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1M60

器件型号:1M60
厂商名称:Atmel (Microchip)
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1M60器件文档内容

Main Features                                                                          CameraLink
                                                                                       Areascan
High Sensitivity and High SNR Performance 1/2" CMOS Sensor                           Cameras
Total Resolution of 1.3M (with 5 m Square Pixels)
High Data Rate: 75 Mpixels/s Provides 60 Frame/s at 1M Resolution (for 1M60)         ATMOSTM 1M60
CameraLink Data Format (Base Configuration - 1 Channel)                             ATMOSTM 1M30
Flexible and Easy to Operate via Serial Communication Control

       Gain: 0 dB to 18 dB in 3 dB Steps
       Dynamic Range: 8, 10 or 12-bit Data
       Contrast Expansion
       Shutter Time Pogrammable
       Subsampling: 1/4 and 1/16 Resolution
       Trigger Mode: Free-run or External Trigger Mode
       Programmable ROI
       Test Pattern
Column FPN Correction
Programmable Look-up Table
Single Power Supply: DC 12 V to 24 V Provided on Hirose-6 Connector
Input TTL Trigger Signal and Output TTL Shutter Signal on Hirose-5 Connector
Compact Design: 44 44 45 mm (w, h, l)
C-mount Adapter
High Reliability - CE and FCC Compliant

Product Description                                                                    Preliminary

This camera features an outstanding sensitivity and SNR, even at maximal speeds.
The ROI allows to increase the frame rate (for instance, 175 fps in VGA format 1M60).
ATMOSTM cameras are based on a rolling shutter CMOS sensor.

The configuration interface provides access to advanced functions (contrast expan-
sion, image calibration, LUT). The versatile and compact mechanical housing enables
you to implement various configurations.

These features combined with a compelling price, make ATMOS an attractive alterna-
tive for users of megapixel cameras.

Applications

High-speed, SNR performance and reliability of this camera make it suitable for
machine vision, especially:

Material Inspection (e.g. glass, IC, PCB)
Robot Guidance
Metrology
and various applications like:

Microscopy
Surveillance Demanding Tasks

                                                                                       5429BIMAGE04/05
1. Typical Performances                              1M60                          1M30         Unit
                                                 1312 1024                   1312 1024     Pixels
Table 1-1. Camera Typical Performances
  Sensor Characteristics at Maximum Pixel Rate        55                           55          m
                                                       48                            24           Hz
  Resolution H V                                     75                           37.5        MHz
  Pixel size (square)
  Maximum frame rate                                        8, 10 or 12                          Bits
  Pixel rate                                                 3501000                            nm
  Camera Performances                            2% in 5% and 95% of FSR
  Bit depth                                                  1.5% rms                       LSB/(Lux.s)
  Spectral range                                             0.1% rms                             dB
  Linearity                                                  10000 (1)
  PRNU                                                    < 2.7 LSB rms                       e-/ LSB
  FPN                                                                                            e-/s
  Responsivity                                                  > 63
  Output RMS Noise                                                10                             mm
  Dynamic range                                                 1500                               g
  Conversion factor                                         75 Esat (2)
  Dark Current                                                                                   m
  Over Illumination Behavior                                  44 44 45                       m
  Mechanical and Electrical Interface                              115                         degree
  Size (w h l)                                                                               m
  Weight                                                        C-mount
  Lens Mount                                                                                    VDC
                                                                                                  W
Sensor Alignment                                              x, y = 250                        C
                                                                z = 150                          C
                                                               0xy = 0.7

                                                              tiltz = 0-200

Power supply                                                  single 12 to 24

Power consumption                                             <2

Operating temperature                            0 to 55 (non-condensing)

  Storage temperature                            -40 to 70 (non-condensing)
Measured with light source 3200K and IR filter

Warning:

1. When exposed to such illumination level the sensor might lock-up and should be reset
    See Register Software Reset @ 206H, Internal Register Mapping on page 17

2 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                                                                            5429BIMAGE04/05
                                     [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

Figure 1-1. Responsivity Diagram

                                                           Responsivity at 0 dB Gain
               50

               45

               40

               35

LSB/( nJ/cm2)  30

               25

               20

               15

               10

               5

               0

               300              400  500  600  700            800                     900  1000  1100

                                               nm

Figure 1-2. Quantum Efficiency

                                          Quantum Efficiency

                           0,8

                           0,7

                           0,6

                   QE (%)  0,5

                           0,4

                           0,3

                           0,2

                           0,1

                           0

                           400       500  600  700            800                     900  1000

                                          Wavelength (nm)

                                                                                                                                                                  3

5429BIMAGE04/05
2. Standard Conformity

                                   The cameras have been tested in the following conditions:

                                     Camera with complete Atmel housing
                                     Shielded power supply cable
                                     CameraLink data transfer cable ref. 14B26-SZLB-500-OLC (3MTM)
                                     Linear AC-DC power supply
                                   Atmel recommends using the same configuration to ensure compliance with the following
                                   standards.

2.1 CE Conformity

                                   The ATMOS cameras comply with the European directive 89/336/CEE (EN55022 A/CISPR22 A,
                                   EN55024, EN61000-6-2).

2.2 FCC conformity

                                   ATMOS Cameras comply with Part 15 of FCC rules. Operation is subject to the following two
                                   conditions:

                                     1. This device may not cause harmful interference, and
                                     2. This device must accept any interference received, including interference that may

                                           cause undesired operation.
                                   This equipment has been tested and found to comply with the limits for a Class A digital device,
                                   pursuant to part 15 of the FCC Rules. These limits are designed to provide reasonable protec-
                                   tion against harmful interference when the equipment is operated in a commercial environment.
                                   This equipment generates, uses, and can radiate radio frequency energy and, if not installed
                                   and used in accordance with the instruction manual, may cause harmful interference to radio
                                   communications. Operation of this equipment in a residential area is likely to cause harmful
                                   interference in which case the user will be required to correct the interference at his own
                                   expense.

                                   Warning: Changes or modifications to this unit not expressly approved by the party responsible
                                   for compliance could void the user's authority to operate this equipment.

4 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                  5429BIMAGE04/05
             [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

3. Camera Description                                                             Power Supplies

                                   Figure 3-1. Camera Synoptic

                                                                    DC power

                                                                                  Data

             CameraLink                                                                                                 CMOS
             Transceiver                                                                                               SENSOR

                                                                                          Strobe, LVAL
                                                                                                            Sequencer

                                                                                              FVAL Controller
                                                                              TX

Camera Link                                                                       Trigger
      I/F
                                                                              RX
                                                                                  Shutter

                                                                                  Serial Line

                                                                                               Microcontroller

The camera is based on a single tap CMOS sensor which delivers a 12-bit digital video signal at
its output. An FPGA has been implemented for image processing (FPN column correction, con-
version LUT, contrast expansion). The camera is powered by a single DC power supply from
12V to 24V. The functional interface (data and control) is provided with the CameraLink inter-
face. The camera uses the base configuration of the CameraLink standard.

Note: DVAL permanently tied to 1 (high) level.
Data can be delivered on a single channel or two de-multiplexed channels. The data format con-
figuration might be in 12-bit, 10-bit, or 8-bit. It is possible to use external triggers with the camera
(CC1 signal or TTL_IO trigger input) in different trigger modes see "Synchronization Modes" on
page 6 The camera configuration and settings are done via the CameraLink serial communica-
tion. This interface is used for:

   Gain and offset setting
   Data output format
   Synchronization modes: free-run or external trigger modes
   Shutter time
   Test pattern generation
   Upload and download of correction data (FPN column correction, LUT)

                                                                                                                                                                  5

5429BIMAGE04/05
4. Timing

4.1 Synchronization Modes

                                   The camera operates in rolling shutter mode.

4.1.1  Optimal Use of the Rolling Shutter
4.1.2                       As shown in the following timing diagrams, Figure 4-1, exposure does not happen at the same
                            time for all lines, which can lead to image distortion when capturing fast moving objects. The
                            way to bypass this, is to use the camera with a strobe light or a shutter element so that all the
                            lines are exposed during the same time and no image distortion is visible when capturing fast
                            moving objects.

                            The integration time for each line is: readout (+ programmable shutter time, when used). A shut-
                            ter signal is provided to strobe a light source or to drive a shutter element. You can set the
                            camera to operate in one of the following synchronization modes: periodic, triggered, triggered
                            without full reset and ITC. See register Mode Control @ 204H, Internal Register Mapping on
                            page 17.

       Free-run Mode (or Periodic Mode)
                            Principle: The camera operates in periodic mode.

                            The period is defined by readout time (+ programmable shutter time, when used). Valid data is
                            forwarded to the CameraLink interface during the next frame readout starting with the first line.

                            If shutter time is set to 0:

                            The frame N is readout while the first line integrates for frame N+1. As soon as the frame N
                            readout has ended starts the readout of frame N +1.

       Figure 4-1.  Free-run Mode Chronogram

                    Line 1 Readout      Line 1
                      and Reset     Integration
                                    (frame N)

                    Line n Readout                   Line n
                       and Reset                 Integration
                                                 (Frame N)

                                                                                 Frame N Frame N+1

                                                                                 Readout  Readout

6 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                                                                                    5429BIMAGE04/05
                                     [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

       If shutter time is set to > 0:

       Readout is suspended between two consecutive frame readout and shutter output signal is acti-
       vated (programmable polarity) for a time configurable within 0 to Tsh range by step of T1.

       Table 4-1.    Shutter Time Values at Free-run Mode
              Label
               Tsh   Description                           1M60            1M30
                T1                                                         1310
                     Maximum shutter time (ms)               655
                                                                             20
                     Step duration (s)                      10

       Figure 4-2.   Free-run Mode and Shutter Chronogram

                     Line 1 Readout                Line 1
                                and Reset       Integration
                                                (Frame N)

                     Line n Readout                           Line n
                     and Reset                             Integration
                                                           (Frame N)

                                              Frame N - 1                   Frame N
                                           Readout Time                    Readout Time

                     Shutter out

                                                           Programmable
                                                             Shutter Time

4.1.3                       The maximum frame rate of 48 frame/s for the 1M60 camera (or 24 frame/s for the 1M30 cam-
                            era) is given in this mode with a shutter time set to 0.

                            See register Aperture Shutter Time @ 246H, Internal Register Mapping on page 17.

       Triggered Mode
                            Principle: An external trigger starts the reset of the sensor, then snap and readout of a frame,
                            the integration time is defined by readout time (+ programmable shutter time, when used).

                            The trigger event initiates the following sequence:

                               Stop of readout frame in progress and reset of readout pointer to line 1
                               Readout of previous dummy frame and integration start of the frame N. The readout data of

                                previous frame is not forwarded on CameraLink interface (FVAL inactive)
                               Shutter output signal is activated during a time programmable within 0 to Tsh range by step

                                of T1
                               Readout of frame N. The readout data is forwarded to the CameraLink interface (FVAL

                                active) starting with the first line
                               Readout of dummy frames (to prevent against large dark current integration) while the

                                camera waits for the next trigger event

                                                                                                                                                                  7

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       The trigger delay is a few s. The minimum pulse duration is 1s. The edge of trigger is pro-
       grammable. The source of trigger is selectable between CameraLink CC1 signal and TTL/IO
       trigger input. The period is defined by readout time + programmable shutter time + readout time
       + wait. Therefore the minimum period is 2 readout time.

       See register Aperture Shutter Time @ 246H, Internal Register Mapping on page 17.

       Table 4-2.    Shutter Time Values at Triggered Mode
              Label
               Tsh   Description                            1M60                                                1M30
                T1                                                                                              1310
                     Maximum shutter time (ms)              655
                                                                                                                  20
                     Step duration (s)                     10

       Figure 4-3. Triggered Mode Chronogram

                      Trigger In           Trigger N Event  Line 1 Readout
                                                              and Reset
                     Trigger Delay               Line 1
                             Line 1 reset     Integration
                                              (Frame N)

                                              Line n                                            Line n Readout
                                           Integration                                            and Reset
                                           (Frame N)

                     Line n Reset

                      Shutter out                                                      Frame N
                     FVAL                                                              Readout

                                                            Programmable
                                                             Shutter Time

4.1.4  Triggered Mode without Full Reset
                            Principle: An external trigger starts the snap and readout of a frame, without resetting the sen-
                            sor. The integration time is defined by readout time (+ programmable shutter time, when used).

                            The trigger event initiates the following sequence:

                               Stop of readout frame in progress and reset of readout pointer to line 1
                               Shutter output signal is activated during a time programmable within 0 to Tsh range by step

                                of T1
                               Readout of frame N. The readout data is forwarded to the CameraLink interface (FVAL

                                active) starting with the first line
                               Readout of dummy frames (to prevent against large dark current integration) while the

                                camera waits for the next trigger event
                            The trigger delay is a few s. The minimum pulse duration is 1s. The edge of trigger is pro-
                            grammable. The source of trigger is selectable between CameraLink CC1 signal and TTL_IO
                            trigger input. The period is defined by the programmable shutter time + readout time + wait.

8 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                                                                                                5429BIMAGE04/05
                                        [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

                 Therefore the minimum period is reduced to 1 readout time. As the integration time is not the
                 same for all lines (in the following timing diagram line n integration time is greater than line 1
                 integration time) this mode must be used with a pulsed light source or a shutter element. More-
                 over any residual light when shutter output signal is inhibited must be avoided. The exposure
                 time is defined by the shutter time and all the lines are exposed during the same time.

                 See register Aperture Shutter Time @ 246H Internal Register Mapping on page 15

                 Table 4-3.  Shutter Time Values at Triggered Mode without Full Reset
                   Label
                   Tsh       Description                    1M60                  1M30
                   T1
                             Maximum shutter time (ms)      655                   1310

                             Step duration (s)             10                    20

                 Figure 4-4. Triggered Mode Without Full Reset Chronogram

                         Trigger In        Trigger N Event        Line 1 Readout
                                                                    and Reset
                       Trigger Delay             Line 1
                 Line1 Reset                  Integration
                                              (Frame N)

                                                    Line n                        Line n Readout
                                                 Integration                        and Reset
                                                 (Frame N)
                                                                  Frame N
                 Line n Reset                                     Readout

                              Shutter out        Programmable
                            FVAL                  Shutter Time

4.1.5  ITC Mode

                 Principle: An external sync controls both the integration time and the frame rate.

                 The trigger event initiates the following sequence:

                   Stop of readout frame in progress and reset of readout pointer to line 1
                   Shutter output signal is activated during a time defined by the high state of the ITC signal
                   Readout of frame N. The readout data is forwarded to the CameraLink interface (FVAL

                     active) starting with the first line

                                                                                                                                                                  9

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   Readout of dummy frames (to prevent against large dark current integration) while the
    camera waits for the next trigger event

The integration delay is a few s. The minimum pulse duration is 1s. The source of ITC signal
is selectable between CameraLink CC1 signal and TTL_IO trigger input. See Register Mode
Control @ 204H Internal Register Mappingon on page 17

The period is defined by the ITC signal period.

As the integration time is not the same for all lines (in the following timing diagram line n integra-
tion time is greater than line 1 integration time) this mode must be used with a pulsed light
source or a shutter element. Moreover any residual light when shutter output signal is inhibited
must be avoided. The exposure time is defined by the ITC signal high state time and all the lines
are exposed during the same time

Figure 4-5.            ITC Mode Chronogram

                                   ITC in            Trigger N Event        Line 1 Readout
                             Trigger Delay                                    and Reset
                           Line 1 Reset                      Line 1
                                                          Integration
                                                          (Frame N)

                       Line n Reset                       Line n                            Line n Readout
                                                       Integration                            and Reset
                                                        (Frame N)
                                                                            Frame N
                                                     Shutter Time           Readout

                        Shutter out
                       FVAL

4.2 Ouput Data Timing

Table 4-4.             Timing Values                                   Min  Typ             Max
     Label             Description
        Ts             Input setup to clock delay                      1ns
        Th             Output hold from clock delay
                                                                       1ns

10 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                                                                            5429BIMAGE04/05
Figure 4-6. Output Data Chronogram  [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

                          LVAL          ts
                          STROBE                                                   th
                          DATA

                                    First Valid Pixel  Last Valid Pixel

                                                                                                                                                                11

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5. Camera Features

5.1 Region of Interest

                                   The full resolution of the camera is 1312 pixels by 1024 lines.You might program a smaller reso-
                                   lution in order to reduce the readout time. You must be careful that depending on the
                                   sequencing mode, the exposure time can be reduced too.The authorized values for horizontal
                                   size are 32 to 1312 pixels. This value is rounded to the lower multiple of 16 pixels. The autho-
                                   rized values for vertical size are 32 to 1024 lines. This value is rounded to the lower multiple of 8
                                   lines. See registers ROI area @ 280H, 282H, 284H and 286H Internal Register Mapping on
                                   page 17.

                                   Examples of frame rate versus resolution:

Table 5-1. R.O.I Performance  Frame Rate 1M60 (fps)  Frame Rate 1M30 (fps)
                 ROI Size                   48                     24
                                            60                     30
               1312 1024                 175                     85
               1024 1024

                640 480

5.2 Analog Gain

                                   The analog gain can be adjusted by setting the gain register via the serial communication.

                                     Gain adjusted from 0 dB to 18 dB: code 0 to 6
                                     Step 3 dB
                                     Nominal gain (factory configuration): 0 dB
                                   See register Sensor Analog Gain @ 240H, Internal Register Mapping on page 17.

5.3 Subsampling

                                           Subsampling 1: All pixels are readout (1312 1024)
                                           Subsampling 2: Two times lower resolution in both axes (656 512)
                                           Subsampling 4: Four times lower resolution in both axes (328 256)
                                   See register Subsampling @ 288H, Internal Register Mapping on page 17.

                                   Subsampling parameters might be combined with the ROI. The minimal window size resulting
                                   from these combinations must be at least 32 32 pixels. This leads to the following table of min-
                                   imal ROI size versus Subsampling:

Table 5-2.          Subsampling Minimum Size
                        Subsampling
                                1                    Minimum ROI Size
                                2                            32 32
                                4                            64 64

                                                           128 128

5.4 Output Format

                                   The data format available on the CameraLink output interface is programmable via the serial
                                   interface.

12 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                                     5429BIMAGE04/05
                                          [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

                                     1. The pixel depth is set by default at 12-bit, it can be set to 10 or 8-bit. The assignment for
                                           each configuration comply with the specifications of the CameraLink interface standard.
                                           See register Mode Control bits [3:2] @ 204H, Internal Register Mapping page 17 .

                                     2. In standard mode the camera provides output data on a single channel of the Camer-
                                           aLink output interface. You might program the camera in two outputs mode, only with
                                           the 1M60. Pixel data is de-multiplexed (odd and even pixels) on ports A, B and C of the
                                           CameraLink interface and STROBE signal is divided by 2 (37.5 MHz).
                                           See register mode control bit [4] @ 204H,Internal Register Mapping page 17 .

5.5 Test Pattern

                                   In normal mode, the digital video signal from the sensor is available on the CameraLink output
                                   interface. For test purposes a digital pattern is generated and is available instead of the video
                                   signal in the CameraLink output interface. The pattern can be fixed or sliding. The fixed digital
                                   pattern is ramp-up from 960 LSB code to 2271 LSB code (line width). The same pattern is
                                   shown for each line:

                                   Figure 5-1. Test Pattern View

                                   The sliding pattern starts with the fixed pattern, the first code of each line is then incremented by
                                   two on each frame. It is useful to validate the connection to the acquisition system before the
                                   adjustment settings of the image capture. The Subsampling parameter does not affect the
                                   pattern.
                                   See register Mode Control bits [1:0] @ 204H, Internal Register Mapping on page 17.

5.6 Contrast Expansion

                                   The digital gain and offset can be adjusted via the serial communication in order to focus on a
                                   particular part of the dynamic range.

                                     Gain adjusted from x1 to x32.875: code 0 to 255
                                     Step 0.125
                                     Nominal gain (factory configuration): 1
                                   See register Digital Gain @ 242H, Internal Register Mapping on page 17.
                                     Offset adjusted from -4096 to +4095: code 0 to 8191 in 2's complement
                                     Step 1
                                     Nominal offset (factory configuration): 0
                                   See register Digital Offset @ 244H, Internal Register Mapping on page 17.
                                   See register Processing Control bits [1:0] @ 202H, Internal Register Mapping on page 17.

                                                                                                                                                                13

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5.7 Look- up Table (LUT)

                                   The look-up Table is a conversion table which applies to the sensor data. At each input pixel
                                   value corresponds a single output value. This allows you to apply a correction table like a
                                   gamma correction for example.

                                   The Look-up Table might be generated by the camera by programming the gamma setting:

                                     Gamma 0.125 to 7.875: code 1 to 63 (0 not admitted)
                                   You might also write your own correction table via the serial communication channel. Four banks
                                   are available to store four distinct correction tables.

                                   See register LUT Coefficient Save in Dataflash @ 10DH, Internal Register Mapping on page 17.

                                   See register LUT Coefficient Restore in Dataflash @ 10EH, Internal Register Mapping on page
                                   17.

                                   See register Processing Control bit 2 @ 202H, Internal register mapping on page 17

5.8 Fixed Pattern Noise (FPN) Correction

                                   The fixed pattern noise (FPN) is a spatial fluctuation of the sensor data particularly between suc-
                                   cessive columns. The purpose is to calculate an offset for each column of the frame in the
                                   darkness. The table of column offsets is stored in the internal memory. If the FPN correction is
                                   then enabled the offset values are subtracted to the value of the input pixel. Two methods are
                                   available to realize this processing: the off-line calibration and the online correction.

5.9 Off-line Calibration

                                   A calibration step is required while the camera is in darkness condition. Offset coefficients for
                                   each column are calculated on an average value measured on all 1024 lines. Offset coefficients
                                   are 8-bit data. Therefore to be efficient the pixel value should be always within the values 1LSB
                                   to 255 LSB. If not, the overflow / underflow flags are set in the status register. The calibration
                                   step must be done in full resolution and subsampling 1. Calibration data can be saved in nonvol-
                                   atile memory and four distinct banks are reserved for this use. You might access to these banks
                                   in read or write mode.

                                   See register Processing Control bits [4:3] @ 202H, Internal register mapping on page 17.

                                   See register Calibration Control @ 200H, Internal register mapping on page 17.

                                   See register FPN Coefficient Save in Dataflash @ 10BH, Internal register mapping on page 17.

                                   See register FPN Coefficient Restore in Dataflash @ 10CH, Internal Register Mapping on page
                                   17.

5.10  Online Correction

                              No calibration step is required. When online correction is enabled the camera calculates the off-
                              set coefficients for each column on masked lines and then processes the input sensor data.
                              These coefficients are updated at each frame. The online correction applies only in subsampling
                              1. The calculated values are less accurate with these methods but unlike the off-line calibration
                              do not depend on the settings like the analog gain.

      See register Processing Control bits [4:3] @ 202H, Internal Register Mapping on page 17.

      See register FPN Coefficient Save in Dataflash @ 10BH,Internal Register Mapping on page 17.

14 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                   5429BIMAGE04/05
                                          [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

                                   See register FPN Coefficient Restore in Dataflash @ 10CH, Internal Register Mapping on page
                                   17.

5.11 Processing Synoptic

      Figure 5-2. Synoptic    C  MUX  FORMAT                                   Pixel_Out
                              P
              Pattern         T

            Pixel_In        LUT
           Coef_FPN

                Offset
                 Gain

5.12  LED Indicator

                              The green LED on the rear panel gives information on the internal state of the camera. On
                              power up, after internal configuration, the LED flashes on and has the following behavior
                              (decreasing priority order):

       Internal hardware error or configuration error: fast blinking
       Waiting for external trigger (triggered and ITC modes): slow blinking
       All other situation: continuous

                                                                                                                                                                15

5429BIMAGE04/05
6. Electrical Interface

6.1 Power Supply

                                   It is recommended to insert a 1A fuse between the power supply and the camera. The voltage
                                   ripple of the power supply shall be below 50 mVp-p at BW = 50 MHz to have full camera
                                   performanceI

Table 6-1. Power Supply Description

Signal Name                   I/O         Type     Description
                                            -      DC power input: +12 V to + 24 V
       PWR                    P             -      Electrical and mechanical ground

       GND                    P

Note: I = input, O = output, I/O = bi-directional signal, P = power/ground, NC = not connected

6.2 Command and Control

                                   The CameraLink interface provides four LVDS signals dedicated to camera control (CC1 to
                                   CC4). On the ATMOS, one of them is used to synchronize the camera on external events.

Table 6-2. CameraLink Input Description

Signal Name                   I/O         Type     Description
                                                   CC1 - Synchronization input
       TRIG1                  I           RS644

Note: I = input, O = output, I/O = bi-directional signal, P = power/ground, NC = not connected
The TTL/I/O interface provides two TTL signals dedicated to camera control.

Table 6-3. TTL/IO Description

Signal Name                   I/O          Type    Description
                                          5 V-TTL
TRIGGER                       I           3 V-TTL  External trigger input

SHUTTER                       O                    Shutter output, maximum output current
                                                   1.6 mA

Note: I = input, O = output, I/O = bi-directional signal, P = power/ground, NC = not connected
See register Mode Control @ 204H, Internal Register Mapping on page 17.Video Data.

Data and enable signals are provided on the CameraLink interface.

Table 6-4. Camera Link Output Description

Signal Name              I/O       Type         Description

ODD-D[11-0]              O         RS644        Odd pixel data, ODD-00 = LSB, ODD-11 = MSB

EVEN-D[11-0]             O         RS644        Even pixel data, EVEN-00 = LSB, EVEN-11 = MSB

STROBE                   O         RS644        Output data clock, data valid on the rising edge

       LVAL              O         RS644        Line valid or line enable, active high signal

       FVAL              O         RS644        Frame valid or frame enable, active high signal

Note:                    1. I = input, O = output, I/O = bi-directional signal, P = power/ground, NC = not connected

                         2. Note: DVAL, as defined in the CameraLink standard, is not used. DVAL is permanently tied to
                             1 (high) level.

16 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                                             5429BIMAGE04/05
                                                  [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

6.3 Serial Communication

                                   The CameraLink interface provides two LVDS signal pairs for the communication between the
                                   camera and the frame grabber. This is an asynchronous serial communication based on RS-232
                                   protocol.

                                   The configuration of the serial line is:

                                     Full duplex/without handshaking
                                     8-bit data, no parity bit, 1 stop bit
                                     9600 bauds at power up, then programmable up to 115200 bauds

                    Table 6-5. CameraLink Serial Communication Description

                    Signal Name              I/O                   Type      Description

                    SerTFG                   O                     RS644     Differential pair for serial communication
                                                                             to the frame grabber

                    SerTC                    I                     RS644     Differential pair for serial communication
                                                                             from the frame grabber

6.3.1 Internal Register

Table 6-6.    Internal Register Mapping

  Start Addr  Size      End                      Access Type       Factory   Description
      (Hex)   Dec)  Addr (Hex)           Processing Internal Task  Settings
                                                                             Synchronization register for serial
000           1                          RO       RO                    1    communication (value 00)

001           1                          RW       -                     0    Communication speed multiplier (9600 -
                                                                             115,2K): volatile register 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12
040           51                         RO       -
                                                                             Hardware identifier
080           8                          RO       -
                                                                             Firmware identifier
0C0           51                         RW       -
                                                                             User identifier
100           4                          RW       RW
                                                                             Status (ref. Camera Status Management)
104           4                          WO       -
                                                                             Lock/Unlock mode: advanced user/user
108           1                          RO       -                          1: Lock advanced user mode
                                                                             (into user mode)
109           1                          WO       -                          Unlock key value: unlock user

10A           1                          RW       -                          Privilege level
                                                                             1: Advanced user mode
                                                                             2: User mode

                                                                             Current configuration save in Eeprom
                                                                             1: User settings (allowed only for advanced
                                                                             user mode)
                                                                             2 to 4: User settings

                                                                             Current configuration restore from Eeprom
                                                                             1 to 4: User settings

                                                                                                                                                                17

5429BIMAGE04/05
Table 6-6.    Internal Register Mapping (Continued)

  Start Addr  Size      End             Access Type       Factory   Description
      (Hex)   Dec)  Addr (Hex)  Processing Internal Task  Settings
                                                                    FPN coefficient save in dataflash
10B           1                 WO                   -         1    1 to 4 (1 allowed only for advanced user
                                                               1    mode)
10C           1                 RW                   -         0
                                                               0    FPN coefficient restore in dataflash
10D           1                 WO                   -              1 to 4
                                                               0
10E           1                 RW                   -              LUT coefficient save in dataflash
                                                                    1 to 4 (1 allowed only for advanced user
200           2                 RW                   RW             mode)

202           2                 RW                   -              LUT coefficient restore in dataflash
                                                                    1 to 4
204           2                 RW                   -
                                                                    Calibration control
                                                                    [0] = off-line calibration enabled
                                                                    (0: disabled; 1: enabled)

                                                                    Processing control:
                                                                    [0] = offset correction enable (0: disabled;
                                                                    1: enabled)
                                                                    [1] = gain correction enable (0: disabled; 1:
                                                                    enabled)
                                                                    [2] = look-up table correction enable (0:
                                                                    disabled; 1: enabled)[
                                                                    [4:3] = fpn correction mode (00: disabled;
                                                                    01: off-line fpn correction enabled; 11: on-
                                                                    line fpn correction enabled)

                                                                    Mode control:
                                                                    [1:0] = test pattern (00: disabled; 01: fixed
                                                                    test pattern; 10: dynamic test pattern)
                                                                    [3:2] = output format (00:12-bit; 01:10-bit;
                                                                    10:8-bit)
                                                                    [4] = demux mode (for 1M60 then 0:
                                                                    disabled; 1: enabled) (for 1M30 then 0:
                                                                    disabled)
                                                                    [7:5] = synchronization mode (000: Free-
                                                                    run; 001: External triggered; 010: external
                                                                    triggered without full reset; 011: integration
                                                                    time controlled); others reserved
                                                                    [8] = trigger source (0: CameraLink; 1:
                                                                    external)
                                                                    [9] = trigger polarity (0:positive edge; 1:
                                                                    negative edge)
                                                                    [10] = shutter polarity output (0: positive
                                                                    edge; 1: negative edge)

206           1                 WO                                  Software reset:
                                                                    1 = camera reset

18 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                                                                      5429BIMAGE04/05
                                                     [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

Table 6-6.    Internal Register Mapping (Continued)

  Start Addr  Size      End             Access Type       Factory   Description
      (Hex)   Dec)  Addr (Hex)  Processing Internal Task  Settings
                                                                    Sensor analog gain:
240           2                 RW                   -         0    [3:0] = analog gain; value from 0 dB (= 0) to
                                                               0    18 dB (= 6) by step of 3 dB
242           2                 RW                   -         0
                                                                    Digital gain (extended dynamic range):
244           2                 RW                   -         1    [7:0] = gain; value from 1.000 (= 0) to
                                                                    32.875 (= 255) in Q 9.3 representation
246           2                 RW                   -      1600
                                                                    Digital offset (extended dynamic range):
248           2                 RW                   -              [12:0] = offset; value from -4096 to
                                                                    + 4095 in 2's complement
280           8     287         RW
                                                                    Aperture shutter time:
                                                                    [15:0] = shutter time; value from 0 to 65535
                                                                    (for 1M60: 0 to 655 ms by step of 10s)
                                                                    (for 1M30: 0 to 1310 ms by step of 20s)

                                                                    ERS:
                                                                    [10:0] value from 0% (= 0,Dark) to 100%
                                                                    (= 1600, clear) in Q11.4 representation

                                                                    ROI area:

                                                                    Addr 280, size 2, default 0:
                                                                    ROI horizontal start value (0 to 1311)
                                                                    Addr 282, size 2, default 0
                                                                    ROI vertical start value (0 to 1023)
                                                                    Addr 284, size 2, default 1312
                                                                    ROI vertical size value from 32 to 1312
                                                                    Addr 286, size 2, default 1024
                                                                    ROI vertical size value from 32 to 1024

                                                                    Subsampling:

288           1                 RW                   -    1         [2:0] = Subsampling (001: 1/1; 010: 1/4;

                                                                    100: 1/16)

2C0           2                 RW                        50        Hot pixel detection threshold:

                                                                    [10:0] = hot pixel threshold

2C2           2                 RW                        50        Dead pixel detection threshold:

                                                                    [10:0] = dead pixel threshold

                                                                    Defective pixels control:

                                                                    [0] = hot pixel detection (0: disabled; 1:

2C4           1                 RW                   -    0         enabled

                                                                    [1] = dead pixel detection (0: disabled; 1:
                                                                    enabled)

                                                                                                                                                                19

5429BIMAGE04/05
Table 6-6.    Internal Register Mapping (Continued)

  Start Addr  Size      End             Access Type       Factory                 Description
      (Hex)   Dec)  Addr (Hex)  Processing Internal Task  Settings
                                                                                  Gamma correction:
300           1                 WO                   -         0                  [5:0] = gamma settings; value from 0.125
                                                            linear                (= 1) to 7.875 (= 63) in Q6.3 representation
1000          1312  151F        RW                   -
                                                                                  FPN coefficients (8-bit):
2000          8192  3FFF        RW                   -                            Format: Fpn [0]; Fpn[1]; Fpn [2];...

                                                                                  Look-up table (4096 16-bit):
                                                                                  Format: Lut [0]; Lut [1]; ... ; Lut [4095]
                                                                                  value: 0 to 4095

Note: RO: Read Only register, WO: Write Only register, RW: Read & Write register

6.3.2  Camera Settings Memory
                            ATMOS cameras have 5 banks to save settings:

                               Bank 0 contains the factory settings. This bank cannot be modified by the user
                               Bank 1 to 4 are used to store 4 different settings
                               Bank 1 might be protected by an advanced user (see Register @ 104H). Contact Atmel for

                                details

20 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                                                                  5429BIMAGE04/05
                 [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

7. Connector Description

                                   All connectors are on the rear panel. Better results are obtained by using shielded cables (foil
                                   and braid shielded).

                                   Note: cables for digital signals shall be twisted pairs.

7.1 Power Supply

                                   Camera connector type: Hirose HR10A-7R-6PB (male)

                                   Cable connector type: Hirose HR10A-7P-6S (female)

Figure 7-1. Power Supply Pinout

                                 Power Connector : J01

         Signal                     Pin                                               Signal   Pin

         PWR                           1                                              GND      4

         NC                            2                                              NC       5

         PWR                           3                                              GND      6

                                       1           6

                                 2                    5

                                    3              4

                      Receptacle Viewed from Camera Back

7.2 CameraLink Connector

                                   Standard CameraLink cable shall be used to ensure the full electrical compatibility.

                                     Camera connector type: MDR-26 (female) ref. 3M 10226-2210VE
                                     We recommend to use a CameraLink standard shielded cable as 3M 14X26-SZLB-XXX-0LC

Figure 7-2. CameraLink Pinout

                    Command and Control Connector : J02

Signal          Pin                      Signal                                          Pin
  GND
   X0-           1                        GND                                              14
   X1-
   X2-           2                        X0+                                              15
  Xclk-
   X3-           3                        X1+                                              16
SerTC+
SerTFG-          4                        X2+                                              17
  CC1-
CC2+            5                        Xclk+                                            18
  CC3-
CC4+            6                        X3+                                              19
  GND
                 7                        SerTC-                                           20

                 8                        SerTFG+                                          21

                 9                        CC1+                                             22

                 10                       CC2-                                             23

                 11                       CC3+                                             24

                 12                       CC4-                                             25

                 13                       GND                                              26

                                                                                                                                                                21

5429BIMAGE04/05
7.3 TTL I/O

             Camera connector type: Hirose HR10A-7R-5SB (female)
             Cable connector type: Hirose HR10A-7P-5P (male)

             Figure 7-3. TTL/IO Pinout

                      TTL IO Connector : J03

             Signal   Pin                           Signal        Pin

             TRIGGER  1                             GND           4

             GND      2                             NC            5

             SHUTTER  3

                                              1
                                        45 2

                                                 3

                      Receptacle Viewed from Camera Back

22 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                                                       5429BIMAGE04/05
                                          [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

8. Mechanical Drawing

                                   Note: (All dimensions are in mm)
                                   Figure 8-1. Front Panel View

Figure 8-2. Front Panel Mechanical Drawing

                            44                                                     44.75
                                                                                                  12 3.75
              A         35                    B
                                                              Camera
                            sensor          First Pixel          Link
                                             of Line 1                                                                           22

                                              1 - 32 UN - 2A  Power
                                                 (C mount)    Supply

4 x (M3 x 8)               38.5
                                                                                                    2 x (M4 x 8)
                 Note:
                                                                                                  (on the 4 sides)

                        1. A and B are mechanical reference plans
                        2. Sensor alignment x, y refers to the optical axis
                        3. Sensor alignment 0xy refers to the reference plans

                                                                                                                                                                23

5429BIMAGE04/05
Figure 8-3. Rear Panel

Figure 8-4. Rear Panel Mechanical Drawing
                                                                      23

                       12-24V                                             TTL IO   9.90
44                                                                                22.80

                               CameraLink
                                    31.30

24 ATMOS -1M60/1M30 [Preliminary]

                                                                                         5429BIMAGE04/05
                          [Preliminary] ATMOS -1M60/1M30

9. Ordering Code

Table 9-1. Ordering Code  Description
  Part Number
  AT71-ATM1M60M-B0        ATMOS 1M60 with housing + power supply connector + TTL I/O
                          Connector + CD-Rom
  AT71-ATM1M30M-B0
                          ATMOS 1M30 with housing + power supply connector + TTL I/O
                          Connector + CD-Rom

Delivery:

ATMOS areascan cameras are delivered with:

   Power supply connector HR10A-7P-6S
   TTL I/O connector HR10A-7P-5P
   CD-rom with:

       Friendly software CommCam
       Documentation

                                                                                                                                                                25

5429BIMAGE04/05
Atmel Corporation             Atmel Operations                       RF/Automotive
                                                                       Theresienstrasse 2
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