データシート

マイクロ分光器
C12880MA
高感度・長波長域に対応した指先大の
超小型分光器ヘッド
C12880MAは、高感度で長波長域 (~850 nm)に対応した超小型 (指先大)の分光器ヘッドです。ハーメチックパッケージを
採用することにより、湿度耐性も向上させています。本製品は、各種小型装置への組み込みに適しています。
特長
用途
指先大サイズ: 20.1 × 12.5 × 10.1 mm
食品検査
質量: 5 g
生体計測 (POC)
感度波長範囲: 340~850 nm
照明やLEDなどの検査機器
高感度
水質管理モニタなど環境測定機器
波長分解能: 15 nm max.
各種光量測定
トリガ対応
ハーメチックパッケージ: 湿度に対して高信頼性を実現
モバイル測定機器への組み込み用
波長変換係数*1を検査成績書に添付
*1: イメージセンサの画素 No.を波長に変換する係数。A/D変換後のカウント値を入力光量に比例する値に変換する係数は用意していません。
構成
項目
イメージセンサ
画素数
画素サイズ (H × V)
スリット*2 (H × V)
NA*3
外形寸法 (W × D × H)
質量
仕様
スリット付高感度CMOSリニアイメージセンサ
288
14 × 200
50 × 500
0.22
20.1 × 12.5 × 10.1
5
単位
画素
μm
μm
mm
g
*2: 入射開口部の大きさ
*3: 開口数 (立体角)
絶対最大定格 (指定のない場合はTa=25 °C)
項目
電源電圧
クロックパルス電圧
スタートパルス電圧
動作温度
保存温度
記号
条件
Vs max
V(CLK)
V(ST)
Topr 結露なきこと*4
Tstg 結露なきこと*4
定格値
-0.3 ~ +6
-0.3 ~ +6
-0.3 ~ +6
+5 ~ +50
-20 ~ +70
単位
V
V
V
°C
°C
*4: 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。
浜松ホトニクス株式会社
1
C12880MA
マイクロ分光器
推奨端子電圧 (Ta=25 °C)
項目
電源電圧
Highレベル
Lowレベル
Highレベル
スタートパルス電圧
Lowレベル
クロックパルス電圧
記号
Vs
V(CLK)
V(ST)
Min.
4.75
Vs - 0.25
0
Vs - 0.25
0
Typ.
5
Vs
Vs
-
Max
5.25
Vs + 0.25
0.3
Vs + 0.25
0.3
単位
V
Typ.
f(CLK)
150
20
Max
5
-
単位
MHz
Hz
Ω
mA
V
V
電気的特性 [Ta=25 °C, Vs=5 V, V(CLK)=V(ST)=5 V]
項目
クロックパルス周波数
ビデオレート
出力インピーダンス*5
消費電流*6
記号
f(CLK)
VR
Zo
I
Min.
0.2
-
*5: Video信号出力端子 (10ピン)
ビデオ端子の消費電流の増大により、チップ温度は上昇し暗電流が増加します。そのため、ビデオ出力端子にはバッファアンプを
接続して、できるだけ電流を流さないようにしてください。
*6: f(CLK)=5 MHz
電気的および光学特性 [Ta=25 °C, Vs=5 V, V(CLK)=V(ST)=5 V]
項目
記号
単位
Min.
Typ.
Max
変換効率
CE
50
μV/e暗出力電圧*7
Vd
0.8
mV
飽和出力電圧*8
Vsat
4.3
V
読み出しノイズ
Nr
1.8
mV rms
出力オフセット電圧
Vo
0.3
0.5
0.9
V
感度波長範囲
λ
340 ~ 850
nm
波長分解能 (FWHM)
12
15
nm
波長再現性*9
-0.5
+0.5
nm
λr
波長温度依存性
-0.1
+0.1
nm/°C
λTd
輝線迷光*10
SL
-25
dB
*7: 蓄積時間=10 ms
*8: 出力オフセット電圧 Voを基準としたときの相対値
例: 出力オフセット電圧 Voが0.5 V、飽和出力電圧 Vsatが4.3 Vの場合、Video信号出力端子での飽和時の電圧は4.8 Vになります。
*9: 入射条件などが一定の場合
*10: 輝線スペクトル (655 nm)を入力したときに測定されるカウントと、その波長±40 nmで測定されるカウントの比
2
C12880MA
マイクロ分光器
光学系配置図
エッチング技術によりスリットを一体化した CMOS イメージセンサに加え
て、ナノインプリントで作製された反射型凹面ブレーズドグレーティングを
採用しました。さらに、従来品 C10988MA-01の光路にて用いていたガラスを
C12880MAでは使用していないため、小型化を実現しています。
従来品
C10988MA-01
構造図
ΑςΛΠັࣞۜഽńŎŐŔ වৣ࢕
වৣΑςΛΠ
ςΣͺͼιȜΐΓϋ΍
C12880MA
スリット付高感度CMOSリニアイメージセンサ
[光入射角面 (チップ裏面)]
ಎߗ
ΑςΛΠ
฽ৣ߿؆࿂ήτȜΒΡ
ΈτȜΞͻϋΈ
ΈτȜΞͻϋΈΙΛί
KACCC0757JB
ńŎŐŔΙΛί
分光感度特性 (代表例)
波長分解能-波長 (代表例)
(Ta=25 °C)
100
10
෨ಿ໦ٜෝ (nm)
௖చۜഽ (%)
80
60
40
20
0
300
(Ta=25 °C)
12
8
6
4
2
400
500
600
700
800
900
0
300
400
500
600
700
800
900
෨ಿ (nm)
෨ಿ (nm)
KACCB0381JA
KACCB0382JA
3
C12880MA
マイクロ分光器
直線性 (代表例)
暗出力-周囲温度 (代表例)
(C13016ͬঀဥ)
100000
A/D੄ႁ͈యນ႕
A/D੄ႁ͈ၑே౵
ၑே౵͂యນ႕͈ओ
(C13016ͬঀဥ, ಇୟশ‫ۼ‬: 100 ms)
70000
10
8
60000
10000
A/D੄ႁ
4
2
1000
0
-2
-4
100
A/D੄ႁ (஠ْள໹޳)
ၑே౵͂యນ႕͈ओ (%)
6
50000
40000
30000
20000
-6
10000
-8
10
1
10
0
-10
1000
100
0
10
20
30
40
50
ਔս‫أ‬ഽ (°C)
ಇୟশ‫( ۼ‬ms)
KACCB0383JA
KACCB0384JA
A/D੄ႁ͉ȂΓϋ΍̤͍ٝ͢Ⴙ͈΂έΓΛΠ੄ႁ
͂Γϋ΍ճ੄ႁ̦‫̳͈̹̯́ͦ͜ॳح‬ȃ
A/D੄ႁ͉Ȃ࢕වৣশ͈੄ႁ̥ͣճ੄ႁͬࡘॳ̱
̹͈̳́͜ȃၑே౵͂యນ႕͈ओ͉ͅȂ௶೰ࢋ
ओ̦‫̳ͦ͘͘܄‬ȃA/D੄ႁ̦઀̧̯̞͉͂Ȃ௶೰
ࢋओ̦ఱ̧̩̳̈́ͤ͘ȃ
測定可能な入射光量
C12880MA
-14
10
-13
10
-12
10
-11
10
-10
-9
10
10
-8
10
-7
10
-6
10
-5
10
වৣ࢕ၾ* (W)
* C13016ͬঀဥ, වৣΑεΛΠࠂͬ800 μm̱̹͂ાࣣ (λ=600 nm)
KACCB385JA
4
C12880MA
マイクロ分光器
推奨駆動回路例
Vs
CLK
ST
EOS
TRG
ΗͼηϋΈ
อ୆ٝႹ
C12880MA
4
CLK
6
ST
9
EOS
7
TRG
ΟΐΗσΨΛέ͹
Vs
1, 3
Vs
5
Case
2 GND
A/D་۟‫ܕ‬
̈́̓
ͺ΢υΈ‫ॳ׵‬ٝႹ*
(ࡘॳ, ௩໙̈́̓)
+
10
Video
* ຈါ̈́ાࣣ
KACCC0795JA
使用上の注意
· 本製品のケースは導電性のため、回路パターンとの接触によるショートに注意をして回路設計してください。
· リードへ外力が繰り返し加わると、損傷の原因になります。
· はんだ付けによる損傷を防ぐため、はんだ温度、はんだ付け時間に注意してください。
目安として、手はんだの場合は350 °C以下、3.5秒以内、はんだ槽の場合は、260 °C以下、10秒以内で行ってください。
5
C12880MA
マイクロ分光器
外形寸法図 (単位: mm, 指示なき公差: ±0.2)
0.5
+0.1
ϕ3.2 -0
10.91
[ષ࿂]
12.5
ΑςΛΠ
0.05 × 0.5
ͼϋΟΛ·Α
ζȜ·
20.12
ΑςΛΠպ౾
0.47 ± 0.03
2.54 7.62
[‫ئ‬࿂]
ϕ1.4 ± 0.05
7.62
3.3 ± 0.3
0.7
[௰࿂]
10.12
2.5
18.53
+Vs (+5 V)
GND
+Vs (+5 V)
CLK
Case
ST
TRG
NC
EOS
Video
KACCA0356JA
ピン接続
リードを用いて外部回路への電気的接続を行います。
ピンNo.
記号
名称
I/O
電源電圧
1
+Vs
I
グランド
2
GND
電源電圧
3
+Vs
I
クロックパルス
4
CLK
I
ケース
5
Case
スタートパルス
6
ST
I
トリガパルス
7
TRG
O
8
NC
エンドオブスキャン
9
EOS
O
ビデオ出力
10
Video
O
説明
センサ用電源: 5 V
センサGND
センサ用電源: 5 V
センサクロックパルス
ケース接続
センサスタートパルス
センサビデオ信号取り込み用パルス
無接続
センサスキャン終了
センサビデオ出力
注) ピンNo.5とマイクロ分光器のケースは同電位です。ケースが他の電位と接触しない状態で使用してください。ケースが接触する部
分はピンNo.5と同電位にするか、電気的に絶縁してください。
6
C12880MA
マイクロ分光器
タイミングチャート
1 2 3 4 5
1 2 3 4
51 52 53
87 88 89
CLK
ಇୟশ‫ۼ‬
tlp(ST)
ST
thp(ST)
tpi(ST)
87·υΛ·
288
1
288
Video
89
1
TRG
EOS
tr(CLK)
tf(CLK)
CLK
1/f(CLK)
ST
tr(ST)
tf(ST)
thp(ST)
tlp(ST)
tpi(ST)
KACCC0771JA
項目
スタートパルス周期*11
スタートパルスHigh期間*12
スタートパルスLow期間
スタートパルス上昇/下降時間
クロックパルスデューティ
クロックパルス上昇/下降時間
記号
tpi(ST)
thp(ST)
tlp(ST)
tr(ST), tf(ST)
tr(CLK), tf(CLK)
Min.
381/f(CLK)
6/f
375/f
0
45
0
Typ.
10
50
10
Max.
30
55
30
単位
s
s
s
ns
%
ns
*11: 全画素のVideo信号を出力するために必要な最短の周期
*12: 蓄積時間はSTのHigh期間 + CLK48周期分に相当します。
STがLowになった直後のCLKの立ち上がりでシフトレジスタの動作が開始します。
STのHighとLowの比を変えることにより、蓄積時間を変えることができます。
STがLowになってから最初のTRGを1個目とすると、89個目のTRGの立ち上がりでVideoを取り込んでください。
7
C12880MA
マイクロ分光器
動作例
クロックパルス周波数を最大 (ビデオデータレートも最大)、1回のスキャン時間を最小、蓄積時間を最大とした場合の例。
・クロックパルス周波数 [f(CLK)] = ビデオデータレート
= 5 MHz
・スタートパルス周期 [tpi(ST)] = 381/f(CLK)
= 381/5 MHz
= 76.2 μs
・スタートパルスLow期間 の最小期間 [tlp(ST)] = 375/f(CLK)
= 375/5 MHz
= 75 μs
・スタートパルスHigh期間 [thp(ST)] = スタートパルス周期 [tpi(ST)] - スタートパルスLow期間 の最小期間 [tlp(ST)]
= 76.2 μs - 75 μs
= 1.2 μs
thp(ST)=1.2 μs
tlp(ST)=75 μs
ST
tpi(ST)=76.2 μs
KACCC0772EA
蓄積時間は、スタートパルスのHigh期間 + クロックパルス48周期分に相当するため、1.2 μs + 9.6 μs = 10.8 μsとなります。
セレクションチャート
マイクロ分光器の関連製品として、SMAコネクタ付マイクロ分光器 (光ファイバ接続用)や評価回路・駆動回路を用意しています。
USB୪௽
ζͼ·υ໦࢕‫ܕ‬
C12880MA
PC
ບ‫ث‬ٝႹ (USB୪௽)
C13016
ΟΐΗσ૞࣢
SMA΋Υ·Ηັζͼ·υ໦࢕‫ܕ‬
C12880MA-10
ξȜΎȜ‫ܖ‬โ
ߐ൲ٝႹ (ΟΐΗσව੄ႁ)
C13618
KACCC0836JA
8
マイクロ分光器
C12880MA
SMAコネクタ付マイクロ分光器 C12880MA-10
C12880MAにSMAコネクタを装着した製品です。コネクタ内部に光学系をもち、SMAコ
ネクタ付光ファイバ (シングルコア, NA=0.22)を接続することができます。C12880MA10のコネクタ部以外の仕様はC12880MAと同様です。
12.5
外形寸法図 (単位: mm)
ϕ10.0
3.3
C12880MA
28.5
SMA΋Υ·Η
9.0
ঐা̧̈́࢖ओ: ±0.5
20.12
KACCA0381JA
オプション
製品名
紫外/可視域用ファイバ
(耐紫外線)
型名
A9762-01
A9762-05
コア径
(μm)
600
400
仕様
NA=0.22, 長さ1.5 m
両端SMA905Dコネクタ付き
9
C12880MA
マイクロ分光器
マイクロ分光器用駆動回路 C13618
C13618は、マイクロ分光器 C12880MAまたはC12880MA-10の搭載が可能な駆動回路で
す。A/D変換器を搭載しており、外部から電源と駆動用信号を入力することでデジタル
データ (16-bit)を取得できます。LVDSレベルおよび3.3 VレベルのI/Oポートを備えた
ユーザー基板とともに使用すると、アナログ回路とVideo出力変換回路の設計を省略でき
ます。
構成
項目
対応マイクロ分光器 (別売)
A/D変換器
I/O端子
I/O端子数
外形寸法
質量
仕様
C12880MA, C12880MA-10
アナログデバイセズ製 AD7961
PRECI-DIP製コネクタ 801-87-012-20-002101
12
50 × 40 × 21.6
14.3
単位
mm
g
絶対最大定格
記号
Topr
Tstg
項目
動作温度
保存温度
条件
結露なきこと*13
結露なきこと*13
数値
+5 ~ +40
-20 ~ +70
単位
°C
°C
*13: 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。
電気的特性 (Ta=25 °C, Vs=SENSOR_ST=SENSOR_CLK=3.3 V)
項目
センサクロック周波数
A/D変換器クロック周波数
消費電流
記号
SENSOR_CLK
AD_CLK
Ic
Min.
0.2
-
Typ.
250
150
Max.
5
300
200
単位
MHz
MHz
mA
推奨動作条件 (Ta=25 °C)
項目
記号
Vs
電源
センサクロック入力信号
センサスタート入力信号
A/D変換器出力信号*14
Highレベル
Lowレベル
Highレベル
Lowレベル
入力電圧範囲
差動入力電圧
SENSOR_CLK
SENSOR_ST
AD_CLK+, AD_CLK-
Min.
3.15
3.15
0
3.15
0
0.8
0.1
Typ.
3.3
3.3
3.3
-
Max.
3.45
3.45
0.3
3.45
0.3
1.575
0.65
単位
V
V
V
V
*14: AD_CLK+、AD_CLK-は一対のLVDS信号
10
C12880MA
マイクロ分光器
外形寸法図 (単位: mm)
13.6
PCB΋Υ·Η
801-87-012-20-002101
35.0
27.94 (2.54 × 11)
34.0
15.24
10.16
12.70
7.62
2.2
32.0
40.0
10.0
2.54
7.62
3.0
21.6
55.0
2.0 max.
21.6
(4 ×) ɸ2.2
ঐা̧̈́࢖ओ: ±0.5
KACCA0387JA
ピン接続
ピンNo.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
記号
Vs
NC
SENSOR_CLK
SENSOR_ST
SENSOR_TRG
AD_CLK+
AD_CLKAD_DCO+
AD_DCOAD_D+
AD_DGND
Input/Output
Input
Input
Input
Output
Input
機能
電源電圧
C12880MA・C12880MA-10用クロックパルス
C12880MA・C12880MA-10用スタートパルス
C12880MA・C12880MA-10用トリガパルス
A/D変換器用クロックパルス
Output
A/D変換器のバッファ済みクロックパルス
Output
A/D変換器のデータ
-
グランド
11
C12880MA
マイクロ分光器
マイクロ分光器用評価回路 C13016 (別売)
C13016はマイクロ分光器 C12880MAの特性を簡易的に評価するための回路です。USB
ケーブル A9160 (ABタイプ, 別売)を用いてC12880MAとPCを接続して、C12880MAの特
性を評価用ソフトウェアで評価することが可能です*15。
特長
マイクロ分光器 C12880MAの初期評価回路
マイクロ分光器の波長換算係数をPCから入力可能*16
高A/D分解能 (16 ビット)
USBからの供給電源のみで駆動
*15: 対応OS:
Microsoft® Windows® 7 Professional SP1 (32-bit, 64-bit)
Microsoft Windows 8 Professional (32-bit, 64-bit)
Microsoft、Windowsは、米国Microsoft Corporationの米国およびその他の国における登録商標です。
*16: C13016出荷時には、代表的な波長換算係数が入力されています。高い波長精度で測定するためにはマイクロ分光器に添付されている検
査成績書に記載された製品ごとの波長換算係数を入力する必要があります。
電気的特性
項目
インターフェース
A/D変換
クロックパルス周波数
ビデオレート
蓄積時間
仕様
USB 2.0
16
5
5
11 ~ 1000000
単位
bit
MHz
MHz
μs
仕様
C12880MA
90 × 70
30 × 44
単位
mm
mm
構成
項目
対応分光器
制御基板
センサ基板
外形寸法
絶対最大定格
項目
動作温度
保存温度
条件
結露なきこと*17
結露なきこと*17
定格値
+5 ~ +40
-20 ~ +70
単位
°C
°C
*17: 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。
12
マイクロ分光器
C12880MA
接続例
USBΉȜήσ
A9160 (༆ค)
(༆ค)
PC
࠿੄చય
ଷࢄ‫ܖ‬โ
Γϋ΍‫ܖ‬โ
ζͼ·υ໦࢕‫ܕ‬
C12880MA
ζͼ·υ໦࢕‫ܕ‬ဥບ‫ث‬ٝႹ
C13016 (༆ค)
KACCC0800JA
評価用ソフトウェアの表示例
13
C12880MA
マイクロ分光器
ミニ分光器/マイクロ分光器のラインアップ
߿ྴ
Ηͼί
C10082CA
TM-UV/VIS-CCD
ࣞۜഽ
C10082CAH
TM-UV/VIS-CCD
ࣞ໦ٜෝ
C10082MD
TM-UV/VIS-MOS
ࢩΘͼ΢ηΛ·τϋΐ
C10083CA
C10083CAH
ηΣ
໦࢕‫ܕ‬
ŕŎ
ΏςȜΒ
C11697MB
TM-VIS/NIR-MOS-II
Πς΄చ؊
C9404CA
TG-UV-CCD
ࣞۜഽ
C9404CAH
TG-UV-CCD
ࣞ໦ٜෝ
C11713CA
C11714CB
TG-RAMAN-II
ࣞ໦ٜෝ
C11482GA
๱႖‫߿ݕ‬
C9914GB
ηΣ
໦࢕‫ܕ‬
ŕŇ
ΏςȜΒ
C13555MA
C11008MA
6
ͼιȜΐΓϋ΍
ၔ࿂වৣ߿CCD
ͼιȜΐΓϋ΍
ńŎŐŔςΣͺ
ͼιȜΐΓϋ΍
8
(෨ಿ 320ȡ900 nm) ၔ࿂වৣ߿ńńŅ
ͼιȜΐΓϋ΍
1*
(෨ಿ 320ȡ900 nm)
ńŎŐŔςΣͺ
8
ͼιȜΐΓϋ΍
ࣞۜഽńŎŐŔςΣͺ
8
ͼιȜΐΓϋ΍
ၔ࿂වৣ߿ńńŅ
3
ͼιȜΐΓϋ΍
ၔ࿂වৣ߿ńńŅ
1*
ͼιȜΐΓϋ΍
୤‫ۜࣞٸ‬ഽ
5
ၔ࿂වৣ߿ńńŅ
ĩ෨ಿġĶĶıȡĺııġůŮĪ ͼιȜΐΓϋ΍
ၔ࿂වৣ߿ńńŅ
0.3*
ͼιȜΐΓϋ΍
320ȡ1000
200ȡ400
500ȡ1100
500ȡ600
0.3*
790ȡ920
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ၔ࿂වৣ߿ńńŅ
ͼιȜΐΓϋ΍
7
900ȡ1700
TG-cooled NIR-I
೩ΦͼΒ (႖‫)߿ݕ‬
7
TG-cooled NIR-II
೩ΦͼΒ (႖‫)߿ݕ‬
1100ȡ2200
900ȡ2550
TF-SWIR-MOS-II
C13053MA
C11007MA
1*
TG-cooled NIR-III
೩ΦͼΒ (႖‫)߿ݕ‬
C11118GA
C13054MA
200ȡ800
TG2-NIR
ηΣ
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ΏςȜΒ
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max.
(nm)
6
TG-SWNIR-CCD-II
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TG-RAMAN-I
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C9913GC
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800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
600
TM-VIS/NIR-CCD
ࣞ໦ٜෝ
TM-VIS/NIR-MOS
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ηΣ
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ΏςȜΒ
400
TM-VIS/NIR-CCD
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C10083MD
C9405CB
200
500ȡ1100
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TF-RAMAN
790ȡ920
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TF-VIS-MOS-II
340ȡ830
઀߿Ȇถ߿
RC-VIS-MOS
ηΣ
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RC
RC-SWNIR-MOS
ΏςȜΒ ໦࢕‫ܕ‬κΐνȜσ
340ȡ780
640ȡ1050
8
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20
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9
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8
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(nm)
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C11009MA
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ΏςȜΒ
200
RC-VIS-MOS
400
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600
340ȡ780
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RC-SWNIR-MOS
640ȡ1050
໦࢕‫ܕ‬ΰΛΡ
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߿ྴ
C11708MA
C12666MA
C12880MA
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MSΏςȜΒ
MS-SWNIR-MOS
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200
400
600
ۜഽ෨ಿํս (nm)
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
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340ȡ780
340ȡ850
20
15
15
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14
マイクロ分光器
C12880MA
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
技術情報
・ ミニ分光器/技術資料
本資料の記載内容は、平成28年6月現在のものです。
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15