測距リニアイメージセンサ S11961-01CR TOF (Time-Of-Flight)方式で対象物までの距離を測定 測距イメージセンサは、 TOF 方式で対象物までの距離を測定するセンサです。パルス変調した光源と組み合わせて使用 し、発光・受光タイミングの位相差情報を出力します。その信号を外付けの信号処理回路または PC で演算することに よって、距離データが得られます。 特長 用途 高速電荷転送 障害物検知 (自動走行車、ロボットなど) 非破壊読み出しによる広いダイナミックレンジ・低ノイズ セキュリティ (進入検知など) 外乱光のもとでも誤動作の少ない検出 (電荷排出機能) 形状認識 (物流、ロボットなど) リアルタイム距離計測用 モーションキャプチャ 構成 項目 イメージサイズ 画素ピッチ 画素高さ 画素数 有効画素数 パッケージ 窓材 仕様 5.12 × 0.05 20 50 272 256 22ピン PWB ARコート付ガラス 単位 mm μm μm 画素 画素 - 注) 本製品は気密封止品ではありません。 絶対最大定格 項目 記号 条件 定格値 Vdd(A) Ta=25 °C -0.3 ～ +6 Vdd(D) Ta=25 °C -0.3 ～ +6 画素アンプ Vsf アナログ入力端子電圧 画素リセット Vr Ta=25 °C -0.3 ～ Vdd(A) + 0.3 受光部 Vpg 画素リセットパルス p_res 信号サンプリングパルス phis デジタル入力端子電圧 マスタークロックパルス mclk Ta=25 °C -0.3 ～ Vdd(D) + 0.3 信号読み出しトリガパルス trig 出力信号同期パルス dclk 画素内変調クロックパルス電圧 VTX1, VTX2, VTX3 Ta=25 °C -0.3 ～ Vdd(A) + 0.3 結露なきこと 動作温度 Topr -25 ～ +85 結露なきこと 保存温度 -40 ～ +100 Tstg リフローはんだ条件*1 ピーク温度260 °C max., 2回 (P.8参照) Tsol アナログ電源電圧 デジタル電源電圧 単位 V V V V V °C °C - 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。 *1: JEDEC level 3 浜松ホトニクス株式会社 1 S11961-01CR 測距リニアイメージセンサ 推奨端子電圧 (Ta=25 °C) 項目 アナログ電源電圧 デジタル電源電圧 画素アンプ 画素リセット 受光部 Highレベル 画素リセットパルス電圧 Lowレベル Highレベル 信号サンプリングパルス電圧 Lowレベル Highレベル マスタークロックパルス電圧 Lowレベル Highレベル 信号読み出しトリガパルス電圧 Lowレベル Highレベル 出力信号同期パルス電圧 Lowレベル バイアス電圧 記号 Vdd(A) Vdd(D) Vsf Vr Vpg p_res phis mclk trig dclk Min. 4.75 4.75 4.5 4 0.8 Vdd(D) × 0.8 Vdd(D) × 0.8 Vdd(D) × 0.8 Vdd(D) × 0.8 Vdd(D) × 0.8 - Typ. 5 5 5 4.25 1.0 - Max. 5.25 5.25 Vdd(A) 4.5 1.2 Vdd(D) × 0.2 Vdd(D) × 0.2 Vdd(D) × 0.2 Vdd(D) × 0.2 Vdd(D) × 0.2 単位 V V V V V Min. 1M - Typ. f(mclk) 15 Max. 5M 30 単位 Hz Hz mA V V V V V 電気的特性 [Ta=25 °C, Vdd(A)=Vdd(D)=5 V] 項目 クロックパルス周波数 ビデオデータレート 消費電流 記号 f(mclk) VR Icc 条件 暗状態 電気的特性および光学的特性 [Ta=25 °C, Vdd(A)=Vdd(D)=5 V, Vsf=5 V, Vr=4.25 V, MCLK=5 MHz] 項目 感度波長範囲 最大感度波長 受光感度*2 暗出力 ランダムノイズ 暗出力電圧*3 飽和出力電圧 感度比*4 感度不均一性*5 記号 λ λp S Vd RN Vor Vsat SR PRNU Min. 1.05 × 1012 2.95 0.7 - Typ. 400 ～ 1100 800 2.1 × 1012 0.5 0.4 3.3 - Max. 4.2 × 1012 10 0.8 4.35 2 1.43 ±10 単位 nm nm V/W·s V/s mV rms V V % *2: 単一波長光源 (λ=805 nm) *3: 暗状態、リセット直後における出力値 *4: Vout1 (VTX1=3 V, VTX2=VTX3=0 V)と Vout2 (VTX2=3 V, VTX1=VTX3=0 V) における出力の比 *5: 感度不均一性は、飽和露光量の50%の均一光を受光部全体に入射した場合の出力不均一性で、両端の8画素を除いた256画素で次の ように定義します。 PRNU=∆X/X × 100 (%) X: 全画素の出力の平均, ∆X: 最大出力または最小出力とXとの差 2 S11961-01CR 測距リニアイメージセンサ 分光感度特性 (代表例) (Typ. Ta=25 °C) 1.0 0.9 0.8 చۜഽ 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 ෨ಿ (nm) KMPDB0375JB ブロック図 GND GND GND GNDGND 22 21 20 19 18 VTX3 VTX2 VTX1 p_res 2 3 4 5 Vdd(A) 15 GND 14 Vr Vsf Vpg 1 17 16 έΠΘͼȜΡͺτͼ 272ْள (ခْ࢘ளତ 256ْள) phis 6 ΨͼͺΑ อٝႹ 13 Vout1 ϋίσγȜσΡٝႹ 12 Vout2 ΨΛέͺϋί mclk 7 trig 8 9 dclk କΏέΠτΐΑΗ 10 11 Vdd(D) GND KMPDC0430JB 基本接続例 ΨΛέͺϋί Vout 1 Vout 2 ΨΛέͺϋί KMPDC0486JA 3 S11961-01CR 測距リニアイメージセンサ タイミングチャート mclk t0 p_res t8 thp(p_res) t1 phis t2 t7 thp(phis) t3 trig t6 t4 t5 ႁch 1 2 271 272 ႁch 1 2 271 272 Vout1 Vout2 dclk t9 VTX1, 2, 3 t10 t11 VTXߐ൲ۼܢ VTXߐ൲ۼܢ Light tpi(VTX) VTX1 VTX2 thp(VTX1) thp(VTX2) tlp(VTX1) tlp(VTX2) thp(VTX3) VTX3 tlp(VTX3) KMPDC0431JB KMPDC0431JB tr(mclk) tf(mclk) tr(phis) tf(phis) mclk tf(dclk) phis mclk tr(p_res) tf(p_res) tr(trig) tf(trig) tr(dclk) dclk td(dclk) td(vout) p_res trig Vout1 Vout2 0.1 V tr(vout) tf(vout) mclk p_res t0 KMPDC0432EA 4 測距リニアイメージセンサ S11961-01CR フレームレートの算出方法 フレームレート=1/1フレームの時間 =1/(蓄積時間 + 読み出し時間) 必要とされる距離精度、外乱光などの使用環境によって蓄積時間の設定を変える必要があります。 読み出し時間= 1 × 水平画素数 クロックパルス周波数 =1クロック当たりの時間 (1画素の読み出し時間) × 水平画素数 読み出し時間の算出例 (クロックパルス周波数=5 MHz, 水平画素数=272) 読み出し時間= 1 × 272 5 × 106 [Hz] =200 [ns] × 272 =0.0544 [ms] 非破壊読み出しを行う場合: 1フレームの時間=蓄積時間 + (読み出し時間 × 非破壊読み出し回数) 5 測距リニアイメージセンサ S11961-01CR 項目 記号 マスタークロックパルスデューティ比 マスタークロックパルス上昇／下降時間 tr(mclk), tf(mclk) 画素リセットパルスHigh期間 thp(p_res) 画素リセットパルス上昇／下降時間 tr(p_res), tf(p_res) 信号サンプリングパルスHigh期間 thp(phic) 信号サンプリングパルス上昇／下降時間 tr(phic), tf(phic) 信号読み出しトリガパルス上昇／下降時間 tr(trig), tf(trig) マスタークロックパルスの立ち上がりから t0 画素リセットパルスまでの時間 画素リセットパルスの立ち上がりから t1 信号サンプリングパルスの立ち上がりまでの時間 信号サンプリングパルスの立ち下がりから t2 信号読み出しトリガパルスの立ち上がりまでの時間 マスタークロックパルスの立ち上がりから t3 信号読み出しトリガパルスの立ち上がりまでの時間 信号読み出しトリガパルスの立ち上がりから t4 マスタークロックパルスの立ち上がりまでの時間 マスタークロックパルスの立ち上がりから t5 信号読み出しトリガパルスの立ち下がりまでの時間 信号読み出しトリガパルスの立ち下がりから t6 マスタークロックパルスの立ち上がりまでの時間 マスタークロックパルスの立ち上がり (全画素読み出し終了後) t7 から出力信号サンプリングパルスの立ち上がりまでの時間 マスタークロックパルスの立ち上がり (全画素読み出し終了後) t8 から画素リセットパルスの立ち上がりまでの時間 マスタークロックパルスの立ち上がりから td(dclk) 出力信号同期パルスの立ち下がりまでの時間*6 6 出力信号同期パルス出力電圧上昇時間 (10～90%)* tr(dclk) 出力信号同期パルス出力電圧下降時間 (10～90%)*6 tf(dclk) 出力信号1, 2セトリング時間 (10～90%)*6 *7 tr(Vout), tf(Vout) マスタークロックパルスの立ち上がりから*6 td(Vout) 出力信号1, 2 (出力 50%)までの時間 画素内変調クロックパルス周期 tpi(VTX) 画素内変調クロックパルス (VTX1)High期間 thp(VTX1) Min. 45 0 10 0 1 0 0 Typ. 50 - Max. 55 20 20 20 20 単位 % ns μs ns μs ns ns 0 - - ns 1 - - μs 1.2 - - μs 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s 1/4 × 1/f(mclk) - 1/2 × 1/f(mclk) s 1/f(mclk) - - s 1/f(mclk) - - s 0 25 50 ns - 20 20 35 40 40 70 ns ns ns - 40 80 ns 60 30 - ns ns - ns - ns - ns - ns - ns - ns ns V V 画素内変調クロックパルス (VTX1)Low期間 tlp(VTX1) - 画素内変調クロックパルス (VTX2)High期間 thp(VTX2) 30 画素内変調クロックパルス (VTX2)Low期間 tlp(VTX2) - 画素内変調クロックパルス (VTX3)High期間 thp(VTX3) 0 画素内変調クロックパルス (VTX3)Low期間 tlp(VTX3) - tr(VTX) tf(VTX) - tpi(VTX) thp(VTX2) thp(VTX3) tpi(VTX) thp(VTX1) thp(VTX3) tpi(VTX) thp(VTX1) thp(VTX2) 3 3 3 0 t9 1/f(mclk) - - s t10 1/f(mclk) - - s t11 1/f(mclk) - - s 画素内変調クロックパルス電圧上昇時間 画素内変調クロックパルス電圧下降時間 画素内変調クロック Highレベル パルス電圧 Lowレベル 信号読み出しトリガパルスの 立ち上がりからVTX駆動開始までの時間 VTX駆動終了から出力信号同期パルスの 立ち上がりまでの時間 VTX駆動終了から 画素リセットパルスの立ち上がりまでの時間 VTX1, VTX2, VTX3 *6: CL=3 pF *7: 出力電圧=0.1 V 6 S11961-01CR 測距リニアイメージセンサ 入力端子容量 (Ta=25 °C, Vdd=5 V) 項目 画素内変調クロックパルス内部負荷容量 Min. - 記号 CLTX 外形寸法図 (単位: mm) 10.6 10.1 9.1 P1.27 × 4=5.08 単位 pF 5.3 0.4 P0.8 × 5=4.0 0.4 1.1 5.8 Max. - 推奨ランドパターン (単位: mm) ໐ 5.12 × 0.05 4.3 Typ. 25 KMPDC0437EB ࿂ 1.0 2.0 ࠪ ϕ0.2 10.1 P1.27 × 4=5.08 7 11 12 1.27 0.8 5.3 P0.8 × 5=4.0 6 17 1 22 18 ഩޭ (22 ×)ȁ 0.4 (22 ×)ġϕ0.2 ঐা̧̈́ओ: ±0.2, ±2° KMPDA0298JD 7 測距リニアイメージセンサ S11961-01CR 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 記号 Vr VTX3 VTX2 VTX1 p_res phis mclk trig dclk Vdd(D) GND Vout2 Vout1 GND Vdd(A) Vpg Vsf GND GND GND GND GND I/O I I I I I I I I O I I O O I I I I I I I I I 説明 バイアス電圧 (画素リセット) 画素内変調クロックパルス3 画素内変調クロックパルス2 画素内変調クロックパルス1 画素リセットパルス 信号サンプリングパルス マスタークロックパルス 信号読み出しトリガパルス 出力信号同期パルス デジタル電源電圧 グランド 出力信号1 出力信号2 グランド アナログ電源電圧 バイアス電圧 (受光部) バイアス電圧 (画素アンプ) グランド グランド グランド グランド グランド 注) NCはオープンにして、GNDには接続しないでください。 Vout1/Vout2端子にインピーダンス変換用のバッファアンプを接続して、できるだけ電流を流さないでください。 当社の実験用熱風リフロー炉を用いた温度プロファイルの実測値例 300 °C 260 °C max. 230 °C أഽ 190 °C 170 °C ထح 60ȡ120 s ུح 40 s max. শۼ KMPDB0381JA ・本製品は、鉛フリーはんだ付けに対応しています。梱包開封後は、温度 30 °C 以下、湿度 60％以下の環境で保管して、168時間以内 にはんだ付けをしてください。 ・使用する基板・リフロー炉によって、リフローはんだ付け時に製品が受ける影響は異なります。リフローはんだ条件の設定時には、 あらかじめ実験を行って、製品に問題が発生しないことを確認してください。 8 測距リニアイメージセンサ S11961-01CR 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 ・ 表面実装型製品／使用上の注意 ・ 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28年2月現在のものです。 ୋ͈ॽအ͉Ȃ٨ၻ͈̹̈́̓͛ထ̩࣬̈́་ࢵ̳̭̦̜̳ͥ͂ͤ͘ȃུၳ͉ୃ̹̳͛ͥܢͬږਹͅै଼̯̹͈̳̦ͦ́͜Ȃͦ͘ͅࢋܱ̈́̓ͥ͢ͅࢋ̦ͤ ̜ͥાࣣ̦̜̳ͤ͘ȃུୋͬঀဥ̳ͥष͉ͅȂຈ̴ොවॽအ̮ͬဥྵ͈ષȂड૧͈ॽအ̮̞̯̺̩ͬږȃ ུୋ͈༗બ͉ȂොවࢃIJාոඤ̦ͅอࡉ̯ͦḀ̑̾২̯̹ͦͅાࣣȂུୋ͈ਘၑ̹͉͘య͈ොවͬࡠഽ̱̳͂͘ȃ̹̺̱Ȃ༗બۼܢඤ̜́̽̀͜Ȃ ഛब̤͍͢ະഐ୨̈́ঀဥ֦̳ܳͥͅఅ͉̞̀̾ͅٺȂ২̷͉͈ୣ̵̞ͬͭ͘ȃ ུၳ͈ܱशඤယ̞̾̀ͅȂ২͈ݺౄ̱̈́ͅഢश̹͉͘ໝୋ̳̭̲̳ͥ͂ͬ͘ȃ ŸŸŸįũŢŮŢŮŢŵŴŶįŤŰŮ ୵రުאਫ਼ ಆ෨ުאਫ਼ ުאނਫ਼ ಎ໐ުאਫ਼ ఱिުאਫ਼ ୌུުאਫ਼ ɧĺĹıĮııIJIJ ୵రঌဩߊષIJĮķĮIJIJġĩུྵ୵ర࢙൚రΫσijٴĪ ĩijıIJķාĴͤ͢ȶɧĺĹıĮııijIJġ୵రঌဩߊಎ؇ĴĮijĮIJġဩίρΎIJIJٴȷͅ֊ഢ̱̳͘Ī ɧĴıĶĮıĹIJĸ ֟ઽࡇ̩̾͊ঌࡄڠݪĶĮIJijĮIJıġĩࡄڠݪΑ·;ͿͺΫσĸٴĪ ɧIJıĶĮıııIJ ނസࢽߊࡵΦĴĮĹĮijIJġĩࡵΦĴĴ૩ΫσĶٴĪ ɧĵĴıĮĹĶĹĸ ຩઐঌಎߊग५ĴijĶĮķġĩུྵຩઐפஜΫσĵٴĪ ɧĶĵIJĮııĶij ఱिঌಎ؇ߊհാijĮĴĮIJĴġĩఱि࣭षΫσIJıٴĪ ɧĹIJijĮııIJĴ ؖঌฎఉߊฎఉפIJĮIJĴĮķġĩಅ५ฎఉΫσĶٴĪ ŕņōġĩıijijĪġijķĸĮıIJijIJġġŇłřġĩıijijĪġijķĸĮıIJĴĶ ŕņōġĩıijĺĪġĹĵĹĮĶıĹıġġŇłřġĩıijĺĪġĹĶĶĮIJIJĴĶ ŕņōġĩıĴĪġĴĵĴķĮıĵĺIJġġŇłřġĩıĴĪġĴĵĴĴĮķĺĺĸ ŕņōġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJijġġŇłřġĩıĶĴĪġĵĶĺĮIJIJIJĵ ŕņōġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĵIJġġŇłřġĩıķĪġķijĸIJĮıĵĶı ŕņōġĩıĺijĪġĵĹijĮıĴĺıġġŇłřġĩıĺijĪġĵĹijĮıĶĶı ࡥఘުאଔૺ໐ȁɧĵĴĶĮĹĶĶĹȁຩઐঌߊঌIJIJijķĮIJȁŕņōġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĴĴIJIJȁŇłřġĩıĶĴĪġĵĴĵĮĶIJĹĵ Cat. No. KMPD1140J06 Feb. 2016 DN 9