CN203632767U - 一种ccd电子快门生成电路和ccd相机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于CCD相机领域，提供了一种CCD电子快门生成电路和CCD相机。在本实用新型中，CCD电子快门生成电路根据CCD曝光时间和预设条件选择模拟前端或FPGA作为电子快门源，使用灵活，扩大应用场景，通过将CCD衬底偏压源输出的正常标志信号与电子快门选择模块输出的信号进行逻辑与运算，能够在CCD相机发生故障时停止电子快门生成操作，对CCD相机进行自动保护，解决了现有CCD相机采用模拟前端作为电子快门源配置延时大、不灵活且不具备故障发生时自我保护功能的问题。

Description

一种CCD电子快门生成电路和CCD相机

技术领域

本实用新型属于CCD相机领域，尤其涉及一种CCD电子快门生成电路和CCD相机。

背景技术

安全防范系统中，图像的生成当前主要是来自CCD（charge-couple-ddevice）相机,它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的CCD相机元件，以其构成的CCD相机具有体积小、重量轻、感光度高、噪声小等特性而被广泛应用。

传统的CCD电子快门控制方式使用后端AFE器件提供的专用电子快门脉冲（SUBCK）实现，但这一方式在快门速度，快门脉冲电压高度，配置灵活度，配置后曝光响应延时上均存在较大不足，尤其在交通领域，该方式下的电子快门配置延时大，拍摄到的车辆位移大，已经无法满足实际需求，且由于CCD工业摄像机一般使用的物理环境恶劣，需要设备具有较强的自我保护机制，但是传统的CCD电子快门系统，基本没有异常保护措施，在实际恶劣环境下持续使用，极大的提高了设备的故障发生率以及器件损坏率。

实用新型内容

本实用新型提供了一种CCD电子快门生成电路，旨在解决现有CCD相机使用模拟前端作为电子快门源配置延时大、不灵活且不具备故障生发时自我保护的功能的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：一种CCD电子快门生成电路，包括模拟前端AFE_GPO和FPGA，所述CCD电子快门生成电路与电源、CCD衬底偏压源以及CCD图像传感器连接，所述CCD电子快门生成电路包括：

第一输入端和第二输入端分别与所述模拟前端的输出端和所述FPGA的输出端连接，快门源选择端与所述FPGA的快门源选择控制输出端连接，电源端与所述电源的第一电压输出端连接，根据CCD曝光时间和所述FPGA中预设快门源选择条件选择所述模拟前端或所述FPGA作为电子快门源的电子快门选择模块；

第一输入端与所述CCD衬底偏压源的正常标志信号输出端以及所述电源的第一输出端连接，第二输入端与所述电子快门选择模块的输出端连接，电源端与所述电源的第一电压输出端连接，对所述CCD衬底偏压源输出的正常标志信号和所述电子快门选择模块输出的电子快门源信号进行逻辑与运算并将运算结果作为使能信号输出的电子快门使能模块；

输入端与所述电子快门使能模块的输出端连接，第一电源端、第二电源端以及第三电源端分别与所述电源的第二电压输出端、所述电源的第三电压输出端以及所述CCD衬底偏压源的偏置电压输出端连接，输出端与所述CCD图像传感器连接，接收所述使能信号并生成电子快门脉冲的电子快门生成模块。

本实用新型还提供了一种CCD相机，所述CCD相机包括上述任一所述的CCD电子快门生成电路。

在本实用新型中，CCD电子快门生成电路根据CCD曝光时间和预设条件选择模拟前端或FPGA作为电子快门源，使用灵活，扩大应用场景，通过将CCD衬底偏压源输出的正常标志信号与电子快门选择模块输出的信号进行逻辑与运算，能够在CCD相机发生故障时停止电子快门生成操作，对CCD相机进行自动保护，解决了现有CCD相机采用模拟前端作为电子快门源配置延时大、不灵活且不具备故障发生时自我保护功能的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的CCD电子快门生成电路的模块结构图；

图2是本实用新型实施例提供的CCD电子快门生成电路的电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述：

图1示出了本实用新型实施例提供的CCD电子快门生成电路的模块结构，该CCD电子快门生成电路应用于CCD相机内，为了便于说明，仅列出与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本实用新型实施例提供的CCD电子快门生成电路包括模拟前端101和FPGA，CCD电子快门生成电路与电源201、CCD衬底偏压源202以及CCD图像传感器203连接，CCD电子快门生成电路包括：

第一输入端和第二输入端分别与模拟前端101的输出端AFE_GPO和FPGA的输出端FPGA_I/O连接，快门源选择端与FPGA的快门源选择控制输出端FPGA_SELECT连接，电源端与电源201的第一电压输出端VCC1连接，根据CCD曝光时间和FPGA中预设快门源选择条件选择模拟前端101或FPGA作为电子快门源的电子快门选择模块301；

第一输入端与CCD衬底偏压源202的正常标志信号输出端VAB fault flag以及电源201的第一输出端连接，第二输入端与电子快门选择模块301的输出端连接，电源端与电源201的第一电压输出端连接，对CCD衬底偏压源202输出的正常标志信号和电子快门选择模块301输出的电子快门源信号进行逻辑与运算并将运算结果作为使能信号输出的电子快门使能模块302；

输入端与电子快门使能模块302的输出端连接，第一电源端、第二电源端以及第三电源端分别与电源201的第二电压输出端VCC2、电源201的第三电压输出端VCC3以及CCD衬底偏压源202的偏置电压输出端VAB连接，输出端与CCD图像传感器203连接，接收该使能信号并生成电子快门脉冲的电子快门生成模块303。

在本实用新型实施例中，通过使用多种快门源进行选择，CCD曝光时间更加精确，更能满足CCD相机在不同使用环境下的技术性能要求，增加电子快门选择模块后，可更加灵活的在FPGA与模拟前端101之间选择快门源，根据不同的应用场景来决定源的选择，如：当CCD曝光时间是一行像素周期时间（HD）的倍数关系时，使用模拟前端作为电子快门源便十分方便，此时便选择模拟前端101来提供电子快门源；当CCD曝光时间不是AFE一行像素周期时间的倍数时，或者曝光时间已经大于AFE输出一帧图像（VD）的时间时，使用FPGA来提供电子快门源便十分实用。

进一步地，在本实用新型实施例中，电子快门使能模块302主要起到CCD保护功能，实现当CCD衬底偏压源输出不稳或者输出异常时，电路自动禁止向CCD对应的PIN脚上面输出快门脉冲，实现CCD保护，避免损坏。增加该使能模块后，设备工作更安全，更稳定。

作为本实用新型一实施例，电子快门选择模块301为数字开关芯片U1；

数字开关芯片U1的第一输入端NO和第二输入端NC分别为电子快门选择模块301的第一输入端和第二输入端，数字开关芯片U1的快门源选择端EN为电子快门选择模块301的快门源选择端，数字开关芯片U1的接地端GND接地，数字开关芯片U1的公共连接端COM为电子快门选择模块301的输出端，数字开关芯片U1的电源端VCC为电子快门选择模块301的电源端。

作为本实用新型一实施例，电子快门使能模块302包括：

二输入与门芯片U2、第一电阻R1以及第一电容C1；

二输入与门芯片U2的第一输入端A为电子快门使能模块302的第一输入端，第一电阻R1连接在二输入与门芯片U2的第一输入端A和电源201的第一电压输出端VCC1之间，二输入与门芯片U2的第二输入端为电子快门使能模块302的第二输入端，二输入与门芯片U2的电源端为电子快门使能模块302的电源端，第一电容C1连接在二输入与门芯片U2的电源端VCC与地之间，二输入与门芯片U2的接地端GND接地，二输入与门芯片U2的输出端Y为电子快门使能模块的输出端。

作为本实用新型一实施例，电子快门生成模块303包括：

第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一稳压管BD1、第二稳压管BD2、NPN型三极管Q1以及PNP型三极管Q2；

第二电容C2的第一端和第三电容C3的第一端为电子快门生成模块303的输入端，第二电容C2的第二端与PNP型三极管Q2的基极以及第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端和PNP型三极管Q2的发射极以及第四电容C4的第一端连接，第二电阻R2的第二端为电子快门生成模块303的第一电源端，第四电容C4的第二端接地，第三电容C3的第二端与第三电阻R3的第一端、第一稳压管BD1的阴极以及NPN型三极管Q1的基极连接，第三电阻R3的第二端接地，第一稳压管BD1的阳极和第四电阻R4的第一端以及第五电容C5的第一端连接，第一稳压管BD1的阳极为电子快门生成模块303的第二电源端，第四电阻R4的第二端与NPN型三极管Q1的发射极连接，第五电容C5的第二端接地，NPN型三极管Q1的集电极和PNP型三极管Q2的集电极共接于第六电容C6的第一端，第六电容C6的第二端和第五电阻R5的第一端以及第二稳压管BD2的阴极连接，第六电容C6的第二端为电子快门生成模块303的输出端，第二稳压管BD2的阳极为电子快门生成模块303的第三电源端。

下面对本实用新型实施例提供的CCD电子快门生成电路的工作原理进行说明：

在本实用新型实施例中，根据CCD曝光时间在FPGA中预设了电子快门选择源的优先级，根据实际CCD曝光时间和预设程序选择模拟前端101或FPGA作为电子快门源，通过数字开关芯片U1选择处理后输出，通过对CCD衬底偏压源输出的正常标志信号和数字芯片U1输出的电子快门源信号进行与运算，当两个信号中的任一信号异常时，二输入与门芯片U2将无输出，对CCD电子快门生成电路进行保护，电子快门使能模块302输出的使能信号输入到电子快门生成模块303中生成电子快门脉冲信号驱动CCD图像传感器203工作，使最终得到的图像效果更好。

本实用新型实施例还提供了一种CCD相机，该CCD相机包括上述CCD电子快门生成电路。

在本实用新型实施例中，CCD电子快门生成电路根据CCD曝光时间和预设条件选择模拟前端或FPGA作为电子快门源，使用灵活，扩大应用场景，通过将CCD衬底偏压源输出的正常标志信号与电子快门选择模块输出的信号进行逻辑与运算，能够在CCD相机发生故障时停止电子快门生成操作，对CCD相机进行自动保护，解决了现有CCD相机采用模拟前端作为电子快门源配置延时大、不灵活且不具备故障发生时自我保护功能的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种CCD电子快门生成电路，包括模拟前端和FPGA，所述CCD电子快门生成电路与电源、CCD衬底偏压源以及CCD图像传感器连接，其特征在于，所述CCD电子快门生成电路包括：

第一输入端和第二输入端分别与所述模拟前端的输出端和所述FPGA的输出端连接，快门源选择端与所述FPGA的快门源选择控制输出端连接，电源端与所述电源的第一电压输出端连接，根据CCD曝光时间和所述FPGA中的预设快门源选择条件选择所述模拟前端或所述FPGA作为电子快门源的电子快门选择模块；

第一输入端与所述CCD衬底偏压源的正常标志信号输出端以及所述电源的第一输出端连接，第二输入端与所述电子快门选择模块的输出端连接，电源端与所述电源的第一电压输出端连接，对所述CCD衬底偏压源输出的正常标志信号和所述电子快门选择模块输出的电子快门源信号进行逻辑与运算，并将运算结果作为使能信号输出的电子快门使能模块；

输入端与所述电子快门使能模块的输出端连接，第一电源端、第二电源端以及第三电源端分别与所述电源的第二电压输出端、所述电源的第三电压输出端以及所述CCD衬底偏压源的偏置电压输出端连接，输出端与所述CCD图像传感器连接，接收所述使能信号并生成电子快门脉冲的电子快门生成模块。

2.如权利要求1所述的CCD电子快门生成电路，其特征在于，所述电子快门选择模块为数字开关芯片U1；

所述数字开关芯片U1的第一输入端和第二输入端分别为所述电子快门选择模块的第一输入端和第二输入端，所述数字开关芯片U1的快门源选择端为所述电子快门选择模块的快门源选择端，所述数字开关芯片U1的接地端接地，所述数字开关芯片U1的公共连接端为所述电子快门选择模块的输出端，所述数字开关芯片U1的电源端为所述电子快门选择模块的电源端。

3.如权利要求1所述的CCD电子快门生成电路，其特征在于，所述电子快门使能模块包括：

二输入与门芯片U2、第一电阻R1以及第一电容C1；

所述二输入与门芯片U2的第一输入端为所述电子快门使能模块的第一输入端，所述第一电阻R1连接在所述二输入与门芯片U2的第一输入端和所述电源的第一电压输出端之间，所述二输入与门芯片U2的第二输入端为所述电子快门使能模块的第二输入端，所述二输入与门芯片U2的电源端为所述电子快门使能模块的电源端，所述第一电容C1连接在所述二输入与门芯片U2的电源端与地之间，所述二输入与门芯片U2的接地端接地，所述二输入与门芯片U2的输出端为所述电子快门使能模块的输出端。

4.如权利要求1所述的CCD电子快门生成电路，其特征在于，所述电子快门生成模块包括：

第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一稳压管BD1、第二稳压管BD2、NPN型三极管Q1以及PNP型三极管Q2；

所述第二电容C2的第一端和所述第三电容C3的第一端为所述电子快门生成模块的输入端，所述第二电容C2的第二端与所述PNP型三极管Q2的基极以及所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端和所述PNP型三极管Q2的发射极以及所述第四电容C4的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端为所述电子快门生成模块的第一电源端，所述第四电容C4的第二端接地，所述第三电容C3的第二端与所述第三电阻R3的第一端、所述第一稳压管BD1的阴极以及所述NPN型三极管Q1的基极连接，所述第三电阻R3的第二端接地，所述第一稳压管BD1的阳极和所述第四电阻R4的第一端以及所述第五电容C5的第一端连接，所述第一稳压管BD1的阳极为所述电子快门生成模块的第二电源端，所述第四电阻R4的第二端与所述NPN型三极管Q1的发射极连接，所述第五电容C5的第二端接地，所述NPN型三极管Q1的集电极和所述PNP型三极管Q2的集电极共接于所述第六电容C6的第一端，所述第六电容C6的第二端和所述第五电阻R5的第一端以及所述第二稳压管BD2的阴极连接，所述第六电容C6的第二端为所述电子快门生成模块的输出端，所述第二稳压管BD2的阳极为所述电子快门生成模块的第三电源端。

5.一种CCD相机，其特征在于，所述CCD相机包括如权利要求1-4任一所述的CCD电子快门生成电路。

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