プロファイルセンサ S9132 2次元射影データ取得用高速フレームレートセンサ プロファイルセンサは、射影データの取得に特化した高性能CMOSエリアセンサです。X方向、Y方向の射影プロファイル はデータ量が小さいため、通常のエリアセンサに比べスポット光の高速な位置検出、動体検出が可能です。また、従来か らのスポット光検出には2次元PSDが一般的に使用されていますが、これと比較して、出力リニアリティ向上、マルチス ポット光の検出が可能、外部駆動回路の簡便化といった多くのメリットがあります。センサチップ内にタイミング発生回 路、バイアス電圧発生回路、10ビットA/D変換器を内蔵しているため、非常に簡単な外部駆動回路と外部信号処理回路で 動作させることが可能です。 特長 用途 2次元射影データ取得用センサ 高速フレームレート: 3200フレーム/秒 max. (8ビット) : 1600フレーム/秒 max. (10ビット) スポット光位置検出 (プリンタ、FA検査装置、 アミューズメント) 動体検出 (FA検査装置、アミューズメント) 低消費電力 3次元計測 (FA検査装置、医用計測) デジタルビデオ出力 10 ビット／8 ビットADC切り替え機能 Y༷࢜ৣגΟȜΗ DO (Y) 動作概念図 ΑεΛΠ X༷࢜ৣגΟȜΗ DO (X) KMPDC0168JA 構成 項目 画素数 画素ピッチ 受光面サイズ パッケージ 窓材 仕様 256 × 256 7.8 1.9968 × 1.9968 セラミック 硼珪酸ガラス (D263Teco) 浜松ホトニクス株式会社 単位 μm mm - 1 S9132 プロファイルセンサ 絶対最大定格 項目 アナログ電源電圧 デジタル電源電圧 ゲイン選択端子電圧 ADモード選択電圧 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 リフローはんだ付け条件*2 記号 Vdd(A) Vdd(D) Vg Vsel V(clk) V(st) Topr Tstg Tsol 条件 Ta=25 °C Ta=25 °C Ta=25 °C Ta=25 °C Ta=25 °C Ta=25 °C 定格値 -0.3 ～ +6 -0.3 ～ +6 -0.3 ～ +6 -0.3 ～ +6 -0.3 ～ +6 -0.3 ～ +6 -5 ～ +65 -10 ～ +85 ピーク温度 240 °C, 2回 (P.9参照) 単位 V V V 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 *2: JEDEC level 5 推奨端子電圧 (Ta=25 °C) 項目 アナログ電源電圧 デジタル電源電圧*3 ゲイン選択端子電圧 AD モード選択電圧 クロックパルス電圧 スタートパルス電圧 記号 Vdd(A) Vdd(D) Highゲイン Low ゲイン 10 ビットモード 8 ビットモード High レベル Low レベル High レベル Low レベル Vg Vsel V(clk) V(st) Min. 4.75 3 0 Vdd(A) - 0.25 Vdd(A) - 0.25 0 Vdd(D) - 0.25 0 Vdd(D) - 0.25 0 Typ. 5 5 Vdd(A) Vdd(A) Vdd(D) Vdd(D) - Max. 5.25 Vdd(A) 0.4 Vdd(A) + 0.25 Vdd(A) + 0.25 0.4 Vdd(D) + 0.25 0.4 Vdd(D) + 0.25 0.4 単位 V V V V V V *3: 後段のデジタル処理回路が 3.3 V 系の場合は、Vdd(A)=5 V, Vdd(D)=3.3 V で動作させると、デジタル出力信号のハイレベルは 3.3 V となります。 電気的特性 (Ta=25 °C) 項目 記号 ビットモード f(clk) 10 クロックパルス周波数*4 8 ビットモード ビデオデータレート VR High レベル VDO(H) デジタル出力電圧 Low レベル VDO(L) デジタル出力上昇時間 CL=10 pF tr CL=30 pF (10～90%)*5 デジタル出力下降時間 CL=10 pF tf CL=30 pF (10～90%)*5 消費電力*6 P Min. 500 500 Vdd(D) - 0.15 - Typ. f(clk)/12 75 Max. 5M 10 M 0.15 30 60 30 60 - 単位 Hz Hz V ns ns mW *4: Vdd(A)=Vdd(D)=5 V, V(clk)=V(st)=5 V, Vg=5 V (Lowゲイン) *5: CL: デジタル出力端子負荷容量 *6: Vdd(A)=Vdd(D)=5 V, V(clk)=V(st)=V(st)=5 V, f(clk)=5 MHz, f(st)=1.5 kHz 2 S9132 プロファイルセンサ 電気的および光学的特性 [Ta=25 °C, Vdd(A)=Vdd(D)=5 V, V(clk)=V(st)=5 V] 項目 Highゲイン Lowゲイン 受光感度*7 暗電流 飽和電荷量 チャージアンプ帰還 容量*8 暗出力電圧*9 飽和出力電圧 Min. 記号 λ λp 感度波長範囲 最大感度波長 3 2.5 - RES Id Qsat Highゲイン Lowゲイン Highゲイン Lowゲイン Highゲイン Lowゲイン 感度不均一性*10 Cf Vd Vsat PRNU Typ. 380 ～ 1000 650 40 8 0.2 8 0.2 1 100 20 3.5 3 - Max. 0.6 300 60 ±10 単位 nm nm V/nJ pA pC pF mV V % *7: Vg=5 V (Lowゲイン), Vg=0 V (Highゲイン) *8: λ=780 nm *9: 蓄積時間=100 ms *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、両端の画素を除いた254画素で次 のように定義します。 PRNU=ΔX/X × 100 (%) X: 全画素の出力の平均、ΔX: 最大または最小出力とXとの差 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 1100 1200 ෨ಿ (nm) KMPDB0231JB A/D コンバータ特性 (Ta=25 °C) 項目 デジタル出力形式 10 ビットモード 分解能*11 8 ビットモード 変換時間 フレーム読み出し時間 変換電圧範囲*12 記号 RESO tCON FR - 定格値 シリアル出力 10 8 12/f(clk) 3100/f(clk) 0 ～ 3.8 単位 bit s/ch s/f V *11: Vsel=5 V (10 ビットモード ), Vsel=0 V (8 ビットモード ) *12: デジタル出力は MSB からシリアル出力されます。 10ビットモード: D9 ～ D0 8ビットモード: D7 ～ D0 3 プロファイルセンサ S9132 タイミングチャート tr(clk) tf(clk) clk 1/f(clk) tf(st) tr(st) st tpw(st) DO Trig KMPDC0177EB 項目 スタートパルス周期 クロックパルスデューティ比 クロックパルス上昇／下降時間 スタートパルス幅 スタートパルス上昇／下降時間 記号 T(st) tr(clk), tf(clk) tpw(st) tr(st), tr(st) Min. 3101/f(clk) 45 0 90 0 Typ. 50 20 20 Max. 55 30 30 単位 s % ns ns ns 注) X方向、Y方向は独立して動作させることができます。 スタートパルスがLowになった直後のクロックパルスの立ち下がりのタイミングで内部タイミング回路は動作を開始します。 スタートパルスがLowの期間に何度クロックパルスが立ち下がってもかまいません。 蓄積時間はスタートパルス間隔で決まりますが、各画素の電荷蓄積はその画素の信号が読み出されてから、次に信号が読み出され るまでの間に行われるため、蓄積時間の開始時刻は各画素ごとに異なります。 上記のタイミングチャートは5 MHz動作時の場合で、10 MHz動作時にはDO、Trig、EOCが半クロック程度まで遅延することがあ ります。 4 S9132 プロファイルセンサ 8ビットモード ● スタート画素付近 012345 clk st D7 - (1 ch) - D0 D7 - (2 ch) - D0 D7 - (3 ch) - D0 27.5 39.5 51.5 DO 34.5 46.5 58.5 Trig 26 37 38 49 50 61 62 EOC 0 EOS ● 最終画素付近 clk st D7 - (253 ch) - D0 D7 - (254 ch) - D0 D7 - (255 ch) - D0 D7 - (256 ch) - D0 DO 3051.5 3058.5 3063.5 3070.5 3075.5 3082.5 3087.5 3050 3061 3062 3073 3074 3085 3086 3094.5 Trig 3097 EOC 3099 EOS KMPDC0173EA 10ビットモード ● スタート画素付近 012345 clk st D9 - (1 ch) - D0 D9 - (2 ch) - D0 D9 - (3 ch) - D0 DO 27.5 36.5 39.5 48.5 51.5 60.5 Trig 26 37 38 49 50 61 62 EOC 0 EOS ● 最終画素付近 clk st D9 - (253 ch) - D0 D9 - (254 ch) - D0 D9 - (255 ch) - D0 D9 - (256 ch) - D0 DO 3051.5 3060.5 3063.5 3072.5 3075.5 3084.5 3087.5 3096.5 Trig 3050 3061 3062 3073 3074 3085 3086 3097 EOC 3099 EOS KMPDC0174EA 5 S9132 プロファイルセンサ ブロック図 Vg(Y) ςͺ X-औ༷࢜ ΏέΠτΐΑΗ (Y) Y-औ༷࢜ CDS ΙλȜΐ ͺϋί ΗͼηϋΈ อٝႹ DO(Y) ΗͼηϋΈ อٝႹ Vsel(Y) Trig(Y) clk(Y) st(Y) Vg(X) CDS ΏέΠτΐΑΗ (X) A/D ϋΨȜΗ ΨΛέ ͺϋί ΙλȜΐ ͺϋί A/D ϋΨȜΗ ΨΛέ ͺϋί DO(X) Vsel(X) Trig(X) clk(X) st(X) EOS(X) EOC(X) Vdd(A) Vdd(D) Vss(A) Vss(D) KMPDC0175JA 接続例 EOS(X) Vg(Y)Ȥ0̹͉͘5 V Vg(X)Ȥ0̹͉͘5 V EOC(X) Vsel(X)Ȥ5̹͉͘0 V 74HC164 Vsel(Y)Ȥ5̹͉͘0 V clk DO(X) st : ୃഢΨΛέ (႕) 74HC541 A, B clk clr clk(X) Trig(X) clk(Y) C8225-01 (ΩσΑΐͿΥτȜΗ) ΟΐΗσ I/OδȜΡ Vdd(D) st(Y) 74HC164 DO(Y) : ഢΨΛέ (႕) 74HC540 A, B clk clr Trig(Y) Vdd(D) Vdd(A) Vdd(D) Vss(A) D8 D9 A, B clk clr S9132 st(X) 74HC164 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Vss(D) 74HC164 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 A, B clk clr KMPDC0176JC 6 S9132 プロファイルセンサ 外形寸法図 (単位: mm) 7.60 ± 0.2 7.20 ± 0.1 ໐ 2.00 1.00 ± 0.15 15 11 16 10 20 6 1 औ༷࢜ (Y) 5 ࿂ 0.85 ± 0.2*2 1.10 ± 0.2*1 0.55 ± 0.05 1.40 ± 0.14 औ༷࢜ (X) 1.77 1 ͼϋΟΛ·Α 20 ζȜ· 16 5 1.48 4.06 ± 0.13 1.016 ± 0.08 6 10 15 11 0.508 ± 0.08 1.016 *1: ΄ρΑນ࿂̥ͣΙΛίນ࿂ ༹͈́͘ *2: ΩΛΉȜΐນ࿂̥ͣ ΙΛίນ࿂༹͈́͘ KMPDA0174JC ピン No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 記号 Vsel(X) Vg(X) st(X) clk(X) EOS(X) clk(Y) st(Y) Vdd(A) Vg(Y) Vsel(Y) Vss(A) Vss(D) Trig(Y) DO(Y) Vdd(D) NC DO(X) Trig(X) EOC(X) Vss(A) I/O I I I I O I I I I I I I O O I O O O I 説明 AD モード選択電圧 ゲイン選択電圧 スタートパルス クロックパルス スキャン終了パルス クロックパルス スタートパルス アナログ電源電圧 ゲイン選択電圧 AD モード選択電圧 アナロググランド デジタルグランド トリガパルス デジタル出力 デジタル電源電圧 無接続 デジタル出力 トリガパルス 変換終了パルス アナロググランド 7 S9132 プロファイルセンサ ピッチ変換基板付プロファイルセンサ S9132-01 出力端子を2.54 mmピッチに変換するために、S9132を基板上に実装した製品です。 外形寸法図 (単位: mm) ໐ (4 ×) 2.5 30.0 1.7 Y༷࢜ 20.0 2.7 max. 0.85 2.0 7.6 20.0 X༷࢜ 15.0 1.10 0.55 45.0 ࿂ 22.86 2.0 (32 ×) 0.8 30.0 7.6 2.54 1.40 2 20 1 19 P2.54 × 9 = 22.86 KMPDA0180JC ピン No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 記号 Vsel(X) Vg(X) st(X) clk(X) EOS(X) clk(Y) st(Y) Vdd(A) Vg(Y) Vsel(Y) Vss(A) Vss(D) Trig(Y) DO(Y) Vdd(D) NC DO(X) Trig(X) EOC(X) Vss(A) I/O I I I I O I I I I I I I O O I O O O I 説明 AD モード選択電圧 ゲイン選択電圧 スタートパルス クロックパルス スキャン終了パルス クロックパルス スタートパルス アナログ電源電圧 ゲイン選択電圧 AD モード選択電圧 アナロググランド デジタルグランド トリガパルス デジタル出力 デジタル電源電圧 無接続 デジタル出力 トリガパルス 変換終了パルス アナロググランド 8 S9132 プロファイルセンサ 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) リフローはんだ付け 基板の大きさ、リフロー炉などによってはんだ付け条件が異なります。あらかじめ条件を確認後、はんだ付けを行ってください。 急激な昇温・冷却はトラブルの原因となりますので、4 °C/ 秒未満の条件にしてください。 なお、リフローはんだ付け後にセラミックベースとガラスの接着部分に変色がみられる場合がありますが、製品の気密性には影響 ありません。 (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ようにしてください。 リフローはんだ付けの推奨温度プロファイル (代表例) 300 άȜ·أഽ 240 °C max. 250 أഽ (°C) 200 150 100 50 0 0 50 100 150 শ( ۼs) 200 250 300 KAPDB0169JA 9 プロファイルセンサ S9132 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 ・ 表面実装型製品／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་ࢵ̳̭̦̜̳ͥ͂ͤ͘ȃུၳ͉ୃ̹̳͛ͥܢͬږਹͅै଼̯̹͈̳̦ͦ́͜Ȃͦ͘ͅࢋܱ̈́̓ͥ͢ͅࢋ̦ͤ ̜ͥાࣣ̦̜̳ͤ͘ȃུୋͬঀဥ̳ͥष͉ͅȂຈ̴ොවॽအ̮ͬဥྵ͈ષȂड૧͈ॽအ̮̞̯̺̩ͬږȃ ොවॽအ̹͉͘ϋίσ̞̤̀ͅރȂ߿ྴ͈ྎͅॻॽအͬփྙ̳ͥĩřĪȂٳอॽအͬփྙ̳ͥĩśĪ̦ັ̩ાࣣ̦̜̳ͤ͘ȃ ུୋ͈༗બ͉ȂොවࢃIJාոඤ̦ͅอࡉ̯ͦḀ̑̾২̯̹ͦͅાࣣȂུୋ͈ਘၑ̹͉͘య͈ොවͬࡠഽ̱̳͂͘ȃ̹̺̱Ȃ༗બۼܢඤ̜́̽̀͜Ȃ ഛब̤͍͢ະഐ୨̈́ঀဥ֦̳ܳͥͅఅ͉̞̀̾ͅٺȂ২̷͉͈ୣ̵̞ͬͭ͘ȃ ུၳ͈ܱशඤယ̞̾̀ͅȂ২͈ݺౄ̱̈́ͅഢश̹͉͘ໝୋ̳̭̲̳ͥ͂ͬ͘ȃ ŸŸŸįũŢŮŢŮŢŵŴŶįŤŰŮ ୵రުאਫ਼ ಆ෨ުאਫ਼ ުאނਫ਼ ಎ໐ުאਫ਼ ఱिުאਫ਼ ୌུުאਫ਼ ɧĺĹıĮııIJIJ ɧĴıĶĮıĹIJĸ ɧIJıĶĮıııIJ ɧĵĴıĮĹĶĹĸ ɧĶĵIJĮııĶij ɧĹIJijĮııIJĴ ୵రঌဩߊષIJĮķĮIJIJġĩུྵ୵ర࢙൚రΫσijٴĪ ֟ઽࡇ̩̾͊ঌࡄڠݪŅķߊځĹْ౷ġĩࡄڠݪΑ·;ͿͺΫσĸٴĪ ނസࢽߊࡵΦĴĮĹĮijIJġĩࡵΦĴĴ૩ΫσĶٴĪ ຩઐঌಎߊग५ĴijĶĮķġĩུྵຩઐפஜΫσĵٴĪ ఱिঌಎ؇ߊհാijĮĴĮIJĴġĩఱि࣭षΫσIJıٴĪ ؖঌฎఉߊฎఉפIJĮIJĴĮķġĩಅ५ฎఉΫσĶٴĪ ŕņōġĩıijijĪġijķĸĮıIJijIJġġŇłřġĩıijijĪġijķĸĮıIJĴĶ ŕņōġĩıijĺĪġĹĵĹĮĶıĹıġġŇłřġĩıijĺĪġĹĶĶĮIJIJĴĶ ŕņōġĩıĴĪġĴĵĴķĮıĵĺIJġġŇłřġĩıĴĪġĴĵĴĴĮķĺĺĸ ŕņōġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJijġġŇłřġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJĵ ŕņōġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĵIJġġŇłřġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĶı ŕņōġĩıĺijĪġĵĹijĮıĴĺıġġŇłřġĩıĺijĪġĵĹijĮıĶĶı ࡥఘުאଔૺ໐ȁɧĵĴĶĮĹĶĶĹȁຩઐঌߊঌIJIJijķĮIJȁŕņōġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĴĴIJIJȁŇłřġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĶIJĹĵ Cat. No. KMPD1075J13 Jan. 2014 DN 10