同步式快门：原理及应用

（一）同步式快门的工作原理

同步快门克服了卷帘快门的缺点。在这种快门模式下，所有像素单元的光积分同时并行进行，随后分别按顺序读出。

同步快门的积分和读出操作顺序。所有的像素单元在同一段时间进行感光，在积分结束并且所有像素单元电压值都被采样到每个像素单元内的存储结点后，整个感光核心同时复位，然后将积分值逐行读出。注意到积分和读出的循环是顺序进行的，所以读出的同时不能进行积分。

当进行同步快门操作时，输入管脚SS_START和SS_STOP用来启动和停止同步快门。

同步快门模式下的帧周期可以按下式计算：

其中，Tint代表积分（曝光）时间，Nr.Pixels代表每一行读出的像素单元数（X方向）：RBT代表行空白时间（Row Blanking Time）典型值为3.5μs；Pixel period为l/40MHz=25ns。(www.xing528.com)

在最高分辨率下以标称速度（40MHz像元速率），积分时间设为1ms：

（二）同步式快门的特点

与卷帘式快门模式不同，CMOS图像传感器处于同步式快门工作模式时，所有像素在同一时间被复位并处于光敏感状态，经过一段积分时间后，所有像素被锁定，像素值被一行行依次读出。

在IBIS5-A-1300型图像传感器同步式快门工作模式中，SS_START信号控制同步式快门的开启，图像传感器的反馈信号TIME_OUT产生高电平表示各像素已到达指定的积分时间，SS_STOP信号控制同步式快门的结束，它与SS_START之间的时延决定了传感器像素的实际积分时间。图像各像素被锁定后，Y_START信号启动图像数据的读取工作，Y_CLOCK信号为行时钟，表示新的一行数据准备读取，首先经过一段行消隐时间，图像传感器反馈的PIXEL_VALID信号为高电平，该行像素数据被依次读出，直至计数器指示读取完毕，PIXEL_VALID信号变低，传感器的读取指针在Y_CLOCK的脉冲输入下指向图像的下一行数据。Y_CLOCK每输出一个脉冲，行计数器增加1，直至最后一行，此时LAST_LINE信号输出高电平，指示该幅图像数据即将读取完毕。