CN107656348A - 镜头模组及具有此镜头模组的摄像组件和无人飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人飞行器技术领域，提供一种镜头模组及具有此镜头模组的摄像组件和无人飞行器，其中，所述镜头模组包括：承载件；镜头，其与所述承载件连接；图像传感器，其固定于所述承载件，并与所述承载件存在间隙；导热件，其固定于所述承载件，并且所述导热件与所述承载件及所述图像传感器接触。所述图像传感器与所述承载件存在间隙一方面可以增加所述图像传感器与空气的接触面积，以便于增加自然对流散热；另一方面可以在该间隙之间设置导热件，并且所述导热件与所述图像传感器及承载件接触，通过所述导热件可将所述图像传感器工作时产生的热量快速导入至所述承载件，以而达到增加导热及散热效果。
Description
【技术领域】
本发明涉及无人飞行器技术领域，尤其涉及一种镜头模组及具有此镜头模组的摄像组件和无人飞行器。
【背景技术】
无人飞行器是一种处在迅速发展中的新概念装备，其具有体积小、重量轻、机动灵活、反应快速、无人驾驶、操作要求低的优点。无人飞行器通过云台搭载多类镜头模组或摄像设备，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。目前，无人飞行器的使用范围已经扩宽到军事、科研、民用三大领域，具体在电力通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、搜救、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：在现有的无人飞行器设计中，镜头模组的内部空间较小，使得镜头模组中的传感器等功率器件产生的热量无法及时扩散出去；并且由于镜头模组的镜头对称布置导致传感器产生的热量不能通过风扇散热，只能通过自然对流，同时由于镜头模组内部对流面积小，通常镜头模组的设计不满足散热要求。
【发明内容】
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种散热效果良好的镜头模组及具有此镜头模组的摄像组件和无人飞行器。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
一种镜头模组，所述镜头模组包括：承载件；镜头，其与所述承载件连接；图像传感器，其固定于所述承载件，并与所述承载件存在间隙；导热件，其固定于所述承载件，并且导热件与所述承载件及所述图像传感器接触，所述导热件延伸至所述承载件的侧壁。
在一些实施例中，所述镜头模组还包括外壳，所述外壳与所述承载件连接。
在一些实施例中，所述承载件包括第一基座及第二基座，所述第一基座与所述第二基座连接；所述第二基座与所述图像传感器连接，并且所述第二基座与所述图像传感器存在间隙，所述导热件设置于所述第二基座与所述图像传感器之间，所述第二基座的侧壁与所述外壳接触。
在一些实施例中，所述导热件镶嵌于所述第二基座。
在一些实施例中，所述导热件夹持于所述第二基座，所述第二基座的侧壁上设置有孔，用于容置螺钉，以将所述导热件固定于所述第二基座。
在一些实施例中，所述第一基座设置有螺纹孔，所述第二基座上设置有带螺纹的凸起柱，所述凸起柱嵌入所述螺纹孔；所述第二基座与所述第一基座之间存在间隙，并且所述第二基座与所述第一基座之间设置有散热件。
在一些实施例中，所述散热件为散热硅胶。
在一些实施例中，所述承载件、所述镜头、所述图像传感器及所述导热件设置于所述外壳的内部，所述外壳包括外壳座及弧形壳体，所述外壳座与弧形壳体连接，所述外壳座可拆卸的安装于所述承载件，所述弧形壳体的内表面设置有吸热层。
在一些实施例中，所述弧形壳体设置有导热槽，以使所述镜头模组内外空气流动。
在一些实施例中，所述导热件由铜箔材料制成；所述第二基座由铝材料制成。
本发明实施例还提供以下技术方案：
一种摄像组件，包括：云台和如上所述的镜头模组，所述镜头模组搭载于所述云台。
在一些实施例中，所述云台包括驱动装置，所述驱动装置包括：转轴、轴承、固定部及转动部；所述轴承套设于所述转轴，所述固定部套设于所述轴承，并且所述固定部固定于所述外壳，所述转动部套设于所述转轴，并与所述转轴固定连接，以带动所述转轴转动，所述转动部可绕所述转轴的轴线相对于所述固定部转动。
在一些实施例中，所述固定部设置有电路板，所述电路板与所述外壳连接。
本发明实施例还提供以下技术方案：
一种无人飞行器，包括机身，所述无人飞行器还包括：如上所述的摄像组件，所述摄像组件安装于所述机身。
与现有技术相比较，在本发明实施例的镜头模组中，所述图像传感器与所述承载件存在间隙一方面可以增加所述图像传感器与空气的接触面积，以便于增加自然对流散热；另一方面可以在该间隙之间设置导热件，并且所述导热件与所述图像传感器及承载件接触，通过所述导热件可所述图像传感器工作时产生的热量快速导入至所述承载件，以增加导热及散热效果。
【附图说明】
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明其中一实施例提供的一种摄像组件的结构示意图；
图2为图1所示的摄像组件的镜头模组的分解图；
图3为图1所示的摄像组件的分解图；
图4为图1所示的摄像组件的镜头模组的结构示意立体图，其中，镜头模组的外壳被省略。
【具体实施方式】
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参阅图1，本发明其中一实施例提供的一种摄像组件300，包括镜头模组100和云台200，所述镜头模组100搭载于所述云台200上。所述镜头模组100可以为图像获取装置，例如相机、摄影机、摄像头等。所述云台200，可用于搭载所述镜头模组100，以实现所述镜头模组100的固定、或随意调节所述镜头模组100的姿态(例如，改变所述镜头模组100的高度、倾角和/或方向)以及使所述镜头模组100稳定保持在设定的姿态上。所述云台200可作为摄影、照相、监测、采样的辅助装置。所述摄像组件300可应用在但不限于，手持拍摄设备、无人飞行器、无人船或者无人车等装置中。例如，所述云台200可搭载所述图像获取装置，并安装于无人飞行器上，以进行航拍工作。或者，所述云台200也可搭载所述图像获取装置并安装于一手柄上作为手持式拍摄设备进行拍照、录像等工作，并允许用户手动操作所述云台200来控制所述图像获取装置的拍摄角度。
请参考图2，图3和图4，所述镜头模组100包括承载件11、镜头12、图像传感器13、导热件14及外壳15。所述镜头12与所述承载件11连接。所述图像传感器13固定于所述承载件11，并且所述图像传感器13与所述承载件11存在间隙。所述导热件14固定于所述承载件11，并且导热件14与所述承载件11及所述图像传感器13接触，所述导热件14延伸至所述承载件11的侧壁。所述承载件11与所述外壳15可拆卸连接，并且所述承载件11、所述镜头12、所述图像传感器13及所述导热件14均设置于所述外壳15内。所述图像传感器13与所述承载件11存在间隙一方面可以增加所述图像传感器13与空气的接触面积，以便于增加自然对流散热；另一方面可以在该间隙之间设置导热件14，通过所述导热件14可将所述图像传感器13工作时产生的热量快速导入至所述承载件11，并从所述承载件11传导至所述外壳15，以增加导热及散热。
所述承载件11包括第一基座111及第二基座112。所述第一基座111与所述第二基座112可拆卸的连接。具体的，所述第一基座111设置有螺纹孔，所述第二基座112上设置有带螺纹的凸起柱，并且所述螺纹孔与所述凸起柱的数量相等。通过所述螺纹孔与所述凸起柱的螺纹配合，使得所述第一基座111可拆卸的安装于所述第二基座112。所述承载件11设置有两个第一基座111，所述第二基座112设置于两个所述第一基座111之间，并且所述第二基座112与两个第一基座111之间存在间隙，所述凸起柱一端嵌入其中一个第一基座111的螺纹孔，另一端嵌入另一个第一基座111的螺纹孔，以固定两个所述第一基座111。为了增加散热，所述第一基座111可由能快速导热并且导热性好的材料制成，例如，所述第一基座111由铝材料制成，其中铝的导热较快并且吸热也快。在一些其它实施例中，所述第一基座111还可由铜或者其它合适材料制成。
可以理解的是，在一些其它实施例中，所述第一基座111设置有带螺纹的凸起柱，而所述第二基座112上设置有螺纹孔，通过所述螺纹孔与所述凸起柱的螺纹配合，使得所述第一基座111可拆卸的安装于所述第二基座112。
所述第二基座112与所述图像传感器13连接。所述图像传感器13固定安装于所述第二基座112，并且所述第二基座112与所述图像传感器13存在间隙。为了进一步增加散热，所述第二基座112可由能快速导热并且导热性好的材料制成，例如，所述第二基座112由铝材料制成，其中铝的导热较快并且吸热也快。在一些其它实施例中，所述第二基座112还可由铜或者其它合适材料制成。
所述第一基座111与所述第二基座112之间设置有导热件14，并且，所述导热件14固定安装于所述第二基座112，并设置于所述第二基座112与所述图像传感器13之间。由于所述导热件14和所述第二基座112与空气接触面积少，自然对流散热慢，并且所述第二基座112与所述第一基座111之间存在接触间隙，因此，为了充分散热，可以在所述第二基座112与所述第一基座111的间隙之间设置散热件(图中未示出)。所述散热件可以由散热效果好的材料制成，例如，所述散热件由硅胶制成，也即所述散热件为散热硅胶。通过设置所述散热件可以进一步保证快速导热。所述第二基座112的侧壁与所述外壳15接触，以将所述图像传感器13工作时产生的热量由导热件14快速导入至所述承载件11，再由所述承载件11传导至所述外壳15。
所述镜头模组100设置有两个所述镜头12，两个所述镜头12分别设置于所述承载件11的相对两侧。并且，两个所述镜头12相对于所述承载件11对称设置。为了保护所述镜头12，所述镜头12设置有镜头罩121，并且每个所述镜头12设置有一个对应的所述镜头罩121。
所述图像传感器13与所述导热件14直接接触。由于所述镜头模组100设置有两个所述镜头12，相应的，所述图像传感器13为两个。两个所述图像传感器13设置于所述第二基座112的相对两侧。所述图像传感器13为将光学图像转换成电子信号的元件，由于所述图像传感器13属于功率器件，在工作时会发热较多，若不及时散热，会影响所述图像传感器13的正常工作。特别是当两个所述图像传感器13距离非常近时，发热量会大大增加，并且由于两个所述镜头12对称设置导致不能通过风扇为所述图像传感器13散热，而只能通过自然对流；但是又由于所述镜头模组100内部对流面积小，使得所述图像传感器13工作时产生的热量不易扩散出去，因此，为了快速引导热量散出，所述图像传感器13与所述导热件14直接接触，以增加导热与散热。所述图像传感器13可以为电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或金属氧化物半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)等。
所述导热件14固定于所述第二基座112，具体的，所述导热件14可以通过夹持的方式与所述第二基座112连接，并且所述第二基座112的侧壁上设置有孔，用于容置螺钉，通过螺钉与孔的配合将所述导热件14固定于所述第二基座112。在一些其它实施例中，所述导热件14还可以镶嵌于所述第二基座112，通过镶嵌于所述第二基座112内部的方式固定于所述第二基座112，以便于充分接触。所述导热件14设置于所述第二基座112与所述图像传感器13之间，所述导热件14与所述图像传感器13及所述第二基座112接触，并且与所述第二基座112直接接触。所述导热件14可以由导热性好的材料制成，例如，所述导热件14由铜箔或铜等材料制成，也即所述导热件14可以为导热铜箔片。并且结合所述第二基座112可以采用铝制成，由于铝的导热较快，而且吸热快，并且铜箔的导热比铝更快，吸热相对较慢，因此结合所述导热件14与所述第二基座112的特性，所述导热件14将所述图像传感器13产生的热量快速传导至所述第二基座112，所述第二基座112快速吸热，从而增加导热及散热。由于所述镜头模组100设置有两个所述图像传感器13，相应的，所述导热件14也设置有两个，其中一个导热件14与其中一个所述图像传感器13及所述第二基座112接触，另一个导热件14与另一个所述图像传感器13及所述第二基座112接触，以便于将两个所述图像传感器13产生的热量快速传导至所述第二基座112。
所述外壳15与所述承载件11连接，并可拆卸的安装于所述承载件11。所述外壳15可将所述承载件11、所述镜头12、所述图像传感器13及所述导热件14封闭的设置于所述外壳15的内部。所述外壳15包括外壳座151及弧形壳体152，所述外壳座151可拆卸的安装于所述承载件11，所述弧形壳体152可拆卸的安装于所述外壳座151。所述弧形壳体152的内表面设置有吸热层(图中未示出)，所述吸热层由可吸收热辐射的材料制成，所述吸热层可以为石墨烯等。由于所述镜头模组100内部空间小，并且为封闭结构，使得内部空气的流动性差，甚至基本是不流动，不存在对流，从而造成所述外壳15与所述镜头12的温度差较为明显，因此，可以通过设置于所述弧形壳体152的内表面的所述吸热层进行吸热，将所述镜头12产生的热量传递至所述外壳15，以实现快速导热散热的目的，从而达到为所述镜头模组100内部降温的效果。所述弧形壳体152为两个，相应的，所述吸热层也为两个。
需要说明的是，在一些其它实施例中，所述弧形壳体152设置有导热槽(图中未示出)，以实现所述镜头模组100的内外空气流动，增加散热。特别是当所述云台200挂载在无人飞行器上飞行时，通过所述导热槽，使得风压可加快所述镜头模组100的内外空气流动，进而带出所述镜头模组100内的热量。
所述云台200用于搭载所述镜头模组100。在本实施例中，所述云台200包括驱动装置21，所述驱动装置21用于带动所述镜头模组100转动。所述驱动装置21包括：转轴211、轴承212、固定部213及转动部214。所述轴承212套设于所述转轴211，所述固定部213套设于所述轴承212，并且所述固定部213固定于所述外壳15，所述转动部214套设于所述转轴211，并与所述转轴211固定连接，以带动所述转轴211转动。所述转动部214可以绕所述转轴211的轴线相对于所述固定部213转动。
所述转轴211为圆柱状，所述第一基座111与所述第二基座112均套设于所述转轴211。具体的，所述第一基座111与所述第二基座112均设置有圆形通孔，所述圆形通孔的直径略大于所述转轴211的直径，以便所述第一基座111与所述第二基座112可套设于所述转轴211上。并且，所述转轴211可相对于所述第一基座111与所述第二基座112转动。所述转轴211与所述镜头12连接，并且，两个所述镜头12分别套设于所述转轴211的两端，通过所述转轴211可带动两个所述镜头12转动，以便于所述镜头12可从不同角度进行拍摄。
在本发明实施例中，所述驱动装置21可以为盘式电机。所述固定部213包括电路板，例如，所述固定部213包括印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)。所述电路板与所述外壳15连接，具体的，所述电路板固定安装于所述外壳座151。所述转动部214包括铁芯，所述铁芯为环形，所述铁芯套设于所述转轴211，以带动所述转轴211转动。在所述转动部214相对于所述固定部213转动时，通过电路板会产生热量，并且所述图像传感器也为发热元件，为了避免所述电路板与所述图像传感器13相互作用，同时避免所述镜头12与所述电路板过快导热，所述电路板与所述外壳座151直接连接，以便将所述电路板产生的热量快速传导至所述外壳座151，并通过所述外壳座151将热量传导至弧形壳体152，以增加散热效果。
本发明实施例提供的摄像组件300，包括镜头模组100和云台200。其中，所述镜头模组100的所述图像传感器13与所述承载件11存在间隙一方面可以增加所述图像传感器13与空气的接触面积，以便于增加自然对流散热；另一方面可以在该间隙之间设置导热件14，并且所述导热件14与所述图像传感器13及所述承载件11直接接触，通过所述导热件14将所述图像传感器13产生的热量传导至所述承载件11，并从所述承载件11传导至所述外壳15，以实现快速导热及散热。而且结合所述第二基座112采用铝制成，可实现快速吸热，从而达到增强所述摄像组件300导热及散热的效果。
本发明另一实施例提供一种无人飞行器，包括机身、如上所述的摄像组件300，所述摄像组件300安装于所述机身。所述摄像组件300设置于所述无人飞行器，能够为所述图像传感器13进行有效导热及散热，防止所述无人飞行器在进行航拍的过程中所述图像传感器13的温度过高而影响航拍任务。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (14)
1.一种镜头模组(100)，其特征在于，所述镜头模组(100)包括：
承载件(11)；
镜头(12)，其与所述承载件(11)连接；
图像传感器(13)，其固定于所述承载件(11)，并与所述承载件(11)存在间隙；
导热件(14)，其固定于所述承载件(11)，并且所述导热件(14)与所述承载件(11)及所述图像传感器(13)接触。
2.根据权利要求1所述的镜头模组(100)，其特征在于，所述镜头模组(100)还包括外壳(15)，所述外壳(15)与所述承载件(11)连接。
3.根据权利要求2所述的镜头模组(100)，其特征在于，所述承载件(11)包括第一基座(111)及第二基座(112)，所述第一基座(111)与所述第二基座(112)连接；所述第二基座(112)与所述图像传感器(13)连接，并且所述第二基座(112)与所述图像传感器(13)存在间隙，所述导热件(14)设置于所述第二基座(112)与所述图像传感器(13)之间，所述第二基座(112)的侧壁与所述外壳(15)接触。
4.根据权利要求3所述的镜头模组(100)，其特征在于，所述导热件(14)镶嵌于所述第二基座(112)。
5.根据权利要求3所述的镜头模组(100)，其特征在于，所述导热件(14)夹持于所述第二基座(112)，所述第二基座(112)的侧壁上设置有孔，用于容置螺钉，以将所述导热件(14)固定于所述第二基座(112)。
6.根据权利要求3所述的镜头模组(100)，其特征在于，所述第一基座(111)设置有螺纹孔，所述第二基座(112)上设置有带螺纹的凸起柱，所述凸起柱嵌入所述螺纹孔；所述第二基座(112)与所述第一基座(111)之间存在间隙，并且所述第二基座(112)与所述第一基座(111)之间设置有散热件。
7.根据权利要求6所述的镜头模组(100)，其特征在于，所述散热件为散热硅胶。
8.根据权利要求2-7任一项所述的镜头模组(100)，其特征在于，所述承载件(11)、所述镜头(12)、所述图像传感器(13)及所述导热件(14)设置于所述外壳(15)的内部，所述外壳(15)包括外壳座(151)及弧形壳体(152)，所述外壳座(151)与弧形壳体(152)连接，所述外壳座(151)可拆卸的安装于所述承载件(11)，所述弧形壳体(152)的内表面设置有吸热层。
9.根据权利要求8所述的镜头模组(100)，其特征在于，所述弧形壳体(152)设置有导热槽，以使所述镜头模组(100)内外空气流动。
10.根据权利要求3-7任一项所述的镜头模组(100)，其特征在于，所述导热件(14)由铜箔材料制成；所述第二基座(112)由铝材料制成。
11.一种摄像组件(300)，其特征在于，包括：云台(200)和如权利要求2-10中任一项所述的镜头模组(100)，所述镜头模组(100)搭载于所述云台(200)。
12.根据权利要求11所述的摄像组件(300)，其特征在于，所述云台(200)包括驱动装置(21)，所述驱动装置(21)包括：转轴(211)、轴承(212)、固定部(213)及转动部(214)；所述轴承(212)套设于所述转轴(211)，所述固定部(213)套设于所述轴承(212)，并且所述固定部(213)固定于所述外壳(15)，所述转动部(214)套设于所述转轴(211)，并与所述转轴(211)固定连接，以带动所述转轴(211)转动，所述转动部(214)可绕所述转轴(211)的轴线相对于所述固定部(213)转动。
13.根据权利要求12所述的摄像组件(300)，其特征在于，所述固定部(213)设置有电路板，所述电路板与所述外壳(15)连接。
14.一种无人飞行器，包括机身，其特征在于，所述无人飞行器还包括：如权利要求11-13中任一项所述的摄像组件(300)，所述摄像组件(300)安装于所述机身。
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