CCDエリアイメージセンサ S7170-0909 S7171-0909-01 512 × 512画素、裏面入射型FFT-CCD S7170-0909、S7171-0909-01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。裏面入射型のため 紫外~近赤外光に高い感度をもつ上、MPP (multi-pinned phase)モードで動作するため、低暗電流と広いダイナミックレンジ を達成しています。さらに、分光感度特性も非常に安定しているため、高精度の測光が可能です。 1段または2段電子冷却素子を同一パッケージに内蔵したタイプも用意しています。常温で使用した場合、1段冷却型は-10 °C まで、また2段冷却型は-30 °CまでCCDを冷却することができます。CCDチップと電子冷却素子は気密封止されおり、乾燥エ アなどは不要なため、取り扱いが容易です。 特長 用途 有効画素数: 512 × 512 科学計測機器 量子効率: ピーク時90%以上 半導体検査 広い分光感度特性 紫外イメージング 低読み出しノイズ バイオフォトン観測 広いダイナミックレンジ MPP動作 常温型: S7170-0909 1段電子冷却型: S7171-0909-01 セレクションガイド 型名 S7170-0909 S7171-0909-01 冷却 全画素数 有効画素数 非冷却 段電子冷却 1 532 × 520 532 × 520 512 × 512 512 × 512 イメージサイズ [mm (H) × mm (V)] 12.288 × 12.288 12.288 × 12.288 適合マルチチャンネル 検出器ヘッド C7180 C7181 注) 2 段電子冷却型のS7172-0909 も用意しています。 構成 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 窓材 S7170-0909 S7171-0909-01 24 (H) × 24 (V) μm 2相 2相 1 段 MOSFET ソースフォロワ 24 ピン セラミック DIP ( 外形寸法図を参照 ) 反射防止コーティングサファイア サファイア*1 *1: 仮付け窓タイプ (例: S7170-0909N) 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。 浜松ホトニクス株式会社 1 S7170-0909, S7171-0909-01 CCDエリアイメージセンサ 絶対最大定格 (Ta=25 °C) 項目 動作温度*2 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 垂直入力ソース電圧 水平入力ソース電圧 垂直入力ゲート電圧 水平入力ゲート電圧 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 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 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 *2: パッケージ温度 (S7170-0909)、チップ温度 (S7171-0909-01) 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。 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 垂直入力ソース 水平入力ソース 垂直入力ゲート 水平入力ゲート High Low High Low High Low High Low High Low 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 11.5 1 -9 -9 4 -9 4 -9 4 -9 4 -9 4 -9 20 Typ. 20 12 3 0 VRD VRD -8 -8 6 -8 6 -8 6 -8 6 -8 6 -8 22 Max. 22 12.5 5 8 -7 8 -7 8 -7 8 -7 8 -7 24 単位 V V V V V V V V 記号 fc CP1V, CP2V CP1H, CP2H CSG CRG CTG CTE Vout Zo P Min. 0.99995 14 - Typ. 6400 120 30 30 70 0.99999 16 3 13 Max. 1 18 4 14 単位 MHz pF pF pF pF pF V kΩ mW V V V V V kΩ 電気的特性 (Ta=25 °C) 項目 信号出力周波数 垂直シフトレジスタ容量 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*3 DC出力レベル 出力インピーダンス 消費電力*4 *3: 飽和電荷量の半分のときに測定した、1画素当たりの転送効率 *4: オンチップアンプと負荷抵抗を合わせた消費電力 2 S7170-0909, S7171-0909-01 CCDエリアイメージセンサ 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*5 飽和電荷量 Fw Sv CCD変換効率 25 °C 0 °C 暗電流*6 (MPPモード) DS 読み出しノイズ*7 Nr ラインビニング エリアスキャン ダイナミックレンジ*8 DR 感度不均一性*9 PRNU λ 感度波長範囲 白キズ 黒キズ ポイント欠陥*10 キズ - クラスタ欠陥*11 コラム欠陥*12 Min. 240 300 1.8 37500 30000 - Typ. Fw × Sv 320 600 2.2 100 10 8 75000 40000 ±3 200 ∼ 1100 - Max. 1000 100 16 ±10 0 10 3 0 単位 V ke μV/e e-/pixel/s e - rms % nm - *5: 直線性=±1.5% *6: 暗電流は温度が5~7 °C上昇すると約2倍になります。 *7: 当社製デジタルCCDカメラ C4880を使用 (CDS回路付, 素子温度: -40 °C, 動作周波数: 150 kHz) *8: ダイナミックレンジ = 飽和電荷量/読み出しノイズ *9: 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 ۜഽະ֚ = ࡥΩΗȜϋΦͼΒ (peak to peak) × 100 [%] *10: 白キズ=冷却温度 0 °Cで1秒間蓄積したときに、暗電流が1 ke-を超える画素 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) *11: 2~9個の連続した画像欠陥 *12: 10個以上の連続した画像欠陥 分光感度特性 (窓なし時)*13 (Typ. Ta=25 °C) 100 90 ၔ࿂වৣ߿CCD 80 ၾঊ࢘ၚ (%) 70 60 50 40 30 20 ນ࿂වৣ߿CCD (UVȜΠ) ນ࿂වৣ߿CCD 10 0 200 400 600 800 1000 1200 ෨ಿ (nm) KMPDB0058JB *13: 窓材の透過率特性により分光感度は低下します。 3 S7170-0909, S7171-0909-01 CCDエリアイメージセンサ 窓材の分光透過特性 (Typ. Ta=25 °C) 100 90 80 70 ৣཡগȜΞͻϋΈέͼͺ ൫ًၚ (%) έͼͺ 60 50 40 30 20 10 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 ෨ಿ (nm) KMPDB0102JB 窓材 S7171-0909-01 *14: 気密封止 窓材 (Typ.) 1000 サファイア*14 ( オプション: 窓なし ) 反射防止コーティング サファイア*14 ( オプション: 窓なし ) 100 ճഩၠ (e-/pixel/s) 型名 S7170-0909 S7172-0909 (2 段電子冷却型 ) 暗電流ー温度 10 1 0.1 0.01 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 أഽ (°C) KMPDB0256JA 4 S7170-0909, S7171-0909-01 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) ခْ࢘ள Thinning ခْ࢘ள 23 21 15 20 13 14 4-bevel 22 24 512 ႁ 5 4 3 2 12345 H 1 12 କΏέΠ τΐΑΗ 2 3 4 5 8 10 9 512 ႁ ήρϋ· (4ْள) 11 4-bevel Thinning V V=512 H=512 ήρϋ· (4ْள) କΏέΠτΐΑΗ 8-bevel 4-bevel ಕ) වৣ༷̥࢜ͣࡉ̹ાࣣȂକΏέΠτΐΑΗ͉Si͈࢚̞໐ (ະۜ໐)́ ໞ̞̳̦ͩͦ̀͘Ȃಿ෨ಿ͈͉ະۜ໐͈Siͬ൫ً̱ȂକΏέΠτΐΑΉ ̯ͦͥخෝ̦̜̳ͤ͘ȃຈါͅ؊̲̀৭͈̈́̓చॐ࣐̩̺̯̞ͬ̽̀ȃ KMPDC0075JC 5 S7170-0909, S7171-0909-01 CCDエリアイメージセンサ タイミングチャート エリアスキャン (大飽和電荷量モード) ಇୟۼܢ (ΏλΛΗ)ٳ උ͙̱( ۼܢΏλΛΗ) Tpwv 1 2 3 4..519 520←512 + 8 (bevel) P1V P2V, TG P1H P2H, SG RG OS Tovr P2V, TG ڐఱ Tpwh, Tpws P1H P2H, SG Tpwr RG OS D1 D2 D3 D4 D18 D5..D12, S1..S512, D13..D17 D19 D20 KMPDC0120JA 15 P1V, P2V, TG* P1H, P2H*15 SG RG TG – P1H 項目 パルス幅 上昇/下降時間 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 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 記号 Tpwv Tprv, Tpfv Tpwh Tprh, Tpfh Tpws Tprs, Tpfs Tpwr Tprr, Tpfr Tovr Min. 6 200 500 10 40 500 10 40 100 5 3 Typ. 8 2000 50 2000 50 - Max. 60 60 - 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 CCDエリアイメージセンサ S7170-0909, S7171-0909-01 外形寸法図 (単位: mm) S7170-0909 වৣௗ 14.8* ໐ 12.288 1 22.9 ± 0.3 22.4 ± 0.3 13 12.288 12.8* 24 12 2.54 ± 0.13 4.8 ± 0.49 4.0 ± 0.44 3.4 ± 0.44 ࿂ 3.0 ͼϋΟΛ·ΑζȜ· άϋNo. 1 2.4 ± 0.15 34.0 ± 0.34 (24 ×) 0.5 ± 0.05 *ȶௗऺ͈൫ًඅȷ͈Έρέ͈൫ًၚͬ༗બ̳ͥςͺ KMPDA0084JB 7 S7170-0909, S7171-0909-01 CCDエリアイメージセンサ S7171-0909-01 50 ± 0.3 (42) 34.0 ± 0.34 වৣௗ 19.1 ± 0.13 0.6 ± 0.1 7.78 ± 0.79 22.9 ± 0.3 2.0 ± 0.3 ࿂ (4) 19 ± 0.2 13 1 12 19 ± 0.4 ഩঊ႖ݕளঊ 1 ± 0.2 5.0 ± 0.4 ͼϋΟΛ·ΑζȜ· άϋNo.1 *ȶௗऺ͈൫ًඅȷ͈Έρέ͈൫ًၚͬ༗બ̳ͥςͺ (ȁ)ඤ͉४ࣉ 3.0 ± 0.2 22.4 ± 0.3 24 0.5 -0.03 ໐ 12.288 +0.05 16 ± 0.13* 2.54 ± 0.13 0.5 ± 0.07 27.94 ± 0.13 KMPDA0279JA KMPDA0279JA 8 CCDエリアイメージセンサ S7170-0909, S7171-0909-01 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 RD OS OD OG SG P2H P1H IG2H IG1H ISH TG*16 P2V P1V SS ISV IG2V IG1V RG S7170-0909 機能 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 水平シフトレジスタ クロック-2 水平シフトレジスタ 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) トランスファーゲート 垂直シフトレジスタ クロック-2 垂直シフトレジスタ クロック-1 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) リセットゲート 記号 RD OS OD OG SG P2H P1H IG2H IG1H ISH TG*16 P2V P1V Th1 Th2 PP+ SS ISV IG2V IG1V RG S7171-0909-01 機能 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 水平シフトレジスタ クロック-2 水平シフトレジスタ 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) トランスファーゲート 垂直シフトレジスタ クロック-2 垂直シフトレジスタ クロック-1 サーミスタ サーミスタ 電子冷却素子 (-) 電子冷却素子 (+) 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) リセットゲート 備考 (標準動作) +12 V RL=22 kΩ +20 V +3 V P2Hと同タイミング -8 V -8 V RDに接続 P2Vと同タイミング GND RDに接続 -8 V -8 V *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。 内蔵電子冷却素子の仕様 (S7171-0909-01) 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 記号 条件 Rint Ta=25 °C Imax Tc*18=Th*19=25 °C Vmax Tc*18=Th*19=25 °C Qmax - Min. - Typ. 2.1 - Max. 2.0 4.2 4.5 70 単位 Ω A V W °C この最大電流 Imaxは冷却器を損なわないためのしきい値 *17: 電流値がImax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。 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、 供給電流をこの最大電流の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: 最大電流をセンサに供給したときに、電子冷却素子に生じる温度差を補正する理論的な熱吸収レベルです。 9 S7170-0909, S7171-0909-01 CCDエリアイメージセンサ (Typ. Ta=25 °C) 6 30 5 20 4 10 3 0 2 -10 1 -20 0 0 0.5 1.0 1.5 CCD أഽ (°C) ഩգ (V) ഩգȽഩၠ CCD أഽȽഩၠ -30 2.0 ഩၠ (A) KMPDB0180JA 内蔵温度センサの仕様 (S7171-0909) 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。 RT1 = RT2 × exp BT1/ T2 (1/T1 - 1/T2) (Typ. Ta=25 °C) 1 MΩ 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 ࢯ 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] 100 kΩ 10 kΩ 220 240 260 280 300 أഽ (K) KMPDB0111JA 10 CCDエリアイメージセンサ S7170-0909, S7171-0909-01 使用上の注意 (静電対策) O 素手あるいは綿の手袋をはめてセンサを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き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。 O 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。 O 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。 O 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 C7180, C7181 特長 裏面入射型CCDエリアイメージセンサ専用ヘッド C7180: 非冷却型 (S7170-0909)用 C7181: 電子冷却型 (S7171-0909-01)用 ラインビニング動作/エリアスキャニング動作 の選択が可能 専用駆動回路を内蔵 高安定温度制御方式を採用 (C7181) 制御温度: Ts=-10 ± 0.05 °C固定 簡単な信号入力で動作 高紫外感度、高量子効率 コンパクトな外形 11 S7170-0909, S7171-0909-01 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 C7557-01 特長 マルチチャンネル検出器ヘッドの制御とデータ収集を 行うためのコントローラ 付属のソフトウェアを使用することにより、USBイン ターフェースを通して簡易に制御およびデータ収集が可能 接続図 ΏλΛΗ * ΗͼηϋΈΩσΑ ACΉȜήσ (100ȡ240 V; C7557-01ͅັ௺) Trig. POWER ဥΉȜήσ (C7557-01ͅັ௺) SIGNAL I/O USB ΉȜήσ (C7557-01ͅັ௺) TE CONTROL I/O ͼιȜΐΓϋ + ζσΙΙλϋΥσ ܕΰΛΡ C7557-01 PC (Windows 2000/XP/Vista) (USB2.0) * ΏλΛΗ͉̈́̓ဥփ̵̱̞̀ͭ͘ȃ KACCC0402JA 本資料の記載内容は、平成26年2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. KMPD1028J08 Feb. 2014 DN 12