CMOS图像传感器芯片OV5017及其应用

2010-06-10 20:45:50来源: 互联网
1 CMOS图像传感器的一般特征

  目前,CCD(电荷耦合器件)是主要的实用化固态图像传感器件,它具有读取噪声低、动态范围大、响应灵敏度高等优点。但CCD技术难以与主流的CMOS技术集成于同一芯片之中。这样,诸如定时产生、驱动放大、自动曝光控制、模数转换及信号处理等支持电路就不能与像素阵列做同一芯片上,以CCD为基础的图像传感器难以实现单片一体化,因而具有体积大、功耗高等缺点。

  CMOS图像传感器是近向年发展较快的新型图像传感器,由于采用了相同的CMOS技术,因此可以将像素阵列与外围支持电路集成在同一块芯片上。实际上,CMOS图像传感器是一个较完成的图像系统(Camera on Chip),通常包括:一个图像传感器核心、单一时钟、所有的时序逻辑、可编程功能和模数转换器。其基本结构见图1。

  

  

  与CCD相比,CMOS图像传感器将整个图像系统集成在一块芯片上,具有以下优点:

  (1)体积小、重量轻、功耗低;

  (2)编程方便、易于控制;

  (3)平均成本低。

2 OV5017的性能与特点

  2.1 OV5017的基本性能

  OV5017是美国OmniVision公司开发的CMOS黑白图像传感器芯片,该芯片将CMOS光感应核与外围支持电路集成在一起,具有可编程控制与视频模/数混合输出等功能,其输出的视频为黑白图像,与CCIR标准兼容。

  OV5017芯片的基本参数为:

  (1)图像尺寸4.2mm×3.2mm,像素尺寸11μm×11μm;

  (2)信噪比SNR>42dB;

  (3)帧频50时,最小照度为0.5lux@f1.4;

  (4)帧频50时,峰值功耗小于100mW。

  OV5017输出模拟视频信号,格式为逐行扫描。OV5017内部嵌入了一个8bit的A/D,因而可以同步输出8位的数字视频流D[7…0]。在输出数字视频流的同时,还提供像素时钟PCLK、水平参考信号HREF、垂直同步信号VSYNC,便于外部电路读取图像。

  OV5017的像素阵列为384×288,分为16×16的子块,每个子块大小为24×18,可以在整个图像的局部开窗,输出窗口中的图像。

  2.2 OV5017的编程功能

  OV5017具有丰富的编程控制功能,其图像帧频、曝光时间、增益控制、Gamma校正、图像开窗等均可通过对芯片内部寄存器的读写进行设置,数字视频流的输出也必须通过对寄存器读取才能实现。

  芯片内部有11个8位寄存器,通过对地址线A[3..0]的设置来选择寄存器,通过读写数据线[7..0]来读取或设置寄存器。在对寄存器进行读(或写)时,应使片选CSB与输出使能OEB(或定使能WEB)有效。

  

  

  地址号10xx的寄存器为视频数据端口,它是只读的,当选中并读取它时,芯片向外输出数据视频流。

  地址号0000的寄存器为状态寄存器,它是只读的,反映芯片的某些状态。

  地址号0001的寄存器为帧控制寄存器,它是只写的,用于控制帧与行的同步信号。

  地址号0010的寄存器为曝光控制寄存器,它是读写的,可选择自动曝光,也可选择手工曝光。曝光时间控制在1帧至1/100帧之间。

  地址号0011的寄存器为增益控制寄存器,它是读写的,当手工曝光时,增益控制在0~18dB之间。

  地址号0100的寄存器为帧频控制寄存器,它是读写的,帧频控制在50~0.5fps之间。

  地址号0101的寄存器为杂项控制寄存器,它是读写的,负责设置Gamma校正、图像象、背景光补偿、图像锐化等功能。

  地址号0110与0111的寄存器为窗口控制寄存器,它们均是读写的,负责设置窗口的水平尺寸、水平位置、垂直尺寸、垂直位置,以确定图像中的一个窗口。

  地址号1110与1111的寄存器保留,用于测试。

  

[1] [2]

关键字:CMOS图像传感器  OV5017  图像采集

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2010/0610/article_2661.html
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