基于CMOS图像传感器的相机系统设计

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	基于CMOS图像传感器的相机系统设计
	刘新明
学位类型	硕士
导师	刘朝晖,刘文
	2009-05-01
学位授予单位	中国科学院西安光学精密机械研究所.
学位专业	光学工程
关键词	Cmos图像传感器 Lupa-4000 系统设计积分时间同步方式
摘要	CMOS图像传感器具有能耗低、集成度高和抗辐射能力强等优点。使用高性能的CMOS图像传感器设计适用于空间环境的相机系统，其能耗、质量和体积相对较小，同时也具有成本低和开发周期短的优势。发达国家已经开始将CMOS图像传感器应用于星敏感器、太阳敏感器和遥感成像等空间应用领域。本文使用一款高性能CMOS图像传感器LUPA-4000设计了相机系统，在设计和实验过程中深入了解CMOS图像传感器的特性，并进行必要的工程技术经验的积累。本文所做的主要工作有： 1.归纳了CMOS图像传感器应用于空间环境的国内外现状。 2.对CMOS图像传感器的原理、芯片结构、技术指标和发展方向等进行了分析总结，并就其性能与CCD进行了比较。 3.在详细分析LUPA-4000像素原理及供电的基础上，选择使用多片LDO，并结合电源监控芯片构成供电系统；同时依据其驱动信号特点，选用FPGA作为驱动信号产生载体，配合通信、数据传输等外围芯片，设计出相机系统电路硬件。结合光学镜头与机械外壳，组装成系统样机。 4.采用自上而下，模块化设计的方法，使用VHDL语言设计了包括通信、CMOS图像传感器驱动以及图像数据格式转换等模块的相机系统驱动程序，实现了SPI寄存器初始化、积分时间调节、同步方式切换等功能。 5.进行了相机系统的调试工作。通过测试计算得到了相机系统的主要性能参数。进行实验性的拍摄，验证了相机系统的所有功能。 6.总结了相机系统存在的问题，提出下一步设计的改进建议。经长时间实验及测试，相机系统运行稳定可靠，采集获得的图像质量较高。使用CMOS图像传感器设计相机系统，是一种可行的空间成像系统选择。
学科领域	光学工程
页数	94
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/12302
专题	中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前)
推荐引用方式 GB/T 7714	刘新明. 基于CMOS图像传感器的相机系统设计[D]. 中国科学院西安光学精密机械研究所.,2009.

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