CN111983765A - 成像器件及其温度控制装置、温度控制方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种成像器件及其温度控制装置、温度控制方法。本申请一实施例中，温度控制装置可以包括：制冷元件，固定于成像器件中镜头机构的密闭腔体壁上；具有冷端面，所述冷端面与所述密闭腔体的内部空间连通；第一温度采集元件，配置为采集制冷元件的冷端面温度；第二温度采集元件，配置为采集透镜外表面的温度；以及，控制器，分别与制冷元件、第一温度采集元件、第二温度采集元件电连接，配置为根据制冷元件的冷端面温度和透镜外表面的温度，为制冷元件供电，以使制冷元件的冷端面温度低于透镜表面的温度。本申请实施例能够有效防止成像器件透镜内侧结雾。

Description

成像器件及其温度控制装置、温度控制方法

技术领域

本申请涉及成像技术领域，尤其涉及一种成像器件及其温度控制装置、温度控制方法。

背景技术

在智能驾驶等领域，成像器件的镜头长期暴露在室外环境。当装有成像器件的交通工具的变速时(例如从静止到正常速度的加速过程)，由于高速气流的作用，成像器件的镜头外侧温度在短时间内会迅速降低，从而在镜头外侧和镜头内侧形成一定温差，继而在镜头内侧出现短暂的结雾现象。由于结雾会使镜头模糊，这会引起画质异常、甚至画面完全消失等问题，而智能驾驶对成像器件采集图像的实时性和清晰度等要求均较高，一旦成像器件采集到的图像清晰度不够或者图像传输的延迟超过其ms级上限，就会导致智能驾驶功能的决策出现异常，以至影响智能驾驶功能的正常使用。

目前，解决成像器件中镜头结雾问题的主要方式是在镜头内表面镀膜，但是膜层本身造价较高，镀膜工艺的技术标准也比较高，并且镀膜的方式防结雾的效果也欠佳，不适用于工业机器人的视觉检测、移动式图像采集等应用领域的成像器件。

发明内容

为了解决上述技术问题，期望提供一种成像器件及其温度控制装置、温度控制方法，通用性强、易于装配、成本低并且防结雾效果佳。

根据本申请的一个方案，提供了一种应用于成像器件的温度控制装置，所述成像器件包括镜头机构，所述镜头机构具有透镜和密闭腔体；其中，所述温度控制装置包括：

制冷元件，固定于所述密闭腔体壁上；具有冷端面，所述冷端面与所述密闭腔体的内部空间连通；

第一温度采集元件，配置为采集所述制冷元件的冷端面温度；

第二温度采集元件，配置为采集所述透镜外表面的温度；以及

控制器，分别与所述制冷元件、第一温度采集元件、第二温度采集元件电连接，配置为根据所述制冷元件的冷端面温度和所述透镜外表面的温度，为所述制冷元件供电，以使所述制冷元件的冷端面温度低于所述透镜表面的温度。

根据本申请的一个方面，提供了一种成像器件，包括：镜头机构和上述的温度控制装置。

根据本申请的一个方面，提供了一种温度控制方法，应用于上述的成像器件；包括：获取透镜外表面的温度、以及制冷元件的冷端面温度；根据所述透镜外表面的温度以及所述制冷元件的冷端面温度，为所述制冷元件供电，以使所述制冷元件的冷端面温度低于所述透镜外表面的温度。

根据本申请的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述的温度控制方法。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是本申请一示例性实施例提供的温度控制装置的电路结构示意图。

图2是本申请一示例性实施例提供的温度控制装置的结雾过程原理示意图。

图3是本申请一示例性实施例提供的微型TEC的示例性结构图。

图4是本申请一示例性实施例提供的水汽吸附层和温度传感器安装在微型TEC 31上的示例性结构图。

图5是本申请一示例性实施例提供的温度控制装置中控制器的一示例性结构图。

图6是本申请一示例性实施例提供的控制器中调整模块的一示例性结构图。

图7是本申请一示例性实施例提供的温度控制装置中控制器的另一示例性结构图。

图8是本申请一示例性实施例提供的成像器件的示例性结构图。

图9是本申请一示例性实施例提供的温度控制装置工作流程示意图。

图10是本申请一示例性实施例提供的一优选场景中温度控制装置的示例性工作流程示意图。

图11是本申请一示例性实施例提供的温度控制方法的流程示意图。

图12是本申请一示例性实施例提供的电子设备的结构图。

附图标记：

10、温度控制装置；11、制冷元件；12、第一温度采集元件；13、第二温度采集元件；14、控制器；15、水汽吸附层；111、冷端面；21、镜头机构；22、透镜；23、密闭腔体；24、封窗；25、镜筒；26、透镜固定架；31、微型TEC；32、微型TEC的引脚；33、冷端或冷端面；34、热端或热端面；35、N型及P型半导体；36、金属导体；41、温度传感器；42、温度传感器；81、机械外壳。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

申请概述

如前文所述，需要一种通用性强、易于装配、成本低并且防结雾效果佳的温度控制装置，以适用于工业机器人的视觉检测、移动式图像采集等应用领域的成像器件，从而有效解决诸如智能驾驶等应用中例如车辆等交通工具在突然加速或启动的时候其上安装的成像器件中镜头内部结雾等问题。

示例性装置

图1示出了本申请实施例中温度控制装置10的电路结构示意图，该温度控制装置可应用于成像器件中，尤其可适用于工业机器人视觉检测、移动图像采集系统中的成像器件。例如，使用智能驾驶应用的交通工具上安装的成像器件。通过本申请实施例的温度控制装置，可有效防止成像器件中镜头内部结雾，从而避免因透镜内侧结雾而影响成像质量。

如图1所示，本申请实施例的温度控制装置10可以包括：制冷元件11、第一温度采集元件12、第二温度采集元件13和控制器14。具体应用中，成像器件包括镜头机构，温度控制装置10可以设置在镜头机构中能够确保温度控制装置10的冷端面与镜头机构中密闭腔体内部连通的任何位置。

本申请实施例中，第一温度采集元件12可配置为采集制冷元件11的冷端面温度，第二温度采集元件13可配置为采集成像器件中镜头机构的透镜外表面温度，制冷元件11、第一温度采集元件12和第二温度采集元件13分别与控制器14电连接，控制器14可以配置为根据制冷元件11的冷端面温度和透镜外表面的温度，为制冷元件11供电，以使制冷元件11的冷端面温度低于透镜表面的温度。

通常，镜头机构至少具有透镜和密闭腔体，并且透镜和密闭腔体内部空间连通。本申请实施例中，制冷元件11可以固定于成像器件中镜头机构的密闭腔体壁上，制冷元件11可以具有一冷端面，该冷端面111与镜头机构中密闭腔体的内部空间连通。这样，制冷元件11的冷端面、透镜内表面和密闭腔体内部空间之间的空气连通，由于制冷元件11的冷端面温度总是会低于透镜表面温度，制冷元件11冷端面的温度便总是会优先达到冷凝温度，密闭腔体内部空间中的水汽便总是会优先凝结在制冷元件11的冷端面而非透镜内侧表面，从而有效防止透镜内侧结雾。图2示出了通过本申请实施例的温度控制装置防止透镜内侧结雾的原理。

本申请实施例中，制冷元件11可以至少一部分地容纳在镜头机构的密闭腔体中成像光路外的空间，该至少一部分包括冷端面111。一些示例中，制冷元件11可以固定于密闭腔体壁且除其引脚之外的其他部分均容纳于密闭腔体的内部空间中。一些示例中，制冷元件11可以嵌在密闭腔体壁上的预设开口中，具有冷端面的一部分容纳于密闭腔体的内部空间中，另一部分可以暴露在密闭腔体之外。此外，在不影响密闭腔体内部成像光路的前提下，任何其他可适用的部署方式均可应用于本申请实施例中。例如，还可以将制冷元件11的冷端面和密闭腔体壁置于同一平面，以避免制冷元件11占用密闭腔体内部空间，同时制冷元件11的冷端面还能更好的吸收透镜内侧的水汽。

本申请实施例中，制冷元件11在密闭腔体中的放置方式不限。一些示例中，制冷元件11的冷端面可以与透镜的光轴平行，这样，成像光路外的设置制冷元件11的空间位置更易确定，并且即使制冷元件11在密闭腔体内稍有倾斜(例如，因装配工艺不足而稍有倾斜或在成像器件剧烈晃动时稍有松动等)也不会影响密闭腔体内的成像光路，也即可以在不影响密闭腔体内成像光路的前提下更容易地装配，有利于降低工艺复杂度、节省装配成本、提高装配效率，并且由于冷端面平行于光轴、垂直于透镜，可更大程度地吸收透镜内侧平行于光轴的空间中的水汽，从而更大程度地减小结雾对成像质量的影响。一些示例中，制冷元件11的冷端面也可以垂直于光轴或与光轴的平行平面成预定角度(例如，该预定角度可以取经验值，例如，45度、60度或其他角度等)，并且冷端面可以与透镜内表面相对，这样，冷端面可以以较大面积吸收透镜内侧平行于光轴的空间中的水汽，同时还可确保制冷元件11在任何情况下(例如，因装配工艺不足而稍有倾斜或在成像器件剧烈晃动时稍有松动等)都不会影响密闭腔体内成像光路。

本申请实施例中，制冷元件11可以设置在密闭腔体中透镜内侧的任意位置。一些示例中，制冷元件11可以固定于密闭腔体壁上靠近透镜内表面的位置。通过将制冷元件11设置在靠近透镜的位置，制冷元件11的冷端面111能更大程度地吸收透镜附近的水汽，从而更大程度地避免水汽凝结在透镜内侧，以更好地避免透镜内侧结雾影响成像质量。一些示例中，制冷元件11可以固定于密闭腔体壁上距离透镜内表面大约0.2cm以内的位置，该位置对装配工艺的要求较低且可使制冷元件11尽量地靠近透镜内表面，从而可以兼具较低的装配成本和较好的防结雾效果。

本申请实施例中，制冷元件11的尺寸可根据镜头机构中密闭腔体的大小来确定。一些示例中，密闭腔体可以呈筒状，制冷元件11可以是正方体或长方体，制冷元件11的长边长度或宽边长度或对角线长度不大于密闭腔体的半径，以避免影响密闭腔体内部成像光路。一个示例中，制冷元件11的长边长度或宽边长度或对角线长度可以等于或接近于密闭腔体半径的二分之一，这样，不仅可以节省制冷元件11在密闭腔体内部占用的空间，其冷端面能够相对更有效地吸收透镜内侧水汽，而且可以降低工艺复杂度、减少装配成本并提高装配效率。此外，制冷元件11还可以是其他尺寸，例如，密闭腔体半径的三分之一、三分之二或其他，可根据实际加工需求来确定。一些示例中，如果制冷元件11尺寸过小，可能影响其冷端面吸收水汽的效果，制造成本也会相对较高，因此，优选尺寸在密闭腔体半径一半左右的制冷元件11。举例来说，假设密闭腔体的半径是1cm左右，制冷元件11的长边长度或对角线长度可以等于或接近于0.5cm。

本申请实施例中，制冷元件11在密闭腔体内部的固定方式不限。一些示例中，可以采用诸如焊接、防水胶粘贴、一体成型等多种方式来将制冷元件11固定于密闭腔体内壁上。当然，其他任何可适用于制冷元件11的固定方式均可应用于本申请实施例中。

一些示例中，制冷元件11可以具有热端面(例如，可以是下文微型TEC31的热端面34)，该热端面可以与密闭腔体的内壁接触。这样，通过制冷元件11的热端面与密闭腔体的内壁接触，可以将热量传导到密闭腔体的壁上，再由密闭腔体的壁将热量传导至透镜，有利于缩小镜头内外的温差，进而快速消除密闭腔体内的结雾问题。

一些示例中，温度控制装置10还可以包括水汽吸附层，该水汽吸附层可以设置于制冷元件11的冷端面。这样，通过在发生冷凝的冷端面111设置水汽吸附层，可以有效搜集冷凝产生的水分，防止水分在密闭腔体内扩散而干扰成像光路，从而更进一步地减少结雾对成像质量产生的负面影响。一个示例中，水汽吸附层可以包括但限于吸水海绵、水滴吸附圈等。此外，该水汽吸附层还可采用其他任何可适用于本申请实施例的形式。一个示例中，水汽吸附层可以附着在制冷元件11的冷端面的侧面(例如，包覆于冷端面的四周等)，这样，不仅可以全面吸收冷端面附近的水汽，吸附效果更好，而且不会影响冷端面的制冷效果。

本申请实施例中，第一温度采集元件12可以采用温度传感器，用于实时测量制冷元件11的冷端面上的温度。一些示例中，第一温度采集元件12可以采用接触式温度传感器，可以直接固定在制冷元件11的冷端面上，由于接触式温度传感器体积小、成本低，因此易于装配在制冷元件11的冷端面上，在密闭腔体内部空间有限且需要考虑成像光路等多方面因素的情况下也更利于节省空间，并且成本更低。举例来说，镜头机构中密闭腔体内的空间很小，半径1cm左右，而一般来说使用的制冷元件11大概是边长0.5cm左右的长方体或正方体，因此，体积小、成本低的接触式温度传感器更适合。

通常，镜头机构具有用来固定一个或多个透镜的透镜固定架。为了能够实时测量透镜外表面的温度，本申请实施例中，第二温度采集元件13可以固定在透镜固定架上靠近透镜外侧的位置，固定在透镜固定架上不仅易于安装，在例如车辆等交通工具启动或忽然加速等情况下透镜外表面(例如，摄像头前端透镜的外表面)和透镜固定架靠近透镜外侧的位置处都会因高速气流影响而同时降温，因此透镜固定架靠近透镜外侧的位置处的温度与透镜外表面的温度非常接近，从而兼具较低的装配成本和较高的测量准确度。一些示例中，第二温度采集元件13也可以采用接触式温度传感器，由于透镜固定架本身尺寸的限制，其可提供安装温度传感器的空间有限，因此，采用接触式温度传感器不仅可以降低温度控制装置10本身的制造成本，而且装配成本也更低，测量精度也更好。可以理解，本申请实施例中的第二温度采集元件13也可采用其他任何类型的温度传感器，只要其可安装于或可用来测量透镜外面温度即可。

本申请实施例中，制冷元件11可以是但不限于微型半导体致冷器(TEC，ThermoElectric Cooler)或其他类似的致冷器件。微型TEC是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的。所谓珀尔帖效应，是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，电偶的冷端面吸热，电偶的热端面放热的现象。

图3示出了本申请实施例中微型TEC的示例性结构。图3的示例中，微型TEC 31可以包括冷端面33、热端面34、引脚32、N型及P型半导体35、金属导体36。其中，金属导体36与引脚32电连接，N型及P型半导体35中的N型半导体和P型半导体分别通过其两端的金属导体36连接，冷端面33覆盖在N型及P型半导体35一侧的金属导体36外表面，热端面34覆盖在N型及P型半导体35另一侧的金属导体36外表面。一些示例中，冷端面33和热端面34分别为绝缘材料。一个示例中，冷端面33和热端面34可以是例如陶瓷片等绝缘且导热快的材料。

图4示出了水汽吸附层15和接触式温度传感器41(即第一温度采集元件12)安装在微型TEC 31上的示例性结构。图4的示例中，水汽吸附层15包覆在微型TEC冷端面33的四周，并且冷端面33的表面暴露(例如，在密闭腔体的内部空间)，接触式温度传感器41安装在冷端面33一侧且与冷端面33的表面接触。

本申请实施例中，控制器14可以配置为获取来自第一温度采集元件12的冷端面温度T1和第二温度采集元件13的透镜外表面温度T2，根据冷端面温度T1和透镜外表面温度T2为所述制冷元件供电，以使所述制冷元件的冷端面温度低于所述透镜外表面的温度。一些示例中，该供电参数可以包括供电电流、供电电源、供电时长等中至少之一或多项。

图5示出了控制器14的一示例性结构。图5的示例中，控制器14可以包括：计算模块141、第一确定模块142和调整模块143，其中，计算模块141可以配置为由透镜外表面的温度T2减去制冷元件冷端面的温度T1，确定当前温差△T；第一确定模块142，可以配置为在当前温差△T低于预定阈值M时，确定制冷元件的当前目标温度T0；调整模块143，配置为根据制冷元件的当前目标温度T0以及制冷元件冷端面的温度T1，调整制冷元件的供电参数。

一些示例中，上述预定阈值可以选经验值。例如，预定阈值可以是10℃，或者其他可能的固定值。再例如，该预定阈值也可以是个区间值，例如，1℃～14℃或其他可能的区间值。又比如，该预定阈值可以通过一预先设计的程序来实时计算，该程序可以通过例如下式(1)所示的原理来实现或其他任何可适用于本申请实施例的算法来实现。

本申请实施例中，计算模块141、第一确定模块142和调整模块143中各模块可以通过软件、硬件或两者的结合来实现。一些示例中，计算模块141可以通过一减法电路或减法器来实现。一些示例中，调整模块142可以通过一加法电路或加法器来实现，例如，计算透镜外表面的温度T2和预定阈值M之和来作为制冷元件的当前目标温度T0。一些示例中，图6示出了调整模块143的示例性电路结构，图6的示例中，调整模块143可以包括比较电路1431、误差放大电路1432、补偿网络1433和H桥1444，比较电路1431可以比较当前的冷端面温度T1和当前目标温度T0并将两者之间的误差信号输出到误差放大电路1432，误差放大电路1432将当前的冷端面温度T1和目标温度T0之间的误差信号放大后输出到补偿网络1433，补偿网络1433根据误差放大电路1432输出的误差信号对冷端面温度T1做出补偿，并将补偿后的冷端面温度T1通过H桥1444转换为供电电流或供电电压等信号提供给制冷元件11。一些示例中，控制器14中的计算模块141、第一确定模块142和调整模块143还可以通过纯软件来实现，而控制器14可以通过一微型处理器来实现。

图7示出了控制器14的另一示例性结构。图7的示例中，控制器14可以包括：第二确定模块71、第三确定模块72和上述的调整模块143。其中，第二确定模块71可以配置为确定密闭腔体内部空间的当前温度和相对湿度；第三确定模块72可以配置为根据密闭腔体内部空间的当前温度和相对湿度，确定制冷元件的当前目标温度。该示例中，调整模块143可以根据第三确定模块72确定的制冷元件的当前目标温度以及制冷元件冷端面的当前温度，来调整制冷元件的供电参数。

一些示例中，在某些特定的场景下(例如，车辆等交通工具刚刚启动的场景)，当前的空气温度(即第二温度采集元件13当前测量到的透镜外表面的温度)和密闭腔体内部空间的温度非常接近，交通工具内的当前相对湿度和密闭腔体内部空间的当前相对湿度也非常接近，因此，在这些场景下(例如，刚刚上电时)第二确定模块71可以将第二温度采集元件13当前测量到的透镜外表面的温度确定为密闭腔体内部空间的当前温度，并使用来自例如车载系统等外部系统的当前相对湿度来作为密闭腔体内部空间的相对湿度。

一些示例中，第二确定模块71可以包括设置在密闭腔体内部空间中的微型湿度传感器(例如，设置在靠近制冷元件冷端面的区域)和设置在密闭腔体内壁上的温度传感器(例如，热敏电阻等微型接触式温度传感器)，通过该湿度传感器和温度传感器来实时测量密闭腔体内部空间的当前温度和相对湿度。

一些示例中，第三确定模块72可以通过如下式(1)来计算制冷元件的当前目标温度。

T0＝U(α+β*t)+γ*t-ε (1)

其中，U表示密闭腔体内部空间的相对湿度(％)，t是密闭腔体内部空间的当前温度，T0是制冷元件的当前目标温度，α、β、γ、ε均为常数，α、β、γ、ε的值可以预先通过统计分析等方式来确定。例如，α可以取0.1～0.2之间的数，β可以取0.0010～0.0020之间的数，γ可以取0.7000～0.9000之间的数，ε可以取18.0～20.0之间的数。

一些示例中，第三确定模块72可通过包含译码器、乘法器、加法器和减法器等的硬件电路来实现，也可以通过软件来实现。

一些示例中，控制器14可以集成在成像器件中的印刷电路板(PCB，Printedcircuit board)上，这样，控制器14与制冷元件11、第一温度采集元件12以及第二温度采集元件13之间的连线可集成于成像器件中的PCB上，便于装配，硬件成本也更低。

一些示例中，在车辆等交通工具启动时，控制器14可以根据当前的冷端面温度T1和当前的透镜外表面温度T2计算供电电流、供电电源、供电时长中的至少之一或多项，并使用该供电电流、供电电源、供电时长中的至少之一或多项为制冷元件11供电。

一些示例中，控制器14可以配置为控制制冷元件11与例如车辆等交通工具同步工作，即控制器14可以配置为控制制冷元件11与成像器件同步上下电，便于控制制冷元件和成像器件同步工作，以更适时地消除成像器件透镜内侧结雾的问题，避免在其工作期间的任何时候因结雾问题而造成成像质量差继而导致例如智能驾驶应用等的无法正常使用。例如，在汽车启动的同时，其上安装的成像器件同步启动，该成像器件中的温度控制装置10也同步启动，在汽车熄火时，其上安装的成像器件同步下电，该成像器件中的温度控制装置10也同步停止工作。即，控制器14可以控制指令元件的整个工作过程与例如汽车等交通工具的工作过程完全同步，以便更充分地消除成像器件透镜内侧结雾带来的不良影响。

一些示例中，控制器14可以配置为在接收到来自外部的触发信号时为制冷元件供电，该触发信号在时序上可以先于成像器件的上电信号。例如，在向例如摄像头等成像器件发送上电信号之前，安装在交通工具上的车载系统可以预先通过一脉冲信号触发控制器14启动制冷元件11，这样，可以在交通工具启动之前预先将制冷元件11的冷端面温度调整到低于透镜外表面温度的状态，从而能够更及时有效地消除汽车启动时成像器件透镜内侧结雾的问题，避免因结雾而造成成像质量不佳继而影响交通工具上智能驾驶应用决策的准确性。

本申请实施例提供的温度控制装置10，除了可以有效防止透镜内侧结雾、易于装配、成本低、稳定性好之外，还具有如下优点：环境适应能力强，在不同气候不同场景下都可以有效地防结雾。温度控制装置及其控制方法简单，通用性强，易于集成在不同设备中。

本申请实施例，还提供一种成像器件，该成像器件包括上文所述的温度控制装置10和镜头机构。这里，温度控制装置10和镜头机构的连接关系及其各部件的具体技术细节可参照上文。

图8示出了本申请实施例温度控制装置10的示例性结构及其示例性结构在成像器件80中的示例性部署方式。

图8的示例中，镜头机构21可以包括一个或一组透镜22、封窗24、镜筒25和透镜固定架26等。镜头机构21具有密闭腔体23，密闭腔体23可以由镜筒25的内壁、透镜22内壁、封窗24封闭而成，该示例中镜筒25的内壁可以视为密闭腔体23的壁。此外，镜头机构21还可包括其他部件，例如，光圈调节部件等。对于镜头机构21的具体结构及其各部分的连接方式，本申请实施例不予限制。

图8的示例中，微型TEC 31(即上文制冷元件11的示例)几乎全部容纳在密闭腔体23内部，只有其引脚32暴露在密闭腔体23之外，以便连接控制器14(图中未示出)。此外，图8的虚线表示光轴。微型TEC 31的冷端面33和光轴平行并保持一定距离。此外，图8的示例中，微型TEC 31的热端面34紧贴于密闭腔体的内壁。

图8的示例中，水汽吸附层15和接触式温度传感器41(即第一温度采集元件12)安装在微型TEC 31上。

图8的示例中，成像器件除了包含温度控制装置10中的各个部件、镜头机构之外，还包括机械外壳81和PCB(图中未示出)，控制器14(图中未示出)集成在PCB上。

图9示出了本申请实施例中温度控制装置10的示例性工作过程。以TEC作为制冷元件为例，温度控制装置吸收水汽的工作过程可以包括：步骤901，上电后，TEC冷端温度下降；步骤902，TEC冷端表面附近饱和气压降低；步骤903，例如摄像头等成像器件中镜头机构密闭腔体内部水汽凝结在TEC冷端表面；步骤904，设置在TEC冷端表面的水汽吸附层收集TEC冷端表面的水汽。该示例中，通过例如TEC等制冷方式，在镜头内侧密闭腔体中的特殊位置形成一定温差的低温凝结点，从而使腔内水汽优先在该部位凝结，从而有效避免透镜内侧位置结雾而影响成像质量。同时，在冷凝点周围通过水汽吸附层来有效搜集冷凝后的水珠，防止水珠在腔内扩散而干扰光路，从而进一步避免成像质量受到结雾的影响。

图10示出了本申请实施例中一优选场景中温度控制装置10的示例性工作过程。以安装有本申请实施例的成像器件的汽车为例，成像器件中温度控制装置的整个工作过程与汽车的工作过程同步，当汽车启动时温度控制装置开始工作，汽车熄火后温度控制装置停止工作。以图8所示的结构为例，图10中的示例性工作过程可以包括：步骤1001，汽车启动，当汽车启动时，触发温度控制装置中的控制器工作，控制器启动其他部件，例如微型TEC31、温度传感器41和温度传感器42等。步骤1002，通过温度传感器42获取成像器件80前端透镜表面的温度T1(T1与镜头支撑结构温度相近)，通过温度传感器41获取TEC 31冷端表面33的温度T2。步骤1003，控制器启动TEC 31。步骤1004，控制器调整TEC 31的供电参数(例如，供电电流)以改变TEC 31冷端表面的温度，将TEC 31冷端表面的温度T2降至透镜外表面温度T1以下，例如，将TEC 31冷端表面的温度T2降至低于透镜外表面温度T1至少例如10℃，从而快速在TEC 31冷端表面33形成一个低的水气饱和度区域，继而使得密闭腔体内部的水蒸气在该区域凝结成水珠，并被TEC 31冷端表面上的水汽吸附层15吸收。步骤1005，判断汽车是否熄火，如果没有，返回步骤1004，如果汽车熄火则温度控制装置停止工作。这样，在汽车行驶过程，TEC表面始终比镜头内侧温度低，因此镜头内的水气将始终凝结在TEC表面，从而避免了镜头内侧的结雾，保证成像器件正常稳定运行并能够保持较高的成像质量。

示例性方法

图11示出了本申请实施例中成像器件的温度控制方法的示例性流程，该温度控制方法可以通过上文“示例性装置”部分的“温度控制装置10”来实现。

如图11所示，本申请实施例中成像器件的温度控制方法，可以包括：

步骤1101，获取透镜外表面的温度、以及制冷元件的冷端面温度；

步骤1102，根据透镜外表面的温度以及制冷元件的冷端面温度，为制冷元件供电，以使制冷元件的冷端面温度低于透镜外表面的温度。

通过本申请实施例中的温度控制方法，可以通过控制温度控制装置在其工作期间制冷元件的冷端面温度始终低于透镜外表面的温度，从而通过例如图2所示的原理来有效防止成像器件透镜内侧结雾，进而避免因透镜内侧结雾而影响成像质量，保证在例如交通工具启动或突然加速等场景下其上安装的成像器件的成像质量不受影响。

一些示例中，步骤1102可以包括如下步骤：步骤a1，确定密闭腔体内部空间的当前温度和相对湿度；步骤a2，根据密闭腔体内部空间的当前温度和相对湿度，确定制冷元件的当前目标温度；步骤a3，根据制冷元件的当前目标温度以及所述制冷元件的冷端面温度，调整制冷元件的供电参数。

一些示例中，在某些特定的场景下(例如，车辆等交通工具刚刚启动的场景)，当前的空气温度(即第二温度采集元件13当前测量到的透镜外表面的温度)和密闭腔体内部空间的温度非常接近，交通工具内的当前相对湿度和密闭腔体内部空间的当前相对湿度也非常接近，因此，在这些场景下(例如，刚刚上电时)步骤a1中可以将第二温度采集元件13当前测量到的透镜外表面的温度确定为密闭腔体内部空间的当前温度，并将来自例如车载系统等外部系统的当前相对湿度来作为密闭腔体内部空间的相对湿度。

一些示例中，可以预先在密闭腔体内部空间中设置微型湿度传感器(例如，设置在靠近制冷元件冷端面的区域)，在密闭腔体内壁上设置温度传感器(例如，热敏电阻等微型接触式温度传感器)，这样，步骤a1中可以通过上述湿度传感器和温度传感器来实时测量密闭腔体内部空间的当前温度和相对湿度。

一些示例中，步骤a2中可以通过如下式(1)来计算制冷元件的当前目标温度。

T0＝U(α+β*t)+γ*t-ε (1)

其中，U表示密闭腔体内部空间的相对湿度(％)，t是密闭腔体内部空间的当前温度，T0是制冷元件的当前目标温度，α、β、γ、ε均为常数，α、β、γ、ε的值可以预先通过统计分析等方式来确定。例如，α可以取0.1～0.2之间的数，β可以取0.0010～0.0020之间的数，γ可以取0.7000～0.9000之间的数，ε可以取18.0～20.0之间的数。

示例性电子设备

下面，参考图12来描述根据本申请实施例的电子设备。

图12图示了根据本申请实施例的电子设备的框图。

如图12所示，电子设备12包括一个或多个处理器121、存储器122以及上文“示例性装置”中的成像器件80，该成像器件包括上述“示例性装置”中的温度控制装置10。

处理器121可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备12中的其他组件以执行期望的功能。

存储器122可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器121可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本申请的各个实施例的温度控制方法以及/或者其他期望的功能。

在一个示例中，电子设备12还可以包括：输入装置123和输出装置124，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。例如，该输入设备123可以包括例如键盘、鼠标等。再例如，输出装置124可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等。

当然，为了简化，图12中仅示出了该电子设备12中与本申请有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备12还可以包括任何其他适当的组件。

示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质

除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的成像器件的温度控制方法中的步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的成像器件的温度控制方法中的步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (11)

1.一种应用于成像器件的温度控制装置，所述成像器件包括镜头机构，所述镜头机构具有透镜和密闭腔体；其中，所述温度控制装置包括：

制冷元件，固定于所述密闭腔体壁上；具有冷端面，所述冷端面与所述密闭腔体的内部空间连通；

第一温度采集元件，配置为采集所述制冷元件的冷端面温度；

第二温度采集元件，配置为采集所述透镜外表面的温度；以及

控制器，分别与所述制冷元件、第一温度采集元件、第二温度采集元件电连接，配置为根据所述制冷元件的冷端面温度和所述透镜外表面的温度，为所述制冷元件供电，以使所述制冷元件的冷端面温度低于所述透镜表面的温度。

2.根据权利要求1所述的温度控制装置，其中，所述制冷元件的冷端面与所述透镜的光轴平行。

3.根据权利要求1所述的温度控制装置，其中，所述制冷元件具有热端面，所述热端面与所述密闭腔体的内壁接触。

4.根据权利要求1所述的温度控制装置，其中，所述制冷元件固定于所述密闭腔体壁上靠近透镜内表面的位置。

5.根据权利要求1所述的温度控制装置，其中，所述温度控制装置，还包括：水汽吸附层，所述水汽吸附层固定于所述制冷元件的冷端面。

6.根据权利要求1所述的温度控制装置，其中，所述控制器，包括：

计算模块，配置为由所述透镜外表面的温度减去所述制冷元件冷端面的温度，确定当前温差；

第一确定模块，配置为在所述当前温差低于预定阈值时，确定所述制冷元件的当前目标温度；以及

调整模块，配置为根据所述制冷元件的当前目标温度以及所述制冷元件冷端面的温度，调整所述制冷元件的供电参数。

7.根据权利要求1所述温度控制装置，其中，所述控制器，配置为在接收到来自外部的触发信号时为所述制冷元件供电，所述触发信号在时序上先于所述成像器件的上电信号。

8.一种成像器件，包括：镜头机构和如权利要求1-7任一项所述的温度控制装置。

9.一种温度控制方法，应用于如权利要求8所述的成像器件；所述温度控制方法，包括：

获取透镜外表面的温度、以及制冷元件的冷端面温度；

根据所述透镜外表面的温度以及所述制冷元件的冷端面温度，为所述制冷元件供电，以使所述制冷元件的冷端面温度低于所述透镜外表面的温度。

10.根据权利要求9所述的温度控制方法，其中，根据所述透镜外表面的温度以及所述制冷元件的冷端面温度，为所述制冷元件供电，包括：

确定密闭腔体内部空间的当前温度和相对湿度；

根据密闭腔体内部空间的当前温度和相对湿度，确定所述制冷元件的当前目标温度；以及

根据所述制冷元件的当前目标温度以及所述制冷元件的冷端面温度，调整所述制冷元件的供电参数。

11.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求9-10任一项所述成像器件的温度控制方法。

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