s9972-1007 etc kmpd1092j

CCDエリアイメージセンサ
S9972/S9973シリーズ
近赤外高感度、表面入射型FFT-CCD
S9972/S9973シリーズは、微弱光検出用に開発された計測用FFT-CCDエリアイメージセンサです。ビニング動作を行うこ
とにより、受光面の高さ方向に長いリニアイメージセンサとして使用できるため、分光光度計の検出器に適しています。
ビニング動作は、外部回路で信号をデジタル的に加算する従来の方法と比べると、S/Nや信号処理速度において非常に優れ
ています。S9972/S9973シリーズは、低ノイズ・低暗電流 (MPPモード動作)を特長としているため、微弱光レベルでも信
号蓄積時間を長くすることができ、広いダイナミックレンジを達成しています。
S9972/S9973シリーズの有効画素サイズは24 × 24 μmで、受光面サイズは24.576 (H) × 2.976 (V) mm2 (1024 × 124画素)と
24.576 (H) × 6.048 (V) mm2 (1024 × 252画素)を用意しています。なお、S9972/S9973シリーズはS9970/S9971シリーズと
ピンコンパチブルです (動作条件と特性は、S9970/S9971シリーズと一部異なります)。
特長
用途
有効画素数: 1024 (H) × 124 (V)、1024 (H) × 252 (V)
画素サイズ：24 × 24 μm
蛍光分光測光、ICP
ラマン分光測光
ライン／ピクセルビニングが可能
工業製品の検査
開口率: 100 %
半導体検査
広いダイナミックレンジ
DNAシーケンサ
微弱光検出
低暗電流
低読み出しノイズ
MPP動作
近赤外域で高感度
セレクションガイド
型名
S9972-1007
S9972-1008
S9973-1007
S9973-1008
冷却
非冷却
1段電子冷却
全画素数
有効画素数
1044 × 128
1044 × 256
1044 × 128
1044 × 256
1024 × 124
1024 × 252
1024 × 124
1024 × 252
受光面サイズ
[mm (H) × mm (V)]
24.576 × 2.976
24.576 × 6.048
24.576 × 2.976
24.576 × 6.048
適合マルチチャンネル
検出器ヘッド
C7020-02
C7021-02
C7025-02
1
S9972/S9973シリーズ
CCDエリアイメージセンサ
一般定格
S9972シリーズ
項目
画素サイズ
垂直クロック
水平クロック
出力回路
パッケージ
S9973シリーズ
24 (H) × 24 (V) μm
2相
2相
1段MOSFETソースフォロア
24ピンセラミックDIP (外形寸法図を参照)
S9973-1007: サファイア
石英ガラス
S9973-1008: 反射防止コートサファイア
窓材*1
*1: 仮付け窓タイプ (例: S9972-1007N)、UVコートタイプ (例: S9972-1007UV)にも対応が可能です。
仮付け窓タイプは、CCDチップとワイヤを保護するため、仮付け窓をテープで固定しています。
絶対最大定格 (Ta=25 °C)
項目
動作温度
保存温度
出力トランジスタドレイン電圧
リセットドレイン電圧
テストポイント (垂直入力ソース)
テストポイント (水平入力ソース)
テストポイント (垂直入力ゲート)
テストポイント (水平入力ゲート)
サミングゲート電圧
出力ゲート電圧
リセットゲート電圧
トランスファーゲート電圧
垂直シフトレジスタクロック電圧
水平シフトレジスタクロック電圧
記号
Topr
Tstg
VOD
VRD
VISV
VISH
VIG1V, VIG2V
VIG1H, VIG2H
VSG
VOG
VRG
VTG
VP1V, VP2V
VP1H, VP2H
Min.
-50
-50
-0.5
-0.5
-0.5
-0.5
-15
-15
-15
-15
-15
-15
-15
-15
Typ.
-
Max.
+50
+70
+25
+18
+18
+18
+15
+15
+15
+15
+15
+15
+15
+15
単位
°C
°C
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
記号
VOD
VRD
VOG
VSS
VISV
VISH
VIG1V, VIG2V
VIG1H, VIG2H
VP1VH, VP2VH
VP1VL, VP2VL
VP1HH, VP2HH
VP1HL, VP2HL
VSGH
VSGL
VRGH
VRGL
VTGH
VTGL
RL
Min.
18
12
-0.5
-8
-8
0
-9
0
-9
0
-9
0
-9
0
-9
9
Typ.
20
13
0
0
VRD
VRD
0
0
4
-8
4
-8
4
-8
4
-8
4
-8
10
Max.
22
14
2
6
-7
6
-7
6
-7
6
-7
6
-7
11
単位
V
V
V
V
V
V
V
V
動作条件 (MPPモード, Ta=25 °C)
項目
出力トランジスタドレイン電圧
リセットドレイン電圧
出力ゲート電圧
基板電圧
テストポイント (垂直入力ソース)
テストポイント (水平入力ソース)
テストポイント (垂直入力ゲート)
テストポイント (水平入力ゲート)
垂直シフトレジスタクロック電圧
水平シフトレジスタクロック電圧
サミングゲート電圧
リセットゲート電圧
トランスファーゲート電圧
外部負荷抵抗
High
Low
High
Low
High
Low
High
Low
High
Low
V
V
V
V
V
kΩ
2
S9972/S9973シリーズ
CCDエリアイメージセンサ
電気的特性 (Ta=25 °C)
項目
記号
fc
信号出力周波数
垂直シフトレジスタ容量
S9972/S9973-1007
S9972/S9973-1008
水平シフトレジスタ容量
サミングゲート容量
リセットゲート容量
トランスファーゲート容量
電荷転送効率*2
DC出力レベル
出力インピーダンス
消費電力*3
CP1V, CP2V
CP1H, CP2H
CSG
CRG
CTG
CTE
Vout
Zo
P
Min.
0.99995
12
-
Typ.
0.1
1600
3200
180
7
7
100
0.99999
15
5
15
Max.
1
Min.
120
240
60000
30000
-
Typ.
Fw × Sv
240
480
2.8
2000
100
4
120000
60000
400 ～ 1100
-
Max.
30000
1500
18
±10
0
0
0
単位
MHz
pF
18
-
pF
pF
pF
pF
V
kΩ
mW
*2: 飽和出力の半分のときに測定した1画素当たりの転送効率
*3: オンチップアンプと負荷抵抗を合わせた消費電力
電気的および光学的特性 (指定のない場合はTa=25 °C)
項目
記号
Vsat
飽和出力電圧
垂直
水平
飽和電荷量
Fw
CCD変換効率*4
暗電流 (MPPモード)*5
Sv
+25 °C
0 °C
DS
読み出しノイズ*6
ダイナミックレンジ*7
Nr
ラインビニング
エリアスキャン
λ
PRNU
感度波長範囲
感度不均一性*8
ポイント欠陥*9
クラスタ欠陥*10
コラム欠陥*11
キズ
DR
-
単位
V
keμV/ee-/pixel/s
e- rms
nm
%
-
*4: VOD=20 V, 負荷抵抗=10 kΩ
*5: 暗電流は、温度が5～7 °C上昇すると約2倍になります。
*6: -40 °C, 動作周波数 80 kHz
*7: ダイナミックレンジ = 飽和電荷量／読み出しノイズ
*8: LED光 (ピーク波長: 560 nm)を用いて飽和出力の半分のときに測定
=
(peak to peak)
× 100 [%]
*9: 白キズ: 飽和の3 %以上の暗電流を発生する画素 (0 °C, Ts=1 s)
黒キズ: 平均出力画素に比べて感度が半分以下の画素 (測定条件: 飽和電荷量の1/2の出力になる均一光)
*10: 2～9個の連続した欠陥
*11: 10個以上の連続した欠陥
3
CCDエリアイメージセンサ
分光感度特性 (窓なし時)*12
S9972/S9973シリーズ
窓材の分光透過特性
(Typ. Ta=25 °C)
100
90
80
(%)
70
60
50
40
!"
30
20
10
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
(nm)
KMPDB0310JA
KMPDB0257JB
*12: 窓材の透過率特性により分光感度は低下します。
暗電流－温度
窓材
型名
S9972シリーズ
S9973-1007
S9973-1008
窓材
石英ガラス*13
(オプション: 窓なし)
サファイア*14
(オプション: 窓なし)
反射防止コートサファイア*14
(オプション: 窓なし)
*13: 樹脂封止
*14: 気密封止
KMPDB0302JA
4
S9972/S9973シリーズ
CCDエリアイメージセンサ
デバイス構造 (外形寸法図において上面からみた概念図)
KMPDC0237JA
ピクセルフォーマット
ブランク
4
光学的黒
4
アイソレーション
2
左 ← 水平方向 → 右
有効画素
アイソレーション
1024
2
アイソレーション
2
上 ← 垂直方向 → 下
有効画素
アイソレーション
124 or 252
2
光学的黒
4
ブランク
4
タイミングチャート
ラインビニング
(
)
(
Tpwv
1
P1V
(
)
3..126
127
3..254
255
128← 124 + 4 (
)
): S9972/S9973-1007
256← 252 + 4 (
): S9972/S9973-1008
2
Tovr
P2V, TG
Tpwh, Tpws
P1H
1
4..1042
2
1043
1044: S9972/S9973-1007/-1008
3
P2H, SG
Tpwr
RG
OS
D1
D2
D19
D20
D3..D10, S1..S1024, D11..D18
KMPDC0238JA
5
S9972/S9973シリーズ
CCDエリアイメージセンサ
エリアスキャン (大飽和電荷量モード)
(
(
)
)
4..127128←124 + 4 (
Tpwv
): S9972/S9973-1007
4..255256←252 + 4 (
1
2
): S9972/S9973-1008
3
P1V
P2V, TG
P1H
P2H, SG
RG
OS
Tovr
P2V, TG
Tpwh, Tpws
P1H
P2H, SG
Tpwr
RG
OS
D1
D2
D3
D4
D18
D19
D20
D5..D10, S1..S1024, D11..D17
KMPDC0240JA
項目
P1V, P2V, TG
P1H, P2H
SG
RG
TG - P1H
15
パルス幅*
記号
S9972/S9973-1007
S9972/S9973-1008
上昇／下降時間
パルス幅
上昇／下降時間*15
デューティ比
パルス幅
上昇／下降時間
デューティ比
パルス幅
上昇／下降時間
オーバーラップ時間
Tpwv
Tprv, Tpfv
Tpwh
Tprh, Tpfh
Tpws
Tprs, Tpfs
Tpwr
Tprr, Tpfr
Tovr
Min.
6.0
12
200
500
10
500
10
100
5
3
Typ.
18
36
5000
50
5000
50
500
6
Max.
-
単位
μs
ns
ns
ns
%
ns
ns
%
ns
ns
μs
*15: 最大パルス振幅の50 %のところに対称クロックパルスをオーバーラップさせてください。
6
S9972/S9973シリーズ
CCDエリアイメージセンサ
外形寸法図 (単位: mm)
S9972-1007
1.1 ± 0.3
2.976
24.576
13
10.05 ± 0.25
24
1
12
40.64 ± 0.41
3.0 ± 0.3
No. 1
0.46 ± 0.05
2.54 ± 0.13
27.94 ± 0.13
KMPDA0204JB
S9972-1008
24.576
1.1 ± 0.3
6.048
13
1
14.99 ± 0.25
24
12
40.64 ± 0.41
3.0 ± 0.3
No. 1
0.46 ± 0.05
2.54 ± 0.13
27.94 ± 0.13
KMPDA0205JB
S9973-1007
12.0
7.1
40.64 ± 0.41
12
58.84 ± 0.13
No. 1
7.65 ± 0.5
1
14.99 ± 0.25
13
4.0
5.0 ± 0.3
3.2 ± 0.4
2.976
24.576
24
0.46 ± 0.05
2.54 ± 0.13
27.94 ± 0.13
KMPDA0206JB
7
S9972/S9973シリーズ
CCDエリアイメージセンサ
S9973-1008
28.6*
24.576
19.0
22.4 ± 0.3
22.9 ± 0.3
6.7 ± 0.63
7.3 ± 0.63
4.0
5.3 ± 0.15
8.2*
13
6.048
24
1
2.54 ± 0.13
12
44.0 ± 0.44
52.0
o
1.0
No. 1
7.7 ± 0.68
60.0 ± 0.3
(24×) 0.5 ± 0.05
*
KMPDA0198JB
ピン接続
ピン
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
記号
RG
RD
OS
OD
OG
SG
P2H
P1H
IG2H
IG1H
ISH
P2V
P1V
TG*16
SS
ISV
IG2V
IG1V
S9972シリーズ
機能
リセットゲート
リセットドレイン
出力トランジスタソース
出力トランジスタドレイン
出力ゲート
サミングゲート
CCD水平レジスタクロック-2
CCD水平レジスタクロック-1
テストポイント (水平入力ゲート-2）
テストポイント (水平入力ゲート-1）
テストポイント (水平入力ソース)
CCD垂直レジスタクロック-2
CCD垂直レジスタクロック-1
トランスファーゲート
基板 (GND)
テストポイント (垂直入力ソース)
テストポイント (垂直入力ゲート-2)
テストポイント (垂直入力ゲート-1)
記号
RG
RD
OS
OD
OG
SG
Th1
Th2
P2H
P1H
IG2H
IG1H
ISH
P2V
P1V
TG*16
PP+
SS
ISV
IG2V
IG1V
S9973シリーズ
機能
リセットゲート
リセットドレイン
出力トランジスタソース
出力トランジスタドレイン
出力ゲート
サミングゲート
サーミスタ
サーミスタ
CCD水平レジスタクロック-2
CCD水平レジスタクロック-1
テストポイント (水平入力ゲート-2）
テストポイント (水平入力ゲート-1）
テストポイント (水平入力ソース)
CCD垂直レジスタクロック-2
CCD垂直レジスタクロック-1
トランスファーゲート
備考
（標準動作)
+13 V
RL=10 kΩ
+20 V
0V
P2Hと同じタイミング
0V
0V
RDに接続
P2Vと同じタイミング
電子冷却素子 (-)
電子冷却素子 (+)
基板 (GND)
GND
テストポイント (垂直入力ソース)
テストポイント (垂直入力ゲート-2)
テストポイント (垂直入力ゲート-1)
RDに接続
0V
0V
*16 : 垂直レジスタと水平レジスタ間の分離ゲート。標準動作ではTGにP2Vと同じパルスを入力してください。
8
S9972/S9973シリーズ
CCDエリアイメージセンサ
内蔵電子冷却素子の仕様 (Typ.)
項目
内部抵抗
最大電流*17
最大電圧
最大熱吸収*20
放熱側の最大温度
S9973-1007
6.0
1.5
8.8
6.7
記号
条件
Rint Ta=25 °C
Imax Tc*18=Th*19=25 °C
Vmax Tc*18=Th*19=25 °C
Qmax
-
S9973-1008
1.2
3.0
3.6
5.1
単位
Ω
A
V
W
°C
70
*17: 電流値が最大電流以上になると、ジュール熱によって熱吸収率が低下し始めます。最大電流は電子冷却素子を損なわないための閾
値ではありませんので注意してください。電子冷却素子を保護し、安定した動作を維持するために、供給電流を最大電流の60 %以
下に設定してください。
*18: 電子冷却素子の冷却側の温度
*19: 電子冷却素子の放熱側の温度
*20: 最大電流を電子冷却素子に供給したときの熱吸収
電子冷却素子の特性
S9973-1007
S9973-1008
! ! KMPDB0179JB
KMPDB0177JB
温度センサの仕様
CCDチップと同じパッケージにサーミスタチップが内蔵されており、動作中のCCDチップの温度をモニタします。
このサーミスタの抵抗値と絶対温度の関係は次式で表されます。
Ω
RT1 = RT2 × exp BT1/T2 (1/T1 - 1/T2)
RT1: 絶対温度T1 (K)のときの抵抗値
RT2: 絶対温度T2 (K)のときの抵抗値
BT1/T2: B定数 (K)
Ω
使用しているサーミスタの特性は以下のとおりです。
R298=10 kΩ
B298/323=3450 K
Ω
KMPDB0111JB
9
CCDエリアイメージセンサ
S9972/S9973シリーズ
使用上の注意 (静電対策)
・センサは、素手あるいは綿の手袋をはめて扱うようにしてください。さらに、摩擦で生じる静電気によるダメージを避けるため、静
電防止服やアース付リストバンドを身に着けてセンサを取り扱ってください。
・静電気を帯びる可能性のある作業台やフロアの上にセンサを直接置かないでください。
・作業台や作業フロアには、静電気を放電させるためのアース線を接続してください。
・センサを取り扱うピンセットやはんだごてなどの道具にもアース線を接続するようにしてください。
上記の静電対策は必ずしもすべて行う必要はありません。発生する障害の程度に応じて対策を施してください。
素子の冷却／昇温時の温度勾配速度
外付けの冷却器で冷却する場合は、素子の冷却／昇温時の温度勾配速度を、5 K/min以下になるように設定してください。
マルチチャンネル検出ヘッド (C7020-02, C7021-02, C7025-02)
特長
C7020-02: S9972シリーズ用
C7021-02: S9973-1007用
C7025-02: S9973-1008用
エリアスキャンまたはラインビニング動作
読み出し周波数: 250 kHz
読み出しノイズ: 20 e-rms
ΔT=50 °C (ΔTは冷却方法により異なる)
入力
マスタースタート
記号
VD1
VA1+
VA1VA2
VD2
Vp
VF
φms
マスタークロック
φmc
印加電圧
定格値
+5 Vdc, 200 mA
+15 Vdc, +100 mA
-15 Vdc, -100 mA
+24 Vdc, 30 mA
+5 Vdc, 30 mA (C7021-02, C7025-02)
+5 Vdc, 2.5 A (C7021-02, C7025-02)
+12 Vdc, 100 mA (C7021-02, C7025-02)
HCMOSロジックコンパチブル
HCMOSロジックコンパチブル
1 MHz
10
S9972/S9973シリーズ
CCDエリアイメージセンサ
マルチチャンネル検出器ヘッド用コントローラ
型名
インターフェース
C7557
SCSI
C7557-01
USB 2.0
写真
付属品
·SCSIターミネータ
·ヒューズ (2.5 A)
·検出器ヘッド接続ケーブル
·ACケーブル
·ソフトウェア (対応OS: Windows 98/ME*21)
·取扱説明書
·USBケーブル
·ヒューズ (2.5 A)
·検出器ヘッド接続ケーブル
·ACケーブル
·ソフトウェア (対応OS: Windows 2000/XP/Vista)
·取扱説明書
·MOSアダプタ
注) SCSIケーブル、SCSIボード (カード)は付属していません。
*21: Windows 2000/NT/XPでも、動作させることが可能な場合もあります (簡単な設定が必要)。
設定方法については、固体営業部にお問い合わせください。
接続図
*
AC
(AC100
(C7557-01
240 V)
)
Trig.
POWER
USB
SIGNAL I/O
(C7557-01
(C7557-01
)
)
TE CONTROL I/O
C7557-01
PC (Windows 2000/XP/Vista)
(USB2.0)
*
KACCC0402JA
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
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Cat. No. KMPD1092J05 Jan. 2014 DN
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