CN113273168B - 具有嵌入式加热器系统的集成相机和方法 - Google Patents

Abstract

本公开的各种实施例可以包括成像系统，所述成像系统包括用于除冰的加热元件。加热元件可以定位成加热镜头和成像系统的外壳的前部。另外，成像系统或其一部分可以使用连续模制工艺制造。

Description

具有嵌入式加热器系统的集成相机和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月28日提交的题为“具有嵌入式加热器系统的集成相机和方法(INTEGRATED CAMERA WITH EMBEDDED HEATER SYSTEMS AND METHODS)”的美国临时专利申请第62/786,289号的权益和优先权，其通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明的一个或多个实施例总体上涉及成像装置，并且更具体地涉及配置用于寒冷天气的成像装置。

背景技术

在寒冷的环境中，冰会积聚在成像装置的外壳和镜头上。由于成像装置的部件(例如镜头)暴露于寒冷和温度下降，空气中的水分可能会凝结在这样的部件上并冻结形成冰。成像装置上的冰会损害成像装置的感测，尤其是在成像装置是红外成像装置的情况下。在某些情况下，当不操作相机时，这样的冰会积聚。当操作相机时，可能需要加热以融化积冰，然后相机才能获得有用的图像。然而，典型的相机加热系统可能无法充分或有效地融化冰，例如在足够短的时间内。

发明内容

本文公开了系统和方法以用于提供具有除冰组件的成像系统。在某些实施例中，可以提供一种装置。该装置可以包括外壳，所述外壳包括前部区域；靠近前部区域设置的光学元件；以及热传导地耦合到前部区域的加热元件，加热元件靠近光学元件和前部区域设置，并且配置成传导地加热光学元件和前部区域。

本发明的范围由权利要求限定，所述权利要求通过引用并入本部分。通过考虑一个或多个实施例的以下详细描述，本领域技术人员将更完整地理解本发明的实施例，以及认识到其附加优点。将参考将首先简要描述的附图。

附图说明

图1示出了根据本公开的实施例的成像系统的框图。

图2示出了根据本公开的实施例的相机。

图3示出了根据本公开的实施例的图2的相机的侧剖视图。

图4A示出了根据本公开的实施例的相机的分解图。

图4B和4C示出了根据本公开的实施例的相机的前视图和后视图。

图5A和5B示出了根据本公开的实施例从各种相机获得的图像。

图6示出了根据本公开的实施例的操作相机的过程的流程图。

图7示出了根据本公开的实施例的制造相机的过程的流程图。

通过参考下面的详细描述，可以最好地理解本发明的实施例及其优点。应当领会，相似的附图标记用于标识一幅或多幅图中所示的相似元件。

具体实施方式

根据一个或多个实施例提供技术和机构以在成像系统上除冰或防止结冰。相机可以包括外壳、镜头、加热元件和成像装置。镜头可以耦合到外壳。加热元件可以定位成使从加热元件到镜头和到外壳前部的距离最小。这种配置可以允许快速加热外壳和镜头的部分，以融化积聚在相机上的冰。

在某些情况下，仅加热相机的镜头会导致在镜头的前部形成气穴，原因是附着到外壳的冰没有融化。由于空气的绝缘特性，这种气穴会显著增加融化足够冰以清除相机视野所需的时间量。相比之下，目前公开的相机可以加热外壳的前部和镜头，以确保相机前部的所有冰都融化并防止形成气穴。理想地，来自加热器的热传递到镜头和外壳的前部以融化冰，而不会将热散失到外壳的其他部分。当前相机的配置尽可能接近该理想情况。

另外，所公开的相机的实施例可以通过在单个连续模制工艺中形成多个部件来制造。这种连续模制工艺可以允许在单个工具中形成相机的多个部件，而无需在成形步骤之间从工具移除相机。这种工艺允许相机具有更好的密封性、更低的成本和更快的生产时间。

图1示出了根据本公开的实施例的成像系统的框图。图1中的成像系统100可以用于根据本文描述的各种技术捕获和处理图像帧。

成像系统100包括第一相机102和与第一相机102通信的控制装置104。在某些实施例中，成像系统100的部件，例如第一相机102和控制装置104，可以分布在一个或多个装置上。一些这样的实施例可以在云上分布成像系统100的一个、一些或所有部件。因此，在那些实施例中，可以通过在云上发送图像数据，使用一个或多个云装置在云上执行图像处理。图像经过处理后，可以经由互联网服务(例如在Google/>等上)显示或存储图像，或者将图像发送回用户装置并在用户装置上显示或存储。在各种实施例中，第一相机102和/或控制装置104可以是相机、相机套件、传感器套件、智能电话、计算机、服务器、平板电脑或另一类型的电子装置。

在某些实施例中，第一相机102和控制装置104可以耦合在一起。也就是说，第一相机102可以是可以装配或通信连接(例如，经由蓝牙)到控制装置104的相机附件。控制装置104可以运行执行图像处理过程的至少一部分的应用程序。在这样的实施例中，控制装置104可以是智能电话、平板电脑、计算机或可以接收相机附件的另一类型的电子装置。在某些实施例中，可以经由诸如USB或避雷电缆连接器的连接器装配相机附件。其他实施例可以通过网络连接来连接第一相机102和控制装置104，例如经由蓝牙、互联网、近场通信(“NFC”)、局域网(“LAN”)或其他网络连接。

在一个实施例中，第一相机102包括逻辑器件170、本地存储器180、图像捕获部件130、光学部件132、第一通信部件172、感测部件160和加热元件162。控制装置104可以包括处理部件110，存储器部件120，显示部件140，第二通信部件152和控制部件150。

在各种实施例中，第一相机102可以实现为成像装置，例如相机，以捕获例如场景170(例如，视野)的图像帧。第一相机102可以表示任何类型的相机，其例如检测电磁辐射(例如，辐照度)并提供代表性数据(例如，一个或多个静止图像帧或视频图像帧)。例如，第一相机102可以表示被引导以检测电磁辐射的一个或多个范围(例如，波段)并提供关联图像数据的相机。成像系统100可以包括便携式装置并且可以实现为例如手持式装置和/或在其他示例中经由一种或多种类型的安装件耦合到各种类型的载具(例如陆基载具、船舶、飞机、航天器或其他载具)或各种类型的固定位置(例如，家庭安全安装座、露营地或户外安装座或其他位置)。在又一示例中，第一相机102可以被集成为非移动装置的一部分，以提供要存储和/或显示的图像帧。

逻辑器件170和/或处理部件110可以包括例如微处理器、单核处理器、多核处理器、微控制器、逻辑器件(例如，配置成执行处理操作的可编程逻辑器件)、数字信号处理(DSP)装置、用于存储可执行指令(例如，软件、固件或其他指令)的一个或多个存储器和/或执行指令以执行本文描述的各种操作中的任何操作的处理装置和/或存储器的任何其他适当组合。逻辑器件170可以适于与部件130、160、162、172和180接口连接和通信，以执行如本文所述的方法和处理步骤。处理部件110可以适于与部件120、140、150和152接口连接和通信。

另外，逻辑器件170可以适于从图像捕获部件130接收图像信号，处理图像信号(例如，以提供经处理的图像数据)，将图像信号或图像数据存储在本地存储器180中，和/或从本地存储器180检索存储的图像信号。第一相机102的某些实施例可以包括多个图像捕获部件。这样的实施例可以捕获多个场景，并且逻辑器件170和/或处理部件110然后可以从由多个图像捕获部件捕获的多个场景中创建合成图像。逻辑器件170还可以经由第一通信部件172将数据传送到控制装置104。第一通信部件172可以经由在第一通信部件172和控制装置104的第二通信部件152之间建立的接口190与控制装置104通信。在各种实施例中，接口190可以是蓝牙链路、WiFi链路、NFC链路、有线连接或第一相机102和控制装置104之间的另一类型的链路。

在一个实施例中，本地存储器180和/或存储器部件120包括一个或多个存储器装置(例如，一个或多个存储器)，以存储数据和信息。一个或多个存储器装置可以包括各种类型的存储器，包括易失性和非易失性存储器装置，例如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EEPROM(电可擦除只读存储器)、闪存或其他类型的存储器。在一个实施例中，处理部件110和/或逻辑器件170适于分别执行存储在存储器部件120和/或本地存储器180中的软件，从而以本文所述的方式执行各种方法、过程和操作模式。

在一个实施例中，图像捕获部件130包括一个或多个传感器(例如，任何类型的可见光、红外或其他类型的检测器，包括作为焦平面阵列的一部分或作为单个检测器实现的检测器)，用于捕获表示场景170的图像的图像信号。在一个实施例中，图像捕获部件130的传感器(例如，红外传感器)提供将场景170的捕获热或辐射图像信号表示(例如，转换)为数字数据(例如，经由作为传感器的一部分包括的或作为成像系统100的一部分与传感器分开的模数转换器)。图像捕获部件130可以捕获高动态范围辐射热图像或视频。图像捕获部件130可以是例如基于辐射热计的成像装置(例如，图像捕获部件130可以是传感器的阵列)。

光学部件132可以包括一个或多个镜头，所述镜头配置成通过镜筒106中的孔径134接收电磁辐射并将电磁辐射传递到图像捕获部件130。在某些实施例中，镜筒106可以是封装成像系统100的一个或多个部件的外壳的一部分。

光学部件132还可以包括一个或多个滤波器(例如，暖滤波器、带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器、陷波滤波器和/或其他光学滤波器)，以在辐射到达图像捕获部件130之前过滤电磁辐射。在某些其他实施例中，作为位于电磁辐射前面的过滤器的替代或附加，处理部件110可以配置成使用例如处理部件110内的软件过滤由图像捕获部件130捕获的图像。在某些其他实施例中，光学滤波器(例如，暖滤波器、带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器、陷波滤波器和/或其他光学滤波器)可以集成在图像捕获部件130内。对于图像捕获部件130是阵列的实施例，光学滤波器可以集成在阵列的每个传感器内和/或集成为覆盖多个传感器的一个或多个光学滤波器。

逻辑器件170和/或处理部件110(经由接口190)可以适于从图像捕获部件130接收图像信号，处理图像信号(例如，以提供经处理的图像数据)，将图像信号或图像数据存储在本地存储器180和/或存储器部件120中，和/或从相应的存储器检索存储的图像信号。图像数据(高动态范围图像数据或低动态范围图像数据)可以经由接口190在第一相机102和控制装置104之间传输。在某些实施例中，传输的图像数据可以是压缩图像数据。处理部件110可以适于处理接收到的图像信号以将图像数据(例如，重建的图像数据)提供给显示部件140，以供用户查看。

在一个实施例中，显示部件140包括图像显示装置(例如，液晶显示器(LCD))或各种其他类型的公知的视频显示器或监视器。处理部件110可以适于在显示部件140上显示处理部件110从存储器部件120检索，从经由接口190接收的图像数据处理或从任何其他源处理的图像数据和信息。显示部件140可以包括显示电子器件，其可以由处理部件110使用以显示图像数据和信息。显示部件140可以经由接口190直接从图像捕获部件130接收图像数据和信息，经由接口190从逻辑器件170接收图像数据和信息，或者可以从存储器部件120传送图像数据和信息。

在各个方面，显示部件140可以远离图像捕获部件130定位(例如，容纳在独立外壳中)，并且处理部件110可以适于经由与显示部件140的有线或无线通信在显示部件140上远程显示图像数据和信息，如本文所述。

在一个实施例中，控制部件150包括用户输入和/或接口装置，所述用户输入和/或接口装置具有一个或多个用户致动部件，例如一个或多个按钮、滑杆、可旋转旋钮或键盘，其适于生成一个或多个用户致动的输入控制信号。控制部件150可以适于集成为显示部件140的一部分以用作用户输入装置和显示装置，例如，适于从触摸显示屏的不同部分的用户接收输入信号的触摸屏装置。处理部件110可以适于感测来自控制部件150的控制输入信号并响应从其接收的任何感测到的控制输入信号。

在一个实施例中，控制部件150可以包括控制面板单元(例如，有线或无线手持式控制单元)，其具有适用于与用户接口连接并接收用户输入控制信号的一个或多个用户激活机构(例如按钮、旋钮、滑块或其他)。在各种实施例中，应当理解控制面板单元可以适于包括一个或多个其他用户激活机构，以提供成像系统100的各种其他控制操作，例如自动对焦、菜单启用和选择、视野(FoV)、亮度、对比度、增益、偏移、空间、时间和/或各种其他特征和/或参数。在其他实施例中，可变增益信号可以由用户或操作者基于选定的操作模式进行调节。

在另一实施例中，控制部件150可以包括图形用户界面(GUI)，其可集成为显示部件140(例如，用户致动触摸屏)的一部分，具有用户激活机构(例如，按钮、旋钮、滑块或其他)的一个或多个图像，其适于与用户交互并经由显示部件140接收用户输入控制信号。作为如本文进一步讨论的一个或多个实施例的示例，显示部件140和控制部件150可以表示智能电话、平板电脑、个人数字助理(例如，无线、移动设备)、膝上型计算机、台式计算机或其他类型的设备的适当部分。

在某些实施例中，第一相机102可以包括控制部件150和/或显示部件140以作为控制装置104的替代或附加。应当理解本文描述的各种部件可以包括在第一相机102和控制装置104中的任一者或两者上。

在一个实施例中，感测部件160包括一个或多个传感器，以检测成像系统100的环境条件和/或操作条件。例如，感测部件160可以包括一个或多个环境传感器，其可以检测成像系统100的一个或多个部件周围环境的温度、湿度、气压、照明条件和/或其他条件。替代地或附加地，感测部件160可以包括传感器，其可以例如检测湿气和/或成像系统100的部件或耦合到成像系统100的部件上的冰的形成。

处理部件110和/或逻辑器件170可以适于与感测部件160(例如，通过从感测部件160接收传感器信息)和图像捕获部件130(例如，通过从图像捕获部件130接收数据和信息并向或从成像系统100的其他部件提供和/或接收命令、控制和/或其他信息)通信。在某些实施例中，部件可以经由接口190与另一部件通信。

在各种实施例中，感测部件160可以适于提供与系统应用或固定应用(例如，固定位置，例如在结构上)相关的数据和信息，所述系统应用包括与各种类型的载具(例如，陆基载具、船舶、飞机、航天器或其他载具)关联的手持式实施方式和/或耦合实施方式。在一个实施例中，感测部件160可以包括经由无线通信将信息中继到处理部件110的通信装置。例如，感测部件160可以适于通过卫星、通过本地广播传输(例如，射频)、通过移动或蜂窝网络和/或通过基础设施(例如，交通或高速公路信息信标基础设施)中的信息信标或各种其他有线或无线技术(例如，使用各种局域或广域无线标准)接收和/或提供信息。

在另一实施例中，成像系统100可以包括一个或多个其他类型的感测部件160，包括环境和/或操作传感器，这取决于向处理部件110提供信息(例如，通过从每个感测部件160接收传感器信息)的感测应用或实施方式。在各种实施例中，其他感测部件160可以适于提供与环境条件相关的数据和信息，例如内部和/或外部温度条件、照明条件(例如，白天、黑夜、黄昏和/或黎明)、湿度水平、特定的天气条件(例如，晴、雨和/或雪)、距离(例如，激光测距仪)和/或是否已进入或离开隧道、有盖停车场或某种类型的围场。因此，其他感测部件160可以包括本领域技术人员已知的一个或多个常规传感器，用于监测可能对图像捕获部件130提供的数据具有影响(例如，图像外观)的各种条件(例如，环境条件)。其他感测部件160可以位于第一相机102上，如图1中所示，在控制装置104上，在第一相机102和控制装置104两者上，或者，替代地或附加地，在与第一相机102和控制装置104分开的另一装置上。

在一些实施例中，其他感测部件160可以包括经由无线通信将信息中继到处理部件110的装置。例如，每个感测部件160可以适于通过本地广播(例如，射频)传输、通过移动或蜂窝网络和/或通过基础设施的信息信标(例如，交通或高速公路信息信标基础设施)或各种其他有线或无线技术从卫星接收信息。

加热元件162可以是例如配置成加热镜筒106，图像捕获部件130和/或第一相机102和/或控制装置104的另一部分的电子加热器。在某些实施例中，加热元件162可以加热镜筒106的至少一部分，例如镜筒106的前部。加热元件162可以附接到镜筒106和/或可以定位成使得由加热元件162生成的热可以传导到镜筒106。镜筒106可以包括光学部件132中的一个或多个，并且可以传导加热元件162生成的热，以增加光学部件132的温度。

在各种实施例中，成像系统100的部件可以根据需要或取决于应用要求而组合和/或实施或不实施，其中成像系统100表示系统的各种操作块。例如，处理部件110可以与存储器部件120、图像捕获部件130、显示部件140和/或感测部件160组合。在另一示例中，处理部件110可以与图像捕获部件130组合，仅处理部件110的某些操作由图像捕获部件130内的电路(例如，处理器、微处理器、微控制器、逻辑器件或其他电路)执行。在又一示例中，控制部件150可以与一个或多个其他部件组合，或经由有线或无线控制装置远程连接到至少一个其他部件，例如处理部件110，以便向其提供控制信号。

在一个实施例中，第二通信部件152和/或第一通信部件172可以实现为网络接口部件(NIC)，其适于与包括网络中的其他装置的网络进行通信。在各种实施例中，第二通信部件152和/或第一通信部件172可以包括无线通信部件，例如基于IEEE 802.11标准的无线局域网(WLAN)部件，无线宽带部件，移动蜂窝部件，无线卫星部件，或各种其他类型的无线通信部件，包括适于与网络通信的射频(RF)、微波频率(MWF)和/或红外频率(IRF)部件。因而，第二通信部件152和/或第一通信部件172可以包括与其耦合的天线，以用于无线通信目的。在其他实施例中，第二通信部件152和/或第一通信部件172可以适于与DSL(例如，数字用户线)调制解调器、PSTN(公共交换电话网)调制解调器、以太网装置和/或适于与网络通信的各种其他类型的有线和/或无线网络通信装置接口连接。第一通信部件172可以通过接口190向第二通信部件152发送辐射热图像或视频。

图2示出了根据本公开的实施例的相机。图2示出了包括外壳202、加热元件204和光学部件206的相机200。光学部件206可以类似于图1中描述的光学部件132并且可以包括一个或多个镜头。一个或多个镜头可以是任何合适的镜头材料，例如玻璃、锗、石英玻璃、萤石、塑料、陨石玻璃和/或硫属化物。

外壳202可以是模制的或机加工的外壳，其配置成包封相机200的一个或多个其他部件(例如，光学部件、图像捕获部件、处理器和/或本文所述的其他部件)。例如，外壳202可以包封光学部件206的外周。因而，光学部件206可以设置在外壳202内。在某些实施例中，光学部件206可以设置在外壳202的镜筒内。镜筒可以例如容纳光学部件206并且允许通过例如伸缩镜筒和/或移动光学部件206的位置来调节外壳202内的光学部件206的定位。

加热元件204可以靠近光学部件206和外壳202的前部定位。加热元件204的这种位置可以导致光学部件206和外壳202的前部的有效加热。对光学部件206和外壳202的前部加热可以允许积聚在相机200的前部上的所有冰融化。这样的配置可以允许积聚的冰快速融化，而不会在冰内形成气穴。

在某些实施例中，加热元件204可以是印刷电路板(PCB)或其一部分和/或可以包括一个或多个加热器迹线或电阻加热器部件。也就是说，加热元件204可以耦合到PCB和/或PCB可以至少部分地操作加热元件204。在某些实施例中，控制加热元件204的操作(例如，控制加热器迹线)所需的一些或所有部件可以设置在PCB上。这样的配置可以减少控制加热元件204的操作所需的部件(例如，电缆、连接器或其他控制板)的数量。其他部件(例如图像处理部件)也可以设置在PCB上。在其他实施例中，加热元件204可以是其他加热元件，例如柔性加热元件或电路、迹线和/或电阻加热元件。

加热元件204的定位可以在图3中进一步详述。图3示出了根据本公开的实施例的图2的相机的侧剖视图。图3示出了沿着图2中所示的平面33'的相机200的侧剖视图。

如图3所示，外壳202的前部可以包括远离光学部件206延伸的唇缘。由于唇缘，仅加热光学部件206也许更可能导致形成气穴。图3中所示的配置允许加热元件204设置在远离光学部件206延伸的唇缘内，例如在区域220(“前部区域”)中。区域220可以将加热元件204设置在光学部件206的前面或附近以及外壳202的前边缘后面。这样的位置可以最小化从加热元件204到光学部件206以及从加热元件204到外壳202的前部的距离。因而，可以增加从加热元件204到光学部件206和外壳202的前部的热传递速率。

在某些实施例中，加热元件204的至少一部分可以接触和/或附着到(例如，胶合或贴附)光学部件206，以进一步改善到光学部件206的热传递速率。在某些实施例中，加热元件204可以通过导热粘合剂耦合到光学部件206。

将加热元件202定位在靠近光学部件206和外壳202的前部(例如，在光学部件206和外壳202的前部之间)的区域220中可以进一步允许将加热元件202定位成更远离任何图像捕获部件。图像捕获部件可以设置在区域220后方的区域222(“第二区域”)内。在红外成像应用中，由加热元件生成的热可能影响所获得图像的质量。由于红外传感器(例如，辐射热计)通常设置在光学部件206后面(例如，在区域220内)，将加热元件204朝向外壳的前部并且因此远离红外传感器设置可以提高所获得图像的质量。这种配置可以使来自加热元件204的热对红外传感器获得的图像的影响最小。

外壳202可以由各种材料制成。在某些实施例中，外壳202可以是具有低导热率值的材料，例如塑料。用于外壳202的这样的材料的低热导率可以减小外壳202的其他部分之间的热传递，将热集中在外壳202的前部和光学部件206内。

在某些实施例中，外壳202可以由多种材料制成。也就是说，加热元件204设置在其中的外壳202的一部分(例如区域220)可以是具有高热导率的第一材料。同时，外壳202的其他部分(例如区域222)可以由具有较低热导率的其他材料制成。这种配置可以将加热元件204产生的热集中在区域220内，以帮助冰融化。这样的多材料外壳220可以通过本文描述的技术，例如通过图7中描述的模制技术来生产。在某些实施例中，区域220可以是设置在外壳202的前部上的边框。

图4A示出了根据本公开的实施例的相机的分解图。图4B和4C示出了根据本公开的实施例的相机的前视图和后视图。图4A-C可以示出相机200的各种部件，例如外壳202、加热元件204、光学部件206、粘合剂208、垫圈210和电源连接器212。

外壳202、加热元件204和光学部件206可以类似于本文描述的部件。粘合剂208可以将加热元件204耦合(例如，粘附)到光学部件206。粘合剂208可以将光学部件206更牢固地附接到外壳202。

垫圈210可以耦合到外壳202或者是外壳的一部分。在某些实施例中，相机200可以耦合到另一部件或者可以包括耦合到外壳202的端部的其他部件。这样的部件可以耦合到外壳202的端部。垫圈210可以至少部分地设置在外壳202和部件之间，以保持环境密封以防止湿气和碎屑。垫圈210可以被压缩以密封外壳202耦合到部件的区域的至少一部分。因此，垫圈210可以由可压缩材料制成。在某些实施例中，这样的材料可以比外壳202的材料软。

电源连接器212可以包括保持器214和触头216。触头216可以设置在保持器214内。电源连接器212可以是包括对准特征的盲配合连接器。这样的对准特征可以导致触头216和外壳202与其配合的部件的触头之间的改善接触。在某些实施例中，触头216可以是弹簧触头以进一步改善配合。

图5A和5B示出了根据本公开的实施例从各种相机获得的图像。图5A的图像500A是由具有如本文所述(例如，在图2、3和4A-C中)的加热元件配置的相机捕获的图像。由于加热元件靠近镜头和外壳的前部定位，因此传递到外壳内部的热很少。因而，图像500A是没有伪影的清晰图像。

相比之下，图5B的图像500B是由具有常规加热器的相机捕获的图像。这样的加热器可以将大量的热传递到外壳的其他部分，导致图像500B内的图像伪影502。

图6示出了根据本公开的实施例的操作相机的过程的流程图。图6中描述的过程可以用本文描述的成像系统来执行，所述成像系统可以包括相机200。为了本公开的目的，图6的技术用成像系统100的元件来描述，但是其他实施例可以利用其他成像系统。

在框602中，感测部件160可以检测成像系统100和/或成像系统100周围的环境的条件。例如，感测部件160可以检测相机102的光学部件132和/或镜筒106上的冰的形成，可以检测环境条件，例如环境温度、湿度、气压、风速、环境照明条件和其他这样的条件，和/或可以检测成像系统100的部件(例如光学部件132、镜筒106和/或外壳的另一部分)、光学部件132和/或成像系统100的另一部件的表面温度。感测部件160可以将与这样的条件关联的数据输出到逻辑器件170和/或处理部件110。某些实施例可以配置成感测多个不同的条件(例如，环境温度和光学部件132的温度)。

在框604中，可以将检测到的条件与一个或多个阈值进行比较，以确定是否已超过阈值。例如，如果感测部件160配置成检测环境和/或表面温度，则可以比较检测到的温度以确定检测到的温度是否低于阈值温度(例如，在华氏32-40度之间的阈值温度)。在某些实施例中，阈值可以根据其他检测到的环境条件(例如气压、风速和/或照明条件)而改变。另外，如果感测部件160配置成检测冰积聚，则阈值可以是冰的检测和/或冰的阈值量的检测。

如果未检测到超过阈值，则过程可以返回到框602并继续检测条件。如果检测到超过阈值，则过程可以继续到框606。在框606中，可以向加热元件162提供电力。然后加热元件162可以生成热。

在框608中，由加热元件162生成的热可以传导到光学部件132和/或镜筒106(例如，镜筒106的前部)。在某些实施例中，由加热元件162生成的热可以传导到镜筒106或其一部分，然后传导到光学部件132。

在可选框610中，光学部件132和镜筒106的一部分的除冰可以通过例如感测部件160的某些传感器来确认。在某些这样的实施例中，如果检测到光学部件132和镜筒106的该部分没有冰，则成像系统100可以返回到在框602中检测条件。其他实施例可以在设定的时间段内为加热元件162供电。在某些实施例中，加热元件162可以在确认除冰过程已经完成时断电。如果未确认除冰，则过程可以返回到框606。

在某些实施例中，如果已检测到用于为加热元件162供电的条件，则加热元件162可以继续被供电直到例如成像系统100已断电。在其他实施例中，用户可以手动控制为加热元件162供电并因此对光学部件132除冰。在附加实施例中，加热元件162可以连续通电。

图7示出了根据本公开的实施例的制造相机的过程的流程图。传统上，相机至少包括通常由两部分组成的外壳。这两个部分在接合点处压缩一个或多个密封件，以保持环境密封以防止湿气和碎屑。如果相机包括窗口或镜头，则这样的窗口或镜头通常需要设置在外壳内。然后用粘合剂或机械保持系统将窗口或镜头保持就位。另外，如果相机包括加热器，则需要对加热器进行控制和供电，这通常需要电缆、连接器和控制电路板，所有这些都必须在单独的制造步骤中组装到相机。这样的传统相机需要多个制造步骤，从而导致更高的成本、更低的生产量和更高的输入要求。

图7示出了制造相机或其带窗的环境壳体(例如，如图4A中所示的相机200的至少一部分)的技术。在步骤702中，外壳202、光学部件206、加热元件204和垫圈210可以围绕加热元件204模制。由于外壳202、加热元件204、光学部件206和/或垫圈210可以是不同材料，因此每个单独的部件可以在模具内在单独的操作中模制，但是可以使用单个工具进行所有操作，因此不需要在工具或模具之间转移部件。在某些实施例中，加热元件204可以是放置在工具内的原始部件。在其他实施例中，加热元件204也可以被模制(例如，使用本文所述的低压模制)。

在某些实施例中，不同的模制技术可以用于不同的部件。例如，外壳202、窗口206和加热元件204可以使用低压模制技术嵌件模制(insert molded)。低压模制可以确保(例如，加热元件204的)电子器件和窗口206在制造过程期间不被损坏。

垫圈210可以包覆模制在外壳202的端部上。垫圈210的包覆模制可以产生可靠的密封。由于垫圈210被模制到外壳202，因此垫圈210被模制到外壳202的一侧具有非常低的泄漏风险。由于垫圈210的包覆模制允许垫圈210填充所有间隙，因此外壳202的那端上的表面光洁度不再是关键，允许外壳202的更便宜的模制工艺。此外，由于垫圈210被模制到外壳202而不是放置在那里，因此垫圈位置不当的风险被消除。

在框704中，电源连接器212可以组装到相机200。在某些实施例中，保持器214可以在单独的步骤中或在框702的步骤中模制到外壳202。在其他实施例中，保持器214可以是单独模制的部件。触头216可以通过冲压、连续冲模金属板加工或其他技术被制造。触头216可以耦合到保持器214(例如，插入、压配合或焊接到保持器214)。

在框706中，可以组装相机200的附加部件或包括相机200的成像系统。例如，诸如辐射热计的传感器、电源、连接器和/或其他部件可以耦合到相机200。因此，可以在框706之后完成完整的成像系统。

在适用的情况下，可以使用硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现本公开提供的各种实施例。同样在适用的情况下，在不脱离本公开的精神的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以组合成包括软件、硬件和/或两者的复合部件。在适用的情况下，在不脱离本公开的精神的情况下，本文中阐述的各种硬件部件和/或软件部件可以被分成包括软件、硬件或两者的子部件。此外，在适用的情况下，可以预期软件部件可以实现为硬件部件，反之亦然。

根据本公开的软件，例如非易失性指令、程序代码和/或数据，可以存储在一个或多个非暂时性机器可读介质上。还可以预期的是，本文识别的软件可以使用联网和/或其他方式的一个或多个通用或专用计算机和/或计算机系统来实现。在适用的情况下，本文中描述的各个步骤的顺序可以改变，组合成复合步骤，和/或分成子步骤以提供本文中描述的特征。

上述实施例说明但不限制本发明。还应当理解，根据本发明的原理，许多修改和变化是可能的。因此，本发明的范围仅由以下权利要求限定。

Claims (18)

1.一种具有加热功能的装置，所述加热功能用于除冰或防止所述装置的一部分结冰，所述装置包括：

包括前部区域的外壳；

靠近所述前部区域设置的光学元件，其中，所述前部区域限定所述外壳的设置在所述光学元件的前方的唇缘，其中，所述唇缘远离光学元件的中心位于光学元件的两侧处；以及

热传导地耦合到所述前部区域的加热元件，其中，所述加热元件靠近所述光学元件和所述前部区域设置并且设置在所述前部区域的唇缘内，并且其中，所述加热元件配置成传导地加热所述光学元件和所述前部区域，

其中，所述加热元件接触所述光学元件。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述外壳的前部区域包括塑料。

3.根据权利要求1所述的装置，还包括配置成执行操作的控制器，所述操作包括：

检测所述光学元件和/或所述光学元件周围的环境的温度；

确定所述温度是否低于阈值温度；以及

响应于确定所述温度低于阈值温度，提供为所述加热元件供电的指令。

4.根据权利要求3所述的装置，还包括环境温度传感器，所述环境温度传感器配置成检测环境的温度并且将温度数据提供给所述控制器，其中，所述控制器配置成至少部分地从所述温度数据检测环境的温度。

5.根据权利要求3所述的装置，还包括光学元件传感器，所述光学元件传感器配置成检测所述光学元件的温度并且将温度数据提供给所述控制器，其中，所述控制器配置成至少部分地从所述温度数据检测所述光学元件的温度。

6.根据权利要求1所述的装置，还包括配置成执行操作的控制器，所述操作包括：

检测所述光学元件上的冰的形成；以及

响应于检测到冰的形成，提供为所述加热元件供电的指令。

7.根据权利要求6所述的装置，还包括冰检测传感器，所述冰检测传感器配置成检测所述光学元件上的冰的形成，并且响应于检测到冰的形成向所述控制器提供指示所述光学元件上的冰的形成的数据，其中，所述控制器配置成至少部分地从所述数据检测冰的形成。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述加热元件包括电阻加热元件。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光学元件包括第一材料并且所述外壳包括不同于所述第一材料的第二材料。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述外壳还包括在所述前部区域的后方的第二区域。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述前部区域包括所述第二材料并且所述第二区域包括不同于所述第二材料的第三材料，并且其中，所述第三材料和所述第二材料具有不同的热导率。

12.根据权利要求1所述的装置，还包括成像器，所述成像器配置成接收至少一个场景的图像数据并输出与所述场景关联的图像数据，其中，所述成像器配置成接收红外波长的图像数据，并且其中，所述成像器设置在所述加热元件的后方。

13.根据权利要求12所述的装置，还包括设置在所述外壳的后部上的垫圈。

14.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第三材料的热导率比第二材料的热导率低。

15.一种制造根据权利要求13所述的装置的方法，所述方法包括：

在连续模制工艺中将所述外壳和所述光学元件低压模制到所述加热元件；

在连续模制工艺中将所述垫圈包覆模制到所述外壳；以及

将电源连接器耦合到所述外壳。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述电源连接器包括保持器和触头。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在连续模制工艺中将所述保持器模制到所述外壳。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，将所述触头插入所述保持器中。