一种图像传感器的检测和标定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种图像传感器的检测和标定装置，包括：一光源，用于提供一光束；该光束经过第一光栅、一透镜和第二光栅后发生干涉；该干涉图像经该图像传感器采集，根据该干涉图像检测并标定该图像传感器，其特征在于，该第一光栅的周期等于该第二光栅的周期乘以该透镜的3倍率。本发明专利技术同时公开一种图像传感器的检测和标定方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路装备制造领域，尤其涉及一种图像传感器的检测和标定装置 及方法。
技术介绍
图像传感器能够实现光信号到电信号的转换，从而广泛应用于航空航天和图像传 感领域。图像传感器一般可分为CMOS和CCD两种，这两种图像传感器都有光电响应特性， 即输入光强信号和输出电信号之间存在一定的关系。理想情况下，输入光强与输出电信号 之间为线性关系，实际输入和输出之间并不是一个理想的线性关系，而是存在非线性误差， 非线性误差可以认为是期望输出和实际输出的偏差。同时各个像素光电响应特性线性系数 (灵敏度）也不同。通过对灵敏度和非线性进行检测和标定，可以提高图像传感器测量的精 度。 目前对传感器光电特性进行标定存在多种方法，如专利CN200910024039. 6《一种 CCD探测器标定方法和装置》中所描述的标定系统由激光器、衰减器、积分球、图像传感器组 成，通过探测不同照明光强下图像传感器的输出，来对光电响应特性进行标定。该方案中需 要通过积分球来达到均匀照明的效果，开销较大，而且照明均匀程度直接影响测量精度。与 此不同，通过小孔夫琅和费衍射法标定光电响应特性的方法，无需均匀照明，而是通过实际 衍射图像和期望衍射图像之间的差异，来标定图像传感器的光电响应特性。这种方法和其 他衍射标定方法类似，都需要引入像元对准过程，对准的误差会影响测量精度，而且此类 衍射法标定的整个传感器的光点响应特性，无法对各个像素的光电响应特性进行标定。 实际上，在使用图像传感器时，更关心的是各个像素的灵敏度和非线性，尤其对于 干涉测量，像素的灵敏度差异带来的误差很小，像素非线性带来的误差较大。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种图像传感器的检测和标定装置 及方法，用于解决图像传感器的光电响应特性的检测问题。通过检测灵敏度和非线性可以 标定出部分与传感器平均灵敏度差别较大的像素。在使用图像传感器时，可以通过直接剔 出或者插值的方法对这些坏像素进行处理，从而减小其对测量结果的影响。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术公开一种图像传感器的检测和标定装置，包括：一 光源，用于提供一光束；所述光束经过第一光栅并发生衍射，经一透镜汇聚到第二光栅后发 生衍射，衍射光发生干涉，所述第一光栅与所述第二光栅相互匹配，所述第一光栅可以移动 以进行移相调制；所述干涉图像经所述图像传感器采集，根据所述干涉图像检测并标定所 述图像传感器。 更进一步地，所述光源与所述第一光栅之间包括一衰减片，用以调节照明光强。 更进一步地，所述第二光栅与所述图像传感器之间的距离可变，用以调整测量光 斑大小。 本专利技术同时公开一种图像传感器的检测和标定方法，包括：光源发出一光束依次 经过第一光栅并发生衍射，经一透镜汇聚到第二光栅后发生衍射，衍射光发生干涉，其中所 述第一光栅与所述第二光栅相互匹配，所述第一光栅可以移动以进行移相调制，所述图像 传感器采集所述干涉图像，根据所述干涉图像检测并标定所述图像传感器。 更进一步地，所述光源与所述第一光栅之间还设置一衰减片，用以调节照明光强。 更进一步地，所述第二光栅与所述图像传感器之间的距离可变，用以调整测量光 斑大小。 更进一步地，该根据该干涉图像检测并标定该图像传感器具体包括： (a) 、调整测量光斑达到期望大小并调整所述光束的照明光强； (b) 、关闭所述光源，测量暗电流Idark ; (c) 、打开所述光源，对所述第二光栅移相后发生干涉，且所述图像传感器采集所述干 涉图像； (d) 、根据所述干涉图像补偿暗电流，计算所述图像传感器的校正输出I和理想输入 Iideal ： I = Idetect_Idark，Idetect为探测到的传感器输出数字信号； Iideal = Ac〇s(0) + B，A为所述图像传感器测量到的振幅，Θ为移相相位，B为常数 项； (e) 、对所述校正输出I进行余弦拟合： I = A' cos( Θ '）+ B'，A'为拟合得到的振幅，Θ '为拟合得到的移相相位，B'为拟合 得到的常数项； (f) 计算各像素相对灵敏度sensitivity、平均灵敏度sens_mean和非线性 nonlinearity: sensitivity = A/A,； sens_mean = mean(sensitivity)；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器的检测和标定装置，其特征在于，包括：一光源，用于提供一光束；所述光束经过第一光栅并发生衍射，经一透镜汇聚到第二光栅后发生衍射，衍射光发生干涉，所述第一光栅与所述第二光栅相互匹配，所述第一光栅可以移动以进行移相调制；所述干涉图像经所述图像传感器采集，根据所述干涉图像检测并标定所述图像传感器。

【技术特征摘要】
1. 一种图像传感器的检测和标定装置，其特征在于，包括：一光源，用于提供一光束； 所述光束经过第一光栅并发生衍射，经一透镜汇聚到第二光栅后发生衍射，衍射光发生干 涉，所述第一光栅与所述第二光栅相互匹配，所述第一光栅可以移动以进行移相调制；所述 干涉图像经所述图像传感器采集，根据所述干涉图像检测并标定所述图像传感器。2. 如权利要求1所述的图像传感器的检测和标定装置，其特征在于，所述光源与所述 第一光栅之间包括一衰减片，用以调节照明光强。3. 如权利要求1所述的图像传感器的检测和标定装置，其特征在于，所述第二光栅与 所述图像传感器之间的距离可变，用以调整测量光斑大小。4. 一种图像传感器的检测和标定方法，其特征在于，包括：光源发出一光束依次经过 第一光栅并发生衍射，经一透镜汇聚到第二光栅后发生衍射，衍射光发生干涉，其中所述第 一光栅与所述第二光栅相互匹配，所述第一光栅可以移动以进行移相调制，所述图像传感 器采集所述干涉图像，根据所述干涉图像检测并标定所述图像传感器。5. 如权利要求4所述的图像传感器的检测和标定方法，其特征在于，所述光源与所述 第一光栅之间还设置一衰减片，用以调节照明光强。6. 如权利要求4所述的图像传感器的检测和标定方法，其特征在于，所述第二光栅与 所述图像传感器之间的距离可变，用以调整测量光斑大小。7. 如权利要求4所述的图像传感器的检测和标定方法，其特征在于，所述根据所述干 涉图像检测并标定所述图像传感器具体包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛亮，马明英，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31