[实用新型]图像采集系统和晶片预对准装置

说明书

本实用新型提供一种图像采集系统和晶片预对准装置，该图像采集系统包括依次连接的传感器、外部触发单元和图像采集模块，所述图像采集模块包括控制器、双向串行通讯接口和光纤转换模块和电源模块，所述控制器通过所述双向串行通讯接口连接有电荷耦合器件，所述控制器通过所述光纤转换模块光纤连接有上位机，所述上位机与所述外部触发单元连接；所述控制器通过内部触发信号、外部触发信号或者指令触发信号控制电荷耦合器件采集图像数据。本实用新型能够解决图像采集的触发方式单一、采样频率低、数据传输速度慢和数据传输精度低的缺陷。

技术领域

本实用新型涉及图像采集技术领域，特别涉及一种图像采集系统和晶片预对准装置。

背景技术

图像采集系统，应用于各个领域中，用于采集特定环境或者被检测物的图像数据，以实现特定的目的。例如全景监控、位置监控、证件识别、前后图像数据比对分析等等。在半导体技术领域中，图像采集系统可以应用于硅片预对准工艺中，以在光刻设备中保证硅片的上片角度，确保后续工艺的正确执行。常见的硅片预对准是通过采集硅片边缘图像，再进行图像处理，最后由其他设备进行预对准动作。因此，图像采集是硅片预对准环节中重要一环。图像采集系统常采用微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程逻辑控制器(FPGA)等控制芯片。现有技术中提供一种基于FPGA的图像数据采集传输系统，包括A/D转换模块、FPGA模块、通讯模块等，以上模块依次连接，此外，FPGA模块还同时连接可调偏置输出模块，提供图像传感器的工作电平。FPGA模块包括数据读取分配单元、2个双埠随机存取(DPRAM)单元、数据读出缓存单元、USB读写控制单元、指令解析单元、时钟产生单元、参数配置单元、偏置控制单元等。偏置控制单元与可调偏置输出模块相连接，调节偏置电压输出电平，提供给图像传感器使之正常工作。参数配置单元与外部的图像传感器相连接，向图像传感器写入工作参数或者读取当前工作参数。时钟产生单元与外部的图像传感器、模数(A/D)转换模块相连接，用于控制图像帧率。在复杂的工况下，时钟单元不适用多样的采集触发。其采样过程如下：由A/D转换模块接收模拟输入信号，数据读取分配单元接收A/D转换数据，并将接收的数据写入DPRAM单元。经过2个DPRAM单元的乒乓操作，数据读出缓存单元判断并读取DPRAM的缓存数据。USB读写控制单元读取缓存数据，经数据总线和控制总线连接于通讯模块。其缺点在于，USB读写模块的传输速度，适用于采样频率较低的情况。在采样过程中，USB读写控制单元与指令解析单元、通讯模块一起组成数据交互、指令分析、任务分配核心。因此，上述图像采集系统不能满足多样触发。此外，USB读写单元的设计，使得图像采集系统的采样频率偏低、传输效率偏低、图像数据精度低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种图像采集系统和及晶片预对准装置，以解决图像采集的触发方式单一、采样频率低、数据传输速度慢的缺陷。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种图像采集系统，包括依次连接的传感器、外部触发单元和图像采集模块，所述图像采集模块包括控制器、双向串行通讯接口和光纤转换模块和电源模块，所述控制器通过所述双向串行通讯接口连接有电荷耦合器件，所述控制器通过所述光纤转换模块光纤连接有上位机，所述上位机与所述外部触发单元连接；所述控制器通过内部触发信号、外部触发信号或者指令触发信号控制电荷耦合器件采集图像数据。

进一步的，本实用新型提供的图像采集系统，所述控制器为FPGA控制模块，其包括：

时钟产生单元，产生内部时钟信号；

参数配置单元，用于设置电荷耦合器件的工作参数；

数据读取单元，通过所述双向串行通讯接口读取电荷耦合器件采集的图像数据；

数据处理单元，读取数据读取单元存储的图像数据，并对图像数据进行滤波，得到完整图像数据，以及对图像数据进行去噪得到目标图像数据；

数据缓存单元，用于缓存数据处理单元的完整图像数据和目标图像数据；