MT9D131 Datasheet, PDF (4/132 Pages) ON Semiconductor – CMOS Digital Image Sensor

MT9D131: 1/3.2-Inch 2-Mp SOC Digital Image Sensor
List of Figures
List of Figures
Figure 1:
Figure 2:
Figure 3:
Figure 4:
Figure 5:
Figure 6:
Figure 7:
Figure 8:
Figure 9:
Figure 10:
Figure 11:
Figure 12:
Figure 13:
Figure 14:
Figure 15:
Figure 16:
Figure 17:
Figure 18:
Figure 19:
Figure 20:
Figure 21:
Figure 22:
Figure 23:
Figure 24:
Figure 25:
Figure 26:
Figure 27:
Figure 28:
Figure 29:
Figure 30:
Figure 31:
Figure 32:
Figure 33:
Figure 34:
Figure 35:
Figure 36:
Figure 37:
Figure 38:
Figure 39:
Figure 40:
Figure 41:
Figure 42:
Figure 43:
Figure 44:
Figure 45:
Typical Configuration (Connection) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
48-Pin CLCC Pinout Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Color Pipeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
JPEG Encoder Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Timing of Decimated Uncompressed Output Bypassing the FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
Timing of Uncompressed Full Frame Output or Decimated Output Passing Through the FIFO . . .73
Details of Uncompressed YUV/RGB Output Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
Example of Timing for Non-Decimated Uncompressed Output Bypassing Output FIFO . . . . . . . . .75
Timing of JPEG Compressed Output in Free-Running Clock Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Timing of JPEG Compressed Output in Gated Clock Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Timing of JPEG Compressed Output in Spoof Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Sensor Core Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
Pixel Array. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81
Pixel Color Pattern Detail (Top Right Corner) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
Imaging a Scene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
Spatial Illustration of Image Readout. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
Pixel Data Timing Example. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
Row Timing and FRAME_VALID/LINE_VALID Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
6 Pixels in Normal and Column Mirror Readout Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
6 Rows in Normal and Row Mirror Readout Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
8 Pixels in Normal and Column Skip 2x Readout Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
16 Pixels in Normal and Column Skip 4x Readout Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
32 Pixels in Normal and Column Skip 8x Readout Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
64 Pixels in Normal and Column Skip 16x Readout Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
Analog Readout Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
Sequencer Driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Power On/Off Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Hard Standby Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Gamma Correction Curve. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Contrast “S” Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Tonal Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Contrast Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Gain vs. Exposure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Lens Correction Zones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Typical Spectral Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Chief Ray Angle (CRA) vs. Image Height . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Optical Center Offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
I/O Timing Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
WRITE Timing to R0x09:0—Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
READ Timing from R0x09:0; Returned Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
WRITE Timing to R0x09:0—Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
READ Timing from R0x09:0; Returned Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Two-Wire Serial Bus Timing Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
48-Pin CLCC Package Outline Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
MT9D131_DS Rev. J 5/15 EN
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