CN116156683A - 加热电路、摄像头和摄像头除雾方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及摄像头技术领域，公开了一种加热电路、摄像头和摄像头除雾方法。本发明的加热电路包括检测单元，控制单元，加热单元；检测单元用于检测摄像头的镜片是否存在水雾附着；控制单元用于，在确定镜片存在水雾附着时，控制加热单元的线路导通；加热单元包括：电源，热敏电阻和发热元件；电源通过热敏电阻与发热元件相连接，发热元件在电流通过的情况下温度升高，以提高与发热元件相邻的镜片的温度；热敏电阻在温度达到第一预设阈值时断开电源与发热元件之间的电路连接，发热元件在无电流通过的情况下温度降低。无需外部控制即可实现加热电路的自动化通断，还可以在温度过高时对加热电路及镜头进行保护，避免器件因过热造成损坏。

Description

加热电路、摄像头和摄像头除雾方法

技术领域

本发明实施例涉及摄像头技术领域，特别涉及一种加热电路、摄像头和摄像头除雾方法。

背景技术

目前摄像头的镜头通常由镜片、镜筒和滤光片等组成，如果摄像头处于温差较大的环境下工作时，摄像头的镜片上会附着上水雾，影响光线的进入，进而影响成像效果。为了去除摄像头镜头的水雾，目前通常会主动改变镜头的温度，通过加热的方式蒸发水雾或通过制冷的方式将雾气凝结成水珠，以达到除雾的效果。

但是，发明人发现上述的除雾方式至少存在如下问题：上述除雾方式均需要用户手动控制实现镜头温度的调整，即需要用户主观判断什么时候需要开始除雾操作，什么时候需要结束除雾操作，除雾效果受用户主观影响，无法实现自动化除雾。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种加热电路、摄像头和摄像头除雾方法，无需外部控制即可实现加热电路的自动化通断，还可以在温度过高时对加热电路及镜头进行保护，避免器件因过热造成损坏。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种加热电路，包括：检测单元，控制单元，加热单元；检测单元用于检测摄像头的镜片是否存在水雾附着；控制单元用于，在确定镜片存在水雾附着时，控制加热单元的线路导通；加热单元包括：电源，热敏电阻和发热元件；电源通过热敏电阻与发热元件相连接，发热元件在电流通过的情况下温度升高，以提高与发热元件相邻的镜片的温度；热敏电阻在温度达到第一预设阈值时断开电源与发热元件之间的电路连接，发热元件在无电流通过的情况下温度降低。

本发明的实施例还提供了一种摄像头，包括：上述加热电路，和与加热电路中的发热元件相贴合的镜头组件；镜头组件包括镜片和用于固定镜片的镜筒；发热元件贴合于镜筒的外侧，且贴合位置靠近镜片所处位置。

本发明的实施例还提供了一种摄像头除雾方法，包括：检测摄像头的镜片是否存在水雾附着；若存在，则控制加热单元的线路导通，其中，加热单元的发热元件在电流通过的情况下温度升高，以提高与发热元件相邻的镜片的温度，加热单元中的热敏电阻在温度达到第一预设阈值时断开发热元件与电源之间的电路连接，发热元件在无电流通过的情况下温度降低。

本发明实施例相对于现有技术而言，利用检测单元对摄像头的镜片是否存在水雾附着进行检测，如果检测存在水雾附着则通过控制单元控制加热单元的线路导通，自动对摄像头进行加热以消除水雾。加热单元中电源、热敏电阻和发热元件串联在一起，通过热敏电阻的通断可以控制电源与发热元件之间的线路的通断，因此，在热敏电阻温度达到第一预设阈值时，热敏电阻触发过热保护断开电源与发热元件之间的线路连接，发热元件在无电流通过的情况下逐渐降低温度，避免发热电路以及摄像头因为温度过高而损坏。

另外，加热电路还包括与控制单元相连接的温度传感器；温度传感器用于检测发热元件的温度，并在发热元件的温度大于第二预设阈值的情况下向控制单元发送预警信号；或用于检测摄像头的温度，并在摄像头的温度大于第三预设阈值的情况下向控制单元发送预警信号；控制单元响应于预警信号，控制加热单元的线路断开。利用温度传感器可以实时监控摄像头或发热元件的温度，在温度达到元件承受上限的第一时间停止加热。

另外，检测单元还用于根据摄像头拍摄的图像，确定摄像头的镜片是否存在水雾附着。通过比对摄像头采集的实时图像与预存的水雾附着的标准图像的相似度的方式确定镜片上是否附着水雾，进而自动控制加热电路的导通，加热除雾过程无需外部控制，有利于及时的消除水雾。

另外，检测单元在确定摄像头的镜片存在水雾附着时，通过GPIO控制口向控制单元发送高电平指令；控制单元在接收高电平指令后，控制加热单元的线路导通。

另外，热敏电阻在断开电源与发热元件之间的电路连接之后，若热敏电阻的温度低于第四预设阈值，则恢复电源与发热元件之间的电路连接。这样做可以在温度下降至安全范围后恢复对发热元件的电路连接，使发热元件继续加热镜片以消除水雾。

另外，发热元件包括：电热膜、电热片、电热板或加热器。

另外，摄像头中的发热元件与镜筒通过导热胶粘贴固定，导热胶对热量具有较好的传导作用，避免影响发热元件对摄像头的加热效率。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。

图1是根据本发明实施例中加热电路的结构示意图；

图2是根据本发明实施例中加热电路的另一结构示意图；

图3是根据本发明实施例中加热电路的再一结构示意图；

图4是根据本发明实施例中车载摄像头电路的结构示意图；

图5是根据本发明实施例中摄像头的结构示意图；

图6是根据本发明实施例中摄像头除雾方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本发明的实施例涉及一种加热电路，包括：检测单元，控制单元，加热单元；检测单元用于检测摄像头的镜片是否存在水雾附着；控制单元用于，在确定镜片存在水雾附着时，控制加热单元的线路导通；加热单元包括：电源，热敏电阻和发热元件；电源通过热敏电阻与发热元件相连接，发热元件在电流通过的情况下温度升高，以提高与发热元件相邻的镜片的温度；热敏电阻在温度达到第一预设阈值时断开电源与发热元件之间的电路连接，发热元件在无电流通过的情况下温度降低。无需外部控制即可实现加热电路的自动化通断，还可以在温度过高时对加热电路及镜头进行保护，避免器件因过热造成损坏。下面对本实施例的加热电路的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

本实施例中的加热电路的结构如图1所示，包括：检测单元11，控制单元12，加热单元13；检测单元11用于检测摄像头的镜片是否存在水雾附着；控制单元12用于，在确定镜片存在水雾附着时，控制加热单元13的线路导通；加热单元13在线路导通状态下对摄像头进行加热，以蒸发摄像头的镜片上的水雾，实现除雾效果。

如图2所示，加热单元13包括：电源131，热敏电阻132和发热元件133；电源131通过热敏电阻132与发热元件133相连接，发热元件133在电流通过的情况下温度升高，以提高与发热元件133相邻的镜片的温度；热敏电阻132在温度达到第一预设阈值时断开电源131与发热元件133之间的电路连接，发热元件133在无电流通过的情况下温度降低。

热敏电阻在断开电源与发热元件之间的电路连接之后，热敏电阻的温度持续下降，若热敏电阻的温度恢复至低于第四预设阈值，电路的安全性得以保证，则恢复电源与发热元件之间的电路连接。在温度下降至安全范围后恢复对发热元件的电路连接，使发热元件继续加热镜片以消除水雾，提高对水雾的消除效率。如果热敏电阻温度恢复至低于第四预设阈值时，水雾已经完全消除，则无需恢复发热元件的电路连接。

另外，检测单元还在判断摄像头是否存在水雾附着时，可以根据摄像头拍摄的图像，确定摄像头的镜片是否存在水雾附着。具体可以通过比对摄像头采集的实时图像与预存的水雾附着的标准图像的相似度的方式确定镜片上是否附着水雾，进而自动控制加热电路的导通，加热除雾过程无需外部控制，有利于及时的消除水雾。

另外，检测单元在确定摄像头的镜片存在水雾附着时，通过GPIO控制口向控制单元发送高电平指令(如3.3V)；控制单元在接收高电平指令后，控制加热单元的线路导通。如果未检测到摄像头的镜片存在水雾附着时，检测单元通过GPIO控制口向控制单元发送低电平(如0V)信号，以实现对控制单元的指令传输。在实际应用中可以在检测到水雾附着时发送低电平信号，在无水雾附着时发送高电平信号，只需要在不同情况以不同发送不同电平信号作为触发指令即可，在此对所发送的指令类型不做限定。

另外，检测单元可以是能够实现数字信号处理技术的芯片，如DSP芯片，可以利用该芯片快速实现除雾功能所需要的各种数字信号处理算法。

如图3所示，本申请实施例中的加热电路还包括与控制单元12相连接的温度传感器14；温度传感器14用于检测发热元件133的温度，并在发热元件133的温度大于第二预设阈值的情况下向控制单元12发送预警信号；或用于检测摄像头的温度，并在摄像头的温度大于第三预设阈值的情况下向控制单元12发送预警信号；控制单元12响应于预警信号，控制加热单元的线路断开。利用温度传感器可以实时监控摄像头或发热元件的温度，在温度达到元件承受上限的第一时间停止加热。其中，预警信号可以通过IO控制口传输给控制单元。

在加热电路中包括了温度传感器和热敏电阻两处过热保护装置的情况下，可以将温度传感器作为第一道保护措施，将热敏电阻作为第二道保护措施，即温度传感器的报警温度低于热敏电阻的过热保护温度。这样的设计在温度达到温度传感器的报警温度时通过控制单元控制关闭加热电路的工作，假若温度传感器损坏或温度传感器无法向控制单元发送报警信号的情况下，还可以利用热敏电阻的过热保护功能，在热敏电阻温度达到过热保护温度时断开电路连接，保证加热电路不会因为温度过高而损坏。通过两处过热保护装置，可以为电路提供双重保护，在其中一处发生故障时，另一处过热保护装置同样可以起到很好的保护功能。其次，温度传感器和热敏电阻分别设置在不同的位置，温度传感器用于检测摄像头或者发热元件的温度，避免摄像头或发热元件由于温度过高而发生损坏。而热敏电阻设计在加热电路内，与电源和发热元件串联设置，可以保护加热电路不会因为温度过高而损坏电路。这样的设置在加热电路中任一处位置的元件温度过高时均可以被检测到，且在任一处位置的元件温度过高时均可以停止加热电路的工作，使加热电路的工作更加安全。最后，利用温度传感器的温度作为软件控制的温度阈值，同时利用热敏电阻在硬件方面提供过热保护，软硬结合使电路的安全性更强。

另外，本发明实施例中的热敏电阻可以是PTC热敏电阻，发热元件可以是由导热材料组成的元件，发热元件最好采用价格低、导热好、可弯折的材料，如PET电热膜、硅胶电热片、环氧电热板、PTC加热器、PI加热膜等。在使用时可以根据摄像头的安装位置的形状对发热元件的形状进行调整，以使发热元件可以与摄像头充分贴合，保证热量的传递效率。

本发明实施例中加热电路可以应用到车载设备中，对车载摄像头的镜头进行除雾，如图4所示，为行驶记录仪终端与车载摄像头电路的通信示意图，其中，无线访问节点AP代表行驶记录仪终端，AP与车载摄像头电路中的PCB电路板通信连接，可以将车载摄像头中记录的影像传输至终端进行显示。升降压芯片接收电路板提供的电源电压，用于控制输出信号的电平升高或降低。影像传感器在工作时用于接收或发送影像；存储器用于对测试程序或摄像头电路中的数据进行存储。串行器用于对传输信号进行电平转换，例如，串行器接收的信号电平为3.3V，转换后输出的信号电平为12V。数字信号处理芯片(DSP芯片)能够实现数字信号的处理，本实施例上述提到的控制单元12的功能可以由数字信号处理芯片来实现。晶振用于产生高度稳定的信号，与数字信号处理芯片相互配合使用。另外，图4中的热敏电阻、发热元件和温度传感器的功能与上述实施例中功能相同，为避免重复在此不再赘述。

本发明实施例相对于现有技术而言，利用检测单元对摄像头的镜片是否存在水雾附着进行检测，如果检测存在水雾附着则通过控制单元控制加热单元的线路导通，自动对摄像头进行加热以消除水雾。加热单元中电源、热敏电阻和发热元件串联在一起，通过热敏电阻的通断可以控制电源与发热元件之间的线路的通断，因此，在热敏电阻温度达到第一预设阈值时，热敏电阻触发过热保护断开电源与发热元件之间的线路连接，发热元件在无电流通过的情况下逐渐降低温度，避免发热电路以及摄像头因为温度过高而损坏。

本发明的实施例还涉及一种摄像头，如图5所示，包括：上述加热电路，和与加热电路中的发热元件133相贴合的镜头组件；镜头组件包括镜片21和用于固定镜片的镜筒22；发热元件133贴合于镜筒22的外侧，且贴合位置靠近镜片21所处位置。将发热元件133贴合于镜筒22外侧，可以方便对发热元件133进行更换，更换时无需对摄像头结构进行拆卸，简化了零件更换的工序。

另外，摄像头中的发热元件133与镜筒22通过导热胶粘贴固定，导热胶对热量具有较好的传导作用，避免影响发热元件对摄像头的加热效率。或者，还可以通过螺纹卡位的方式将发热元件固定在摄像头的镜筒处，避免发热元件的位置随意移动。

另外，温度传感器可以设置在发热元件133和镜筒22的贴合位置，并将温度传感器夹设在发热元件133和镜筒22的中间位置，使温度传感器既可以检测到发热元件的温度，也可以检测到摄像头的温度。

在本实施例中的发热元件所在的加热电路与前序的加热电路实施例中的实施细节一致，加热电路实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。

本发明实施例还涉及一种摄像头除雾方法，如图6所示，包括：

步骤601，检测摄像头的镜片是否存在水雾附着；

检测镜片是否有水雾附着的方式可以获取摄像头拍摄的实时图像；通过比较实时图像与预存的水雾附着的标准图像的相似度，来确定摄像头的镜片是否存在水雾附着。

若存在，则进入步骤602，控制加热单元的线路导通，为摄像头加热以消除水雾。

若不存在，则重复步骤601，检测摄像头的镜片是否存在水雾附着可以按照一定周期进行检测，或者在车辆启动的初始阶段实时检测，在车辆平稳行驶一段时间后逐渐增加检测的间隔时间，即在可能出现水雾影响驾驶的情况下频繁进行检测，在出现水雾的可能性较低的情况下可以适当提高检测的间隔时间，以降低功耗。

消除水雾效果主要通过上述提到的加热电路来实现，加热单元的发热元件在电流通过的情况下温度升高，以提高与发热元件相邻的镜片的温度，加热单元中的热敏电阻在温度达到第一预设阈值时断开发热元件与电源之间的电路连接，发热元件在无电流通过的情况下温度降低。

不难发现，本实施例为与加热电路实施例相对应的方法实施例，本实施例可与加热电路实施例互相配合实施。加热电路实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在加热电路实施例中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种加热电路，其特征在于，包括：检测单元，控制单元，加热单元；

所述检测单元用于检测摄像头的镜片是否存在水雾附着；

所述控制单元用于，在确定所述镜片存在水雾附着时，控制所述加热单元的线路导通；

所述加热单元包括：电源，热敏电阻和发热元件；

所述电源通过所述热敏电阻与所述发热元件相连接，所述发热元件在电流通过的情况下温度升高，以提高与所述发热元件相邻的镜片的温度；

所述热敏电阻在温度达到第一预设阈值时断开所述电源与所述发热元件之间的电路连接，所述发热元件在无电流通过的情况下温度降低。

2.根据权利要求1所述的加热电路，其特征在于，还包括：与所述控制单元相连接的温度传感器；

所述温度传感器用于检测所述发热元件的温度，并在所述发热元件的温度大于第二预设阈值的情况下向所述控制单元发送预警信号；或用于检测所述摄像头的温度，并在所述摄像头的温度大于第三预设阈值的情况下向所述控制单元发送预警信号；

所述控制单元响应于所述预警信号，控制所述加热单元的线路断开。

3.根据权利要求1所述的加热电路，其特征在于，所述检测单元还用于根据摄像头拍摄的图像，确定所述摄像头的镜片是否存在水雾附着。

4.根据权利要求3中所述的加热电路，其特征在于，

所述检测单元在确定所述摄像头的镜片存在水雾附着时，通过GPIO控制口向所述控制单元发送高电平指令；

所述控制单元在接收所述高电平指令后，控制所述加热单元的线路导通。

5.根据权利要求1所述的加热电路，其特征在于，所述热敏电阻在断开所述电源与所述发热元件之间的电路连接之后，若所述热敏电阻的温度低于第四预设阈值，则恢复所述电源与所述发热元件之间的电路连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的加热电路，其特征在于，所述发热元件包括：电热膜、电热片、电热板或加热器。

7.一种摄像头，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的加热电路，和与加热电路中的所述发热元件相贴合的镜头组件；

所述镜头组件包括镜片和用于固定所述镜片的镜筒；

所述发热元件贴合于所述镜筒的外侧，且贴合位置靠近所述镜片所处位置。

8.根据权利要求7中所述的摄像头，其特征在于，所述发热元件与所述镜筒通过导热胶粘贴固定。

9.一种摄像头除雾方法，其特征在于，包括：

检测摄像头的镜片是否存在水雾附着；

若存在，则控制加热单元的线路导通，其中，加热单元的发热元件在电流通过的情况下温度升高，以提高与所述发热元件相邻的镜片的温度，加热单元中的热敏电阻在温度达到第一预设阈值时断开所述发热元件与电源之间的电路连接，所述发热元件在无电流通过的情况下温度降低。

10.根据权利要求9中所述的摄像头除雾方法，其特征在于，所述检测摄像头的镜片是否存在水雾附着，包括：

获取摄像头拍摄的实时图像；

比较所述实时图像与预存的水雾附着的标准图像的相似度；

根据所述相似度确定所述摄像头的镜片是否存在水雾附着。

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