CN107483919A - 一种摄像头模组检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摄像头模组检测电路,该检测电路包括:USB接口模块、IIC接口模块、采样模块、控制芯片以及电源转换模块;电源转换模块将USB接口模块的输入电源转换为***工作电源,提供给IIC接口模块、采样模块和控制芯片;控制芯片通过USB接口模块接收上位机的检测控制指令并向上位机返回检测结果,通过IIC接口模块检测摄像头模组的EEROM是否正常、通过采样模块检测摄像头模组的驱动芯片是否正常,检测过程不需要依靠图像传感器,可以尽早发现问题,降低产品的不良率,且IIC接口模块还设置有接收控制芯片数字信号输出对应电平的电源输出单元,调试容易,兼容性好。
Description
技术领域
本发明涉及摄像头模组技术领域,特别涉及一种摄像头模组检测电路。
背景技术
随着图像传感器技术的飞速发展,1300万像素等高像素的摄像头已成为手机等设备的基本配置。伴随着摄像头像素的不断提高,传感器与PCB载板结合后的平整度、偏移要求也越来越高。传统的SMT(表面贴装技术)焊接图像传感器的方式已经不能满足摄像头模组对于平整度、偏移的要求。现在的图像传感器采用COB(Chip On Board)封装、WB(wirebond,打线键合)方式已成为常用工艺。对于COB封装的摄像头模组生产工艺流程为:(1)SMT焊接—(2)Die Bond—(3)Wire Bond—(4)模组功能测试。
对于高像素的摄像头,一般为AF(Auto Focus)机型,需要Drive IC驱动音圈马达运动。另外,对于此类模组需要存储摄像头的调试信息以及其它客户自定义的信息等,一般都会外加EEROM(电可擦只读存储器)。EEROM、Drive IC等一般为CSP(Chip Scale Package,芯片尺寸封装)工艺,需要SMT焊接。
从工艺流程可知:摄像头模组需要先对EEROM、Drive IC及阻容件等焊接,然后才是对图像传感器DB和WB。模组的EEROM、Drive IC在试产或批量生产时都需要功能确认,避免出现错误。而现有摄像头模组测试平台,都是需要图像传感器上电工作后才能确认EEROM及Drive IC的工作是否正常,而这时产品已经全部组装完成,若出现错误,对产品交期及生产费用产生影响较大。因此,本发明提出一种能够在SMT焊接首件后就能对EEROM和DriveIC进行检测的装置,以尽早发现问题,降低经济损失。
发明内容
鉴于现有技术摄像头模组检测平台需要经过在组装好图像传感器后,使图像传感器上电工作才能检测EEROM和Drive IC功能的问题,提出了本发明的一种摄像头模组检测电路,以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种摄像头模组检测电路,该检测电路包括:USB接口模块、IIC接口模块、采样模块、控制芯片以及电源转换模块;
所述电源转换模块分别与所述USB接口模块、IIC接口模块、采样模块和控制芯片连接,将所述USB接口模块的输入电源转换为***工作电源,提供给所述IIC接口模块、采样模块和控制芯片;
所述USB接口模块、IIC接口模块和采样模块分别与所述控制芯片连接;所述控制芯片通过所述USB接口模块与上位机通信,接收上位机的检测控制指令并向上位机返回检测结果,通过所述IIC接口模块与摄像头模组通信,检测所述摄像头模组的EEROM是否正常,通过所述采样模块采集摄像头模组的驱动电流,检测所述摄像头模组的驱动芯片是否正常;
其中,所述IIC接口模块包括电源输出单元,所述电源输出单元,用于接收所述控制芯片发送的数字信号,根据所述数字信号输出对应大小的IIC协议通信电源,提供给所述IIC接口模块。
综上所述,本发明的有益效果在于:
本发明的摄像头模组检测电路,以控制芯片为核心,通过USB接口模块接收上位机的检测控制指令并向上位机返回检测结果,通过IIC接口模块检测摄像头模组的EEROM是否正常、通过采样模块检测摄像头模组的驱动芯片是否正常,因而不需要依靠图像传感器,能够在SMT焊接首件之后实现检测,尽早发现问题,降低产品的不良率,同时,IIC接口模块还设置有电源输出单元,能够根据控制芯片输出的数字信号输出对应电压值的IIC协议通信电压,提供给IIC接口模块,从而能适配不同的摄像头模组,调试方便,不需要更改硬件。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路的组成框图;
图2为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路中控制芯片示意图;
图3为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路中USB接口模块示意图;
图4为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路中电源转换模块示意图;
图5为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路中控制芯片各电源端的滤波电路示意图;
图6为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路中SWD接口模块示意图;
图7为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路中启动模块示意图;
图8为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路中指示模块示意图;
图9为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路中采样模块示意图;
图10为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路中SPI接口模块示意图;
图11为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路中IIC接口模块示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明的技术构思是:以控制芯片为核心,连接与上位机通信的USB接口模块、与摄像头模组通信的IIC接口模块和采集摄像头模组驱动电流的采样模块,并辅以相应的电源转换模块实现供电,从而可以与上位机和待测摄像头模组通信,并利用采样模块对摄像头模组的驱动电流进行采样,因而不需要依靠图像传感器,能够尽早发现问题,降低产品的不良率,同时在IIC接口模块中集成电源输出单元,根据控制芯片的数字信号输出对应大小的电压值,作为IIC协议通信电源,提供给IIC协议通信模块,可以适配更多不同的摄像头模组,调试方便,不需要更改硬件。
图1为本发明一个实施例提供的一种摄像头模组检测电路的组成框图,如图1所示,一种摄像头模组检测电路,该检测电路包括:USB接口模块110、IIC接口模块130、采样模块150、控制芯片120以及电源转换模块140。
电源转换模块140分别与USB接口模块110、IIC接口模块130、采样模块150和控制芯片120连接,将USB接口模块110的输入电源转换为***工作电源,提供给IIC接口模块130、采样模块150和控制芯片120。
USB接口模块110、IIC接口模块130和采样模块150分别与控制芯片120连接;控制芯片120通过USB接口模块110与上位机通信,接收上位机的检测控制指令并向上位机返回检测结果,通过IIC接口模块130与摄像头模组通信,检测摄像头模组的EEROM是否正常,通过采样模块150采集摄像头模组的驱动电流,检测摄像头模组的驱动芯片是否正常。
其中,IIC接口模块130包括电源输出单元,电源输出单元,用于接收控制芯片120发送的数字信号,根据数字信号输出对应大小的IIC协议通信电源,提供给IIC接口模块130。
图2-图11分别示出了本摄像头模组检测电路的各组成部分的电路连接示意图,参考图2-图11所示,其中,图2示出了本摄像头模组检测电路实施例中控制芯片的示意图,如图2所示,该控制芯片120以ARM核的STM32芯片U2为控制核心,该控制芯片120内核为ARM32bit的Cortex-M3,处理速度快,且芯片设计有IIC、SPI、USB、ADC等丰富的外设,简化了电路设计,降低了设计成本。
图3为本发明摄像头模组检测电路实施例中USB接口模块示意图,如图3所示,在本发明的一些实施例中,该USB接口模块110包括:USB连接器CN1、阻抗匹配电阻R1和R2、接地电容C8和接地电阻R5,USB连接器CN1的电源端VCC接至电源转换模块140的输入端,USB连接器CN1的接地端GND接地,USB连接器CN1的两个差分信号端D-和D+分别经阻抗匹配电阻R1和R2连接控制芯片120的对应端,实现USB2.0的差分线阻抗匹配,降低***信号反射,提高***抗干扰能力;接地电容C8和接地电阻R5将USB连接器CN1的外壳接地,进一步提高USB抗干扰能力。本实施例中,使用STM32自带的USB外设,设计USB接口,如USB2.0接口,通信速率快,且方便与上位机连接,方便上位机定制人性化的界面,详细显示摄像头模组中EEROM及Drive IC的工作状态。并且,通过该USB2.0接口能为本摄像头模组检测电路提供不大于500mA的工作电流,因而本检测电路无需外接电源适配器。
图4为本发明摄像头模组检测电路实施例的电源转换模块示意图,如图4所示,在本发明的一些实施例中,该电源转换模块140包括:电压转换芯片U1和滤波电容C1-C3,USB接口模块110的输入电源经过滤波电容C1接地滤波后,连接至电压转化芯片U1的输入端VIN和使能端-SHDN,电压转化芯片U1的输出端VOUT经过滤波电容C2、C3接地,电压转化芯片U1的接地端GND接地。当然,滤波电容的大小和数量可以根据电源情况而定,至少设置有一个。通过该电源转换模块140,可以将USB接口模块的输入电源转换为***工作电源+3.3V,以供STM32芯片等正常工作。
优选地,在本申请的一些实施例中,该电源转换模块140还设置有上电指示电路,如图4所示,该上电指示电路包括串联在***工作电源和***地之间的电阻R4和发光二极管D1,通过使发光二极管D1发光实现对本测试电路的上电指示。
图5为本发明摄像头模组检测电路实施例中配套控制芯片各电源端的滤波电路示意图,结合参考图2和图5。在本发明的一些实施例中,控制芯片120的多个数字电源端VBAT、VDD_1、VDD_2、VDD_3、VDD_4与一个模拟电源端VDDA均连接至***工作电源+3.3V,且多个数字电源端与一个模拟电源端之间串联有隔离电阻R10实现单点连接,以防止数字电源和模拟电源串扰;每个数字电源端均经一个滤波电容接地,即数字电源端VBAT、VDD_1、VDD_2、VDD_3、VDD_4依次经滤波电容C9-C14接地;模拟电源端VDDA经两个并联的滤波电容C15、C16接地,滤波电容C15和C16中一个为滤除高频干扰,另一个为滤除低频干扰,使得该模拟电源端VDDA的电压更为稳定,以使STM32控制芯片的模拟采样输入端可以精准地采集待检测摄像头模组驱动芯片的驱动电流信息。通过图5所示的滤波电路,可以实现STM32控制芯片的电源滤波和数字模拟隔离,提供给STM32控制芯片稳定的工作电源和采样电源。
图6为本发明摄像头模组检测电路实施例中SWD接口模块示意图如图6所示,该检测电路还包括用于烧录程序的SWD接口模块,该SWD接口模块包括连接器J1,连接器J1的电源端IIC_VCC接至***工作电源+3.3V,连接器J1的接地端GND接地,连接器J1的数据端SDA和时钟端SCL与控制芯片120的对应端连接,通过串行方式为STM32下载程序。
图7为本发明摄像头模组检测电路实施例中启动模块示意图,如图7所示,该检测电路还包括用于控制控制芯片120启动方式的启动模块,该启动模块包括第一启动连接器J2和第二启动连接器J3,第一启动连接器J2和第二启动连接器J3均包括电源端、接地端和输出端(BOOT0和BOOT1),电源端连接***工作电源,接地端接地,输出端通过跳线帽与电源端和接地端中的一个连接,第一启动连接器J2和第二启动连接器J3的输出端分别连接控制芯片120的一个启动控制端,可以实现STM32四种启动方式的切换。
图8为本发明摄像头模组检测电路实施例中指示模块示意图,如图8所示,该检测电路还包括用于指示检测结果的指示模块,该指示模块包括正常指示单元(图8左侧)和故障指示单元(图8右侧),二者结构相同,正常指示单元包括发光二极管D2、保护电阻R6、R8和三极管Q1,故障指示单元包括发光二极管D3、保护电阻R7、R9和三极管Q2,以正常指示单元为例,发光二极管D2的正极经一个保护电阻R6接至***工作电源,负极连接三极管Q1的集电极,三极管Q1的发射极接地,三极管Q1的基极经一个保护电阻R8接至控制芯片120的正常结果输出端。而故障指示单元的不同之处在于三极管Q2的基极经一个保护电阻R9接至控制芯片120的故障结果输出端。正常指示单元和故障指示单元的三极管D2和D3可采用不同颜色,如分别为绿色或红色,以便于区分。
图9为本发明摄像头模组检测电路实施例中采样模块示意图,如图9所示,该采样模块150包括:采样连接器J5和采样电阻R11;采样连接器J5的接地端接地;采样连接器J5的采样端经采样电阻R11接地,采样端与采样电阻R11的连接端接至控制芯片120的采样输入端,此采样电阻R11需要选择阻值大功率电阻,代替音圈马达作为Drive IC的负载,控制芯片STM32内部封装有12位的模数转换器,通过采集此电阻R11上的压降从而得到Drive IC输出电流。
图10为本发明摄像头模组检测电路实施例中SPI接口模块示意图,如图10所示,IIC接口模块130,包括SPI接口模块,SPI接口模块包括SPI连接器J4,SPI连接器J4的电源端连接***工作电压,SPI连接器J4的MOSI端、MISO端、SCK端和CE端分别连接控制芯片120的对应端,实现SPI协议通信,在从或主模式下,全双工和半双工的通信速率可达18兆位/秒,SPI连接器J4还留有备用电源端,该电源备用端连接协议通信电源VDD_IIC,以提供另一种大小的电压备用。
图11为本发明摄像头模组检测电路实施例中IIC接口模块示意图,如图11所示,IIC接口模块包括:IIC连接器J6、场效应管Q3和Q4、第一上拉电阻R12和R14、第二上拉电阻R13和R15,以及电源输出单元,电源输出单元包括数模转换器U3、运算放大器U4A、三极管Q5、第三上拉电阻R16、滤波电阻R17和滤波电容C17、C18、C19。
IIC连接器J6与控制芯片之间的数据信号线SDA和时钟信号线SCL上均连接有一个场效应管,以时钟信号线SCL为例,场效应管Q3的漏极接至控制芯片的对应端,且经第一上拉电阻R12接至***工作电源,场效应管Q3的栅极接至***工作电源,场效应管Q3的源极接至IIC连接器J6的对应端,且经第二上拉电阻R13接至运算放大器U4A的反相输入端、三极管Q5的发射极和IIC连接器J6的电源端,运算放大器U4A的同相输入端与数模转换器U3的输出端连接,运算放大器U4A的电源端接至USB接口模块的输入电源,运算放大器U4A的接地端接地,运算放大器U4A的输出端连接三极管Q5的基极,三极管Q5的集电极经第三上拉电阻R16接至USB接口模块的输入电源,并经过一个滤波电容C18接地,三极管Q5的发射极还经过并联的滤波电阻R17和滤波电容C19接地,数模转换器U3的数字信号输入端SDA、SCL与控制芯片的对应端连接,数模转换器U3的电源端与USB接口模块的输入电源连接,并经过一个滤波电容C17接地,数模转换器U3的接地端接地。
由于***内部STM32的IIC通信电平为3.3V,而待检测的摄像头模组的IIC通信电平可能为1.8V、2.8V或3.3V,因此,IIC接口模块使用第一场效应管Q4、Q4进行电平的转换,使得通信双方各自采用适合自己的电平,能够正常通信,避免一方电平过高烧毁另一方,同时,该IIC接口模块还具有能够根据软件数字信号输出对应工作电平的电源输出单元,以兼容不同IIC工作电平的摄像头模组。
结合上述电路,对上述IIC接口模块的电源输出功能进行说明:
摄像头模组的IIC工作电平VDD_IIC是通过U3、U4A、Q5及***的电容C17~C19、电阻R16-R17提供的。U3为IIC接口模块的数模转换芯片,控制芯片STM32通过与U3的通信,向U3输出数字信号控制U3输出电压,此电压通过运放U4A、三极管Q5提高驱动能力,作为摄像头模组IIC工作电平电压。芯片U3的输出电压是上位机通过USB接口模块,如USB2.0发送到控制芯片的,从而实现根据***外接摄像头模组的IIC工作电平随时设置,提高***的兼容性。
基于上述结构,本实施例的摄像头模组检测电路具有IIC与SPI两种通信接口模块,两种接口模块可同时或单独使用,方便与自带IIC或SPI的芯片通信,提高了本发明的兼容性。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,在本发明的上述教导下,本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白,上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种摄像头模组检测电路,其特征在于,该检测电路包括:USB接口模块、IIC接口模块、采样模块、控制芯片以及电源转换模块;
所述电源转换模块分别与所述USB接口模块、IIC接口模块、采样模块和控制芯片连接,将所述USB接口模块的输入电源转换为***工作电源,提供给所述IIC接口模块、采样模块和控制芯片;
所述USB接口模块、IIC接口模块和采样模块分别与所述控制芯片连接;所述控制芯片通过所述USB接口模块与上位机通信,接收上位机的检测控制指令并向上位机返回检测结果,通过所述IIC接口模块与摄像头模组通信,检测所述摄像头模组的EEROM是否正常,通过所述采样模块采集摄像头模组的驱动电流,检测所述摄像头模组的驱动芯片是否正常;
其中,所述IIC接口模块包括电源输出单元,所述电源输出单元,用于接收所述控制芯片发送的数字信号,根据所述数字信号输出对应大小的IIC协议通信电源,提供给所述IIC接口模块。
2.如权利要求1所述的检测电路,其特征在于,所述IIC接口模块包括:IIC连接器、场效应管、第一上拉电阻、第二上拉电阻和电源输出单元,所述电源输出单元包括数模转换器、运算放大器、三极管、第三上拉电阻、滤波电阻和滤波电容;
所述IIC连接器与所述控制芯片之间的数据信号线和时钟信号线上均连接有一个场效应管,所述场效应管的漏极接至所述控制芯片的对应端,且经第一上拉电阻接至所述***工作电源,所述场效应管的栅极接至所述***工作电源,所述场效应管的源极接至所述IIC连接器的对应端,且经第二上拉电阻与所述运算放大器的反相输入端、三极管的发射极和所述IIC连接器的电源端连接,所述运算放大器的同相输入端与所述数模转换器的输出端连接,所述运算放大器的电源端接至所述USB接口模块的输入电源,所述运算放大器的接地端接地,所述运算放大器的输出端连接所述三极管的基极,所述三极管的集电极经第三上拉电阻接至所述USB接口模块的输入电源,并经过一个滤波电容接地,所述三极管的发射极还经过并联的滤波电阻和滤波电容接地,所述数模转换器的数字信号输入端与所述控制芯片的对应端连接,所述数模转换器的电源端与所述USB接口模块的输入电源连接,并经过一个滤波电容接地,所述数模转换器的接地端接地。
3.如权利要求1所述的检测电路,其特征在于,该检测电路还包括:SPI接口模块,所述SPI接口模块包括SPI连接器,所述SPI连接器的电源端连接所述***工作电压,所述SPI连接器的MOSI端、MISO端、SCK端和CE端分别连接所述控制芯片的对应端,实现SPI协议通信。
4.如权利要求1所述的检测电路,其特征在于,所述采样模块包括:采样连接器和采样电阻;所述采样连接器的接地端接地;所述采样连接器的采样端经采样电阻接地,所述采样端与所述采样电阻的连接端接至所述控制芯片的采样输入端。
5.如权利要求1所述的检测电路,其特征在于,所述控制芯片的多个数字电源端与一个模拟电源端均连接至所述***工作电源,且多个所述数字电源端与一个所述模拟电源端之间串联有隔离电阻实现单点连接;每个所述数字电源端均经一个滤波电容接地;一个所述模拟电源端经两个并联的滤波电容接地,一个滤波电容为滤除高频干扰,另一个滤波电容为滤除低频干扰。
6.如权利要求1所述的检测电路,其特征在于,该检测电路还包括用于烧录程序的SWD接口模块,所述SWD接口模块的电源端接至所述***工作电源,所述SWD接口模块的接地端接地,所述SWD接口模块的数据端和时钟端与所述控制芯片的对应端连接。
7.如权利要求1所述的检测电路,其特征在于,该检测电路还包括用于控制所述控制芯片启动方式的启动模块,所述启动模块包括第一启动连接器和第二启动连接器,所述第一启动连接器和所述第二启动连接器均包括电源端、接地端和输出端,所述电源端连接所述***工作电源,所述接地端接地,所述输出端通过跳线帽与所述电源端和所述接地端中的一个连接,所述第一启动连接器和所述第二启动连接器的输出端分别连接所述控制芯片的一个启动控制端。
8.如权利要求1所述的检测电路,其特征在于,该检测电路还包括用于指示检测结果的指示模块,所述指示模块包括正常指示单元和故障指示单元,所述正常指示单元和所述故障指示单元均包括发光二极管、保护电阻和三极管;所述发光二极管的正极经一个所述保护电阻接至所述***工作电源,负极连接所述三极管的集电极;所述三极管的发射极接地,所述正常指示单元和所述故障指示单元的三极管的基极分别经一个保护电阻接至所述控制芯片的正常结果输出端和故障结果输出端。
9.如权利要求1所述的检测电路,其特征在于,所述USB接口模块包括:USB连接器、阻抗匹配电阻、接地电容和接地电阻,所述USB连接器的电源端接至所述电源转换模块的输入端,所述USB连接器的接地端接地,所述USB连接器的两个差分信号端均由一个阻抗匹配电阻连接所述控制芯片的对应端;所述接地电容和所述接地电阻将所述USB连接器的外壳接地。
10.如权利要求1所述的检测电路,其特征在于,所述电源切换模块包括:电压转换芯片和滤波电容,所述USB接口模块的输入电源经过至少一个滤波电容接地滤波后,连接至所述电压转化芯片的输入端和使能端,所述电压转化芯片的输出端经过至少一个滤波电容接地,所述电压转化芯片的接地端接地。
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