OPT4001-Q1 

汽车级高速高精度数字环境光传感器 (ALS)

1 特性

• 符合面向汽车应用的 AEC-Q100 标准：– 温度等级 1（PicoStar™ 型号）：–40°C 至 

125°C，TA– 温度等级 2（USON 型号）：–40°C 至 

105°C，TA

• 功能安全型– 可提供用于功能安全系统设计的文档

• 通过高速 I2C 接口实现高精度、高速光/数转换

• 精密光学滤波，与人眼高度匹配，具有出色的近红

外 (NIR) 抑制能力

• 半对数输出：– 9 个二进制对数满量程照度范围– 每个范围内都有高度线性响应

• 内置自动满量程照度范围选择逻辑，可根据输入光

条件切换测量范围，从而始终具有出色的分辨率

• 28 位有效动态范围：– 312.5µlux 至 84klux（适用于 PicoStar™ 封装型

号）– 400μlux 至 107klux（适用于 USON 封装型

号）

• 12 个可配置转换时间：– 600μs 至 800ms，适用于高速和高精度应用

• 用于硬件同步触发和中断的外部引脚中断（在 

PicoStarTM 封装中不可用）

• 纠错码特性可提高汽车用例的可靠性

• 带 I2C 突发读出的输出寄存器的内部 FIFO

• 低工作电流：30μA

• 超低待机功耗：2μA

• 宽电源电压范围：1.6V 至 3.6V

• 可耐受 5.5V 电压的 I/O 引脚

• 可选择的 I2C 地址

• 小巧的外形：

    – PicoStar™：0.84mm × 1.05mm × 0.226mm

    – USON：2mm × 2mm × 0.65mm

2 应用

• 平板电脑和电子阅读器

• 诊断扫描仪

• 电动汽车充电站

• 视频监控

• 车内和车外照明

• 信息娱乐系统与仪表组

• 电致变色和智能后视镜

• 平视显示系统

• 汽车摄像头系统

3 说明

OPT4001-Q1 是一款用于测量可见光强度的光/数传感器（单芯片照度计）。为了测量准确的光强度，器件上专门

设计的滤波器可与人眼的明视响应紧密匹配，并抑制常见光源中的近红外成分。OPT4001-Q1 的输出是半对数

的，具有 9 个二进制对数满量程照度范围，每个范围内具有高度线性响应，使得 PicoStar™ 型号的测量能力为 

312.5μlux 至 84klux，USON 型号的测量能力为 400µlux 至 107klux。此功能允许光传感器具有 28 位有效动态

范围。内置的自动范围选择逻辑可根据照度级别动态调整器件增益设置，无需用户输入即可在各种条件下提供出

色的分辨率。

OPT4001-Q1 上的工程光学滤波器提供了强大的近红外 (NIR) 抑制功能。当为了美观而将传感器置于深色玻璃下

时，该滤波器有助于保持高精度。

OPT4001-Q1 设计用于需要照度级别检测以增强用户体验的系统，该器件通常使用不起眼的人眼匹配和近红外抑

制功能来取代低精度光电二极管、光敏电阻器和其他环境光传感器。

OPT4001-Q1 可通过 12 个步骤配置为以 600μs 到 800ms 的光转换时间运行，从而能够根据应用需要提供系统

灵活性。转换时间包括光采集时间和模数转换器 (ADC) 转换时间。测量分辨率由光强度和采集时间两者决定，

PicoStar™ 型号可有效地测量低至 312.5μlux 的光强度变化，USON 型号可有效测量低至 400µlux 的光强度变

化。

数字操作可灵活用于系统集成。测量可以是连续的，也可以通过寄存器写入或硬件引脚一次性触发（PicoStarTM 

型号中未提供硬件引脚）。该器件提供了阈值检测逻辑，这允许处理器进入睡眠状态，同时传感器会等待适当的

唤醒事件以通过中断引脚进行报告（PicoStarTM 型号中未提供该引脚）。

该传感器通过兼容 I2C 和 SMBus 的双线制串行接口报告表示照度级别的数字输出。输出寄存器上的内部先入先出 

(FIFO) 可用于以较慢的速度从传感器读取测量值，同时仍保留器件捕获的所有数据。OPT4001-Q1 还支持 I2C 突

发模式，从而以更小的 I2C 开销帮助主机从 FIFO 读取数据。

OPT4001-Q1 兼具低功耗和低电源电压功能，可延长电池供电系统的电池寿命。

4 引脚配置和功能

5详细说明 

5.1 概述 OPT4001-Q1 测量照亮器件的环境光。该器件在光线测量方面的光谱响应与人眼高度匹配，并具有强大的近红外 抑制能力。 环境光传感器测量环境光并帮助打造人性化的照明体验，因此传感器的光谱响应与人眼的光谱响应相匹配非常重 要。另外，人眼无法看见红外线，因此对红外线的良好阻隔效果也是此匹配的关键部分。这种匹配使得 OPT4001-Q1 尤其适合在看起来很黑但会透射红外线的窗口下方运行。 OPT4001-Q1 是一款完全自包含器件，能够测量环境光并通过 I2C 总线以数字形式报告与照度成正比的 ADC 代 码结果。该结果还可用于通过 INT 引脚向系统发出警报和使处理器中断。该结果还可通过可编程阈值比较进行总 结并通过 INT 引脚（INT 引脚在 PicoStarTM 封装中不可用）进行传输。 OPT4001-Q1 默认配置为在自动满量程检测模式下运行，从而始终根据给定的照明条件选择合适的满量程设置。 有九种满量程设置，其中一种也可以手动选择。将器件设置为在自动满量程检测模式下运行，用户无需对软件进 行编程，即可实现多次测量迭代并对满量程进行重新调整，直到针对任何给定测量达到可接受的结果。由于器件 在整个 28 位动态测量范围内表现了出色的线性度，因此无需在系统级别进行额外的线性度校准。 OPT4001-Q1 可配置为在连续或单次触发测量模式下运行。该器件提供 12 个转换时间，600μs 至 800ms 不 等。该器件会在启动后进入低功耗关断状态，因此 OPT4001-Q1 仅在器件设置为活动状态后才消耗活动运行功 率。 OPT4001-Q1 光学滤波系统对光学表面上的细小颗粒和微影不是很敏感。灵敏度降低的原因是，器件相对而言不 那么依赖传感器区域的均匀光照，即可抑制红外线。在所有光学器件上，为了获得出色结果，应始终确保光学表 面具有适当的洁净度。

5.2 功能方框图