OV7670中文手册

### OV7670/OV7171 CMOS VGA 图像传感器知识点解析 #### 一、概述 OV7670与OV7171是OmniVision Technologies Inc.推出的两款高性能CMOS图像传感器，这两款传感器体积小巧且工作电压低，特别适合于移动设备及嵌入式系统的应用需求。它们提供了单芯片解决方案，集成了完整的VGA摄像头和图像处理器功能。通过SCCB（Serial Camera Control Bus）总线进行控制，能够输出各种分辨率的8位图像数据，并且支持整帧、子采样以及窗口等多种输出方式。 #### 二、主要特性 1. **高灵敏度**：适用于低光照环境的应用场景，提高了传感器在较暗条件下的成像能力。 2. **低功耗设计**：适合于电池供电的便携式设备，如手机、手持数码相机等。 3. **标准SCCB接口**：兼容I2C接口标准，便于与其他硬件组件集成。 4. **多样的输出格式**：支持Raw RGB、RGB (GRB4:2:2, RGB565/555/444)、YUV (4:2:2) 和 YCbCr (4:2:2)等不同的色彩空间输出格式，增强了图像处理的灵活性。 5. **多种分辨率支持**：除了标准的VGA分辨率外，还支持CIF (Common Intermediate Format) 及其他多种自定义分辨率。 6. **VarioPixel子采样**：通过不同的子采样模式来优化图像质量和性能。 7. **自动图像控制功能**：包括自动曝光控制(AEC)、自动增益控制(AGC)、自动白平衡(AWB)等功能，提高了图像处理的智能化程度。 8. **ISP图像信号处理**：集成的ISP (Image Signal Processor) 模块能够实现噪声消除、坏点补偿等功能，进一步提升了图像质量。 9. **支持闪光灯**：兼容LED灯和氙气灯作为闪光灯源，增强了在低光照环境下的拍摄效果。 10. **图像缩放**：支持图像的放大和缩小功能，方便用户根据实际需求调整画面大小。 11. **镜头失光补偿**：针对不同类型的镜头进行补偿，改善了图像的均匀性。 12. **自动检测50/60Hz**：能够自动适应不同地区的电源频率，减少了电源频率变化对图像稳定性的影响。 13. **自动调节功能**：包括饱和度自动调节(UV调整)、边缘增强自动调节、降噪自动调节等，这些功能使得图像处理更加自动化，降低了用户的调整难度。 #### 三、应用场景 - **蜂窝、拍照手机**：集成到智能手机中，用于拍照和视频通话等功能。 - **玩具**：应用于带有摄像头的智能玩具，如遥控汽车、飞行器等。 - **多媒体电脑**：用于笔记本电脑或台式机的内置摄像头，提供视频聊天、在线会议等功能。 - **数字照相机**：集成到小型便携式数字相机中，满足日常拍摄需求。 #### 四、关键参数 - **感光阵列**：拥有640x480的有效像素，能够捕捉高分辨率的图像。 - **电源规格**：核心电压1.8V DV ±10%，模拟电压2.45V DV 至 3.0V A，I/O电压1.7V 至 3.0V。 - **功耗**：工作状态下功耗约为60mW (15fps VGA YUV)，休眠状态下功耗小于20μA。 - **温度范围**：工作温度范围为-30℃至70℃，稳定工作温度范围为0℃至50℃。 - **输出格式**：支持多种8位输出格式，包括YUV/YCbCr 4:2:2、RGB565/555/444、GRB4:2:2、Raw RGB Data等。 - **光学尺寸**：1/6"，适用于小型设备。 - **视场角**：25°，适用于一般的拍摄场景。 - **最大帧率**：支持VGA分辨率下最高30fps的帧率。 - **灵敏度**：1.3V/(Lux-sec)，能够在较低的光照条件下获得较好的图像质量。 - **信噪比**：46dB，保证了图像的清晰度。 - **动态范围**：52dB，能够捕捉更宽广的亮度范围。 - **像素尺寸**：3.6μm x 3.6μm，有助于提高图像的分辨率。 - **暗电流**：60℃时为12mV/sat，影响了传感器在极暗环境下的性能。 - **阱容量**：17Ke，决定了传感器的最大饱和度。 #### 五、结构与接口 - **感光阵列**：由656x488个像素组成，其中有效像素为640x480个。 - **模拟信号处理**：将感光阵列捕捉的光信号转换为电信号。 - **A/D转换**：将模拟信号数字化，以便后续的数字处理。 - **测试图案发生器**：用于生成测试图案，便于评估传感器的性能。 - **数字信号处理器**：负责图像信号的处理，包括镜头校正、去噪声、黑白点补偿、自动白平衡等功能。 - **图像缩放**：实现图像的放大或缩小。 - **时序发生器**：控制传感器的时序信号，确保各个部件协同工作。 - **数字视频端口**：输出处理后的数字视频信号。 - **SCCB接口**：用于与外部控制器通信，实现对传感器的控制和配置。 - **LED和闪光灯输出控制**：控制LED灯或氙气灯作为闪光灯的开启和关闭。 #### 六、总结 OV7670与OV7171是两款高性能的CMOS图像传感器，它们不仅具备优秀的图像捕捉能力，而且在低功耗、高灵敏度方面也有出色表现。通过SCCB接口的控制，能够灵活地配置各种输出格式和分辨率，满足不同应用场景的需求。此外，集成的ISP模块和自动控制功能进一步提升了图像处理的质量，使得这两款传感器成为移动设备和嵌入式系统中的理想选择。