APTINAAR0230CMOSSENSOR资源-CSDN文库

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### APTINA AR0230 CMOS 传感器关键技术知识点 #### 一、产品概述 APTINA AR0230 CMOS 传感器是一款由 ON Semiconductor 生产的高性能图像传感器，其核心特性在于卓越的低光环境表现以及支持高清视频录制功能。此款传感器拥有 1/2.7 英寸的光学格式，像素尺寸为 3.0 微米 x 3.0 微米，可提供 1928（H）x 1088（V）的有效像素，适用于多种场景下的高质量图像采集。 #### 二、主要特点 1. **低光照性能优越**：AR0230 传感器采用 ON Semiconductor 的 DR-Pix™ 技术与双转换增益设计，使得在光线较暗的环境下也能获得清晰明亮的图像。 2. **最新 3.0 微米像素技术**：结合 ON Semiconductor 的先进像素技术，确保了图像的高分辨率与色彩准确性。 3. **全高清视频支持**：最高支持 1080P 60 帧每秒的全高清视频录制，为用户提供了出色的视频性能体验。 4. **线性或高动态范围捕捉**：根据不同的应用需求，用户可以选择线性模式或高动态范围模式进行图像捕捉，后者可以有效改善明暗对比强烈的环境中的成像效果。 5. **适应性局部色调映射 (ALTM)**：通过 ALTM 技术，可以在复杂的光照条件下优化图像质量，提升视觉效果。 6. **像素或行交错 T1/T2 输出**：支持多种输出方式，提高了数据处理的灵活性。 7. **外部机械快门支持**：集成外部机械快门接口，可用于特定的应用场景，如长时间曝光摄影。 8. **片上相位锁定环 (PLL) 振荡器**：内置 PLL 振荡器可以确保系统的时钟信号稳定可靠。 9. **基于位置的颜色和镜头阴影校正**：能够自动调整因镜头特性造成的颜色偏差和阴影现象，提升图像的整体质量。 10. **从属模式用于精确帧率控制**：允许用户对帧率进行精确控制，满足不同应用场景的需求。 11. **立体声/3D 相机支持**：适用于立体声和 3D 摄像头系统，拓展了传感器的应用领域。 12. **统计引擎**：内置统计引擎可以收集并分析图像数据，帮助实现更高级别的图像处理功能。 13. **数据接口多样**：支持四通道高速像素串行接口 (HiSPi) 差分信号 (SLVS 和 HiVCM) 或并行接口，提供了丰富的连接选项。 14. **自动黑平衡校准**：具备自动黑平衡校准功能，确保图像的一致性和准确性。 15. **高速可配置上下文切换**：能够快速响应不同的工作模式，提高了系统的响应速度和效率。 16. **温度传感器**：集成温度传感器可用于监测设备的工作温度，确保系统运行在安全范围内。 #### 三、应用场景 1. **视频监控**：AR0230 传感器非常适合于视频监控领域，特别是在光线不足或变化频繁的环境中。 2. **1080p 60 帧视频应用**：特别适用于需要高帧率的高清视频录制场合，如体育赛事直播等。 3. **高动态范围成像**：适用于需要捕捉复杂光照条件下的场景，如户外风景拍摄。 #### 四、技术参数 - **光学格式**：1/2.7 英寸（6.6 毫米） - **活动像素**：1928（H）x 1088（V）（16:9 模式） - **像素大小**：3.0 微米 x 3.0 微米 - **彩色滤镜阵列**：RGB Bayer - **快门类型**：电子滚动快门和 GRR - **输入时钟范围**：6 – 48 MHz - **输出时钟最大值**：148.5 Mp/s（4 车道 HiSPi）、74.25 Mp/s（并行） APTINA AR0230 CMOS 传感器凭借其卓越的技术特性和广泛的应用范围，在众多行业中展现了巨大的潜力。无论是对于专业级的视频制作还是日常的安全监控，AR0230 都能提供出色的表现。

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资源评论

AR0230CS: 1/2.7-Inch 2.1 Mp/Full HD Digital Image Sensor

Features

AR0230CS/D Rev. 8, Pub. 11/15 EN 1 ©Semiconductor Components Industries, LLC 2015,

1/2.7-Inch 2.1 Mp/Full HD Digital Image Sensor

AR0230CS Datasheet, Rev. 8

For the latest datasheet, please visit www.onsemi.com

Features

• Superior low-light performance

• Latest 3.0 m pixel with ON Semiconductor

DR-Pix™ technology with Dual Conversion Gain

• Full HD support at up to 1080P 60 fps for superior

video performance

• Linear or high dynamic range capture

• Optional adaptive local tone mapping (ALTM)

• Pixel or Line interleaved T1/T2 output

• Support for external mechanical shutter

• On-chip phase-locked loop (PLL) oscillator

• Integrated position-based color and lens shading

correction

• Slave mode for precise frame-rate control

• Stereo/3D camera support

• Statistics engine

• Data interfaces: four-lane serial high-speed pixel

interface (HiSPi) differential signaling (SLVS and

HiV

CM), or parallel

• Auto black level calibration

• High-speed configurable context switching

•Temperature sensor

Applications

• Video surveillance

• 1080p60 (Surveillance) video applications

• High dynamic range imaging

General Description

ON Semiconductor's AR0230CS is a 1/2.7-inch CMOS

digital image sensor with an active-pixel array of

1928Hx1088V. It captures images in either linear or

high dynamic range modes, with a rolling-shutter

readout. It includes sophisticated camera functions

such as in-pixel binning, windowing and both video

and single frame modes. It is designed for both low

light and high dynamic range scene performance. It is

programmable through a simple two-wire serial inter-

face. The AR0230CS produces extraordinarily clear,

sharp digital pictures, and its ability to capture both

continuous video and single frames makes it the per-

fect choice for a wide range of applications, including

surveillance and HD video.

Table 1: Key Parameters

Parameter Typical Value

Optical format 1/2.7-inch (6.6 mm)

Active pixels 1928(H) x 1088(V) (16:9 mode)

Pixel size 3.0 m x 3.0m

Color filter array RGB Bayer

Shutter type Electronic rolling shutter and GRR

Input clock range 6 – 48 MHz

Output clock

maximum

148.5 Mp/s (4-lane HiSPi)

74.25 Mp/s (Parallel)

Output

Serial HiSPi 10-, 12-, 14-, 16-, or 20-bit

Parallel 10-, 12-bit

Frame

rate

1080p 60 fps

Responsivity 4.0 V/lux-sec

SNR

MAX

41 dB

Max Dynamic range Up to 96 dB

Supply

voltage

I/O 1.8 or 2.8 V

Digital 1.8 V

Analog 2.8 V

HiSPi 0.3 V - 0.6 V (SLVS), 1.7 V - 1.9 V (HiVcm)

Power consumption

(typical)

386 mW (Linear, 1080p30, 25C, parallel

output)

558 mW (HDR, 1080p30, 25C, parallel

output)

Operating

temperature

–30°C to +85°C ambient

Package options 10x10 mm 80-pin iBGA

AR0230CS/D Rev. 8, Pub. 11/15 EN 3 ©Semiconductor Components Industries, LLC, 2015.

AR0230CS: 1/2.7-Inch 2.1 Mp/Full HD Digital Image Sensor

Table of Contents

Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Ordering Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

Functional Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

Pixel Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

Features Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Electrical Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Power-On Reset and Standby Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

Package Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Revision History. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

AR0230CS: 1/2.7-Inch 2.1 Mp/Full HD Digital Image Sensor

List of Figures

Figure 1: Block Diagram of AR0230CS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

Figure 2: Typical Configuration: Serial Four-Lane HiSPi Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

Figure 3: Typical Configuration: Parallel Pixel Data Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Figure 4: 80-Ball IBGA Package. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Figure 5: Pixel Array Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

Figure 6: Pixel Color Pattern Detail (Top Right Corner) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

Figure 7: Imaging a Scene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

Figure 8: Quantum Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

Figure 9: Two-Wire Serial Bus Timing Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Figure 10: I/O Timing Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

Figure 11: Power Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

Figure 12: Power Down. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

Figure 13: 80iBGA 10 x 10 Package Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

AR0230CS: 1/2.7-Inch 2.1 Mp/Full HD Digital Image Sensor

List of Tables

Table 1: Key Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Table 2: Available Part Numbers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

Table 3: Pin Descriptions, 80-ball iBGA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Table 4: List of Configurable Registers for Context A and Context B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Table 5: Two-Wire Serial Bus Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Table 6: I/O Timing Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

Table 7: DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Table 8: Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Table 9: 1080p30 HDR (ALTM) 74MHz Parallel 2.8V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

Table 10: 1080p30 Linear 74MHz Parallel 2.8V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

Table 11: 1080p30 HDR (ALTM) 74MHz Parallel 1.8V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

Table 12: 1080p30 Linear 74 MHz Parallel 1.8V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

Table 13: 1080p30 HDR (ALTM) 74 MHz HiSPi SLVS (Low Power Mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

Table 14: 1080p30 Linear 74 MHz HiSPi SLVS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Table 15: 1080p30 HDR (ALTM) 74 MHz HiSPi HiVcm (Low Power Mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Table 16: 1080p30 Linear 74 MHz HiSPi HiVcm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

Table 17: Line Interleaved HiSPi SLVS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

Table 18: Line Interleaved HiSPi HiVcm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

Table 19: Channel Skew . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

Table 20: Power-Up Sequence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

Table 21: Power-Down Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33