onsemi AR0544：高性能5MP CMOS数字图像传感器的卓越之选

在当今的图像传感领域，高性能、低功耗的图像传感器需求日益增长。onsemi的AR0544数字图像传感器便是一款满足这些需求的杰出产品。本文将深入剖析AR0544的特点、性能参数、工作模式、订购信息以及机械尺寸等方面，为电子工程师们在设计相关产品时提供全面的参考。

文件下载：onsemi AR0544 HyperLUX™ LP 5MP图像传感器.pdf

一、产品概述

AR0544是一款堆叠式1/4.2英寸背照式（BSI）CMOS有源像素数字图像传感器，拥有2592 x 1944（包含边框像素为2608H x 1960V）的像素阵列。它具备增强的近红外（NIR）响应能力，集成了诸如运动唤醒（WOM）、上下文切换和多种子采样模式等先进的片上相机功能。通过简单的I²C接口即可进行编程，且功耗极低。此外，该传感器采用了onsemi突破性的低噪声CMOS成像技术，能够在10位线性模式下以高达60帧每秒（fps）的速度生成全分辨率图像，在线交错高动态范围（LI - HDR）模式下达到30fps，还支持增强动态范围（eDR）模式。

二、关键性能参数

（一）光学与像素参数

• 光学格式：1/4.2 英寸 5MP（4:3），为多种应用提供了合适的尺寸和分辨率。
• 有效像素：2592x1944，能够捕捉到丰富的图像细节。
• 像素尺寸：1.4μm 背照式（BSI），这种设计有助于提高传感器的感光度和低光性能。
• 主光线角（CRA）：11.33°，对镜头的设计和搭配有一定的指导作用。
• 彩色滤光片阵列：提供 RGB、单色、RGBIR 三种选择，可满足不同应用场景对色彩的需求。

（二）电气与接口参数

• 输入时钟频率：6 - 48MHz，具有较宽的频率范围，方便与不同的系统进行匹配。
• 接口：采用 2 通道 MIPI D - PHY，最大数据速率为 1.72Gbps/通道，能够实现高速的数据传输。
• 增益控制：增益表为 10 位，在不同模式下有不同的增益范围，线性模式下整体增益范围为 0 - 50.62dB（模拟增益范围：0 - 27.37dB，数字增益范围：0 - 23.25dB），可根据实际情况灵活调整图像的亮度。

（三）其他重要参数

• 温度传感器：10 位，由两线串行接口控制，可实时监测传感器的温度，确保其在合适的工作温度范围内。
• 帧率：在全尺寸线性模式下可达 60fps，能够满足对动态场景捕捉的需求。
• 压缩：支持 DPCM（差分脉冲编码调制）10 - 8 压缩方式，有助于减少数据传输量。
• 3D 支持：具备帧率和曝光同步功能，为 3D 成像应用提供了可能。
• 电源电压：不同部分有不同的电压要求，模拟和像素部分为 2.8V（2.7V < Vsupply ≤ 2.9V），I/O 为 1.8V（1.7V < Vsupply < 1.9V），PLL 和 MIPIphy 为 1.05V（1V < Vsupply < 1.1V）。
• 功耗：在 5MP 60fps 时为 158mW，低功耗的特性使得该传感器在一些对功耗敏感的应用中具有优势。
• 响应度：绿色像素在 RGB 模式下为 8.7ke⁻/lux - sec，单色模式下的透明像素为 17.3ke⁻/lux - sec，反映了传感器对光线的敏感程度。
• 最大信噪比（SNRMAX）：39.9dB，较高的信噪比意味着图像中的噪声相对较少，图像质量更高。
• 动态范围：eDR 1 - exp 模式下为 73dB，LI - HDR 模式下可达 100dB，能够在不同光照条件下捕捉到更丰富的细节。
• 工作温度范围：- 30°C 至 + 85°C，最佳性能温度范围为 0°C 至 + 60°C，这使得传感器能够适应较为广泛的工作环境。
• 封装选项：采用 CSP - 47（4.67x3.68）裸片封装，节省了空间。

三、工作模式

（一）10 位工作模式

模式名称	模式描述	分辨率	帧率
Native	5MP 线性模式全分辨率	2592x1944	60fps
LI Native	5MP LI - HDR 模式	2592x1944	30fps
Crop	1080P 线性	1920x1080	110fps
SLP Native	5M 线性模式全分辨率，最低功耗	2592x1944	1fps
Bin4	0.3MP 线性，最低功耗	648x486	1fps
WoM Bin4	运动唤醒并流式传输	648x486	1fps
WoM Bin4Skip2	运动唤醒但无流式传输	324x243	1fps

（二）12 位工作模式

模式名称	模式描述	分辨率	帧率
eDR Native	5M eDR 模式	2592x1944	30fps

不同的工作模式可以根据实际应用场景的需求进行选择，例如在对帧率要求较高的场景下可以选择 Native 模式，而在对功耗要求严格的场景下可以选择 SLP Native 或 Bin4 模式。

四、订购信息

AR0544 提供了多种不同的型号，以满足不同客户的需求，包括不同的颜色滤光片阵列（RGB、单色、RGBIR）和主光线角（11°CRA、33°CRA），同时还有带保护膜和不带保护膜的 CSP 封装以及演示板可供选择。具体的型号和描述如下表所示：	产品型号	产品描述	可订购产品属性描述
AR0544CSSC11SMKA1 - CP	5MP 1/4.2"CMOS 图像传感器 RGB 11°CRA	CSP 带保护膜
AR0544CSSC11SMKA1 - CP2	5MP 1/4.2"CMOS 图像传感器 RGB 11°CRA	CSP 带保护膜，低起订量
AR0544CSSC11SMKA1 - CR	5MP 1/4.2"CMOS 图像传感器 RGB 11°CRA	CSP 不带保护膜
AR0544CSSC11SMKAH3 - GEVB	5MP 1/4.2"CMOS 图像传感器 RGB 11°CRA	演示板 3
……	……	……

工程师们在选择具体型号时，需要根据实际的应用需求、成本考虑以及对产品特性的要求等因素进行综合评估。

五、机械尺寸

AR0544 采用 ODCSP47 封装，其尺寸信息如下：	尺寸标注	最小值（mm）	标称值（mm）	最大值（mm）
A			0.762
A1	0.081	0.101	0.121
A2	0.606	0.631	0.656
……	……	……	……

这些详细的机械尺寸信息对于 PCB 设计和产品的整体布局非常重要，工程师们需要根据这些尺寸来确保传感器能够正确地安装和集成到系统中。

六、应用场景

AR0544 的高性能和丰富功能使其适用于多种应用场景，如视频会议终端、网络摄像头、机器视觉相机、视频门铃、零售店内摄像头、执法记录仪、3D 和立体相机等。在这些应用中，它能够凭借其高分辨率、低噪声、高动态范围和低功耗等特性，为用户提供清晰、准确的图像和视频。例如，在视频会议中，高帧率和高分辨率可以保证画面的流畅和清晰，让参会者有更好的体验；在机器视觉领域，其高动态范围和精确的色彩还原能力有助于准确识别和检测物体。

综上所述，onsemi 的 AR0544 数字图像传感器是一款性能卓越、功能丰富的产品，为电子工程师们在设计各类图像相关产品时提供了一个优秀的选择。大家在实际应用中，是否遇到过类似高性能传感器在系统集成时的挑战呢？又有哪些应对的经验可以分享呢？欢迎在评论区留言讨论。