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### MT9V022 全局曝光CMOS摄像头数据手册关键知识点解析 #### 一、产品概述 MT9V022是一款1/3英寸宽VGA数字图像传感器，由Aptina Imaging Corporation设计与制造。这款图像传感器采用了Aptina的专有技术——Digital Clarity CMOS成像技术，提供了卓越的图像质量和先进的功能。 #### 二、主要特点 1. **阵列格式**：MT9V022支持宽VGA格式，即752×480像素（总计360,960个像素），适合多种应用场景。 2. **全局快门**：该传感器采用了全局快门技术，能够实现同时曝光和读出，有效避免了滚动快门效应，特别适用于需要捕捉快速移动物体的应用场景。 3. **近红外增强性能**：MT9V022支持黑白或彩色模式，并具有近红外(NIR)增强性能，即使在非可见光环境下也能保持良好的成像质量。 4. **读出模式**：支持渐进式或交错式读出模式，可根据应用需求选择合适的模式。 5. **简单两线串行接口**：传感器配备了一个简单的两线串行接口，方便集成到不同的系统中。 6. **窗口大小可编程**：用户可以根据需要将窗口尺寸调整为任何较小的格式，如QVGA、CIF、QCIF等。即使窗口尺寸改变，数据传输速率也可以维持不变。 7. **像素合并(Binning)**：支持2×2和4×4的像素合并，可以提高低光照条件下的灵敏度。 8. **ADC分辨率**：内置10位列并行ADC，支持10位至12位压缩模式，以满足不同精度的需求。 9. **自动控制功能**：具备自动曝光控制(AEC)和自动增益控制(AGC)功能，同时还支持区域可变和权重可变的AEC/AGC。 10. **多传感器控制**：支持四种不同的串行控制寄存器ID，以便于控制同一总线上的多个图像传感器。 11. **数据输出格式**： - 单传感器模式：10位并行/独立8位或10位串行LVDS。 - 立体传感器模式：交错8位串行LVDS。 #### 三、应用领域 MT9V022因其独特的特性，广泛应用于以下领域： 1. **汽车**：适用于汽车安全系统、驾驶辅助系统等。 2. **无人监控**：用于长时间无人值守的监控环境。 3. **立体视觉**：可用于双目视觉系统，进行三维空间测量和识别。 4. **安防**：适用于安全监控系统，特别是在光线变化较大的环境中。 5. **智能视觉**：应用于智能设备中的视觉识别系统。 6. **自动化**：适用于工业自动化系统中的视觉检测。 7. **视频输入**：作为视频采集设备的输入端口。 8. **机器视觉**：广泛应用于各种工业生产线上的质量检测和对象识别。 #### 四、关键性能参数 - **光学格式**：1/3英寸 - **有效图像尺寸**：4.51mm(H)×2.88mm(V)，对角线长度5.35mm - **有效像素数量**：752H×480V - **像素尺寸**：6.0μm×6.0μm - **色彩滤波阵列**：单色或彩色RGB拜耳图案 - **快门类型**：全局快门(TrueSNAP™) - **最大数据率/主时钟频率**：26.6MPS/26.6MHz - **全分辨率**：752×480 - **帧率**：60fps（在全分辨率下） - **ADC分辨率**：10位列并行 - **响应度**：4.8V/lux-sec（550nm） - **动态范围**：>55dB线性；>80dB至100dB（HiDy模式） MT9V022以其出色的性能和丰富的功能，在多种应用场景中展现出巨大的潜力。无论是对于专业领域的研发人员还是对图像质量有高要求的应用开发者来说，这款图像传感器都是一项值得深入了解的技术产品。

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Products and specifications discussed herein are subject to change by Aptina without notice.

MT9V022: 1/3-Inch Wide-VGA Digital Image Sensor

Features

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MT9V022_DS - Rev.H 6/10 EN

1/3-Inch Wide-VGA CMOS Digital Image Sensor

MT9V022

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Features

•Aptina

DigitalClarity

CMOS imaging technology

• Array format: Wide-VGA, active 752H x 480V

(360,960 pixels)

• Global shutter photodiode pixels; simultaneous

integration and readout

• Monochrome or color: Near_IR enhanced

performance for use with non-visible NIR

illumination

• Readout modes: progressive or interlaced

• Shutter efficiency: >99%

• Simple two-wire serial interface

• Register Lock capability

• Window Size: User programmable to any smaller

format (QVGA, CIF, QCIF, etc.). Data rate can be

maintained independent of window size

• Binning: 2 x 2 and 4 x 4 of the full resolution

• ADC: On-chip, 10-bit column-parallel (option to

operate in 12-bit to 10-bit companding mode)

• Automatic Controls: Auto exposure control (AEC)

and auto gain control (AGC); variable regional and

variable weight AEC/AGC

• Support for four unique serial control register IDs to

control multiple imagers on the same bus

• Data output formats:

– Single sensor mode:

10-bit parallel/stand-alone

8-bit or 10-bit serial LVDS

– Stereo sensor mode:

Interspersed 8-bit serial LVDS

Applications

• Automotive

• Unattended surveillance

• Stereo vision

•Security

•Smart vision

•Automation

•Video as input

•Machine vision

Table 1: Key Performance Parameters

Ordering Information

Parameter Value

Optical format 1/3-inch

Active imager size 4.51mm(H) x 2.88mm(V)

5.35mm diagonal

Active pixels 752H x 480V

Pixel size 6.0μm x 6.0μm

Color filter array Monochrome or color RGB Bayer

pattern

Shutter type Global shutter—TrueSNAP™

Maximum data rate/

master clock

26.6 MPS/26.6 MHz

Full resolution 752 x 480

Frame rate 60 fps (at full resolution)

ADC resolution 10-bit column-parallel

Responsivity 4.8 V/lux-sec (550nm)

Dynamic range >55dB linear;

>80dB

−100dB in HiDy mode

Supply voltage 3.3V +

0.3V (all supplies)

Power consumption <320mW at maximum data rate;

100?W standby power

Operating temperature -40°C to +85°C

Packaging 52-Ball IBGA, automotive-qualified;

wafer or die

Table 2: Available Part Numbers

Part Number Description

MT9V022I77ATM 52-Ball IBGA (monochrome)

MT9V022IA7ATM 52-Ball IBGA (lead-free monochrome)

MT9V022I77ATC 52-Ball IBGA (color)

MT9V022IA7ATC 52-Ball IBGA (lead-free color)

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MT9V022_DS - Rev.H 6/10 EN

MT9V022: 1/3-Inch Wide-VGA Digital Image Sensor

Table of Contents

Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Ordering Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

Ball Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

Pixel Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Pixel Array Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Color Device Limitations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Pixel Binning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Interlaced Readout. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Automatic Black Level Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Other Limiting Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Output Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Output Data Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

Serial Bus Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Bus Idle State. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Start Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Stop Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Slave Address. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Data Bit Transfer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Acknowledge Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

No-Acknowledge Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Two-Wire Serial Interface Sample Read and Write Sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

16-Bit Write Sequence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

16-Bit Read Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

8-Bit Write Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

8-Bit Read Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

Register Lock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Lock All Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Lock Read Mode Register Only (R0x0D) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Feature Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Operational Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Master Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Simultaneous Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Sequential Master Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

Snapshot Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

Slave Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Signal Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

On-Chip Biases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

ADC Voltage Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

V_Step Voltage Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

Chip Version . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

Window Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

Blanking Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

Pixel Integration Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

Total Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

R0x0B Total Shutter Width (In Terms of Number of Rows) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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High Dynamic Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

Variable ADC Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

PDF: 3295348826/Source:7478516499 Aptina reserves the right to change products or specifications without notice.

MT9V022_DS - Rev.H 6/10 EN

MT9V022: 1/3-Inch Wide-VGA Digital Image Sensor

Table of Contents

Gain Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Changes to Gain Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Digital Gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

Black Level Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

Row-wise Noise Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

Automatic Gain Control and Automatic Exposure Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

Pixel Clock Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

Hard Reset of Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

Soft Reset of Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

STANDBY Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

Monitor Mode Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

Read Mode Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Column Flip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Row Flip. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Pixel Binning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Row Binning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

Column Binning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

Interlaced Readout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

LINE_VALID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

LVDS Serial (Stand-Alone/Stereo) Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

LVDS Output Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

Electrical Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

Propagation Delays for PIXCLK and Data Out Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41

Propagation Delays for FRAME_VALID and LINE_VALID Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

Performance Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

Test 1: Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

Test 2: Dark Signal Non-Uniformity (DSNU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

Test 3: Photo Response Non-Uniformity (PRNU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

Test 4: Dynamic Range. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

Test 5: Signal-to-Noise Ratio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

Two-Wire Serial Bus Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

Temperature Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

Package Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

Appendix A – Serial Configurations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

Configuration of Sensor for Stand-Alone Serial Output with Internal PLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

Configuration of Sensor for Stereoscopic Serial Output with Internal PLL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50

Broadcast and Individual Writes for Stereoscopic Topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

Appendix B – Power-On Reset and Standby Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52

Reset, Clocks, and Standby. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52

Standby Assertion Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

Revision History. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54

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MT9V022_DS - Rev. H 6/10 EN

MT9V022: 1/3-Inch Wide-VGA Digital Image Sensor

List of Figures

Figure 1: Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

Figure 2: 52-Ball IBGA Package. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

Figure 3: Typical Configuration (Connection)—Parallel Output Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Figure 4: Pixel Array Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Figure 5: Pixel Color Pattern Detail (Top Right Corner) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Figure 6: Spatial Illustration of Image Readout. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

Figure 7: Timing Example of Pixel Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

Figure 8: Row Timing and FRAME_VALID/LINE_VALID Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

Figure 9: Timing Diagram Showing a Write to R0x09 with the Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Figure 10: Timing Diagram Showing a Read from R0x09; Returned Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Figure 11: Timing Diagram Showing a Bytewise Write to R0x09 with the Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

Figure 12: Timing Diagram Showing a Bytewise Read from R0x09; Returned Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . .18

Figure 13: Simultaneous Master Mode Synchronization Waveforms #1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Figure 14: Simultaneous Master Mode Synchronization Waveforms #2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Figure 15: Sequential Master Mode Synchronization Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

Figure 16: Snapshot Mode Interface Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

Figure 17: Snapshot Mode Frame Synchronization Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Figure 18: Slave Mode Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Figure 19: Signal Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

Figure 20: Latency When Changing Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Figure 21: Sequence of Control Voltages at the HDR Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

Figure 22: Sequence of Voltages in a Piecewise Linear Pixel Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

Figure 23: 12- to 10-Bit Companding Chart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Figure 24: Latency of Analog Gain Change When AGC Is Disabled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Figure 25: Tiled Sample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

Figure 26: Black Level Calibration Flow Chart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

Figure 27: Controllable and Observable AEC/AGC Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

Figure 28: Readout of Six Pixels in Normal and Column Flip Output Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Figure 29: Readout of Six Rows in Normal and Row Flip Output Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34

Figure 30: Readout of 8 Pixels in Normal and Row Bin Output Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

Figure 31: Readout of 8 Pixels in Normal and Column Bin Output Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

Figure 32: Spatial Illustration of Interlaced Image Readout. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

Figure 33: Different LINE_VALID Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

Figure 34: Serial Output Format for a 6x2 Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

Figure 35: Propagation Delays for PIXCLK and Data Out Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

Figure 36: Propagation Delays for FRAME_VALID and LINE_VALID Signals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

Figure 37: Serial Host Interface Start Condition Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .45

Figure 38: Serial Host Interface Stop Condition Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

Figure 39: Serial Host Interface Data Timing for Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

Figure 40: Serial Host Interface Data Timing for Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45

Figure 41: Acknowledge Signal Timing After an 8-Bit WRITE to the Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

Figure 42: Acknowledge Signal Timing After an 8-Bit READ from the Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

Figure 43: Typical Quantum Efficiency—Color. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

Figure 44: Typical Quantum Efficiency—Monochrome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47

Figure 45: 52-Ball IBGA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48

Figure 46: Stand-Alone Topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49

Figure 47: Stereoscopic Topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50

Figure 48: Two-Wire Serial Interface Configuration in Stereoscopic Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

Figure 49: Power-up, Reset, Clock and Standby Sequence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52

Figure 50: STANDBY Restricted Location. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

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MT9V022_DS - Rev.H 6/10 EN

MT9V022: 1/3-Inch Wide-VGA Digital Image Sensor

List of Tables

Table 1: Key Performance Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Table 2: Available Part Numbers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

Table 3: Ball Descriptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

Table 4: Frame Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

Table 5: Frame Time—Long Integration Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

Table 6: Slave Address Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Table 7: LVDS Packet Format in Stand-Alone Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38

Table 8: LVDS Packet Format in Stereoscopy Mode (Stereoscopy Mode Bit Asserted) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

Table 9: Reserved Words in the Pixel Data Stream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

Table 10: DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

Table 11: Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41

Table 12: AC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41

Table 13: Performance Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43