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OV7660/OV7161 CMOS VGA (640x480) CameraChip™
Implementation Guide
Last Modified: 6 October 2004
Document Version: 0.9
Revision Number Date Revision
1.0 10/06/04 Initial Release
2 Proprietary to OmniVision Technologies Version 0.9, October 6, 2004
OV7660/OV7161 CMOS VGA (640x480) CameraChip™
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00Table of Contents
Section 1, Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1 Function Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Section 2, Image Sensor Array. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1 Resolution Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Section 3, Timing Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1 Array Control and Frame Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1.1 Frame Generation (SXGA, VGA, and lower resolutions) . . . . . . . . . . 9
3.2 Sync Signal Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.3 Frame Rate Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3.1 Clock Prescalar (Timing Generator) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3.2 Dummy Pixel Adjustment (Output Formatter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.4 Exposure Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.4.1 Digital Exposure Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.5 Strobe Flash Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.6 RGB Raw Data Output Sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Section 4, Analog Processing Block . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.1 Gain Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.1.1 Manual Gain Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.1.2 Automatic Gain Control (AGC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.2 White Balance Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.2.1 Automatic White Balance Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.2.2 Manual White Balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Section 5, Digital Signal Processor (DSP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.1 Gamma Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.1.1 Gamma Slope Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5.2 Color Matrix. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.2.1 Color Matrix Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.3 Sharpness Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Version 0.9, October 6, 2004 Proprietary to OmniVision Technologies 3
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Section 6, Output Formatter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
6.1 Windowing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
6.2 Data Formatting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6.2.1 ITU-656 Format Enable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
6.2.2 Frame Rate Adjust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
6.2.3 Output Data MSB/LSB Swap Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6.2.4 D[9:0] - PCLK Reference Edge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Section 7, Digital Video Port . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Section 8, SCCB Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.1 Control Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.1.1 Register Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.1.2 Standby Mode Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.1.3 Tri-state Enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.2 Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Section 9, Prototyping and Evaluation Modules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
9.1 OV7660/OV7161EAA Prototyping Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
9.2 OV7660/OV7161ECX USB 2.0 Evaluation Module. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Section 10, Lens selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Section 11, OV7660/OV7161 Bug List. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Appendix A, Reference SCCB Settings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4 Proprietary to OmniVision Technologies Version 0.9, October 6, 2004
OV7660/OV7161 CMOS VGA (640x480) CameraChip™
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00List of Figures
Figure 1-1 OV7660/OV7161 Functional Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Figure 3-1 Manual Exposure Frame Drop Timing Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Figure 3-2 Desired Convergence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Figure 3-3 VGA Strobe Flash Timing Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Figure 3-4 QVGA Strobe Flash Timing Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Figure 5-1 Gamma Curve. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 6-1 Example of Windowing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Figure 6-2 MSB/LSB Output Data Swap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Version 0.9, October 6, 2004 Proprietary to OmniVision Technologies 5
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00List of Tables
Table 2-1 OV7660/OV7161 Output Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Table 2-2 Resolution Register Settings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Table 3-1 Frame Rate, Pixel Clock Rate, and Input Clock Rate (CLKRC=0x80) . . . . . . . . . 10
Table 3-3 AEC Convergence Limits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Table 3-4 AEC Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Table 4-1 Total Gain to Control Bit Correlation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Table 4-2 AGC General Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Table 4-3 AGC Enable Bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Table 4-4 AGC Convergence Limits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Table 4-5 AWB Red/Blue Balance Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Table 5-1 Related Registers and Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Table 5-2 Color Matrix Related Registers and Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Table 5-3 Color Matrix Related Registers and Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Table 6-1 Output Formatting General Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Table 6-2 RGB:555 and RGB:565 Output Format Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Table 6-3 Windowing Control Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Table 6-4 Data Formatting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Table 7-1 Output Drive Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Table 8-1 SCCB Control Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Table 8-2 Device Control Register List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
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