InGaAsリニアイメージセンサ G9201～G9204シリーズ DWDM 波長モニタ用イメージセンサ G9201～G9204シリーズは、光通信におけるWDMモニタ用の検出器として設計されたInGaAsリニアイメージセンサです。 CMOSチャージアンプアレイ、CDS回路、オフセット補償回路、シフトレジスタ、タイミング発生器などがInGaAsフォトダイ オードアレイとともに組み込まれており、近赤外波長域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 ており高い信頼性を実現しています。さらに、入射窓は反射防止処理が施されているため光検出効率が向上しています。 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)から選択できます。イメージ センサをCE=16 nV/e-で動作させた場合は広いダイナミックレンジが得られ、CE=320 nV/e-の場合は高いゲインが得られます。 特長 用途 広いダイナミックレンジ DWDM波長モニタ 低ノイズ、低暗電流 光スペクトラムアナライザ 2種類の変換効率から選択可能 専用アクセサリ (別売) 飽和対策回路を内蔵 CDS回路*1を内蔵 オフセット補償回路を内蔵 InGaAsマルチチャンネル検出ヘッド C8061-01*3 簡単動作 (タイミング発生器 *2を内蔵) マルチチャンネル検出器用コントローラ C7557-01*3 高分解能: 25 μmピッチ (512画素の場合) 低クロストーク 256画素: 1ビデオライン 512画素: 2ビデオライン *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、リセット直後の信号をホ ールドして差をとるCDS回路により、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)などによりタイミングを入力 しましたが、本製品はCLKとRESETをイメージセンサに入力するだけですべてのタイミングがイメージセンサ内部のCMOSで発生 するために、簡単に動作させることができます。 *3: G9203-256D、G9204-512Dは対応していません。 セレクションガイド 型名 G9201-256S G9202-512S G9203-256D*4 G9203-256S G9204-512D*4 G9204-512S 冷却 1段電子冷却 1段電子冷却 非冷却 1段電子冷却 非冷却 1段電子冷却 イメージサイズ 総画素数 有効画素数 (mm) 256 256 12.8 × 0.25 512 512 256 256 256 256 12.8 × 0.50 512 512 512 512 感度波長範囲 (μm) ～ 0.9 1.67 (-10 °C) ～ 0.9 1.67 (-10 °C) 0.9 ～ 1.7 (25 °C) 0.9 ～ 1.67 (-10 °C) 0.9 ～ 1.7 (25 °C) 0.9 ～ 1.67 (-10 °C) 浜松ホトニクス株式会社 不良画素 適合マルチャンネル 検出器ヘッド の割合 C8061-01 C8061-01 0 C8061-01 C8061-01 1 G9201～G9204シリーズ InGaAs リニアイメージセンサ 構成 型名 G9201-256S G9202-512S 画素サイズ [μm (H) × μm (V)] 50 × 250 25 × 250 画素間ピッチ (μm) 50 25 50 × 500 50 25 × 500 25 パッケージ 窓材 28ピンメタル （外形寸法図を参照） 反射防止コーティング サファイア 反射防止コーティング 硼珪酸ガラス 反射防止コーティング サファイア 反射防止コーティング 硼珪酸ガラス 反射防止コーティング サファイア G9203-256D*4 22ピンセラミック 28ピンメタル （外形寸法図を参照） G9203-256S G9204-512D*4 22ピンセラミック 28ピンメタル （外形寸法図を参照） G9204-512S *4: G9203-256DおよびG9204-512Dの仕様については、個別データシートを別途参照してください。 受光部拡大図 ブロック図 CLK RESET V ΗͼηϋΈอٝႹ Vdd Vss INP Vref ΨͼͺΑอٝႹ AD-TRIG ΏέΠτΐΑΗ ͺΡτΑΑͼΛΙ උ͙̱ٝႹ ΙλȜΐͺϋί + ϋίσ&γȜσΡٝႹ CMOS IC VIDEO x H InGaAsέΠΘͼȜΡͺτͼ ْளତ 256 512 x 30 10 H 50 25 V 250 ഩঊ႖ݕளঊ+ ഩঊ႖ݕளঊ- أഽκΣΗ 500 KMIRC0033JB 250 500 KMIRC0040JA 絶対最大定格 項目 動作温度 保存温度 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 記号 条件 チップおよびベース温度 Topr 結露なきこと チップおよびベース温度 Tstg 結露なきこと Vdd, INP, Vref Ta=25 °C Ta=25 °C Vφ V(RES) Ta=25 °C Vcsel Ta=25 °C Min. Max. 単位 -40 +70 °C -40 +85 °C -0.3 -0.3 -0.3 -0.3 +6 +6 +6 +6 V V V V 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。 2 G9201～G9204シリーズ InGaAs リニアイメージセンサ 推奨端子電圧 項目 記号 Vdd Vref INP Vss 電源電圧 素子バイアス グランド クロック パルス電圧 リセット パルス電圧 High Low High Low Vφ V(RES) Min. 4.9 3.5 Vdd - 0.5 0 Vdd - 0.5 0 Typ. 5.0 1.26 4.5 0 Vdd 0 Vdd 0 Max. 5.1 4.6 Vdd + 0.5 0.4 Vdd + 0.5 0.4 単位 V V V V Min. 0.1 0.0125 Vref - Typ. 45 90 f/8 4.5 1.26 Vref Vdd GND Max. 50 100 1 1 4 0.5 INP - 単位 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 High 電圧 Low 出力オフセット電圧 High A/Dトリガ電圧 Low 記号 256画素 I(Vdd) 512画素 I(Vref) I(INP) f fv VH VL Vos VtrigH VtrigL mA mA mA MHz MHz V V V V V 窓材の分光透過特性 (代表例) 分光感度特性 (Typ.) 1.0 (Ta=25 °C) 100 Td=25 °C Td=-10 °C 90 ൫ًၚ (%) ۜഽ (A/W) 0.8 0.6 0.4 80 0.2 0 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 70 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 ෨ಿ (µm) ෨ಿ (µm) KMIRB0011JB KMIRB0049JB 3 G9201～G9204シリーズ InGaAs リニアイメージセンサ 直線性変動率 (G9203-256S) 20 (Typ. Td=-10 °C, Vdd=5 V, INP=4.5 V, Vref=1.26 V, CE=16 nV/e-, f=250 kHz) ೄ་൲ၚ (%) 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 1 10 100 1000 10000 ႁഩգ (mV) KMIRB0069JA 電気的および光学的特性 (Td=25 °C) 項目 記号 λp S CE Vsat Qsat PRNU 最大感度波長 受光感度 変換効率 飽和出力電圧 飽和電荷量 感度不均一性 RMSノイズ電圧 (読み出しノイズ) N ダイナミックレンジ 不良画素*7 D - 条件 λ=λp Cf=10 pF *5 *6 標準偏差 積算回数=50 *5 Min. 0.85 3.0 30 - Typ. 1.55 0.95 16 3.2 32 ±2 Max. ±5 単位 μm A/W nV/e- - 180 300 μV rms 10000 - 17000 - 0 % Max. 1 0.5 2 0.5 10 5 20 5 単位 V pC % *5: Vφ=5 V, CE=16 nV/e*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: 感度不均一性・読み出しノイズ・暗電流が規格外の画素 暗出力特性 (Td=25 °C, CE=16 nV/e-) 項目 暗出力 (暗出力不均一性) 暗電流 記号 G9201-256S G9202-512S G9203-256S G9204-512S G9201-256S G9202-512S G9203-256S G9204-512S VD ID Min. -1 -0.5 -2 -0.5 -10 -5 -20 -5 Typ. 0.2 0.1 0.4 0.1 2 1 4 1 V/s pA 4 G9201～G9204シリーズ InGaAs リニアイメージセンサ 等価回路 1 ْள LowΊͼϋ HighΊͼϋ ΏέΠτΐΑΗ έΓΛΠ ༞ੲٝႹ CDS VIDEO έΠΘͼȜΡ AD-TRIG ΗͼηϋΈอٝႹ Vdd INP Vss CLK RESET Vref ٸ໐වႁ KMIRC0010JC KMIRC0010JC タイミングチャート tr (clk) tf (clk) CLK t1 tr (RES) RESET t2 ήρϋ·ۼܢ (10·υΛ·ոષ) tf (RES) ୭ಇୟশۼ ष͈ಇୟশۼ AD_TRIG ςΓΛΠ ႁ t3 VIDEO 1 ch උ͙̱শۼ 2 ch උ͙̱শۼ डਞch උ͙̱শۼ KACCC0224JB 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 リセットパルス幅 リセットパルス上昇／下降時間 リセット (上昇)タイミング リセット (下降)タイミング 出力セトリング時間 記号 tpw (clk) tr (clk), tf (clk) tpw (RES) tr (RES), tf (RES) t1 t2 t3 Min. 0.1 100 0 6000 0 50 50 - Typ. 20 20 - Max. 4 100 100 600 単位 MHz ns ns ns ns ns ns ns 5 G9201～G9204シリーズ InGaAs リニアイメージセンサ 基本接続回路 CLK Reset ΨΛέͺϋί Vref Video Vdd Cf_select INP AD_trig ΨΛέͺϋί Vss KMIRC0012JA 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 20.3 ± 0.15 3.0 ± 0.15 10.2 ± 0.15 22.9 ± 0.15 25.4 ± 0.15 28 6.4 ± 1 1.0 ± 0.2 5.8 ± 0.2 3.4 ± 0.3 6.15 ± 0.2 ͼϋΟΛ·ΑζȜ· 2.54 ± 0.15 1 2 14 ໐ ऒ௰: 1 ch 0.45 ± 0.05 ࿂ ໐ಎୈഽ: ±0.3 mmոئġ(ΩΛΉȜΐಎͬܖ) ໐ٝഢୈഽ: ±2°ոئġ(ΩΛΉȜΐಎͬܖ) ΙΛίऺৗ: InGaAs ΩΛΉȜΐऺৗ: FeNiࣣ߄ ςȜΡੜၑ: Ni/AuιΛ΅ ςȜΡऺৗ: FeNiCoࣣ߄ ௗऺऺৗ: έͼͺ ௗऺߠ୬ၚ: n=1.76 ௗऺ࢚̯: 0.66 mm ARȜΠ: ̜ͤ (1.55 µmάȜ·) ௗऺ໑গ༹: ̠ͧັ̫ ΅λΛί໑গ: ဣ୪ KMIRA0010JC 6 InGaAs リニアイメージセンサ G9201～G9204シリーズ ピン接続 (上面図) 256 PIXELS TE + THERM THERM CASE 512 PIXELS Cf SELECT RESET TE AD-TRIG Vdd Vss INP CLK Cf SELECT RESET-ODD TE - RESET-EVEN TE + AD-TRIG-ODD Vdd Vss INP CLK-ODD AD-TRIG-EVEN THERM THERM CASE CLK-EVEN Vref Vref VIDEO VIDEO-ODD VIDEO-EVEN KMIRC0013EA 端子名 CLK 入力／出力 入力 (CMOSロジック) RESET 入力 (CMOSロジック) Vdd Vss INP 入力 入力 Cf SELECT 入力 CASE THERM TE+, TEAD-TRIG VIDEO Vref 出力 入力 出力 出力 入力 機能と推奨接続 CMOSシフトレジスタを動作させるためのパルス 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。パルス幅によって積分時間が決まります。 CMOSチップ上の信号処理回路を動作させるための供給電圧 CMOSチップ上の信号処理回路用グランド CMOSチップ上のチャージアンプアレイ用のリセット電圧 CMOS チップ上のフィードバック容量 (Cf) を決める電圧。 0 V のときは Lowゲイン (CE=16 nV/e-)、5 VのときはHighゲイン (CE=320 nV/e-)とな ります。 この端子はパッケージに接続されています。 パッケージ内の温度をモニターするためのサーミスタ用端子 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 A/D変換用のデジタル信号、正極性 アナログビデオ信号、正極性 CMOSチップ上のオフセット補償回路用のリセット電圧 1段電子冷却素子の仕様 (Ta=25 °C, Vdd=5 V, INP=4.5 V) 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 *8 サーミスタ抵抗 サーミスタ許容損失 条件 Ic=1.4 A 記号 Ic Max. Vc Max. Δt Rth Pth Min. 40 4.85 - Typ. 5.00 - Max. 1.8 5.0 5.15 0.2 単位 A V °C kΩ mW *8: 受光部の温度とパッケージ放熱部分の温度差 7 G9201～G9204シリーズ InGaAs リニアイメージセンサ 1段電子冷却素子の温度特性 (Typ. ༶ ܕ0.5 °C/W) 4.0 ഩգ أഽओ 105 70 3.0 50 2.5 40 2.0 30 1.5 20 1.0 10 0.5 0 ȜηΑΗࢯġĩΩĪ 60 أഽओ (°C) 3.5 ഩգ (V) サーミスタの温度特性 -10 0 0 1 4 10 103 240 2 250 ഩၠ (A) 260 270 280 290 300 ୲చأഽ (K) KMIRB0031JC KMIRB0041JB サーミスタ抵抗と絶対温度には以下の 関係があります。 R1=R2 × exp B (1/T1-1/T2) R1: T1 (K)における抵抗値 R2: T2 (K)における抵抗値 B : B定数 (B=3200 K ± 2%) サーミスタ抵抗 = 5 kΩ ± 3% (298 K) 関連製品との接続図 ΏλΛΗ* ΗͼηϋΈΩσΑ ACΉȜήσ (100ȡ240 V, C7557-01 ͅັ௺) Trig. őŐŘņœ ဥΉȜήσ (C7557-01ͅັ௺) ŔŊňŏłōġŊİ Ő USB ΉȜήσ (C7557-01ͅັ௺) ŕņġńŐŏŕœŐōġŊİ Ő ͼιȜΐΓϋ + ζσΙΙλϋΥσ ܕΰΛΡ C7557-01 PC (USB 2.0/3.0) [Windows 7 (32-bit, 64-bit)/ Windows 8 (64-bit)/ Windows 8.1 (64-bit)] *ġΏλΛΗ͉̈́̓ဥփ̵̱̞̀ͭ͘ȃ KACCC0402JD 8 InGaAs リニアイメージセンサ G9201～G9204シリーズ 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 ・ 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7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. KMIR1012J08 Jul. 2015 DN 9