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セレクションガイド 2017.12

イメージセンサ幅広い波長範囲に対応した計測用イメージセンサ

CMOSエリアイメージセンサS13101

産業機器用CMOSリニアイメージセンサS10226 -10, S10227-10

InGaAsエリアイメージセンサG13393 -0909W

I m a g e s e n s o r

イメージセンサ幅広い波長範囲に対応した計測用イメージセンサ浜松ホトニクスは、赤外から可視・紫外・真空紫外・軟X線・硬X線までの広い波長／エネルギー範囲の計測用として、イメージセンサを開発・製造してきました。波長・使用目的に応じたイメージセンサを幅広くそろえ、窓材の変更、フィルタ付き、ファイバカップリングなど、きめ細かな対応も行っています。評価用や組み込み (OEM)用の駆動回路やマルチチャンネル検出器ヘッドも提供しています。

Contentsイメージセンサのラインアップ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1

浜松ホトニクスのイメージセンサ技術 ‥‥‥‥‥‥‥ 5

エリアイメージセンサ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 7

・裏面入射型CCDエリアイメージセンサ ‥‥‥‥‥ 7

・表面入射型CCDエリアイメージセンサ ‥‥‥‥‥13

・ CMOSエリアイメージセンサ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥14

リニアイメージセンサ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥15

・分光測光用CMOSリニアイメージセンサ ‥‥‥‥16

・分光測光用CCDリニアイメージセンサ ‥‥‥‥‥19

・分光測光用NMOSリニアイメージセンサ ‥‥‥‥20

・産業機器用CCDリニアイメージセンサ ‥‥‥‥‥22

・産業機器用CMOSリニアイメージセンサ ‥‥‥‥23

アンプ付フォトダイオードアレイ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥26

測距イメージセンサ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥27

近赤外用イメージセンサ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥28

X線イメージセンサ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥32

X線フラットパネルセンサ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥35

イメージセンサ関連製品 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥37

・マルチチャンネル検出器ヘッド ‥‥‥‥‥‥‥‥37

・イメージセンサ用駆動回路 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥40

1

イメージセンサのラインアップ

製品名特徴ラインアップページ

エリアイメージセンサ

裏面入射型CCDエリアイメージセンサ

可視域から真空紫外域まで高い量子効率を実現したCCDエリアイメージセンサです。

分光分析用分光分析用 (高解像度タイプ) 分光分析用 (低エタロニングタイプ) 分光分析用 (赤外高感度タイプ) 分光分析用 (大飽和電荷量タイプ) ICP分光分析用科学計測用完全空乏型

7～12

表面入射型CCDエリアイメージセンサ

科学計測機器に適した低暗電流・低ノイズのCCDエリアイメージセンサです。

分光分析用科学計測用 13, 14

CMOSエリアイメージセンサ近赤外域で高感度を実現したAPS (Active Pixel Sensor)タイプのCMOSエリアイメージセンサです。

SXGAフォーマット VGAフォーマット 14

リニアイメージセンサ

分光測光用CMOSリニアイメージセンサ分光測光用に適したCMOSリニアイメージセンサです。

高感度タイプ蓄積時間可変タイプ標準タイプ

16～18

分光測光用CCDリニアイメージセンサ

裏面入射型CCDリニアイメージセンサは、電子シャッタ内蔵、高い紫外感度を特長としています。表面入射型CCDリニアイメージセンサは、表面入射型でありながら紫外域 (200 nm帯)において裏面入射型CCDに近い高感度を実現しています。

裏面入射型表面入射型 19, 20

分光測光用NMOSリニアイメージセンサ

紫外感度が高く、出力直線性が優れているため精密測光に適しています。

電流出力タイプ (標準タイプ) 電流出力タイプ (赤外高感度タイプ) 電圧出力タイプ

20, 21

産業機器用CCDリニアイメージセンサ産業機器用に適したCCDリニアイメージセンサです。 TDI-CCDイメージセンサ

表面入射型 22, 23

産業機器用CMOSリニアイメージセンサ

CMOSリニアイメージセンサは、タイミング回路や信号処理アンプを同一チップ上に搭載しており、簡単な入力パルスと単一電源によって駆動できます。そのため、外部回路を簡略化することがでます。

樹脂封止型パッケージ高速読み出しタイプ高感度タイプデジタル出力タイプ RGBカラーフィルタ付き

23～25

測距イメージセンサ

測距イメージセンサTOF (Time-of-Flight)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。

測距リニアイメージセンサ測距エリアイメージセンサ 27

近赤外用イメージセンサ

InGaAsリニアイメージセンサ近赤外域用のイメージセンサです。CMOS IC内蔵により、取り扱いが容易になっています。

分光分析用高速タイプ 29, 30

InGaAsエリアイメージセンサ熱画像モニタ近赤外画像検出用 31

アンプ付フォトダイオードアレイ


Siフォトダイオードアレイと信号処理ICを組み合わせたセンサです。複数配列によって、長尺イメージセンサを構成することができます。

長尺タイプ 26

2

製品名特徴ラインアップページ

X線フラットパネルセンサ

X線フラットパネルセンサ高感度・高画質のX線画像をリアルタイムにとらえることができるデジタルX線イメージセンサです。

ラジオグラフィ用 (回転型) ラジオグラフィ用 (生化学) 一般タイプ (オフライン) 低ノイズタイプ

35, 36

イメージセンサ関連製品

マルチチャンネル検出器ヘッド各種イメージセンサに対応した駆動回路を放熱性に配慮した筐体に内蔵した製品です。

表面入射型CCDエリアイメージセンサ用裏面入射型CCDエリアイメージセンサ用 NMOSリニアイメージセンサ用 InGaAsリニアイメージセンサ用 InGaAsエリアイメージセンサ用

37～39

イメージセンサ用駆動回路各種イメージセンサに合わせた駆動回路を用意しています。

CCDイメージセンサ用 NMOSリニアイメージセンサ(電流出力タイプ)用 CMOSリニアイメージセンサ用 InGaAsリニアイメージセンサ用

40, 41

X線イメージセンサ

CCDエリアイメージセンサ、CMOSエリアイメージセンサ、アンプ付フォトダイオードアレイ

FOS (X線シンチレータ付ファイバ)や蛍光紙と組み合わせて使用することにより、高品質X線画像の撮像が可能なイメージセンサ、フォトダイオードアレイです。

X線ラジオグラフィ用CCD/CMOSエリアイメージセンサ TDI-CCDエリアイメージセンサ非破壊検査用アンプ付フォトダイオードアレイ

33, 34

KMPDC0106JE

10-8

10-14 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4

10-6 10-4 10-2 100 102

10-2

104照度 (lx)放射照度 (W/cm2)

高感度フィルム (ISO 1000)

NMOS/CMOSリニアイメージセンサ(S3901/S8377シリーズ)

InGaAsリニアイメージセンサ(G11508/G11620シリーズ)

冷却型CCDエリアイメージセンサ(S9971/S7031シリーズ)

非冷却型CCDエリアイメージセンサ(大飽和電荷量タイプ: S7033シリーズ)

非冷却型CCDエリアイメージセンサ(S9970/S7030シリーズ)

検出可能な光量範囲の例

3

［ CCDエリアイメージセンサ (窓なし) ］［ CMOSリニアイメージセンサ］

イメージセンサのラインアップ

KMPDB0251JE KMPDB0252JG

量子効率 (%)

波長 (nm)

(Typ. Ta=25 °C)

0200 400 600 800 1000 1200

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100S7030/S7031シリーズなど

S9972/S9973シリーズ

S11510シリーズ

S10420-01シリーズ


0.4

0.3

0.2

0.1

0200 400 600 800 1000 1200

波長 (nm)

受光感度 (A/W)

(代表例, Ta=25 °C)


S10121～S10124シリーズ (-01)

浜松ホトニクスは、独自のSi・化合物半導体プロセス技術を用いて、2.6 µmの近赤外域から、可視、紫外、真空紫外 (VUV)、軟X線、さらには硬X線までの広いエネルギー／波長範囲に対応したイメージセンサを製造しています。また、各種イメージセンサの駆動回路として設計されたモジュール製品も用意しています。

Si プロセス技術

•CCD•CMOS

MEMS 技術

・裏面入射型・3 次元実装狭ピッチバンプボンディング Si 貫通電極 (TSV)

化合物半導体プロセス技術

•InGaAs

分光感度特性

4

［ NMOSリニアイメージセンサ］［ InGaAsリニアイメージセンサ］

0.1 eV

InGaAsリニアイメージセンサ(長波長タイプ)

1 eV10 eV100 eV1 keV10 keV100 keV

0.01 nm 0.1 nm 1 nm 10 nm 100 nm 1 m 10 m

1 MeV

InGaAsリニア/エリアイメージセンサ

NMOSリニアイメージセンサ

CMOSリニアイメージセンサ

CMOSエリアイメージセンサ


裏面入射型CCD

フォトンエネルギー

波長

表面入射型CCD表面入射型CCD (窓なしタイプ)

NMOSリニアイメージセンサ(窓なしタイプ)

X線イメージング用CCD

裏面入射型CCD (窓なしタイプ)

波長 [nm] =1240

フォトンエネルギー [eV]

フラットパネルセンサ

KMIRB0068JG

KMPDC0105JH

注) NMOSリニアイメージセンサ (窓なしタイプ)を使用してX線ダイレクト検出を行う場合は、使用条件について営業にお問い合わせください。

検出可能なエネルギー／感度波長範囲の例

浜松ホトニクスは、2.6 µmの近赤外域 (NIR)から可視、紫外、真空紫外 (VUV)、軟X線、さらには百数十keVの硬X線までの広い波長範囲に対応したイメージセンサを開発、製造しています。

0200 400 600 800 1000 1200

波長 (nm)

受光感度 (A/W)

(代表例, Ta=25 °C)


S8380/S8381シリーズ(赤外高感度タイプ)

0.4

0.3

0.2

0.1

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.00

0.5

1.0

1.5

波長 (µm)

受光感度 (A/W)

(Typ. Ta=25 °C)

Tchip=25 °CTchip=-10 °CTchip=-20 °C

G11477シリーズ

G11478シリーズ

G11476シリーズ

G13913シリーズG11135シリーズG11620シリーズ

G11608シリーズ

G11508シリーズ

G11475シリーズ

KMPDB0161JD

5

CMOS技術


構成例

CMOS技術による高機能化の例

浜松ホトニクスのイメージセンサ技術

分析機器や医療機器などの計測装置を中心とした用途に合わせて、当社は独自に培ってきたアナログCMOS技術を核としたCMOSイメージセンサを製品化しています。市場要求に合ったアナログ・デジタル機能を受光部と同一チップに内蔵することで、システムの高性能化・多機能化・低コスト化を実現しています。

TOF (Time-of-Flight)方式を用いて対象物の距離情報を検出可能なイメージセンサです。パルス変調した光源と信号処理部を組み合わせて距離計測システムを構成できます。

・さまざまな形状の受光部に対応 (Si・化合物半導体、1次元／2次元アレイ、大面積) ・高機能 (高速／部分読み出し、A/D変換器内蔵、グローバルシャッタなど) ・用途に合わせたカスタム対応

KMPDC0417JA

ターゲット(人、対象物)

光源(LEDアレイまたはLD)

PC

Ethernet

駆動パルス

評価キット

照射光

反射光測距イメージセンサ

受光レンズ

距離画像 (距離情報 + 画像)の例 (近→中→遠: 赤→黄→緑)

近赤外高感度CMOSエリアイメージセンサ

分光感度特性 (代表例) 近赤外高感度CMOSエリアイメージセンサを用いた指静脈の撮像例

当社独自の受光面技術により、近赤外域で高感度を実現しています。

KMPDB0489JA

400 600 800 1000 1200

受光感度 (A/W)

波長

(Ta=25 °C)

S13102

一般的な可視用イメージセンサ

0

6

CCDの断面構造［裏面入射型］［表面入射型］

入射光

Poly-Si電極

ポテンシャルウェル

ゲート酸化膜

BPSG膜

Si

入射光

Poly-Si電極

アキュムレーション層

BPSG膜

Siポテンシャルウェル

ゲート酸化膜

KMPDB0179JB

KMPDB0180JB

小型・薄型COB (Chip on Board)パッケージ技術CMOSイメージセンサチップを同程度のサイズの小型・薄型COBパッケージに搭載することによって、小さな実装面積にすることができます。COBパッケージでは、チップが樹脂モールドで封止され、高信頼性とともに取り扱いやすさを実現しています。本技術を採用したCMOSイメージセンサは、幅広い用途への応用が可能で、機器の低コスト化・小型化・量産性に貢献します。当社が誇る「3.3 V単一電源動作・低消費電力・高感度」のCMOSイメージセンサが、さらに使いやすくなります。

一般的にCCDは、パターンが形成されている側から光を入射させる構造になっています。このような構造のCCDを表面入射型CCDといいます。表面入射型CCDの光入射面は、BPSG膜・Poly-Si電極・ゲート酸化膜などが堆積したSi基板の表面にあるため、入射光はその部分で大きく反射・吸収されます。このため量子効率は可視域で最大40%程度になり、紫外域には感度がありません。このような問題を解決するために開発されたのが裏面入射型CCDです。裏面入射型CCDでもSi基板の表面にはBPSG膜・Poly-Si電極・ゲート酸化膜などがありますが、 Si基板の裏面から光を入射する構造になっています。このため裏面入射型CCDは、広い波長域で高い量子効率を実現しています。裏面入射型CCDは、CCDが本来もっている高感度・低ノイズといった特長をそのまま生かした上に、電子線・軟X線・紫外・可視・近赤外域に感度をもっています。

裏面入射技術

近赤外用のInGaAsイメージセンサでは、受光部のフォトダイオードアレイとCMOS信号処理回路を別チップで構成し、それらをバンプで3次元実装するハイブリッド構造を採用しています。受光部と信号処理回路のモノリシック化が困難な場合に用いられます。また、受光部の形状や分光感度特性などを容易に変更できるメリットもあります。

フロントエンド基板

裏面入射型InGaAsフォトダイオードアレイInバンプROIC (Si)

KMIRC0036JB

ハイブリッド技術 (3次元実装)

狭ピッチバンプを用いたInGaAsエリアイメージセンサの概念図

7


分光分析用

裏面入射型CCDエリアイメージセンサ裏面入射型CCDエリアイメージセンサは、VUV (真空紫外域)まで高い量子効率を実現しています (ピーク時90%以上)。また、紫外線の照射に対して、感度の劣化が小さくなっています。その上、低ノイズを実現しており、微弱光の検出に適しています。

浜松ホトニクスのCCDエリアイメージセンサは、極めて低ノイズであることから高S/Nの画像信号が得られます。FFT型を採用しているため、開口率 (fill factor)は100%を実現しており、ロスなく光を収集することから、分光測光などの高精度計測において優れた性能を発揮します。Si基板のパターンが形成されている側から光を入射させる表面入射型と、裏面から光を入射させる裏面入射型の2種類があり、豊富な画素サイズ、画素配列から選択できます。裏面入射型は薄形化した裏面に理想的な受光面を形成することにより、高い量子効率と広い感度波長範囲を実現しています。CMOSエリアイメージセンサは、近赤外に高い感度をもつAPS (Active Pixel Sensor)タイプです。

高量子効率 (ピーク時90%以上)を実現しており、高精度な分光分析が可能です。

型名画素サイズ[µm (H) × µm (V)] 有効画素数ラインレート*1

(ライン/s) 冷却*2 写真専用駆動回路*3(P.37)

S7030-0906

24 × 24

512 × 58 418

非冷却 C7040

S7030-0907 512 × 122 316

S7030-1006 1024 × 58 213

S7030-1007 1024 × 122 160

S7031-0906S 512 × 58 418

1段電子冷却 C7041

S7031-0907S 512 × 122 316

S7031-1006S 1024 × 58 213

S7031-1007S 1024 × 122 160

*1: フルラインビニング時 (typ.)*2: 2段電子冷却型 (S7032-1006/-1007)にも対応しています (受注生産品)。*3: 別売注) 窓なしタイプにも対応が可能です。

8


優れた低ノイズ特性を実現したCCDエリアイメージセンサです。低ノイズタイプ [S10140/S10141シリーズ (-01)]と高速タイプ (S13240/S13241シリーズ)を用意しました。


(ライン/s) 冷却*5 写真専用駆動回路

S10140-1107-01

12 × 12

2048 × 122 107

非冷却

S10140-1108-01 2048 × 250 80

S10140-1109-01 2048 × 506 40

S13240-1107 2048 × 122 921

S13240-1108 2048 × 250 539

S13240-1109 2048 × 506 203

S10141-1107S-01 2048 × 122 107

1段電子冷却

S10141-1108S-01 2048 × 250 80

S10141-1109S-01 2048 × 506 40

S13241-1107S 2048 × 122 921

S13241-1108S 2048 × 250 539

S13241-1109S 2048 × 506 203

*4: フルラインビニング時 (typ.)*5: 2段電子冷却型 [S10142シリーズ (-01)]にも対応しています (受注生産品)。注) 窓なしタイプにも対応が可能です。

分光分析用 (高解像度タイプ)

9

エタロニング特性を改善したタイプです。低ノイズタイプ (S10420シリーズ, S11850-1106)と高速タイプ (S11071シリーズ, S11851-1106)を用意しました。S11850/S11851-1106は、動作中のチップの温度変化を抑制するため、パッケージ内に電子冷却素子を内蔵しています。


(ライン/s) 冷却写真専用駆動回路*2(P.40)

S10420-1004-01

14 × 14

1024 × 16 221

非冷却

C11287

S10420-1006-01 1024 × 64 189

S10420-1104-01 2048 × 16 116

S10420-1106-01 2048 × 64 106

S11071-1004 1024 × 16 1777

C11288

S11071-1006 1024 × 64 751

S11071-1104 2048 × 16 1303

S11071-1106 2048 × 64 651

S11850-1106

2048 × 64

106

1段電子冷却

C11860

S11851-1106 651

*1: フルラインビニング時 (typ.)*2: 別売注) 窓なしタイプにも対応が可能です。

低エタロニングタイプ

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 (S10420/S11071シリーズ, S11850/S11851-1106)を実現しました。

KMPDB0284JB

波長 (nm)

相対感度 (%)

900 1000960 980940920

(Ta=25 °C)

0

40

30

20

10

50

60

70

80

90

100

110

従来品

低エタロニングタイプ

エタロニング特性 (代表例)

分光分析用 (低エタロニングタイプ)

10

近赤外域で高感度を実現しています [QE=40% (λ=1000 nm)]。


(ライン/s) 冷却写真専用駆動回路*4(P.37, 40)

S11500-1007

24 × 24 1024 × 122 160

非冷却 C7040

S11501-1007S 1段電子冷却 C7041

S11510-1006

14 × 14

1024 × 64 189

非冷却 C11287

S11510-1106 2048 × 64 106

S11511-1006 1024 × 64 189


S11511-1106 2048 × 64 106


赤外高感度タイプ

赤外高感度タイプ裏面入射型CCDは、MEMS構造を形成することで800 nm以上の近赤外域で大幅な高感度化を実現しました。近赤外高感度の特性を生かし、ラマン分光器への応用が期待されています。

KMPDB0329JA

量子効率 (%)

波長 (nm)

(Typ. Ta=25 °C)

0200 400 600 800 1000 1200

10

20

30

40

50

60

70

80

100

90

表面入射型CCD

赤外高感度タイプ裏面入射型CCD

裏面入射型CCD

分光感度特性

分光分析用 (赤外高感度タイプ)


11

広いダイナミックレンジを実現しています。



S7033-0907

24 × 24

512 × 122 316

非冷却 C7043

S7033-1007 1024 × 122 160

S7034-0907S 512 × 122 316


S7034-1007S 1024 × 122 160


型名画素サイズ[µm (H) × µm (V)] 有効画素数フレームレート*3

(フレーム/s) 冷却写真専用駆動回路

S12071 24 × 24 1024 × 1024 Tap A: 0.1Tap B: 1.5

1段電子冷却

S12101 12 × 12 2048 × 2048 Tap A: 0.02Tap B: 2.4

*3: エリアスキャン時 (typ.)注) 窓なしタイプにも対応が可能です。

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、広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。

高速読み出しタイプや低ノイズタイプなどの豊富なラインアップを用意しています。


(フレーム/s) 冷却写真専用駆動回路*6(P.38)

S7170-0909

24 × 24

512 × 512 0.9

非冷却*5 C7180

S7171-0909-01 1段電子冷却*5 C7181

S9037-0902 512 × 4 16300

非冷却

S9037-1002 1024 × 4 8100

S9038-0902S 512 × 4 16300

1段電子冷却

S9038-1002S 1024 × 4 8100

*4: エリアスキャン時 (typ.)。ただしS9037/S9038シリーズはフルラインビニング時 (max.)。*5: 2段電子冷却型 (S7172-0909)にも対応しています (受注生産品)。*6: 別売注) 窓なしタイプにも対応が可能です。

分光分析用 (大飽和電荷量タイプ)

ICP分光分析用

科学計測用

12

分光感度特性 (窓なし時)


空乏層を厚くすることにより、近赤外域の感度を飛躍的に向上させた裏面入射型CCDエリアイメージセンサです。

型名画素サイズ[µm (H) × µm (V)] 有効画素数空乏層の厚さ

(µm) 冷却写真専用駆動回路

S10747-0909 24 × 24 512 × 512 200 非冷却

完全空乏型CCD (裏面入射型)の構造

通常の裏面入射型CCDは、Si基板が数十µmと薄いため近赤外光が基板を通過しやすく、近赤外域の量子効率は低くなります [図1]。Si基板を厚くすることで、近赤外域の量子効率を高くすることができますが、バイアスを印加しない場合は中性領域の電荷拡散により解像度が劣化してしまいます [図2]。完全空乏型CCD (裏面入射型)は厚くしたSi基板にバイアスを印加し中性領域をなくすことで、良好な解像度を実現しつつ近赤外域で高い量子効率を実現しています [図3]。ただし、暗電流が大きいため、通常は-70 °C程度に冷却して使用します。

空乏層

中性領域

電荷拡散

GND

青色光近赤外光

受光面

CCD面

空乏層

BIAS青色光近赤外光

受光面

CCD面

青色光近赤外光GND受光面

CCD面

空乏層

KMPDC0332JA

図1 通常の裏面入射型CCD 図2 厚いSiにバイアス電圧を印加しない場合

図3 厚いSiにバイアス電圧を印加した場合 [完全空乏型CCD (裏面入射型)]

KMPDB0313JA

0

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

200 400 600 800 1000 1200

波長 (nm)

量子効率 (%)

S10747-0909

標準タイプ裏面入射型CCD

(Typ. Ta=25 °C)

完全空乏型

13

分光分析用

表面入射型CCDエリアイメージセンサ科学計測機器に適した低暗電流・低ノイズのCCDエリアイメージセンサです。

分光分析用に適したCCDです。ビニング動作を行うことにより、受光面の高さ方向に長いリニアイメージセンサとして使用できます。



S9970-0906

24 × 24

512 × 60 169

非冷却 C7020

S9970-1006 1024 × 60 86

S9970-1007 1024 × 124 66

S9970-1008 1024 × 252 34

S9971-0906 512 × 60 169

1段電子冷却

C7021S9971-1006 1024 × 60 86

S9971-1007 1024 × 124 66

S9971-1008 1024 × 252 34 C7025

S9972-1007*3 1024 × 124 66

非冷却 C7020-02

S9972-1008*3 1024 × 252 34

S9973-1007*3 1024 × 124 66

1段電子冷却

C7021-02

S9973-1008*3 1024 × 252 34 C7025-02

*1: フルラインビニング時 (typ.)*2: 別売*3: 赤外高感度タイプ注) セラミックパッケージの場合 (S9970/S9972シリーズ)、窓なしタイプ・UVコート・FOPカップリングにも対応が可能です (受注生産品)。

14


CMOSエリアイメージセンサ近赤外に高い感度をもつ APS (Active Pixel Sensor)タイプのCMOS エリアイメージセンサです。タイミング発生回路、バイアス発生回路、アンプ、A/D変換器を内蔵しており、オールデジタル入出力のため取り扱いが容易です。

高精度の測定が可能なタイプです。特に、有効画素数 512 × 512、1024 × 1024のCCDは2次元画像の取得にも適しています。


(フレーム/s) 冷却パッケージ写真専用駆動回路

S9736-01

24 × 24 512 × 512 0.3

非冷却

セラミックDIP

S9736-03 プレートタイプ

S9737-01

12 × 12 1024 × 1024 0.09

セラミックDIP

S9737-03 プレートタイプ

S9979 48 × 48 1536 × 128 9 セラミックDIP

*4: エリアスキャン時 (typ.)注) セラミックパッケージの場合 (S9736-01, S9737-01, S9979)、窓なしタイプ、UVコート、FOPカップリングにも対応が可能です (受注生産品)。

科学計測用

型名画素サイズ[µm (H) × µm (V)] 有効画素数フレームレート

(フレーム/s) パッケージ写真専用駆動回路

S13101

7.4 × 7.4

1280 × 1024 146

セラミック

S13102 640 × 480 78

分光感度特性 (S13101, S13102, 代表例) ブロック図 (S13101)

画素制御

垂直シフトレジスタ

タイミング発生回路

水平シフトレジスタ

シリアルペリフェラルインターフェース

MCLKTG_ResetPll_resetMST

SPI_SCLKSPI_CSSPI_RSTBSPI_MOSI

シリアライザ

バイアス回路

LVDS出力 Vsync

outA [2:0]outB [2:0]outC [2:0]outD [2:0]outE [2:0]

HsyncPclkCTR

15

フォトダイオードアレイ

昇圧回路

SPI_MISO

KMPDC0529JC

相対感度 (%)

波長 (nm)

0

100

80

60

40

20

(Ta=25 °C)

400 600 800 1000 1200

KMPDB0528JA

15

等価回路

［ CMOSリニアイメージセンサ (S9227-03) ］

［ NMOSリニアイメージセンサ (S3901シリーズ) ］

［ CCDリニアイメージセンサ (S11155/S11156-2048-02) ］


CMOSリニアイメージセンサは、分光測光・産業機器用として広く利用されています。CMOS技術の技術革新による集積度の向上によって簡便な取り扱いを可能にし、小型パッケージとリーズナブルな価格を実現しています。必要とされる信号処理回路はすべて、センサチップに搭載されています。裏面入射型CCDリニアイメージセンサは、高い紫外感度のため、分光測光に適しています。低ノイズ・低暗電流・広ダイナミックレンジを実現しており、蓄積時間を長くすることにより、微弱光検出が可能です。表面入射型CCDリニアイメージセンサは、紫外域において裏面入射型CCDに近い感度を実現しています。NMOSリニアイメージセンサは、電荷蓄積量が大きく出力の直線性が高いため、高精度を必要とする科学計測機器に適しています。出力電荷を外部読み出し回路で電圧に変換することが可能です。CMOSリニアイメージセンサとNMOSリニアイメージセンサは、CCDと比較すると取り扱う電荷量が大きく、光量の強い環境下で使用されます。

シフトクロック(2相)

オールリセットゲートオールリセットドレイン

ビデオFDA

アナログシフトレジスタ

トランスファーゲート

Vss

VISH

VSTG

VREGHVREGL

VIG VSG VOG VRET VRD VOD VRG

KMPDC0352JA

スタート stクロッククロック

12

アクティブフォトダイオード

飽和コントロールゲート飽和コントロールドレイン

ダミーダイオード

ダミービデオ

アクティブビデオ

エンドオブスキャンデジタルシフトレジスタ

VssKMPDC0020JC

KMPDC0121JC

デジタルシフトレジスタ

ホールド回路タイミング発生回路スタート

クロックビデオ

Vdd Vss

16

高感度タイプ

紫外～近赤外域で高感度動作が容易

S11639-01の特長

分光測光用CMOSリニアイメージセンサ分光測光用に適したCMOSリニアイメージセンサです。

暗電流や暗状態のショットノイズを小さくするために、受光部は埋め込み型フォトダイオード構造を採用しています。さらに当社独自の受光部形成技術により、高感度な縦長画素でありながら低イメージラグを実現した受光部となっています。また、紫外光に対しても高感度を実現しています。

5 V単一電源と2種類の外部クロックパルスで動作します。クロック端子の入力端子容量は5 pFのため、簡易な外部回路で動作が可能です。Video出力は正極性で、読み出しタイミング用Trig信号を出力しており、信号処理が容易です。

縦長画素の受光部を採用した高感度CMOSリニアイメージセンサです。紫外域においても、高感度・高耐性を実現しています。

型名画素高さ(µm)

画素ピッチ(µm) 画素数ラインレート

(ライン/s) 写真専用駆動回路*1(P.40)

S11639-01200

14 2048 4672C13015-01

S13496 7 4096 2387

*1: 別売

分光感度特性 (代表例)

KMPDB0445JB

波長 (nm)

相対感度 (%)

200 400 500 700300 600 800 900 10000

20

40

60

80

100 (Ta=25 °C)

APS (Active Pixel Sensor)タイプ画素ごとに高感度アンプを配置したAPSタイプのイメージセンサです。CCDよりも高い電荷－電圧変換効率 25 µV/e-を実現しています。

電子シャッタ、全画素で同時蓄積電子シャッタ機能を内蔵しており、外部クロックパルスに同期して、蓄積時間の開始タイミングと長さを制御することが可能です。全画素の信号は同時にホールド容量回路に移され、1画素ごとに順次読み出されます。

1画素の出力波形 [f(CLK)=VR=10 MHz]

GND

GND

0.6 V (出力オフセット電圧)

2.6 V (飽和出力電圧=2.0 V)

GND

CLK

Trig

Video

5 V/div.

5 V/div.

1 V/div.

20 ns/div.

17

型名画素高さ(mm)



S10121-128Q-01

2.5

50

128 1923

C10808シリーズ

S10121-256Q-01 256 969

S10121-512Q-01 512 486

S10122-128Q-01

0.5

128 3846

S10122-256Q-01 256 1938

S10122-512Q-01 512 972

S10123-256Q-01

0.5

25

256 1938

S10123-512Q-01 512 972

S10123-1024Q-01 1024 487

S10124-256Q-01

2.5

256 969

S10124-512Q-01 512 486

S10124-1024Q-01 1024 243

*1: 別売

蓄積時間の可変機能をもち、高い紫外感度となめらかな分光感度特性を特長とした電流出力タイプのリニアイメージセンサです。

KMPDB0442JA KMPDB0443JA

0.2

0.3

200 600 1000400 800 1200

波長 (nm)

受光感度 (A/W)

0

0.4

0.1

(Ta=25 °C)

0.04

0.06

0.08

200 220 240 260 280 300

波長 (nm)

受光感度 (A/W)

0

0.12

0.10

0.02

(Ta=25 °C)

従来品

S10121～S10124シリーズ (-01)

蓄積時間可変タイプ

分光感度特性 (代表例) 紫外域の分光感度特性 (代表例)

18


標準タイプ読み出し回路を内蔵したリニアイメージセンサです。




S8377-128Q

500

50

128 3846

C9001

S8377-256Q 256 1938

S8377-512Q 512 972

S8378-256Q

25

256 1938

S8378-512Q 512 972

S8378-1024Q 1024 487

S9226-03

125 7.8 1024 194

S9226-04

S9227-03

250 12.5 512 9434

S9227-04

*2: 別売

19

分光測光用CCDリニアイメージセンサ裏面入射型CCDリニアイメージセンサは、電子シャッタ内蔵、高い紫外感度を特長としています。表面入射型CCDリニアイメージセンサは、表面入射型でありながら紫外域 (200 nm帯)において裏面入射型CCDに近い高感度を実現しています。

型名画素サイズ[µm (H) × µm (V)] 有効画素数

ラインレート(ライン/s) 冷却写真専用駆動回路*1

(P.40)Typ. Max.

S11155-2048-02 14 × 500

2048 × 1 2327 4633

非冷却 C11165-02S11156-2048-02 14 × 1000

S13255-2048-02 14 × 5001段電子冷却

S13256-2048-02 14 × 1000

S11490 24 × 500 1024 × 1 10000 30000非冷却

S11491 12 × 500 2048 × 1 30000 70000

*1: 別売注) 窓なしタイプにも対応が可能です。

電子シャッタ機能を内蔵した分光測光用の裏面入射型CCDリニアイメージセンサです。レジスティブゲート構造の採用により、高速転送が可能です。

レジスティブゲート構造

通常のCCDの場合、1画素内に複数の電極があり、異なったクロックパルスを印加することで信号電荷を転送します (図1)。レジスティブゲート構造の場合、受光部に単一の高抵抗電極があり、その両端に異なる電圧を印加してポテンシャルスロープを形成することで信号電荷を転送します (図2)。CCDエリアイメージセンサをラインビニングし1次元のセンサとして使用する場合に比べると、1次元CCDイメージセンサの受光部においてレジスティブゲート構造を採用することによって、高速転送が可能になり、画素高さが大きい場合でも読み残しの少ない読み出しを行うことができます。

KMPDC0321JBKMPDC0320EA

P1V P2V P1V P2V

N N

P

N N-N-N-N- N NN-P+ N

P

REGL REGH STG TG

ポテンシャルスロープ

レジスティブゲート

図1 通常の2相CCDの概念図と電位図2 レジスティブゲート構造の概念図と電位

裏面入射型

20

分光測光用NMOSリニアイメージセンサNMOSリニアイメージセンサは、マルチチャンネル分光測光用の検出器として開発された自己走査型フォトダイオードアレイです。広い受光面、紫外線に対して高感度で感度劣化が少ない、低暗電流・大飽和電荷量による広いダイナミックレンジ、優れた出力直線性とユニフォミティ、低消費電流といった特長をもっています。


型名画素サイズ[µm (H) × µm (V)]

画素ピッチ(µm) 有効画素数ラインレート


S11151-2048 14 × 200 14 2048 × 1 484 C11160

*2: 別売注) 窓なしタイプにも対応が可能です。

紫外域の光に対して高感度と高耐性を実現した表面入射型CCDリニアイメージセンサです。

出力直線性に優れ、分光測光用として最適なリニアイメージセンサです。


画素ピッチ(µm) 画素数冷却写真専用駆動回路*4

(P.39, 40)

S3901シリーズ 2.5 50

128, 256, 512

非冷却

C7884シリーズC8892

1024

S3902シリーズ

0.5

50 128, 256, 512


S3903シリーズ 25 256, 512, 1024

*4: 別売 (S5930/S5931シリーズを除く)

KMPDB0372JA

波長 (nm)

(Ta=25 °C)

量子効率 (%)

0

100

80

90

60

70

40

50

20

30

10

1100200 300 400 500 600 700 800 900 1000*3: 石英ガラスの透過率特性により分光感度は低下します。

表面入射型

電流出力タイプ (標準タイプ)

分光感度特性 (窓なし時, 代表例)*3

21



(P.39, 40)

S3904シリーズ

2.5

25

256, 512, 1024

非冷却


2048

S5930シリーズ 50 256, 512

1段電子冷却 C5964シリーズ(センサ内蔵)

S5931シリーズ 25 512, 1024




(P.39, 40)

S8380シリーズ

2.5

50 128, 256, 512

非冷却 C7884シリーズC8892

S8381シリーズ 25 256, 512, 1024

S8382シリーズ 50 256, 512

1段電子冷却 C5964シリーズ(センサ内蔵)

S8383シリーズ 25 512, 1024


近赤外域で高い感度をもつNMOSリニアイメージセンサです。

電圧出力タイプは、電流出力タイプに比べ、読み出し回路の構成を簡単にすることができます。


画素ピッチ(µm) 画素数冷却写真専用駆動回路

S3921シリーズ 2.5

50 128, 256, 512

非冷却

S3922シリーズ 0.5

S3923シリーズ 0.5

25 256, 512, 1024

S3924シリーズ 2.5

電流出力タイプ (赤外高感度タイプ)

電圧出力タイプ

22


産業機器用CCDリニアイメージセンサ産業機器用に適したCCDリニアイメージセンサです。

型名画素サイズ[µm (H) × µm (V)] 有効画素数ポート数ピクセルレート

(MHz/ポート)ラインレート(ライン/s) 垂直転送写真対応カメラ*3

S10200-02-01

12 × 12

1024 × 128 2

30

50000

双方向

S10201-04-01 2048 × 128 4 C10000-801C10000-A01

S10202-08-01 4096 × 128 8

S10202-16-01 4096 × 128 16 100000

*3: 別売カメラ C10000シリーズは当社システム事業部の製品です。

高速撮像時などの低照度下においても十分な明るさの画像が得られる裏面入射型TDI-CCDです。TDI動作により、移動する対象物を積分露光することで、飛躍的に高い感度を得ることができます。裏面入射型のため、紫外～近赤外の幅広い波長域 (200～1100 nm)で高い量子効率を実現しています。

TDI (Time Delay Integration)動作

FFT型CCDは、電荷読み出しの際、列単位で電荷の垂直転送を行います。その転送のタイミングと、CCDに入射する被写体の移動タイミングを合わせ、CCD画素の垂直段数分の積分露光をする方式をTDI動作といいます。

KMPDC0139JA

被写体移動

・信号転送

電荷量

Time1 Time2 Time31段目・・・・・M段目

TDI-CCD イメージセンサ

分光感度特性 (窓なし時) センサ構造図 (S10201-04-01)

裏面入射型のため、表面入射型と比較して紫外～近赤外域 (200～1100 nm)で高感度を実現しています。

KMPDB0268JB

複数のアンプを配置し、出力をマルチポート化することで、画像の読み出しを並列化して高速ラインレートを実現しました。

KMPDC0260JA

波長 (nm)

受光感度 [V/(µJ · cm2 )]

0

1000

2000

3000

4000

5000

200 400 600 900800 1000300 500 700 1100

7000

6000

(Typ. Ta=25 °C)

TGbP3VP2VP1VTGa

RGRDOD

AGNDOGSG

P2H

P1H

OSa1

OSa2

OSb1

OSb2

OSa3

OSb3

OSa4

OSb4

OFDOFGDGND

Bポート側

512画素

Aポート側

双方向転送

128画素

23

表面入射型

産業機器用CMOSリニアイメージセンサCMOSリニアイメージセンサは、タイミング回路や信号処理アンプを同一チップ上に搭載しており、簡単な入力パルスと単一電源によって駆動できます。そのため、外部回路を簡略化することができます。

型名画素サイズ[µm (H) × µm (V)] 有効画素数ポート数

ピクセルレートmax.

(MHz/ポート)

ラインレートmax.

(ライン/s)写真専用駆動回路

S12551-2048 14 × 14

2048 × 1

1

40

19000

S12379 8 × 8 4 72000

選別機などの用途に合わせて設計された高速ラインレートの表面入射型CCDリニアイメージセンサです。



(ライン/s) 写真専用駆動回路

S10226-10 125 7.8 1024 194

S10227-10 250 12.5 512 9434

S11106-10 63.5 63.5 128 64935

S11107-10 127 127 64 111111

S12443 125 7 2496 3924

小型／表面実装型の量産タイプです。

樹脂封止型パッケージ

24

10 MHz (S11637/S12198シリーズ)、50 MHz (S11105/-01)の高速読み出しが可能です。同時蓄積、蓄積時間可変機能も備えています。




S11637-1024Q

0.5

12.5

1024 9487

S11637-2048Q 2048 4812

S12198-512Q-01

25

512 18450

S12198-1024Q-01 1024 9487

S11105

0.25 12.5 512 88495

S11105-01

高速読み出しタイプ


画素ごとにアンプを内蔵することで高感度を実現しています。




S11108 14 14 2048 4672

S12706 7 7 4096 2387 C13015-01

*1: 別売

8ビット・10ビットA/D変換器を内蔵したリニアイメージセンサです。




S10077 50 14 1024 972

高感度タイプ

デジタル出力タイプ

25

RGBカラーフィルタ付




S13488 42 14 2048 4672

Red (630 nm)、Green (540nm)、Blue (460 nm)に感度をもつCMOSリニアイメージセンサです。画素にRGBの順でフィルタが付いています。

分光感度特性 (代表例)

KMPDB0483JB

注 ) 赤外域にも感度があるため、必要に応じて赤外線の入射を遮断してください。

波長 (nm)

相対感度 (%)

300 400 600500 800700 10009000

20

40

60

80

100(Ta=25 °C)

Red

Green

Blue

26


構成図 (S11865-64/-128) ブロック図 (S11865-64/-128)

KMPDC0186JA

KMPDC0153JA

工業用検査に適しています。


画素ピッチ(mm) 画素数ラインレート

(ライン/s) 写真専用駆動回路*1

S11865-64 0.8 0.8 64 14678 C9118 C9118-01

S11865-128 0.6 0.4 128 7568

S11865-256 0.3 0.2 256 3844

S11866-64-02 1.6 1.6 64 14678 C9118 C9118-01

S11866-128-02 0.8 0.8 128 7568

*1: 別売注) 蛍光紙付タイプも用意しています。

1

4

RESET

EXTSP Vms Vdd GND

CLK

Vref

Vgain

Vpd

2

10

11

12

5 6 7

タイミング発生回路

シフトレジスタ

ホールド回路

チャージアンプアレイ

フォトダイオードアレイ

3 TRIG

8 EOS

9 Video

1 2 3 4 5 N-1 N

CMOS信号処理チップ

フォトダイオードアレイチップ基板

アンプ付フォトダイオードアレイは、等倍光学系を用いた長尺検出システム用に適したCMOSリニアイメージセンサです。フォトダイオードアレイチップによる受光部とCMOS信号処理チップによる読み出し部から構成されています。複数を配列することによって、長尺イメージセンサを構成することができます。

型名特徴接続写真適合センサ

C9118単一電源 (+5 V)、2つの入力信号 (M-CLK, M-RESET)で動作

シングル／並列接続用 S11865-64S11865-64GS11865-128S11865-128GS11866-64-02S11866-64G-02S11866-128-02S11866-128G-02

C9118-01 シリアル接続用

長尺タイプ

アンプ付フォトダイオードアレイ用駆動回路

27


測距リニアイメージセンサ

測距エリアイメージセンサ

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。

KMPDC0417JA

ターゲット(人、対象物)

光源(LEDアレイまたはLD)

PC

Ethernet

駆動パルス

評価キット

照射光

反射光測距イメージセンサ

受光レンズ


画素ピッチ(µm)

画素数ビデオデータレート

max.(MHz)

写真専用駆動回路

S11962-01CR 40 40 64 × 64

10

S11963-01CR 30 30 160 × 120 *

* 評価キットについては、営業までお問い合わせください。



画素数ビデオデータレート

max.(MHz)

写真専用駆動回路

S11961-01CR

50

20 256

5

*

S12973-01CT 22 64

距離計測の構成例

28

［ G11475～G11478シリーズなど］［ G12230-512WB ］

InGaAsイメージセンサは、近赤外域における幅広い用途に用いられています。CMOS ROICによる読み出し回路を内蔵しているため、信号処理が容易になっています。チャージアンプ方式を採用し、電荷を蓄積して出力信号を大きくすることが可能なため、微弱光の検出に適しています。

受光感度 (A/W)

波長 (µm)

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0

0.2

0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 2.42.22.01.8

Tchip=25 °CTchip=-20 °C

(Typ. Ta=25 °C)

KMIRB0094JBKMIRB0068JG

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.00

0.5

1.0

1.5

波長 (µm)

受光感度 (A/W)

(Typ. Ta=25 °C)

Tchip=25 °CTchip=-10 °CTchip=-20 °C

G11477シリーズ

G11478シリーズ

G11476シリーズ

G13913シリーズG11135シリーズG11620シリーズ

G11608シリーズ

G11508シリーズ

G11475シリーズ


KMIRC0016JB

クロック

Vdd

Vref

INP

Vss

リセットデジタルシフトレジスタ

信号処理回路

ビデオライン

Si

チャージアンプ

ワイヤボンディング

フォトダイオードInGaAs

等価回路 (InGaAsリニアイメージセンサ)

分光感度特性

29

表面入射型

分光分析用InGaAsリニアイメージセンサ

型名冷却画素高さ(µm)


画素数ラインレート(ライン/s)

感度波長範囲λ(µm)

不良画素の割合写真専用駆動回路

G9203-256D

非冷却 500

50 256 1910

0.9 ～ 1.7 0

G9204-512D 25 512 960*1

G11608-256DA 50 256 17200

0.5 ～ 1.7 1% max.

G11608-512DA 25 512 9150*1

G11508-256SA1段電子冷却(Tchip=-10 °C) 500

50 256 17200

0.9 ～ 1.67 0

G11508-512SA 25 512 9150*1

G11475-256WB

2段電子冷却(Tchip=-20 °C) 250

50 256 17200

0.9 ～ 1.85

5% max.G11476-256WB 0.9 ～ 2.05

G11477-256WB 0.9 ～ 2.15

G11478-256WB 0.9 ～ 2.55

G11475-512WB

25 512 9150*1

0.9 ～ 1.85

4% max.G11477-512WB 0.9 ～ 2.15

G11478-512WB 0.9 ～ 2.55

*1: 2本のビデオラインで読み出した場合、256画素と同じラインレートになります。





不良画素の割合写真専用駆動回路*2

(P.41)

G11620-128DA

非冷却 500

50

128 30800

0.95 ～ 1.7 1% max. C11513

G11620-256DA 256 17200

G11620-256DF

25

256 17200

G11620-512DA 512 9150

G12230-512WB 2段電子冷却(Tchip=-20 °C) 250 25 512 9150 0.95 ～ 2.15 2% max.

G13913-128FB非冷却 250

50 128 136000.95 ～ 1.7

1% max. G13913-256FG 25 256 7290

G11620-256SA 1段電子冷却(Tchip=-10 °C) 500

50 256 172000.95 ～ 1.67

G11620-512SA 25 512 9150

*2: 別売

裏面入射型

30


産業計測装置に適した高速リニアイメージセンサです。

裏面入射型InGaAsフォトダイオードとCMOS-ROICをバンプ接続しており、1つの出力端子となっています。

高速タイプInGaAsリニアイメージセンサ






(P.41)

G11135-256DD

非冷却

50 50 256 14000

0.95 ～ 1.7

1% max. C11514G11135-512DE 25 25 512 8150

G14006-512DE 25 25 512 8150 1.12 ～ 1.9

*5: 別売

多チャンネル高速ラインレートを必要とする異物選別や医療診断装置用として設計された1024画素、近赤外／高速リニアイメージセンサです






(P.39)

G10768-1024D

非冷却

100

25 1024 39000 0.9 ～ 1.7 1% max. C10854

G10768-1024DB 25






(P.41)

G9494-256D

非冷却

50 50 256 7100

0.9 ～ 1.7 1% max. C10820

G9494-512D 25 25 512 3720*4

*3: 別売*4: 2本のビデオラインで読み出した場合、256画素と同じラインレートになります。

表面入射型

裏面入射型

31

裏面入射型InGaAsフォトダイオードとCMOS読み出し回路 (ROIC: Readout Integrated Circuit)を内蔵したハイブリッド構造のイメージセンサです。

ブロック図 (G11097-0606S, G12460-0606S)

KMIRC0067JB

Video



開始

終了

信号処理回路

64 × 64画素(G11097-0606S, G12460-0606S)

オフセット補償回路

読み出し回路の一連の動作について説明します。フレームスキャン信号である、マスタースタートパルス(MSP)のLow期間を蓄積時間として、全画素同時にチャージアンプ出力電圧をサンプルホールドします。その後、画素の走査とビデオ出力を行います。画素の走査は右図左上を起点に始まります。垂直方向のシフトレジスタが右図上→下へと走査し、各行を順に選択します。選択された行の各画素において、以下の動作を行います。

① サンプルホールドされた光信号情報を信号電圧として信号処理回路へ転送します。

② 信号電圧の転送後、各画素内のアンプをリセットし、リセット電圧を信号処理回路へ転送します。

③ 信号処理回路において①信号電圧と②リセット電圧がサンプルホールドされます。

④ 水平方向のシフトレジスタが右図左→右へと走査され、オフセット補償回路にて、①、②の電圧差分を計算します。これによって、各画素内のアンプのオフセット電圧が除去されます。①、②の電圧差が出力信号としてシリアルデータの形で出力されます。

続いて垂直方向のシフトレジスタが次の行を選択し、①～④の動作を繰り返します。垂直方向のシフトレジスタが64行目まで進んだ後は、フレームスキャン信号であるMSPはHigh状態です。その後、MSPがHigh→Lowになると、全画素同時にリセットスイッチが開放され、次フレームの蓄積動作が始まります。



画素数フレームレート*1

(フレーム/s)



(P.39)

G11097-0606S 1段電子冷却(Tchip=25 °C)

50 50 64 × 64 10250.95 ～ 1.7

1% max. C11512G12460-0606S 1段電子冷却

(Tchip=0 °C) 1.12 ～ 1.9

G12242-0707W

2段電子冷却(Tchip=15 °C) 20 20

128 × 128 258

0.95 ～ 1.7

1% max. C11512-02

G13393-0808W 320× 256 2280.37% max.

G13393-0909W 640 × 512 62

G13544-01 2段電子冷却(Tchip=-10 °C)

50 50 192 × 96 8671.12～1.9

1% max.G13441-01 2段電子冷却

(Tchip=-20 °C) 1.3～2.15

*1: 蓄積時間 1 µs (min.)*2: 別売

InGaAsエリアイメージセンサ

32


X線撮像例

［ S10810-11による撮像例］

［ S7199-01による撮像例］［ S8658-01による撮像例］

CsIタイプのFOS (X線シンチレータ付FOP)付CCDは、FOPがシールドの役目を果たすためCCDのX線損傷を抑制することができます。FOS以外に、FOPのカップリングにも対応可能です。なお低価格タイプとして、シンチレータにGOSを用いた製品も用意しています。TDI-CCD S7199-01、S8658-01は、TDI動作により大きな被写体の断層面のX線イメージングが可能で、X線ラジオグラフィ装置に加え、産業用インラインの非破壊検査用にも利用できます。受光面上に蛍光紙を貼ったアンプ付フォトダイオードアレイは、インラインの工業製品検査装置用、缶詰/レトルト食品の異物混入検査用など、さまざまな検査装置に使用できます。

33

受光部

［ S10830, S10834 ］［ S10831, S10835 ］

X線ラジオグラフィ装置に使用される大面積・高解像度CCDイメージセンサです。

型名シンチレータ画素サイズ [µm (H) × µm (V)] 有効画素数フレームレート*1

(フレーム/s) 写真専用駆動回路

S8980

CsI(+ FOP)

20 × 20

1500 × 10002

S10810-11 1

S10814

1700 × 1200

1

S10811-11 1 (max.)

S8984-02 なし*2 1

*1: エリアスキャン時*2: FOPをカップリング

X線ラジオグラフィに使用される大面積・高解像度CMOSイメージセンサです。

型名シンチレータ画素サイズ [µm (H) × µm (V)] 有効画素数フレームレート


S10830

CsI(+ FOP) 20 × 20

1000 × 1500 0.9

S10834

S10831

1300 × 1700 0.6

S10835

KMPDC0327JA

KMPDC0328JB

114画素 114画素上部遮光画素(766, 768, 770画素)

114画素

1500画素

X線照射モニタ用フォトダイオード

下部遮光画素(1000 × 3画素)

有効画素数(1000 × 1500画素)

水平シフトレジスタ走査方向

垂直シフトレジスタ走査方向

269画素 269画素

269画素

1700画素

上部遮光画素(756, 758, 760画素)

X線照射モニタ用フォトダイオード

垂直シフトレジスタ走査方向

水平シフトレジスタ走査方向

下部遮光画素(1300 × 3画素)

有効画素数(1300 × 1700画素)

X線ラジオグラフィ用CCDエリアイメージセンサ

X線ラジオグラフィ用CMOSエリアイメージセンサ

34

アンプ付フォトダイオードアレイ用駆動回路

FFT-CCDにFOSをカップリングした長尺タイプのCCDです。CCDチップの近接配置により、長尺型のセンサ形状を実現しています。X線ラジオグラフィや非破壊X線検査などに使用されています。

型名シンチレータ画素サイズ [µm (H) × µm (V)] 有効画素数フレームレート*3


S7199-01*4CsI

(+ FOP) 48 × 48

1536 × 128(× 2チップバタブル)

15

S8658-01*4 1536 × 128(× 3チップバタブル)

*3: エリアスキャン時*4: FOPをカップリングしたタイプ (S7199-01F, S8658-01F)も用意しています。

TDI-CCDエリアイメージセンサ


アンプ付フォトダイオードアレイの受光部上に蛍光紙を貼った非破壊検査用のイメージセンサです。

型名シンチレータ画素高さ(mm)

画素ピッチ(mm) 画素数ラインレート

(ライン/s) 写真専用駆動回路*5

S11865-64G

蛍光紙

0.8 0.8 64 14678 C9118 C9118-01

S11865-128G 0.6 0.4 128 7568

S11865-256G 0.3 0.2 256 3844

S13885-128G 0.6 0.4 128 7568

S13885-256G 0.3 0.2 256 3844

S13886-128G 0.8 0.8 128 7568

S11866-64G-02 1.6 1.6 64 14678 C9118 C9118-01

S11866-128G-02 0.8 0.8 128 7568

*5: 別売

型名特徴接続写真適合センサ

C9118単一電源 (+5 V)、

2つの入力信号 (M-CLK, M-RESET)で動作

シングル／パラレル接続用

S11865-64S11865-64GS11865-128S11865-128GS11866-64-02S11866-64G-02S11866-128-02S11866-128G-02

C9118-01 シリアル接続用

非破壊検査用アンプ付フォトダイオードアレイ

35

X線フラットパネルセンサ

型名スキャンモード

フレームレート(フレーム/s)

有効画素数[(H) × (V)]

画素数[(H) × (V)]

画素サイズ(µm) 出力解像度

(line pairs/mm) 写真

C10900D-40

Fast mode 35 608 × 616624 × 624 200 × 200 デジタル

(13ビット) 2.5Partial mode 70 608 × 310

Fine mode 17 1216 × 12321248 × 1248 100 × 100 デジタル

(12ビット) 4.5Panoramic mode 280 1216 × 72

C10901D-40

Fast mode 60 496 × 336 504 × 341 200 × 200 デジタル(13ビット) 2.5

Fine mode 30 992 × 6721008 × 682 100 × 100 デジタル

(12ビット) 4.5Panoramic mode 265 992 × 72

C12902D-40

Fast mode 80 600 × 494 600 × 498 240 × 240

デジタル(16ビット)

2.1

Fine mode 30 1200 × 9881200 × 996 120 × 120

4.2Panoramic mode 400 1200 × 50 4.2

Rtbin panoramic mode 600 1200 × 25 1200 × 498 120 × 240

C12903D-40

Fast mode 60 696 × 606 700 × 614 200 × 200 2.5

Fine mode 19 1400 × 12121400 × 1228 100 × 100 4.5Panoramic

mode 350 1400 × 60

Rtbin panoramic mode 600 1400 × 30 1400 × 614 100 × 200

C12504D-56Normal mode 400 1234 × 50 1248 × 50 120 × 120

デジタル(14ビット)

4.2

Rtbin mode 780 1234 × 25 1248 × 25 120 × 240

C10500D-70Normal mode 310 1480 × 60 1512 × 60 100 × 100 4.5

Rtbin mode 500 1480 × 30 1512 × 30 100 × 200

C12505D-56Normal mode 400 1860 × 50 1872 × 50 120 × 120 4.2

Rtbin mode 780 1860 × 25 1872 × 25 120 × 240

C10502D-70Normal mode 310 2232 × 60 2268 × 60 100 × 100 4.5

Rtbin mode 500 2232 × 30 2268 × 30 100 × 200

注) インターフェースは、Gigabit Ethernetです。

高速動作に対応したタイプです。

X線フラットパネルセンサは、回転型ラジオグラフィ (CT)や高感度・高品位のリアルタイムイメージングのキーデバイスとして開発されたデジタルX線イメージセンサです。センサボードとコントロールボードから構成され、コンパクトで薄型の形状となっています。

ラジオグラフィ用 (回転型)

36

X線撮像例

［ハチ (一般タイプX線フラットパネルセンサを使用) ］

高品質CsIシンチレータを搭載したフラットパネルセンサです。非破壊検査用に適した高解像度を実現しています。密封型マイクロフォーカスX線源 (50 kVp～100 kVp)と組み合わせた使用に適しています。

型名フレームレート*3(フレーム/s)

画素数[(H) × (V)]


(line pairs/mm) インターフェース写真

C7921CA-29 4 1056 × 1056

50 × 50 デジタル(12ビット) 8 RS-422

(差動)

C7942CA-22 2 2400 × 2400

*3: シングル動作時

型名フレームレート(フレーム/s)

画素数[(H) × (V)]

画素サイズ(µm) 出力ノイズ

(electrons) インターフェース写真

C9728DK-10 3 1056 × 1056 50 × 50 デジタル(14ビット) 80 USB 2.0

C9728DK-10は、X線回折などの用途に適しています。

KACCC0269JB

ビデオ出力Vsync, Hsync,Pclk

ビニング(bin0, bin1)IntExtExtTrgGrb

X線源

フレームグラバ

モニタ

PC/AT

(背面部)

フラットパネルセンサ

ExtTrgLemo

OS +画像取得ソフトウェア

電圧源[A.vdd, D.vdd, V (±7.5)]

MOS Image Sensor for X-Ray

低エネルギーX線に対応したタイプです。

型名フレームレート*2 (フレーム/s)

画素数[(H) × (V)]


(line pairs/mm) インターフェース写真

C7942CK-22 2 2400 × 2400

50 × 50

デジタル(12ビット) 8 RS-422

(差動)

C9730DK-10 4 1056 × 1056

デジタル(14ビット) 10 USB 2.0

C9732DK-11 1 2400 × 2400

*2: シングル動作時

ラジオグラフィ用 (生化学)

一般タイプ (オフライン)

低ノイズタイプ

［魚 (ラジオグラフィ用X線フラットパネルセンサを使用) ］

フラットパネルセンサの接続例 (インターフェース：LVDS, RS-422)

37

浜松ホトニクスのイメージセンサを簡単に評価・試用できるように、主要なイメージセンサに対応した駆動回路やマルチチャンネル検出器ヘッドを用意しています。駆動回路はボードタイプで、イメージセンサの評価を安価に行うことができ、装置への内蔵も可能です。マルチチャンネル検出器ヘッドは、駆動回路を放熱性に配慮した筐体に内蔵した製品です。

マルチチャンネル検出器ヘッドイメージセンサは優れた性能をもつ一方で、単素子の場合に比べて駆動のためのエレクトロニクスや信号処理が複雑になります。そのため、InGaAs／NMOS／CCDイメージセンサの主要な製品には、センサを組み込んで使用できるマルチチャンネル検出器ヘッドを用意しています。コントローラおよびソフトウェアと合わせて、簡単にデータ収集ができ、センサの性能を評価することが可能です。また、システムにOEMとして組み込んでセンサの性能を最大限に利用することができます。

型名出力写真適合センサ

C7020

アナログ

S9970シリーズ

別売

C7020-02 S9972シリーズ

C7021 S9971-0906/-1006/-1007

C7021-02 S9973-1007

C7025 S9971-1008

C7025-02 S9973-1008


C7040

アナログ

S7030シリーズ, S11500-1007

別売

C7041 S7031シリーズ, S11501-1007S

表面入射型CCDエリアイメージセンサ用

裏面入射型CCDエリアイメージセンサ用


38


C7043

アナログ

S7033シリーズ

別売

C7044 S7034シリーズ

C7180 S7170-0909

C7181 S7171-0909-01

注) 2段電子冷却型CCDエリアイメージセンサ (裏面入射型) S7032シリーズ用のマルチチャンネル検出器ヘッドにも対応しています。

付属品· 予備のフューズ (2.5 A)· ACケーブル· 2-3ピン変換アダプタ· USBケーブル· 専用接続ケーブル (マルチチャンネル検出器ヘッドの“SIGNAL I/O”“TE CONTROL I/O”端子用)· CD-R (MCD USBドライバ、ソフトウェア、取扱説明書)· MOSアダプタ

CCD/NMOS/InGaAsマルチチャンネル検出器ヘッドの主な製品をサポートしています。

型名インターフェース写真適合マルチチャンネル検出器ヘッド

C7557-01 USB 2.0 C7020/-02, C7021/-02, C7025/-02, C7040, C7041, C7043, C7044C7180, C7181, C5964シリーズ, C8892

マルチチャンネル検出器ヘッド用コントローラ

KACCC0402JE

ACケーブル (100～240 V, C7557-01に付属)

PC (USB 2.0/3.0) [Windows®7 (32-bit, 64-bit)/ Windows®8 (32-bit, 64-bit)/Windows®8.1 (32-bit, 64-bit)/Windows®10 (32-bit, 64-bit)]

C7557-01

USBケーブル(C7557-01に付属)

イメージセンサ+

マルチチャンネル検出器ヘッド

シャッタ*タイミングパルス

専用ケーブル(C7557-01に付属)

* シャッタなどは用意していません。

Trig.

TE CONTROL I/O

SIGNAL I/O

POWER

接続図 (C7557-01)

注) 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。

39


C5964シリーズ

アナログ

S5930/S5931/S8382/S8383シリーズセンサ内蔵

C8892 S3901～S3904/S8380/S8381シリーズ (S3901-1024Q, S3904-2048Qを除く) 別売

注) マルチチャンネル検出器ヘッド用コントローラも用意しています。詳細は38ページを参照してください。


C10854 CameraLink G10768-1024DG10768-1024DB 別売


C11512

CameraLink

G11097-0606SG12460-0606S

別売

C11512-02 G12242-0707W

NMOSリニアイメージセンサ用

InGaAsリニアイメージセンサ用

InGaAsエリアイメージセンサ用

40


イメージセンサ用駆動回路CCDイメージセンサ、NMOS／CMOS／InGaAsリニアイメージセンサ用の駆動回路です。

型名信号周波数インターフェース写真適合センサ

C11287 250 kHz

USB 2.0

S10420-01シリーズS11510シリーズ

別売

C11288 4 MHz S11071シリーズ

C11160 1 MHz S11151-2048

C11165-02 6 MHz S11155-2048-02S11156-2048-02

C11860 250 kHz S11850-1106Ｓ11511シリーズ

型名特徴写真適合センサ

C7884 高精度駆動回路S3901～S3904シリーズS8380/S8381シリーズ(S3901-1024Q,S3904-2048Qを除く)

C7884-01 低ノイズ駆動回路

型名特徴写真適合センサ

C9001 単一 (+5 V)電源動作、2つの入力信号 (クロック、スタート)で動作 S8377/S8378シリーズ

C10808シリーズ蓄積時間の可変機能付き、高速読み出しタイプ (C10808)と低ノイズタイプ (C10808-01)を用意 S10121～S10124シリーズ

C13015-01 16-bit A/D変換器内蔵、インターフェース: USB 2.0、単一電源動作： USBバスパワー (+5 V)

S11639-01, S12706, S13496

CMOSリニアイメージセンサ用

CCDイメージセンサ用

NMOSリニアイメージセンサ (電流出力タイプ)用

41

型名特長写真適合センサ

C10820 微弱光に対応した高ゲイン設定 G9494-256DG9494-512D

C11513 USB 2.0インターフェース (USBバスパワー)G11620シリーズ(G11620-256SA/-512SA: 非対応)

C11514 CameraLink対応 G11135シリーズG14006-512DE

InGaAsリニアイメージセンサ用

接続例 (C11514)

KACCC0869JA

DC +5 V

外部トリガ入力

外部トリガ出力

[C11514]

PC + フレームグラバCameraLink

付属品 (C11514)・アプリケーションソフトウェア (DCam-CL)・関数ライブラリ (SSDic.dll)・ACアダプタ注) 付属のアプリケーションソフトウェア (DCam-CL) および関数ライブラリ (SSDic.dll) を使用するためには、National Instruments社製のフレームグラバボードとNI-IMAQを用意する必要があります。なお、以下のフレームグラバボードでの動作が確認されています。

メーカー型番対応OS ドライバ

National Instruments

PCIe-1427

Windows® 7 (32-bit, 64-bit),Windows® 10 (32-bit, 64-bit)

National Instrument社製ツール(NI-IMAQに同梱)

PCIe-1429PCIe-1430PCIe-1433

注) 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。

弊社の製品は、一般電子機器 (計測機器、事務機器、情報通信機器、家電機器など)に使用されることを意図しており、個別製品資料に記載されている場合を除き、極めて高い信頼性や安全性を要求する特殊用途 (原子力制御機器、航空宇宙機器、人命に直接影響を与える医療機器や輸送機器および防災・安全装置など)には使用しないでください。絶対最大定格や使用上の注意などを遵守して製品を使用してください。弊社は品質・信頼性の向上に努めていますが、製品の完全性を保証するものではありません。弊社の製品を用いて製造されたお客様の機器において万一製品が故障した場合にも、人身事故、火災事故、その他、社会的な損害などを生じさせないよう、十分な安全設計 (冗長設計、延焼対策設計、誤動作防止設計など)を施してください。特に製品の誤動作や故障により人の生命・身体への危害または重大な財産的損害の発生の恐れのある機器で使用する場合には、発生し得る不具合を十分に考慮した安全設計を施さなければ危険です。このような機器での使用については、事前に仕様書などの書面による弊社の同意を得ていない場合は、弊社はその責を負いません。最終需要者に対して、製品およびこれを使用した機器の機能・性能や取り扱いの説明、ならびに適切な警告・表示などを十分に実施してください。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、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 (改造、弊社製品資料に記載された環境・適用分野・使用方法・保管・廃棄などに関する諸条件に反したことなど)に起因する損害については、弊社はその責を負いません。なお、納入仕様書などで製品ごとに保証期間を定めている場合は、その期間を保証期間とします。弊社製品の輸出など (技術の提供を含む)を行う場合は、外国為替および外国貿易法などの輸出関連法規を遵守し、輸出許可証、役務取引許可証などが必要であれば確実に取得してください。なお、輸出関連法規に関する製品の該当／非該当については弊社営業にお問い合わせください。弊社製品資料に記載された応用例は、製品の代表的な使用例を説明するためのものであり、特定の使用目的への適合性や商業的利用の成否を保証するものではありません。また、知的財産権の実施に対する保証または許諾を行うものでもありません。なお、その使用により第三者と知的財産権にかかわる問題が発生した場合、弊社はその責を負いません。製品の仕様は、改良などのため予告なく変更することがあります。弊社製品資料は正確を期するため慎重に作成されたものですが、まれに誤記などによる誤りがある場合があります。製品を使用する際には、必ず納入仕様書をご用命の上、最新の仕様をご確認ください。弊社製品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。

浜松ホトニクス製品に関する注意事項とお願い

受光素子

光通信用デバイスミニ分光器

LED 光半導体モジュール

主な光半導体製品営業品目

APD

フォトIC

MPPC

赤外線検出素子イメージセンサ

Siフォトダイオード

● 本資料の記載内容は、平成29年12月現在のものです。● 製品の仕様は、改良など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、納入仕様書をご用命の上、最新の内容をご確認ください。

Cat. No. KMPD0002J18 Ｄec. 2017 DN

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西日本営業所

〒980-0021〒305-0817〒105-0001〒430-8587〒541-0052〒812-0013

仙台市青葉区中央3-2-1 (青葉通プラザ11階)茨城県つくば市研究学園5-12-10 (研究学園スクウェアビル7階)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)大阪市中央区安土町2-3-13 (大阪国際ビル10階)福岡市博多区博多駅東1-13-6 (竹山博多ビル5階)

Tel: 022-267-0121 Fax: 022-267-0135Tel: 029-848-5080 Fax: 029-855-1135Tel: 03-3436-0491 Fax: 03-3433-6997Tel: 053-459-1112 Fax: 053-459-1114Tel: 06-6271-0441 Fax: 06-6271-0450Tel: 092-482-0390 Fax: 092-482-0550

Tel: 053-434-3311 Fax: 053-434-5184固体営業推進部〒435-8558 浜松市東区市野町1126-1

● Siフォトダイオード● APD● MPPC● フォトIC● イメージセンサ● PSD（位置検出素子）● 赤外線検出素子● LED● 光通信用デバイス● 車載用デバイス● X線フラットパネルセンサ● ミニ分光器● 光半導体モジュール

光半導体製品

● 光電子増倍管● 光電子増倍管モジュール ● マイクロチャンネルプレート● イメージインテンシファイア● キセノンランプ・水銀キセノンランプ● 重水素ランプ● 光源応用製品 ● レーザ応用製品● マイクロフォーカスX線源● X線イメージングデバイス

電子管製品

● カメラ・画像計測装置● X線関連製品● ライフサイエンス分野製品● 医療分野製品● 半導体故障解析装置● FPD/LEDの特性評価装置● 分光計測・光計測装置

システム応用製品

● 半導体レーザ及び応用製品● 固体レーザ

レーザ製品

セレクションガイド 2017.12 イメージセンサ · pdf...

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