g11620-256sa etc kmir1026j

InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ
(冷却型)
シングルビデオライン (256/512 画素 )
近赤外イメージセンサ (0.95 ～ 1.67 μm)
G11620シリーズは、近赤外マルチチャンネル分光測光用に設計されたInGaAsリニアイメージセンサです。CMOSチップ
はチャージアンプ、シフトレジスタ、およびタイミング発生回路で構成されています。従来品は2つのCMOSチップを内蔵
していましたが、本製品はバンプ接続を採用することによって1チップ化を実現しています。この構造によって、奇数画素
と偶数画素のビデオ出力差を低減しました。チャージアンプはCMOSトランジスタアレイで構成され、InGaAsフォトダイ
オードアレイの各画素に接続されています。各画素からの信号は電荷蓄積モードで読み出されるため，広い感度波長範囲で
高い感度と安定した動作が得られます。パッケージは気密封止されており信頼性に優れています。
CMOSチップ上の信号処理回路は、外部電圧によって2種類の変換効率 (CE: Conversion Efficiency)から用途に適した値を選択
できます。
特長
用途
低ノイズ、低暗電流
近赤外マルチチャンネル分光測光
2種類の変換効率から選択可能
放射温度計
飽和対策回路を内蔵
非破壊検査装置
CDS回路*1を内蔵
サーミスタ内蔵
簡単動作 (タイミング発生回路を内蔵*2)
高分解能: 25 μmピッチ (G11620-512SA)
*1: チャージアンプでは、積分容量をリセットする際に発生するリセットノイズが支配的になります。しかし、蓄積時間終了後の信
号とリセット直後の信号の差をとるCDS回路により、リセットノイズを大幅に低減しています。
*2: シフトレジスタを動作させる際に、従来はイメージセンサの外部からPLD (programmable logic device)などにより、複数のタイミ
ングを入力していました。本イメージセンサは、タイミング発生用のCMOS回路を内蔵しています。CLKとRESETを入力するだけ
で、すべてのタイミングをイメージセンサ内部で発生します。
セレクションガイド
型名
G11620-256SA
G11620-512SA
冷却
イメージサイズ
(mm)
総画素数
有効画素数
専用駆動回路
1段電子冷却
12.8 × 0.5
256
512
256
512
-
構成
項目
G11620-256SA
G11620-512SA
画素サイズ
[μm (H) × μm (V)]
50 × 500
25 × 500
画素間ピッチ
(μm)
50
25
パッケージ
窓材
28ピンメタル
(外形寸法図を参照)
サファイア
(反射防止コーティングあり)
浜松ホトニクス株式会社
1
InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ (冷却型)
V
受光部拡大図 (単位: μm)
x
H
߿ྴ
x
H
V
G11620-256SA
30
50
500
G11620-512SA
10
25
500
KMIRC0088JA
ブロック図 (G11620-512SA)
CMOSΙΛί
ΏέΠ
τΐΑΗ
.....
CLK
RESET
ΙλȜΐ
ͺϋί
ΗͼηϋΈอ୆ٝႹ
.....
ΏέΠ
τΐΑΗ
AD_sp
.....
InGaAs
ΙΛί
.....
VIDEO
CMOSඋ͙੄̱ٝႹ
.....
AD_trig
KMIRC0048JB
2
InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ (冷却型)
絶対最大定格
項目
記号
Vdd, INP, Fvref
Vinp, PDN
Vϕ
V(RES)
Vcfsel
Topr
Tstg
Pd_th
供給電圧
クロックパルス電圧
リセットパルス電圧
ゲイン選択端子電圧
動作温度
保存温度
はんだ付け条件
サーミスタ許容損失
条件
Min.
Typ.
Max.
単位
Ta=25 °C
-0.3
-
+6
V
Ta=25 °C
Ta=25 °C
Ta=25 °C
結露なきこと*3
結露なきこと*3
-0.3
-0.3
-0.3
-10
-20
260 °C以下、10秒以内
-
+6
+6
+6
+60
+70
V
V
V
°C
°C
mW
Ta=25 °C
-
400
*3: 高湿環境においては、製品とその周囲で温度差があると製品表面が結露しやすく、特性や信頼性に影響が及ぶことがあります。
注) 絶対最大定格は、絶対に超えてはならない値を示します。絶対最大定格を超えると、たとえ1項目だけで瞬時であっても製品の品
質を損なうおそれがあります。絶対最大定格の範囲内で必ず使用してください。
推奨端子電圧 (Ta=25 °C)
項目
電源電圧
差動リファレンス電圧
ビデオラインリセット電圧
入力段アンプリファレンス電圧
フォトダイオードカソード電圧
グランド
High
クロックパルス電圧
Low
High
リセットパルス電圧
Low
記号
Vdd
Fvref
Vinp
INP
PDN
Vss
Vϕ
V(RES)
Min.
4.7
1.1
3.9
3.9
3.9
4.7
0
4.7
0
Typ.
5.0
1.2
4.0
4.0
4.0
0
5.0
0
5.0
0
Max.
5.3
1.3
4.1
4.1
4.1
5.3
0.4
5.3
0.3
単位
V
V
V
V
V
V
V
V
電気的特性 (Ta=25 °C)
項目
消費電流
クロック周波数
ビデオデータレート
ビデオ出力電圧
出力オフセット電圧
出力インピーダンス
AD_trig, AD_sp
パルス電圧
サーミスタ抵抗
サーミスタB定数*4
High
Low
High
Low
記号
G11620-256SA
I(Vdd)
G11620-512SA
Ifvref
Ivinp
Iinp
Ipdn
f
DR
VH
VL
Vos
Zo
Vtrig, Vsp
Rth
B
Min.
0.1
0.1
9.0
-
Typ.
55
80
1
f
4.0
1.2
Fvref
5
Vdd
GND
10.0
3950
Max.
80
100
1
1
1
1
5
5
11.0
-
単位
mA
MHz
MHz
V
V
kΩ
V
kΩ
K
*4: T1=25 °C, T2=50 °C
3
InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ (冷却型)
電気的および光学的特性 (Ta=25 °C, Vdd=5 V, INP=Vinp=PDN=4 V, Fvref=1.2 V, Vϕ=5 V, f=1 MHz)
項目
記号
λ
λp
S
感度波長範囲
最大感度波長
受光感度
変換効率*5
λ=λp
Cf=10 pF
Cf=1 pF
CE
感度不均一性*6
Min.
1.45
0.7
168
16.8
2.7
6750
-
条件
PRNU
飽和電荷量
Qsat
飽和出力電圧
暗出力
暗電流
暗出力 (暗電流)の温度係数
Vsat
VD
ID
-
読み出しノイズ*7
CE=16 nV/eCE=160 nV/eCE=16 nV/eCE=16 nV/eCE=16 nV/eCE=16 nV/eCE=160 nV/eCE=16 nV/eCE=16 nV/e-
N
D
-
ダイナミックレンジ
不良画素*8
Typ.
0.95～1.7
1.55
0.82
16
160
±5
175
17.5
2.8
±0.05
±0.5
1.1
200
300
14000
-
Max.
1.65
±10
±0.5
±5
400
500
単位
μm
μm
A/W
nV/e%
MeV
V/s
pA
倍/°C
μV rms
-
%
1
*5: 変換効率の切り替えについてはピン接続参照
*6: 飽和の50%、積分時間 10 ms、ダーク出力を減算後に測定、先頭画素と最終画素は除く
*7: CE=16 nV/e-のとき積分時間 10 ms、CE=160 nV/e-のとき積分時間 1 ms
*8: 感度不均一性、読み出しノイズ、暗電流が規格外の画素
分光感度特性 (代表例)
窓材の分光透過特性 (代表例)
(Typ.)
1.0
95
0.8
90
൫ًၚ (%)
਋࢕ۜഽ (A/W)
(Ta=25 °C)
100
0.6
Td=25 °C
0.4
Td=-10 °C
80
0.2
0
0.8
85
75
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
෨ಿ (μm)
70
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
෨ಿ (μm)
KMIRB0092JA
KMIRB0070JA
4
InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ (冷却型)
直線性変動率
20
(Td=25 ˚C, Vdd=5 V, INP=Vinp=PDN=4 V, Fvref=1.2 V, f=1 MHz, CE=16 nV/eˉ)
15
ೄ஌଻་൲ၚ (%)
10
5
0
-5
-10
-15
-20
1
10
100
1000
10000
੄ႁഩգ (mV)
KMIRB0091JA
等価回路
G11620-256SA
PDN
Cf_select
S/H
VIDEO
INP
Fvref
έ΁ΠΘͼ΂ȜΡͺτͼ
ΙλȜΐͺϋίͺτͼ
CMOSඋ͙੄̱ٝႹ
KMIRC0049JA
5
InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ (冷却型)
G11620-512SA
Cf_select
PDN
S/H
VIDEO
‫ܗ‬ତ
ْள
ߘତ
ْள
INP
Fvref
‫ܗ‬ତْள
Cf_select
S/H
INP
ߘତْள
έ΁ΠΘͼ΂ȜΡͺτͼ
ΙλȜΐͺϋίͺτͼ
CMOSඋ͙੄̱ٝႹ
KMIRC0054JA
6
InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ (冷却型)
タイミングチャート
CLK
RESET
ୟ໦শ‫( ۼ‬୭೰)
5 CLK
ήρϋ·
ୟ໦শ‫( ۼ‬৘ष)
5 CLK
AD_sp
AD_trig
n × CLK
VIDEO
1
tf(clk)
2
n-1 n
tr(clk)
ὀ) n=ࢳࣕࣥࢿࣝᩘ
CLK
tpw(clk)
tr(res)
tf(res)
RESET
tpw(res)
KMIRC0055JB
項目
クロックパルス周波数
クロックパルス幅
クロックパルス上昇／下降時間
High
リセットパルス幅
Low
リセットパルス上昇／下降時間
記号
f
tpw(clk)
tr(clk), tf(clk)
tpw(res)
tr(res), tf(res)
Min.
0.1
60
0
6
画素数 + 28
0
Typ.
1
500
20
20
Max.
5
5000
30
30
単位
MHz
ns
ns
clocks
ns
7
InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ (冷却型)
接続例
ΩσΑ
ΐͿΥτȜΗ
CLK
AD_sp
RESET
AD_trig
΋ϋΠυȜρ
ΨΛέ͹ͺϋί
ΨΛέ͹ͺϋί
Cf_select 1
ADC
Cf_select 2
INP
ഩ࡙ഩգ
PDN
Vinp
Fvref
Vdd
Vss
VIDEO
ΨΛέ͹ͺϋί
KMIRC0056JB
8
InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ (冷却型)
ピン接続 (上面図)
Cf SELECT1
Cf SELECT2
RESET
TEAD_SP
AD_TRIG
Vdd
GND
INP
CLK
PDN
TE+
THERM
THERM
CASE
Vinp
Fvref
VIDEO
KMIRC0089JA
端子名
入出力
PDN
入力
AD_sp
Cf_select1, 2
サーミスタ
AD_trig
出力
入力*8
出力
出力
RESET
入力
CLK
入力
INP
入力
Vinp
入力
Fvref
入力
VIDEO
Vdd
GND
CASE
TE+, TE-
出力
入力
入力
入力
機能および推奨接続
フォトダイオードのカソードバイアス端子。
InGaAs
INPと同電位にしてく
ださい。
A/D変換用のデジタルスタート信号
CMOSチップ上のフィードバック容量 (積分容量)を選択する信号
パッケージ内部の温度モニタ用サーミスタ
A/D変換用のサンプリング同期信号
CMOSチップ上のチャージアンプのフィードバック容量を初期化するための
リセットパルス。このパルスのHigh期間によって蓄積時間が決まります。
CMOSシフトレジスタを動作させるためのクロックパルス
入力段アンプリファレンス電圧。CMOSチップ上の信号処理回路を動作さ
せるための供給電源です。PDNと同電位にしてください。
ビデオラインリセット電圧。CMOSチップ上の信号処理回路を動作させる
ための供給電源です。
差動アンプリファレンス電圧。CMOSチップ上の信号処理回路を動作させ
るための供給電源です。
差動アンプ出力。アナログビデオ信号です。
CMOSチップ上の信号処理回路を動作させるための供給電源 (+5 V)
CMOSチップ上の信号処理回路用グランド (0 V)
この端子はパッケージに接続されています。
フォトダイオードアレイを冷却するための電子冷却素子用電源端子
備考
4.0 V
0～5 V
0 Vまたは5 V
0～5 V
0～5 V
0～5 V
4.0 V
4.0 V
1.2 V
1.2～4.0 V
5V
0V
-
*8: 変換効率はCf_select端子への供給電圧によって以下のように決定されます。
変換効率
16 nV/e- (Lowゲイン)
160 nV/e- (Highゲイン)
Cf_select1
High
High
Cf_select2
High
Low
Low: 0 V (GND), High: 5 V (Vdd)
9
InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ (冷却型)
電子冷却素子の仕様 (Ta=25 °C, Vdd=5 V, INP=Vinp=PDN=4 V, Fvref=1.2 V, Vϕ=5 V, f=1 MHz)
項目
電子冷却素子許容電流
電子冷却素子許容電圧
温度差*9
サーミスタ抵抗
サーミスタ許容損失
条件
Min.
40
9
-
記号
Ic max
Vc max
ΔT
Rth
Pth
Ic=1.7 A
Typ.
10
-
Max.
1.8
5.0
11
400
単位
A
V
°C
kΩ
mW
*9: 受光部とパッケージ放熱部分の温度差
電子冷却素子の温度特性 (Ta=25 °C, Vdd=5 V, INP=Vinp=PDN=4 V, Fvref=1.2 V, Vϕ=5 V, f=1 MHz)
(Typ. ༶෎‫ ܕ‬0.5 °C/W)
4.0
ഩգ
‫أ‬ഽओ
60
3.0
50
2.5
40
2.0
30
1.5
20
1.0
10
0.5
0
‫أ‬ഽओ (°C)
ഩգ (V)
3.5
70
-10
0
0
1
2
ഩၠ (A)
KMIRB0031JC
サーミスタの温度特性
(Typ.)
΍ȜηΑΗ೷ࢯ (kΩ)
1000
100
10
1
-40 -30 -20 -10
0
10
20
30
40
50
60
‫أ‬ഽ
(°C)
΍ȜηΑΗ೷ࢯ
(kΩ)
‫أ‬ഽ
(°C)
΍ȜηΑΗ೷ࢯ
(kΩ)
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
281
208
155
117
88.8
68.4
53.0
41.2
32.1
25.1
19.8
15.7
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
12.5
10.0
8.06
6.53
5.32
4.36
3.59
2.97
2.47
2.07
1.74
70
‫أ‬ഽ (°C)
KMIRB0061JA
10
InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ (冷却型)
外形寸法図 (単位: mm)
63.5 ± 0.15
53.3 ± 0.15
38.1 ± 0.15
2.54 ± 0.15
35.6 ± 0.15
R 1.59
27.2 ± 0.15
15
3.0 ± 0.15
਋࢕࿂
20.3 ± 0.15
10.2 ± 0.15
22.9 ± 0.15
25.4 ± 0.15
28
1
14
਋࢕໐ ऒ௰: 1 ch
6.4 ± 1
1.0 ± 0.2
3.8 ± 0.3
5.8 ± 0.2
6.15 ± 0.2
ͼϋΟΛ·ΑζȜ·
2.54 ± 0.15
0.45 ± 0.05
਋࢕໐ಎ૤ୈഽ: ±0.3ġ(ΩΛΉȜΐಎ૤ͬ‫ܖ‬੔)
਋࢕໐ٝഢୈഽ: ±2°ġ(ΩΛΉȜΐಎ૤ͬ‫ܖ‬੔)
ΩΛΉȜΐऺৗ: FeNiࣣ߄
ςȜΡੜၑ: Ni/AuιΛ΅
ςȜΡऺৗ: FeNiCoࣣ߄
ௗऺߠ୬ၚ: n=1.76
ௗऺ࢚̯: 0.66
AR΋ȜΠ: ̜ͤ (1.55 μmάȜ·)
ௗऺ໑গ༹: ̠ͧັ̫
΅λΛί໑গ: ဣ୪
KMIRA0031JA
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。
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
・ 安全上の注意
・ イメージセンサ／使用上の注意
技術情報
・ InGaAsリニアイメージセンサ／技術資料
・ イメージセンサ／用語の解説
11
InGaAsリニアイメージセンサ
G11620シリーズ (冷却型)
本資料の記載内容は、平成27年10月現在のものです。
ୋ຦͈ॽအ͉Ȃ٨ၻ͈̹̈́̓͛ထ̩࣬̈́་ࢵ̳̭̦̜̳ͥ͂ͤ͘ȃུ঩ၳ͉ୃ‫̹̳͛ͥܢͬږ‬૥ਹͅै଼̯̹͈̳̦ͦ́͜Ȃͦ͘ͅࢋܱ̈́̓ͥ͢ͅࢋ̦ͤ
̜ͥાࣣ̦̜̳ͤ͘ȃུୋ຦ͬঀဥ̳ͥष͉ͅȂຈ̴ොවॽအ੥̮ͬဥྵ͈ષȂड૧͈ॽအ̮ͬ‫̞̯̺̩෇ږ‬ȃ
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ഛब̤͍͢ະഐ୨̈́ঀဥ֦̳ܳͥͅఅ‫͉̞̀̾ͅٺ‬Ȃ໺২̷͉͈ୣͬ໅̵̞ͭ͘ȃ
ུ঩ၳ͈ܱशඤယ̞̾̀ͅȂ໺২͈‫ݺ‬ౄ̱̈́ͅഢश̹͉͘ໝୋ̳̭ͥ͂ͬ޺̲̳͘ȃ
ŸŸŸįũŢŮŢŮŢŵŴŶįŤŰŮ
୵ర‫ުא‬ਫ਼
ಆ෨‫ުא‬ਫ਼
൐‫ުאނ‬ਫ਼
ಎ໐‫ުא‬ਫ਼
ఱि‫ުא‬ਫ਼
ୌ඾ུ‫ުא‬ਫ਼
ɧĺĹıĮııIJIJ
ɧĴıĶĮıĹIJĸ
ɧIJıĶĮıııIJ
ɧĵĴıĮĹĶĹĸ
ɧĶĵIJĮııĶij
ɧĹIJijĮııIJĴ
୵రঌ୒ဩߊષ଩IJĮķĮIJIJġĩ඾ུ୆ྵ୵ర࢙൚రΫσij‫ٴ‬Ī
֟ઽࡇ̩̾͊ঌࡄ‫׬ڠݪ‬ĶĮIJijĮIJıġĩࡄ‫׬ڠݪ‬Α·;ͿͺΫσĸ‫ٴ‬Ī
൐‫ނ‬സࢽߊࡵΦ࿝ĴĮĹĮijIJġĩࡵΦ࿝ĴĴ૩ΫσĶ‫ٴ‬Ī
ຩઐঌಎߊग५಴ĴijĶĮķġĩ඾ུ୆ྵຩઐ‫פ‬ஜΫσĵ‫ٴ‬Ī
ఱिঌಎ؇ߊհാ಴ijĮĴĮIJĴġĩఱि࣭षΫσIJı‫ٴ‬Ī
໛‫ؖ‬ঌฎఉߊฎఉ‫פ‬൐IJĮIJĴĮķġĩಅ५ฎఉΫσĶ‫ٴ‬Ī
ŕņōġĩıijijĪġijķĸĮıIJijIJġġŇłřġĩıijijĪġijķĸĮıIJĴĶ
ŕņōġĩıijĺĪġĹĵĹĮĶıĹıġġŇłřġĩıijĺĪġĹĶĶĮIJIJĴĶ
ŕņōġĩıĴĪġĴĵĴķĮıĵĺIJġġŇłřġĩıĴĪġĴĵĴĴĮķĺĺĸ
ŕņōġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJijġġŇłřġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJĵ
ŕņōġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĵIJġġŇłřġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĶı
ŕņōġĩıĺijĪġĵĹijĮıĴĺıġġŇłřġĩıĺijĪġĵĹijĮıĶĶı
ࡥఘ‫ުא‬ଔૺ໐ȁɧĵĴĶĮĹĶĶĹȁຩઐঌ൐ߊঌ࿤಴IJIJijķĮIJȁŕņōġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĴĴIJIJȁŇłřġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĶIJĹĵ
Cat. No. KMIR1026J02 Oct. 2015 DN
12