VX6953CBQ05I/1 ,5.1 megapixel EDOF camera moduleBlock diagram . . . . 173.2 Digital video block . . 183.2.1 Dark calibration algorithm ..
VY1222M47Y5UQ63V0 , Ceramic Disc Capacitors Safety Standard Approved Disc AC Capacitors
W.FL-R-SMT-1 , Ultra Small Surface Mount Coaxial Connectors - 1.4mm Mated Height
W.FL-R-SMT-1 , Ultra Small Surface Mount Coaxial Connectors - 1.4mm Mated Height
W005M , SINGLE-PHASE GLASS PASSIVATED SILICON BRIDGE RECTIFIER(VOLTAGE RANGE 50 to 1000 Volts CURRENT 1.5 Amperes)
W01G ,SINGLE PHASE GLASS PASSIVATED BRIDGE RECTIFIER, Voltage: 50 TO 1000V CURRENT:1.5A19-Feb-02 1W005G thru W10GVishay Semiconductorsformerly General SemiconductorRatings and Characteri ..
WSK25121L000FEA , Power Metal Strip Resistors, Low Value (down to 0.0005 Ohm), Surface Mount, 4-Terminal
WSL0805R0200FEA18 , Power Metal Strip Resistors, High Power Low Value, Surface Mount
WSL-1206 , Power Metal Strip® Resistors, High Power (2 x Standard WSL), Low Value (Down to 0.0005 ), Surface Mount
WSL1206R0100FEA , Power Metal Strip® Resistors, Low Value (down to 0.001 Ω), Surface Mount
WSL1206R0500FEA , Power Metal Strip® Resistors, High Power (2 x Standard WSL), Low Value (Down to 0.0005 ), Surface Mount
WSL1206R0500FEA , Power Metal Strip® Resistors, High Power (2 x Standard WSL), Low Value (Down to 0.0005 ), Surface Mount
VX6953CBQ05I/1
5.1 megapixel EDOF camera module
March 2013 8209023 Rev 5 1/107
VX6953CB5.1 megapixel EDOF camera module
Datasheet - production data
Features Extended depth of field (EDoF) technology Data formats: RAW8, RAW10 and 10-8
compressed SMIA profile 2 compliant MIPI CSI-2 (D-PHY v1.0 compliant) and SMIA
CCP2 video data interface Maximum data rate: 640 Mbps for CCP2 and
800 Mbps for CSI-2 100 KHz to 400 KHz CCI command interface EMC shielding Ultra low power standby mode, 30 μW (typ.) Binning modes (2x2) HD video formats (1080p30, 720p30) Pixel defect correction Nine terms lens shading corrections, bi-cubic
correction data available 512-byte NVM memory for calibration
DescriptionThe VX6953CB camera module is designed for
use across a range of mobile phone handsets and
accessories. It embeds high quality still camera
functions and also supports HD video.
The VX6953CB produces raw Bayer 5 Mpixel
images at 15 fps in RAW10. It supports the CCI
control as well as CCP 2.0 and CSI-2 data
interfaces.
The module design is optimized for both footprint
and height. It provides excellent image quality at
focus distances from 15 cm in “Super macro
mode” (bar code) and from 40 cm to infinity in
“Normal mode”.
A separate hardware accelerator device (for
example, an STV0987) can be integrated in the
phone system to run the associated image
processing algorithms in hardware where the
baseband cannot support this processing load.
The sensor is designed to work with any other
host with a MIPI or SMIA interface.
Contents VX6953CB2/107 8209023 Rev 5
Contents Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.1 VX6953CB use in a system with a hardware coprocessor . . . . . . . . . . . . 12
1.2 VX6953CB use in a system with software image processing . . . . . . . . . 13
1.3 Reference documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Device pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.1 Analog video block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1.1 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2 Digital video block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.2.1 Dark calibration algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.3 Device operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.3.1 Power off . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.3.2 Hardware standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.3.3 Software standby . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.3.4 Streaming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.4 Power management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.4.1 Power-up procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.4.2 Power-down procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4.3 Internal power-on reset (POR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.4.4 Failsafe signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.5 Clock and frame rate timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.5.1 Video frame rate control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.5.2 PLL and clock input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.5.3 Clock input type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.6 Control and video interface formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.6.1 CCP serial data link . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.6.2 CSI-2 serial data link . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.6.3 CCI serial control bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294.1 Status registers [0x0000 to 0x000F] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8209023 Rev 5 3/107
VX6953CB Contents4.2 Frame format description registers [0x0040 to 0x007F] . . . . . . . . . . . . . . 30
4.3 Analog gain description registers [0x0080 to 0x0097] . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.4 Data format description registers [0x00C0 to 0x00FF] . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.5 Setup registers [0x0100 to 0x01FF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.6 Integration time and gain registers [0x0200 to 0x02FF] . . . . . . . . . . . . . . 34
4.7 Video timing registers [0x0300 to 0x03FF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.8 Image scaling registers [0x0400 to 0x04FF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.9 Image compression registers [0x0500 to 0x05FF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.10 T est pattern registers [0x0600 to 0x06FF] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.11 Fifo water mark [0x0700 to 0x0701] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.12 DPHY [0x0810 to 0x0811] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.13 Binning [0x0900 to 0x0902] and [0x170C to 0x1719] . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.14 Shading correction [0x0B00] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.15 Defect correction [0x0B05 to 0x0B09] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.16 EDOF [0x0B80 to 0x0B8A] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.17 Color feedback registers [0x0B8C to 0x0B95] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.18 Integration time and gain parameter limit registers [0x1000 to 0x10FF] . 41
4.19 Video timing parameter limit registers [0x1100 to 0x11FF] . . . . . . . . . . . . 42
4.20 Image scaling parameter limit registers [0x1200 to 0x120B] . . . . . . . . . . 46
4.21 Image compression parameter registers [0x1300 to 0x13FF] . . . . . . . . . 46
4.22 CSI lane mode capability [0x1600 to 0x1602] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.23 Binning capability [0x1700 to 0x170B] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.24 Manufacturer specific registers - Clipper 1 [0x31E8 to 0x31EB] . . . . . . . 47
Video data interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485.1 Frame format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Video timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516.1 Output size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
6.1.1 Programmable addressable region of the pixel array . . . . . . . . . . . . . . 51
6.1.2 Programmable width and height for output image data . . . . . . . . . . . . . 52
6.1.3 Scaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
6.1.4 Subsampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
6.1.5 Binning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Contents VX6953CB4/107 8209023 Rev 5
6.2 Video timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6.2.1 PLL block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6.2.2 Spread spectrum clock generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
6.2.3 Framerate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
6.2.4 Derating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
6.3 Bayer pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
6.4 Image compression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.5 Exposure and gain control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.5.1 Analogue gain model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
6.5.2 Digital gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.5.3 Integration and gain parameter retiming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677.1 Schematics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
7.2 Personality file and firmware updates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
EDOF control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698.1 EDoF capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
8.2 Control Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
8.3 EDOF control registers [0x0B80 to 0x0B8A] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
8.3.1 EDoF_Mode (0xB80) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
8.3.2 EDoF_est_focus_distance (0x0B82) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
8.3.3 EDoF tuning sliders (0xB83 to 0x0B85) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
8.3.4 EDoF focus distance (0x0B88) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
8.3.5 EDoF estimation control (0x0B8A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
8.4 Supermacro mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
8.5 Video modes and EDoF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
8.6 EDoF and white balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Image optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 779.1 Defect categorization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
9.1.1 Pixel defects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
9.1.2 Sensor array area definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
9.1.3 Pixel fault numbering convention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
9.1.4 Single pixel faults . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
9.1.5 Couplet definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
8209023 Rev 5 5/107
VX6953CB Contents9.1.6 Physical aberrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
9.2 Defect correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
9.3 Mapped couplet correction (Bruce) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
9.4 Green imbalance correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
9.5 Lens shading correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
NVM contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8710.1 Green imbalance corrector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
10.2 Lens shading gridiron correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
10.3 Sensitivity data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
10.4 NVM map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
EMC recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9012.1 Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
12.2 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
12.3 Power supply - VDIG, VANA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
12.3.1 Power supply (peak current) - VDIG, VANA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
12.3.2 Power supply ripple requirement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
12.4 System clock - EXTCLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
12.5 Power down control - XSHUTDOWN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
12.6 CCI interface - SDA, SCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
12.6.1 CCI interface - DC specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
12.6.2 CCI interface - timing characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
12.7 CCP interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
12.7.1 CCP interface - DC specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
12.7.2 CCP interface - timing characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
12.8 CSI-2 interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
12.8.1 CSI-2 interface - DC specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
12.8.2 CSI-2 interface - AC specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Optical specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9913.1 Lens characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
13.2 T ext, 1D and 2D codes reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
