IMAGE SENSOR NMOSリニアイメージセンサ S3901-1024Q, S3904-2048Q 検出長51.2 mmの大面積タイプ NMOSリニアイメージセンサは、 マルチチャンネル分光光度計用の検出器として設計された自己走査型フォトダイオードアレイです。走査回 路は、 NチャンネルMOSトランジスタで構成され、 低消費電力駆動が可能なため、 取り扱いが容易です。各フォトダイオードの受光面積が大き く高い紫外感度をもつ上、 雑音がきわめて小さいので微弱な入射光に対してもS/Nの高い信号が得られます。 また、 優れた出力直線性、 広 いダイナミックレンジも電流出力型のNMOSリニアイメージセンサの特長です。 S3901-1024Qは50 µm × 2.5 mm, S3904-2048Qは25 µm × 2.5 mmのフォトダイオードが直線的に並んでいます。画素数は、 1024 (S39011024Q), 2048 (S3904-2048Q)です。受光窓は、 石英を標準品としています。 特長 用途 l 広い受光面, 長い検出長 l マルチチャンネル分光測光 l イメージリードアウトシステム 画素ピッチ: 50 µm (S3901-1024Q) 25 µm (S3904-2048Q) 画素高さ : 2.5 µm 受光面長さ: 51.2 mm l フォトダイオードの紫外感度が高く、紫外線照射に対して 特性が安定している l 低暗電流、大飽和電荷量のため、常温で長い蓄積時間と広い ダイナミックレンジが得られる l 優れた出力直線性とユニフォミティ (感度の均一性) l 低消費電力: 1 mW max. l スタートパルス、クロックパルスは、CMOSロジック コンパチブル ■ 等価回路 ■ 受光部の構造 スタート st クロック 2 デジタルシフトレジスタ (MOSシフトレジスタ) エンドオブスキャン c クロック 1 アクティブビデオ アクティブ フォトダイオード Vss b 飽和コントロール ゲート 飽和コントロール ドレイン 1.0 µm a ダミービデオ 酸化シリコン N型シリコン 1.0 µm KMPDC0020JA 400 µm ダミーダイオード P型シリコン S3901-1024Q: a=50 µm, b=45 µm, c=2.5 mm S3904-2048Q: a=25 µm, b=20 µm, c=2.5 mm ■ 絶対最大定格 項 目 入力パルス (φ1, φ2, φst) 電圧 消費電力*1 動作温度*2 保存温度 *1: Vφ=5.0 V *2: 結露なきこと KMPDA0124JB 記号 Vφ P Topr Tstg 定格値 15 1 -40 ～ +65 -40 ～ +85 単位 V mW °C °C 1 NMOSリニアイメージセンサ NMOS リニアイメージセンサ S3901-1024Q, S3904-2048Q ■ 形状仕様 項 目 S3901-1024Q 画素数 1024 パッケージ長 ピン数 窓材*3 質量 *3: ファイバプレート窓も対応可能。 単位 mm g S3904-2048Q 2048 65.0 22 石英 8.5 ■ 仕様 (Ta=25 °C) 項 目 記号 画素ピッチ 画素高さ 感度波長範囲 (ピークの 10%) λ 最大感度波長 λp フォトダイオード暗電流*4 ID フォトダイオード容量*4 Cph 飽和露光量*4 *5 Esat 飽和出力電荷量*4 Qsat 感度不均一性*6 PRNU *4: Vb=2.0 V, Vφ=5.0 V *5: 2856 K, タングステンランプ *6: 飽和の 50%, スタート画素と最終画素を除く Min. - S3901-1024Q Typ. Max. 50 2.5 200 ～ 1000 600 0.2 0.6 20 180 50 ±3 S3904-2048Q Typ. Max. 25 2.5 200 ～ 1000 600 0.1 0.3 10 180 25 ±3 Min. - 単位 µm mm nm nm pA pF mlx · s pC % ■ 電気的特性 (Ta=25 °C) 項 目 記号 クロックパルス (φ1, φ2) High Vφ1, Vφ2 (H) 電圧 Low Vφ1, Vφ2 (L) スタートパルス (φst) High Vφs (H) 電圧 Low Vφs (L) ビデオバイアス電圧*7 Vb 飽和コントロールゲート電圧 Vscg 飽和コントロールドレイン電圧 Vscd クロックパルス(φ1, φ2) trφ1, trφ2 上昇／下降時間*8 tfφ1, tfφ2 クロックパルス (φ1, φ2)パルス幅 tpwφ1, tpwφ2 スタートパルス (φst)上昇／下降時間 trφs, tfφs スタートパルス (φst)パルス幅 tpwφs スタートパルス (φst)－クロック tφov パルス (φ2)間オーバーラップ 8 クロックパルススペース* X1, X2 シフトレジスタ動作周波数*9 f 条件 Min. 4.5 0 4.5 0 1.5 - S3901-1024Q Typ. Max. 5 10 0.4 Vφ1 10 0.4 Vφ - 3.0 Vφ - 2.5 0 Vb - Min. 4.5 0 4.5 0 1.5 - S3904-2048Q Typ. Max. 5 10 0.4 Vφ1 10 0.4 Vφ - 3.0 Vφ - 2.5 0 Vb - 単位 V V V V V V V - 20 - - 20 - ns 200 200 20 - - 200 200 20 - - ns ns ns 200 - - 200 - - ns trf - 20 0.1 - 2000 trf - 20 0.1 - 2000 ns kHz 飽和の 200 250 ns 50%*9 クロックパルス (φ1, φ2) 5V Cφ 134 200 pF ライン容量 バイアス 5V 飽和コントロールゲート (Vscg) 63 87 pF Cscg バイアス ライン容量 2V ビデオライン容量 CV 45 60 pF バイアス *7: Vφは入力パルス電圧 (「■ビデオバイアス電圧マージン」参照)。 *8: trf はクロックパルスの上昇／下降時間。クロックパルスの上昇／下降時間が 20 ns 以上かかる場合は (上昇／下降時間 - 20) ns 以上のクロックパルススペースを入れてください (「■駆動回路のタイミング図」参照)。 *9: Vb=2.0 V, Vφ=5.0 V ビデオ遅延時間 2 tvd NMOSリニアイメージセンサ S3901-1024Q, S3904-2048Q ■ 外形寸法図 (単位: mm) 受光部 51.2 × 2.5 15.5 7.75 ± 0.2 7.75 ± 0.2 25.6 ± 0.5 3.0 受光面 0.46 25.4 1.3 ± 0.2 * 65.0 0.25 2.54 48.26 15.24 * 石英窓の表面から受光面 までの寸法 ■ ピン接続 KMPDA0123JB 2 1 22 NC 1 2 21 NC st 3 20 NC Vss 4 19 NC Vscg 5 18 NC NC 6 17 NC Vscd 7 16 NC Vss 8 15 NC アクティブビデオ 9 14 NC ダミービデオ 10 13 NC Vsub 11 12 エンドオブスキャン Vss, Vsub, NCは接地してください。 KMPDC0109JA 端子名 入出力 φ1, φ2 入力 (CMOS ロジックコンパチブル) φst 入力 (CMOS ロジックコンパチブル) Vss - Vscg 入力 Vscd 入力 アクティブビデオ 出力 ダミービデオ 出力 Vsub エンドオブスキャン NC 出力 (CMOS ロジックコンパチブル) - 機能、および推奨接続 MOS シフトレジスタを動作させるためのパルスです。ビデオ 出力信号は、φ2 立上りに同期して得られるため、クロックパ ルス周波数とビデオデータレートは同一になります。 MOS シフトレジスタの動作を開始させるためのパルスです。 スタートパルスの間隔と信号蓄積時間は同一となります。 フォトダイオードのアノードに接続されています。接地してく ださい。 ブルーミングの抑制に使用します。接地してください。 ブルーミングの抑制に使用します。ビデオバイアスと同一電圧 を印加してください。 ビデオ出力信号です。アドレスオンでフォトダイオード・カソ ードに接続されます。フォトダイオードを逆バイアスの状態で 使用するためにビデオラインを正にバイアスします。φ1, φ2 の 大きさが 5 V ならばビデオバイアスは 2 V を推奨します。 アクティブビデオと構造は同一ですが、フォトダイオードはあ りませんのでスパイクノイズのみが出力されます。アクティブ ビデオと同一電圧にバイアスしてください。必要としない場合 はオープンにしてください。 シリコン基板に接続されています。接地してください。 10 kΩの抵抗で 5 V にプルアップしてください。負極性。最後 のフォトダイオードがアドレスされた次のタイミングのφ2 に 同期して現れます。 接地してください。 3 リニアイメージセンサ NMOSリニアイメージセンサ S3901-1024Q, S3904-2048Q ■ 分光感度特性 (代表例) ■ 出力電荷量－露光量 (Ta=25 ˚C) 0.3 (Typ. Vb=2 V, V =5 V, 光源: 2856 K) 2 10 飽和電荷量 1 10 出力電荷量 (pC) 受光感度 (A/W) 0.2 0.1 100 S3901-1024Q S3904-2048Q 10–1 飽和露光量 10–2 0 200 400 10–3 10–5 1200 1000 800 600 10–4 10–3 波 長 (nm) 10–2 10–1 100 露光量 (lx · s) KMPDB0149JA KMPDB0160JB ■ タイミングチャート 1 2 tpw s V s (H) V s (L) V V V V 10 tpw 1 1 (H) 1 (L) 2 (H) 2 (L) tpw 2 8 ビデオバイアス電圧 (V) st ■ ビデオバイアス電圧マージン tvd アクティブビデオ出力 エンドオブスキャン tr s tf s X. MA 6 推 4 奨 バ イ ア ス ビデオバイアス範囲 2 st tr 1 tf 1 MIN. 1 X1 X2 0 tf 2 4 5 6 7 8 9 10 2 クロックパルス振幅 (V) t ov tr 2 KMPDB0043JA KMPDC0022JA 本資料の記載内容は、平成22年10月現在のものです。製品の仕様は、改良等のため予告なく変更することがあります。製品を使用する際には、仕様書をご用命の上、 最新の内容をご確認ください。 仕様書およびサンプル提供の際、型名の末尾に暫定仕様を意味する(X)、開発仕様を意味する(Z)が付く場合があります。 本製品の保証は、納入後 1年以内に瑕疵が発見され、 かつ弊社に通知された場合、本製品の修理または代品の納入を限度とします。ただし、保証期間内であっても、 天災および不適切な使用に起因する損害については、弊社はその責を負いません。 本資料の記載内容について、弊社の許諾なしに転載または複製することを禁じます。 仙台営業所 筑波営業所 東京営業所 中部営業所 大阪営業所 〒980-0011 〒300-2635 〒105-0001 〒430-8587 〒541-0052 仙台市青葉区上杉1-6-11 (日本生命仙台勾当台ビル2階) 茨城県つくば市東光台5-9-2 東京都港区虎ノ門3-8-21 (虎ノ門33森ビル5階) 浜松市中区砂山町325-6 (日本生命浜松駅前ビル4階) 大阪市中央区安土町2-3-13 (大阪国際ビル10階) TEL (022) 267-0121 TEL (029) 847-3821 TEL (03) 3436-0491 TEL (053) 459-1112 TEL (06) 6271-0441 FAX (022) 267-0135 FAX (029) 847-8654 FAX (03) 3433-6997 FAX (053) 459-1114 FAX (06) 6271-0450 固体営業推進部 〒435-8558 浜松市東区市野町1126-1 TEL (053) 434-3311 FAX (053) 434-5184 4 Cat. No. KMPD1049J05 jp.hamamatsu.com Oct. 2010 DN