CMOSリニアイメージセンサ S11108 画素ごとにアンプを内蔵することで高感度を実現 S11108は、画素ごとにアンプを内蔵することで高感度を実現したCMOSリニアイメージセンサです。画素サイズ 14 × 14 μm、2048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: 14 × 14 μm 位置検出 2048 画素 有効受光面長: 28.672 mm 各種イメージ読み取り 高感度: 50 V/(lx·s) バーコードリーダ エンコーダ 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. 入力端子容量が小さい: 5 pF 構成 項目 仕様 2048 14 × 14 28.672 LCP (液晶性ポリマー) テンパックスガラス 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 ブロックスイッチ電圧 動作温度*1 保存温度*1 記号 Vdd V(CLK) V(ST) V(BSW) Topr Tstg 条件 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 -40 ～ +85 -40 ～ +85 単位 V V V V °C °C *1: 結露なきこと 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。 浜松ホトニクス株式会社 1 S11108 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 ブロックスイッチ電圧*2 Highレベル Lowレベル Highレベル Lowレベル 2048 画素 読み出し 1024 画素 読み出し 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 0 - 0.3 3 Vdd Vdd + 0.25 V(BSW) 単位 V V V V V V *2: 全画素読み出しの場合は NC または GND、1024 画素 (513 ～1536 ch) 読み出しの場合は Vdd としてください。 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) Min. - Typ. 5 5 Max. - 単位 pF pF Typ. f(CLK) 30 Max. 10 M 260 50 単位 Hz Hz Ω mA 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*3 *4 記号 f(CLK) VR Zo I Min. 200 k 70 20 *3: f(CLK)=10 MHz *4: 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*5 変換効率*6 暗出力電圧*7 飽和出力電圧*8 読み出しノイズ ダイナミックレンジ1*9 ダイナミックレンジ2*10 出力オフセット電圧 感度不均一性*5 *11 残像*12 記号 λ λp R CE Vd Vsat Nr DR1 DR2 Vo PRNU IL Min. 0 0.8 0.3 0.3 - Typ. 400 ～ 1000 700 50 13 0.3 1.2 0.6 2000 4000 0.5 ±2 - Max. 3 1.8 1.5 0.9 ±10 0.6 単位 nm nm V/(lx·s) μV/emV V mV rms 倍 倍 V % mV *5: 2856 K, タングステンランプ *6: 1電子当たりに発生する出力電圧 *7: 蓄積時間 Ts=10 ms *8: Voとの電圧差 *9: DR1= Vsat / Nr *10: DR2= Vsat / Vd 蓄積時間 Ts=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。 *11: 感度不均一性は、飽和露光量の50%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2042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: 最大または最小出力とXとの差 *12: 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 2 S11108 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 0 400 600 800 1000 1200 ෨ಿ (nm) KMPDB0308JB ブロック図 ΏέΠτΐΑΗ Trig 23 CLK 3 ST 24 ΗͼηϋΈ อٝႹ γȜσΡယၾٝႹ 13 Video ͺϋίͺτͼ έΠΘͼȜΡͺτͼ 22 BSW 15 EOS ΨͼͺΑ อٝႹ KMPDC0312JD 3 CMOSリニアイメージセンサ S11108 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 1.7 V (გႁഩգ=1.2 V) Video 0.5 V (ႁέΓΛΠഩգ) 1 V/div. GND 20 ns/div. f(CLK)=VR=1 MHz CLK 5 V/div. GND Trig 5 V/div. GND 1.7 V (გႁഩգ=1.2 V) Video 1 V/div. 0.5 V (ႁέΓΛΠഩգ) GND 200 ns/div. 4 S11108 CMOSリニアイメージセンサ 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· 2048 1 2048 Video* 89 1 Trig EOS ήυΛ·ΑͼΛΙخෝۼܢ * 1024ْளඋ͙̱শ͈Video͉Ȃ513ȡ1536 ch͈ႁ̳́ȃ tr(CLK) tf(CLK) CLK 1/f(CLK) ST tr(ST) tf(ST) thp(ST) tlp(ST) tpi(ST) KMPDC0319JF 項目 スタートパルス周期*13 スタートパルスHigh期間*13 *14 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 *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。 *14: 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。 5 CMOSリニアイメージセンサ S11108 動作例 2048 chのすべてを出力させる場合 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 (2048 chのすべて を出力させる場合)。 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=2140/f(CLK)=2140/10 MHz=214 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 =2140/f(CLK) - 92/f(CLK) = 2140/10 MHz - 92/10 MHz = 204.8 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、204.8 + 4.8=209.6 μsとなります。 tlp(ST)=9.2 µs thp(ST)=204.8 µs ST tpi(ST)=214 µs KMPDC0366EB 1024 ch (513～1536 ch)のすべてを出力させる場合 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 [1024 ch (513～ 1536 ch)のすべてを出力させる場合]。 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=1116/f(CLK)=1116/10 MHz=111.6 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 =1116/f(CLK) - 92/f(CLK) = 1116/10 MHz - 92/10 MHz = 102.4 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、102.4 + 4.8=107.2 μsとなります。 tlp(ST)=9.2 µs thp(ST)=102.4 µs ST tpi(ST)=111.6 µs KMPDC0387EA 6 S11108 CMOSリニアイメージセンサ 外形寸法図 (単位: mm) ໐ 28.672 1.35 ± 0.2*1 1.4 ± 0.2*2 ࿂ a 13 1 ch 1 10.2 ± 0.5 12 a’ 0.2 ໐ 0.014 4.55 ± 0.4 9.1 ± 0.1 10.02 ± 0.3 24 ±15° 14.336 ± 0.3 41.6 ± 0.2 0.5 ± 0.05*3 औ༷࢜ a-a’ ౯࿂ 4.0 ± 0.5 3.0 2.54 0.51 ঐা̧̈́ओ: 0.1 *1: ΄ρΑௗ͈ນ࿂̥ͣ࿂༹͈́͘ *2: ΩΛΉȜΐೲ࿂̥ͣ࿂༹͈́͘ *3: ΄ρΑ͈࢚̯ ±15° 27.94 KMPDA0250JF 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 11 Vss 12 Vdd I/O I I I ピン No. 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 記号 Video NC EOS NC NC NC NC NC NC BSW I/O O GND 23 Trig O 電源電圧 24 ST 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 O 説明 ビデオ信号 無接続 スキャン終了信号 無接続 無接続 無接続 無接続 無接続 無接続 ブロックスイッチ*15 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。 *15: 全画素読み出しの場合はNCまたはGND、1024画素 (513～1536 ch)読み出しの場合はVddとしてください。 7 S11108 CMOSリニアイメージセンサ 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 BSW 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 S11108 + - LT1818 51 Ω Video 22 pF 0.1 µF 0.1 µF 22 µF/25 V + -5 V KMPDC0367EB 8 CMOSリニアイメージセンサ S11108 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 絶対最大定格で定めた温度範囲にて取り扱ってください。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ようにしてください。 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25年11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. KMPD1112J11 Nov. 2013 DN 9