一种数码相机高速驱动系统的制作方法

本实用新型涉及摄影器材技术领域，尤其是一种数码相机高速驱动系统。

背景技术：

众所周知，数码相机是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机，其按照电子传感器类型的不同主要分为CCD相机和CMOS相机两种；其中，随着航空遥感相机以及高速航拍相机应用水平的不断提高，CCD数码相机因分辨率高、感光面积大等优点得以被广泛应用于航空遥感技术领域。然而，现有CCD数码相机由于受像素高、帧频低以及传统的专用集成驱动设计的可配置灵活性差等因素的影响，使其图像采集速度相对偏慢，应用范围较为受限，无法真正满足高速航拍的使用要求。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种数码相机高速驱动系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种数码相机高速驱动系统，它包括一FTF5066型CCD图像传感器、一用于输出若干路行列时序脉冲信号的时序脉冲产生器、一根据时序脉冲产生器输出的脉冲信号驱动CCD图像传感器内的光生电荷转移到CCD图像传感器的输出寄存器中的垂直列驱动电路、一根据时序脉冲产生器输出的脉冲信号驱动CCD图像传感器的输出寄存器中的光生电荷顺序地输出到CCD图像传感器的输出放大器中的水平行驱动电路、一用于将对外部电源进行电压转换以输出1.2V-37V直流电压并同时向时序脉冲产生器供电的稳压变换电路以及一用于对稳压变换电路输出的电压进行转换以分别向垂直列驱动电路、水平行驱动电路和CCD图像传感器供电的偏置电压电路；所述时序脉冲产生器为一EP1C12型FPGA现场可编程门阵列芯片。

优选地，所述稳压变换电路包括LM317型稳压器、电解电容、旁路电容和去耦电容，所述旁路电容的一端连接于稳压器的电压输入端、另一端接地，所述电解电容的一端通过第一电阻连接稳压器的电压输出端、另一端接地，所述去耦电容的一端连接于稳压器的电压输出端、另一端接地，所述稳压器的电压调节端通过第一二极管连接稳压器的电压输出端并通过可调电位器接地。

优选地，所述偏置电压电路包括第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第二二极管的正极通过顺序串联的第三电阻和第四电阻接地并同时连接稳压变换电路的输出端、负极作为第一偏置电压输出端，所述第三二极管的负极连接第二二极管的正极并同时作为第二偏置电压输出端、正极通过第五电阻连接于第三电阻与第四电阻之间并同时作为第三偏置电压输出端，所述第四二极管串接于第二二极管的负极与第五电阻之间，所述第四二极管的正极同时通过第四电容接地；所述水平行驱动电路、垂直列驱动电路和CCD图像传感器分别与第一偏置电压输出端、第二偏置电压输出端和/或第三偏置电压输出端相连。

优选地，所述水平行驱动电路包括一74AC04型CMOS驱动器。

优选地，所述垂直列驱动电路包括用于根据时序脉冲产生器输出的脉冲信号产生驱动脉冲信号的高电平选择电路单元和用于对高电平选择电路单元输出的驱动脉冲信号进行功率放大的驱动电路单元；

所述高电平选择电路单元包括EL7202型时钟驱动器、第一MOS开关管、第二MOS开关管以及并接于时钟驱动器的输出端的第一开关器和第二开关器，所述第一开关器和第二开关器均为MIC4417型芯片，所述第一MOS开关管和第二MOS开关管均为SIS2300型开关管；所述时钟驱动器的输入端连接时序脉冲产生器的输出端，所述第一MOS开关管的栅极连接第一开关器的输出端，所述第二MOS开关管的栅极连接第二开关器的输出端，所述第一MOS开关管的源极连接第二MOS开关管的漏极后作为高电平选择电路单元的输出端；

所述驱动电路单元包括一连接于CCD图像传感器与高电平选择电路单元的输出端之间EL7220型时钟驱动器。

由于采用了上述方案，本实用新型利用FPGA作为时序脉冲发生器件可产生多路时序脉冲信号，从而克服了传统数码相机中由于采用单路脉冲信号而造成信号传输速度受限的问题，也可产生正确的时序驱动信号以及相应的偏置电压，以保证CCD图像传感器内的光生电荷能够被快速的转移，从而完成图像高速采集的效果；其系统结构简单、配置灵活、运行速度快，具有很强的实用价值和市场推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例的控制原理框图；

图2是实用新型本实施例的稳压变换电路的电路结构图；

图3是本实用新型实施例的偏置电压电路的电路结构图

图4是本实用新型实施例的水平行驱动电路的电路结构参考图；

图5是本实用新型实施例的高电平选择电路单元的电路结构图；

图6是本实用新型实施例的驱动电路单元的电路结构参考图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图6所示，本实施例提供的一种数码相机高速驱动系统，它包括一FTF5066型CCD图像传感器a、一用于输出若干路行列时序脉冲信号的时序脉冲产生器b、一根据时序脉冲产生器b输出的列脉冲信号来驱动CCD图像传感器a内的光生电荷转移到CCD图像传感器a的输出寄存器中的垂直列驱动电路c、一根据时序脉冲产生器b输出的行脉冲信号来驱动CCD图像传感器a的输出寄存器中的光生电荷顺序地输出到CCD图像传感器a的输出放大器中的水平行驱动电路d、一用于将对外部电源进行电压转换以输出1.2V-37V直流电压并同时向时序脉冲产生器b供电的稳压变换电路e以及一用于对稳压变换电路e输出的电压进行转换以分别向垂直列驱动电路c、水平行驱动电路d和CCD图像传感器a供电的偏置电压电路f；其中，时序脉冲产生器b为一EP1C12型FPGA现场可编程门阵列芯片。以此，利用FPGA作为时序脉冲发生器件可产生多路时序脉冲信号，从而克服了传统数码相机中由于采用单路脉冲信号而造成信号传输速度受限的问题，同时通过与偏置电压电路f、垂直列驱动电路c以及水平行驱动电路d之间的配合可产生正确的时序驱动信号以及相应的偏置电压，以保证CCD图像传感器a内的光生电荷能够被快速的转移，从而完成图像高速采集的效果。

作为一个优选方案，如图2所示，本实施例的稳压变换电路e包括LM317型稳压器U1、电解电容C1、旁路电容C2和去耦电容C3；其中，旁路电容C2的一端连接于稳压器U1的电压输入端、另一端接地，电解电容C1的一端通过第一电阻R1连接稳压器U1的电压输出端、另一端接地，去耦电容C3的一端连接于稳压器U1的电压输出端、另一端接地，同时稳压器U1的电压调节端通过第一二极管D1连接稳压器U1的电压输出端并通过可调电位器R2接地。以此，可利稳压器U1的性能为整个系统提供工作电源并提供过载保护功能，以满足CCD图像传感器a、时序脉冲产生器b以及偏置电压电路f对电压稳定性的要求。

作为一个优选方案，如图3所示，本实施例的偏置电压电路f包括第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，第二二极管D2的正极通过顺序串联的第三电阻R3和第四电阻R4接地并同时连接稳压变换电路e的输出端、负极作为第一偏置电压输出端VNS，第三二极管D3的负极连接第二二极管D2的正极并同时作为第二偏置电压输出端VRD、正极通过第五电阻R5连接于第三电阻R3与第四电阻R4之间并同时作为第三偏置电压输出端VPS，第四二极管D4串接于第二二极管D2的负极与第五电阻R5之间，同时，第四二极管D4的正极通过第四电容C4接地；其中，第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4均采用BAT74型肖特基二极管，水平行驱动电路d、垂直列驱动电路c和CCD图像传感器a根据实际电压的要求可选择性的与第一偏置电压输出端VNS、第二偏置电压输出端VRD和/或第三偏置电压输出端VPS相连。以此，可利用偏置电压电路f所输出的各种压值范围内的电压来满足CCD图像传感器a正常工作时所需要的各种电压。

为避免脉冲驱动信号产生失真的问题，本实施例的水平行驱动电路d主要由一74AC04型CMOS驱动器构成(其电路结构可参考图4进行设置)。

为保证对CCD图像传感器a的驱动效果，同时最大限度地简化整个系统的结构，本实施例的垂直列驱动电路c包括用于根据时序脉冲产生器b输出的列脉冲信号来产生驱动脉冲信号的高电平选择电路单元1和用于对高电平选择电路单元1输出的驱动脉冲信号进行功率放大的驱动电路单元2；其中，如图5所示，本实施例的高电平选择电路单元1包括EL7202型时钟驱动器P3、第一MOS开关管S1、第二MOS开关管S2以及并接于时钟驱动器P3的输出端的第一开关器P1和第二开关器P2，第一开关器P1和第二开关器P2均为MIC4417型芯片，第一MOS开关管S1和第二MOS开关管S2均为SIS2300型开关管；时钟驱动器P3的输入端连接时序脉冲产生器b的输出端，第一MOS开关管S1的栅极连接第一开关器P1的输出端，第二MOS开关管S2的栅极连接第二开关器P2的输出端，第一MOS开关管S1的源极连接第二MOS开关管S2的漏极后作为高电平选择电路单元1的输出端；而驱动电路单元2则主要由一连接于CCD图像传感器a与高电平选择电路单元1的输出端之间EL7220型时钟驱动器P5(其电路结构可参考图6进行设置)。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。