CN112083257B - 一种cmos图像传感器的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CMOS图像传感器的测试装置，包括测试母板和多个测试子板；测试母板上设置FPGA主控芯片和LDO芯片以及第一连接器，FPGA主控芯片用于执行预先编辑的测试程序，输出和待测CMOS图像传感器的型号对应的测试信号，测试子板上设置有和第一连接器可插拔连接的第二连接器，以及用于和待测CMOS图像传感器相连接的第三连接器；每个第三连接器分别用于和不同型号的待测CMOS图像传感器相连接。本申请针对不同型号的CMOS图像传感器设置多个不同的测试子板，及FPGA主控芯片中测试程序可现场编程的特性，实现同一个测试母板对多种不同型号的CMOS图像传感器的测试，降低了CMOS图像传感器的测试成本。

Description

一种CMOS图像传感器的测试装置

技术领域

本发明涉及图像传感器技术领域，特别是涉及一种CMOS图像传感器的测试装置。

背景技术

CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)图像传感器是成像平台中重要的电子器件之一，在各种捕捉和测量等机器视觉领域中被广泛应用。而为了保证CMOS图像传感器能够良好的完成工作任务，就需要对CMOS图像传感器的工作性能进行重点关注。

为此，在CMOS图像传感器实际应用直接，就需要对CMOS图像传感器进行性能测试。主要是通过向CMOS图像传感器的感光面发射光照，并为CMOS图像传感器提供驱动其工作的测试信号，使得CMOS图像传感器感光成像并输出对应的图像数据，根据该图像数据即可判断出CMOS图像传感器的工作性能是否良好。

但是针对不同的任务需求所采用的CMOS图像传感器对应的型号、性能参数以及封装结构各不相同。如果对于每一种型号的CMOS图像传感器都设计和开发一套验证和测试平台，硬件设计和调试的工作量巨大，并且会增加很多的经济成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种CMOS图像传感器的测试装置，能够实现多种不同型号的CMOS图像传感器的工作性能测试，在一定程度上降低了多种CMOS图像传感器测试的经济成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS图像传感器的测试装置，包括测试母板和多个测试子板；

所述测试母板上设置FPGA主控芯片和LDO芯片以及第一连接器，其中，所述FPGA主控芯片用于执行预先根据待测CMOS图像传感器的型号编辑的测试程序，输出和所述待测CMOS图像传感器的型号对应的测试信号；所述LDO芯片用于为所述待测CMOS图像传感器提供工作电压；

所述测试子板上设置有可和所述第一连接器可插拔连接的第二连接器，以及用于和所述待测CMOS图像传感器相连接的第三连接器；其中，各个所述测试子板上的所述第三连接器各不相同，分别用于和不同型号的所述待测CMOS图像传感器相连接。

在本申请的一种可选地实施例中，所述LDO芯片为输出电压可调的芯片。

在本申请的一种可选地实施例中，所述LDO芯片的数量为多个，各个所述LDO芯片的输出电压可调范围各不相同。

在本申请的一种可选地实施例中，各个所述测试子板的尺寸大小和所述测试子板上的所述第三连接器对应连接的所述待测CMOS图像传感器的尺寸大小相配合。

在本申请的一种可选地实施例中，所述FPGA主控芯片包括：

用于执行所述测试程序，输出所述待测CMOS图像传感器对应的驱动信号和配置信号的CMOS驱动模块；

用于采集所述待测CMOS图像传感器输出的图像数据的数据缓存模块；

以及用于输出所述待测CMOS图像传感器测试结果的Camera-link输出模块。

在本申请的一种可选地实施例中，所述测试母板上还设置有外部DDR3芯片，所述FPGA主控芯片还包括DDR3缓存模块；

所述DDR3缓存模块用于连接所述外部DDR3芯片；所述数据缓存模块和所述外部DDR3芯片分别用于对所述待测CMOS图像传感器采用global shutter和rolling shutter两种快门方式采集的图像数据进行缓存。

本发明所提供的一种CMOS图像传感器的测试装置，包括测试母板和多个测试子板；测试母板上设置FPGA主控芯片和LDO芯片以及第一连接器，其中，FPGA主控芯片用于执行预先根据待测CMOS图像传感器的型号编辑的测试程序，输出和待测CMOS图像传感器的型号对应的测试信号；LDO芯片用于为待测CMOS图像传感器提供工作电压；测试子板上设置有和第一连接器可插拔连接的第二连接器，以及用于和待测CMOS图像传感器相连接的第三连接器；其中，各个测试子板上的第三连接器各不相同，且每个第三连接器分别用于和不同型号的待测CMOS图像传感器相连接。

本申请中所提供的测试装置，包括测试母板和多个测试子板，各个测试子板用于分别和不同型号的待测CMOS图像传感器相连接，测试子板和测试母板之间通过可插拔连接的第一连接器和第二连接器相连接；也即是说不同型号的待测CMOS图像传感器可以通过对应的测试子板和测试母板之间相连通，进而通过测试母板上的FPGA主控芯片和待测CMOS图像传感器之间进行信息交互，并且FPGA主控芯片为一种可现场反复编程的芯片，因此在确定待测CMOS图像传感器的型号之后，可以针对待测CMOS图像传感器的型号进行测试程序的修改编程，使得在实际测试过程中FPGA主控芯片可以输出和待测CMOS图像传感器的型号相对应的测试信号，从而实现对CMOS图像传感器的测试。

综上所述，本申请中针对不同型号的CMOS图像传感器设置多个不同的测试子板，以及FPGA主控芯片中的测试程序具有可现场反复编程修改的特性输出不同型号CMOS图像传感器对应的测试信号，实现同一个测试母板对多种不同型号的CMOS图像传感器的测试，也即是说一套测试装置可同时实现多种型号的CMOS图像传感器的测试，进而提高了测试装置对多种型号的CMOS图像传感器测试的通用性，在很大程度上降低了CMOS图像传感器的测试成本，有利于CMOS图像传感器的广泛应用。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的CMOS图像传感器测试装置的结构框图。

具体实施方式

在对CMOS图像传感器进行测试时，不同型号的CMOS图像传感器因为封装结构等方面因素的影响，导致CMOS图像传感器输出信号的接口引脚以及CMOS图像传感器工作性能测试所需的测试信号等各不相同。

目前针对不同CMOS图像传感器的测试主要是依据CMOS图像传感器的具体类型，专门涉及合适的测试装置，如果需要测试的CMOS图像传感器的种类较多，就需要专门采用多种测试装置，增加了测试装置的测试成本。

为此，本申请提供了一种针对多种型号的CMOS图像传感器具有高度通用性的测试装置，能够实现多种不同型号的CMOS图像传感器的测试。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，图1为本申请实施例提供的CMOS图像传感器测试装置的结构框图，该测试装置可以包括：

测试母板2和多个测试子板1；

测试母板2上设置FPGA主控芯片21和LDO芯片22以及第一连接器，其中，FPGA主控芯片21用于执行预先根据待测CMOS图像传感器11的型号编辑的测试程序，输出和待测CMOS图像传感器11的型号对应的测试信号；LDO芯片22用于为待测CMOS图像传感器11提供工作电压；

测试子板1上设置有和第一连接器可插拔连接的第二连接器，以及用于和待测CMOS图像传感器11相连接的第三连接器；其中，各个测试子板1上的第三连接器各不相同，且每个第三连接器分别用于和不同型号的待测CMOS图像传感器11相连接。

在测试母板2中，FPGA主控芯片21为具有现场可反复编程特性的芯片，那么，在确定出待测CMOS图像传感器11的型号之后，对待测CMOS图像传感器11进行测试之前，可以针对FPGA主控芯片21中的测试程序进行修改编程，使得FPGA主控芯片21在测试过程中，执行该测试程序可输出和待测CMOS图像传感器11的型号相对应的测试信号，例如配置信号和驱动信号，进而实现同一个FPGA主控芯片21对多种不同型号的待测CMOS图像传感器11的测试。

而在测试子板1中，因为各种型号的待测CMOS图像传感器11的封装结构各不相同，因此各种型号的待测CMOS图像传感器11和外界其他电子器件之间接口连接方式也各不相同，而测试子板1也就相当于为测试母板2提供一个可随待测CMOS图像传感器11的型号变化而变化的连接接口，以实现不同CMOS图像传感器11均可以通过对应的测试子板1和测试母板2之间实现通讯连接，进而实现FPGA主控芯片21对待测CMOS图像传感器的测试。

在实际进行测试时，确定待测CMOS图像传感器11之后，即可选择对应的测试子板1，并对FPGA主控芯片21的测试程序进行现场编程，实现对FPGA主控芯片21输出的测试信号进行修改；将测试子板1的第三连接器和待测CMOS图像传感器11相连接之后，再将测试子板1的第二连接器和测试母板2的第一连接器相连接；将用光源照射待测CMOS图像传感器11，并启动FPGA主控芯片21的测试程序，最后根据FPGA主控芯片21测试获得的性能数据，即可确定待测CMOS图像传感器11工作性能的好坏。

本申请中所提供的测试装置，将用于和CMOS图像传感器相连接的接口单独从测试母板上隔离出来，并为测试母板配置多个测试子板，每个测试子板分别可与一种型号的CMOS图像传感器的连接，解决了测试装置因为和CMOS图像传感器之间的连接接口固定，而无法实现各种型号的CMOS图像传感器的测试的问题；在此基础上，执行CMOS图像传感器的测试程序的芯片为FPGA主控芯片，由此可以利用FPGA主控芯片的可现场反复编程的特性，对FPGA主控芯片输出的测试程序进行编程，实现针对不同型号的CMOS图像传感器的测试，进而使得同一测试母板可以实现多种不同型号的CMOS图像传感器测试信号的输出，进而实现对多种不同型号的CMOS图像传感器可利用同一测试母板进行测试，使得测试母板的测试功能具有高通用性。由此，本申请中用过FPGA主控芯片的可现场编程特定，以及测试母板连接的测试子板的可选择性，使得测试装置对不同型号的CMOS图像传感器均可测试，减少了不同型号的CMOS图像传感器测试所需的测试设备的数量，降低测试成本，有利于CMOS图像传感器的广泛应用。

基于上述实施例，在本申请的一种可选地实施例中，用于为待测CMOS图像传感器11提供工作电压的LDO芯片22，为输出电压可调的芯片。

对于待测CMOS图像传感器11而言，其工作所需的电压应当是在一定区段范围内变化的。相应地，在测试母板2上为CMOS图像传感器11提供工作电压的LDO芯片22为输出电压应当在一定电压区段内可调，具体地可以通过调整LDO芯片22内部的可变电阻大小实现这一调节。

进一步地，LDO芯片22的数量为多个，各个LDO芯片22的输出电压可调范围各不相同。

如前所述，在实际测试过程中本申请中的测试装置需要对多种不同型号的待测CMOS图像传感器11进行测试，每种型号的待测CMOS图像传感器11所需要的工作电压的范围可能各不相同。为此，在测试母板上可以同时设置多个LDO芯片22，各个LDO芯片22输出的电压变化范围各不相同，

如图1所示用于为待测CMOS图像传感器11供电的LDO芯片22的数量可以设置为6个，基本上能够满足各种不同型号的待测CMOS图像传感器11的测试需求。

当然，除了待测CMOS图像传感器11需要供电电压，FPGA主控芯片21也同样需要供电电压，因此，还可以在测试母板2上设置两个输出恒定电压值的固定电压LDO芯片24，为FPGA主控芯片21及其他主要相关芯片提供供电电压，提供的电压大小可以分别为3.3V和1.5V。

在本申请的另一可选地实施例中，各个测试子板1的尺寸大小和测试子板1上的第三连接器对应连接的待测CMOS图像传感器1的尺寸大小相配合。

为了尽可能地节省测试子板1的尺寸大小，以减少测试子板1的制备成本，可以将该测试子板1的尺寸大小设置成和对应的待测CMOS图像传感器11的尺寸大小一致。

在本申请的另一可选地的实施例中，FPGA主控芯片21可以包括：

用于执行测试程序，输出待测CMOS图像传感器11对应的驱动信号和配置信号的CMOS驱动模块211；

用于采集待测CMOS图像传感器11输出的图像数据的数据缓存模块212；

以及用于输出待测CMOS图像传感器11测试结果的Camera-link输出模块214。

CMOS驱动模块211生成驱动待测CMOS图像传感器11工作的驱动信号和配置信号，对于不同型号的待测CMOS图像传感器11，该CMOS驱动模块11需要随之更新；数据缓存模块212采集待测CMOS图像传感器11输出到FPGA主控芯片21的图像数据，该数据缓存模块212对于多路串行输入数据、多路并行输入数据，单端输入数据、差分输入数据均进行兼容性设计，对于不同型号的待测CMOS图像传感器11，仅需要修改配置参数。Camera-link输出模块214为数据输出模块，由于对于不同型号的待测CMOS图像传感器11，测试和验证装置的数据输出分辨率、帧频不变，该Camera-link输出模块214不需要进行修改。

在本申请的另一可选地实施例中，测试母板上还设置有外部DDR3芯片23，FPGA主控芯片21还包括DDR3缓存模块213；

DDR3缓存模块213用于连接外部DDR3芯片23；数据缓存模块212和外部DDR3芯片23分别用于对待测CMOS图像传感器11采用global shutter和rolling shutter两种快门方式采集的图像数据进行缓存。

DDR3缓存模块213定义了FPGA主控芯片21与外部DDR3芯片23的接口，实现了FPGA主控芯片21对外部DDR3芯片23的读写控制，使得采集获得的图像数据可以缓存在该外部DDR3芯片23中；并且FPGA主控芯片21内置的数据缓存模块212和外部DDR3芯片23分别可以实现global shutter和rolling shutter两种快门方式采集的图像数据的缓存，最终采用满帧写入抽帧输出的方式通过Camera-link接口214对外输出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种CMOS图像传感器的测试装置，其特征在于，包括测试母板和多个测试子板；

所述测试母板上设置FPGA主控芯片和LDO芯片以及第一连接器，其中，所述FPGA主控芯片用于执行预先根据待测CMOS图像传感器的型号编辑的测试程序，输出和所述待测CMOS图像传感器的型号对应的测试信号；所述LDO芯片用于为所述待测CMOS图像传感器提供工作电压；

所述测试子板上设置有可和所述第一连接器可插拔连接的第二连接器，以及用于和所述待测CMOS图像传感器相连接的第三连接器；其中，各个所述测试子板上的所述第三连接器各不相同，分别用于和不同型号的所述待测CMOS图像传感器相连接；

所述LDO芯片为输出电压可调的芯片；

所述LDO芯片的数量为多个，各个所述LDO芯片的输出电压可调范围各不相同。

2.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的测试装置，其特征在于，各个所述测试子板的尺寸大小和所述测试子板上的所述第三连接器对应连接的所述待测CMOS图像传感器的尺寸大小相配合。

3.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的测试装置，其特征在于，所述FPGA主控芯片包括：

用于执行所述测试程序，输出所述待测CMOS图像传感器对应的驱动信号和配置信号的CMOS驱动模块；

用于采集所述待测CMOS图像传感器输出的图像数据的数据缓存模块；

以及用于输出所述待测CMOS图像传感器测试结果的Camera-link输出模块。

4.如权利要求3所述的CMOS图像传感器的测试装置，其特征在于，所述测试母板上还设置有外部DDR3芯片，所述FPGA主控芯片还包括DDR3缓存模块；

所述DDR3缓存模块用于连接所述外部DDR3芯片；所述数据缓存模块和所述外部DDR3芯片分别用于对所述待测CMOS图像传感器采用global shutter和rolling shutter两种快门方式采集的图像数据进行缓存。

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