1 MT9P401圖像傳感器介紹
1.1 主要特點(diǎn)
    MT9P401是Micron公司的一款具有500萬像素的CMOS圖像傳感器。該芯片的主要特點(diǎn)有：圖像分辨率為2 592 H×1 944 V，像元尺寸為5.7 mm×4.28 mm，最大傳輸速率為96 Mb/s，相應(yīng)的采樣速率為14 f/s，動(dòng)態(tài)范圍為70.1 dB。
    MT9P401圖像傳感器將像素矩陣、串行接口、陣列控制器、A/D轉(zhuǎn)換電路等集成在一起。當(dāng)MT9P401的像素矩陣受到光照時(shí)，由于光電效應(yīng)使光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，由此產(chǎn)生的模擬信號(hào)傳送至內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器，輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)?？刂葡袼鼐仃嚨男盘?hào)由矩陣控制器產(chǎn)生，矩陣控制器通過串行接口操作。
1.2 電子曝光方式
    MT9P401圖像傳感器有兩種電子曝光方式，分別對(duì)應(yīng)兩種不同的快門模式。
    (1)電子卷簾快門(Electronic Rolling Shutter)：對(duì)任一像素，在曝光開始時(shí)將其清零，等待曝光時(shí)間過后，將信號(hào)值讀出。數(shù)據(jù)的讀出是串行的，所以清零、曝光、讀出也只能逐行順序進(jìn)行，通常是從上至下，和機(jī)械的焦平面快門非常像。此曝光方式的特點(diǎn)是每個(gè)像素曝光時(shí)長(zhǎng)相同，但曝光時(shí)間點(diǎn)不同。
    (2)全局快門(Global Shutter／Snapshot Shutter)：每個(gè)像素點(diǎn)增加了采樣保持單元，在指定時(shí)間內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，然后順序讀出，這樣雖然后讀出的像素仍然進(jìn)行曝光，但存儲(chǔ)在采樣保持單元中的數(shù)據(jù)卻并未改變。因圖像的積分時(shí)間相等，所以每個(gè)像素點(diǎn)在同一瞬間曝光。此曝光方式的特點(diǎn)是能同時(shí)復(fù)位所有像素，但曝光時(shí)長(zhǎng)不同，可用機(jī)械快門實(shí)現(xiàn)同時(shí)結(jié)束曝光。
1.3 像素?cái)?shù)據(jù)讀出時(shí)序分析
    MT9P401圖像傳感器共有256個(gè)內(nèi)部寄存器，內(nèi)部寄存器的設(shè)置決定了MT9P401的工作狀態(tài)。MT9P401與外部控制器的通信依靠I2C總線[1]，在I2C總線協(xié)議下輸出每一幀圖像數(shù)據(jù)。默認(rèn)情況下，MT9P401的像素時(shí)鐘與外部輸入時(shí)鐘同步，MT9P401一幀圖像的像素包括1 944行和2 592列，每經(jīng)過一個(gè)像素時(shí)鐘周期，都有一個(gè)12 bit的像素?cái)?shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)輸出引腳輸出，幀有效信號(hào)(Frame_Valid)的周期為70 ms，行有效信號(hào)(Line_Valid)的周期為35 μs。當(dāng)幀有效信號(hào)(Frame_Valid)和行有效信號(hào)(Line_Valid)均為高電平時(shí)，輸出像素?cái)?shù)據(jù)。當(dāng)幀有效信號(hào)