[實用新型]圖像采集系統和晶片預對準裝置

有效

• 申請號: 201821916334.3
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN208924346U
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 程建;唐文力;朱正平;江漢
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本實用新型提供一種圖像采集系統和晶片預對準裝置，該圖像采集系統包括依次連接的傳感器、外部觸發單元和圖像采集模塊，所述圖像采集模塊包括控制器、雙向串行通訊接口和光纖轉換模塊和電源模塊，所述控制器通過所述雙向串行通訊接口連接有電荷耦合器件，所述控制器通過所述光纖轉換模塊光纖連接有上位機，所述上位機與所述外部觸發單元連接；所述控制器通過內部觸發信號、外部觸發信號或者指令觸發信號控制電荷耦合器件采集圖像數據。本實用新型能夠解決圖像采集的觸發方式單一、采樣頻率低、數據傳輸速度慢和數據傳輸精度低的缺陷。

技術領域

本實用新型涉及圖像采集技術領域，特別涉及一種圖像采集系統和晶片預對準裝置。

背景技術

圖像采集系統，應用于各個領域中，用于采集特定環境或者被檢測物的圖像數據，以實現特定的目的。例如全景監控、位置監控、證件識別、前后圖像數據比對分析等等。在半導體技術領域中，圖像采集系統可以應用于硅片預對準工藝中，以在光刻設備中保證硅片的上片角度，確保后續工藝的正確執行。常見的硅片預對準是通過采集硅片邊緣圖像，再進行圖像處理，最后由其他設備進行預對準動作。因此，圖像采集是硅片預對準環節中重要一環。圖像采集系統常采用微控制器(MCU)、數字信號處理器(DSP)、現場可編程邏輯控制器(FPGA)等控制芯片。現有技術中提供一種基于FPGA的圖像數據采集傳輸系統，包括A/D轉換模塊、FPGA模塊、通訊模塊等，以上模塊依次連接，此外，FPGA模塊還同時連接可調偏置輸出模塊，提供圖像傳感器的工作電平。FPGA模塊包括數據讀取分配單元、2個雙埠隨機存取(DPRAM)單元、數據讀出緩存單元、USB讀寫控制單元、指令解析單元、時鐘產生單元、參數配置單元、偏置控制單元等。偏置控制單元與可調偏置輸出模塊相連接，調節偏置電壓輸出電平，提供給圖像傳感器使之正常工作。參數配置單元與外部的圖像傳感器相連接，向圖像傳感器寫入工作參數或者讀取當前工作參數。時鐘產生單元與外部的圖像傳感器、模數(A/D)轉換模塊相連接，用于控制圖像幀率。在復雜的工況下，時鐘單元不適用多樣的采集觸發。其采樣過程如下：由A/D轉換模塊接收模擬輸入信號，數據讀取分配單元接收A/D轉換數據，并將接收的數據寫入DPRAM單元。經過2個DPRAM單元的乒乓操作，數據讀出緩存單元判斷并讀取DPRAM的緩存數據。USB讀寫控制單元讀取緩存數據，經數據總線和控制總線連接于通訊模塊。其缺點在于，USB讀寫模塊的傳輸速度，適用于采樣頻率較低的情況。在采樣過程中，USB讀寫控制單元與指令解析單元、通訊模塊一起組成數據交互、指令分析、任務分配核心。因此，上述圖像采集系統不能滿足多樣觸發。此外，USB讀寫單元的設計，使得圖像采集系統的采樣頻率偏低、傳輸效率偏低、圖像數據精度低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供了一種圖像采集系統和及晶片預對準裝置，以解決圖像采集的觸發方式單一、采樣頻率低、數據傳輸速度慢的缺陷。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種圖像采集系統，包括依次連接的傳感器、外部觸發單元和圖像采集模塊，所述圖像采集模塊包括控制器、雙向串行通訊接口和光纖轉換模塊和電源模塊，所述控制器通過所述雙向串行通訊接口連接有電荷耦合器件，所述控制器通過所述光纖轉換模塊光纖連接有上位機，所述上位機與所述外部觸發單元連接；所述控制器通過內部觸發信號、外部觸發信號或者指令觸發信號控制電荷耦合器件采集圖像數據。

進一步的，本實用新型提供的圖像采集系統，所述控制器為FPGA控制模塊，其包括：

時鐘產生單元，產生內部時鐘信號；

參數配置單元，用于設置電荷耦合器件的工作參數；

數據讀取單元，通過所述雙向串行通訊接口讀取電荷耦合器件采集的圖像數據；

數據處理單元，讀取數據讀取單元存儲的圖像數據，并對圖像數據進行濾波，得到完整圖像數據，以及對圖像數據進行去噪得到目標圖像數據；

數據緩存單元，用于緩存數據處理單元的完整圖像數據和目標圖像數據；