CCDエリアイメージセンサ S12071 紫外域高感度、アンチブルーミング機能付き 裏面入射型構造により紫外から可視域にわたって高感度をもち、高ダイナミックレンジ・低暗電流・アンチブルーミング 機能を実現したCCDエリアイメージセンサです。専用駆動回路 C12081シリーズ (Camera Link、USB 2.0インターフェー ス)を用意しています (別売)。 特長 用途 紫外域で高感度 ICP分光分析 1段電子冷却型 科学計測機器 低暗電流 紫外イメージング アンチブルーミング機能付き 用途に応じて読み出しポートを選択可能 Tap A: 低ノイズアンプ (1 MHz max.) Tap B: 高速アンプ (10 MHz max.) 有効画素数: 1024 × 1024 構成 項目 イメージサイズ (H × V) 画素サイズ (H × V) 全画素数 (H × V) 有効画素数 (H × V) 垂直クロック 水平クロック Tap A 出力回路 Tap B パッケージ 窓材 冷却 仕様 24.576 × 24.576 mm 24 × 24 μm 1056 × 1032 1024 × 1024 2相 2相 1段MOSFETソースフォロワ 3段MOSFETソースフォロワ 40ピン セラミックDIP 石英ガラス 1段電子冷却 浜松ホトニクス株式会社 1 CCDエリアイメージセンサ S12071 絶対最大定格 (Ta=25 °C) 項目 動作温度*1 *2 保存温度*2 出力トランジスタドレイン電圧 リセットドレイン電圧 出力アンプ帰還電圧 オーバーフロードレイン電圧 ダンプドレイン電圧 垂直入力ソース電圧 オーバーフローゲート電圧 ダンプゲート電圧 垂直入力ゲート電圧 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 内蔵冷却素子の最大電流*3 内蔵冷却素子の最大電圧 記号 Topr Tstg VODA VODB VRDA, VRDB Vret VOFD VDD VISV VOFG VDG VIGV VSGA, VSGB VOGA, VOGB VRGA, VRGB V TG VP1V, VP2V VP1H, VP2H VP3H, VP4H Imax Vmax Min. -50 -50 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -15 -15 -15 -15 -15 -15 -15 -15 Typ. - Max. +50 +70 +30 +25 +18 +18 +18 +18 +18 +15 +15 +15 +15 +15 +15 +15 +15 単位 °C °C -15 - +15 V - - 4.0 3.4 A V V V V V V V V V V V V V V V *1: チップ温度 *2: 結露なきこと *3: 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。この最大電流 Imaxは冷却器を損なわないためのしきい値 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。 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。 高温度環境において、製品とその周囲で温度差があると、製品表面が結露し電気的/光学的特性と信頼性に影響を及ぼす可能性があります。 2 S12071 CCDエリアイメージセンサ 動作条件 (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 出力アンプ帰還電圧*4 オーバーフロードレイン電圧 ダンプドレイン電圧 垂直入力ソース テストポイント 垂直入力ゲート オーバーフローゲート電圧 ダンプゲート電圧 High サミングゲート電圧 Low 出力ゲート電圧 High リセットゲート電圧 Low High トランスファーゲート電圧 Low 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 基板電圧 外部負荷抵抗 記号 VODA VODB VRDA, VRDB Vret VOFD VDD VISV VIGV VOFG VDG VSGAH, VSGBH VSGAL, VSGBL VOGA, VOGB VRGAH, VRGBH VRGAL, VRGBL VTGH VTGL VP1VH, VP2VH VP1VL, VP2VL VP1HH, VP2HH VP3HH, VP4HH VP1HL, VP2HL VP3HL, VP4HL VSS RLA RLB Min. 23 11 14 11 11 -10 -10 -10 7 -8 5 6 -8 4 -10 4 -10 Typ. 24 12 15 1 12 12 VRD -9 -9 -9 8 -7 6 7 -7 5 -9 5 -9 Max. 25 13 16 2 13 13 -8 -8 -8 9 -6 7 8 -6 6 -8 6 -8 7 8 9 -8 -7 -6 8 2.0 0 10 2.2 24 2.4 単位 V V 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。 電気的特性 (指定のない場合はTa=25 °C, 動作条件: Typ.) 項目 信号出力周波数*5 Tap A Tap B 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*6 DC出力レベル*5 出力インピーダンス*5 アンプ消費電流*5 消費電力*5 *7 Tap A Tap B Tap A Tap B Tap A Tap B Tap A Tap B 記号 fca fcb CP1V, CP2V CP1H, CP2H CP3H, CP4H CSGA, CSGB CRGA, CRGB CTG CTE Vout Zo Ido P 単位 Min. - Typ. 0.1 2 15500 Max. 1 10 - MHz - 100 - pF 0.99995 - 15 15 160 0.99999 16 8 3500 170 2 6 45 70 3 9 65 100 pF pF pF - pF V Ω mA mW *5: Tap A: VODA=24 V, RLA=10 kΩ, Tap B: VODB=12 V, RLB=2.2 kΩ *6: 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 *7: オンチップアンプと負荷抵抗を合わせた消費電力 3 S12071 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, 動作条件: Typ.) 項目 記号 Vsat Fw 飽和出力電圧 飽和電荷量 CCD変換効率*8 暗電流*9 読み出しノイズ*8 *10 ダイナミックレンジ*10 *11 Tap A Tap B Td=25 °C Td=0 °C Tap A Tap B Tap A Tap B Sv DS Nr DR 感度不均一性*12 感度波長範囲 アンチブルーミング PRNU λ AB 白キズ 黒キズ ポイント欠陥*13 キズ Min. 280 4 4.5 15555 2800 Fw × 100 - - クラスタ欠陥*14 コラム欠陥*15 Typ. Fw × Sv 350 5 5.5 100 7 9 50 38888 7000 ±3 165 ~ 1100 - Max. 6 6.5 1000 70 18 100 ±10 3 10 3 0 単位 V keμV/ee-/pixel/s e- rms % nm - *8: Tap A: VODA=24 V, RLA=10 kΩ, Tap B: VODB=12 V, RLB=2.2 kΩ *9: 暗電流は5~7 °Cの冷却で1/2になります。 *10: 信号出力周波数=100 kHz (Tap A), 2 MHz (Tap B) *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 [%] *13: 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) *14: 2~9個の連続した画像欠陥 *15: 10個以上の連続した画像欠陥 分光感度特性 (窓なし時)*16 (Typ. Ta=25 °C) 120 110 100 ၾঊ࢘ၚġ(%) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 ෨ಿġ(nm) KMPDB0373JB *16: 窓材の透過率特性により分光感度は低下します。 4 S12071 CCDエリアイメージセンサ 窓材の分光透過特性 暗電流ー温度 (Typ. Ta=25 °C) 100 80 ճഩၠ (e-/pixel/s) 100 60 40 10 1 0.1 20 0 200 300 400 500 600 700 800 900 0.01 -50 1000 -40 -20 -30 ෨ಿ (nm) -10 0 10 20 30 أഽ (°C) KMPDB0303JA KMPDB0370JA 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 33 32 29 28 25 24 23 4-bevel 38 5 4 3 2 1 2 34 5 H 1 20 2 19 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tap A କΏέΠτΐΑΗ 13 14 15 16 17 4-bevel କΏέΠ τΐΑΗ 1024 ႁ V Thinning ൫ًၚ (%) (Typ.) 1000 18 Tap B 8ήρϋ·ْள 1024 ႁ 8-bevel 8ήρϋ·ْள 8-bevel ಕ) වৣ༷̥࢜ͣࡉ̹ાࣣȂକΏέΠτΐΑΗ͉Si͈࢚̞໐ġ(ະۜ໐)́ໞ̞̳̦ͩͦ̀͘Ȃಿ෨ಿ͈͉ະۜ໐͈ Siͬ൫ً̱ȂକΏέΠτΐΑΉ̯ͦͥخෝ̦̜̳ͤ͘ȃຈါͅ؊̲̀৭͈̈́̓చॐ࣐̩̺̯̞ͬ̽̀ȃ KMPDC0423JA 5 S12071 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 (Tap A: 低速) ಇୟۼܢ (ٸ໐ΏλΛΗ)ٳ උ͙̱ٸ( ۼܢ໐ΏλΛΗ) SGB RGB Tpwv 1 P1V 2 3 4..1031 1032←4 (bevel) + 1024 + 4 (bevel) P2V, TG P1H, P2H P3H, P4H, SGA RGA OSA Tovr Tpfv Tprv ڐఱ P2V, TG Tpwh, Tpws Tprh Tpfh P1H, P2H Tprh, Tprs Tpfh, Tpfs P3H, P4H, SGA Tpwr Tprr Tpfr RGA OSA D1 D2 D3 D4 D30 D5..D16, S1..S1024, D17..D29 D31 D32 KMPDC0424JA KMPDC0424JA 17 P1V, P2V, TG* P1H, P2H, P3H, P4H*17 SGA RGA TG – P1H, P2H 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. 60 10 500 10 40 500 10 40 10 5 3 Typ. 75 5000 50 5000 50 500 - Max. 60 60 - 単位 μs ns ns ns % ns ns % ns ns μs *17: 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 S12071 CCDエリアイメージセンサ エリアスキャン (Tap B: 高速) ಇୟۼܢ (ٸ໐ΏλΛΗ)ٳ උ͙̱ٸ( ۼܢ໐ΏλΛΗ) SGA RGA Tpwv 1 P1V 2 3 4..1031 1032←4 (bevel) + 1024 + 4 (bevel) P2V, TG P1H, P4H P2H, P3H, SGB RGB OSB Tovr Tpfv Tprv ڐఱ P2V, TG Tpwh, Tpws Tprh Tpfh P1H, P4H Tprh, Tprs Tpfh, Tpfs P2H, P3H, SGB Tpwr Tprr Tpfr RGB OSB D1 P1V, P2V, TG*18 P1H, P2H, P3H, P4H*18 SGB RGB TG – P1H, P4H D2 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 D3 D4 D30 D5..D16, S1..S1024, D17..D29 記号 Tpwv Tprv, Tpfv Tpwh Tprh, Tpfh Tpws Tprs, Tpfs Tpwr Tprr, Tpfr Tovr Min. 60 10 50 10 40 50 10 40 5 5 3 D31 D32 KMPDC0425JA Typ. 75 250 50 250 50 25 - Max. 60 60 - 単位 μs ns ns ns % ns ns % ns ns μs *18: 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。 7 S12071 CCDエリアイメージセンサ 外形寸法図 (単位: mm) වৣௗ 32.8 ± 0.13 29.3 ± 0.13 43.8 ± 0.15 50.3 ± 0.5 2.0 ± 0.05 5.0 ± 0.5 50.8 ± 0.51 20.0 ± 0.2 21 0.6 ± 0.1*3 40 +0.05 0.5 -0.03 5.0 ± 0.05 ໐ġġ 24.576 1 20 48.26 ± 0.3 52.5 ± 0.53 60.5 ± 0.2 64.5 ± 0.3 ͼϋΟΛ·ΑζȜ· άϋNo.1 ͺσηέτȜθນ࿂*1 ௗऺນ࿂ ࿂*2 12.41 ± 1.41 2.54 ± 0.13 11.91 ± 1.2 0.5 ± 0.07 1.0 ± 0.1 3.0 ± 0.3 ഩঊ႖ݕளঊ *1: Γϋͬܖโ̈́̓ͅொව̳ͥषͅͺσηέτȜθͬ؋̯̞̩̺̯̞̈́́ȃͺση έτȜθͬ؋̳͂Ȃௗऺ̦ญၗ̱̦̀ྟܨఅ̈́ͩͦͥخෝ̦̜̳ͤ͘ȃொ ව͈ष͉ͅȂ Γϋུఘ௰࿂ͬ̽̀৾ͤե̩̺̯̞̽̀ȃ̹͘ȂΩΛΉȜΐၰ ͈͇̲গ͛໐ͬ؋̱̀ொව̳̭ͥ͂͜خෝ̳̦́Ȃ̩ޑ؋̨̱̳͇̲ͥ͂গ ͛໐̦୬ͦͥخෝ̦̜̳͈ͤ́͘ྫၑͅ؋̱ࣺ̞̩̺̯̞̈́́͘ȃ *2: ࿂̹͙ͩͅ [PV (Peak to Valley): 80ȡ160 μm]̦̜̳ͤ͘ȃ *3: ௗऺ͈࢚̯ KMPDA0296JC 8 CCDエリアイメージセンサ S12071 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 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 記号 SS OSA RDA ODA OGA DD RGA SGA P4H P3H P2H P1H SGB RGB DG OGB ODB RDB OSB Vret PPTG P2V P1V NC NC IGV ISV TH TH OFD OFG NC NC NC NC SS P+ P+ 機能 基板 出力トランジスタソース-A リセットドレイン-A 出力トランジスタドレイン-A 出力ゲート-A ダンプドレイン リセットゲート-A サミングゲート-A 水平シフトレジスタ クロック-4 水平シフトレジスタ クロック-3 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 サミングゲート-B リセットゲート-B ダンプゲート 出力ゲート-B 出力トランジスタドレイン-B リセットドレイン-B 出力トランジスタソース-B 出力アンプ帰還電圧 電子冷却素子 (-) 電子冷却素子 (-) 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 無接続 無接続 テストポイント (垂直入力ゲート) テストポイント (垂直入力ソース) サーミスタ サーミスタ オーバーフロードレイン オーバーフローゲート 無接続 無接続 無接続 無接続 基板 電子冷却素子 (+) 電子冷却素子 (+) 備考 (標準動作) 0V RL=10 kΩ +15 V +24 V +6 V +12 V +7 V/-7 V +8 V/-7 V +8 V/-7 V +8 V/-7 V +8 V/-7 V +8 V/-7 V +8 V/-7 V +7 V/-7 V -9 V +6 V +12 V +15 V RL=2.2 kΩ +1 V +5 V/-9 V +5 V/-9 V +5 V/-9 V -9 V RDに接続 +12 V -9 V 0V 9 S12071 CCDエリアイメージセンサ 内蔵電子冷却素子の仕様 (Typ.) 項目 内部抵抗 内蔵冷却素子の最大熱吸収*19 *20 記号 Rint Qmax 条件 Ta=25 °C 仕様 0.65 ± 0.13 9.9 単位 Ω W *19: 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。 *20: Tc=Thのときの熱吸収です。 Tc: 電子冷却素子の冷却側の温度 Th: 電子冷却素子の放熱側の温度 (Typ. Th=25 °C) 6 30 5 20 4 10 3 0 2 -10 1 -20 0 0 1 2 3 4 5 CCD أഽ (°C) ഩգ (V) ഩգȽഩၠ CCD أഽȽഩၠ -30 ഩၠ (A) KMPDB0371JA 冷却面を0 °Cにするために、放熱側の温度を30 °C以下にする必要があります。放熱器の熱抵抗は、目安として1 °C/W以下のものを使 用してください。 10 CCDエリアイメージセンサ S12071 内蔵温度センサの仕様 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) 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 220 230 240 250 260 270 280 290 300 أഽ (K) KMPDB0111JB 使用上の注意 (静電対策) ・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。 ・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。 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。 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 11 CCDエリアイメージセンサ S12071 開発中 マルチチャンネル検出ヘッド C12081/C12081-01 仕様 項目 Tap A データレート Tap B Tap A フレームレート (max.) Tap B Tap A ダイナミックレンジ Tap B 冷却温度*21 電源電圧 A/D分解能 インターフェース 外形寸法 質量 仕様 100 kHz 2 MHz 0.09フレーム/s 1.42フレーム/s 30000 5000 -10 ~ +10 °C +5 V, ±15 V 16ビット Camra Link Base、USB 2.0 90 × 100 × 79.6 mm 1.2 kg *21: 冷却温度は、C12081の循環水温度、C12081-01の周囲温度に 依存します。 本資料の記載内容は、平成26年12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. KMPD1138J03 Dec. 2014 DN 12