图像传感器的测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种图像传感器的测试装置及其测试方法。

背景技术

图像传感器是成像领域非常重要的一部分，主要完成将外界光信号转变为电信号的任务，然后经过一系列电信号的处理，进而转换成可以在显示器上或其他显示设备上显示的图像。在当今的手机摄像、普通相机摄像、水下探测、空间对地遥感等应用领域，应用最为广泛的图像传感器是电荷耦合器件（CCD，Charge Coupled Device）图像传感器和互补金属氧化物半导体（CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor）图像传感器。

在历史上，CCD图像传感器和CMOS图像传感器几乎是同时在20世纪60年代出现的。1965年-1970年（20世纪70年代），IBM、Fairchild等企业开发光电以及双极二极管阵列。1970年，CCD图像传感器在Bell实验室发明，并依靠CCD图像传感器的高量子效率、高灵敏度、低暗电流、高一致性、低噪音，一直成为图像传感器市场的主导。

和CCD图像传感器相对比，CMOS图像传感器具有低功耗、低操作电压、片上集成功能、低价格等优势，但是在CMOS图像传感器出现初期由于相对较差的性能和较大的像元尺寸，并没有得到很好的市场，后来随着超大规模集成电路技术（VLSI）和CMOS工艺水平的不断提高，CMOS图像传感器的量子效率、填充因子等成像性能逐渐可以和CCD图像传感器相媲美，占据的市场份额逐渐扩大。如今智能手机摄像头大多采用CMOS图像传感器，在水下探测、空间对地遥感等成像领域，CMOS图像传感器也有可能取代CCD图像传感器，进而逐渐成为多数成像领域图像传感器的主要选择。

电磁干扰平时无处不在，CMOS图像传感器本身并不会辐射电磁波，需要对CMOS图像传感器频谱分布的测试结果来预测CMOS图像传感器对其他模块电磁干扰的影响，本案提出了一种图像传感器的测试装置及其测试方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CMOS图像传感器的测试装置和测试方法，解决现有技术中CMOS图像传感器可能对其它模块存在电磁干扰影响的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS图像传感器的测试装置和测试方法，包括：

一种CMOS图像传感器的测试装置，包括：频谱分析仪，位移控制装置和上位机；

所述上位机适于控制所述位移控制装置的位移；

所述位移控制装置适于带动所述频谱分析仪的测试探头扫描待测CMOS图像传感器的上表面。

优选地，所述上位机适于：

在测试开始时，发送指令以启动待测试的CMOS图像传感器和所述频谱分析仪，并控制所述位移控制装置带动所述频谱分析仪的测试探头移动至所述CMOS图像传感器的上面；

在测试中，控制所述位移控制装置的位移；

在测试结束时，控制所述CMOS图像传感器、所述频谱分析仪和位移控制装置停止工作。

优选地，所述频谱分析仪，适于在测试中，对测试探头扫描的区域进行全频段扫描，并将扫描结果进行计算处理，得到最终频谱测试结果。

优选地，所述位移控制装置为机器人、自动化桁架或机械手臂。

优选地，还包括信号传输装置，所述信号传输装置适于接收所述上位机的指令，并将指令解析后发送给所述CMOS图像传感器，使CMOS图像传感器进入正常工作状态。

优选地，还包括屏蔽箱；所述位移控制装置、所述测试探头、所述CMOS图像传感器和所述信号传输装置位于所述屏蔽箱内。

优选地，所述位移控制装置适于带动所述测试探头沿着X方向和Y方向遍历所述CMOS图像传感器的正上方，所述X方向和所述Y方向相交且位于同一水平面上。

优选地，所述位移控制装置适于在带动所述测试探头沿着X方向或Y方向测试时，每次移动间隔为0.5mm~1.5mm。

优选地，所述频谱分析仪适于对所述测试探头所有测试结果进行叠加计算。

优选地，所述频谱分析仪适于将所述测试探头某一位置处进行扫描得到的幅值大小数据取最大值作为该位置处的测试得到的幅值大小。

优选地，所述频谱测试仪的测试频段范围包括80MHz~5000MHz。

本发明的技术方案中还提供了一种CMOS图像传感器的测试方法，包括：

启动待测CMOS图像传感器进入工作状态；

启动频谱分析仪进入待测状态；

启动位移控制装置，由位移控制装置带动所述频谱分析仪的测试探头移动到所述CMOS图像传感器上方；

所述频谱分析仪对所述CMOS图像传感器进行全频段扫描；

将扫描结果进行处理，得到最终频谱测试结果。

优选地，所述位移控制装置带动所述测试探头沿着X方向和Y方向遍历所述CMOS图像传感器的正上方，所述X方向和所述Y方向相交且位于同一水平面上。

优选地，所述位移控制装置适于在带动所述测试探头沿着X方向或Y方向测试时，每次移动间隔为0.5mm~1.5mm。

优选地，测试频段范围为80MHz~5000MHz。

优选地，所述频谱分析仪对所述测试探头所有测试结果进行叠加计算。

优选地，所述频谱分析仪适于将所述测试探头某一位置处进行扫描得到的幅值大小数据取最大值作为该点的幅值大小。

优选地，所述位移控制装置，所述测试探头和所述CMOS图像传感器设置在屏蔽箱内。

优选地，上位机发送命令给信号传输装置，信号传输装置再将命令解析后发送给CMOS图像传感器，使CMOS图像传感器进入正常工作状态。

相对于现有技术，本发明中提供了一种图像传感器的测试装置及其测试方法，可以自动实现全频段目标的频谱测试，解决了现有测试中需要手动进行测试的众多繁琐工作，并且通过对CMOS图像传感器全区域的覆盖测试，还大大提升了测试结果的准确度。

附图说明

图1为本发明一实施例中图像传感器的测试装置的示意图；

图2为本发明一实施例中图像传感器的测试中测试探针扫描点的示意图；

图3为本发明一实施例中图像传感器的测试方法的步骤示意图。

具体实施方式

尤其，当前智能手机越来越重视拍照功能，而手机本身又需要通过射频模块、射频线和天线与外界进行信号通信，为保证在CMOS图像传感器工作时，手机通信不被干扰，因此需要对CMOS图像传感器进行频谱测试，了解其频谱特性，从而对可能产生干扰射频的频段进行改善。本发明的实施例中提供了一种CMOS图像传感器的测试装置及其测试方法。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，以下结合附图对本发明的CMOS图像传感器的测试装置和方法进行详细描述。

本发明的技术方案的实施方式中所提供的一种CMOS图像传感器的测试装置，包括：频谱分析仪20，位移控制装置40和上位机10；所述上位机10适于控制所述位移控制装置40的位移；所述位移控制装置40适于带动所述频谱分析仪20的测试探头28扫描所述待测的CMOS图像传感器60的上表面。

在本实施例中，采用Rohde & Schwarz公司的R&S®FSW13频谱分析仪。本实施例也可以采用其它频谱分析仪。

频谱分析仪采用频率扫描超外差工作方式。混频器将天线上接收到信号与本振产生信号混频，当混频频率等于中频时，这个信号可以通过中频放大器，被放大后，进行峰值检波。检波后信号被视频放大器进行放大，然后显示出来。由于本振电路振荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同时间接收频率是不同。当本振电路振荡器频率随着时间进行扫描时，屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上幅度，将不同频率上信号幅度记录下来，就得到了被测信号频谱。根据这个频谱，就能够知道被测设备是否有超过标准规定干扰发射，或产生干扰信号频率是多少。

频谱分布的测试结果可以得到不同频率点上对应的幅值大小，幅值越大表示CMOS图像传感器在该频点往外辐射的信号能量越大，从而产生干扰射频的可能性也就越大。

参考图1所示，所述上位机10适于：

在测试开始时，发送指令以启动待测试的CMOS图像传感器60和所述频谱分析仪20处于正常工作状态，并控制所述位移控制装置40移动至所述CMOS图像传感器60的上面；

在测试中，控制所述位移控制装置40的位移；

在测试结束时，控制所述CMOS图像传感器60、所述频谱分析仪20和位移控制装置40停止工作；

所述频谱分析仪20适于处理所述扫描结果，得到最终频谱测试结果。

具体的，在本实施例中，所述上位机10可以为PC系统、host computer、mastercomputer或upper computer等，具备操作系统，能够对下位机发送控制指令，接收下位机发送的状态信息以及对下位机传送的数据信息进行处理，也可以具有显示屏幕，屏幕上可以显示测试操作页面，信号变化展示页面，下位机参数页面等。

所述位移控制装置40为机器人、自动化桁架或机械手臂。

具体的，在本实施例中，所述位移控制装置40具有自动化控制部件、移动部件和夹持部件，所述自动化控制部件适于接收所述上位机10发送的指令，操控所述移动部件带动所述夹持部件夹持所述频谱分析仪20的测试探头28，并带动所述测试探头28位于所述CMOS图像传感器60上方，正对所述CMOS图像传感器60的测试点。

所述频谱分析仪20还适于在测试中，对测试探头28扫描的区域进行全频段扫描，并将扫描结果传输给所述上位机10。

具体的，在本实施例中，所述频谱分析仪20适于在所述测试探头28位于所述CMOS图像传感器表面一测试点的正上方0.3m~1.0m处正对所述CMOS图像传感器时，即进行全频段扫描。所述测试探头28位于所述CMOS图像传感器上方太高，会使得测试结果不够准确，太低又会使得测试时容易与被测物体发生物理接触，影响测试结果，优选的，本实施例中的测试选择所述测试探头28位于所述CMOS图像传感器的正上方0.5mm处进行测试。

位移控制装置移动到位后，上位机发送命令给频谱分析仪，开始进行全频段扫描测试，测试完成后发送结果给上位机，然后进行下一个位置区域的测试。

所述频谱测试仪20的测试频段范围包括80MHz~5000MHz。

目前手机通信制式频段最大到了4G和5G，所以我们的测试最大频率到5000MHz，下限只要能包含目前应用中的频点即可，80MHz已足够。

所述位移控制装置40适于带动所述测试探头28沿着X方向和Y方向遍历所述CMOS图像传感器的正上方，所述X方向和所述Y方向相交且位于同一水平面上。

所述位移控制装置40适于在带动所述测试探头沿着X方向或Y方向测试时，每次移动间隔为d（范围）。一个所述位移控制装置40适于在带动所述测试探头沿着X方向或Y方向移动，并选取测量点进行测量的实施例图如图2所示，每次移动间隔为d，d的范围为0.5mm~1.5mm，移动路径的范围需要覆盖整个图像传感器区域，保证整个图像传感器都测试到。优选的，本实施例中，所述移动间距d为1mm。

还包括屏蔽箱50；所述位移控制装置40，所述测试探头28和所述CMOS图像传感器60位于所述屏蔽箱内。设置屏蔽箱50的目的是为了屏蔽环境中的信号，避免环境中的信号对测试结果的影响。屏蔽箱为金属材质，大小适于容纳所要放入的设备即可。

还包括信号传输装置，所述信号传输装置适于接收所述上位机的指令，并将指令解析后发送给所述CMOS图像传感器。

所述上位机10适于发送命令给信号传输装置30，信号传输装置30再将命令解析后发送给CMOS图像传感器，使CMOS图像传感器进入正常工作状态。

所述信号传输装置也位于所述屏蔽箱中，与上位机都是通过USB进行信号交互。本实施例中，可采用市面上现成的产品，如度信科技公司MU950等，或者自行开发的能够进行USB信号传输的集成的硬件装置。

所述频谱分析仪20适于对所述测试探头所有测试结果进行叠加计算。

所述频谱分析仪20适于将所述测试探头某一位置处进行扫描得到的幅值大小数据取最大值作为该点的幅值大小。

本发明提供的技术方案还提供了一种CMOS图像传感器的测试方法，参考图3所示，包括：

步骤S100：启动待测CMOS图像传感器进入工作状态；

步骤S200：启动频谱分析仪进入待测状态；

步骤S300：启动位移控制装置，由位移控制装置带动所述频谱分析仪的测试探头移动到所述CMOS图像传感器上方；

步骤S400：所述频谱分析仪进行全频段扫描；

步骤S500：将扫描结果传送给数据处理单元进行处理，得到最终频谱测试结果。

具体的，所述位移控制装置带动所述测试探头沿着X方向和Y方向遍历所述CMOS图像传感器的正上方，所述X方向和所述Y方向相交且位于同一水平面上。

所述位移控制装置适于在带动所述测试探头沿着X方向或Y方向测试时，每次移动间隔为d，d的范围为0.5mm~1.5mm，移动路径的范围需要覆盖整个图像传感器区域，保证整个图像传感器都测试到。优选的，本实施例中，所述移动间距d为1mm。

测试频段范围为80MHz~5000MHz。

所述频谱分析仪对所述测试探头所有测试结果进行叠加计算。

所述频谱分析仪适于将所述测试探头某一位置处进行扫描得到的幅值大小数据取最大值作为该点的幅值大小。

所述位移控制装置，所述测试探头和所述CMOS图像传感器设置在屏蔽箱内。

上位机发送命令给信号传输装置，信号传输装置再将命令解析后发送给CMOS图像传感器，使CMOS图像传感器进入正常工作状态。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。