專利名稱：圖象傳感器測試光源系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光源系統，尤其涉及在CMOS Image Sensor(CMOS圖象傳感器)芯片的成品測試工作中，用于為芯片各種測試項目提供光源的測試系統。
背景技術：
在CMOS Image Sensor芯片的成品測試過程中，必須要對芯片的各種性能進行必要的測試，以檢查芯片是否能夠達到設計初所預期的效果，對芯片的總體性能進行評估。其中，暗電流、敏感度、亮場象素、暗場象素等，是衡量一個CIS芯片好壞的重要指標。以往，檢測這些性能指標的光源系統，一般使用燈光作為測試用的光源，通過截取一部分的光照面積作為光照區域，來保持光照的亮度均勻度，白熾燈光是通過電流在燈絲上產生大量熱量讓燈絲處于白熾狀態而發光的，其大部分的電能轉化為了熱能，只有一小部分能量轉化為光能，因此功耗大，效率低，其發出的光是全色光，單色性能差，由于工作時溫度高，容易使燈絲燒斷，工作壽命也不長；現在有人采用LED作為光源，與燈光光源相比，由于LED是利用半導體作為發光材料，當兩端加上正向電壓，半導體中的載流子發生復合，放出過剩的能量而引起光子發射產生可見光，屬于冷光光源，同樣照明效果下耗電量僅為白熾燈的八分之一，功耗低，效率高，而且LED光源發光時激發的光譜窄，單色性好，除了不會大量發熱燒壞以外，LED燈體積小、重量輕，環氧樹脂封裝，可承受高強度機械沖擊和震動，使用壽命可達5到10年。但是，采用LED作為光源，雖然光源質量高，但是亮度調節不方便。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可以對亮度進行調節的用于CMOS Image Sensor測試的光源系統。
本發明所述的系統，包括光源、為各個電路供電的電源，所述的光源是一個LED光源，系統還包括一個控制電路、一個控制信號輸入端口、一個LED驅動電路，控制信號輸入端口的輸出端連接控制電路的輸入端，控制電路的輸出端連接LED驅動電路的輸入端，LED驅動電路的輸出端連接到LED光源上。
所述的控制信號輸入端口是一個按鍵控制信號輸入端口。通過輸入不同的按鍵信息，可以實現系統光源亮度的變化調節。
所述的系統還包括一個用于感應和檢測LED光源所提供的光照的照度大小的照度計電路以及LCD顯示模塊，照度計電路的輸入(光信號)為LED光源的光照輸出，照度計電路的輸出端與控制電路的輸入端連接，LCD顯示模塊的輸入端連接控制電路的輸出端。照度計電路通過對LED的光照亮度的感應檢測，將亮度光信號轉換成數字信號輸入到控制電路，交由控制電路譯碼處理信號，并將相應的數字信號輸出給LCD顯示。
所述的驅動電路由升壓轉換電路、數模轉換電路和電流驅動電路構成，升壓轉換電路為LED光源提供穩定的直流電壓，數模轉換電路將設置和控制電路輸出的數字信號轉換為模擬電壓，經由電流驅動電路，將模擬電壓轉換成對應的恒定直流電流。通過電壓轉換升壓，為光源提供穩定的直流電壓，以及通過數模轉換驅動電路，提供可精確調節的LED通路電流，以滿足調節光源不同等級發光亮度的需要。
所述的控制電路包括單片機和外圍電路，外圍電路包括接口轉換電路和抗干擾電路。
所述的照度計電路包括硅光電池、放大器、量程選擇電路和AD轉換電路，硅光電池、放大器、AD轉換電路級聯連接，量程選擇電路與放大器連接，硅光電池感應檢測LED光源的發光亮度，將光信號轉換成電信號，放大器根據量程選擇電路自動調節選擇放大器的放大倍數，將硅光電池輸出的電信號進行放大，輸出給AD轉換電路，AD轉換電路將輸入的模擬信號轉變成數字信號傳送到控制電路中。
所述的LED光源是由LED背光板構成的。LED背光板發出的光比較均勻。LED背光板在CMOS Image Sensor測試的光源系統沒有出現過，但是目前在手機、電腦等的液晶顯示屏上均有這種結構。
本發明由于可以通過控制信號輸入電路輸入控制，因此可以實現多種亮度調節的功能，例如讓光源在一定時間一定亮度范圍內進行線性變化，或者在某個時間段內進行階躍性的跳變等。
圖1是本發明實施例1中的測試光源系統方框圖；圖2是本發明實施例2中的測試光源電路原理示意圖。
下面參照附圖對本發明作進一步的說明。
具體實施例方式
實施例1本實施例是本發明的一個普通實施例，請參考圖1，本發明包括一個輸入端口8，用來對控制電路5的工作進行控制輸入，端口包括插座和RS232接口，可以連接到按鍵上和電腦上，輸入端口8的輸出連接到控制電路5；包括一個LED光源4，作為系統提供光源的載體，為測試提供穩定的光源；包括LED的驅動電路3，通過電壓轉換升壓，為光源提供穩定的直流電壓，以及通過數模轉換驅動電路，提供可精確調節的LED通路電流，以滿足調節光源不同等級發光亮度的需要，驅動電路4的輸出端連接到白光LED光源4上；包括一個控制電路5，用來對LED光源4的亮度進行調節控制，電路的控制輸入包括常規的按鍵輸入，還可以通過串行接口與電腦連接，通過電腦對電路進行控制操作，可實現多種系統光源亮度變化調節的功能，同時電路接收到照度計電路7的輸入信號，通過算法轉換輸出數字信號到LCD顯示模塊6，顯示當前LED光源4亮度的大小，控制電路5的輸出端連接到驅動電路3、LCD顯示模塊6；還包括一個照度計電路7，用于感應和檢測LED光源4所提供的光照的照度大小，照度計電路7的輸出端與控制電路5的輸入端連接；LCD顯示模塊6則顯示照度計電路7感應照度值的大小，與控制電路5連接；直流穩壓電源1給上述的各部分電路提供電源，穩壓電源1的一個輸出端接在穩壓電路2的輸入端上，穩壓電路2對來自直流電源的電壓進行穩壓，輸出端分別接在驅動電路3、控制電路5、照度計電路7的輸入端上。
實施例2本實施例是本發明的一個最佳實施例。請參考圖2，驅動電路4由圖中的升壓轉換單元，DA轉換單元，電流驅動單元構成；控制電路5由單片機和RS232接口電路構成；照度計電路7由硅光電池，放大器，AD轉換單元構成；輸入端口8是RS232端口。
所述的LED光源是由LED背光板構成的。LED背光板是長方形或長條形的，有側部發光及底部發光兩種基本結構，這兩種結構目前在手機或電腦液晶顯示屏中都有應用。側部發光的結構主要用于狹長條形的背光板；而底部發光結構主要用于長度和寬度相差不多的背光板。發光管嵌在背光板中，發光二極管點亮時，光線射入透明有機玻璃，使整個發光面都可以看到亮光，這稱為邊光效應。有機玻璃頂部作成微珠粒狀，可使整個發光面的光線更均勻。有機玻璃的頂部有一層乳白色透明塑料膜，可使發出的光更為柔和。背光板兩側邊用銀色遮光膠帶封住。每個LED發光單元列有兩個串聯的二極管，若干列組成LED陣列(視背光板的長度而定)。光板所產生的光是由LED管所發出的光以端面照光(edge light)的方式進入導光板，借由反射罩的幫助，大約50％的光可自端面進入導光，大部份的光利用全反射往薄的一端傳導，當光線在底面碰到擴散點時，反射光會往各個角度擴散，破壞全反射條件而自導光板正面射出；利用疏密、大小不同的擴散點圖案設計，可使導光板面均勻發光。擴散片的作用是讓射出的光分布更加均勻。反射板將自底面漏出的光反射回導光板中，以增加光的使用效率。
本實施例中用電腦控制改變光源發光亮度的工作過程如下首先，控制電路單片機初始化的時候，將單片機內初始的設置數據通過I/O端口輸出到DA轉換單元和LCD顯示屏，例如初始設置LCD顯示數據為0，輸出到DA轉換單元的數據為0，則通過DA轉換單元后輸入到電流驅動單元的電壓值也為0。此時系統電源已經通過穩壓電路和升壓轉換單元后為LED光源提供了工作電壓，但是由于電流驅動單元的輸入為0，輸出電流也為0，所以LED光源不發光。因此，硅光電池感應到的LED光源的光信號為0，硅光電池可以將光強轉換成電流，則此時轉換的電流也為0，沒有信號輸入到放大器。放大器的輸出也為0，通過AD轉換單元后，輸入到單片機的數字信號也為0。整個光源系統處于初始狀態。
光源系統通過RS232接口與電腦連接。在電腦上輸入一個數據，通過232接口傳送給單片機，例如發送一個數字量。單片機接收到電腦傳送輸入的數據后，通過單片機內部程序的運算，生成一個與輸入數據對應的多位并行的數據，通過I/O端口發送給DA轉換單元。DA轉換單元用來將輸入的數字信號轉換成對應大小的模擬電壓，它所能轉換的電壓的大小級數與輸入信號的位數有關。一個8位輸入的DA轉換單元能夠轉換成256級大小的電壓。電流驅動單元將輸入的電壓轉換成對應的驅動電流，驅動LED光源發光。因為LED的發光亮度和它的通路電流成線性關系，電流越大則亮度越高，而LED的通路電流大小和輸入的數據量成對應關系，因此通過電腦的輸入控制，可以控制LED發光的亮度。LED光源用來照射作用于CMOS Image Sensor芯片，同時也作用于系統的硅光電池。硅光電池感應到光源的光信號后，轉換成對應的電流，輸入到放大器中。放大器與量程選擇電路連接，量程選擇電路根據放大器放大信號后的輸出值的范圍進行自動調節，反饋控制放大器的放大倍數。經過量程選擇后放大器放大的電信號輸出到AD轉換單元的輸入端。AD轉換單元將模擬信號轉換成數字信號通過I/O口發送給單片機。單片機對輸入的信號進行譯碼處理后，生成相應的信號發送給LCD顯示屏，顯示出的數字為光源發光的亮度值。
當測試CMOS Image Sensor，再需要改變光源的亮度時，通過電腦發送需要的數據量給單片機，光源系統就會根據輸入的數據再次進行運算控制，改變LED光源的發光亮度。
當需要讓光源在一定時間內自動進行亮度的線性變化，例如進行亮度的線性遞增時，首先將相應的控制程序儲存在單片機的儲存單元中，通過電腦發送數據信號到單片機中，啟動該控制程序，單片機內部時鐘進行計時，每間隔一段相同的時間，向DA轉換單元發送一個遞增的數字信號，DA轉換單元將輸入的數字信號轉換成對應大小的模擬電壓，發送到電流驅動單元，再經過電流驅動單元轉換成相應的直流電流驅動LED光源，實現LED光源亮度的線性遞增變化。
由于是通過單片機和DA轉換單元對LED的電流大小進行控制，因此實施例中光源系統的亮度控制精度非常高，而且亮度變化級數高。使用8位DA轉換單元時可以提供256級精確的亮度變化，而使用12位DA轉換單元時可以提供4096級精確的亮度變化。用LED背光板作為光源，亮度均勻度高，可以達到90％以上的亮度均勻度，而且功耗低、響應速度快、壽命長。
權利要求
1.圖象傳感器測試光源系統，包括光源、為各個電路供電的電源，其特征在于所述的光源是一個LED光源，系統還包括一個控制電路、一個控制信號輸入端口、一個LED驅動電路，控制信號輸入端口的輸出端連接控制電路的輸入端，控制電路的輸出端連接LED驅動電路的輸入端，LED驅動電路的輸出端連接到LED光源上。
2.根據權利要求1所述的測試光源系統，其特征在于所述的控制信號輸入端口是一個按健控制信號輸入端口。
3.根據權利要求1所述的測試光源系統，其特征在于所述的LED光源是由LED背光板構成的。
4.根據權利要求1所述的測試光源系統，其特征在于所述的系統還包括一個用于感應和檢測LED光源所提供的光照的照度大小的照度計電路以及LCD顯示模塊，照度計電路的輸入為LED光源的光照輸出，照度計電路的輸出端與控制電路的輸入端連接，LCD顯示模塊的輸入端連接控制電路的輸出端。
5.根據權利要求4所述的測試光源系統，其特征在于所述的照度計電路包括硅光電池、放大器、量程選擇電路和AD轉換電路，硅光電池、放大器、AD轉換電路級聯連接，量程選擇電路與放大器連接，硅光電池感應檢測LED光源的發光亮度，將光信號轉換成電信號，放大器根據量程選擇電路自動調節選擇放大器的放大倍數，將硅光電池輸出的電信號進行放大，輸出給AD轉換電路，AD轉換電路將輸入的模擬信號轉變成數字信號傳送到控制電路中。
6.根據權利要求1所述的測試光源系統，其特征在于所述的控制電路包括單片機和外圍電路，外圍電路包括接口轉換電路和抗干擾電路。
7.根據權利要求1所述的測試光源系統，其特征在于所述的驅動電路由升壓轉換電路、數模轉換電路和電流驅動電路構成，升壓轉換電路為LED光源提供穩定的直流電壓，數模轉換電路將設置和控制電路輸出的數字信號轉換為模擬電壓，經由電流驅動電路，將模擬電壓轉換成對應的恒定直流電流。
全文摘要
本發明公開了一種圖象傳感器測試光源系統，包括光源、為各個電路供電的電源，其特征在于所述的光源是一個LED光源，系統還包括一個控制電路、一個控制信號輸入端口、一個LED驅動電路，控制信號輸入端口的輸出端連接控制電路的輸入端，控制電路的輸出端連接LED驅動電路的輸入端，LED驅動電路的輸出端連接連接到LED光源上。本發明由于可以通過控制信號輸入電路輸入控制，因此可以實現多種亮度調節的功能，例如讓光源在一定時間一定亮度范圍內進行線性變化，或者在某個時間段內進行階躍性的跳變等。
文檔編號H05B37/00GK101074762SQ20061003555
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月15日 優先權日2006年5月15日
發明者黃林, 張克宇 申請人:比亞迪股份有限公司