OV7670/OV7171 CMOS VGA(OmniPixel ®)CAMERACHIPTM 图像传感器
高级数据手册
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简 介
OV7670/OV7171 CAMERACHIPTM 图像传感器,体积小、
工作电压低,提供单片 VGA 摄像头和影像处理器的所
有功能。通过 SCCB 总线控制,可以输出整帧、子采
样、取窗口等方式的各种分辨率 8 位影响数据。该产
品 VGA 图像最高达到 30 帧/秒。用户可以完全控制图
像质量、数据格式和传输方式。所有图像处理功能过
程包括伽玛曲线、白平衡、饱和度、色度等都可以通
过 SCCB 接口编程。OmmiVision 图像传感器应用独有
的传感器技术,通过减少或消除光学或电子缺陷如固
定图案噪声、托尾、浮散等,提高图像质量,得到清
晰的稳定的彩色图像。
OV7670/OV7171 CMOS VGA 图像传感器
OV7670/OV7171 CMOS VGA 图像传感器
采用 OmniPixel 技术
采用 OmniPixel 技术
● 玩具
● 多媒体电脑
● 数字照相机
关 键 参数
感光阵列 640X480
电源
核电压 1.8VDV±10%
功耗
温度
模拟电压 2.45VDV 到 3.0Va
IO 电压 1.7V to 3.0V
工作 60mW/15fpsVGAYUV
休眠 <20µA
操作 -30℃到 70℃
稳定工作 0℃到 50℃
说 明:OV7670/OV717 1 提供无 封 装 。
输出格式(8 位)
功能
● 高灵敏度适合低照度应用
● 低电压适合嵌入式应用
● 标准的 SCCB 接口,兼容 I2C 接口
●
RawRGB,RGB(GRB4:2:2,RGB565/555/444),YUV
(4:2:2)和 YCbCr(4:2:2)输出格式
● 支持 VGA,CIF,和从 CIF 到 40x30 的各种尺寸
VarioPixel 子采样方式
●
● 自动影响控制功能包括:自动曝光控制、自
动增益控制、自动白平衡,自动消除灯光条
纹、自动黑电平校准.图像质量控制包括色饱
和度、色相、伽玛、锐度和 ANTI_BLOOM
ISP 具有消除噪声和坏点补偿功能
●
● 支持闪光灯:LED 灯和氙灯
● 支持图像缩放
● 镜头失光补偿
50/60Hz 自动检测
●
● 饱和度自动调节(UV 调整)
● 边缘增强自动调节
● 降噪自动调节
订购信息
产品
OV7670-VL2A(彩色,无铅)
OV7171-VL2A(黑白,无铅)
封装
24 pin CSP2
24 pin CSP2
应用
● 蜂窝,拍照电话
YUV/YCbCr4:2:2
RGB565/555/444
GRB4:2:2
Raw RGB Data
光学尺寸 1/6"
视场角 25°
最大贞率 30fpsVGA
灵敏度 1.3V/(Lux-sec)
信噪比 46 dB
动态范围 52 dB
浏览模式 逐行
电子曝光 1 行到 510 行
像素面积 3.6 µm x 3.6 µm
暗电流 12 mV/s at 60℃
Well capacity
17Ke
影响区域 2.36mmx1.76mm
封装尺寸 3785umx4235um
a. 如果使用内部 LDO 给核供电(1.8V),I/O 电压应该
是 2.45V 或更高,否则必须使用外部 1.8V 给核供电。
图 1 OV7670/OV7171 管脚图(俯视)
2007 OmniVision Technologies,Inc. OmniPixel,VarioPixel,OmniVision 图标已注册为 OmniVision 商标
2007 OmniVision Technologies,Inc. OmniPixel,VarioPixel,OmniVision 图标已注册为 OmniVision 商标
1.4 版 2006 年 8 月 21 日 CameraChip 已注册为 OmniVision 商标
1.4 版 2006 年 8 月 21 日 CameraChip 已注册为 OmniVision 商标
版权所有
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版 2006年 8 月 21
1 1.4
版 所 有
日
OV7670/OV7171 CMOS VGA(OmniPixel ®)CAMERACHIPTM 图像传感器
功能简介
图 2 描述的是 OV7670/OV7171 图像传感器的功能模块,包括:
● 感光阵列(共有 656x488 个像素,其中在 YUV 的模式中,有效像素为 640x480 个)
● 模拟信号处理
A/D 转换
●
● 测试图案发生器
● 数字信号处理器
● 图像缩放
● 时序发生器
● 数字视频端口
●
●
SCCB 接口
LED 和闪光灯输出控制
图 2 功能框
Note1: DSP*(镜头校正、去噪声、黑白点补偿、自动白平衡等) 7670CSP_DS_002
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版 所 有
OV7670/OV7171 CMOS VGA(OmniPixel ®)CAMERACHIPTM 图像传感器
感光阵列排列
OV7670/7171 共有 656x488 即 320128 个像素,其中
640x480 个有效(即 307200)。
图 3 显示图像传感器的剖面图。
测试图案发生器
测试图案发生器有如下功能:
● 八色彩色条图案
● 渐变至黑白彩色条图案
● 输出脚移位“1”
数字处理器(DSP)
这个模块控制由原始信号插值到 RGB 信号的过程,并
控制一些图像质量:
● 边缘锐化(二维高通滤波器)
● 颜 色 空 间 转 换 ( 原 始 信 号 到 RGB 或 者
YUV/YCbYCr)
RGB 色彩矩阵以消除串扰
●
● 色相和饱和度的控制
● 黑/白点补偿
● 降噪
● 镜头补偿
● 可编程的伽玛
● 十位到八位数据转换
缩放功能
这个模块按照预先设置的要求输出数据格式,能将
YUV/RGB 信号从 VGA 缩小到 CIF 以下的任何尺寸。
数字视频接口
寄存器 COM2[1:0]调节 IOL/IOH 的驱动电流,以适应用
户的负载。
SCCB 接口
SCCB 接口控制图像传感器芯片的运行,详细使用方法
参 照 OmniVision Technologies Seril Camera
Control Bus(SCCB) Specification
LED 和闪光灯的输出控制
OV7670/OV7171 有闪光灯模式,控制外接闪光灯或闪光
LED 的工作。
时序发生器
通常时序发生器有以下功能:
● 阵列控制和帧率发生
● 内部信号发生器和分布
● 帧率的时序
● 自动曝光控制
● 输出外部时序(VSYNC, HREF/HSYNC 和 PCLK)
模拟信号处理器
这个模块执行所有模拟功能,包括:
● 自动增益
● 自动白平衡
A/D 转换
原始的信号经过模拟处理器模块之后 ,分 g 和 BR 两
路进入一个 10 位的 A/D 转换器,A/D 转换器工作在
12M 频率,与像素频率完全同步,(转换的频率和帧
率有关)。
除 A/D 转换器外,该模块还有以下两个功能:
● 黑电平校正(BLC)
●
●
U/V 通道延迟
A/D 范围控制
A/D 范围乘积和 A/D 的范围控制共同设置 A/D 的范围和
最大值,允许用户根据应用调整图片的亮度。
3 1.4
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OV7670/OV7171 CMOS VGA(OmniPixel ®)CAMERACHIPTM 图像传感器
引脚定
表 1 引脚定义
引脚 名称
A1
A2
A3
A4
A5
B1
B2
B3
B4
B5
C1
C2
D1
D2
E1
E2
E3
E4
E5
F1
F2
F3
F4
F5
类型
电源
功能/说明
模拟电源
输入/输出 SCCB 数据口
输入
输出
输出
SCCB 时钟口
数据位 1
数据位 3
AVDD
SIO_D
SIO_C
D1a
D3
PWDN
输入(0)b
POWER DOWN模式选择 0:工作 1:POWER DOWN
VREF2
AGND
D0
D2
DVDD
VREF1
VSYNC
HREF
PCLK
参考
电源
输出
输出
电源
参考
输出
输出
输出
参考电压-并 0.1UF 电容
模拟地
数据位 0
数据位 2
核电压+1.8VDC
参考电压-并 0.1UF 电容
帧同步
行同步
像素时钟
STROBE 输出
闪光灯控制输出
XCLK
D7
D5
DOVDD
输入
输出
输出
电源
系统时钟输入
数据位 7
数据位 5
I/O 电源,电压(1.7~3.0)
RESET# 输入
初始化所有寄存器到默认值 0:RESET 模式 1:一般模式
DOGND
D6
D4
电源
输出
输出
数字地
数据位 6
数据位 4
a. YUV 或 RGB 用 8 位 D[7:0](D[7]高位,D[0]低位)
b. 输入(0)表示有内部下拉电阻
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电器性能
表 2 最大额度
存储温度
对地电压
输入/输出电压(对地)
无铅,表面加工温度
-40°C 到+95°C
VDD-A
VDD-C
VDD-IO
4.5V
3V
4.5V
-0.3V 到 VDD-IO +0.5V
245°C
注意: 超过上面最大温度将使直流和交流电气特性无效,造成永久性损坏
条件
最小值
电性值
最大值
单位
表 3 直流特性(-30~70)
符号
VDD-A
VDD-C
VDD-IO
IDDA
IDDB-SCCB
IDDB-PWDN
VIH
VIL
VOH
VOL
IOH
IOL
参数
直流电压模拟
直流电压数字核电压
直流电压 I/O 电压
工作电流
省电模式电流
输入高电平
输入低电平
输出高电平
输出低电平
高电平输出电流
低电平输出电流
2.75
1.8
-
10+8b
1
10
2.45
1.62
1.7
-
-
-
See Notea
See NoteC
CMOS
0.7xVDD-IO
CMOS
0.9xVDD-IO
See Noteb
8
15
3.0
1.98
3.0
2.0
0.3xVDD-IO
0.1xVDD-IO
±1
V
V
V
mA
mA
mA
V
V
V
V
V
mA
mA
GND 到 VDD-IO
输入/输出漏电流
IL
a. VDD-A =2.5V,VDD-C=1.8V,VDD-IO=2.5V
IDDA=Σ{IDD-IO+IDD-C+IDD-A},在 FCLK=24MHz ,30 帧 YUV 输出,不带负载的情况下
b. IDD-C=10mA,IDD-A=8mA,不带负载
c. VDD-A=2.5A,VDD-C=1.8V,VDD-IO=2.5V
IDDS-SCCB 参照 SCCB 的省电模式,IDDS-PWDN 参照 PWDN 脚的省电模式
d. 标准输出负载=25pF,1.2KΩ
5 1.4
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版 所 有
符号
参数
功能特性
A/D 微分非线性
A/D 积分非线性
AGC 范围
红/蓝 调整范围
输入(PWDN,CLK,RESET#)
fCLK
tCLK
tCLK:DC
tS:RESET
tS:REG
输入时钟频率
输入时钟周期
时钟占空比
软件/硬件复位后稳定时间
寄存器改变后稳定时间(需要 10 场)
SCCB 时序(见图 4)
fSIO_C
tLOW
tHIGH
tAA
tBUF
tHD:STA
tSU:STO
tHD:DAT
tSU:STO
tSU:STO
tR,tF
tPHL
时钟频率
时钟低电平时间
时钟高电平时间
SIO_C 低到输出数据有效时间
从新开始前的总线空闲时间
开始条件保持时间
开始条件建立时间
数据保持时间
数据建立时间
STOP 条件建立时间
SCCB 上升/下降时间
输出数据保持时间
10
21
45
1.3
600
100
1.3
600
600
0
100
600
50
±1/2
±1
24
42
50
LSB
LSB
dB
dB
MHz
ns
%
ms
ms
KHz
μs
ns
ns
μs
ns
ns
μs
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
30
12
48
100
55
1
300
400
900
300
5
5
5
OV7670/OV7171 CMOS VGA(OmniPixel ®)CAMERACHIPTM 图像传感器
表 4 功能和交流特性(-30°C
OV7670/OV7171 CMOS VGA(OmniPixel ®)CAMERACHIPTM 图像传感器
时 序特性
7 1.4
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8 1.4
版 2006年 8 月 21
日
版 所 有