CN218728541U - 一种相机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开一种相机,涉及机器视觉系统技术领域。所述相机包括：第一容置仓及第二容置仓，所述第一容置仓中设有图像传感器模块，所述第二容置仓中叠设有控制电路板及电源板，所述第一容置仓与第二容置仓上分别开设有穿线通道；所述第一容置仓与第二容置仓相连，且在所述第一容置仓与第二容置仓之间设有隔热件，所述隔热件用于阻隔第一容置仓与第二容置仓之间的热传导。通过对自身结构进行改进，能够在一定程度上降低控制电路板等发热器件对图像传感器模块的热影响，提高散热效果。

Description

一种相机

技术领域

本实用新型涉及机器视觉系统技术领域，尤其涉及一种相机。

背景技术

工业相机作为机器视觉系统中的一个关键电子组件，在运行中不可避免会产生热量，散热性能的好坏至关重要。工业相机的发热源主要是图像传感器模块(sensor模块)及控制电路板，其可通过外部散热方式散热，如，风冷散热；还可以通过内部散热方式散热，例如，自身结构散热。

发明人在实现本发明创造的过程中发现：基于相机自身结构散热的方式，一般是通过热传导的方式将图像传感器模块、以及控制电路板的热量传递至外壳散热，该控制电路板例如为现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)。但在散热过程中，二者之间存在相互的散热干扰，例如，现场可编程门阵列将一部分热量传递给图像传感器模块，影响散热效果。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种相机，能够在一定程度上降低控制电路板等发热器件对图像传感器模块的热影响，提高散热效果。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

本申请实施例提供一种相机，包括：第一容置仓及第二容置仓，所述第一容置仓中设有图像传感器模块，所述第二容置仓中叠设有控制电路板及电源板，所述第一容置仓与第二容置仓上分别开设有穿线通道；

所述第一容置仓与第二容置仓相连，且在所述第一容置仓与第二容置仓之间设有隔热件，所述隔热件用于阻隔第一容置仓与第二容置仓之间的热传导。

可选地，所述隔热件包括：隔热垫，所述隔热垫贴设于所述第二容置仓邻接隔热件的一侧；或者，

所述隔热件包括：支撑边框及隔热垫，所述隔热垫嵌设于所述支撑边框围设的中空区域中，所述支撑边框连接于所述第一容置仓及第二容置仓之间，且所述隔热垫还贴设于所述第二容置仓邻接隔组件的一侧；或者，

所述隔热件包括：支撑边框、导电柔性条及隔热垫，所述导电柔性条的外轮廓与所述支撑边框的内轮廓一致，所述导电柔性条嵌设于所述支撑边框中，所述导电柔性条的内轮廓与所述隔热垫的外轮廓相匹配，所述隔热垫嵌设于所述导电柔性条的中空区域中，所述支撑边框连接于所述第一容置仓及第二容置仓之间，且所述隔热垫还贴设于所述第二容置仓邻接隔热组件的一侧。

可选地，所述隔热垫为纳米气凝胶垫。

可选地，所述图像传感器模块包括：图像传感器、固定支架及传感器电路板，所述固定支架上设有避让孔，所述固定支架安装于所述图像传感器及传感器电路板之间，所述图像传感器通过所述固定支架上的避让孔与所述传感器电路板连接。

可选地，所述第一容置仓包括前壳及与所述前壳对接的第一中壳，所述前壳上开设有通光孔，在所述前壳的内壁上、位于所述通光孔的周围设有传感器安装平台，所述图像传感器对应所述通光孔安装于所述传感器安装平台上，所述固定支架将所述图像传感器压紧固定于所述前壳的内壁上，且所述固定支架还与所述前壳的内端面接触；

所述图像传感器的侧部到所述前壳的内壁之间还设有散热组件，所述散热组件的一端位于所述传感器安装平台上，所述散热组件的另一端与所述固定支架接触。

可选地，所述散热组件与所述图像传感器的侧部之间还设有导热介质。

可选地，所述散热组件为金属散热块。

可选地，所述第一中壳包括：第一外框，所述第一外框内设有第一中隔板，所述第一中隔板上开设有所述穿线通道，所述第一中隔板的第一表面上设有导热介质，所述导热介质与所述传感器电路板接触，所述第一中隔板的第二表面设有散热翅片，所述第一表面与所述第二表面相对。

可选地，所述第一外框上开设有散热孔道。

可选地，所述传感器电路板上设有挖空区，在所述挖空区内设有导热介质。

可选地，所述第二容置仓包括：第二中壳以及与所述第二中壳对接的后壳，所述第二中壳包括第二外框，所述第二外框内设有第二中隔板，所述第二中隔板上开设有所述穿线通道，所述控制电路板与所述电源板叠设于所述第二中壳内、位于所述第二中隔板的第一表面上，所述隔热件夹设于所述第一中壳与第二中壳之间，所述隔热垫贴设于所述第二中隔板的第二表面上，所述第一表面与所述第二表面相对。

相对于现有的工业相机的散热结构而言，本申请实施例提供的相机，通过将图像传感器模块设置于第一容置仓中，控制电路板及电源板等发热器件设于第二容置仓中，在所述第一容置仓与第二容置仓之间设置隔热件，用于阻隔第一容置仓与第二容置仓之间的热传导，相当于将图像传感器模块和其它电路板等发热器件分别形成相对封闭的散热区域，从而能够在一定程度上降低控制电路板等发热器件对图像传感器模块的热影响，提高散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请中公开的相机一实施例结构示意图；

图2为图1中相机的爆炸图；

图3为图2中相机的局部剖视图；

图4为图2或3中图像传感器模块一实施例结构示意图；

图5为图3或图4中图像传感器一实施例结构示意图；

图6为图3或图4中固定支架一实施例正面结构示意图；

图7为图3或图4中固定支架一实施例反面结构示意图；

图8为图1或图2中第一中壳一实施例正面结构示意图；

图9为图1或图2中第一中壳一实施例反面结构示意图；

图10为图1或图2中隔热件一实施例结构示意图；

图11为图1或图2中第二中壳一实施例结构示意图；

图12为图1或图2中第二中壳另一实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的技术方案从相机自身的结构出发，在一些希望通过自然散热方式解决工业相机散热问题的应用场景中，可以解决工业相机在工作过程中，Sensor 模块(即本文中的图像传感器模块)及FPGA等发热器件通过热传导的方式将热量分别传递至外壳散热时，两者之间存在相互的热干扰，例如，FPGA的热量传递给Sensor模块，导致sensor温度较高，散热效果欠佳的技术问题。

参看图1至图11所示，本申请实施例提供一种相机，适用于希望通过自然散热方式解决工业相机散热问题的应用场景中。所述相机包括：第一容置仓100 及第二容置仓200，第一容置仓100和第二容置仓200实质是两个分体设置的具有内腔的壳体；所述第一容置仓100中设有图像传感器模块110，所述第二容置仓200中叠设有第一板层210及第二板层220，其中，第一板层210与第二板层 220中有一个是控制电路板，所述控制电路板一般为FPGA；另外一个是电源板。

所述第一容置仓100与第二容置仓200上分别开设有穿线通道230，用于穿设线缆，将图像传感器模块110与控制电路板电连接，以实现供电和信号的传输。在一些实施例中，所述线缆可以采用FPC(Flexible printed board)排线。

所述第一容置仓100与第二容置仓200相连，且在所述第一容置仓100与第二容置仓200之间设有隔热件300，所述隔热件300用于阻隔第一容置仓100 与第二容置仓200之间的热传导。通过设置所述隔热件300，当相机在工作过程中，图像传感器模块110及FPGA等发热器件通过热传导的方式将热量分别传递至第一容置仓100与第二容置仓200(实质即壳体)散热时，所述隔热件300将第一容置仓100与第二容置仓200之间的热传导隔断，这样，可以解决二者之间的热影响问题，从而大幅度降低FPGA的热量通过壳体传递给图像传感器模块 110，提高图像传感器模块110及相机整体的散热效果。

在一些实施例中，图像传感器模块使用的图像传感器为插针型图像传感器。

相对于现有的工业相机的散热结构而言，本申请实施例提供的相机，通过将图像传感器模块110设置于第一容置仓100中，控制电路板及电源板等发热器件设于第二容置仓200中，在所述第一容置仓100与第二容置仓200之间设置隔热件300，用于阻隔第一容置仓100与第二容置仓200之间的热传导，相当于将图像传感器模块110和其它电路板等发热器件分别形成相对封闭的散热区域，从而能够在一定程度上降低控制电路板等发热器件对图像传感器模块110 的热影响，提高散热效果。

请参看图2及图10所示，在一些实施例中，所述隔热件300包括：隔热垫 310，所述隔热垫310贴设于所述第二容置仓200邻接隔热件300的一侧。

本实施例中，通过采用隔热垫310作为隔热件300，不仅可以隔断第一容置仓100与第二容置仓200之间的热传导，而且成本低廉。

请继续参看图2及图10所示，为了进一步提高隔热件300的使用寿命，在一些可替代方案中，所述隔热件300包括：支撑边框320及隔热垫310，所述隔热垫310嵌设于所述支撑边框320围设的中空区域中，所述支撑边框320连接于所述第一容置仓100及第二容置仓200之间，且所述隔热垫310还贴设于所述第二容置仓200邻接隔组件的一侧。

本实施例中，通过设置支撑边框320，将隔热垫310内嵌于支撑边框320的中空区域内，可避免隔热垫310直接裸露于空气中容易老化的问题，从而在一定程度上提高隔热垫310的使用寿命，降低维护成本。

为了兼顾电磁兼容性(EMC，Electromagnetic compatibility)导电要求，在又一些实施例中，所述隔热件300包括：支撑边框320、导电柔性条330及隔热垫310，所述导电柔性条330的外轮廓与所述支撑边框320的内轮廓一致，如图10所示，示例性地，所述支撑边框320的内轮廓为大致呈倒角矩形，所述导电柔性条330的外轮廓也对应呈倒角矩形；所述导电柔性条330嵌设于所述支撑边框320中，所述导电柔性条330的内轮廓与所述隔热垫310的外轮廓相匹配，所述隔热垫310嵌设于所述导电柔性条330的中空区域中，所述支撑边框320连接于所述第一容置仓100及第二容置仓200之间，且所述隔热垫310还贴设于所述第二容置仓200邻接隔热组件的一侧。

其中，所述隔热垫310可以采用隔热材料(thermal insulation material) 制作，以阻滞热流传导；所述隔热垫310可以采用传统绝热材料，如玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等制作成垫板；也可以采用新型绝热材料，如气凝胶、真空板等制作成垫板。本实施例中，所述隔热垫310优选纳米气凝胶垫，隔热效果更好。

所述支撑边框320可以为塑料制成，为了提高隔热件300整体隔热效果，在一些实施中，所述支撑边框320也可以采用真空板结构制成。

请参看图2至图7所示，在一些实施例中，所述图像传感器模块110包括：图像传感器111、固定支架112及传感器电路板113，所述固定支架112上设有避让孔1121，所述避让孔1121主要用于为图像传感器111与传感器电路板113 之间电连接提供通道，所述固定支架112安装于所述图像传感器111及传感器电路板113之间，所述图像传感器111通过所述固定支架112上的避让孔1121 与所述传感器电路板113连接。

优选地，所述固定支架112为金属固定支架112，便于加快对图像传感器 111的散热效率。

本实施例中，通过在固定支架112上设置避让孔1121，为将固定支架112 设置于图像传感器111与传感器电路板113之间创造了技术上实现的条件，通过将固定支架112设置于图像传感器111与传感器电路板113之间，当图像传感器111工作时，通过图像传感器111背面的导热区导热至固定支架112上，从而将热量通过第一容置仓100散发出去。

所述第一容置仓100与第二容置仓200可以为一体成型，也可以为分体式结构；根据材料的不同可以通过模具加工、机加工，例如车削或铣削等加工工艺成型。第一容置仓100与第二容置仓200可以采用塑料、金属、钢化玻璃、陶瓷、合金或其任意组合物，为了提高其散热效率，优选金属或合金，例如铝或铝合金。第一容置仓100与第二容置仓200的表面还可以进行喷砂、镀层、抛光、刻字等工艺处理。

请参看图2至图7所示，在一些实施例中，所述第一容置仓100包括前壳120及与所述前壳120对接的第一中壳130，所述前壳120上开设有通光孔121，在所述前壳120的内壁上、位于所述通光孔121的周围设有传感器安装平台122，所述图像传感器111对应所述通光孔121安装于所述传感器安装平台122上，所述固定支架112将所述图像传感器111压紧固定于所述前壳120的内壁上，且所述固定支架112还与所述前壳120的内端面接触。

如图6及图7所示，所述固定支架112为大致呈四方形的板体1120，在所述板体1120的中心开设有所述避让孔1121，所述避让孔1121的轮廓形状可设置成矩形、圆形、菱形等几何形状的大孔，也可以设置成与图像传感器111引脚对应的小孔，考虑到加工工艺的难易程度，避让孔1121优选在板体中心开设大孔。

在所述板体1120的正面、位于所述避让孔1121的周围设置搭接区1122，所述搭接区1122的具体结构为下沉台阶，在所述固定支架112将所述图像传感器111压紧固定于所述前壳120的内壁上时，所述固定支架112的搭接区1122 与图像传感器111的背面导热区1111接触，图像传感器111的热量一部分通过背面导热区1111传递至所述固定支架112的搭接区1122，再向固定支架112周边传递至前壳120散发出去。

具体的，所述图像传感器111的侧部到所述前壳120的内壁之间还设有散热组件114，所述散热组件114的一端位于所述传感器安装平台122上，所述散热组件114的另一端与所述固定支架112接触。

进一步地，所述散热组件114与所述图像传感器111的侧部之间还设有导热介质115。

本实施例中的图像传感器111散热方案，可适用于但不限于：插针型图像传感器111、贴片型图像传感器111等。在图像传感器111工作时，其散发的热量一部分通过所述图像传感器111的侧部的导热介质115传递至散热组件114 及固定支架112进行散热；剩余部分的热量通过前述的图像传感器111的背面导热区1111导热至固定支架112的搭接区1122；这样，大大增加图像传感器111的散热面积，降低图像传感器111温度。

当然，所述图像传感器111的部分热量还直接通过穿设于避让孔1121中的图像传感器的插针1112传递至传感器电路板113，再进而传递至第一中壳130 散发出去。

参看图4及图5所示，在一些实施例中，所述散热组件114为金属散热块，例如铝合金制件或铝制件，包括两个，关于图像传感器呈中心对称设置。

所述导热介质115可以为导热硅脂、导热硅胶、软性硅胶导热垫等柔性导电物质。

参看图1、图8及图9所示，在一些实施例中，所述第一中壳130包括：第一外框131，所述第一外框131内设有第一中隔板132，所述第一中隔板132上开设有所述穿线通道230，所述第一中隔板132的第一表面1301(即图9所示的反面)上设有导热介质115，所述导热介质115与所述传感器电路板113接触，所述第一中隔板132的第二表面设有散热翅片133，所述第一表面与所述第二表面相对。

所述第一中壳130可以通过开模、机加工等加工工艺制作成一体结构。

本实施例中，图像传感器111传递至传感器电路板113的热量，通过导热介质115传递至第一中壳130的第一表面1301，第一表面1301为第一中壳的导热区，一部分直接传递至第一中壳130的外表面，一部分传递至散热翅片133，由于散热翅片133可增加散热面积，从而提高了散热效率。

在一些实施例中，所述第一外框131上开设有散热孔道1311。这样，传递至散热翅片133的热量，可以通过外框上的散热孔道1311将热量快速散发到外界大气中。

为了进一步降低图像传感器111的温度，所述传感器电路板113上设有挖空区(图中未示意)，在所述挖空区内设有导热介质115；这样，导热面积增加，通过挖空区内的导热介质115将热量传递至第一中壳130散热，可以提升散热效果。

继续参看图1和图2所示，在一些实施例中，所述第二容置仓200包括：第二中壳240以及与所述第二中壳240对接的后壳250，所述第二中壳240包括第二外框，所述第二外框内设有第二中隔板241，所述第二中隔板241上开设有所述穿线通道230，所述第一板层210与第二板层220，即控制电路板与所述电源板，叠设于所述第二中壳240内、位于所述第二中隔板241的第一表面上，所述隔热件300夹设于所述第一中壳130与第二中壳240之间，所述隔热垫310 贴设于所述第二中隔板241的第二表面2411(朝向第一中壳的表面，即图12中所示的表面)上，由于第二表面2411与隔热垫接触，也称为隔热区；所述第一表面与所述第二表面相对。

所述控制电路板和电源板均需进行散热，根据二者叠设的方位关系，分为如下两种情况：第一种、当第一板层210是控制电路板时，即控制电路板位于靠近第二中壳240的一侧，电源板的热器件布局于靠近后壳250侧，这样，控制电路板可以通过导热介质115将热量传递至第二中壳240的导热区散热，电源板通过导热介质115导热至后壳250散热。

第二种、当第一板层210是电源板时，即电源板的热器件位于靠近第二中壳240的一侧，通过导热介质115导热至第二中壳240的导热区散热，控制电路板位于靠近后壳250侧，通过导热介质115导热至后壳250散热。

其中，所述导热介质115可以是导热界面材料(Thermal Interface Materials，TIM)，通过在两个零部件结合处使用导热界面材料，可以填补结合位置处的微空隙和表面凹凸不平的孔洞，从而减少传热热阻，提高散热效率。

综上，本申请实施例提供的相机，通过将图像传感器111模块110所在的第一容置仓100与控制电路板、电源板等发热器件所在的第二容置仓200通过隔热件300隔断二者间的热传导，形成彼此封闭独立的散热区，可以大幅度降低其它电路板层对图像传感器111的热影响。

进一步地，隔热件300组成结构改进，兼顾了EMC接地要求。

再进一步地，通过对固定支架112结构采用挖空设计方案，将固定支架112 与图像传感器111直接接触，可大幅度降低图像传感器111与壳体(第一容置仓100)之间的热阻，提高图像传感器111的散热能力。

更进一步地，本实施例采用的图像传感器111侧部的散热方案，大大提高图像传感器111散热面积，降低图像传感器111温度，加之第一中壳的结构改进，通过在第一中壳的外框内部设置散热翅片133，可以进一步强化散热能力。

需要说明的是，在本文中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系的用语，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种相机，其特征在于，包括：第一容置仓及第二容置仓，所述第一容置仓中设有图像传感器模块，所述第二容置仓中叠设有控制电路板及电源板，所述第一容置仓与第二容置仓上分别开设有穿线通道；

所述第一容置仓与第二容置仓相连，且在所述第一容置仓与第二容置仓之间设有隔热件，所述隔热件用于阻隔第一容置仓与第二容置仓之间的热传导。

2.根据权利要求1所述的相机，其特征在于，所述隔热件包括：隔热垫，所述隔热垫贴设于所述第二容置仓邻接隔热件的一侧；或者，

所述隔热件包括：支撑边框及隔热垫，所述隔热垫嵌设于所述支撑边框围设的中空区域中，所述支撑边框连接于所述第一容置仓及第二容置仓之间，且所述隔热垫还贴设于所述第二容置仓邻接隔组件的一侧；或者，

所述隔热件包括：支撑边框、导电柔性条及隔热垫，所述导电柔性条的外轮廓与所述支撑边框的内轮廓一致，所述导电柔性条嵌设于所述支撑边框中，所述导电柔性条的内轮廓与所述隔热垫的外轮廓相匹配，所述隔热垫嵌设于所述导电柔性条的中空区域中，所述支撑边框连接于所述第一容置仓及第二容置仓之间，且所述隔热垫还贴设于所述第二容置仓邻接隔热组件的一侧。

3.根据权利要求2所述的相机，其特征在于，所述隔热垫为气凝胶垫。

4.根据权利要求2所述的相机，其特征在于，所述图像传感器模块包括：图像传感器、固定支架及传感器电路板，所述固定支架上设有避让孔，所述固定支架安装于所述图像传感器及传感器电路板之间，所述图像传感器通过所述固定支架上的避让孔与所述传感器电路板连接。

5.根据权利要求4所述的相机，其特征在于，所述第一容置仓包括前壳及与所述前壳对接的第一中壳，所述前壳上开设有通光孔，在所述前壳的内壁上、位于所述通光孔的周围设有传感器安装平台，所述图像传感器对应所述通光孔安装于所述传感器安装平台上，所述固定支架将所述图像传感器压紧固定于所述前壳的内壁上，且所述固定支架还与所述前壳的内端面接触；

所述图像传感器的侧部到所述前壳的内壁之间还设有散热组件，所述散热组件的一端位于所述传感器安装平台上，所述散热组件的另一端与所述固定支架接触。

6.根据权利要求5所述的相机，其特征在于，所述散热组件与所述图像传感器的侧部之间还设有导热介质。

7.根据权利要求5或6所述的相机，其特征在于，所述散热组件为金属散热块。

8.根据权利要求5或6所述的相机，其特征在于，所述第一中壳包括第一外框，所述第一外框内设有第一中隔板，所述第一中隔板上开设有所述穿线通道，所述第一中隔板的第一表面上设有导热介质，所述导热介质与所述传感器电路板接触，所述第一中隔板的第二表面设有散热翅片，所述第一表面与所述第二表面相对。

9.根据权利要求8所述的相机，其特征在于，所述第一外框上开设有散热孔道。

10.根据权利要求4所述的相机，其特征在于，所述传感器电路板上设有挖空区，在所述挖空区内设有导热介质。

11.根据权利要求5所述的相机，其特征在于，所述第二容置仓包括：第二中壳以及与所述第二中壳对接的后壳，所述第二中壳包括第二外框，所述第二外框内设有第二中隔板，所述第二中隔板上开设有所述穿线通道，所述控制电路板与所述电源板叠设于所述第二中壳内、位于所述第二中隔板的第一表面上，所述隔热件夹设于所述第一中壳与第二中壳之间，所述隔热垫贴设于所述第二中隔板的第二表面上，所述第一表面与所述第二表面相对。

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