CCDイメージセンサ S11071/S10420-01シリーズ エタロニング特性を改善、 高速タイプと低ノイズタイプを用意 S11071/S10420-01シリーズは、分光器用に設計された裏面入射型CCDイメージセンサです。エタロニング特性の改善を 行い、高速タイプ (S11071シリーズ)と低ノイズタイプ (S10420-01シリーズ)を用意しました。紫外から近赤外域において 高い量子効率とともに、フラットに近い分光感度特性を実現しています。 特長 用途 エタロニング特性を改善 分光器など 広い波長範囲で高感度、フラットに近い分光感度特性 高いCCD変換効率: 8 μV/e- (S11071シリーズ) 6.5 μV/e- (S10420-01シリーズ) 高い飽和電荷量で広いダイナミックレンジ (アンチブルーミング機能付き) 画素サイズ:14 × 14 μm セレクションガイド 型名 S11071-1004 S11071-1006 S11071-1104 S11071-1106 S10420-1004-01 S10420-1006-01 S10420-1104-01 S10420-1106-01 全画素数 有効画素数 1044 1044 2068 2068 1044 1044 2068 2068 1024 1024 2048 2048 1024 1024 2048 2048 × × × × × × × × 22 70 22 70 22 70 22 70 × × × × × × × × 16 64 16 64 16 64 16 64 イメージサイズ [mm (H) × mm (V)] 14.336 14.336 28.672 28.672 14.336 14.336 28.672 28.672 × × × × × × × × 0.224 0.896 0.224 0.896 0.224 0.896 0.224 0.896 読み出し速度 max. (MHz) 適合駆動回路 10 C11288 0.5 C11287 エタロニング特性を改善 エタロニング特性 (代表例) (Ta=25 °C) 110 100 ΗυΣϋΈ٨ၻ 90 80 చۜഽ (%) エタロニングは、入射した光がCCDの表面と裏面で反射と減 衰を繰り返す間に、干渉により感度に強弱が現れる現象です。 裏面入射型CCDの場合、Si厚とSiの吸収長との関係から、入 射光が長波長の場合、エタロニングが発生します。当社では 干渉を起こしにくい独自の構造を採用することでエタロニン グを大幅に軽減した裏面入射型CCD (S11071/S10420-01シ リーズ)を実現しました。 70 ਲြ 60 50 40 30 20 10 0 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 ෨ಿ (nm) KMPDB0284JB 浜松ホトニクス株式会社 1 CCDイメージセンサ S11071/S10420-01シリーズ 構成 S11071シリーズ 項目 画素サイズ (H × V) 垂直クロック 水平クロック 出力回路 パッケージ 窓材*1 冷却 S10420-01シリーズ 14 × 14 μm 2相 4相 2段MOSFETソースフォロア 1段MOSFETソースフォロア 24ピン セラミックDIP (外形寸法図を参照) 石英ガラス*2 非冷却 *1: 仮付け窓タイプ (例: S11071-1106N, S10420-1106N-01)にも対応が可能です。 *2: 樹脂封止 絶対最大定格 (Ta=25 °C) 項目 動作温度*3 保存温度 出力トランジスタ S11071シリーズ ドレイン電圧 S10420-01シリーズ リセットドレイン電圧 出力アンプ帰還電圧 オーバーフロードレイン電圧 垂直入力ソース電圧 水平入力ソース電圧 オーバーフローゲート電圧 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 Vret VOFD VISV VISH VOFG VIG1V, VIG2V VIG1H, VIG2H VSG VOG VRG VTG VP1V, VP2V VP1H, VP2H VP3H, VP4H Min. -50 -50 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 Typ. - Max. +50 +70 +25 +30 +18 +18 +18 +18 +18 +15 +15 +15 +15 +15 +15 +15 +15 単位 °C °C -10 - +15 V V V V V V V V V V V V V V V *3: パッケージ温度 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 記号 出力トランジスタドレイン電圧 リセットドレイン電圧 オーバーフロードレイン電圧 オーバーフローゲート電圧 出力ゲート電圧 基板電圧 出力アンプ帰還電圧*4 入力ソース テストポイント 垂直入力ゲート 水平入力ゲート High 垂直シフトレジスタクロック電圧 Low High 水平シフトレジスタクロック電圧 Low 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 High Low High Low High Low VOD VRD VOFD VOFG VOG VSS Vret VISV, VISH VIG1V, VIG2V VIG1H, VIG2H VP1VH, VP2VH VP1VL, VP2VL VP1HH, VP2HH VP3HH, VP4HH VP1HL, VP2HL VP3HL, VP4HL VSGH VSGL VRGH VRGL VTGH VTGL RL S11071シリーズ Min. Typ. Max. 12 15 18 14 15 16 11 12 13 0 13 14 4 5 6 0 1 2 VRD -9 -8 -9 -8 4 6 8 -9 -8 -7 S10420-01シリーズ Min. Typ. Max. 23 24 25 11 12 13 11 12 13 0 12 13 4 5 6 0 -9 -9 4 -9 VRD -8 -8 6 -8 8 -7 4 6 8 4 6 8 -6 -5 -4 -6 -5 -4 4 -6 4 -6 4 -9 2.0 6 -5 6 -5 6 -8 2.2 8 -4 8 -4 8 -7 2.4 4 -6 4 -6 4 -9 90 6 -5 6 -5 6 -8 100 8 -4 8 -4 8 -7 110 単位 V V V V V V V V V V V V V kΩ *4: 出力アンプ帰還電圧は基板電圧に対して正電圧となりますが、電流はセンサから流れ出す方向に流れます。 2 S11071/S10420-01シリーズ CCDイメージセンサ 電気的特性 (Ta=25 °C) 項目 S11071シリーズ Min. Typ. Max. fc 5 10 200 600 CP1V, CP2V 400 1200 80 P1H P2H C ,C CP3H, CP4H 160 10 CSG 10 CRG 30 CTG 60 CTE 0.99995 0.99999 Vout 7 8 9 Zo 0.3 P 75 記号 出力信号周波数*5 -1004(-01) -1006(-01) 垂直シフトレジスタ容量 -1104(-01) -1106(-01) -1004(-01)/-1006(-01) 水平シフトレジスタ容量 -1104(-01)/-1106(-01) サミングゲート容量 リセットゲート容量 -1004(-01)/-1006(-01) トランスファーゲート容量 -1104(-01)/-1106(-01) 電荷転送効率*6 DC出力レベル*5 出力インピーダンス*5 消費電力*5 *7 S10420-01シリーズ Min. Typ. Max. 0.25 0.5 200 600 400 1200 80 160 10 10 30 60 0.99995 0.99999 17 18 19 10 4 - 単位 MHz pF pF pF pF pF V kΩ mW *5: 負荷抵抗により変わります (S11071シリーズ: VOD=15 V, RL=2.2 kΩ, S10420-01シリーズ: VOD=24 V, RL=100 kΩ) *6: 飽和出力の半分のときに測定した、1画素当たりの転送効率。 *7: オンチップアンプと負荷抵抗を合わせた消費電力 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 飽和電荷量 CCD変換効率*8 暗電流*9 読み出しノイズ*10 ダイナミックレンジ*11 Fw ラインビニング Sv DS Nr DR λ 感度波長範囲 感度不均一性*12 PRNU S11071シリーズ Min. Typ. Max. Fw × Sv 50 60 150 200 7 8 9 50 500 23 28 6520 8700 200 ~ 1100 ±3 ±10 - S10420-01シリーズ Min. Typ. Max. Fw × Sv 50 60 250 300 5.5 6.5 7.5 50 500 6 15 41700 50000 200 ~ 1100 ±3 ±10 - 単位 V keμV/ee-/pixel/s e- rms nm % *8: 負荷抵抗により変わります (S11071シリーズ: VOD=15 V, RL=2.2 kΩ, S10420-01シリーズ: VOD=24 V, RL=100 kΩ) *9: 暗電流は5~7 °Cの冷却で1/2になります。 *10: S11071シリーズ (温度: 25 °C): fc= 2 MHz, S10420-01シリーズ (温度: -40 °C): fc=20 kHz *11: ダイナミックレンジ = 飽和電荷量/読み出しノイズ *12: LED光 (ピーク波長: 660 nm)を用いて飽和出力の半分のときに測定。 ۜഽະ֚ = ࡥΩΗȜϋΦͼΒ (peak to peak) × 100 [%] 3 S11071/S10420-01シリーズ CCDイメージセンサ 分光感度特性 (窓なし時)*13 窓材の分光透過特性 (Typ. Ta=25 °C) 100 80 ൫ًၚ (%) 80 ၾঊ࢘ၚ (%) (Typ. Ta=25 °C) 100 60 40 60 40 20 20 0 200 400 600 800 1000 1200 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 ෨ಿ (nm) ෨ಿ (nm) KMPDB0316JA KMPDB0303JA *13: 石英ガラスの透過率特性により分光感度は低下します。 暗電流-温度 (Typ.) 100 ճഩၠ (e-/pixel/s) 10 1 0.1 0.01 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 أഽ (°C) KMPDB0304JA 4 S11071/S10420-01シリーズ CCD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CCDチップ概念図) S11071シリーズ ခْ࢘ள Thinning ခْ࢘ள 22 21 20 19 18 17 16 2-bevel 23 2 ႁ Thinning 64 15 14 5 4 3 2 1 2 3 4 5 24 1024 n କΏέΠτΐΑΗ 13 4-bevel 1 2 3 4 5 6 4ήρϋ·ْள କΏέΠτΐΑΗ 7 8 9 10 11 n V=16, 64 H=1024, 2048 12 4ήρϋ·ْள 2 ႁ 6-bevel 6-bevel ಕ) වৣ༷̥࢜ͣࡉ̹ાࣣȂକΏέΠτΐΑΗ͉Si͈࢚̞໐ (ະۜ໐)́ ໞ̞̳̦ͩͦ̀͘Ȃಿ෨ಿ͈͉ະۜ໐͈Siͬ൫ً̱ȂକΏέΠτΐΑΉ ̯ͦͥخෝ̦̜̳ͤ͘ȃຈါͅ؊̲̀৭͈̈́̓చॐ࣐̩̺̯̞ͬ̽̀ȃ KMPDC0343JB S10420-01シリーズ ခْ࢘ள Thinning ခْ࢘ள 22 21 20 19 18 17 16 2-bevel 23 2n ႁ Thinning 64 15 କΏέΠτΐΑΗ 14 5 4 3 2 1 2 3 4 5 13 4-bevel 24 1024 1 V=16, 64 H=1024, 2048 2 3 4ήρϋ·ْள କΏέΠτΐΑΗ 6-bevel 4 5 6 7 2n ႁ 8 9 10 11 12 4ήρϋ·ْள 6-bevel ಕ) වৣ༷̥࢜ͣࡉ̹ાࣣȂକΏέΠτΐΑΗ͉Si͈࢚̞໐ (ະۜ໐)́ ໞ̞̳̦ͩͦ̀͘Ȃಿ෨ಿ͈͉ະۜ໐͈Siͬ൫ً̱ȂକΏέΠτΐΑΉ ̯ͦͥخෝ̦̜̳ͤ͘ȃຈါͅ؊̲̀৭͈̈́̓చॐ࣐̩̺̯̞ͬ̽̀ȃ KMPDC0269JC 5 CCDイメージセンサ S11071/S10420-01シリーズ タイミングチャート (ラインビニング) ಇୟশۼ (ΏλΛΗ)ٳ Tpwv 1 P1V ೄΫΣϋΈۼܢ උ͙̱ۼܢ (ΏλΛΗ) (ΏλΛΗ) 3...21 22←16 + 6 (bevel): S11071/S10420-1004 (-01), -1104 (-01) 3...69 70←64 + 6 (bevel): S11071/S10420-1006 (-01), -1106 (-01) 2 Tovr P2V, TG Tpwh, Tpws Tovrh 1 P1H 2 3 4...1043 1044: S11071/S10420-1004 (-01), -1006 (-01) 4...2067 2068: S11071/S10420-1104 (-01), -1106 (-01) P2H P3H P4H, SG Tpwr RG OS D1 D2 D19 D20 D3...D10, S1...S1024, D11...D18: S11071/S10420-1004 (-01), -1006 (-01) S1...S2048 : S11071/S10420-1104 (-01), -1106 (-01) KMPDC0270JD 項目 記号 14 パルス幅* 上昇/下降時間*14 パルス幅*14 上昇/下降時間*14 P1H, P2H, P3H, P4H パルスオーバーラップ時間 デューティ比*14 パルス幅*14 上昇/下降時間*14 SG パルスオーバーラップ時間 デューティ比*14 パルス幅 RG 上昇/下降時間 オーバーラップ時間 TG - P1H P1V, P2V, TG Tpwv Tprv, Tpfv Tpwh Tprh, Tpfh Tovrh Tpws Tprs, Tpfs Tovrh Tpwr Tprr, Tpfr Tovr S11071シリーズ Min. Typ. Max. 1 8 20 50 100 10 25 50 40 50 60 50 100 10 25 50 40 50 60 5 50 5 1 2 - S10420-01シリーズ Min. Typ. Max. 6 8 20 1000 2000 10 500 1000 40 50 60 1000 2000 10 500 1000 40 50 60 100 1000 5 1 2 - 単位 μs ns ns ns ns % ns ns ns % ns ns μs *14: 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イメージセンサ S11071/S10420-01シリーズ 外形寸法図 (単位: mm) 3.3 ± 0.35 A B 10.03 ± 0.3 13 +0.05 12 0.25-0.03 1 ͼϋΟΛ·ΑζȜ· 27.94 ± 0.3 0.46 ± 0.05 1.27 ± 0.2 2.54 ± 0.13 ࿂ 1.47 ± 0.18 3.0 ± 0.5 1.27 ± 0.25 38.10 ± 0.4 ͼϋΟΛ·ΑζȜ· 10.41 ± 0.25 24 ߿ྴ ໐ A B -1004 (-01) 14.336 (H) 0.224 (V) S11071/ -1006 (-01) 14.336 (H) S10420 -1104 (-01) 28.672 (H) 0.896 (V) -1106 (-01) 28.672 (H) 0.896 (V) 0.224 (V) KMPDA0223JD 7 CCDイメージセンサ S11071/S10420-01シリーズ ピン接続 S11071シリーズ 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 OS OD OG SG Vret RD P4H P3H P2H P1H IG2H IG1H OFG OFD ISH ISV SS RD IG2V IG1V P2V P1V TG RG 機能 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 アンプ出力返還 リセットドレイン CCD水平レジスタ クロック-4 CCD水平レジスタ クロック-3 CCD水平レジスタ クロック-2 CCD水平レジスタ 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) オーバーフローゲート オーバーフロードレイン テストポイント (水平入力ソース) テストポイント (垂直入力ソース) 基板 リセットドレイン 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) CCD垂直レジスタ クロック-2 CCD垂直レジスタ クロック-1 トランスファーゲート リセットゲート 備考 (標準動作) RL=2.2 kΩ +15 V +5 V P4Hと同タイミング +1 V +15 V -8 V -8 V +13 V +12 V RDに接続 RDに接続 GND +15 V -8 V -8 V P2Vと同タイミング S10420-01シリーズ 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 OS OD OG SG SS RD P4H P3H P2H P1H IG2H IG1H OFG OFD ISH ISV SS RD IG2V IG1V P2V P1V TG RG 機能 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 基板 リセットドレイン CCD水平レジスタ クロック-4 CCD水平レジスタ クロック-3 CCD水平レジスタ クロック-2 CCD水平レジスタ 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) オーバーフローゲート オーバーフロードレイン テストポイント (水平入力ソース) テストポイント (垂直入力ソース) 基板 リセットドレイン 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) CCD垂直レジスタ クロック-2 CCD垂直レジスタ クロック-1 トランスファーゲート リセットゲート 備考 (標準動作) RL=100 kΩ +24 V +5 V P4Hと同タイミング GND +12 V -8 V -8 V +12 V +12 V RDに接続 RDに接続 GND +12 V -8 V -8 V P2Vと同タイミング 8 CCDイメージセンサ S11071/S10420-01シリーズ 使用上の注意 (静電対策) ・センサは、素手あるいは綿の手袋をはめて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。 ・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。 ・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。 ・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。 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/使用上の注意 技術情報 ・FFT-CCDエリアイメージセンサ/技術資料 ・イメージセンサ/用語の解説 CCDイメージセンサ (S10420-01/S11071シリーズ)用駆動回路 C11287/C11288 [別売] C11287はS10420-01シリーズ用、C11288はS11071シリーズ用の駆動回路です。CCDイメージセンサと組み合わせて分光器などに使用 できます。 特長 14ビットA/D変換器内蔵 PCとのインターフェース: USB 2.0 電源: USBバスパワーで動作 (C11287) DC+5 V駆動 (C11288) C11287 C11288 9 CCDイメージセンサ S11071/S10420-01シリーズ 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. KMPD1120J09 Feb. 2014 DN 10