《高分辨率大面阵微型相机设计》.pdf

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1、第3O卷第3期液晶与显示VO1．3ONO．32015年6月ChineseJournalofLiquidCrystalsandDisplaysJun．2o15文章编号：1007—2780(2015)03—0514—05---JL_．同E=分辨率大面阵微型相机设计陶淑苹，郑晓云，朴永杰(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所小卫星技术国家地方联合工程研究中心，吉林长春130033)摘要：小型化相机是支持低成本微型飞行器或微小卫星对地观测等多项应用的关键设备，由此提出了一种高分辨率大面阵的小型化成像系统。首先预估了该成像系统用于目标观测的像元分辨率和幅宽。然后阐述了该系统的电子学方案，对其中

2、的关键芯片OV14825的工作原理进行了介绍，并分析了基于FPGA的串行差分数据接收转发的软件设计。最后基于设计的相机样机开展了成像实验，在13m成像距离条件下获取图像分辨率优于0．5mm，而且图像细节丰富，层次分明，证明该方案切实可行。高分辨率大面阵微型相机具有很好的应用价值。关键词：微型相机；CMOS传感器；面阵；分辨率中图分类号：TP394．1；TH691．9文献标识码：Adoi：10．3788／YJYXS20153003．0514DesignofminiaturecamerawithhighresolutionandlargeareaarrayTAoShu—ping，ZHENG

3、Xiao—yun．PIAOYong—jie(National&LocalUnitedEngineeringResearchCenterofSmallSatelliteTechnology．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China)Abstract：Theminiaturecamerasarethecriticalequipmentstosupportthelow—costMicroAirVehi—clesorsmallsatellit

4、esforearthobservationandmanyotherapplications．Soaminiatureimagingsys—ternwithhighresolutionandlargeareaarraywasproposedinthispaper．Firstly，thetargetsamplingdistanceandswathwidthwereestimatedforthedesignedimagingsystem．Thentheelectronicschemeofthesystemwasdescribed，wheretheworkingprincipleoftheke

5、ychip0V14825wasintroduced，andthesoftwaredesignbasedonFPGAwasanalyzedforserialdifferentialdatareceivingandforward—ing．Finally，imagingexperimentswerecarriedonthedesignedcamera．Theresolutionwasbetterthan0．5mmwhenimaginginthe13mdistance，andtheobtainedimageswererichindetails，whichprovedthattheschemew

6、asfeasible．Andtheminiaturecameraswithhighresolutionand1argeareaarraywereofgreatvalue．Keywords：miniaturecamera；CMOSimagesensor；areaarray；resolution收稿日期：2014—06—03；修订日期：2014—08—01．基金项目：吉林省青年科研基金(No．201201010)*通信联系人，E-mail：taoshuping一163@163．corn518液晶与显示第3O卷除去光学系统的系统总重量250g；体积4cmX为了验证系统成像效果，开展成像实验，

7、并获4cmX3crn；功耗2W。另外高质量的光学系统必取图像如图9所示。实验中，靶标与相机距离然会带来高结构刚度要求和大质量的代价，因此在13m，理论分辨率为0．364rnm，实际获取图像分辨工程应用时还必须从选材和结构形式等方面周密率优于0．5ITIITI，而且获取图像细节丰富，层次分考虑，从而满足微型飞行器或微小卫星对重量、体明，达到了预期的设计效果，证明该方案切实可行。积、功耗等的小型化设计要求。5结论本文针对低成本小型化相机应用需求，提