一種用于對(duì)cmos圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于CMOS圖像傳感器測試領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星光通信中，CMOS圖像傳感器是光學(xué)系統(tǒng)中的主要組成部分。為了實(shí)現(xiàn)其空間 應(yīng)用的可靠性和安全性，對(duì)于CMOS圖像傳感器芯片的篩選測試非常重要，尤其是對(duì)其非線 性參數(shù)的測試和篩選特別重要，非線性參數(shù)將直接影響CMOS圖像傳感器芯片的輸出圖像信 號(hào)的幅值和質(zhì)量，會(huì)對(duì)衛(wèi)星光通信系統(tǒng)的捕獲和跟蹤精度造成一定程度的影響。
[0003]通常采用的方法是進(jìn)行人工測試的方法，對(duì)CMOS圖像傳感器芯片的非線性進(jìn)行測 試，其缺點(diǎn)是人工方法的測試精度難以保證，也很難保證對(duì)CMOS圖像傳感器芯片全視域空 間進(jìn)行全面的測試。因此，現(xiàn)在還沒有一套便攜、測試全面、即時(shí)給出CMOS圖像傳感器芯片 非線性測試結(jié)果的儀器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)CMOS圖像傳感器芯片的篩選和評(píng)估工作。
[0004]因此，本發(fā)明重點(diǎn)考慮研制一套測試裝置實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地評(píng)估CMOS圖像傳感器 芯片的非線性參數(shù)，從而完成CMOS圖像傳感器芯片的質(zhì)量保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有對(duì)CMOS圖像傳感器的非線性參數(shù)進(jìn)行人工測試的方法，導(dǎo) 致測試準(zhǔn)確度低的問題，本發(fā)明提供了一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測 試的裝置。
[0006] -種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置，它包括激光器、望 遠(yuǎn)鏡、反射鏡、聚焦透鏡、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、光闌、FPGA處理板、暗箱和步進(jìn)電機(jī)控制器；
[0007]激光器、望遠(yuǎn)鏡、反射鏡、聚焦透鏡、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、光闌、FPGA處理板和步進(jìn)電機(jī)控制 器均設(shè)置在暗箱內(nèi)；
[0008] FPGA處理板通過步進(jìn)電機(jī)控制器對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行位置信息采集及控制，從而使旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)光闌運(yùn)動(dòng)，使光闌進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)以及平移，實(shí)現(xiàn)光斑在待測CMOS圖像傳感器的 光敏面上的移動(dòng)，
[0009]激光器出射的激光經(jīng)望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)直后，入射至反射鏡，經(jīng)反射鏡反射后，又經(jīng)聚焦透 鏡聚焦后，通過光闌入射至待測CMOS圖像傳感器，待測CMOS圖像傳感器將采集的光斑圖像 通過并行總線送至FPGA處理板;FPGA處理板實(shí)時(shí)的讀取采集的光斑圖像，并對(duì)采集的光斑 圖像進(jìn)行處理，獲得NU值，NU值與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)NU值小于設(shè)定的閾值時(shí)，待測 CMOS圖像傳感器為合格件，當(dāng)NU值大于設(shè)定的閾值時(shí)，待測CMOS圖像傳感器為殘次品；
[0010]其中，NU=sd/muX100%;
[0011] NU值用于表征圖像傳感器的非線性度，sd為輸出圖像信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差，mu為均值。
[0012] 所述的暗箱的長、寬和高分別為0.7m、0.7m和0.5m。
[0013]所述的光斑圖像的大小為100 X 100像素。
[0014]所述的待測CMOS圖像傳感器的像素為1280X1024。
[0015] -種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置，它還包括芯片座， 且芯片座放置在暗箱內(nèi)，芯片座用于放置待測CMOS圖像傳感器。
[0016] 本發(fā)明所述的一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置，主要 針對(duì)CMOS圖像傳感器的非線性參數(shù)進(jìn)行測試，并能夠?qū)崟r(shí)給出測試結(jié)果，從中篩選適合的 芯片。因此，測試裝置主要分為兩個(gè)部分：電子學(xué)接口測試單元以及光學(xué)接口測試單元，電 子學(xué)測試單元包括FPGA處理板、CMOS圖像傳感器，步進(jìn)電機(jī)控制器，光學(xué)接口測試單元包括 激光器、望遠(yuǎn)鏡、反射鏡、聚焦透鏡、光闌和暗箱;FPGA的主頻可達(dá)300MHz，F(xiàn)PGA處理板將對(duì) CMOS圖像傳感器提供并行總線，用于產(chǎn)生CMOS圖像傳感器芯片的工作時(shí)序信號(hào)，保證CMOS 圖像傳感器芯片可以正常工作。
[0017] 本發(fā)明帶來的有益效果是，本發(fā)明提供了一套能夠?qū)MOS圖像傳感器芯片的非線 性進(jìn)行實(shí)時(shí)測量的裝置。利用此設(shè)備準(zhǔn)確、方便、實(shí)時(shí)地評(píng)估CMOS圖像傳感器芯片的工作參 數(shù)特性，脫解決了人工進(jìn)行測試篩選，帶來的測試準(zhǔn)確度低的問題，實(shí)現(xiàn)智能地對(duì)CMOS圖像 傳感芯片的篩選，保證衛(wèi)星光通信系統(tǒng)的可靠性和安全性。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明所述的一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置 的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0019] 一:參見圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種用于對(duì)CMOS圖 像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置，它包括激光器1、望遠(yuǎn)鏡2、反射鏡3、聚焦透鏡4、 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5、光闌6、FPGA處理板7、暗箱9和步進(jìn)電機(jī)控制器10;
[0020] 激光器1、望遠(yuǎn)鏡2、反射鏡3、聚焦透鏡4、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5、光闌6、FPGA處理板7和步進(jìn)電 機(jī)控制器10均設(shè)置在暗箱9內(nèi)；
[0021] FPGA處理板7通過步進(jìn)電機(jī)控制器10對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5進(jìn)行位置信息采集及控制，從而 使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5帶動(dòng)光闌6運(yùn)動(dòng)，使光闌6進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)以及平移，實(shí)現(xiàn)光斑在待測CMOS圖像傳 感器8的光敏面上的移動(dòng)，
[0022] 激光器1出射的激光經(jīng)望遠(yuǎn)鏡2準(zhǔn)直后，入射至反射鏡3，經(jīng)反射鏡3反射后，又經(jīng)聚 焦透鏡4聚焦后，通過光闌6入射至待測CMOS圖像傳感器8,待測CMOS圖像傳感器8將采集的 光斑圖像通過并行總線送至FPGA處理板7;FPGA處理板7實(shí)時(shí)的讀取采集的光斑圖像，并對(duì) 采集的光斑圖像進(jìn)行處理，獲得NU值，NU值與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)NU值小于設(shè)定的閾值 時(shí)，待測CMOS圖像傳感器8為合格件，當(dāng)NU值大于設(shè)定的閾值時(shí)，待測CMOS圖像傳感器8為殘 次品；
[0023] 其中，NU=sd/muX100% ;
[0024] NU值用于表征圖像傳感器的非線性度，sd為輸出圖像信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差，mu為均值。
[0025] 本實(shí)施方式，光闌固定在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)5上，并可以在步進(jìn)電機(jī)控制器的作用下進(jìn)行 360°旋轉(zhuǎn)以及平移，步進(jìn)電機(jī)控制需要將位置信息通過RS232總線，反饋給FPGA處理板，信 息刷新率為l〇Hz/s。
[0026] 聚焦透鏡4焦距為20cm，F(xiàn)PGA處理板7可采用XILINXSPARTAN系列的FPGA實(shí)現(xiàn)。
[0027]FPGA處理板可通過USB接口實(shí)現(xiàn)與計(jì)算的通信，用于記錄主要信息以及提供篩選 條件。被測的CMOS圖像傳感器芯片的非線性進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測以及篩選，最終可以選擇性能優(yōu) 良的芯片應(yīng)用于衛(wèi)星光通信系統(tǒng)。
[0028]另外，F(xiàn)PGA處理板7將根據(jù)待測CMOS圖像傳感器采集光斑的情況，對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制 器進(jìn)行調(diào)整，控制步進(jìn)電機(jī)改變位置，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)CMOS圖像傳感器全視域非線性的測試，最 終將由FPGA給出測試結(jié)果，非線性的判定閾值可根據(jù)具體的要求確定，一般標(biāo)準(zhǔn)見表1所 示。一旦不滿足判定閾值，F(xiàn)PGA可產(chǎn)生相應(yīng)的告警信號(hào)，及時(shí)通知測試人員。
[0029]表1測試項(xiàng)目及篩選測試標(biāo)準(zhǔn)
[0030]

【具體實(shí)施方式】 [0031] 二:參見圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與一所述的 一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置的區(qū)別在于，所述的暗箱的 長、寬和高分別為〇.7m、0.7m和0.5m。
[0032] 本實(shí)施方式，在暗箱中進(jìn)行測試，主要是防止背景光的干擾，從而可以更加客觀地 評(píng)測CMOS圖像傳感器芯片的非線性參數(shù)的優(yōu)劣。
【具體實(shí)施方式】 [0033] 三:參見圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與一所述的 一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置的區(qū)別在于，所述的光斑圖像 的大小為100X100像素。
[0034]【具體實(shí)施方式】四：參見圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的 一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置的區(qū)別在于，所述的待測CMOS 圖像傳感器的像素為1280X1024。
[0035]【具體實(shí)施方式】五:參見圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式1與【具體實(shí)施方式】一所述 的一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置的區(qū)別在于，它還包括芯片 座，且芯片座放置在暗箱9內(nèi)，芯片座用于放置待測CMOS圖像傳感器。
[0036] 本實(shí)施方式，CMOS圖像傳感器放置在芯片座上，這樣可以方便更換不同的CMOS圖 像傳感器芯片，便于批量篩選和測試。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置，其特征在于，它包括 激光器（1)、望遠(yuǎn)鏡(2)、反射鏡(3)、聚焦透鏡(4)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（5)、光闌（6)、FPGA處理板(7)、 暗箱(9)和步進(jìn)電機(jī)控制器(10); 激光器（1)、望遠(yuǎn)鏡（2)、反射鏡(3)、聚焦透鏡(4)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（5)、光闌（6)、FPGA處理板 (7) 和步進(jìn)電機(jī)控制器(10)均設(shè)置在暗箱(9)內(nèi)； FPGA處理板(7)通過步進(jìn)電機(jī)控制器(10)對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)進(jìn)行位置信息采集及控制，從 而使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（5)帶動(dòng)光闌（6)運(yùn)動(dòng)，使光闌（6)進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)以及平移，實(shí)現(xiàn)光斑在待測 CMOS圖像傳感器(8)的光敏面上的移動(dòng)， 激光器（1)出射的激光經(jīng)望遠(yuǎn)鏡（2)準(zhǔn)直后，入射至反射鏡(3)，經(jīng)反射鏡(3)反射后，又 經(jīng)聚焦透鏡(4)聚焦后，通過光闌（6)入射至待測CMOS圖像傳感器(8)，待測CMOS圖像傳感器 (8) 將采集的光斑圖像通過并行總線送至FPGA處理板(7) ;FPGA處理板(7)實(shí)時(shí)的讀取采集 的光斑圖像，并對(duì)采集的光斑圖像進(jìn)行處理，獲得NU值，NU值與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)NU 值小于設(shè)定的閾值時(shí)，待測CMOS圖像傳感器(8)為合格件，當(dāng)NU值大于設(shè)定的閾值時(shí)，待測 CMOS圖像傳感器(8)為殘次品； 其中，NU=sd/muX100%; NU值用于表征圖像傳感器的非線性度，sd為輸出圖像信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差，mu為均值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝 置，其特征在于，所述的暗箱的長、寬和高分別為0.7m、0.7m和0.5m。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝 置，其特征在于，所述的光斑圖像的大小為100X100像素。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝 置，其特征在于，所述的待測CMOS圖像傳感器的像素為1280X1024。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝 置，其特征在于，它還包括芯片座，且芯片座放置在暗箱(9)內(nèi)，芯片座用于放置待測CMOS圖 像傳感器。
【專利摘要】一種用于對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行非線性參數(shù)實(shí)時(shí)測試的裝置，屬于CMOS圖像傳感器測試領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有對(duì)CMOS圖像傳感器的非線性參數(shù)進(jìn)行人工測試的方法，導(dǎo)致測試準(zhǔn)確度低的問題。FPGA處理板通過步進(jìn)電機(jī)控制器對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行位置信息采集及控制，激光器出射的激光經(jīng)望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)直后，入射至反射鏡，經(jīng)反射鏡反射后，又經(jīng)聚焦透鏡聚焦后，通過光闌入射至待測CMOS圖像傳感器，待測CMOS圖像傳感器將采集的光斑圖像通過并行總線送至FPGA處理板；FPGA處理板實(shí)對(duì)采集的光斑圖像進(jìn)行處理，獲得NU值，NU值與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，判定待測CMOS圖像傳感器是否合格。用于對(duì)圖像傳感器進(jìn)行檢測。
【IPC分類】G01M11/02
【公開號(hào)】CN105424324
【申請?zhí)枴緾N201510956805
【發(fā)明人】譚立英, 王強(qiáng), 馬晶, 于思源, 錢學(xué)旻
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月17日