图像传感器串行接口传输模块.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020342815.9 (22)申请日 2020.03.18 (73)专利权人 深圳市中科领创实业有限公司 地址 518129 广东省深圳市龙岗区坂田街 道万科城社区新天下工业城01号厂房 501 （5036房） (72)发明人 黄敏 (74)专利代理机构 西安中科汇知识产权代理有 限公司 61254 代理人 韩冰 (51)Int.Cl. H04N 5/225(2006.01) H04N 5/232(2006.01) H04N 5/235(2006.01) (54)实用新型。

2、名称 一种图像传感器串行接口传输模块 (57)摘要 本实用新型公开了一种图像传感器串行接 口传输模块， 包括光学单元、 信号传输单元、 电源 功率单元、 LED控制单元、 外部触发控制单元， 所 述光学单元、 信号传输单元、 电源功率单元、 LED 控制单元、 外部触发控制单元均固定设置在 1.5mm双层印刷电路板上。 本实用新型实现背照 式全局曝光图像传感器的图像采集与串行接口 传输， 解决非背照式图像传感器信噪比低和卷帘 式曝光传感器采集移动物体变形、 帧率低的问 题， 有效的验证不同图像功能和不同规格的图像 可用性。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 211266975 U 2。

3、020.08.14 CN 211266975 U 1.一种图像传感器串行接口传输模块， 其特征在于,包括光学单元(1)、 信号传输单元 (2)、 电源功率单元(3)、 LED控制单元(4)、 外部触发控制单元(5)， 所述光学单元(1)、 信号传 输单元(2)、 电源功率单元(3)、 LED控制单元(4)、 外部触发控制单元(5)均固定设置在1.5mm 双层印刷电路板上。 2.根据权利要求1所述的一种图像传感器串行接口传输模块， 其特征在于， 所述光学单 元(1)应由型号为SC031GS的串行接口图像传感器和四种不同尺寸的镜头座定位孔(6)组 成。 3.根据权利要求2所述的一种图像传感器串行接。

4、口传输模块， 其特征在于， 四种所述不 同尺寸的镜头座定位孔(6)组成和尺寸从小到大分别为1号两孔的直线距离为20mm， 2号四 孔构成的矩形尺寸为30mm x 20mm， 3号四孔构成的矩形尺寸为39mm x 28mm， 4号四孔构成 的矩形尺寸为38mm x 38mm。 4.根据权利要求1所述的一种图像传感器串行接口传输模块， 其特征在于， 所述信号传 输单元(2)由双排针共40个插针(7)组成， 包括输入输出时钟信号、 串行数据信号、 I2C控制 信号， 所述双排针共40个插针(7)通过焊接的方式完全固定， 任意两个相邻插针的间隔距离 为2.54mm。 5.根据权利要求1所述的一种图像传。

5、感器串行接口传输模块， 其特征在于， 所述电源功 率单元(3)由三组单排针(8)分别将模拟电源、 数字电源和内核电源引出， 三组所述单排针 (8)通过焊接的方式完全固定， 每组有3根插针， 焊盘为方形的为第1根， 中间的为第2根， 另 外一根为第三根， 其中第一根接地， 第二根为图像传感器电源， 第三根为外部供电电源， 用 跳线帽来连接或断开第二和第三根， 每组排针中任意相邻两根的间隔距离为2.54mm， 相邻 两组的第一根插针间隔距离为12.7mm。 6.根据权利要求1所述的一种图像传感器串行接口传输模块， 其特征在于， 所述LED控 制单元(4)由第一插针(9)将图像传感器的LED控制管脚。

6、引出， 通过焊接的方式完全固定。 7.根据权利要求6所述的一种图像传感器串行接口传输模块， 其特征在于， 所述外部触 发控制单元(5)由第二插针(10)将图像传感器的外部触发功能控制管脚引出， 通过焊接的 方式完全固定。 8.根据权利要求7所述的一种图像传感器串行接口传输模块， 其特征在于， 所述第一插 针(9)和第二插针(10)间隔距离为2.54mm。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211266975 U 2 一种图像传感器串行接口传输模块 技术领域 0001 本实用新型涉及图像采集与控制模块， 涉及图像采集、 图像控制和串行接口传输、 元器件布线布局技术领域， 尤其涉及一种图像传感器串。

7、行接口传输模块。 背景技术 0002 图像传感器是利用光电器件的光电转换功能。 将感光面上的光像转换为与光像成 相应比例关系的电信号； 现有的图像传感器广泛应用在工业应用中， 用来为工业提供识别， 操作， 筛选等一系列功能， 应用较为广泛， 同时对工业具有促进作用； 0003 但是现有的非背照式图像传感器信噪比低和卷帘式曝光传感器在采集移动物体 时会出现变形、 帧率低的问题， 而且无法验证不同图像功能和不同规格的图像可用性。 0004 为此， 我们提出一种图像传感器串行接口传输模块来解决上述问题。 实用新型内容 0005 本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点， 而提出的一种图像传感器。

8、 串行接口传输模块。 0006 为了实现上述目的， 本实用新型采用了如下技术方案： 0007 一种图像传感器串行接口传输模块， 包括光学单元、 信号传输单元、 电源功率单 元、 LED控制单元、 外部触发控制单元， 所述光学单元、 信号传输单元、 电源功率单元、 LED控 制单元、 外部触发控制单元均固定设置在1.5mm双层印刷电路板上。 0008 优选地， 所述光学单元应由型号为SC031GS的串行接口图像传感器和四种不同尺 寸的镜头座定位孔组成。 0009 优选地， 四种所述不同尺寸的镜头座定位孔组成和尺寸从小到大分别为1号两孔 的直线距离为20mm， 2号四孔构成的矩形尺寸为30mm x。

9、 20mm， 3号四孔构成的矩形尺寸为 39mm x 28mm， 4号四孔构成的矩形尺寸为38mm x 38mm。 0010 优选地， 所述信号传输单元由双排针共40个插针组成， 包括输入输出时钟信号、 串 行数据信号、 I2C控制信号， 所述双排针共40 个插针通过焊接的方式完全固定， 任意两个相 邻插针的间隔距离为 2.54mm。 0011 优选地， 所述电源功率单元由三组单排针分别将模拟电源、 数字电源和内核电源 引出， 三组所述单排针通过焊接的方式完全固定， 每组有3根插针， 焊盘为方形的为第1根， 中间的为第2根， 另外一根为第三根， 其中第一根接地， 第二根为图像传感器电源， 第三。

10、根为 外部供电电源， 用跳线帽来连接或断开第二和第三根， 每组排针中任意相邻两根的间隔距 离为2.54mm， 相邻两组的第一根插针间隔距离为 12.7mm。 0012 优选地， 所述LED控制单元由第一插针将图像传感器的LED控制管脚引出， 通过焊 接的方式完全固定。 0013 优选地， 所述外部触发控制单元由第二插针将图像传感器的外部触发功能控制管 脚引出， 通过焊接的方式完全固定。 说明书 1/4 页 3 CN 211266975 U 3 0014 优选地， 所述第一插针和第二插针间隔距离为2.54mm。 0015 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果为： 0016 1、 利用图像传感器。

11、SC031GS(传感器型号， 以下统称图像传感器)具备背照式和全 局曝光的特性使得模块采集的图像信噪比高、 拍摄移动物体清晰不变形， 同时验证通过串 行接口传输的图像是否有效可用、 是否能很好的被算法识别处理。 通过合理的走线排除信 号干扰获取理想图像： 串行信号线避免直角走线， 以免产生反射， 影响高速传输性能； 在串 行信号线下方的参考层不被分割或有间隙， 不被其它走线截断， 参考层比串行信号线每边 要宽4W以上(W即串行信号走线宽度)； 串行线对之间的长度误差控制在10mil以内， 线对与 线对之间的长度误差控制在100mil以内， 以保证两个差分信号能同时到达接收端； 串行线 对要始终。

12、保持等长和等距(对称)， 对称是为了保证走线阻抗一致， 减少反射， 对称性不好会 使信号失真， 导致不稳定或无图； 0017 2、 串行线对之间要保持至少2W以上的间距， 远离其它高速信号 (输入输出时钟 线)； 串行信号线对上的两根线同时过孔(保持对称性)。 使用排针串行数据接口使得模块具 备普遍实用性。 使用跳线帽和排针接口的方式连接电源达到方便测试不同图像规格下的电 压、 电流和功率。 使用排针接口引出外部触发功能控制管脚和LED(Light Emitting Diode， 发光二极管， 以下统称LED)控制管脚达到方便验证外部触发功能和LED控制功能。 使用4种 不同尺寸的镜头座定位孔。

13、实现根据不同的需求可以更换不同的镜头。 0018 3、 可有效的在成品设计前验证串行接口输出的需求， 避免改板、 更换型号测试导 致的人工、 物料、 时间成本损耗。 此模块实用方便， 图像能通过串行接口输出， 实现多种分辨 率、 多种帧率、 多种曝光时间、 多种增益、 多种镜头验证， 能实现测试多种图像规格下的功 率， 能实现外部触发功能， 能实现LED控制功能， 加上背照式高性噪比特性和全局曝光特性， 能替换非背照式传感器的低性噪比效果和卷帘式曝光捕获运动物体的变形效果， 以达到满 足最佳的应用图像需求。 附图说明 0019 图1为本实用新型提出的一种图像传感器串行接口传输模块中光学单元的结。

14、构示 意图； 0020 图2为本实用新型提出的一种图像传感器串行接口传输模块中信号传输单元的结 构示意图； 0021 图3为本实用新型提出的一种图像传感器串行接口传输模块中电源功率单元的结 构示意图； 0022 图4为本实用新型提出的一种图像传感器串行接口传输模块中LED控制单元和外 部触发控制单的结构示意图； 0023 图5为本实用新型提出的一种图像传感器串行接口传输模块的原理框图。 0024 图中： 1光学单元， 2信号传输单元， 3电源功率单元， 4LED控制单元， 5外部触发控制 单元， 6镜头座定位孔， 7插针， 8单排针， 9第一插针， 10第二插针。 具体实施方式 0025 下面。

15、将结合本实用新型实施例中的附图， 对本实用新型实施例中的技术方案进行 说明书 2/4 页 4 CN 211266975 U 4 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例， 而不是全部的 实施例。 0026 参照图1-5， 一种图像传感器串行接口传输模块， 包括光学单元 1、 信号传输单元 2、 电源功率单元3、 LED控制单元4、 外部触发控制单元5， 光学单元1应由型号为SC031GS的串 行接口图像传感器和四种不同尺寸的镜头座定位孔6组成， 四种不同尺寸的镜头座定位孔 6组成和尺寸从小到大分别为1号两孔的直线距离为20mm， 2号四孔构成的矩形尺寸为30mm。

16、 x 20mm， 3号四孔构成的矩形尺寸为39mm x 28mm， 4号四孔构成的矩形尺寸为38mm x 38mm， 可以适应不同应用的镜头固定需求， 以及保证采集到的图像不偏焦、 不偏移光学中心； 0027 其中， 信号传输单元2由双排针共40个插针7组成， 包括输入输出时钟信号、 串行数 据信号、 I2C控制信号， 双排针共40个插针7 通过焊接的方式完全固定， 任意两个相邻插针 的间隔距离为2.54mm， 提供输入时钟后通过I2C控制初始化后得到输出时钟信号和串行数 据信号所组成的图像信号， 电源功率单元3由三组单排针8分别将模拟电源、 数字电源和内 核电源引出， 三组单排针8通过焊接的。

17、方式完全固定， 每组有3根插针， 焊盘为方形的为第1 根， 中间的为第2根， 另外一根为第三根； 其中第一根接地， 第二根为图像传感器电源， 第三 根为外部供电电源， 用跳线帽来连接或断开第二和第三根， 每组排针中任意相邻两根的间 隔距离为2.54mm， 相邻两组的第一根插针间隔距离为12.7mm， 使用跳线帽和排针来连接电 源给图像传感器提供模拟电源、 数字电源和内核电源使其正常工作， 或者断开跳线帽使用 相关仪器连接每组电源接口可以测量出电流、 电压， 得以计算出不同图像规格的功； 0028 其中， LED控制单元4由第一插针9将图像传感器的LED控制管脚引出， 通过焊接的 方式完全固定，。

18、 使用排针把图像传感器的LED控制管脚引出， 方便连接LED， 通过信号传输单 元2的I2C控制信号使能LED控制功能以及输出不同时长的脉冲， 使得LED工作与曝光时间同 步， 外部触发控制单元5由第二插针10将图像传感器的外部触发功能控制管脚引出， 通过焊 接的方式完全固定， 第一插针9和第二插针10间隔距离为2.54mm， 使用排针把图像传感器的 外部触发功能控制管脚引出， 通过信号传输单元2的I2C控制信号使能外部触发功能控制功 能， 再通过外部信号来控制图像传感器的输出使能和帧率， 光学单元1、 信号传输单元2、 电 源功率单元3、 LED控制单元4、 外部触发控制单元5均固定设置在1。

19、.5mm双层印刷电路板上。 0029 本实用新型可分为光学单元1、 信号传输单元2、 电源功率单元 3、 LED控制单元4、 外部触发控制单元5。 0030 光学单元1包括图像传感器和4种不同尺寸的镜头座定位孔。 其中尺寸由小到大分 别为20mm、 30mm x 20mm、 39mm x 28mm、 38mm x 38mm， 可以适应不同应用的镜头固定需求， 以及保证采集到的图像不偏焦、 不偏移光学中心后通过信号传输单元2输出正常。 0031 信号传输单元2包括输入输出时钟信号、 串行数据信号、 I2C控制信号， 其中各种信 号已经通过合理走线来避免相互干扰。 提供输入时钟后通过I2C控制初始。

20、化后得到输出时 钟信号和串行数据信号所组成的图像信号。 0032 电源功率单元3是所有其他单元正常工作的关键， 使用跳线帽和排针来连接电源 给图像传感器提供模拟电源、 数字电源和内核电源使其正常工作， 或者断开跳线帽使用相 关仪器连接每组电源接口可以测量出电流、 电压， 得以计算出不同图像规格的功率。 0033 LED控制单元4使用排针把图像传感器的LED控制管脚引出， 方便连接LED， 通过信 号传输单元2的I2C控制信号使能LED控制功能以及输出不同时长的脉冲， 使得LED工作与曝 说明书 3/4 页 5 CN 211266975 U 5 光时间同步。 0034 外部触发控制单元5使用排针。

21、把图像传感器的外部触发功能控制管脚引出， 通过 信号传输单元2的I2C控制信号使能外部触发功能控制功能， 再通过外部信号来控制图像传 感器的输出使能和帧率， 此方式可以实现用同一个外部信号来控制多个图像传感器同步工 作。 0035 以上所述， 仅为本实用新型较佳的具体实施方式， 但本实用新型的保护范围并不 局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内， 根据本实用 新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变， 都应涵盖在本实用新型的保护范 围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 211266975 U 6 图1 图2 说明书附图 1/3 页 7 CN 211266975 U 7 图3 图4 说明书附图 2/3 页 8 CN 211266975 U 8 图5 说明书附图 3/3 页 9 CN 211266975 U 9 。