CMOS图像传感器芯片OV5017及其应用

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豪威科技推出汽车用OV7710数码SOC影像传感器

98％的占空比和一个非常低的压降．
故可延长电池供电时问。
¨ ℃ 3 8 5 3 采用耐热增强型 6 ra m ×
6 ra m QF N - 4 0 封装。以 1 OOO 片为单位
批量购买，
每
片
价
格
为3
5
．
3
美
元
。
豪威科技推出汽车用0 V 7 7 10 数码S O C 影像传感器
所有 N 沟道 MOSFET 级供电而且在．
输出电压为 O-8 一
时 1 3 5 V
．
．
每相可产生
高达20A 的输出电流。应用包括数据
通信电信机顶盒基站和多功能
、
、
、
打印机中的负载点调节．在这些应用
中，
多个电压轨必须在小解决方案尺
器。输出电流检测通过测量输出电感
器 (D CR ) 上的压降或通过使用一个
可选的检测电阻来实现。电流折返在短路和过载情况下限制 MOS F E T 的热
耗散。此外． LT C38 5 3 具有可凋软启
动以控制接通时间。可选突发模式
寸和低热耗散的情况下提供大功率。
LTC3 853 可用在 2 + 1 配置中．输
出级
l
和2
相位相差
180
。。
0 P r I— L OOP
新型三路输出同步降压型 D C ，D C 控制器 L T C 3 8 5 3

一种基于FPGA技术的CMOS图像传感器测试装置[发明专利]

专利名称：一种基于FPGA技术的CMOS图像传感器测试装置专利类型：发明专利
发明人：张大宇,宁永成,刘迎辉,齐向昆,张海明,张红旗,蒲瑞民,刘艳秋,王贺,丛山
申请号：CN201310714296.9
申请日：20131220
公开号：CN103698682A
公开日：
20140402
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种基于FPGA技术的CMOS图像传感器测试装置，特别是一种基于
EMVA1288测试标准的性能测试平台，属于图像传感器测试技术领域。

本发明的测试装置是基于EMVA1288标准设计的，性能参数的定义和测试方法都比较严谨，易被用户接受和认可；本发明的测试装置结构简单，测试流程方便快捷；本发明的装置中加入温控箱，无需整体移动测试装置即可改变待测试的CMOS图像传感器芯片的温度，使得待测试的CMOS图像传感器的高温性能测试更加方便快捷。

申请人：中国空间技术研究院
地址：100194 北京市海淀区友谊路104号
国籍：CN
代理机构：中国航天科技专利中心
代理人：安丽
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基于OV5017和CPLD的图像采集显示系统

基于OV5017和CPLD的图像采集显示系统
赵龙宝;范天翔;陆亨立
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2005(000)007
【摘要】阐述了CMOS图像传感器的一般特征,介绍了CMOS黑白图像传感芯片OV5017的性能,讨论了用CPLD进行LCD驱动设计.并使用VHDL语言设计LCD 驱动时序电路.
【总页数】2页(P104-105)
【作者】赵龙宝;范天翔;陆亨立
【作者单位】200072,上海大学;200072,上海大学;200072,上海大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP335
【相关文献】
1.基于CMOS图像传感器OV5017的计算机并口图像采集系统 [J], 孙挺;李众立;黄玉清;罗霞
2.基于OV5017和CPLD的图像采集显示系统 [J], 赵龙宝;范天翔;陆亨立
3.基于CPLD技术的高速视频图像采集与显示系统 [J], 邹英永
4.基于CPLD技术的高速视频图像采集与显示系统 [J], 邹英永
5.基于CMOS图像传感器OV5017的图像采集系统设计 [J], 王洁; 彭刚; 周紫光因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

CMOS图像传感器

CCD图像传感器
CMOS图像传感器
互补金属氧化物半导体图像传感器 CMOS—Complementary Metal Oxide Semiconductor
CMOS图像传感器,它是一种用传统的芯片工艺方法将光敏元件、放大器、A/D转换器、存储器、数字信号处理器和计算机接口电路等集成在一块硅片上的图像传感器件。
c.借鉴 CCD 图像传感器的制备技术，采用相关双取样电路技术和微透镜阵列技术
d.光敏二极管设计成针形结构或掩埋形结。 e.提高CMOS图像传感器的制作工艺
3、填充系数
CMOS 图像传感器的填充系数一般在 20%~30%之间，而 CCD 图像传感器则高达 80%以上，这主要是由于 CMOS 图像传感器的像素中集成了读出电路。采用微透镜阵列结构，在整个 CMOS 有源像素传感
像素总数是指所有像素的总和，像素总数是衡量 CMOS图像传感器的主要技术指标之一。CMOS图像
传感器的总体像素中被用来进行有效的光电转换并输出图像信号的像素为有效像素。显而易见,有效像素
总数隶属于像素总数集合。有效像素数目直接决定了 CMOS图像传感器的分辨能力。
3、动态范围
动态范围由CMOS图像传感器的信号处理能力和噪声决定,反映了CMOS图像传感器的工作范围。参照 CCD的动态范围,其数值是输出端的信号峰值电压与均方根噪声电压之比,通常用DB表示。
抗辐射性
CCD的光电转换，电荷的激发的量子效应易受辐射线的影响。CMOS光电转换只由光电二极管或光栅构成，抗辐射能力较强。
Micron(Aptina Imaging)
Aptina成像公司是CMOS成像解决方案的全球性提供商，
其不断扩大的产品组合被用于所有领先的移动电话和笔记本电脑品牌。Aptina还提供范围广泛的产品，用于数

OV系列单芯片CMOS摄像机中文资料

电视机，视频监视器和其他75欧姆终端输入的视频设
备。OV7910 / OV7410 / OV7411视频摄像机是低功耗设
计，仅需要5V 直流供电。这两个产品非常合适于小体
感光阵列
NTSC：510*492像素
PAL：628*582像素
靶面尺寸
NTSC：4.69*3.54毫米
PAL：5.78*4.19毫米
单芯片1/3英寸
视频摄像机
全电视信号输
出：NTSC/ PAL 或
S-视频
分量电视信号
输出：RGB 或 YUV
灵敏度提升
（+18Db）/ AGC
关闭时
自动暴光控制
/ 自动增益控制/
自动白平衡
外部桢同步输
入
孔阑校正
视频会议
可视电视
视频电子邮件
PC 电脑眼玩具保安监视医疗仪器汽车尾视
VTO-P 视频峰值电平
-
2.3
2.4
-
VTO-B 视频黑电平
-
0.7
1.2
-
VSYNC 视频同步脉冲
-
0.7
0.4
-
幅度
RO 视频输出负载
75
75
单位
V V V Ohm
2. SCCB 总线 OV7910/OV7410/OV7411中的许多功能是设置寄存器都可以通过 SCCB 高
速串行接口操作。通过将 SBB 管脚（管脚34）和 VDD 之间一个10K 电阻，即可允许 SCCB 接口。当 SCCB 操作允许时（SBB=1），OV7910/OV7410/OV7411 图像传感器就以从设备方式工作，支持7位地址/数据和400K 位/秒的串行传输速度。每一个字节，第一位是最高位，读写控制位是第一字节的最低位。协议

CMOS图像传感器芯片OV及其应用技术

CMOS图像传感器芯片OV5017及其应用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。

一种基于OV5017的无线图像采集系统的设计

块，作在２４工ＧＨｚ频段，１ＭＨｚ的传输速率，用其方便主控芯片编程的Ｓｈｃｋｒｔ工作方式。除了给出部分原理图采ｏＢｕｓＴＭ外，给出了部分编程模块。还关键词：图像传感器，ＤＤ，ＣＣＭＯＳ，５０ｎＦ４１ＳｏｋｕｓＴＯＶ１７，Ｒ２０，ｈｃＢｒｔＭ
在全球无线市场畅通无阻。与蓝牙不同的是，Ｒ２０没有复杂ｎＦ４的通信协议，完全对用户透明，它同种产品之间可以自由通信。更重要的是，Ｒ２０比蓝牙产品更便宜。所以ｎＦ４ｎＦ４Ｒ２０是业界
目前，市场上的有线图像的采集以其相对于无线图像数据采集低廉的价格，市场上仍占有主流地位。但是，着客户端在随的要求和一些工作环境的恶劣，使得有线的传输方式不能尽显其威，得不求助于一种能跨越空问的无线传输系统。文介绍不本
Ａｂｔａｃｓｒｔ
Ｆｔｅｏｒｈｐｕｐｏｅｆｘｐｄｉｇｈｗｉｅｓｉａｔａｎｍｉｓｏｎｎｈｌｗｅｃｕｔｅａｐｐｌａｔｎ，ｓｒｓｏｅａｎｎｔｅｒｅｌｓｍｇｅｒｓｓｉｉｔｅｏｎｄｓｏｍｒｉｉｔｐａｐｉｔｏ－ｃｏｈｉｅｒｎｒｄｕｓｃｅｏｎｋｎｗｉｅｓｅｉｄｒｓｐｉｕｅｅｌｃｔｒｇａｈｒｎｓｓｅｍｂａｅｄｔｅｉｇｙｔｓｏｎｈＯＶ５ｓｓｒＴｈｓｔｅ０１７ｅｎｏｉｐａｐｉｔｏｃｅｔｅｅｒｎｒｄｕｓｈＯＶ５０１ｐｏｒ７ｅｄ－ｍａｃｅａｎｄｈｃｈａｅｒｔａｎｂｒｆｉｔｏｃｅｔｓｎｔｅａｒｃｔｉｉｓｃ．ｄｉｌｎｒｄｕｓｈｉｅｙｐｉｔｒｓｓｒｎｔｕｔｐｏａｍｉｇ．ｔｒｌｓｔａｎｍｉｓｉｃｕｅｅｎｏｉｓｒｃｉｏｎｒｇｒｍｎＩｈｅｗｉｅｅｓｒｓｓｏｎｎ

ov感光芯片

ov感光芯片OV感光芯片是一种光电转化器件，它能将光信号转化为电信号。

目前市面上常见的OV感光芯片有OV5648、OV8865等型号，它们都具有高像素、高灵敏度等特点，广泛应用于数码相机、手机摄像头等领域。

OV感光芯片的工作原理是基于光敏二极管的光电效应。

当光照射到芯片上时，光能会激发器件中的载流子，形成一定的电流。

而感光芯片通过读取这个电流的大小，来确定光的强弱和颜色信息。

根据这个原理，OV感光芯片能够将光的信息转化为电信号，进而实现图像的捕捉和处理。

随着科技的不断进步和人们对图像质量要求的提高，OV感光芯片从最开始的低像素、低灵敏度发展到了如今的高像素、高灵敏度。

比如，OV5648是一款500万像素的感光芯片，具有1.4μm的像素尺寸和6400mV/Lux-s的灵敏度。

这使得它能够在低光照条件下获得更好的图像质量，满足用户对高清拍摄的需求。

OV感光芯片的高像素和高灵敏度离不开光学和电子技术的不断进步。

一方面，光学技术的进步让OV感光芯片能够实现更小的像素尺寸，增加感光面积，提高感光能力。

另一方面，电子技术的进步使得OV感光芯片能够更好地处理和传输电信号，提高图像的清晰度和稳定性。

除了高像素和高灵敏度，OV感光芯片还具有一些其他的优势。

首先，它具有较低的功耗和较高的工作效率，能够节约电力资源，延长电池使用时间。

其次，它具有较小的尺寸和较轻的重量，方便集成在各种设备中，如手机、平板电脑等。

此外，在图像的处理和传输方面，OV感光芯片还支持高动态范围(HDR)功能和视频图像稳定器(VIS)功能，提高图像的质量和稳定性。

然而，OV感光芯片也存在一些不足之处。

例如，由于其感光面积有限，当光线较弱或者场景较暗时，图像容易出现噪点和暗部细节不足的问题。

此外，由于OV感光芯片主要应用在手机摄像头领域，对于大型成像设备，如数码相机和监控摄像机等，其像素和灵敏度等性能还有待提高。

总的来说，OV感光芯片作为一种光电转化器件，具有高像素、高灵敏度等优势，被广泛应用于数码相机、手机摄像头等领域。

ov9650芯片原理 -回复

ov9650芯片原理-回复ov9650芯片是一种图像传感器芯片，常用于数字相机、手机摄像头等设备中。

它采用CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术，并具有160万像素的分辨率。

本文将从OV9650芯片的基本原理、工作方式、特性以及应用领域等方面进行介绍。

一、OV9650芯片的基本原理OV9650芯片的基本原理是光电转换技术，也就是将光信号转换成电信号。

光线通过透镜系统进入芯片感光元件，然后感光元件将光线转换成电压信号。

感光元件由很多个光敏元件（也称像素）组成，光线照射在每个像素上时，它们会产生不同程度的电流信号。

这些电流信号会被传感器转换成数字信号，并通过输出接口输出给外部设备。

二、OV9650芯片的工作方式OV9650芯片主要由感光元件、信号处理电路和控制逻辑电路组成。

1. 感光元件：感光元件是芯片的核心部件，它由很多个像素组成，每个像素由光敏元件和微透镜组成。

当光线照射到感光元件上时，光敏元件会产生电荷并积累在各个像素中，电荷的数量与光照强度成正比。

2. 信号处理电路：感光元件产生的电荷信号被传递到信号处理电路进行处理。

信号处理电路主要包括放大器、ADC（Analog-to-Digital Converter）和数字处理单元等。

放大器可放大电荷信号的强度，ADC将模拟信号转换成数字信号，而数字处理单元则对数字信号进行滤波、增强等处理。

3. 控制逻辑电路：控制逻辑电路用于控制芯片的各项功能和工作模式。

它包括时钟控制、时序控制、模式设置等功能。

通过控制逻辑电路，可以调整芯片的曝光时间、图像增益、白平衡等参数。

三、OV9650芯片的特性1. 分辨率高：OV9650芯片具有160万像素的分辨率，可以拍摄出清晰细腻的图像。

2. 低功耗：OV9650芯片采用CMOS技术，功耗较低，适用于移动设备等功耗敏感的应用场景。

3. 高帧率：OV9650芯片支持高达30帧/秒的视频拍摄，可以拍摄出流畅的视频画面。

图像传感器图像采集系统的研究与设计

6.学位论文杨会伟高帧频CMOS相机图像采集系统研究2009
高帧频图像采集是研究高速瞬态现象发生机理和运动规律的一种直观地测试技术和手段。以某型号炸点坐标测量经纬仪为应用背景,设计了一种高帧频图像采集系统。
论文介绍了高帧频CMOS图像采集系统的发展现状,根据功能需求把整个采集系统设计划分为成像器设计、图像采集卡设计和软件设计三个部分。
本文链接:/Thesis_Y1436652.aspx
授权使用:北京联合大学师范学院(bjlhdxsfxy),授权号:5a3b980e-48bf-4e6a-a9bd-9e93010b2675
下载时间:2011年2月23日
3.学位论文张书迁高性能CMOS图像传感器控制系统及关键技术研究2007
随着技术的不断更新,CMOS图像传感器在噪声消除、暗电流消减以及光敏性增强等方面都有了长足的进步,它代表了图像采集领域中最先进的成像技术,具有极其广泛的应用前景。实现CMOS图像传感器内核、控制系统和图像信号处理器的单片集成,以获得更小的芯片面积、更高的稳定性和更低的功耗,是CMOS图像传感器发展的一个重要方向。本文以CMOS图像传感器为基础,主要对稳定、高效的控制系统和完善的图像信号处理功能进行研究、设计和验证,为进一步开展单片传感系统的研究提供了良好的基础。具体研究成果有:
5.期刊论文江川贵.廖启征.魏世民.JIANG Chuan-gui.LIAO Qi-zhen.WEI Shi-Min基于CMOS图像传感器的USB接口图
像采集系统设计-仪表技术2005(3)
介绍以CPLD控制为核心的CMOS图像采集系统,系统选用彩色图像传感器OV7620,并通过USB接口以类似DMA方式进行快速的图像传输.最后给出了单片机固件程序和设备驱动程序的实现方法.

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CMOS图像传感器芯片OV5017及其应用
摘要:阐述了cmos图像传感器的一般特征,详细介绍了cmos黑白图像传感芯片ov5017的性能与使用特点,讨论了ov5017在图像采集中的应用.
关键词:cmos图像传感器ov5017 图像采集
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.
2.3 数字图像的输出
ov5017中数字视频流的输出必须通过对芯片内视频数据端口,即地址号为10xx的寄存器的读取来实现.其步骤为:
(1)设置地址总线a[3..0]为10xx;
(2)使能片选csb与输出使能oeb.
若需输出局部图像则应事先设置窗口控制寄存器.
数字视频流输出的时序如图2所示.图中,
tphd:tclk下降沿至href有效,最大25ns;
tpdd:pclk上升沿至视频数据有效,最大25ns;
vd:视频数据.
因篇幅所限,这里仅给出图像一行中4个像素输出的时序.根据图2所示时序,外部电路就可以读取芯片输出的图像数据.
3 基于ov5017的图像采集系统
基于ov5017的图像采集系统结构如图3所示.
在本系统中,ov5017作为系统的图像传感器,其内部将获取的图像采集量化,在外部逻辑的控制下输出数字图像,存入图像存储器.这里,ov5017的管脚a[3..0]与d[3..0]复用共同的外部数据线,因此加一个锁存器将它们分开.在读写ov5017的内部寄存器时,需分两个操作进行,即先选择寄存器,再读定该寄存器.同时,为避免总线冲突,tms320c31的低8位数据线与ov5017的数据之间和tms320c31的地址线与采集地址之间各加了一个总线隔离.
系统读取图像的过程为:
(1)对译码与时序发生器初始化;
(2)视需要设置ov5017的内部控制寄存器,如曝光控制、增益控制、窗口控制等;
(3)选择ov5017的视频数据端口,即寄存器10xx;
(4)tms320c31向译码与时序发生器发信号,通知开始采集图像;
(5)译码与时序发生器使能总线隔离,并根据ov5017输出的参考信号,即vsync、href与pclk,生成图像存储器的片选、写及地址信号.这样数字图像即以连续的方式存入图像存储器中;
(6)tms320c31向译码与时序发生器发信号,通知停止采集图像,ov5017则停止输出数字图像.
在图像采集过程中,tms320c31可访问除图像存储器与ov5017以外的其他存储器或端口.
该系统由于省略了a/d等器件,因而具有结构简单、体积小、功耗低等优点.同时,由于ov5017内部嵌入曝光、增益、开窗等控制电路,并且编程方便,这就提高了采集系统在功能上的灵活性.本系统适合于监控、多媒体等应用范围.。