CN105183036B - 一种摄像头的温控系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摄像头模组的温控系统和方法，该系统包括温度传感器、主控芯片、冷却单元，温度传感器集成在摄像头模组的感光芯片中，冷却单元设置在摄像头模组外，主控芯片电连接温度传感器和冷却单元；温度传感器，用于实时采集摄像头模组内部的温度数据；主控芯片，用于实时读取温度数据，根据该温度数据向冷却单元发送控制信号，控制该冷却单元的工作状态；冷却单元，用于对摄像头模组的温度进行冷却调节。本发明的技术方案通过实时读取摄像头模组的温度数据，控制冷却单元的工作状态，可保证摄像头模组工作在最佳温度区间，使镜头解像力维持在较高的水平，提高影像质量，延长摄像头的使用寿命。
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的温控系统和方法。
背景技术
摄像头作为一种便捷的输入设备，已开始走入了高像素的时代。应用于各类设备中的摄像头在追求小型化、高像素的背景下，其自身存在的问题也日益明显，其中最典型的问题就是摄像头模组的发热问题。高像素的模组在长时间工作时，其芯片自身产生的热量会导致塑料、树脂等材质的镜片变形，从而使整个模组的解像力急剧下降，同时影响摄像头的使用寿命。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明的一种摄像头的温控系统和方法，以便克服或者至少部分地解决上述摄像头长时间工作导致温度升高，影响成像质量和摄像头使用寿命的问题。依据本发明的一个方面，提供了一种摄像头的温控系统，该系统包括：
温度传感器、主控芯片、冷却单元，所述温度传感器集成在所述摄像头模组的感光芯片中，所述冷却单元设置在摄像头模组外，所述主控芯片电连接所述温度传感器和所述冷却单元；
所述温度传感器，用于实时采集摄像头模组内部的温度数据；
所述主控芯片，用于实时读取所述温度数据，根据该温度数据向所述冷却单元发送控制信号，控制该冷却单元的工作状态；
所述冷却单元，用于对所述摄像头模组的温度进行冷却调节。
可选地，所述温控系统还包括热导装置、热电转换模块和储能模块，所述储能模块电连接所述热电转换模块、所述主控芯片和所述冷却单元；
所述热导装置，用于将摄像头模组产生的热能传导到所述热电转换模块；
所述热电转换模块连接所述热导装置和所述储能模块，用于将所述热导装置传导的热能转换为电能，并发送给所述储能模块；
所述储能模块，用于储存所述热电转换模块转换的电能；
所述主控芯片，进一步用于在所述温度传感器采集的温度数据低于设定阈值，且所述储能模块的电压达到所述冷却单元的工作要求时，切断所述冷却单元的外部电源供电，控制所述储能模块为所述冷却单元供电，以及在所述温度传感器采集的温度数据高于设定阈值或所述储能模块的电压达不到所述冷却单元的工作要求时，切断所述冷却单元的储能模块供电，控制所述外部电源为所述冷却单元供电。
可选地，所述热导装置包括：贴合在摄像头模组背面的导热钢片，粘合所述导热钢片的导热胶，包裹摄像头模组和所述热电转换模块之间的缝隙和通道用的高效保温材料。
可选地，所述冷却单元的冷却通道与所述摄像头模组隔离。
可选地，所述主控芯片为单片机，内部烧录有降温调节算法。
依据本发明的另一个方面，提出了一种摄像头的温控方法，该方法包括：
在摄像头模组的感光芯片中集成温度传感器，实时采集摄像头模组内部的温度数据；
实时读取该温度数据，根据该温度数据向摄像头模组外的冷却单元发送控制信号，控制该冷却单元的工作状态；
所述冷却单元根据该控制信号对所述摄像头模组的温度进行冷却调节。可选地，该方法还包括：
设置热导装置，将摄像头模组产生的热能传导到热电转换模块，由该热电转换模块将所述热导装置传导的热能转换为电能，并发送给储能模块进行存储；
将所述储能模块电连接所述热电转换模块、所述主控芯片和所述冷却单元；
所述实时读取该温度数据，根据该温度数据向摄像头模组外的冷却单元发送控制信号，控制该冷却单元的工作状态包括：
在所述温度传感器采集的温度数据低于设定阈值，且所述储能模块的电压达到所述冷却单元的工作要求时，切断所述冷却单元的外部电源供电，控制所述储能模块为所述冷却单元供电，以及在所述温度传感器采集的温度数据高于设定阈值或所述储能模块的电压达不到所述冷却单元的工作要求时，切断所述冷却单元的储能模块供电，控制所述外部电源为所述冷却单元供电。
可选地，所述热导装置采用如下方式实现：在摄像头模组背面贴合导热钢片，由导热胶粘合，同时摄像头模组和所述热电转换模块之间的缝隙和通道用高效保温材料包裹。
可选地，将所述冷却单元的冷却通道与所述摄像头模组隔离。
可选地，所述主控芯片采用单片机实现，并在所述单片机内部烧录降温调节算法。
综上所述，本发明的摄像头温控系统和方法，通过实时读取摄像头的温度数据，保证了系统的快速响应，控制冷却单元的工作状态，可保证模组工作在最佳温度区间，从而使镜头解像力维持在较高的水平，提高影像质量，延长摄像头的使用寿命。
在本发明的优选方案中，通过设置热导装置、热电转换模块和储能模块，传导、转化摄像头模组产生的热量并储存，为冷却单元提供部分动力，使系统内部能源利用率较高，本发明结构简单，成本较低，易于实现。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例的一种摄像头温控系统的系统示意图；
图2示出了本发明另一个实施例的一种摄像头温控系统的系统示意图；
图3示出了本发明实施例的一种摄像头温控方法的流程示意图；
图4示出了本发明另一个实施例的一种摄像头温控方法的流程示意图；
图5示出了本发明一个实施例的一种摄像头系统的具体机构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1示出了本发明的一种摄像头温控系统的系统示意图，如图1所示，该温控系统100包括温度传感器110、主控芯片120、冷却单元130，所述温度传感器110集成在所述摄像头模组的感光芯片中，所述冷却单元130设置在摄像头模组外，所述主控芯片120电连接所述温度传感器110和所述冷却单元130。
所述温度传感器110，用于实时采集摄像头模组内部的温度数据。
所述主控芯片120，用于实时读取所述温度数据，根据该温度数据向所述冷却单元130发送控制信号，控制该冷却单元130的工作状态。
所述冷却单元130，用于对所述摄像头模组的温度进行冷却调节。
通过温度传感器的实时采集温度数据和主控芯片的实时读取温度数据，实现了温度数据的实时传输，保证了系统的快速响应，同时，结构简单，易于实现。通过冷却单元的冷却调节，可保证模组工作在最佳温度区间，从而使镜头最佳解像力维持较高的水平，提高影像质量，并延长摄像头的使用寿命。
图2示出了本发明另一个实施例的一种摄像头温控系统的系统示意图，如图2所示，该温控系统200，包括温度传感器210，主控芯片220，冷却单元230，还包括热导装置240、热电转换模块250和储能模块260，所述储能模块260电连接热电转换模块250、所述主控芯片220和所述冷却单元230。
所述热导装置240，用于将摄像头模组产生的热能传导到所述热电转换模块250。
所述热电转换模块250连接所述热导装置240和所述储能模块260，用于将所述热导装置240传导的热能转换为电能，并发送给所述储能模块260。
所述储能模块260，用于储存所述热电转换模块250转换的电能。
所述主控芯片220，进一步用于在所述温度传感器采集的温度数据低于设定阈值，且所述储能模块260的电压达到所述冷却单元230的工作要求时，切断所述冷却单元230的外部电源供电，控制所述储能模块260为所述冷却单元230供电，以及在所述温度传感器采集的温度数据高于设定阈值或所述储能模块的电压达不到所述冷却单元的工作要求时，切断所述冷却单元的储能模块供电，控制所述外部电源为所述冷却单元供电。通过对摄像头模组产生的热量回收再利用，既保证了模组的降温冷却效果，同时又充分利用了系统需要剔除的热能，使整个系统维持在高效的状态。
其中，所述热导装置240包括：贴合在摄像头模组背面的导热钢片，粘合所述导热钢片的导热胶，包裹摄像头模组和所述热电转换模块250之间的缝隙和通道用的高效保温材料。通过利用这些导热结构和保温材料，能快速传递热量，减少热量的损失。
此外，所述冷却单元的冷却通道与所述摄像头模组隔离，可保证冷却单元自身产生的热量不会混入摄像头整机腔体内，保证冷却效率。
在上述各温控系统实施例中，所述主控芯片为单片机，内部烧录有降温调节算法。通过单片机实现主控芯片的控制功能，使得主控芯片能够对实时读取的温度数据快速做出响应，保证较高的控制灵敏性。实现成本较低。
图3示出了本发明实施例的一种摄像头温控方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括：
步骤S310，在摄像头模组的感光芯片中集成温度传感器，实时采集摄像头模组内部的温度数据。
步骤S320，实时读取该温度数据，根据该温度数据向摄像头模组外的冷却单元发送控制信号，控制该冷却单元的工作状态。
步骤S330，所述冷却单元根据该控制信号对所述摄像头模组的温度进行冷却调节。
图4示出了本发明另一个实施例的一种摄像头温控方法的流程示意图，如图4所示，该方法包括：
步骤S410，在摄像头模组的感光芯片中集成温度传感器，实时采集摄像头模组内部的温度数据。
步骤S420，实时读取该温度数据，根据该温度数据向摄像头模组外的冷却单元发送控制信号，控制该冷却单元的工作状态。
步骤430，所述冷却单元根据该控制信号对所述摄像头模组的温度进行冷却调节。
还包括：
步骤S440，设置热导装置，将摄像头模组产生的热能传导到热电转换模块，由该热电转换模块将所述热导装置传导的热能转换为电能，并发送给储能模块进行存储。
步骤S450，将所述储能模块电连接所述热电转换模块、所述主控芯片和所述冷却单元。
所述步骤S420，实时读取该温度数据，根据该温度数据向摄像头模组外的冷却单元发送控制信号，控制该冷却单元的工作状态包括：
在所述温度传感器采集的温度数据低于设定阈值，且所述储能模块的电压达到所述冷却单元的工作要求时，切断所述冷却单元的外部电源供电，控制所述储能模块为所述冷却单元供电，以及在所述温度传感器采集的温度数据高于设定阈值或所述储能模块的电压达不到所述冷却单元的工作要求时，切断所述冷却单元的储能模块供电，控制所述外部电源为所述冷却单元供电。将摄像头模组产生的热量回收再利用，既保证了模组的降温冷却效果，同时又充分利用了系统需要剔除的热能，使整个系统维持在高效的状态。
在此基础上，所述热导装置采用如下方式实现：在摄像头模组背面贴合导热钢片，由导热胶粘合，同时摄像头模组和所述热电转换模块之间的缝隙和通道用高效保温材料包裹。
此外，将所述冷却单元的冷却通道与所述摄像头模组隔离。
在上述各温控方法实施例中，所述主控芯片采用单片机实现，并在所述单片机内部烧录降温调节算法。
需要说明的是，图3、图4所示方法的各实施例与图1、图2所示系统的各实施例对应相同，上文中已详细说明，在此不再赘述。
图5示出了本发明一个实施例的一种摄像头系统的具体机构示意图，如图5所示，所述冷却单元为两套带有风扇的马达，每套带有风扇的马达分置在摄像头模组两侧，且2个风扇(风扇A和风扇B)和摄像头模组位于一个大的腔体1内，2个马达分别位于独立腔体2和独立腔体3内，腔体2和腔体3与腔体1隔离，防止电机转动产生的热量混入摄像头模组腔体内，以保证冷却效率；风扇A转动使空气进入腔体1，风扇B转动使空气排出腔体1，腔体1内的气流流过摄像头模组所在的区域，为摄像头模组降温；温度传感器实时采集摄像头模组内的温度数据，发送给线路主板上的主控芯片；线路主板上的主控芯片通过实时获取温度传感器传送的温度数据，并根据该温度数据向马达输出控制信号控制马达功率，由马达调节风扇的转速，从而调节流过摄像头模组的空气流速，实现冷却调节效果；
并且，摄像头模组产生的热量通过热电转换模块转换为电能，并储存在储能模块，当温度传感器采集的温度数据低于设定阈值，且储能模块的电压达到该冷却单元的工作要求时，主控芯片切断该冷却单元的外部电源供电，控制储能模块为该冷却单元供电，仅由热电转换后的能量维持冷却单元工作；在温度传感器采集的温度数据高于设定阈值或储能模块的电压达不到冷却单元的工作要求时，主控芯片切断冷却单元的储能模块供电，控制外部电源为冷却单元供电。
综上所述，本发明的摄像头温控系统和方法，通过实时读取摄像头的温度数据，保证了系统的快速响应，控制冷却单元的工作状态，可保证模组工作在最佳温度区间，从而使镜头解像力维持在较高的水平，提高影像质量，延长摄像头的使用寿命。
在本发明的优选方案中，通过设置热导装置、热电转换模块和储能模块，传导、转化摄像头模组产生的热量并储存，为冷却单元提供部分动力，使系统内部能源利用率较高，本发明结构简单，成本较低，易于实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种摄像头模组的温控系统，其特征在于，包括温度传感器、主控芯片、冷却单元，所述温度传感器集成在所述摄像头模组的感光芯片中，所述冷却单元设置在摄像头模组外，所述主控芯片电连接所述温度传感器和所述冷却单元；
所述温度传感器，用于实时采集摄像头模组内部的温度数据；
所述主控芯片，用于实时读取所述温度数据，根据该温度数据向所述冷却单元发送控制信号，控制该冷却单元的工作状态；
所述冷却单元，用于对所述摄像头模组的温度进行冷却调节；
所述温控系统还包括热导装置、热电转换模块和储能模块，所述储能模块电连接所述热电转换模块、所述主控芯片和所述冷却单元；
所述热导装置，用于将摄像头模组产生的热能传导到所述热电转换模块；
所述热电转换模块连接所述热导装置和所述储能模块，用于将所述热导装置传导的热能转换为电能，并发送给所述储能模块；
所述储能模块，用于储存所述热电转换模块转换的电能；
所述主控芯片，进一步用于在所述温度传感器采集的温度数据低于设定阈值，且所述储能模块的电压达到所述冷却单元的工作要求时，切断所述冷却单元的外部电源供电，控制所述储能模块为所述冷却单元供电，以及在所述温度传感器采集的温度数据高于设定阈值或所述储能模块的电压达不到所述冷却单元的工作要求时，切断所述冷却单元的储能模块供电，控制所述外部电源为所述冷却单元供电。
2.如权利要求1所述的温控系统，其特征在于，所述热导装置包括：贴合在摄像头模组背面的导热钢片，粘合所述导热钢片的导热胶，包裹摄像头模组和所述热电转换模块之间的缝隙和通道用的高效保温材料。
3.如权利要求2所述的温控系统，其特征在于，所述冷却单元的冷却通道与所述摄像头模组隔离。
4.如权利要求1-3任一项所述的温控系统，其特征在于，所述主控芯片为单片机，内部烧录有降温调节算法。
5.一种摄像头模组的温控方法，其特征在于，该方法包括：
在摄像头模组的感光芯片中集成温度传感器，实时采集摄像头模组内部的温度数据；
实时读取该温度数据，根据该温度数据向摄像头模组外的冷却单元发送控制信号，控制该冷却单元的工作状态；
所述冷却单元根据该控制信号对所述摄像头模组的温度进行冷却调节；
该方法还包括：
设置热导装置，将摄像头模组产生的热能传导到热电转换模块，由该热电转换模块将所述热导装置传导的热能转换为电能，并发送给储能模块进行存储；
将所述储能模块电连接所述热电转换模块、所述主控芯片和所述冷却单元；
所述实时读取该温度数据，根据该温度数据向摄像头模组外的冷却单元发送控制信号，控制该冷却单元的工作状态包括：
在所述温度传感器采集的温度数据低于设定阈值，且所述储能模块的电压达到所述冷却单元的工作要求时，切断所述冷却单元的外部电源供电，控制所述储能模块为所述冷却单元供电，以及在所述温度传感器采集的温度数据高于设定阈值或所述储能模块的电压达不到所述冷却单元的工作要求时，切断所述冷却单元的储能模块供电，控制所述外部电源为所述冷却单元供电。
6.如权利要求5所述的温控方法，其特征在于，所述热导装置采用如下方式实现：在摄像头模组背面贴合导热钢片，由导热胶粘合，同时摄像头模组和所述热电转换模块之间的缝隙和通道用高效保温材料包裹。
7.如权利要求6所述的温控方法，其特征在于，将所述冷却单元的冷却通道与所述摄像头模组隔离。
8.如权利要求5-7任一项所述的温控方法，其特征在于，所述主控芯片采用单片机实现，并在所述单片机内部烧录降温调节算法。
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