CN112378540A

CN112378540A - 一种镜头模组外部温度的测量方法、测量装置及电子设备

Info

Publication number: CN112378540A
Application number: CN202011209681.4A
Authority: CN
Inventors: 周航; 尹有杰
Original assignee: Shanghai Awinic Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Awinic Technology Co Ltd
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2040-11-03
Also published as: CN112378540B

Abstract

本发明提供了一种镜头模组外部温度的测量方法、测量装置及电子设备，该测量方法包括：获取所述镜头模组的内部温度和对焦过程中的驱动电流；依据所述内部温度和所述驱动电流，计算所述镜头模组的外部温度。该测量方法无需通过在镜头模组外部设置额外的温度传感器或其它测温器件，只需要利用内部温度传感器测量的内部温度，结合对焦过程中的驱动电流，即可计算出镜头模组的外部温度，进而可极大程度的降低镜头模组的体积和成本。

Description

一种镜头模组外部温度的测量方法、测量装置及电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，更具体地说，涉及一种镜头模组外部温度的测量方法、测量装置及电子设备。

背景技术

摄像头作为重要的成像装置，在智能移动终端等电子设备中有着极为广泛的应用，其核心组成部分是基于镜头、图像传感器、对焦VCM(Voice Coil Motor，音圈电机)及其驱动芯片等组件构成的镜头模组。其中，对焦VCM主要用于调整镜头和图像传感器之间的距离，以使成像焦点位于图像传感器上，从而获得更为清晰的成像效果。

但是，影响摄像头成像效果的因素有很多种，其中一个重要的因素就是镜头模组的整体温度及温升变化情况，而温升主要来源于对焦VCM驱动芯片的功耗，以及对焦VCM在聚焦过程中的线圈发热和运动摩擦。

对于镜头模组而言，其内部温度可以从对焦VCM驱动芯片中内置的温度传感器直接获取，而外部温度若镜头模组没有设置额外的温度传感器时，仅靠对焦VCM驱动芯片中内置的温度传感器无法直接准确的测量镜头模组的外部温度。

那么，如何提供一种镜头模组外部温度的测量方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种镜头模组外部温度的测量方法、测量装置及电子设备，技术方案如下：

一种镜头模组外部温度的测量方法，所述测量方法包括：

获取所述镜头模组的内部温度和对焦过程中的驱动电流；

依据所述内部温度和所述驱动电流，计算所述镜头模组的外部温度。

可选的，在上述测量方法中，所述依据所述内部温度和所述驱动电流，计算所述镜头模组的外部温度，包括：

计算所述驱动电流对应的温度散失值；

依据所述内部温度和所述温度散失值，计算所述镜头模组的外部温度。

可选的，在上述测量方法中，所述依据所述内部温度和所述温度散失值，计算所述镜头模组的外部温度，包括：

将所述内部温度减去所述温度散失值，得到所述外部温度。

可选的，在上述测量方法中，所述计算所述驱动电流对应的温度散失值，包括：

通过与所述驱动电流相关的第一目标温度函数，计算所述驱动电流对应的温度散失值；

其中，所述第一目标温度函数的值为所述驱动电流对应的温度散失值。

可选的，在上述测量方法中，所述第一目标温度函数的构建过程具体包括：

建立与所述驱动电流相关的n阶多项式函数；

实时测量在不同所述驱动电流下所述镜头模组的内部温度和外部温度；

依据所述内部温度、所述外部温度和所述驱动电流，计算出所述n阶多项式函数的系数，形成所述第一目标温度函数。

可选的，在上述测量方法中，所述n阶多项式函数为二阶多项式函数。

一种镜头模组外部温度的测量装置，所述测量装置包括：

内部温度获取模块，用于获取所述镜头模组的内部温度；

驱动电流获取模块，用于获取所述镜头模组对焦过程中的驱动电流；

外部温度计算模块，用于依据所述内部温度和所述驱动电流，计算所述镜头模组的外部温度。

可选的，在上述测量装置中，所述测量装置还包括：

ADC模块，用于将所述内部温度转换为数字形式的内部温度数据，并提供给所述外部温度计算模块。

可选的，在上述测量装置中，所述外部温度计算模块包括：

温度散失值计算单元，用于计算所述驱动电流对应的温度散失值；

外部温度计算单元，用于依据所述内部温度和所述温度散失值，计算所述镜头模组的外部温度。

可选的，在上述测量装置中，所述外部温度计算单元具体用于：

将所述内部温度减去所述温度散失值，得到所述外部温度。

可选的，在上述测量装置中，所述温度散失值计算单元包括：

温度函数存储子单元，用于存储与所述驱动电流相关的第一目标温度函数；

温度散失值计算子单元，用于根据所述温度函数存储子单元中存储的第一目标温度函数计算所述驱动电流对应的温度散失值；

可选的，在上述测量装置中，所述测量装置还包括：

温度函数建立单元，用于构建所述第一目标温度函数；

所述温度函数建立单元包括：

温度函数建立子单元，用于建立与所述驱动电流相关的n阶多项式函数；

温度实时测量子单元，用于实时测量在不同所述驱动电流下所述镜头模组的内部温度和外部温度；

函数系数计算子单元，用于依据所述内部温度、所述外部温度和所述驱动电流，计算出所述n阶多项式函数的系数，形成所述第一目标温度函数。

可选的，在上述测量装置中，所述温度函数存储子单元具体用于存储所述n阶多项式函数的系数。

一种电子设备，所述电子设备包括上述任一项所述的测量装置。

一种电子设备，所述电子设备包括：镜头模组、处理器和存储单元；

所述镜头模组内设有内部温度传感器，以测量所述镜头模组内部温度；

所述存储单元中存储有计算机程序或指令；

所述处理器从所述存储单元中调用所述计算机程序或指令，以执行上述任意一项所述的测量方法，获得所述镜头模组的外部温度。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

本发明提供的一种镜头模组外部温度的测量方法、测量装置及电子设备通过获取所述镜头模组的内部温度和对焦过程中的驱动电流；依据所述内部温度和所述驱动电流，计算所述镜头模组的外部温度。该测量方法无需通过在镜头模组外部设置额外的温度传感器或其它测温器件，只需要利用内部温度传感器测量的内部温度，结合对焦过程中的驱动电流，即可计算出镜头模组的外部温度，进而可极大程度的降低镜头模组的体积和成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种镜头模组外部温度的测量方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种镜头模组外部温度的测量方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种第一目标温度函数的构建过程的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种镜头模组外部温度的测量装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种镜头模组外部温度的测量装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的又一种镜头模组外部温度的测量装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种镜头模组外部温度的测量装置的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的又一种镜头模组外部温度的测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

发明人发现，镜头模组温升过高造成的影响主要体现在两个方面：

其一，对于对焦VCM(Voice Coil Motor，音圈电机)，其内部由永磁体产生磁场，对VCM线圈通电，通电导线在磁场中会受到磁拉力，根据电流方向的不同，拉力方向也不同，此时与线圈固定在一起的镜头就会产生位移，即前进或后退。而永磁体的磁场强度B具有逆温度系数，也就是说，温度升高磁场强度减小。根据磁拉力的计算公式F＝BIL可知，随着温度升高，磁场强度B减小，那么线圈在通入同样大小的电流I时，受到的磁场力减小，这样就会增大镜头达到指定位置的时间，甚至镜头到达不了目标位置，最直观的感受就是，镜头模组聚焦慢或者无法聚焦。

其二，在长时间使用摄像头时，对焦VCM和驱动芯片一直处于工作状态，由于对焦VCM和驱动芯片本身的功耗随时间累积导致镜头模组温度不断上升，超过了镜头模组内的器件耐温程度，会造成不可逆的损坏。

并且，随着镜头模组的温度变高也会导致电子设备的局部温度上升，影响到用户的主观使用体验(例如，电子设备中镜头模组处会出现发烫的情况)，甚至会影响到电子设备的工作情况。

对于镜头模组的内部温度而言，可以直接从对焦VCM驱动芯片中内置的温度传感器直接获取，但是，该温度传感器测量的温度值仅能反应镜头模组内部的温度变化情况。

由于镜头模组内部驱动芯片、线圈发热量和热传导过程都是非线性过程，因此，内部温度传感器的测量值无法真实反应镜头模组外部温度。

基于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种镜头模组外部温度的测量方法，该测量方法无需通过在镜头模组外部添加额外的温度传感器或其它测温组件，只需利用驱动芯片内部集成的温度传感器测量的内部温度，结合对焦过程中的驱动电流，通过数据处理计算出镜头模组的外部温度，与在镜头模组外部添加温度传感器的方案相比大大降低了镜头模组的体积和成本，且该测量方法简单易实现。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种镜头模组外部温度的测量方法的流程示意图。

所述测量方法包括：

S101：获取所述镜头模组的内部温度和对焦过程中的驱动电流。

在该步骤中，所述内部温度包括但不限定于通过镜头模组内部集成的温度传感器直接获取。

所述驱动电流为驱动所述镜头模组进行对焦的当前驱动电流。

S102：依据所述内部温度和所述驱动电流，计算所述镜头模组的外部温度。

在该实施例中，该测量方法无需通过在镜头模组外部添加额外的温度传感器或其它测温器件，只需要利用内部温度传感器测量的内部温度，结合对焦过程中的驱动电流，即可计算出镜头模组的外部温度，进而可极大程度的降低镜头模组的体积和成本。

进一步的，基于本发明上述实施例，参考图2，图2为本发明实施例提供的另一种镜头模组外部温度的测量方法的流程示意图。

步骤S102，依据所述内部温度和所述驱动电流，计算所述镜头模组的外部温度，具体包括：

S103：计算所述驱动电流对应的温度散失值。

具体的，通过与所述驱动电流相关的第一目标温度函数，计算所述驱动电流对应的温度散失值；所述第一目标温度函数的值即为所述驱动电流对应的温度散失值。

在该步骤中，所述第一目标温度函数可以通过I_code·k表示，其中，I_code表示驱动电流；k表示温度系数，说明当前驱动电流与其引起的温度变化的关系，通过I_code·k即可得到温度散失值。

S104：依据所述内部温度和所述温度散失值，计算所述镜头模组的外部温度。

在该步骤中，将所述内部温度减去所述温度散失值，得到所述外部温度。

发明人发现，由于镜头模组在不工作的情况下，其内部温度和外部温度相同；在镜头模组工作后，由于各种原因会使镜头模组的内部温度上升，进而就会向外散热，导致镜头模组的外部温度上升，但是在持续经过一段时间之后会处于一个平衡状态，即镜头模组的内部温度和外部温度维持不变，但是，二者之间存在一个差值，该差值即本发明实施例中定义出来的温度散失值。因此，通过将所述内部温度减去所述温度散失值，即可得到所述外部温度。

但是，由于镜头模组的温升主要来源于对焦VCM驱动芯片的功耗，以及对焦VCM在聚焦过程中的线圈发热和运动摩擦，但是这些温升变化均是非线性的，难以直接对VCM的驱动电流与温升之间建立准确的数学模型。

并且，镜头模组内部功耗对外热传导的过程也是随着使用环境和实际工况而变化的，也难以准确的建立热传导数学模型。

进一步的，所述第一目标温度函数中k表示的是镜头模组的散热水平，也就是说，目前没有确切的热学方程去说明镜头模组达到热平衡后，镜头模组的内部温度和外部温度之间的差值是多少，这个温度差和镜头模组的材料、装配的紧密程度等因素有关，所以同一批次不同镜头模组以及不同批次的镜头模组都有区别，因此k值大小在不同情况下是不一样的。

为了能准确测量镜头模组外部温度的变化，优选地，采用多项式拟合的方式来拟合I_code·k的具体数值，即拟合不同驱动电流值下的温升大小，从而达到测量镜头模组外部温度的目的。

具体的，基于本发明上述实施例，步骤S103计算所述驱动电流对应的温度散失值需要用到与所述驱动电流相关的第一目标温度函数，下面对所述第一目标温度函数的构建过程进行阐述：

参考图3，图3为本发明实施例提供的一种第一目标温度函数的构建过程的流程示意图。

所述第一目标温度函数的构建过程具体包括：

S105：建立与所述驱动电流相关的n阶多项式函数。

S106：实时测量在不同所述驱动电流下所述镜头模组的内部温度和外部温度。

S107：依据所述内部温度、所述外部温度和所述驱动电流，计算出所述n阶多项式函数的系数，形成所述第一目标温度函数。

在该实施例中，采用n阶多项式拟合的方式来拟合I_code·k的具体数值，其公式如下所示：

I_code·k＝a_n·Iⁿ+a_n-1·I^n-1......+a₁·I¹+a₀

其中，a_n、a_n-1……、a₁、a₀为n阶多项式中各阶次的系数。

采用最小二乘抛物线拟合，以二阶多项式为例说明多项式系数的计算过程，设多项式函数表达式为：

y＝f(x)＝a₂·x²+a₁·x¹+a₀

其中，x表示驱动电流；y表示温度散失值。

则求解多项式系数a₂、a₁、a₀的线性方程组为：

也就是说，利用实际模组测量的不同驱动电流下的温升数据代入到线性方程组中，即可求解出多项式的各阶次系数。

那么，可知：

V_env＝V_temp-I_code·k＝V_temp-(a₂·I²+a₁·I¹+a₀)

其中，V_env表示镜头模组的外部温度；

V_temp表示镜头模组的内部温度。

需要说明的是，还可以通过有线性拟合和指数函数拟合等方式拟合I_code·k的具体数值，本发明实施例采用的是最小二乘法多项式拟合，其它数学计算方法有样条函数差值和神经网络等，其本质都是通过构造一个评价函数，用已测量的数据点代入参数未定的拟合函数中，获得最优结果。

而最小二乘法多项式拟合与其它拟合方法相比，具有评价函数简单、计算量小，且在驱动芯片数字电路中易实现的优点。

进一步的，基于本发明上述全部实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种镜头模组外部温度的测量装置，参考图4，图4为本发明实施例提供的一种镜头模组外部温度的测量装置的结构示意图。

所述测量装置包括：

内部温度获取模块11，用于获取所述镜头模组的内部温度。

驱动电流获取模块12，用于获取所述镜头模组对焦过程中的驱动电流。

外部温度计算模块13，用于依据所述内部温度和所述驱动电流，计算所述镜头模组的外部温度。

在该实施例中，该测量装置无需通过额外的温度传感器或其它测温器件，只需要利用内部温度传感器测量的内部温度，结合对焦过程中的驱动电流，即可计算出镜头模组的外部温度，进而可极大程度的降低镜头模组的体积和成本。

需要说明的是，如图4所示，进一步地，在内部温度获取模块11将内部温度传输给外部温度计算模块13的过程中，可以通过ADC(Analog-to-Digital Converter，模/数转换器)模块14进行信号模式转换，用于将所述内部温度转换为数字形式的内部温度数据，并提供给所述外部温度计算模块13。

进一步的，基于本发明上述实施例，参考图5，图5为本发明实施例提供的另一种镜头模组外部温度的测量装置的结构示意图。

所述外部温度计算模块13包括：

温度散失值计算单元15，用于计算所述驱动电流对应的温度散失值。

具体的，所述温度散失值计算单元15包括：温度函数存储子单元16，用于存储与所述驱动电流相关的第一目标温度函数。

温度散失值计算子单元17，用于根据温度函数存储子单元16中存储的第一目标温度函数计算所述驱动电流对应的温度散失值。

外部温度计算单元18，用于调用第一目标温度函数计算出所述温度散失值，依据所述内部温度和所述温度散失值，计算所述镜头模组的外部温度。

具体的，所述外部温度计算单元18具体用于：

将所述内部温度减去所述温度散失值，得到所述外部温度。

进一步的，基于本发明上述实施例，参考图6，图6为本发明实施例提供的又一种镜头模组外部温度的测量装置的结构示意图。

所述测量装置还包括：

温度函数建立单元19，用于构建所述第一目标温度函数。

参考图7，图7为本发明实施例提供的又一种镜头模组外部温度的测量装置的结构示意图。

所述温度函数建立单元19包括：

温度函数建立子单元20，用于建立与所述驱动电流相关的n阶多项式函数；

温度实时获取子单元21，用于实时获取在不同所述驱动电流下测量的所述镜头模组的内部温度和外部温度；

函数系数计算子单元22，用于依据所述内部温度、所述外部温度和所述驱动电流，计算出所述n阶多项式函数的系数，形成所述第一目标温度函数。

进一步的，基于本发明上述实施例，所述温度函数存储子单元16具体用于存储所述n阶多项式函数的系数。

具体的，所述温度函数存储子单元16包括但不限定寄存器。

需要说明的是，本发明实施例提供的测量装置的原理和本发明上述实施例提供的测量方法的原理相同，在此不再赘述。

进一步的，基于本发明上述全部实施例，参考图8，图8为本发明实施例提供的又一种镜头模组外部温度的测量装置的结构示意图。

如图8所示，所述外部温度计算模块13至少包括一个乘法器Multi、两个乘加器Mac0和Mac1、以及一个减法器Substract，需要说明的是，附图8中Add/Substract具有加法或减法功能，在本发明实施例中，使用减法器Substract的功能。

一方面，由内部温度获取模块11获取并输出当前镜头模组的内部温度V_temp，经过ADC模块14转换成数字量后输送给减法器Substract。

另一方面，镜头模组中驱动芯片输出的驱动电流的数字量I_DAC code(值用I_code表示)输入给乘法器Multi和一个乘加器Mac0，乘法器Multi两个输入均为驱动电流的数字量，输出I_code²，乘加器Mac0其他接口从温度函数存储子单元16中读取n阶多项式函数的系数，以二阶多项式为例，提供两路信号接口分别接收a₁系数和a₀系数，那么可知，乘加器Mac0的输出为a₁与I_code相乘再加上a₀，即a₁·I_code+a₀。

下一级乘加器Mac1获取乘法器Multi的输出I_code²，以及乘加器Mac0的输出a₁·I_code+a₀，以及从温度函数存储子单元16中读取n阶多项式函数的a₂系数，输出a₂·I_code²+a₁·I_code+a₀。

最后，在减法器Substract中，将内部温度V_temp减去乘加器Mac1的输出a₂·I_code²+a₁·I_code+a₀，即可得到外部温度V_env＝V_temp-(a₂·I²+a₁·I¹+a₀)。

进一步的，通过外部接口模块读取当前驱动电流下的镜头模组的外部温度。

进一步的，基于本发明上述全部实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述实施例所述的测量装置，所述测量装置用于依据所述内部温度和所述镜头模组对焦过程中的驱动电流，计算所述镜头模组的外部温度。

进一步的，基于本发明上述实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：镜头模组、处理器和存储单元；

所述存储单元中存储有计算机程序或指令；

所述处理器从所述存储单元中调用所述计算机程序或指令，以执行上述实施例所述的测量方法，获得所述镜头模组的外部温度。

以上对本发明所提供的一种镜头模组外部温度的测量方法、测量装置及电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种镜头模组外部温度的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：

获取所述镜头模组的内部温度和对焦过程中的驱动电流；

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述依据所述内部温度和所述驱动电流，计算所述镜头模组的外部温度，包括：

计算所述驱动电流对应的温度散失值；

3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述依据所述内部温度和所述温度散失值，计算所述镜头模组的外部温度，包括：

将所述内部温度减去所述温度散失值，得到所述外部温度。

4.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述计算所述驱动电流对应的温度散失值，包括：

5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，所述第一目标温度函数的构建过程具体包括：

建立与所述驱动电流相关的n阶多项式函数；

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述n阶多项式函数为二阶多项式函数。

7.一种镜头模组外部温度的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：

内部温度获取模块，用于获取所述镜头模组的内部温度；

8.根据权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：

9.根据权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述外部温度计算模块包括：

10.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，所述外部温度计算单元具体用于：

将所述内部温度减去所述温度散失值，得到所述外部温度。

11.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，所述温度散失值计算单元包括：

12.根据权利要求11所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：

温度函数建立单元，用于构建所述第一目标温度函数；

所述温度函数建立单元包括：

温度实时获取子单元，用于实时获取在不同所述驱动电流下测量的所述镜头模组的内部温度和外部温度；

13.根据权利要求12所述的测量装置，其特征在于，所述温度函数存储子单元具体用于存储所述n阶多项式函数的系数。

14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求7-13任一项所述的测量装置。

15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：镜头模组、处理器和存储单元；

所述存储单元中存储有计算机程序或指令；

所述处理器从所述存储单元中调用所述计算机程序或指令，以执行如权利要求1至6中任意一项所述的测量方法，获得所述镜头模组的外部温度。