基于多功能CMOS图像传感器的智能控制系统设计.pdf

《基于多功能CMOS图像传感器的智能控制系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《自动化与仪器仪表》2016年第1期(总第195期)基于多功能CMoS图像传感器的智能控制系统设计田文利(陕西财经职业技术学院)摘要：随着科学技术的不断发展，人们对cM0s图像的分辨率要求也越来越高。人们为了实现cM0s图像传感器的智能控制，将传感器集成到多功能模块上逐渐受到了人们的青睐。关键词：CMOS图像传感器；多功能控制电路：智能控制系统中图分类号：TP212文献标识码：BDOI编码：10．14016／j．cnki．100l一9227．2016．01．039Abstract：Withthecontinu()usdevelopmentofscienceandtechnology，

2、peoplehashigherrequirementfortheresolutionoftheCMOSimage．PeopletorealizetheintelligentcolltrolofCMOSimagesensortointegratethesensortothemulti—func“onmoduleofthe铲aduallythefavourofpeople．Keywords：CMOSimagesensor；Takesadvantageofmulti～functioncontrolcircuit；Intelligentcontmlsystem0引言在人们的日常生活中，有80

3、％的信息是依靠视觉获取的，而图像传感器作为辅助人们获取信息的手段得到了广泛应用，如今应用最多的图像传感器主要有两种：ccD(电荷耦合器件)图像传感器和cMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器。ccD与cM0s的不同之处主要有：(1)cCD传感器要扫描一行像素，处理后才能进行信号放大，缺点就是如果一个像素无法扫描，就会影响整排的像素单元；cM0s可以放大每一个像素信号，缩短了信号传输时间，降低能耗，减少噪声。(2)ccD存储的的电荷信息徐墩转移与读取，这一过程需要不同的电路、电源相配合，结构费城复杂，能耗较高；cMOS读取信号仅需要一个电源，电路结构较为简单，能耗较低(为ccD的10

4、％)。(3)ccD传感器只能输出模拟电信号，然后还要经过转换器与图像处理器处理；cMOS则可以直接转换成电流信号，便于读取。(4)ccD传感器的集成度较低，一些辅助功能无法集成到一块芯片上，而为了满足这些功能的需求，又需要提供不同的电压；相对来说，cM0s的集成度则更强一些。(5)ccD的噪声比cM0s大，因为cM0s采用了双采样电路，且呈现非质量与CcD没有太大差异。基于上述优点，cMos越来越受到人们的看好，cM0s主要应用在：数码相机、Pc摄像头、监控、自动化、移动电话、医疗器械等方面。设计的领域有科学、军事、医疗、工业、影视等，而随着cMOS图像传感器技术的不断发展，其应用前

5、景肯定会更加广阔。1CMOS图像传感器的主要结构cMOs主要由两大系统组成，即模拟系统与数字系统。模拟系统的作用是将光信号转换成模拟或数字信号，之后传输出去。数字系统主要控制电路模块，让像素单元曝光时产生积分时序，并能够智能控制时序产生，主要包括的模块有：接口电路、时序控制、地址译码器、移位寄存器等。收稿日期：2015一07—17作者简介：田文利(1980一)，女，汉族，陕西省宝鸡人，硕士，讲师，主要研究方向：计算机网络技术及应用。图12CMOS图像传感器的智能控制设计cMOS图像传感器的智能控制设计的关键点是数字化，因此，对图像传感器时序电路的要求就会非常高，一点的偏差就会造成严重

6、的失误。下面详细讲解数字系统方案、接口电路、时序控制等主要模块的设计。2．1数字系统方案设计数字系统的主要作用是完成对图像传感器的智能控制，满足系统的需求。cMOS图像传感器在设计中就确定了时序关系，而为了实现更丰富的功能与智能化，需要在数字系统外设计更为复杂的电路用以控制系统。2．1．1．曝光方式设计(1)并行曝光图像中的像素单元在曝光之前要先进性复位，之后，所有的像素单元一起进行光积分，光积分完成后，在二极管中存储的电荷转移到电容器中储存，接下来就要一行行地对信号进行处理，然后将处理过的信号传输出去，再进行下一组曝光，直到全部曝光完成。并行曝光中，所有的像素单元都是同一时间进行光

7、积分的，所以并行曝光被人叫做全局快门，图2为并行曝光示意同寄存幽二(2)滚筒曝光在对图像进行曝光时，先从最上端开始，由上到下逐行进行像素单元的复位与光积分，进行了几行之后才开始进行读出过程，由于这种曝光模式跟卷帘门相似，因此也被称为卷帘·39·行地址译码措一～一引斟一1一丁舢三囊基于多功能cMos图像传感器的智能控制系统设计田文利，等快门：图3为曝光示意图：，l匡：篆，l目：图3并行曝光与滚筒曝光的不同之处在于：(1)由于并行曝光的所有像素都是同时光积分的