CN111064871A - 一种汽车摄像头镜头防雾结构及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车摄像头镜头防雾结构，汽车设有MCU；汽车摄像头包括PCB板(3)，防雾结构在汽车摄像头的壳体上设置TEC(7)，TEC(7)为半导体制冷器，其包括热端和冷端；热端压接在摄像头外壳处；冷端朝向摄像头腔内。本发明还公开了该防雾结构的工作方法。采用上述技术方案，通过使用半导体制冷器来调节、控制摄像头内部温度；通过调整PWM占空比，来进行摄像头内部温度调控，进而减小镜头模组内外温差，不仅可以解决镜头内部起雾现象，达到减少雾气的效果，还可以有效改善摄像头工作时温度过高现象，增加摄像头使用寿命，增强摄像头性能稳定性。
Description
技术领域
本发明属于汽车监控系统的技术领域，更具体地，本发明涉及一种汽车摄像头镜头防雾结构。本发明还涉及该防雾结构的工作方法。
背景技术
在中国，汽车带有全景影像和倒车影像的配置率越来越高，其用途也越来越广泛，从单纯的倒车辅助系统慢慢衍生出好多新功能，如：行人识别、盲区监测、车道偏离等功能；但是在应用中车主也经常会发现摄像头镜头会在冬天或者低温下出现镜头出雾现象，这样会影响摄像头的通透性，视觉上给人造成模糊感觉，给车主带来诸多不便；另外，此问题也可能会影响摄像头的性能，导致出现误报警、漏报警现象，而如何能避免镜头内部雾气的残留，一直是各方努力在攻克的难题。
汽车摄像头起雾现象较多。起雾构成因素包括三部分：湿度、环境温差、镜头表面载体。车规级摄像头的防水标准一般都是在IP7X，所以其整体的防水性是毋庸置疑的，而如何处理镜头内侧由于温度差异而形成的雾气是本领域最为关注的。而目前解决方案多数仍停留在贴膜状态，不能有效杜绝起雾现象。
如图1所示为现有技术的摄像头的爆炸图，从左往右主要为镜头1、上盖2、PCB板3、下盖4、插件5、线束6等元件。其内部结构及工作原理如图2和图3所示。另外，摄像头也会配备安装支架，方便安装，目前安装方式也多为螺钉或卡扣卡接，需要改变镜头起雾的情况，务必需要从原理上寻找解决之道，通过物理结构、硬件电路、以及防水膜减少雾气产生。
发明内容
本发明提供一种汽车摄像头镜头防雾结构，其目的是解决镜头内部起雾的问题。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的汽车摄像头镜头防雾结构，所述的汽车设有MCU；所述的汽车摄像头包括PCB板；所述的防雾结构在汽车摄像头的壳体上设置TEC，所述的TEC为半导体制冷器，其包括热端和冷端；所述的热端压接在摄像头外壳处；所述的冷端朝向摄像头腔内。
所述的TEC的型号规格为TEC1-12703。
所述的TEC由PWM进行脉宽调制，并经过三极管放大供电；所述的PWM通过控制信号线路与所述的MCU连接。
所述的三极管的放大倍数大于或等于200倍。
所述的防雾结构在所述的PCB板上设置摄像头内腔温度传感器，所述的摄像头内腔温度传感器通过信号线路与所述的MCU连接。
所述的摄像头内腔温度传感器采用PT100铂金属热敏电阻式传感器。
所述的汽车设有环境温度传感器，所述的环境温度传感器通过整车CAN总线与所述的MCU连接。
所述的摄像头外壳为金属材料。
为了实现与上述技术方案相同的发明，本发明还提供以上所述的汽车摄像头镜头防雾结构的工作方法，其技术方案是：
将由环境温度传感器采集的环境温度数据及摄像头内腔温度传感器采集的摄像头内部温度数据传输给MCU；
MCU通过对比摄像头内部温度与环境温度的温差，来确定是否激活摄像头制冷系统；
在摄像头制冷系统激活后，摄像头制冷系统通过对比摄像头内部温度和环境温度差异，决策执行哪种工作模式；
若摄像头腔内温度过高，通过调整PWM的占空比，TEC温差较大时，PWM的占空比较大，迅速降温；温差较小时，PWM的占空比较小，适时控温，在确保温度相差不大的同时，降低功耗，降低EMC干扰。
控温方案需要试验标定，摄像头工作温度为—40℃～85℃，需要标定确认每个温度数值下PWM的占空比的大小，从而进行有效降温及控温。
本发明采用上述技术方案，通过使用半导体制冷器来调节、控制摄像头内部温度；通过调整PWM占空比，来进行摄像头内部温度调控，进而减小镜头模组内外温差，不仅可以解决镜头内部起雾现象，达到减少雾气的效果，还可以有效改善摄像头工作时温度过高现象，增加摄像头使用寿命，增强摄像头性能稳定性。
附图说明
附图所示内容及图中的标记简要说明如下：
图1为现有技术的摄像头的爆炸图；
图2为图1中的镜头剖切的立体示意图；
图3为图1的结构剖视示意图；
图4为本发明的半导体制冷器的原理图；
图5为本发明的系统结构电路原理示意图；
图6为本发明的系统逻辑框图。
图中标记为：
1、镜头，2、上盖，3、PCB板，4、下盖，5、插件，6、线束，7、TEC，8、PWM，9、三极管，10、电源，11、接地。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明主要是针对汽车摄像头镜头防雾技术的研究，通过采用半导体制冷器来对摄像头内部温度进行调控。
如图5所示本发明的结构，为一种汽车摄像头镜头防雾结构，所述的汽车设有MCU(整车控制器)；所述的汽车摄像头包括PCB板。
对于摄像头起雾，除了生产阶段需要使用防水膜和增强密封性维持内部干燥性之外，还需要通过控制摄像头内外温差来改善后视镜起雾现象，以此来提高摄像头的使用效率，改善摄像头温度过高等现象。通过起雾原理分析，只要能够设法降低摄像头内部温度，使环境温度和摄像头内部温度温差减小，就可以有效减少雾气产生。
为了克服现有技术的缺陷，实现解决镜头内部起雾的问题的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图5所示，本发明的汽车摄像头镜头防雾结构在汽车摄像头的壳体上设置TEC7，所述的TEC7为半导体制冷器，其包括热端和冷端；所述的热端压接在摄像头外壳处；所述的冷端朝向摄像头腔内。
本发明通过使用半导体制冷器(TEC7)来说明实现调节摄像头模组内部温度，提高摄像头使用效率。
1834年法国科学家帕尔贴在铜丝的两头各接一根铋丝，在将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上，通电后，发现一个接头变热，另一个接头变冷。这说明两种不同材料组成的电回路在有直流电流电通过时，两个接头分别发生了吸热、放热现象。这就是热电制冷的依据。如图4即为本发明的半导体制冷器的原理图所示。
本发明通过半导体制冷器(TEC7)控制摄像头内部温度，不仅可以解决镜头内部出雾现象，而且可以通过对摄像头内部温度进行调控，增加摄像头使用寿命，增强摄像头性能稳定性，有效改善摄像头工作时温度过高现象。
帕尔贴(即TEC)安装方式：在摄像头中，帕尔贴的热端压接在摄像头外壳处；帕尔贴的冷端朝向摄像头腔内；
所述的TEC7的型号规格为TEC1-12703。TEC7模块推荐TEC1-12703，其工作温度范围为-55℃～85℃，额定电流为3A。
所述的TEC7由PWM8进行脉宽调制，并经过三极管9放大供电；所述的PWM8通过控制信号线路与所述的MCU连接。
TEC7由PWM8脉宽调制并经过三极管9放大供电，以便适时调节控温精度；所述的三极管9的放大倍数大于或等于200倍。
如图5系统结构电路原理示意图所示，其电路中还包括电源10和接地11。
所以，要求三级管的电流放大倍数至少为200倍。
首先要解决的问题是如何获取摄像头内部温度：
所述的防雾结构在所述的PCB板3上设置摄像头内腔温度传感器，所述的摄像头内腔温度传感器通过信号线路与所述的MCU连接。
所述的摄像头内腔温度传感器采用PT100铂金属热敏电阻式传感器。
摄像头需要在PCB板上增加一个温度传感器，推荐选用PT100铂金属热电阻；若满足体积小、识别率高、精度高等优点其他热敏电阻也可以选取；通过温度传感器实时获取摄像头内部温度。
其次，系统也需要收取环境温度信号：
所述的汽车设有环境温度传感器，所述的环境温度传感器通过整车CAN总线与所述的MCU连接。
此温度信号可以通过整车CAN总线获取，汽车都会有温度传感器来捕获车外温度，通过自动空调等模块输出到总线上；
系统对比摄像头内部温度和环境温度；若温差偏大，通过调节摄像头内部温度，减小温差。
所述的摄像头外壳为金属材料，其作用是方便散热。
需要将环境温度数据及摄像头内部温度数据输入给MCU的摄像头温控单元，通过对比摄像头内部温度与环境温度的温差，来确定是否激活制冷系统。
如图6的系统逻辑框图所示，为了实现与上述技术方案相同的发明，本发明还提供以上所述的汽车摄像头镜头防雾结构的工作方法，其技术方案是：
将由环境温度传感器采集的环境温度数据及摄像头内腔温度传感器采集的摄像头内部温度数据传输给MCU；
MCU通过对比摄像头内部温度与环境温度的温差，来确定是否激活摄像头制冷系统；
在摄像头制冷系统激活后，摄像头制冷系统通过对比摄像头内部温度和环境温度差异，决策执行哪种工作模式；
若摄像头腔内温度过高，通过调整PWM8的占空比，TEC7温差较大时，PWM8的占空比较大，迅速降温；温差较小时，PWM8的占空比较小，适时控温，在确保温度相差不大的同时，降低功耗，降低EMC干扰(电磁兼容干扰)。
控温方案需要试验标定，摄像头工作温度为—40℃～85℃，需要标定确认每个温度数值下PWM8的占空比的大小，从而进行有效降温及控温。
所述的温度数值是整数数值，如20℃、21℃……等等。
本发明的控制系统需要循环对比腔内温度和环境温度差异，始终保持摄像头内外温差较小的状态。本发明通过使用半导体制冷器来调节摄像头内部温度，通过调整PWM占空比，来进行摄像头内部温度调控，进而减小镜头模组内外温差，达到减少雾气的效果。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车摄像头镜头防雾结构，所述的汽车设有MCU；所述的汽车摄像头包括PCB板(3)，其特征在于：所述的防雾结构在汽车摄像头的壳体上设置TEC(7)，所述的TEC(7)为半导体制冷器，其包括热端和冷端；所述的热端压接在摄像头外壳处；所述的冷端朝向摄像头腔内。
2.按照权利要求1所述的汽车摄像头镜头防雾结构，其特征在于：所述的TEC(7)的型号规格为TEC1-12703。
3.按照权利要求1所述的汽车摄像头镜头防雾结构，其特征在于：所述的TEC(7)由PWM(8)进行脉宽调制，并经过三极管(9)放大供电；所述的PWM(8)通过控制信号线路与所述的MCU连接。
4.按照权利要求1所述的汽车摄像头镜头防雾结构，其特征在于：所述的三极管(9)的放大倍数大于或等于200倍。
5.按照权利要求1所述的汽车摄像头镜头防雾结构，其特征在于：所述的防雾结构在所述的PCB板(3)上设置摄像头内腔温度传感器，所述的摄像头内腔温度传感器通过信号线路与所述的MCU连接。
6.按照权利要求5所述的汽车摄像头镜头防雾结构，其特征在于：所述的摄像头内腔温度传感器采用PT100铂金属热敏电阻式传感器。
7.按照权利要求1所述的汽车摄像头镜头防雾结构，其特征在于：所述的汽车设有环境温度传感器，所述的环境温度传感器通过整车CAN总线与所述的MCU连接。
8.按照权利要求1所述的汽车摄像头镜头防雾结构，其特征在于：所述的摄像头外壳为金属材料。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的汽车摄像头镜头防雾结构的工作方法，其特征在于：
将由环境温度传感器采集的环境温度数据及摄像头内腔温度传感器采集的摄像头内部温度数据传输给MCU；
MCU通过对比摄像头内部温度与环境温度的温差，来确定是否激活摄像头制冷系统；
在摄像头制冷系统激活后，摄像头制冷系统通过对比摄像头内部温度和环境温度差异，决策执行哪种工作模式；
若摄像头腔内温度过高，通过调整PWM(8)的占空比，TEC(7)温差较大时，PWM(8)的占空比较大，迅速降温；温差较小时，PWM(8)的占空比较小，适时控温，在确保温度相差不大的同时，降低功耗，降低EMC干扰。
10.按照权利要求9所述的汽车摄像头镜头防雾结构的工作方法，其特征在于：控温方案需要试验标定，摄像头工作温度为—40℃～85℃，需要标定确认每个温度数值下PWM(8)的占空比的大小，从而进行有效降温及控温。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115376222A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-22 | 华南师范大学 | 一种行车记录仪交通视频图像去雾装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2634753Y (zh) * | 2003-07-24 | 2004-08-18 | 宝山钢铁股份有限公司 | 工业电视半导体制冷摄像机防护装置 |
| CN103076825A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-05-01 | 长春长理光学精密机械有限公司 | 半导体激光器温控装置 |
| CN104267762A (zh) * | 2014-09-17 | 2015-01-07 | 深圳英飞拓科技股份有限公司 | 一种半导体制冷片控制装置和监控摄像机 |
| CN204987538U (zh) * | 2015-05-29 | 2016-01-20 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 半导体制冷器及家电设备 |
| CN105373157A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-03-02 | 无锡路通视信网络股份有限公司 | 一种基于pwm的tec驱动电路及提高其驱动能力的方法 |
| US20170172009A1 (en) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. | Systems and methods to cool mobile device using thermoelectric cooler |
| CN107883622A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-04-06 | 贵州电网有限责任公司六盘水供电局 | 一种自适应功率控制冷凝除湿方法 |
| CN109143736A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-04 | 襄阳市雄狮光电科技有限公司 | 一种防高低温差镜头 |
-
2019
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2634753Y (zh) * | 2003-07-24 | 2004-08-18 | 宝山钢铁股份有限公司 | 工业电视半导体制冷摄像机防护装置 |
| CN103076825A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-05-01 | 长春长理光学精密机械有限公司 | 半导体激光器温控装置 |
| CN104267762A (zh) * | 2014-09-17 | 2015-01-07 | 深圳英飞拓科技股份有限公司 | 一种半导体制冷片控制装置和监控摄像机 |
| CN204987538U (zh) * | 2015-05-29 | 2016-01-20 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 半导体制冷器及家电设备 |
| CN105373157A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-03-02 | 无锡路通视信网络股份有限公司 | 一种基于pwm的tec驱动电路及提高其驱动能力的方法 |
| US20170172009A1 (en) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. | Systems and methods to cool mobile device using thermoelectric cooler |
| CN107883622A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-04-06 | 贵州电网有限责任公司六盘水供电局 | 一种自适应功率控制冷凝除湿方法 |
| CN109143736A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-01-04 | 襄阳市雄狮光电科技有限公司 | 一种防高低温差镜头 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115376222A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-11-22 | 华南师范大学 | 一种行车记录仪交通视频图像去雾装置 |
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