CN112532821A - 一种自动除雾摄像头装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于视觉摄像技术领域，其公开了一种自动除雾摄像头装置。该模块包括：外壳，为箱式结构，所述外壳上开有摄像孔；摄像头模块，设置于所述外壳内，用于摄像，所述摄像头模块的镜头与所述摄像孔相对；除雾加热膜，为透明状，设置于所述外壳内；和透明承载片，设置于所述外壳内，与所述除雾加热膜连接，所述透明承载片和所述除雾加热膜依次贴设于所述摄像孔上。本发明通过上述技术方案能够抑制镜头表面和透明承载片产生水雾，使得具有除雾效果好的优点，能保证本模块获取清晰图像。

Description

一种自动除雾摄像头装置

技术领域

本发明属于视觉摄像技术领域，特别涉及一种自动除雾摄像头装置。

背景技术

摄像头模块在零售应用场景和工业应用现场往往面对高温、高湿，且温湿度变化较大的情况。由此，摄像头镜面上会出现凝露、起雾现象，对于视觉识别的技术方案会造成严重的问题。基于此，研发具有自动除雾功能的摄像头模块能够有效提高视觉识别模块的环境适应能力。

现有的具有除雾功能的摄像头有很多，例如申请号为201410821610.8、申请日为2014年12月25日、发明创造名称为一种具有除雾功能的摄像头的专利申请文件，该申请公开了一种具有除雾功能的摄像头，包括防护罩、加热单元和摄像头主体；所述防护罩套装在摄像头主体外，所述防护罩与摄像头主体镜头对应的部分透明；所述加热单元布置在防护罩内，且与摄像头主体的电源连通；所述防护罩内设置有温度传感器。当环境温度低于设定温度时，启动加热单元的电源，加热单元将热量传递给防护罩，达到除冰去雾的目的。该申请虽然能在一定程度上实现除冰去雾的目的，但其技术方案为加热单元加热防护罩，从而除冰去雾，因而具有热传递效率慢的不足，除冰去雾效果差、效率低，并且电能消耗高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种自动除雾摄像头装置，其包括：外壳，为箱式结构，所述外壳上开有摄像孔；摄像头模块，设置于所述外壳内，用于摄像，所述摄像头模块的镜头与所述摄像孔相对；和除雾加热膜，为透明状，设置于所述外壳内，并贴设于所述摄像孔上。

可选地，在如上所述的自动除雾摄像头装置中，所述自动除雾摄像头装置还包括：透明承载片，设置于所述外壳内，与所述除雾加热膜连接，所述透明承载片贴设于所述摄像孔上，并位于所述除雾加热膜的外侧。

可选地，在如上所述的自动除雾摄像头装置中，所述外壳的一个棱角部包括：依次连接的第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，所述第一侧壁和所述第三侧壁位于所述第二侧壁的同一侧，所述第二侧壁上开有所述摄像孔。

可选地，在如上所述的自动除雾摄像头装置中，所述摄像孔的外口端的孔壁与所述第二侧壁的圆弧过渡连接。

可选地，在如上所述的自动除雾摄像头装置中，所述摄像头的镜头与所述除雾加热膜平行。

可选地，在如上所述的自动除雾摄像头装置中，所述外壳通过支架设置于无人售货柜的柜体内侧的安装角部。

可选地，在如上所述的自动除雾摄像头装置中，所述支架包括：第一连接板，具有相对的第一承载面和第一连接面，所述第一承载面上设置有第一凸起，所述第一凸起与所述外壳上设置的第一凹槽卡接；和第二连接板，与所述第一连接板连接呈L形，具有相对的第二承载面和第二连接面，所述第二承载面上设置有第二凸起，所述第二凸起与所述外壳上设置的第二凹槽卡接，所述第二连接面和/或所述第一连接面与所述无人售货柜的柜体连接。

可选地，在如上所述的自动除雾摄像头装置中，所述第一凹槽为通孔，所述通孔包括：通过径向通道在径向贯通的第一子通孔和第二子通孔，所述第一子通孔的直径大于所述第二子通孔的直径，所述径向通道的直径小于所述第二子通孔的直径；所述第一凸起包括：轴向一致的第一柱体和第二柱体，所述第一柱体的直径小于所述第一子通孔的直径，且大于所述第二子通孔的直径，所述第二柱体的直径小于所述第二子通孔的直径。

可选地，在如上所述的自动除雾摄像头装置中，所述摄像头模块的主控芯片为基于UVC标准协议的芯片。

可选地，在如上所述的自动除雾摄像头装置中，所述主控芯片为Realtek主控芯片。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过设置除雾加热膜和透明承载片，使得可自主产生热量，并对摄像孔和镜头之间的空间进行加热，使该空间处于较高的温度范围内，同时将热量传递给镜头表面和透明承载片，从而能够抑制镜头表面和透明承载片产生水雾，使得具有除雾效果好的优点，能保证本模块获取清晰图像。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种自动除雾摄像头装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种自动除雾摄像头装置的立体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种第一凸起的立体结构示意图；

其中，图中符号说明如下：

1外壳、2支架、3透明承载片、4镜头、5摄像头模块、11第一侧壁、12第二侧壁、120摄像孔、13第三侧壁、14第四侧壁、15第五侧壁、16第一凹槽、161第一子通孔、162第二子通孔、17第二凹槽、18第三凹槽、19第四凹槽、20导向槽、21第一连接板、22第二连接板、23第一凸起、231第一柱体、232第二柱体。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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而不是要求本发明必须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。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参见图1～3，本发明实施例提供了一种自动除雾摄像头装置，其包括：外壳1、摄像头模块5、除雾加热膜和透明承载片3。

具体而言，外壳1为箱式结构，其内形成有安装空间，在外壳1上开设有摄像孔。摄像头模块5用于摄像，其设置于外壳1内，包括相机模块和镜头4。镜头4与摄像孔120相对。除雾加热膜用于加热除雾，其设置于外壳1内，且为透明状以不阻挡光线进入外壳1内，该除雾加热膜可以为PI(聚酰亚胺，Polyimide)加热膜。具体地，除雾加热膜的两个侧边安装有发热电极，电极通电后除雾加热膜表面产生温度，从而用于加热除雾。透明承载片3设置于外壳1内，与除雾加热膜连接以形成一体化结构，例如粘接，粘接后的该结构贴设于摄像孔120上以覆盖住或封堵住该摄像孔120，贴设的方式可以是粘接，此时镜头4与透明承载片3和除雾加热膜相对，透明承载片3相对除雾加热膜远离镜头4，即除雾加热膜位于透明承载片3的内侧。该透明承载片3可以为玻璃，形状例如为方形。透明承载片3的面积大于除雾加热膜的面积和摄像孔120的面积，如此使得支撑均匀、散热均匀。通过设置透明承载片3能够保证在本模块长期使用时所需要的透度和结构强度，还能对除雾加热膜起到防护作用。

通过设置除雾加热膜和透明承载片3，使得可自主产生热量，并对摄像孔120和镜头4之间的空间进行加热，使该空间处于较高的温度范围内，同时将热量传递给镜头表面和透明承载片3，从而能够抑制镜头表面和透明承载片3产生水雾，使得具有除雾效果好的优点，能保证本模块获取清晰图像。

为了提高本模块的视野，外壳1的一个棱角部在周向上包括：第一侧壁11、第二侧壁12和第三侧壁13，第一侧壁11的一端与第二侧壁12的一端连接，第二侧壁12的另一端与第三侧壁13的一端连接，第一侧壁11和第三侧壁13位于第二侧壁12的同一侧，第二侧壁12上开有摄像孔120。也就是说，外壳1的一条棱被倾斜切除，形成倾斜平面(即第二侧壁所形成的平面)，在该倾斜平面上开设有摄像孔120。由于摄像头模块的镜头4与摄像孔120相对，则摄像头模块的镜头4以倾斜的方式安装于外壳1内，此时利于将本模块安装于无人售货柜或自动售卖机的角部，，该角部称为安装角部。本装置的与棱角部相对的角部与该安装角部连接。形成与棱角部相对的角部的两侧壁：一个可以为水平壁(如图1中的第四侧壁)，另一个可以为竖直壁(如图1中的第五侧壁)，与安装有本模块的无人售货柜的安装角部可以较便捷地贴合，应用时，可以将两个本模块以对角的方式设置于无人售货柜内，如此可保证成像最大化的覆盖冰柜范围，还能减少对无人售货柜的柜体空间的占用。外壳1在周向上还包括第四侧壁14和第五侧壁15，第四侧壁14的一端与第一侧壁11的另一端连接，第四侧壁14的另一端与第五侧壁15的一端连接，第五侧壁15的另一端与第三侧壁13的另一端连接，第一侧壁11和第四侧壁14形成另一个角部，第四侧壁14和第五侧壁15形成再一个角部，第五侧壁15和第三侧壁13形成又一个角部，第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13、第五侧壁15和第四侧壁14首尾依次连接形成方形。第四侧壁14和第五侧壁15为前述的形成安装角部的两侧壁。同时当本模块处于低温、潮湿环境工作时，外壳1上可能凝结水珠，当凝结水珠流经倾斜平面时，由于受重力作用，其不会停留，会沿倾斜平面滑落，使得在前述除雾加热膜的基础上，可以从外壳1内外两侧抑制水珠产生，能够保证摄像头模块5的视野，从而具有视野效果好的特点。

摄像孔120具有外口端和内口端，内口端相对外口端靠近摄像头模块5。外口端的孔壁与第二侧壁12的连接处为圆弧过渡，从而使得当第二侧壁12上有凝结水珠时，凝结水珠极易在自身重力作用下从透明承载片3上滑落至第二侧壁12上，并从第二侧壁12上滑落下去。

摄像头模块的镜头4与除雾加热膜平行，同时也与透明承载片3平行，如此利于镜头表面和透明承载片3的均匀受热，还能够扩大摄像头模块5的视野，并去除视野范围内的水雾，提高摄像效果，具有摄像效果好的特点。

相机模块可以采用AR0230 HDR(High-Dynamic Range，高动态范围)CMOS为传感器单元，相机模块的主控芯片可以采用UVC(USB Video Class，USB视频类)标准协议的芯片，利于省略掉提供前端图像调整功能的FPGA芯片。采用了USB2.0通信协议，为保证USB2.0能够提供稳定的供电，避免由于功率过大造成摄像头模块掉线的问题，摄像头模块5的功率需要控制在5V/400mA以内，该主控芯片为Realtek主控芯片，Realtek芯片稳定且散热量低，具备更好的环境适应性，还具备良好的低功耗性能，为本模块的功率控制提供了可能性，应用时，可将相机模块的电路由250mA降低至190mA。为了进一步降低功耗，采用传感器单元的调用方式采用长期保持信号的方式，避免启动本装置的尖峰电流。为了便于统一供电和提高本装置的稳定性，摄像头模块的供电电压和除雾加热膜的供电电压为5V，此时还可以对除雾加热膜内的铜线走线方式进行优化，保证加热温度的前提下，将功率有效的控制在5V/400mA以内。应用时，除雾加热膜的功率可以为5V/150mA。相机模块采用单板设计。相机接口为MircoUSB接口。相机模块上预留5V电源输出，如此便于为除雾加热膜供电。

无人售货柜包括：冷柜、冻柜、热柜、常温柜等不同类型，因此摄像头模块需要能够适应不同的温度和湿度，同时要保证在开关门过程中，温湿度变化不会影响摄像头采集图像质量，因此，本装置还包括：控制单元和温度传感器。温度传感器设置于无人收货柜内，用于采集柜体内温度。控制单元与温度传感器连接，用于根据获取的柜体内温度判断无人售货柜的类型，并根据该类型控制除雾加热膜的加热功率，以避免凝雾，同时减少功耗。

由于透明承载片3和除雾加热膜贴设于摄像孔120处，相当于安装空间为封闭型空间，而摄像头模块5工作时也会产生热量，外壳1内温度过高会影响到摄像头模块5的正常工作，为了便于内部散热，外壳1的材料为高导热的材料，如热塑料，该塑料包括基体材料和填料。基体材料包括PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK等；填料包括AlN、SiC、Al2O3、石墨、纤维状高导热碳粉、鳞片状高导热碳粉等。

为了获取较大的拍摄范围，外壳1通过支架2设置于无人售货柜的柜体内侧的角部。具体地，外壳1与支架2通过卡接连接，外壳1还与该角度拆卸连接，例如螺钉连接，如此便于本装置的安装和拆卸。

具体而言，支架2包括：第一连接板21和第二连接板22，两者连接呈L型，连接处可以为圆弧过渡。第一连接板21具有相对的第一承载面和第一连接面，第一承载面上设置有第一凸起23，第一凸起23与外壳1上设置的第一凹槽16，如在前述第四侧壁14上设置的第一凹槽卡接。第二连接板22具有相对的第二承载面和第二连接面，第二承载面上设置有第二凸起(未示出)，第二凸起与外壳1上设置的第二凹槽17，如在前述第五侧壁15上设置的第二凹槽卡接，第二连接面和/或第一连接面与无人售货柜的柜体连接，从而能提高支架2与本装置以及柜体的连接强度，使本装置固定稳定，还能保证本装置的安装角度。

柜体通常有四个角部，为了适应不同位置的角部，第一凹槽16为通孔，通孔包括：通过径向通道在径向贯通的第一子通孔161和第二子通孔162，第一子通孔161的直径大于第二子通孔162的直径，径向通道的直径小于第二子通孔162的直径。第一凸起23包括：轴向一致的第一柱体231和第二柱体232，第一柱体231的直径小于第一子通孔161的直径，且大于第二子通孔162的直径，第二柱体232的直径小于第二子通孔162的直径。第二凸起可以呈圆柱形，对应地，第二凹槽17呈圆柱形，数量可以数量为两个。在图2中，安装时，第一连接板21的第一柱体231先向下运动，直至进入第一子通孔161内，调整第二凸起直至与第二凹槽17对齐，然后水平推动第二连接板22，使第二凸起嵌入第二凹槽17内，同时，第一柱体231和第二柱体232水平移动，第一柱体231移动至第二子通孔162下方，第二柱体232通过径向通道进入第二子通孔162内。由于第一柱体231的直径大于第二子通孔162的直径，因此被外壳1卡住，不会从第二子通孔162内滑出。径向通道可以通过第二子通孔162与第一子通孔161相互嵌入形成，即第二子通孔162的孔壁与第一子通孔161的孔壁有交叉，在交叉处形成径向通道。第一子通孔和第二子通孔的横断为弧形，如此利于使用柜体不同位置的角部。

为了进一步提高安装稳定性，设置有第一凹槽16的外壳侧壁上开有第三凹槽18，第三凹槽18用于供第一连接板21嵌入，其横断面面积大于第一凹槽16的横断面面积，设置有第二凹槽17的外壳侧壁上开有第四凹槽19，第四凹槽19用于供第二连接板22嵌入，其横断面面积大于第二凹槽17的横断面面积，通过设置第三凹槽18和第四凹槽19，使得该各凹槽的槽壁或槽底与第一连接板21或第二连接板22接触，从而稳定支撑各连接板。

为了便于定位凸起与凹槽的配合，设置有第二凹槽17的外壳的侧壁上开有导向槽20，对应地，第二连接板22设置有导向杆(未示出)，安装时，导向杆位于导向槽20中，从而可快速的移动第二连接板22，实现凸起与凹槽的卡接。

分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

通过设置除雾加热膜和透明承载片，使得可自主产生热量，并对摄像孔和镜头之间的空间进行加热，使该空间处于较高的温度范围内，同时将热量传递给镜头表面和透明承载片，从而能够抑制镜头表面和透明承载片产生水雾，使得具有除雾效果好的优点，能保证本模块获取清晰图像。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种自动除雾摄像头装置，其特征在于，所述自动除雾摄像头装置包括：

外壳，为箱式结构，所述外壳上开有摄像孔；

摄像头模块，设置于所述外壳内，用于摄像，所述摄像头模块的镜头与所述摄像孔相对；和

除雾加热膜，为透明状，设置于所述外壳内，并贴设于所述摄像孔上。

2.根据权利要求1所述自动除雾摄像头装置，其特征在于，所述自动除雾摄像头装置还包括：

透明承载片，设置于所述外壳内，与所述除雾加热膜连接，所述透明承载片贴设于所述摄像孔上，并位于所述除雾加热膜的外侧。

3.根据权利要求1或2所述的自动除雾摄像头装置，其特征在于，

所述外壳的一个棱角部包括：依次连接的第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，所述第一侧壁和所述第三侧壁位于所述第二侧壁的同一侧，所述第二侧壁上开有所述摄像孔。

4.根据权利要求3所述的自动除雾摄像头装置，其特征在于，所述摄像孔的外口端的孔壁与所述第二侧壁的圆弧过渡连接。

5.根据权利要求3所述的自动除雾摄像头装置，其特征在于，所述摄像头的镜头与所述除雾加热膜平行。

6.根据权利要求1所述的自动除雾摄像头装置，其特征在于，所述外壳通过支架设置于无人售货柜的柜体内侧的安装角部。

7.根据权利要求6所述的自动除雾摄像头装置，其特征在于，所述支架包括：

第一连接板，具有相对的第一承载面和第一连接面，所述第一承载面上设置有第一凸起，所述第一凸起与所述外壳上设置的第一凹槽卡接；和

第二连接板，与所述第一连接板连接呈L形，具有相对的第二承载面和第二连接面，所述第二承载面上设置有第二凸起，所述第二凸起与所述外壳上设置的第二凹槽卡接，所述第二连接面和/或所述第一连接面与所述无人售货柜的柜体连接。

8.根据权利要求7所述的自动除雾摄像头装置，其特征在于，所述第一凹槽为通孔，所述通孔包括：通过径向通道在径向贯通的第一子通孔和第二子通孔，所述第一子通孔的直径大于所述第二子通孔的直径，所述径向通道的直径小于所述第二子通孔的直径；

所述第一凸起包括：轴向一致的第一柱体和第二柱体，所述第一柱体的直径小于所述第一子通孔的直径，且大于所述第二子通孔的直径，所述第二柱体的直径小于所述第二子通孔的直径。

9.根据权利要求1所述的自动除雾摄像头装置，其特征在于，所述摄像头模块的主控芯片为基于UVC标准协议的芯片。

10.根据权利要求9所述的自动除雾摄像头装置，其特征在于，所述主控芯片为Realtek主控芯片。

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