CN105424324A - 一种用于对cmos图像传感器进行非线性参数实时测试的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置，属于CMOS图像传感器测试领域。解决了现有对CMOS图像传感器的非线性参数进行人工测试的方法，导致测试准确度低的问题。FPGA处理板通过步进电机控制器对旋转机构进行位置信息采集及控制，激光器出射的激光经望远镜准直后，入射至反射镜，经反射镜反射后，又经聚焦透镜聚焦后，通过光阑入射至待测CMOS图像传感器，待测CMOS图像传感器将采集的光斑图像通过并行总线送至FPGA处理板；FPGA处理板实对采集的光斑图像进行处理，获得NU值，NU值与设定的阈值进行比较，判定待测CMOS图像传感器是否合格。用于对图像传感器进行检测。

Description

一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置
技术领域
本发明属于CMOS图像传感器测试领域。
背景技术
卫星光通信中，CMOS图像传感器是光学系统中的主要组成部分。为了实现其空间应用的可靠性和安全性，对于CMOS图像传感器芯片的筛选测试非常重要，尤其是对其非线性参数的测试和筛选特别重要，非线性参数将直接影响CMOS图像传感器芯片的输出图像信号的幅值和质量，会对卫星光通信系统的捕获和跟踪精度造成一定程度的影响。
通常采用的方法是进行人工测试的方法，对CMOS图像传感器芯片的非线性进行测试，其缺点是人工方法的测试精度难以保证，也很难保证对CMOS图像传感器芯片全视域空间进行全面的测试。因此，现在还没有一套便携、测试全面、即时给出CMOS图像传感器芯片非线性测试结果的仪器，从而实现对CMOS图像传感器芯片的筛选和评估工作。
因此，本发明重点考虑研制一套测试装置实现快速、准确地评估CMOS图像传感器芯片的非线性参数，从而完成CMOS图像传感器芯片的质量保证。
发明内容
本发明是为了解决现有对CMOS图像传感器的非线性参数进行人工测试的方法，导致测试准确度低的问题，本发明提供了一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置。
一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置，它包括激光器、望远镜、反射镜、聚焦透镜、旋转机构、光阑、FPGA处理板、暗箱和步进电机控制器；
激光器、望远镜、反射镜、聚焦透镜、旋转机构、光阑、FPGA处理板和步进电机控制器均设置在暗箱内；
FPGA处理板通过步进电机控制器对旋转机构进行位置信息采集及控制，从而使旋转机构带动光阑运动，使光阑进行360°旋转以及平移，实现光斑在待测CMOS图像传感器的光敏面上的移动，
激光器出射的激光经望远镜准直后，入射至反射镜，经反射镜反射后，又经聚焦透镜聚焦后，通过光阑入射至待测CMOS图像传感器，待测CMOS图像传感器将采集的光斑图像通过并行总线送至FPGA处理板；FPGA处理板实时的读取采集的光斑图像，并对采集的光斑图像进行处理，获得NU值，NU值与设定的阈值进行比较，当NU值小于设定的阈值时，待测CMOS图像传感器为合格件，当NU值大于设定的阈值时，待测CMOS图像传感器为残次品；
其中，NU＝sd/mu×100％；
NU值用于表征图像传感器的非线性度，sd为输出图像信号的标准差，mu为均值。
所述的暗箱的长、宽和高分别为0.7m、0.7m和0.5m。
所述的光斑图像的大小为100×100像素。
所述的待测CMOS图像传感器的像素为1280×1024。
一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置，它还包括芯片座，且芯片座放置在暗箱内，芯片座用于放置待测CMOS图像传感器。
本发明所述的一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置，主要针对CMOS图像传感器的非线性参数进行测试，并能够实时给出测试结果，从中筛选适合的芯片。因此，测试装置主要分为两个部分：电子学接口测试单元以及光学接口测试单元，电子学测试单元包括FPGA处理板、CMOS图像传感器，步进电机控制器，光学接口测试单元包括激光器、望远镜、反射镜、聚焦透镜、光阑和暗箱；FPGA的主频可达300MHz，FPGA处理板将对CMOS图像传感器提供并行总线，用于产生CMOS图像传感器芯片的工作时序信号，保证CMOS图像传感器芯片可以正常工作。
本发明带来的有益效果是，本发明提供了一套能够对CMOS图像传感器芯片的非线性进行实时测量的装置。利用此设备准确、方便、实时地评估CMOS图像传感器芯片的工作参数特性，脱解决了人工进行测试筛选，带来的测试准确度低的问题，实现智能地对CMOS图像传感芯片的筛选，保证卫星光通信系统的可靠性和安全性。
附图说明
图1为本发明所述的一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置的原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置，它包括激光器1、望远镜2、反射镜3、聚焦透镜4、旋转机构5、光阑6、FPGA处理板7、暗箱9和步进电机控制器10；
激光器1、望远镜2、反射镜3、聚焦透镜4、旋转机构5、光阑6、FPGA处理板7和步进电机控制器10均设置在暗箱9内；
FPGA处理板7通过步进电机控制器10对旋转机构5进行位置信息采集及控制，从而使旋转机构5带动光阑6运动，使光阑6进行360°旋转以及平移，实现光斑在待测CMOS图像传感器8的光敏面上的移动，
激光器1出射的激光经望远镜2准直后，入射至反射镜3，经反射镜3反射后，又经聚焦透镜4聚焦后，通过光阑6入射至待测CMOS图像传感器8，待测CMOS图像传感器8将采集的光斑图像通过并行总线送至FPGA处理板7；FPGA处理板7实时的读取采集的光斑图像，并对采集的光斑图像进行处理，获得NU值，NU值与设定的阈值进行比较，当NU值小于设定的阈值时，待测CMOS图像传感器8为合格件，当NU值大于设定的阈值时，待测CMOS图像传感器8为残次品；
其中，NU＝sd/mu×100％；
NU值用于表征图像传感器的非线性度，sd为输出图像信号的标准差，mu为均值。
本实施方式，光阑固定在旋转机构5上，并可以在步进电机控制器的作用下进行360°旋转以及平移，步进电机控制需要将位置信息通过RS232总线，反馈给FPGA处理板，信息刷新率为10Hz/s。
聚焦透镜4焦距为20cm，FPGA处理板7可采用XILINXSPARTAN系列的FPGA实现。
FPGA处理板可通过USB接口实现与计算的通信，用于记录主要信息以及提供筛选条件。被测的CMOS图像传感器芯片的非线性进行实时检测以及筛选，最终可以选择性能优良的芯片应用于卫星光通信系统。
另外，FPGA处理板7将根据待测CMOS图像传感器采集光斑的情况，对步进电机控制器进行调整，控制步进电机改变位置，自动实现对CMOS图像传感器全视域非线性的测试，最终将由FPGA给出测试结果，非线性的判定阈值可根据具体的要求确定，一般标准见表1所示。一旦不满足判定阈值，FPGA可产生相应的告警信号，及时通知测试人员。
表1测试项目及筛选测试标准
具体实施方式二：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置的区别在于，所述的暗箱的长、宽和高分别为0.7m、0.7m和0.5m。
本实施方式，在暗箱中进行测试，主要是防止背景光的干扰，从而可以更加客观地评测CMOS图像传感器芯片的非线性参数的优劣。
具体实施方式三：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置的区别在于，所述的光斑图像的大小为100×100像素。
具体实施方式四：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置的区别在于，所述的待测CMOS图像传感器的像素为1280×1024。
具体实施方式五：参见图1说明本实施方式，本实施方式1与具体实施方式一所述的一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置的区别在于，它还包括芯片座，且芯片座放置在暗箱9内，芯片座用于放置待测CMOS图像传感器。
本实施方式，CMOS图像传感器放置在芯片座上，这样可以方便更换不同的CMOS图像传感器芯片，便于批量筛选和测试。

Claims (5)

1.一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置，其特征在于，它包括激光器(1)、望远镜(2)、反射镜(3)、聚焦透镜(4)、旋转机构(5)、光阑(6)、FPGA处理板(7)、暗箱(9)和步进电机控制器(10)；
激光器(1)、望远镜(2)、反射镜(3)、聚焦透镜(4)、旋转机构(5)、光阑(6)、FPGA处理板(7)和步进电机控制器(10)均设置在暗箱(9)内；
FPGA处理板(7)通过步进电机控制器(10)对旋转机构(5)进行位置信息采集及控制，从而使旋转机构(5)带动光阑(6)运动，使光阑(6)进行360°旋转以及平移，实现光斑在待测CMOS图像传感器(8)的光敏面上的移动，
激光器(1)出射的激光经望远镜(2)准直后，入射至反射镜(3)，经反射镜(3)反射后，又经聚焦透镜(4)聚焦后，通过光阑(6)入射至待测CMOS图像传感器(8)，待测CMOS图像传感器(8)将采集的光斑图像通过并行总线送至FPGA处理板(7)；FPGA处理板(7)实时的读取采集的光斑图像，并对采集的光斑图像进行处理，获得NU值，NU值与设定的阈值进行比较，当NU值小于设定的阈值时，待测CMOS图像传感器(8)为合格件，当NU值大于设定的阈值时，待测CMOS图像传感器(8)为残次品；
其中，NU＝sd/mu×100％；
NU值用于表征图像传感器的非线性度，sd为输出图像信号的标准差，mu为均值。
2.根据权利要求1所述的一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置，其特征在于，所述的暗箱的长、宽和高分别为0.7m、0.7m和0.5m。
3.根据权利要求1所述的一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置，其特征在于，所述的光斑图像的大小为100×100像素。
4.根据权利要求1所述的一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置，其特征在于，所述的待测CMOS图像传感器的像素为1280×1024。
5.根据权利要求1所述的一种用于对CMOS图像传感器进行非线性参数实时测试的装置，其特征在于，它还包括芯片座，且芯片座放置在暗箱(9)内，芯片座用于放置待测CMOS图像传感器。
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