特性

?光学黑电平校准

?线路光学黑电平输出能力

?视频或快照操作

?可编程/自动曝光和增益控制

?可编程/自动白平衡控制

?水平和垂直子抽样（4:2和4:2）

?自动对焦模式的高帧率输出

?可编程图像窗口

?缩放和平移功能

?可变帧率控制

?片上R/G/B通道和亮度平均计数器

?内部/外部帧同步

?SCCB从属接口

?上电复位和断电模式

应用程序

?移动电话

?数码静态相机

?PC摄像头/双模式

?视频会议设备

?机器视觉

?安全摄像头

?生物识别

概述

OV3630（彩色）摄像头是一款高性能320万像素CMOS图像传感器，用于数字静止图像和视频/静止相机产品。

该设备包含一个2048 x 1536（QXGA）图像阵列和一个片上10位a/D转换器，能够在全分辨率模式下以每秒15?。╢ps）的速度运行。专有的传感器技术利用先进的算法来消除固定模式噪声（FPN），消除拖尾，并大大减少高光溢出?？刂萍拇嫫髟市砹榛羁刂贫ㄊ薄⒓院虲ameraChip操作，这反过来又为工程师在产品设计中提供了很大的自由度。

图1.OV3630引脚图（俯视图）

功能描述

图2显示了OV3630图像传感器的功能框图。OV3630包括：

?图像传感器阵列（2064 x 1560有源图像阵列）

?模拟放大器

–增益控制

?10位A/D转换器

?渠道平衡

–平衡控制

?黑电平补偿

?定时发生器和控制逻辑

–帧曝光模式定时

–帧率定时

–帧率调整

?SCCB接口

?通道平均值计算器

?数字视频端口

图2:功能框图

图像传感器阵列

OV3630传感器是一款1/3英寸CMOS成像设备。传感器包含3219840像素。图3显示了滤色器布局。

图3:传感器阵列区域滤色器布局

滤色器采用拜耳模式。原色BG/GR阵列以线交替方式排列。在3219840像素中，3170352像素处于活动状态。其他像素用于黑电平校准和插值。

传感器阵列设计基于逐行传输的场集成读出系统和具有同步像素读出方案的电子快门。

模拟放大器

当列采样/保持电路对一行像素进行采样时，像素数据将逐一移位到模拟放大器中。

增益控制

放大器增益可以由用户编程，也可以由内部自动增益控制电路（AGC）控制。

10位A/D转换器

然后，信号由片上10位ADC数字化。它可以工作在28 MHz，与像素时钟完全同步。实际转换率由帧速率决定。

声道平衡

然后，数字化信号通过信道平衡块进行平衡。在此块中，增加或减少红/蓝通道增益以匹配绿通道亮度水平。

平衡控制

通道平衡可以由用户手动完成，也可以由内部自动白平衡（AWB）控制器完成。

黑电平补偿

像素数据通道平衡后，可以在输出数据之前应用黑电平校准。黑电平校准块减去光学黑像素的平均信号电平，以补偿像素输出中的暗电流。用户可以禁用黑电平校准。

窗口化

OV3630允许用户根据应用程序的要求定义窗口大小或感兴趣区域（ROI）。窗口大小设置（以像素为单位）的范围为2 x 4至2056 x 1542（QXGA）、2 x 2至1028 x 774（XGA）或1028 x 192（HF），可以在2056 x 1540边界内的任何位置。请注意，修改窗口大小或窗口位置不会改变帧率或像素率。窗口控制仅改变HREF信号的断言，使其与编程的水平和垂直ROI一致。默认窗口大小为2048 x 1536。请参考图4，并注册HREFST、HREFEND、VSTRT、VEND、COM1和REG32以获取详细信息。

图4:窗口

缩放与平移

OV3630提供缩放和平移模式。用户可以在XGA/HF模式定时下选择此模式。XGA的变焦比为QXGA的2:1。HF的缩放比为水平方向上QXGA的2:1和垂直方向上QXGAn的8:1。寄存器ZOOMSH（0x49）和ZOOMSL[1:0]（0x48）定义了垂直线起点。寄存器ZOOMW[2:0]（0x34）定义了水平起点。

子采样模式

OV3630支持两个子采样模式。每种采样模式具有不同的分辨率和最大帧率。这些模式在以下章节中进行了描述。

XGA模式

OV3630可编程为输出1024 x 768（XGA）大小的图像，适用于不需要高分辨率图像捕获的应用。在这种模式下，水平和垂直像素都将被子采样，纵横比为4:2，如图5所示。

图5:XGA子采样模式

高?。℉F）速率模式

OV3630图像阵列传感器还可以在高帧率（HF）模式下工作。在这种模式下，OV3630将第1行和第3行的B和G像素（见图6）平均到输出第1行，将第10行和第12行的G和R像素输出到输出第2行，将17行和第19行的B像素和G像素输出到第3行，将26行和第28行的G像素和R像素输送到输出第4行，以此类推。

此模式使用27.3 MHz的系统时钟实现高达90 fps的输出，因此适用于高帧率应用。

图6:高帧率子采样模式

最大曝光线限制

OV3630最大曝光线值为：

?QXGA-1567条生产线

寄存器设置：0x61E={REG45[5:0]（0x45），AEC[7:0]（0xF10），REG04[1:0]（0x00）}，表示REG45[5-0]（0x45=0x01），AEC/7:0]（0x%10）=0x87，REG04[1:0]（0x'000004'）=0x03

?XGA-799线

寄存器设置：0x31E={REG45[5:0]（0x45），AEC[7:0]（0xF10），REG04[1:0]（0x00000）}，意味着REG45[5-0]（0x四十五）=0x00，AEC[7.0]（0x10）=0xC7，REG04[1:0]（0x00）=0x03

?HF-223线路

寄存器设置：0xDE={REG45[5:0]（0x45），AEC[7:0]（0xF10），REG04[1:0]（0x00000）}，意味着REG45[5-0]（0x四十五）=0x00，AEC[7.0]（0x10）=0x37，REG04[1:0]（0x00）=0x03

定时发生器和控制逻辑

一般来说，定时发生器控制以下内容：

?帧曝光模式定时

?帧率定时

?帧率调整

帧曝光模式定时

OV3630支持帧曝光模式。通常，帧曝光模式必须借助外部快门才能工作。

帧曝光引脚FREX（引脚C1）是帧曝光模式启用引脚，EXP_STB引脚（引脚C2）用作传感器的曝光开始触发器。当外部主设备断言FREX引脚为高时，传感器阵列会快速预充电并保持重置模式，直到EXP_STB引脚变低（传感器曝光时间可以定义为EXP_STB低和快门关闭之间的时间段）。在FREX引脚被拉低后，视频数据流以逐行方式被时钟控制到输出端口。在完成一帧数据输出后，OV3630将输出连续的实时视频数据，除非处于单帧传输模式。

帧率定时

默认帧定时如图14、图15（如果PIDL=0x30）、图16（如果PIDL≠0x30），图17、图18。不同帧率下的实际像素率见表1。

表1.QXGA模式下的帧/像素速率

帧率调整

OV3630提供了三种帧率调整方法：

?时钟预分频器：（见第20页的“CLKRC”）通过改变系统时钟分频比，帧率和像素率将同时改变。此方法可用于将帧/像素速率除以：输入时钟速率的1/2、1/3、1/4…1/64。

?行调整：（见第23页“REG2A”和第23页的“FRARL”）通过在每行后激活像素输出中添加虚拟像素定时，可以在保持像素速率不变的情况下改变帧率。

?行调整：（见第23页“REG2A”和第23页的“FRARL”）通过在每行后激活像素输出中添加虚拟像素定时，可以在保持像素速率不变的情况下改变帧率。

SCCB接口

OV3630提供了一个片上SCCB串行控制端口，允许访问所有内部寄存器，以完全控制和监视OV3630的操作。有关串行控制端口的详细用法，请参阅OmniVision Technologies串行相机控制总线（SCCB）规范。

从属操作模式

OV3630可以编程为在从属模式下运行（默认为主模式）。

当用作从设备时，COM7[3]、CLKRC[6]和COM2[2]寄存器位应设置为“1”，OV3630将使用PWDN和RESET引脚作为主设备提供的垂直和水平同步触发器。主设备必须提供以下信号：

1.系统时钟MCLK到XVCLK引脚

2.水平同步MHSYNC至RESET引脚

3.垂直帧同步MVSYNC到PWDN引脚

从属模式连接见图7，详细的时序考虑见图8。

图7:从属模式连接

图8:从属模式定时

通道平均值计算器

OV3630为R/G/B通道提供平均输出电平数据以及帧平均亮度电平。通过SCCB接口提供对数据的访问。

重置

OV3630包括一个RESET引脚（引脚B1），当它被拉高（+2.8VDC）时，会强制完成硬件重置。当发生硬件重置时，OV3630会清除所有寄存器并将其重置为默认值。重置也可以通过SCCB接口启动。

掉电模式

有两种方法可以将OV3630置于断电模式：硬件断电和SCCB软件断电。

要启动硬件断电，PWDN引脚（引脚A1）必须连接到高电平（+2.8VDC）。发生这种情况时，OV3630内部设备时钟将暂停，所有内部计数器将重置。

通过SCCB接口执行软件断电会暂停内部电路活动，但不会改变设备时钟。所有注册内容在此模式下保持不变。

数字视频端口

MSB/LSB交换

OV3630有一个10位数字视频端口。MSB和LSB可以与控制寄存器交换。图9显示了与外部设备连接的一些示例。

图9:连接示例

线/像素定时

OV3630数字视频端口可以编程为在主模式或从模式下工作。在主模式和从模式下，像素数据输出与PCLK（或XVCLK，如果端口是从模式）、HREF和VSYNC同步。updateddata的默认PCLK边缘是负边缘，但可以使用寄存器COM10[4]对正边缘进行编程。

此外，使用寄存器COM10[5]（0x15），PCLK输出可以通过HREF信号定义的活动视频时段进行门控。详见图10。

图10:仅在有效像素下的PCLK输出

规格适用于DVDD=+1.8 V，DOVDD=+2.8 V，TA=25°C，传感器以QXGA分辨率以15 fps工作，外部负载=30 pF。