面陣ＣＭＯＳ圖像傳感器ＬＵＰＡ４０００的驅動設計

闡述Cypress公司生產的LUPA4000這款面陣CMOS圖像傳感器的結構、原理和性能。在軟件方面給出驅動電路的時序設計思路；在硬件方面給出設計其外圍驅動電路的方法。實驗表明該圖像傳感器工作穩定可靠，電路具有集成度高、抗干擾能力強等優點。

關鍵詞：LUPA4000；圖像傳感器；時序；驅動電路

中圖分類號：TP342.3文獻標識碼：B

文章編號：1004-373X(2008)08-017-03

Driving Design of Area CMOS Image Sensor LUPA4000

LI Xiangyang，GAO Wei，YANG Guanghong，TIAN Yuli

(Xi′an Institute of Optics and Precision Mechanics，Chinese Academy of Sciences，Xi′an，710119，China)

Abstract：A method for designing driving circuit of CMOS sensor by means of the Complex Programmable Logic Device (CPLD)is introduced.The structure，principle and performance of LUPA4000 produced by Cypress is described.In software，the idea of is scheduling design of driving circuit is given，in hardware，the method of periphery driving circuit is offered.The experiment shows that image sensor is stable and reliable.

Keywords：LUPA4000;image sensor;scheduling;driving circuit

隨著CMOS集成電路工藝的不斷發展和完善，CMOS圖像傳感器發展非常迅速。CMOS圖像傳感器具有低成本、簡單的數字接口、運行簡易、高速率可以實現智能處理功能等特點而得到廣泛應用\\[1\\]；又因其具有噪聲低、功耗小、動態范圍寬、光譜靈敏度高、超微型化、數字化以及易實現商品化等特點，特別是他將圖像傳感器陣列、時序控制電路、信號處理電路、A／D轉換器以及接口電路等集成于一體，真正實現了單芯片成像\\[2\\]，LUPA4000是一款典型的大面陣宇航級的CMOS圖像傳感器，本文主要描述在本設計中所做的兩項主要的工作：在軟件上利用VHDL語言描述圖像傳感器LUPA4000的驅動時序的思想以及在硬件上設計其外圍電路的方法。

1 LUPA4000圖像傳感器

LUPA4000是Cypress公司生產的一款400萬像素的CMOS面陣圖像傳感器，憑借著其在讀出速度快（66 M/s）、功耗低（不高于200 mW）、空間應用的可靠性好（能夠在強輻射環境中工作）等方面的優勢，LUPA4000主要用于天文觀測等領域中發揮著其絕對的優勢\\[3\\]；此外，他還廣泛應用于機器視覺以及醫療影像中。在不開窗口的情況下速度可以達到15 f/s；片上集成了2塊A/D轉換器用來提高像素的讀出速度是其又一顯著特點；……