AR0141CS2C00SUEA0-DP(2015) View Datasheet(PDF) - ON Semiconductor

Part Name

Description

Manufacturer

AR0141CS2C00SUEA0-DP
(Rev.:2015)

1/4-Inch Digital Image Sensor

ON Semiconductor 

AR0141CS: 1/4-Inch Digital Image Sensor

List of Figures

List of Figures

Figure 1:

Figure 2:

Figure 3:

Figure 4:

Figure 5:

Figure 6:

Figure 7:

Figure 8:

Figure 9:

Figure 10:

Figure 11:

Figure 12:

Figure 13:

Figure 14:

Figure 15:

Figure 16:

Figure 17:

Figure 18:

Figure 19:

Figure 20:

Figure 21:

Figure 22:

Figure 23:

Figure 24:

Figure 25:

Figure 26:

Figure 27:

Figure 28:

Figure 29:

Figure 30:

Figure 31:

Figure 32:

Figure 33:

Figure 34:

Figure 35:

Figure 36:

Figure 37:

Figure 38:

Figure 39:

Figure 40:

Figure 41:

Figure 42:

Figure 43:

Figure 44:

Figure 45:

Figure 46:

Figure 47:

Figure 48:

Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

Typical Configuration: Serial Four-Lane HiSPi Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

Typical Configuration: Parallel Pixel Data Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

9 x 9 mm 63-Ball IBGA Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Pixel Array Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Pixel Color Pattern Detail (Top Right Corner) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

Imaging a Scene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

HiSPi Transmitter and Receiver Interface Block Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

Timing Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Block Diagram of DLL Timing Adjustment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Delaying the Clock with Respect to Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Delaying Data with Respect to the Clock. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Integration Control in ERS Readout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Example of 8.33ms Integration in 16.6ms Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Row Read and Row Reset Showing Fine Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

Row Integration Time is Greater Than the Frame Readout Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

PLL Dividers Affecting VCO Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

PLL for the Parallel Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

PLL for the Serial Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Effect of Horizontal Mirror on Readout Order . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Effect of Vertical Flip on Readout Order . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Horizontal Binning in the AR0141CS Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

Vertical Row Binning in the AR0141CS Sensor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

Frame Period Measured in Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Slave Mode Active State and Vertical Blanking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

Slave Mode Example with Equal Integration and Frame Readout Periods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

Slave Mode Example Where the Integration Period is Half of the Frame Readout Period . . . . . . . . .32

Example of the Sensor Output of a 1280 x 720 Frame at 60 fps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

Example of the Sensor Output of a 1280 x720 Frame at 30 fps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Example of Changing the Sensor from Context A to Context B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

Frame Format with Embedded Data Lines Enabled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

Format of Embedded Statistics Output within a Frame. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

Single READ from Random Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

Single READ from Current Location. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

Sequential READ, Start from Random Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

Sequential READ, Start from Current Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

Single WRITE to Random Location. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

Sequential WRITE, Start at Random Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

Quantum Efficiency - Color Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

Quantum Efficiency - Monochrome Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

Two-Wire Serial Bus Timing Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

I/O Timing Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

Differential Output Voltage for Clock or Data Pairs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56

Eye Diagram for Clock and Data Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

HiSPi Skew Between Data Signals Within the PHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

Power Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59

Power Down. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60

63-Ball iBGA Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61

AR0141CS DS Rev. D Pub. 6/15 EN

4

©Semiconductor Components Industries, LLC, 2015.

Share Link: