IMAGE SENSOR NMOSリニアイメージセンサ S3901-FXシリーズ 10 k∼100 keVのX線に高感度のイメージセンサ NMOSリニアイメージセンサは、 マルチチャンネル分光光度計用の検出器として設計された自己走査型フォトダイオードアレイです。走査回 路は、 NチャンネルMOSトランジスタで構成され、 低消費電力駆動が可能なため、 取り扱いが容易です。各フォトダイオードの受光面積が大き く高い紫外感度をもつ上、 雑音がきわめて小さいので微弱な入射光に対してもS/Nの高い信号が得られます。 また、 優れた出力直線性、 広 いダイナミックレンジも電流出力型のNMOSリニアイメージセンサの特長です。 S3901-FXシリーズは、 S3901-Fシリーズ NMOSリニアイメージセンサのファイバオプティクプレート窓に蛍光体を塗布したイメージセンサです。 X線や電子線の検出用に開発され、 特に10 k∼100 keVのX線に高感度を有しています。蛍光体は、 最適な感度と解像度が得られるように 組成されたガドリニウム・オキサルファイド (Gd2O2S ･ Tb)を使用しており、 そのピーク発光波長は550 nmです。 S3901-FXシリーズの受光部は、 高さ2.5 mm、 素子間ピッチ50 mmのフォトダイオードアレイで、 256, 512画素より選択できます。 同じ蛍光体を塗布したファイバオプティクプレート窓付のS3904シリーズ NMOSリニアイメージセンサにも対応が可能です。 また、蛍光体やファイバオプティクプレート窓のないフォトダイオードを使用すれば、10 keV以下のエネルギーのX線をダイレクトに検出する ことも可能です。 特長 用途 l 広い受光面 l X線や電子ビーム透過を利用した検査機器 l 非破壊検査 l X線や電子ビーム検出装置 画素ピッチ: 50 µm 画素高さ: 2.5 mm l 低暗電流、大飽和電荷量のため、常温で長い蓄積時間と広い ダイナミックレンジが得られる l 優れた出力直線性とユニフォミティ (感度の均一性) l 低消費電力: 1 mW max. l スタートパルス、クロックパルスは、CMOSロジック コンパチブル ■ 等価回路 ■ 受光部の構造 スタート st クロック 2 デジタルシフトレジスタ (MOSシフトレジスタ) エンドオブスキャン 2.5 mm クロック 1 アクティブビデオ アクティブ フォトダイオード 45 µm 50 µm Vss 飽和コントロール ゲート 飽和コントロール ドレイン ダミービデオ ダミーダイオード ファイバオプティクプレート 1.0 µm 蛍光体 1.0 µm N型シリコン KMPDC0020JA 400 µm 酸化シリコン P型シリコン KMPDC0008JA ■ 絶対最大定格 項 目 入力パルス (φ1, φ2, φst)電圧 消費電力*1 動作温度*2 保存温度 *1: Vφ=5.0 V *2: 結露なきこと 記号 Vφ P Topr Tstg 定格値 15 1 -30 ～ +60 -40 ～ +80 単位 V mW °C °C 1 NMOSリニアイメージセンサ NMOS リニアイメージセンサ S3901-FXシリーズ ■ 形状仕様 項 目 画素数 パッケージ長 ピン数 窓材*3 単位 mm 22 ファイバオプティクプレート 質量 8.0 10.0 g *3: 迷光による影響を防ぐために、S3901-FX シリーズは蛍光体とファイバオプティクプレートにアルミカバーが納品時に付い ています。 S3901-256FX 256 31.75 S3901-512FX 512 40.6 ■ 仕様 (Ta=25 °C) 項 目 画素ピッチ 画素高さ 感度波長範囲 (ピークの 20%) 受光感度 フォトダイオード暗電流*4 フォトダイオード容量*4 飽和露光量*4 飽和出力電荷量*4 感度不均一性*5 記号 λ S ID Cph Min. - Max. - - Typ. 50 2.5 10 ～ 100 0.013 0.2 20 0.6 - 単位 µm mm keV pC/mR pA pF Esat Qsat PRNU - 4 50 - ±10 R pC % *4: Vb=2.0 V, Vφ=5.0 V *5: 蛍光体の発光ユニフォミティを含めて (暗電流成分は除く)、下記の条件にて測定。 X 線管電圧: 40 kV、管電流: 3 mA S3901-FX シリーズと X 線管の距離: 4 cm 蛍光体: Gd2O2S･Tb (厚さ=200 µm, λp=550 nm, 減衰時間=1 ms) ■ 電気的特性 (Ta=25 °C) 項 目 記号 High Vφ1, Vφ2 (H) クロックパルス (φ1, φ2) 電圧 Low Vφ1, Vφ2 (L) High スタートパルス (φst) Vφs (H) 電圧 Low Vφs (L) ビデオバイアス電圧*6 Vb 飽和コントロールゲート電圧 Vscg 飽和コントロールドレイン電圧 Vscd クロックパルス(φ1, φ2) trφ1, trφ2 上昇／下降時間*7 tfφ1, tfφ2 クロックパルス (φ1, φ2)パルス幅 tpwφ1, tpwφ2 スタートパルス (φst) 上昇／下降時間 trφs, tfφs スタートパルス (φst)パルス幅 tpwφs スタートパルス (φst)－クロック tφov パルス (φ2)間オーバーラップ クロックパルススペース*7 X1, X2 8 シフトレジスタ動作周波数* f ビデオ遅延時間 クロックパルス (φ1, φ2) ライン容量 飽和コントロールゲート (Vscg) ライン容量 ビデオライン容量 tvd Cφ Cscg CV 条件 飽和の 50%*8 *9 5V バイアス 5V バイアス 2V バイアス Min. 4.5 0 4.5 0 1.5 - Typ. 5 Vφ1 Vφ - 3.0 0 Vb Max. 10 0.4 10 0.4 Vφ - 2.5 - 単位 V V V V V V V - 20 - ns 200 200 20 - - ns ns ns 200 - - ns trf - 20 0.1 - 120 (-256 FX) 160 (-512 FX) 36 (-256 FX) 67 (-512 FX) 20 (-256 FX) 35 (-512 FX) 11 (-256 FX) 20 (-512 FX) 2000 - ns kHz ns ns pF pF pF pF pF pF *6: Vφは入力パルス電圧。 *7: trf はクロックパルスの上昇／下降時間。クロックパルスの上昇／下降時間が 20 ns 以上かかる場合は (上昇／下降時間 - 20) ns 以上のクロックパルススペースを入れてください。 *8: Vb=2.0 V, Vφ=5.0 V *9: C7883 駆動回路を用いて測定。 2 リニアイメージセンサ NMOSリニアイメージセンサ S3901-FXシリーズ ■ 外形寸法図 (単位: mm) S3901-512FX S3901-256FX 12.8 ± 0.3 31.75 受光面 5.0 ± 0.2 5.0 ± 0.2 10.4 10.4 6.4 ± 0.3 5.4 ± 0.2 受光部 25.6 × 2.5 5.4 ± 0.2 受光部 12.8 × 2.5 40.6 10.0 3.0 3.4 3.0 3.4 10.0 受光面 0.51 0.51 0.25 0.25 2.54 2.54 25.4 25.4 10.16 10.16 KMPDA0031JB KMPDA0032JB ■ ピン接続 2 1 22 NC 1 2 21 NC st 3 20 NC Vss 4 19 NC Vscg 5 18 NC NC 6 17 NC Vscd 7 16 NC Vss 8 15 NC アクティブビデオ 9 14 NC ダミービデオ 10 13 NC Vsub 11 12 エンドオブスキャン Vss, Vsub, NCは接地してください。 KMPDC0056JA 本資料の記載内容は、平成22年10月現在のものです。製品の仕様は、改良等のため予告なく変更することがあります。製品を使用する際には、仕様書をご用命の上、 最新の内容をご確認ください。 仕様書およびサンプル提供の際、型名の末尾に暫定仕様を意味する(X)、開発仕様を意味する(Z)が付く場合があります。 本製品の保証は、納入後 1年以内に瑕疵が発見され、 かつ弊社に通知された場合、本製品の修理または代品の納入を限度とします。ただし、保証期間内であっても、 天災および不適切な使用に起因する損害については、弊社はその責を負いません。 本資料の記載内容について、弊社の許諾なしに転載または複製することを禁じます。 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 〒980-0011 〒300-2635 〒105-0001 〒430-8587 〒541-0052 仙台市青葉区上杉1-6-11 (日本生命仙台勾当台ビル2階) 茨城県つくば市東光台5-9-2 東京都港区虎ノ門3-8-21 (虎ノ門33森ビル5階) 浜松市中区砂山町325-6 (日本生命浜松駅前ビル4階) 大阪市中央区安土町2-3-13 (大阪国際ビル10階) TEL (022) 267-0121 TEL (029) 847-3821 TEL (03) 3436-0491 TEL (053) 459-1112 TEL (06) 6271-0441 FAX (022) 267-0135 FAX (029) 847-8654 FAX (03) 3433-6997 FAX (053) 459-1114 FAX (06) 6271-0450 固体営業推進部 〒435-8558 浜松市東区市野町1126-1 TEL (053) 434-3311 FAX (053) 434-5184 Cat. No. KMPD1005J05 Oct. 2010 DN jp.hamamatsu.com