r

r

TSLW1401R

扩展温度

128

×

1线性传感器阵列HOLD

TAOS044E - 2004年11月

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

D

128

×

1传感器 - 数据元素组织

400点每英寸（dpi）传感器间距

高线性度和均匀度

宽动态范围。 。 。 4000 ： 1 （72 dB）的

输出以地为参考

低图像延迟。 。 。 0.5 ％典型值

操作为8 MHz

单3 V至5 V电源

轨到轨输出摆幅（ AO ）

无需外部负载电阻要求

替代TSLW1401

（ TOP VIEW ）

SI

CLK

AO

V

DD

1

2

3

4

8

7

6

5

GND

GND

GND

GND

描述

该TSLW1401R线性传感器阵列包含一128

×

1阵列的光电二极管，相关的电荷放大器

电路，和一个内部的像素数据保持功能，可提供同时的积分开始和停止时间为

所有像素。像素测量63.5

m

（H ） 55.5

m

（W）的63.5微米的中心到中心的间距和8微米

像素之间的间距。操作是由仅需要一个串行输入内部控制逻辑的简化（SI）的

信号和时钟。

功能框图

像素的1

积分

RESET

像素

2

像素

3

像素

128

类似物

公共汽车

产量

卜FF器

采样/

产量

3

AO

4

V

DD

_

+

58

GND

开关控制逻辑

HOLD

Q1

Q2

Q3

Q128

收益

TRIM

CLK

SI

2

1

128位的移位寄存器

该

LUMENOLOGY

r

公司

得克萨斯高级光电解决方案公司

木星路800号， 205套房

S

普莱诺， TX 75074

S

(972) 673-0759

r

www.taosinc.com

1

r

版权

E

2004年， TAOS公司

TSLW1401R

扩展温度

128

×

1线性传感器阵列HOLD

TAOS044E - 2004年11月

终端功能

终奌站

名字

AO

CLK

GND

SI

V

DD

号

3

2

5, 6,

7, 8

1

4

模拟输出。

时钟。时钟控制电荷转移，像素输出和复位。

接地（基体） 。所有电压都参照所述衬底。

串行输入。 SI定义了数据输出序列的开头。

电源电压。电源电压为模拟和数字电路。

描述

详细说明

该传感器由光电二极管128布置成线性阵列。光能量照射在光电二极管

产生光电流，这是由与该像素相关联的有源积分电路集成。

在积分期间，采样电容器通过模拟连接到所述积分器的输出

开关。电荷在每个像素处积累的量成正比的光强度和

积分时间。

所述积分器的输出和复位是由128位的移位寄存器控制并重置逻辑。一个输出周期

通过时钟在SI逻辑1开始。为了正常工作，满足最小保持时间条件后，

在时钟的下一个上升沿之前SI必须变低。一个内部信号，称为保持，从该生成

上升的SI的边缘和发送到像素电路的模拟开关。这将导致所有128个采样电容器

可以从它们各自的积分器断开，并启动一个积分器复位周期。作为SI脉冲是

通过移位寄存器提供时钟，存储在采样电容器中的电荷被顺序地连接到一

电荷耦合产生模拟输出AO的电压输出放大器。同时，在第一

18个时钟周期中，所有像素的积分复位，并在下一个积分周期开始于19时钟。对

第129时钟的上升沿时，SI脉冲同步输出的移位寄存器和模拟输出AO假定

高阻抗状态。注意，这第129个时钟脉冲，需要以终止第128象素的输出，并

内部逻辑返回到一个已知的状态。如果最小积分时间是期望的，该下一个SI脉冲可以是

T的最小延迟后呈现

qt

（像素电荷转移时间）的第129个时钟脉冲后。

AO是一个运算放大器型输出，不需要一个外部的下拉电阻。这种设计允许轨到轨

输出电压摆幅。

随着V

DD

= 5伏时，输出名义上是0 V为没有光输入， 2 V为正常白电平，而4.8伏

饱和光照水平。

当设备未在输出阶段，AO是在高阻抗状态。

在模拟输出（AO）上的电压由下式给出：

V

OUT

= V

DRK

+ (R

e

) (E

e

)(t

INT

)

其中：

V

OUT

V

DRK

R

e

E

e

t

INT

为模拟输出电压为白色状态

为模拟输出电压为黑暗条件

是该装置响应于光的给定波长为V / （μJ /厘米定

2

)

在事故辐射

μW /厘米

2

以秒为单位的积分时间

A 0.1

F

旁路电容应连接V之间

DD

与地面尽可能接近到该设备。

该TSLW1401R旨在用于在各种各样的应用，包括：图像扫描，标记和代码

读取，光学字符识别（OCR）和接触图像，边缘检测和定位，并且光学

线性和旋转编码。

版权

E

2004年， TAOS公司

r

r

该

LUMENOLOGY

r

公司

2

www.taosinc.com

TSLW1401R

扩展温度

128

×

1线性传感器阵列HOLD

TAOS044E - 2004年11月

绝对最大额定值

电源电压范围，V

DD

。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3 V至6 V

输入电压范围，V

I

。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3 V到V

DD

+ 0.3V

输入钳位电流，I

IK

(V

I

< 0）或（V

I

＆ GT ; V

DD

） 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -20 mA至20 mA

输出钳位电流，I

OK

(V

O

＆ LT ; 0或V

O

＆ GT ; V

DD

） 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -25 mA至25毫安

电压范围应用于任何输出的高阻抗或断电状态下，V

O

。 。 。 0.3 V到V

DD

+ 0.3 V

连续输出电流，I

O

(V

O

= 0至V

DD

） 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -25 mA至25毫安

连续电流通过V

DD

或GND 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -40 mA至40毫安

模拟输出电流范围，我

O

。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -25 mA至25毫安

最大的光照射在638纳米。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 5毫焦耳/平方厘米

2

工作的自由空气的温度范围内，T

A

。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -40 ° C至85°C

存储温度范围，T

英镑

。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -40 ° C至125°C

铅温度1.6毫米（1/16英寸）的距离的情况下为10秒。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 260℃

超出“绝对最大额定值”列出的强调可能会造成永久性损坏设备。这些压力额定值只，和

该设备在这些或超出下标明的任何其他条件的功能操作“推荐工作条件”不

暗示。暴露于长时间处于最大绝对额定情况下会影响器件的可靠性。

推荐工作条件（参见图1和图2 ）

民

电源电压，V

DD

输入电压V

I

高电平输入电压V

IH

低电平输入电压，V

IL

的光源波长，

λ

时钟频率f

时钟

传感器集成时间t

INT

（见注1 ）

建立时间，串行输入，T

SU（ SI ）

保持时间，串行输入，T

H（ SI ）

（见注2 ）

经营自由的空气温度，T

A

3

0

2

0

400

5

0.03375

20

0

40

85

喃

5

最大

5.5

V

DD

V

DD

0.8

1000

8000

100

单位

V

V

V

V

nm

千赫

ms

ns

ns

°C

注释：1.积分时间的计算方法如下：

t

INT

= (128 18)

y

时钟周期+ 20

ms

哪里

128

是在一系列的像素的数目，

18

是所要求的逻辑设置时钟，并

20

m

s

是像素的电荷转移时间（t

qt

)

在下一个时钟脉冲的上升沿前2. SI必须变低。

该

LUMENOLOGY

r

公司

r

r

www.taosinc.com

版权

E

2004年， TAOS公司

3

TSLW1401R

扩展温度

128

×

1线性传感器阵列HOLD

TAOS044E - 2004年11月

在f电气特性

时钟

= 1兆赫，V

DD

= 5 V ，T

A

= 25°C,

λ

p

= 640纳米，T

INT

= 5毫秒，

R

L

= 330

,

E

e

= 12.5

μW /厘米

2

（除非另有说明） （见注3 ）

参数

V

OUT

V

DRK

PRNU

模拟输出电压（白色，平均超过128像素）

模拟输出电压（暗，平均超过128像素）

像素响应非均匀性

模拟输出电压的非线性

输出噪声电压

R

e

V

SAT

SE

DSNU

IL

I

DD

I

IH

I

IL

C

i

响应

模拟输出饱和电压

饱和曝光

暗信号不均匀

图像滞后

电源电流

高层次的输入电流

低电平输入电流

输入电容

测试条件

见注4

E

e

= 0

见注5

见注6

见注7

见注8

V

DD

= 5 V ，R

L

= 330

V

DD

= 3 V ，R

L

= 330

V

DD

= 5 V ，见注9

V

DD

= 3 V ，见注9

所有像素，E

e

= 0 ，见注10

见注11

V

DD

= 5 V，E

e

= 0

V

DD

= 3 V，E

e

= 0

V

I

= V

DD

V

I

= 0

5

20

4.5

2.5

民

1.6

0

典型值

2

0.1

±

4%

±

0.4%

1

30

4.8

2.8

155

89

0.02

0.5%

2.8

2.6

4.5

4.5

1

1

mA

A

A

pF

0.05

V

毫微焦耳/平方厘米

2

V

40

最大

2.4

0.2

±

7.5%

FS

毫伏有效值

V/

（ μJ /厘米

2

)

单位

V

V

注： 3与0.1所有的测量

F

电容器连接V之间

DD

和地面。

4.阵列被均匀地与具有640纳米的峰值波长的扩散LED光源照亮。

5. PRNU是电压之间的任何单个像素，并从所述各象素的最大差值的平均输出电压

被测器件时该阵列是在白色照度水平均匀地照明。 PRNU包括DSNU 。

6.非线性被定义为从一个最佳拟合直线在暗至白色辐照度的最大偏差，用百分数

的模拟输出电压（白色）。

7. RMS噪声是一个单像素输出的下观察，在5秒钟内恒定的照度的标准偏差。

8. R

E（分钟）

= [V

OUT （分钟）

V

DRK （最大）

]

÷

(E

e

×

t

INT

)

9. SE （分钟） = [V

SAT （分钟）

V

DRK （分钟）

]

×

E

e

×

t

INT

)

÷

[V

输出（最大）

V

DRK （分钟）

]

10. DSNU是在最大和最小输出电压为在没有照明的所有像素之间的差。

11.图像延迟是从以前的曝光留在像素的残差信号。它被定义为后的白电平信号的百分比剩余

的像素暴露于一白色状态接着在黑暗条件：

IL

+

V OUT（ IL ）

*

V DRK

V OUT（白色）

*

V DRK

100

定时要求（参见图1和图2）

民

t

SU（ SI ）

t

H（ SI ）

t

w

t

r

, t

f

t

qt

建立时间，串行输入（见注12 ）

保持时间，串行输入（见注12和注13 ）

脉冲持续时间，时钟高或低

输入转换（上升和下降）的时间

像素电荷转移时间

20

0

50

0

20

500

喃

最大

单位

ns

ns

ns

ns

s

注： 12.输入脉冲具有以下特点：吨

r

= 6纳秒，T

f

= 6纳秒。

在下一个时钟脉冲的上升沿前13. SI必须变低。

在推荐的电源电压范围和经营自由的空气动力特性

温度

参数

t

s

模拟输出建立时间

±

1%

r

r

4

www.taosinc.com

测试条件

R

L

= 330

,

C

L

= 10 pF的

民

典型值

120

最大

单位

ns

版权

E

2004年， TAOS公司

该

LUMENOLOGY

r

公司

TSLW1401R

扩展温度

128

×

1线性传感器阵列HOLD

TAOS044E - 2004年11月

典型特征

CLK

SI

t

qt

国内

RESET

18时钟周期

积分

不整合

t

INT

积分

129时钟周期

AO

高阻

t

w

CLK

t

SU（ SI ）

SI

AO

该

LUMENOLOGY

r

公司

高阻

图1.时序波形

1

2

128

129

2.5 V

5V

0V

5V

0V

50%

t

H（ SI ）

t

s

像素的1

像素128

图2.工作波形

r

r

www.taosinc.com

版权

E

2004年， TAOS公司

5