基于IBIS5高帧频CMOS相机的应用技术研究

论文摘要

随着CMOS图像传感器技术的发展，发达国家已经将CMOS图像传感器应用于遥感相机、星敏感器等空间探测领域。通过对民用级的CMOS图像传感器进行研究，掌握以其为核心的成像系统的开发方法，对我国今后相应的航天设备的设计工作有很大帮助。本文研究了CMOS图像传感器的发展历史、性能特点、工作原理，并对CMOS图像传感器和CCD进行了比较。在实验系统设计中，以FillFactory公司的IBIS5-A-1300图像传感器为成像核心，通过研究其特有的双快门模式—卷帘式快门和同步式快门，以及分析其工作时序，用VHDL语言在CPLD上实现了传感器的时序设计。系统的硬件部分具体实现时，采用了前端图像传感器和后端控制的分离设计，PCB采用2层板的PCB板结构，利用稳压芯片实现对CMOS图像传感器的稳定供电，使系统具有高集成度、稳定性和灵活性的特点。本文最后提出了该系统的不足之处和改进方法。本系统的设计对于其他同类系统具有较高的借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 国外相关领域的发展概况
• 1.2 国内相关领域的发展状况
• 1.3 本论文的研究意义和研究内容
• 1.4 本论文的组织结构
• 第二章 CMOS图像传感器简介
• 2.1 CMOS图像传感器的发展过程
• 2.2 CMOS图像传感器的基本原理
• 2.3 CMOS图像传感器与CCD的比较
• 2.4 CMOS图像传感器的性能指标
• 第三章 CMOS图像传感器IBIS5-A-1300
• 3.1 IBIS5-A-1300的主要特点
• 3.2 IBIS5-A-1300的结构
• 3.3 IBISS-A-1300的两种快门模式
• 3.4 IBIS5-A-1300的内部序列发生器和寄存器
• 3.5 IBIS5-1300的工作时序及分析
• 第四章 基于IBIS5-A-1300的数字相机时序设计
• 4.1 CMOS图像传感器时序的分析
• 4.2 CMOS图像传感器时序的时序设计实现
• 第五章 数字相机硬件电路设计与实现
• 5.1 相机硬件总体设计方案及实现
• 5.2 前端成像部分
• 5.3 时序控制和数据传输部分
• 5.4 前端显示部分
• 5.5 实验总结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录