測距エリアイメージセンサ S11962-01CR TOF (Time-Of-Flight)方式で対象物までの距離を測定 測距イメージセンサは、 TOF 方式で対象物までの距離を測定するセンサです。パルス変調した光源と組み合わせて使用 し、発光・受光タイミングの位相差情報を出力します。その信号を外付けの信号処理回路または PC で演算することに よって、距離データが得られます。 特長 用途 高速電荷転送 障害物検知 (自動走行車、ロボットなど) 外乱光のもとでも誤動作の少ない検出 (電荷排出機能) セキュリティ (進入検知など) リアルタイム距離計測用 形状認識 (物流、ロボットなど) モーションキャプチャ 構成 項目 イメージサイズ 画素サイズ 画素ピッチ 画素数 有効画素数 パッケージ 窓材 仕様 2.56 × 2.56 40 × 40 40 72 × 72 64 × 64 48ピン PWB ARコート付ガラス 単位 mm μm μm 画素 画素 - 注) 本製品は気密封止品ではありません。 絶対最大定格 項目 記号 条件 定格値 Vdd(A) Ta=25 °C -0.3 ～ +6 Vdd(D) Ta=25 °C -0.3 ～ +6 画素アンプ Vsf 画素リセット Vr アナログ入力端子電圧 Ta=25 °C -0.3 ～ Vdd(A) + 0.3 出力オフセット Vref 受光部 Vpg フレームリセットパルス reset フレーム同期トリガパルス vst デジタル入力端子電圧 ライン同期トリガパルス hst Ta=25 °C -0.3 ～ Vdd(D) + 0.3 画素リセットパルス ext_res マスタークロックパルス mclk 画素内変調クロックパルス電圧 VTX1, VTX2, VTX3 Ta=25 °C -0.3 ～ Vdd(A) + 0.3 結露なきこと 動作温度 -25 ～ +85 Topr 保存温度 結露なきこと Tstg -40 ～ +100 ピーク温度260 °C max., 2回 (P.10参照) リフローはんだ条件*1 Tsol アナログ電源電圧 デジタル電源電圧 単位 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: JEDEC level 3 浜松ホトニクス株式会社 1 S11962-01CR 測距エリアイメージセンサ 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 バイアス電圧 フレームリセットパルス電圧 フレーム同期トリガパルス電圧 ライン同期トリガパルス電圧 マスタークロックパルス電圧 画素リセットパルス電圧 出力信号有効期間パルス電圧 出力信号同期パルス電圧 非読み出し期間パルス電圧 画素アンプ 画素リセット 出力オフセット 受光部 Highレベル Lowレベル Highレベル Lowレベル Highレベル Lowレベル Highレベル Lowレベル Highレベル Lowレベル Highレベル Lowレベル Highレベル Lowレベル Highレベル Lowレベル 記号 Vdd(A) Vdd(D) Vsf Vr Vref Vpg reset vst hst mclk ext_res oe dclk dis_read Min. 4.75 4.75 4.5 3.7 2.3 0.8 Vdd(D) × 0.8 Vdd(D) × 0.8 Vdd(D) × 0.8 Vdd(D) × 0.8 Vdd(D) × 0.8 Vdd(D) × 0.8 Vdd(D) × 0.8 Vdd(D) × 0.8 - Typ. 5 5 5 3.9 2.5 1.0 - Max. 5.25 5.25 Vdd(A) 4.1 2.7 1.2 Vdd(D) × 0.2 Vdd(D) × 0.2 Vdd(D) × 0.2 Vdd(D) × 0.2 Vdd(D) × 0.2 Vdd(D) × 0.2 Vdd(D) × 0.2 Vdd(D) × 0.2 単位 V V V V V V Min. 1M - Typ. f(mclk) 10 Max. 10 M 20 単位 Hz Hz mA V V V V V V V V 電気的特性 [Ta=25 °C, Vdd(A)=Vdd(D)=5 V] 項目 クロックパルス周波数 ビデオデータレート 消費電流 記号 f(mclk) VR Icc 条件 暗状態 電気的特性および光学的特性 [Ta=25 °C, Vdd(A)=Vdd(D)=5 V, Vsf=5 V, Vr=4.25 V, MCLK=5 MHz] 項目 感度波長範囲 最大感度波長 受光感度*2 暗出力 ランダムノイズ 暗出力電圧*3 飽和出力電圧 感度比*4 感度不均一性*5 記号 λ λp S Vd RN Vor Vsat SR PRNU Min. 1.15 × 1012 Vref + 1.0 Vref - 1.1 0.7 - Typ. 400 ～ 1100 800 2.3 × 1012 0.5 0.8 - Max. 4.6 × 1012 10 1.6 Vref + 2.1 Vref + 0.3 1.43 ±10 単位 nm nm V/W·s V/s mV rms V V % *2: 単一波長光源 (λ=805 nm) *3: 暗状態、リセット直後における出力値 *4: Vout1 (VTX1=3 V, VTX2=VTX3=0 V)と Vout2 (VTX2=3 V, VTX1=VTX3=0 V) における出力の比 *5: 感度不均一性は、飽和の約50%の白色均一光を受光部全体に入射した場合の出力不均一性です。最外周4ラインの画素と欠陥画素を 除いて計算し、次のように定義します。 PRNU=∆X/X × 100 (%) X: 全画素の出力の平均値, ∆X: 画素出力の標準偏差 2 S11962-01CR 測距エリアイメージセンサ 分光感度特性 (代表例) (Typ. Ta=25 °C) 1.0 0.9 0.8 చۜഽ 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 ෨ಿ (nm) KMPDB0375JB ブロック図 GND Vdd(A) GND GND Vdd(A) 2 1 45 44 3 VTX1 VTX2 VTX3 43 42 41 GND Vdd(A) 40 39 36 GND 33 Vdd(A) ೄΏέΠτΐΑΗ 32 GND 31 Vpg έΠΘͼȜΡͺτͼ 72 × 72ْள (ခْ࢘ளତ 64 × 64ْள) 30 Vsf 29 Vr 28 Vref ext_res reset vst hst mclk 6 CDSٝႹ 7 8 10 11 ΗͼηϋΈ อٝႹ 27 Vout1 26 Vout2 କΏέΠτΐΑΗ ΨΛέ 25 GND ͺϋί 23 Vdd(A) 22 GND 9 14 5 oe dclk dis_read 12 GND 15 16 21 20 GND Vdd(D) GND Vdd(D) KMPDC0438JC 基本接続例 ΨΛέͺϋί Vout 1 Vout 2 ΨΛέͺϋί KMPDC0486JA 3 S11962-01CR 測距エリアイメージセンサ タイミングチャート VTX3を使用することで、光源のデューティ比を変更し、光源の発光パワーを上げることが可能です。また、thp(VTX3)=0 nsと設定 すると、デューティ比 50%での駆動が可能です。 フレームタイミング t13 (උ͙̱শ)ۼ t14 (ಇୟশ)ۼ reset t1 t2 t3 t4 vst t5 t6 t7 t8 hst 2 t9 t10 t11t12 1 (1H) N 72 2 (1H) N (1H) 73 1 72 (1H) mclk t16 VTX1, 2, 3 VTXߐ൲ۼܢ VTXߐ൲ۼܢ t17 dis_read t19 t18 ext_res ΩσΑ tpi(VTX) VTX1 VTX2 thp(VTX1) thp(VTX2) tlp(VTX1) tlp(VTX2) thp(VTX3) tlp(VTX3) VTX3 VTXߐ൲ۼܢ KMPDC0439JB tr(reset) tf(reset) tr(hst) tf(hst) mclk tr(vst) tf(dclk) hst reset tf(vst) tr(mclk) tf(mclk) tr(dclk) dclk td(dclk) td(vout) vst Vout1 Vout2 mclk 0.1 V tr(vout) tf(vout) mclk hst tr (dis_read) dis_read td(dis_read) tf(dis_read) tr(oe) tf(oe) oe td(oe) td(ext_res) tf(ext_res) ext_res KMPDC0440EA 4 測距エリアイメージセンサ S11962-01CR フレームレートの算出方法 フレームレート=1/1フレームの時間 =1/(蓄積時間 + 読み出し時間) 必要とされる距離精度、外乱光などの使用環境によって蓄積時間の設定を変える必要があります。 読み出し時間= 1 × 水平タイミングクロック数 × 垂直画素数 クロックパルス周波数 =1クロック当たりの時間 (1画素の読み出し時間) × 水平タイミングクロック数 × 垂直画素数 読み出し時間の算出例 (クロックパルス周波数=5 MHz, 水平タイミングクロック数=110, 垂直画素数=72) 1 読み出し時間= × 110 × 72 5 × 106 [Hz] =200 [ns] × 110 × 72 =1.584 [ms] 水平タイミング έτȜθΗͼηϋΈ͈1 (1H)͈ํս 110 (=38 + 72) × mclk t15 38 mclk hst mclk oe dclk 1 2 3 4 72 Vout1 Vout2 KMPDC0441JA 5 測距エリアイメージセンサ 項目 マスタークロックパルスデューティ比 マスタークロックパルス上昇／下降時間 フレームリセットパルス上昇／下降時間 フレーム同期トリガパルス上昇／下降時間 ライン同期トリガパルス上昇／下降時間 画素リセットパルス上昇／下降時間 マスタークロックパルスの立ち下がりから フレームリセットパルスの立ち上がりまでの時間 フレームリセットパルスの立ち上がりから マスタークロックパルスの立ち下がりまでの時間 マスタークロックパルスの立ち下がりから フレームリセットパルスの立ち下がりまでの時間 フレームリセットパルスの立ち下がりから マスタークロックパルスの立ち下がりまでの時間 マスタークロックパルスの立ち下がりから フレーム同期トリガパルスの立ち上がりまでの時間 フレーム同期トリガパルスの立ち上がりから マスタークロックパルスの立ち下がりまでの時間 マスタークロックパルスの立ち下がりから フレーム同期トリガパルスの立ち下がりまでの時間 フレーム同期トリガパルスの立ち下がりから マスタークロックパルスの立ち下がりまでの時間 マスタークロックパルスの立ち上がりから ライン同期トリガパルスの立ち上がりまでの時間 ライン同期トリガパルスの立ち上がりから マスタークロックパルスの立ち上がりまでの時間 マスタークロックパルスの立ち上がりから ライン同期トリガパルスの立ち下がりまでの時間 ライン同期トリガパルスの立ち下がりから マスタークロックパルスの立ち上がりまでの時間 S11962-01CR 記号 tr(mclk), tf(mclk) tr(reset), tf(reset) tr(vst), tf(vst) tr(hst), tf(hst) tr(ext_res), tf(ext_res) Min. 45 0 0 0 0 0 Typ. 50 - Max. 55 20 20 20 20 20 単位 % ns ns ns ns ns t1 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s t2 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s t3 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s t4 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s t5 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s t6 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s t7 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s t8 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s t9 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s t10 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s t11 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s t12 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s - - s t14 (110/f(mclk) + t15) × 72 + t18 + t19 - 10 - ms t15 10/f(mclk) - - s td(dclk) 0 25 50 ns tr(dclk) tf(dclk) - 20 20 40 40 ns ns td(oe) 0 25 50 ns tr(oe) tf(oe) tr(Vout), tf(Vout) - 20 20 35 40 40 70 ns ns ns td(Vout) - 40 80 ns 読み出し時間 t13 蓄積時間 マスタークロックパルスの立ち上がり (全画素読み出し終了後)から マスタークロックパルスの立ち上がり (hst: High期間)までの時間 マスタークロックパルスの立ち下がりから 出力信号同期パルスの立ち上がりまでの時間 出力信号同期パルス出力電圧上昇時間 (10～90%)*6 出力信号同期パルス出力電圧下降時間 (10～90%)*6 マスタークロックパルスの立ち上がりから 出力信号有効期間パルスの立ち上がりまでの時間 出力信号有効期間パルス上昇時間 (10～90%)*6 出力信号有効期間パルス下降時間 (10～90%)*6 出力信号1, 2セトリング時間 (10～90%)*6 *7 マスタークロックパルスの立ち上がりから 出力信号1, 2 (出力 50%)までの時間*6 *6: CL=3 pF *7: 出力電圧=0.1 V 6 S11962-01CR 測距エリアイメージセンサ 項目 画素内変調クロックパルス周期 画素内変調クロックパルス (VTX1) High期間 記号 tpi(VTX) thp(VTX1) Min. 60 30 画素内変調クロックパルス (VTX1) Low期間 tlp(VTX1) - 画素内変調クロックパルス (VTX2) High期間 thp(VTX2) 30 画素内変調クロックパルス (VTX2) Low期間 tlp(VTX2) - 画素内変調クロックパルス (VTX3) High期間 thp(VTX3) 0 画素内変調クロックパルス (VTX3) Low期間 tlp(VTX3) - tr(VTX) tf(VTX) 画素内変調クロックパルス電圧上昇時間 画素内変調クロックパルス電圧下降時間 High レベル 画素内変調クロックパルス電圧 Low レベル 画素リセットパルスの立ち下がりから VTX駆動期間ONまでの時間 VTX駆動期間OFFから フレームリセットパルスの立ち下がりまでの時間 ライン同期トリガパルス (最終パルス)の立ち上がりから 画素リセットパルスの立ち上がりまでの時間 画素リセットパルスHigh期間 ライン同期トリガパルスの立ち上がりから 非読み出し期間パルスの立ち上がりまでの時間*6 非読み出し期間パルス上昇時間 (10～90%)*6 非読み出し期間パルス下降時間(10～90%)*6 Max. - 単位 ns ns - ns - ns - ns - ns - ns - Typ. tpi(VTX) thp(VTX2) thp(VTX3) tpi(VTX) thp(VTX1) thp(VTX3) tpi(VTX) thp(VTX1) thp(VTX2) 3 3 3 0 - ns ns t16 0 - - s t17 0 - - s t18 0 - - s t19 10 - - μs td(dis_read) - 25 50 ns tr(dis_read) tf(dis_read) - 20 20 40 40 ns ns VTX1, VTX2, VTX3 V 入力端子容量 (Ta=25 °C, Vdd=5 V) 項目 画素内変調クロックパルス内部負荷容量 記号 CLTX Min. - Typ. 100 Max. - 単位 pF 7 S11962-01CR 測距エリアイメージセンサ 外形寸法図 (単位: mm) 推奨ランドパターン (単位: mm) 7.58 8.18 ໐ 2.54 7.08 ͼϋΟΛ·ΑζȜ· ϕ0.2 P0.6 × 11=6.6 0.4 0.4 1.2 P0.6 × 5=3.0 8.66 8.16 ࠪ (3 ×) ϕ0.2 ࿂ 1.0 2.0 KMPDC0442EB 7.58 P0.6 × 11=6.6 24 12 25 0.6 P0.6 × 5=3.0 13 8.66 9.26 0.67 0.18 (44 ×) ϕ0.2 36 1 48 ঐা̧̈́ओ: ±0.2, ±2° 37 ഩޭ (48 ×)ȁ 0.4 KMPDA0299JD 8 測距エリアイメージセンサ S11962-01CR 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 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 記号 GND Vdd(A) GND NC dis_read ext_res reset vst oe hst mclk GND NC dclk GND Vdd(D) NC NC NC GND Vdd(D) GND Vdd(A) NC GND Vout2 Vout1 Vref Vr Vsf Vpg GND Vdd(A) NC NC GND NC NC Vdd(A) GND VTX3 VTX2 VTX1 Vdd(A) GND NC NC NC I/O I I I O I I I O I I I O I I I I I I I O O I I I I I I I I I I I I I I - 説明 グランド アナログ電源電圧 グランド 無接続 非読み出し期間パルス 画素リセットパルス フレームリセットパルス フレーム同期トリガパルス 出力信号有効期間パルス ライン同期トリガパルス マスタークロックパルス グランド 無接続 出力信号同期パルス グランド デジタル電源電圧 無接続 無接続 無接続 グランド デジタル電源電圧 グランド アナログ電源電圧 無接続 グランド 出力信号2 出力信号1 バイアス電圧 (出力オフセット) バイアス電圧 (画素リセット) バイアス電圧 (画素アンプ) バイアス電圧 (受光部) グランド アナログ電源電圧 無接続 無接続 グランド 無接続 無接続 アナログ電源電圧 グランド 画素内変調クロックパルス3 画素内変調クロックパルス2 画素内変調クロックパルス1 アナログ電源電圧 グランド 無接続 無接続 無接続 注) NCはオープンにして、GNDには接続しないでください。 Vout1/Vout2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でください。 9 測距エリアイメージセンサ S11962-01CR 当社の実験用熱風リフロー炉を用いた温度プロファイルの実測値例 300 °C 260 °C max. 230 °C أഽ 190 °C 170 °C ထح 60ȡ120 s ུح 40 s max. শۼ KMPDB0381JA ・本製品は、鉛フリーはんだ付けに対応しています。梱包開封後は、温度 30 °C 以下、湿度 60％以下の環境で保管して、168時間以内 にはんだ付けをしてください。 ・使用する基板・リフロー炉によって、リフローはんだ付け時に製品が受ける影響は異なります。リフローはんだ条件の設定時には、 あらかじめ実験を行って、製品に問題が発生しないことを確認してください。 関連情報 www.hamamatsu.com/sp/ssd/doc_ja.html 注意事項 ・ 製品に関する注意事項とお願い ・ 表面実装型製品／使用上の注意 ・ 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27年6月現在のものです。 ୋ͈ॽအ͉Ȃ٨ၻ͈̹̈́̓͛ထ̩࣬̈́་ࢵ̳̭̦̜̳ͥ͂ͤ͘ȃུၳ͉ୃ̹̳͛ͥܢͬږਹͅै଼̯̹͈̳̦ͦ́͜Ȃͦ͘ͅࢋܱ̈́̓ͥ͢ͅࢋ̦ͤ ̜ͥાࣣ̦̜̳ͤ͘ȃུୋͬঀဥ̳ͥष͉ͅȂຈ̴ොවॽအ̮ͬဥྵ͈ષȂड૧͈ॽအ̮̞̯̺̩ͬږȃ ུୋ͈༗બ͉ȂොවࢃIJාոඤ̦ͅอࡉ̯ͦḀ̑̾২̯̹ͦͅાࣣȂུୋ͈ਘၑ̹͉͘య͈ොවͬࡠഽ̱̳͂͘ȃ̹̺̱Ȃ༗બۼܢඤ̜́̽̀͜Ȃ ഛब̤͍͢ະഐ୨̈́ঀဥ֦̳ܳͥͅఅ͉̞̀̾ͅٺȂ২̷͉͈ୣ̵̞ͬͭ͘ȃ ུၳ͈ܱशඤယ̞̾̀ͅȂ২͈ݺౄ̱̈́ͅഢश̹͉͘ໝୋ̳̭̲̳ͥ͂ͬ͘ȃ ŸŸŸįũŢŮŢŮŢŵŴŶįŤŰŮ ୵రުאਫ਼ ಆ෨ުאਫ਼ ުאނਫ਼ ಎ໐ުאਫ਼ ఱिުאਫ਼ ୌུުאਫ਼ ɧĺĹıĮııIJIJ ɧĴıĶĮıĹIJĸ ɧIJıĶĮıııIJ ɧĵĴıĮĹĶĹĸ ɧĶĵIJĮııĶij ɧĹIJijĮııIJĴ ୵రঌဩߊષIJĮķĮIJIJġĩུྵ୵ర࢙൚రΫσijٴĪ ֟ઽࡇ̩̾͊ঌࡄڠݪĶĮIJijĮIJıġĩࡄڠݪΑ·;ͿͺΫσĸٴĪ ނസࢽߊࡵΦĴĮĹĮijIJġĩࡵΦĴĴ૩ΫσĶٴĪ ຩઐঌಎߊग५ĴijĶĮķġĩུྵຩઐפஜΫσĵٴĪ ఱिঌಎ؇ߊհാijĮĴĮIJĴġĩఱि࣭षΫσIJıٴĪ ؖঌฎఉߊฎఉפIJĮIJĴĮķġĩಅ५ฎఉΫσĶٴĪ ŕņōġĩıijijĪġijķĸĮıIJijIJġġŇłřġĩıijijĪġijķĸĮıIJĴĶ ŕņōġĩıijĺĪġĹĵĹĮĶıĹıġġŇłřġĩıijĺĪġĹĶĶĮIJIJĴĶ ŕņōġĩıĴĪġĴĵĴķĮıĵĺIJġġŇłřġĩıĴĪġĴĵĴĴĮķĺĺĸ ŕņōġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJijġġŇłřġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJĵ ŕņōġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĵIJġġŇłřġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĶı ŕņōġĩıĺijĪġĵĹijĮıĴĺıġġŇłřġĩıĺijĪġĵĹijĮıĶĶı ࡥఘުאଔૺ໐ȁɧĵĴĶĮĹĶĶĹȁຩઐঌߊঌIJIJijķĮIJȁŕņōġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĴĴIJIJȁŇłřġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĶIJĹĵ Cat. No. KMPD1141J06 Jun. 2015 DN 10