: 2856 K, タングステンランプ
*5: 1電子当たりに発生する出力電圧
*6: 蓄積時間=10 ms
*7: Voとの電圧差
*8: DR1= Vsat/Nr
*9: DR2= Vsat/Vd
蓄積時間=10 ms
暗出力電圧は蓄積時間に比例するため、蓄積時間が短い方がダイナミックレンジは広がります。
*10: 感度不均一性は、飽和の50%の露光量の均一光を受光部全体に入射した場合の出力不均一性で、両端の3画素を除いた4090画素で
次のように定義します。
PRNU= ∆X/X × 100 (%)
X: 全画素の出力の平均, ∆X: 最大出力または最小出力とXとの差
*11: 飽和出力状態で、データを読み出した後に残る、1つ前のデータの信号成分。出力が飽和出力電圧以上になると、残像は増加します。
2
S12706
CMOSリニアイメージセンサ
分光感度特性 (代表例)
(Ta=25 °C)
100
௖చۜഽ (%)
80
60
40
20
0
400
500
600
700
800
900
1000
෨ಿ (nm)
KMPDB0397JA
ブロック図
ΏέΠτΐΑΗ
Trig 23
CLK 3
ST 24
ΗͼηϋΈ
อ୆ٝႹ
15 EOS
γȜσΡယၾٝႹ
13 Video
ͺϋίͺτͼ
ΨͼͺΑ
อ୆ٝႹ
έ΁ΠΘͼ΂ȜΡͺτͼ
1 12
2 11
Vdd
Vss
KMPDC0398JA
3
CMOSリニアイメージセンサ
S12706
1画素の出力波形
Videoの取り込みタイミングは、Trigの立ち上がりとなります (赤色矢印を参照)。
f(CLK)=VR=10 MHz
CLK
5 V/div.
GND
Trig
5 V/div.
GND
2.5 V (཈გ੄ႁഩգ=2.0 V)
Video
0.5 V (੄ႁ΂έΓΛΠഩգ)
1 V/div.
GND
20 ns/div.
f(CLK)=VR=1 MHz
CLK
5 V/div.
GND
Trig
5 V/div.
GND
2.5 V (཈გ੄ႁഩգ=2.0 V)
Video
0.5 V (੄ႁ΂έΓΛΠഩգ)
1 V/div.
GND
200 ns/div.
4
CMOSリニアイメージセンサ
S12706
タイミングチャート
1 2 3 4 5
1 2 3 4
51 52 53
87 88 89
CLK
ಇୟশ‫ۼ‬
tlp(ST)
ST
thp(ST)
tpi(ST)
87·υΛ·
4096
1
4096
Video
1
89
Trig
EOS
tr(CLK)
tf(CLK)
CLK
1/f(CLK)
ST
tr(ST)
tf(ST)
thp(ST)
tlp(ST)
tpi(ST)
KMPDC0480JA
項目
スタートパルス周期
スタートパルスHigh期間*12 *13
スタートパルスLow期間
スタートパルス上昇／下降時間
クロックパルスデューティ
クロックパルス上昇／下降時間
記号
tpi(ST)
thp(ST)
tlp(ST)
tr(ST), tf(ST)
tr(CLK), tf(CLK)
Min.
98/f(CLK)
6/f(CLK)
92/f(CLK)
0
45
0
Typ.
10
50
10
Max.
30
55
30
単位
s
s
s
ns
%
ns
*12: 蓄積時間はSTのHigh期間 + CLK48周期分に相当します。
STがLowになった直後のCLKの立ち上がりでシフトレジスタの動作が開始します。
STのHighとLowの比を変えることにより、蓄積時間を変えることができます。
STがLowになってから最初のTrigを1個目とすると、89個目のTrigの立ち上がりでVideoを取り込みます。
*13: スタートパルス周期、スタートパルスHigh期間を長くすると、暗出力が増加します。
5
S12706
CMOSリニアイメージセンサ
動作例
クロックパルス周波数を最大 (ビデオデータレートも最大)、1回のスキャン時間を最小、蓄積時間を最大とした場合。
クロックパルス周波数=ビデオデータレート=10 MHz
スタートパルス周期=4188/f(CLK)=4188/10 MHz=418.8 μs
スタートパルスHigh期間=スタートパルス周期 - スタートパルスLow期間の最小期間
=4188/f(CLK) - 92/f(CLK) = 4188/10 MHz - 92/10 MHz = 409.6 μs
蓄積時間は、スタートパルスのHigh期間 + クロックパルス48周期分に相当するため、409.6 + 4.8=414.4 μsとなります。
thp(ST)=409.6 µs
tlp(ST)=9.2 µs
ST
tpi(ST)=418.8 µs
KMPDC0481EA
外形寸法図 (単位: mm)
਋࢕໐ 28.672
1.35 ± 0.2*1
਋࢕࿂
a
13
1
12
a’
10.2 ± 0.5
0.2
਋࢕໐ 0.007
1 ch
0.5 ± 0.05*3
41.6 ± 0.2
a-a’ ౯࿂଎
௢औ༷࢜
3.0
2.54
4.0 ± 0.5
4.55 ± 0.4
9.1 ± 0.1
10.02 ± 0.3
24
1.4 ± 0.2*2
±15°
14.336 ± 0.3
0.51
ঐা̧̈́࢖ओ: ±0.1
*1: ΄ρΑນ࿂̥ͣ਋࢕࿂͈́͘଱༹
*2: ΩΛΉȜΐೲ࿂̥ͣ਋࢕࿂͈́͘଱༹
*3: ΄ρΑ͈࢚̯
±15°
27.94
KMPDA0309JA
6
S12706
CMOSリニアイメージセンサ
ピン接続
ピン No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
記号
Vdd
Vss
CLK
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
I/O
I
I
-
11
Vss
-
12
Vdd
I
説明
電源電圧
GND
クロックパルス
無接続
無接続
無接続
無接続
無接続
無接続
無接続
ピン No.
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
記号
Video
NC
EOS
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
I/O
O
O
-
GND
23
Trig
O
電源電圧
24
ST
I
説明
ビデオ信号
無接続
エンドオブスキャン
無接続
無接続
無接続
無接続
無接続
無接続
無接続
ビデオ信号取り込み用
トリガパルス
スタートパルス
注) 空き端子 (NC)はオープンとして、GNDには接続しないでください。
ビデオ出力端子にインピーダンス変換用のバッファアンプを接続して、できるだけ電流を流さないようにしてください。
バッファアンプは、JFETまたはCMOS入力の高入力インピーダンスのオペアンプを使用してください。
応用回路例
+5 V
0.1 µF
+5 V
+
+5 V
22 µF/25 V
0.1 µF
0.1 µF
+
22 µF/25 V
+
22 µF/25 V
ST
CLK
82 Ω
74HC541
+5 V
22 µF/25 V
+
1
Vdd
ST 24
2
Vss
Trig 23
3
CLK
NC 22
4
NC
NC 21
5
NC
NC 20
6
NC
NC 19
7
NC
NC 18
8
NC
NC 17
9
NC
NC 16
10 NC
EOS 15
11 Vss
NC 14
12 Vdd
Video 13
82 Ω
Trig
EOS
74HC541
+5 V
0.1 µF
+
22 µF/25 V
100 Ω
S12706
+
-
LT1818
51 Ω
Video
22 pF
0.1 µF
0.1 µF
22 µF/25 V
+
-5 V
KMPDC0482EA
7
CMOSリニアイメージセンサ
S12706
使用上の注意
(1) 静電気対策
本製品は静電気に対する保護回路を内蔵していますが、静電気による破壊を未然に防ぐために、作業者・作業台・作業工具の接地
などの静電気対策を実施してください。
また、周辺機器からのサージ電圧を防ぐようにしてください。
(2) 入射窓
入射窓ガラスの表面にゴミや汚れが付着すると画像に黒キズとして現れます。ゴミや汚れを拭き取る場合、乾いた布や綿棒などで
こすると静電気発生の原因となります。アルコール類を少量含ませた柔らかい布・紙・綿棒などでゴミや汚れを拭き取り、シミが
残らないように圧搾気体を吹き付けてください。
(3) はんだ付け
はんだ付けによる損傷を避けるため、はんだ温度、はんだ付け時間に十分注意してください。
はんだ付け作業は、はんだ温度 260 °C 以下、5 秒以内で行ってください。
(4) 動作／保存環境
定格温度内にて取り扱いください。
過度の高温高湿条件下においては、特性に変化を生じることがあります。
(5) 紫外線照射
本製品は紫外線照射による特性劣化を抑えるように設計されていないため、紫外線は照射しないでください。
関連情報
www.hamamatsu.com/sp/ssd/doc_ja.html
注意事項
・ 注意事項とお願い
・ イメージセンサ／使用上の注意
技術情報　・ イメージセンサ／用語の説明
本資料の記載内容は、平成26年1月現在のものです。
ୋ຦͈ॽအ͉Ȃ٨ၻ͈̹̈́̓͛ထ̩࣬̈́་ࢵ̳̭̦̜̳ͥ͂ͤ͘ȃུ঩ၳ͉ୃ‫̹̳͛ͥܢͬږ‬૥ਹͅै଼̯̹͈̳̦ͦ́͜Ȃͦ͘ͅࢋܱ̈́̓ͥ͢ͅࢋ̦ͤ
̜ͥાࣣ̦̜̳ͤ͘ȃུୋ຦ͬঀဥ̳ͥष͉ͅȂຈ̴ොවॽအ੥̮ͬဥྵ͈ષȂड૧͈ॽအ̮ͬ‫̞̯̺̩෇ږ‬ȃ
ොවॽအ੥̹͉͘΍ϋίσ೹‫̞̤̀ͅރ‬Ȃ߿ྴ͈ྎ๶ͅॻ೰ॽအͬփྙ̳ͥĩřĪȂ‫ٳ‬อॽအͬփྙ̳ͥĩśĪ̦ັ̩ાࣣ̦̜̳ͤ͘ȃ
ུୋ຦͈༗બ͉ȂොවࢃIJාոඤͅ᜺᝿̦อࡉ̯ͦḀ̑̾໺২ͅ೒౶̯̹ͦાࣣȂུୋ຦͈ਘၑ̹͉͘య຦͈ොවͬࡠഽ̱̳͂͘ȃ̹̺̱Ȃ༗બ‫ۼܢ‬ඤ̜́̽̀͜Ȃ
ഛब̤͍͢ະഐ୨̈́ঀဥ֦̳ܳͥͅఅ‫͉̞̀̾ͅٺ‬Ȃ໺২̷͉͈ୣͬ໅̵̞ͭ͘ȃ
ུ঩ၳ͈ܱशඤယ̞̾̀ͅȂ໺২͈‫ݺ‬ౄ̱̈́ͅഢश̹͉͘ໝୋ̳̭ͥ͂ͬ޺̲̳͘ȃ
ŸŸŸįũŢŮŢŮŢŵŴŶįŤŰŮ
୵ర‫ުא‬ਫ਼
ಆ෨‫ުא‬ਫ਼
൐‫ުאނ‬ਫ਼
ಎ໐‫ުא‬ਫ਼
ఱि‫ުא‬ਫ਼
ୌ඾ུ‫ުא‬ਫ਼
ɧĺĹıĮııIJIJ
ɧĴıĶĮıĹIJĸ
ɧIJıĶĮıııIJ
ɧĵĴıĮĹĶĹĸ
ɧĶĵIJĮııĶij
ɧĹIJijĮııIJĴ
୵రঌ୒ဩߊષ଩IJĮķĮIJIJġĩ඾ུ୆ྵ୵ర࢙൚రΫσij‫ٴ‬Ī
֟ઽࡇ̩̾͊ঌࡄ‫׬ڠݪ‬ĶĮIJijĮIJıġĩࡄ‫׬ڠݪ‬Α·;ͿͺΫσĸ‫ٴ‬Ī
൐‫ނ‬സࢽߊࡵΦ࿝ĴĮĹĮijIJġĩࡵΦ࿝ĴĴ૩ΫσĶ‫ٴ‬Ī
ຩઐঌಎߊग५಴ĴijĶĮķġĩ඾ུ୆ྵຩઐ‫פ‬ஜΫσĵ‫ٴ‬Ī
ఱिঌಎ؇ߊհാ಴ijĮĴĮIJĴġĩఱि࣭षΫσIJı‫ٴ‬Ī
໛‫ؖ‬ঌฎఉߊฎఉ‫פ‬൐IJĮIJĴĮķġĩಅ५ฎఉΫσĶ‫ٴ‬Ī
ŕņōġĩıijijĪġijķĸĮıIJijIJġġŇłřġĩıijijĪġijķĸĮıIJĴĶ
ŕņōġĩıijĺĪġĹĵĹĮĶıĹıġġŇłřġĩıijĺĪġĹĶĶĮIJIJĴĶ
ŕņōġĩıĴĪġĴĵĴķĮıĵĺIJġġŇłřġĩıĴĪġĴĵĴĴĮķĺĺĸ
ŕņōġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJijġġŇłřġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJĵ
ŕņōġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĵIJġġŇłřġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĶı
ŕņōġĩıĺijĪġĵĹijĮıĴĺıġġŇłřġĩıĺijĪġĵĹijĮıĶĶı
ࡥఘ‫ުא‬ଔૺ໐ȁɧĵĴĶĮĹĶĶĹȁຩઐঌ൐ߊঌ࿤಴IJIJijķĮIJȁŕņōġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĴĴIJIJȁŇłřġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĶIJĹĵ
Cat. No. KMPD1146J01 Jan. 2014 DN
8