CN219715909U - 摄像模组 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种摄像模组，包括：至少由上壳和下壳构成的壳体，构成所述下壳的材料的热传导率高于构成所述上壳的材料的热传导率；包含至少一个镜片的镜片组，所述镜片组安装于所述摄像模组的朝向被摄物体的前端、即所述上壳的前端；设置于所述上壳与所述下壳包围构成的腔体内的感光芯片；设置于所述腔体内的印刷线路板，所述感光芯片设置于所述印刷线路板的朝向所述镜片组的一侧；设置于所述印刷线路板的背离所述镜片组的一侧的半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端与所述印刷线路板抵接，所述半导体制冷片的热端与所述下壳抵接；所述下壳的后端设置有散热格栅。通过半导体制冷片的主动制冷，摄像模组工作的热量通过下壳散出。

Description

摄像模组

技术领域

本申请涉及一种通过将热量向摄像模组后端散出、减少摄像模组内部的温升，从而减少镜片起雾的摄像模组。

背景技术

随着汽车的不断普及，汽车的行驶安全越来越受到人们的关注。车载摄像模组可以为汽车驾驶提供更为直观的辅助驾驶图像信息,让驾驶员可以从显示屏上全方位的看到周边情况，提高行车安全性。然而，剧烈的温度变化或恶劣的气候可能导致摄像头起雾，导致无法在汽车的显示屏上清晰地显示图像，从而削弱驾驶员看清车辆周围物体的能力。

摄像模组起雾通常发生在最外侧的镜片内表面，摄像模组工作时，最外侧的镜片的腔内空气被加热，最外侧的镜片外表面受到空气对流而冷却，腔内热空气遇到最外侧的镜片的内侧冷表面，当内侧冷表面温度低于热空气的露点温度时，热空气中的水蒸气就会达到饱和而析出液滴，发生最外侧的镜片的内侧起雾现象。

起雾现象与摄像模组内部空气的温度关系密切，所以需要一种结构降低镜片端的温升，减少起雾现象发生。

实用新型内容

本申请的目的在于提供通过将热量向摄像模组后端散出、减少摄像模组内部的温升，从而减少镜片起雾的摄像模组。为实现上述目的，本申请的一个方案为，一种摄像模组，包括：

壳体，所述壳体至少由上壳和下壳构成，构成所述下壳的材料的热传导率高于构成所述上壳的材料的热传导率；

包含至少一个镜片的镜片组，所述镜片组安装于所述摄像模组的朝向被摄物体的前端、即所述上壳的前端；

感光芯片，所述感光芯片设置于所述上壳与所述下壳包围构成的腔体内；

印刷线路板，所述印刷线路板设置于所述腔体内，所述感光芯片设置于所述印刷线路板的朝向所述镜片组的一侧；

半导体制冷片，所述半导体制冷片设置于所述印刷线路板的背离所述镜片组的一侧，所述半导体制冷片的冷端与所述印刷线路板抵接，所述半导体制冷片的热端与所述下壳抵接；

所述下壳的后端设置有散热格栅。

根据前述的技术方案，可以通过半导体制冷片的主动制冷，将感光芯片和印刷线路板产生的热量通过下壳散出，降低腔体内空气的温度，减少镜片端温升，从而减少镜片的起雾。同时通过下壳的后端设置的散热格栅可以加强空气对流、辐射，可以更快散热。此外，通过使上壳的热传导率低于下壳的热传导率，能够使感光芯片和印刷线路板产生的热量有效地传导至下壳。

在一个优选的方式中，所述散热格栅与所述下壳一体地设置。

根据前述的技术方案，将散热格栅与下壳一体地设置，不用再单独设置散热格栅，结构简单。

在一个优选的方式中，所述上壳为塑料材料，所述下壳为金属材料。

根据前述的技术方案，通过使上壳的塑料材料的热传导率低于下壳的金属材料的热传导率，能够使感光芯片和印刷线路板产生的热量有效地传导至下壳。

在一个优选的方式中，所述下壳设置有朝向所述上壳凸起的凸台，所述凸台与所述半导体制冷片的所述热端抵接。

根据前述的技术方案，可以通过半导体制冷片的主动制冷，将印刷线路板产生的热量通过凸台传导给下壳后散出，降低腔体内空气的温度，减少镜片端温升，从而减少镜片的起雾。

在一个优选的方式中，所述上壳的一部分构成为用于容纳所述镜片组的镜筒。

根据前述的技术方案，上壳的一部分作为容纳镜片组的镜筒发挥作用。具体地说，不再另行设置用于容纳镜片组的镜筒，而是直接将上壳本身作为镜筒。由此，能够减少摄像模组的零件数量，实现结构的简化且提高可靠性。另外还可以减少组装缝隙造成水汽渗入，降低镜头内部湿度，从而减少镜片的起雾。

在一个优选的方式中，所述半导体制冷片是由金属导体将多对互相排列的N型半导体和P型半导体相互连接形成一条完整导电线路，再由两片绝缘陶瓷片将所述金属导体、所述N型半导体和所述P型半导体相夹而构成，与所述印刷线路板接触的所述半导体制冷片的前方的绝缘陶瓷片为所述半导体制冷片的所述冷端，与所述下壳接触的所述半导体制冷片的后方的绝缘陶瓷片为所述半导体制冷片的所述热端。

根据前述的技术方案，当一块N型半导体和一块P型半导体联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型半导体流向P型半导体的接头吸收热量，成为冷端；由P型半导体流向N型半导体的接头释放热量，成为热端。

在一个优选的方式中，所述半导体制冷片还设置有用于从所述印刷线路板供电的导线。

根据前述的技术方案，印刷线路板通过导线向半导体制冷片供电。

在一个优选的方式中，所述半导体制冷片还设置有所述导线连接的控制元件，所述控制元件控制通过所述半导体制冷片的电流。

根据前述的技术方案，控制元件控制通过半导体制冷片的电流来控制半导体制冷片的制冷。

在一个优选的方式中，构成所述上壳的塑料材料的热传导率低于0.3W/(m·K)、吸水率低于0.5％；

构成所述下壳的金属材料的热传导率高于90W/(m·K)。

根据前述的技术方案，上壳的材料使用低吸水率、低热传导率的塑料，减少塑料吸水，使得下壳的热量无法向上壳传导，而下壳的材料使用高热传导率的金属，可以更好的将热量导出，从而可以有效避免镜片起雾。

在一个优选的方式中，所述绝缘陶瓷片的表面设置导热硅脂。

根据前述的技术方案，在半导体制冷片的绝缘陶瓷片表面涂抹导热硅脂，减少接触热阻。

本申请的摄像模组使用的半导体制冷片为主动制冷，可将感光芯片和印刷线路板适当地冷却，并且可靠性高，无制冷剂及运动部件，无振动噪音，尺寸小重量轻，受电子干扰小，安装简单寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本申请，下面将对本申请的说明书附图进行描述和说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅说明了本申请的一些示例性实施方案的某些方面，对于本领域普通技术人员来说，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为本申请一种实施例的摄像模组的结构示意图。

图2为本申请的半导体制冷片的结构示意图。

图3为本申请的上壳一体式镜头与现有镜头的对比图。

附图文字说明：

100摄像模组

1最外侧镜片

2上壳

3下壳

31 凸台

32 散热格栅

4感光芯片

5印刷线路板

6半导体制冷片

61 绝缘陶瓷片

62 金属导体

63 N型半导体

64 P型半导体

65 导线

具体实施方式

以下参照附图详细描述本申请的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。本申请可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本申请透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本申请的范围。应注意到：除非另有说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值等应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本申请中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其它要素的可能。

本申请使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本申请所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸根据通用词典中定义的术语应当被理解为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非本文有明确地这样定义。

对于本部分中未详细描述的部件、部件的具体型号等参数、部件之间的相互关系以及控制电路，可被认为是相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图1为本申请一实施例的摄像模组100的结构示意图。接下来参照图1说明摄像模组100的结构。摄像模组100具备：包含至少一个镜片的镜片组(在图1中省略图示)、上壳2、下壳3、感光芯片4、印刷线路板5、以及半导体制冷片6。

在本申请中，上壳2构成为，其一部分作为容纳镜片组的镜筒发挥作用。具体地说，在本申请中，不再另行设置用于容纳镜片组的镜筒，而是直接将上壳2本身作为镜筒。由此，能够减少摄像模组的零件数量，实现结构的简化且提高可靠性。以下有时将这样的上壳2的结构称作一体式镜头。

下壳3与上壳2共同包围出用于容纳摄像模组100的内部器件的空腔，并且设置有连接器等穿过的通孔。此外，下壳3和上壳2可以通过粘接、焊接等方式连接。

感光芯片4是光学芯片，接受从外部环境(即被摄物体)发出并穿过镜片组的光线，并将其转换为电信号，进而通过连接器等传输至摄像模组100的外部、例如车载电脑等。

包含至少一个镜片的镜片组安装于摄像模组100的朝向被摄物体的前端，例如安装于图1所示的上壳2的前端。在此，摄像模组100的朝向被摄物体的前端指的是，在摄像模组100工作时，摄像模组100的朝向被拍摄的物体的一侧，即摄像模组100的入光侧。

在镜片组中，位于最外侧的一个镜片为最外侧镜片1。最外侧镜片1可以是凸透镜或凹透镜等光学透镜，也可以是为了保护光学透镜而设置的保护镜片(平面镜)。

印刷线路板5安装于上壳2、下壳3组成的内部腔体内，以朝向镜片组的方向为前方、远离镜片组的方向为后方的情况下，印刷线路板5设置于感光芯片4的后方。印刷线路板5用于向感光芯片4供给电力、并对感光芯片4的信号进行处理等。在本申请中，仅图示了一个印刷线路板5，但是根据需要，也可以设置多个印刷线路板。在本申请中所称的印刷线路板5是用于承载感光芯片4的印刷线路板5。

这里的上壳2、下壳3是一种通常大致筒状的结构，可以为圆筒、方筒灯筒形状。在本申请中图示了由上壳2和下壳3构成的两壳体结构，但是壳体的数量不限于此，根据需要，例如也可以还具备中壳而构成为三段壳体结构，本申请对此不做限定。感光芯片4固定于印刷线路板5的朝向镜片组的一侧，与镜片组的光轴对准。这是因为，感光芯片4需要无遮挡地接受来自镜片组的光线。

摄像模组100工作时，摄像模组100的内部的电子器件的发热会导致腔内空气被加热。特别是，感光芯片4及印刷线路板5是摄像模组100内的主要的发热源，其发出的热量导致腔内空气被加热，进而传导至镜片组、上壳2、下壳3等。同时，镜片组中的最外侧镜片1直接面向外部空气，当外部气温较低时，最外侧镜片1本身也成为低温，从而在低温的最外侧镜片1和高温的腔内空气之间形成温差。

此时，高温的腔内空气遇到最外侧镜片1的温度较低的内侧冷表面，当冷表面温度低于热空气的露点温度，热空气中的水蒸气就会达到饱和而析出液滴，发生最外侧镜片1内侧起雾的现象。起雾现象与摄像模组内部空气的温度关系密切，所以需要一种结构降低摄像模组100的腔内气体的温度，减少起雾现象发生。

在以往结构中，由感光芯片4和印刷线路板5等电子器件发出的热量经由摄像模组100的腔内气体传递至镜片组、上壳2、下壳3等，因此腔内气体成为热传导媒介，不可避免地导致腔内气体成为高温。在本申请中，通过在印刷线路板5的后侧设置可主动制冷的半导体制冷片6，用于将感光芯片4及印刷线路板5所产生的热量直接向下壳3传导，从而省略了腔内气体的热传导环节，能够有效地避免起雾现象发生。

更具体地说，在以往结构中，构成了电子器件→腔内气体→壳体的热传导路径，而在本申请中，构成了电子器件→半导体制冷片6→下壳3的热传导路径。虽然仍然会有少部分热量被传递到腔内气体，但是由于空气的热传导率远低于半导体制冷片6的热传导率，因此热量主要通过半导体制冷片6传递至下壳3。由此，能够有效地避免腔内气体的温升，即使因外部环境处于低温，由于腔内气体并未升到过高的温度，腔内空气接触到最外侧镜片1的内侧冷表面时，也难以达到结露条件，从而避免最外侧镜片1的起雾现象。

接下来结合图2说明半导体制冷片6的结构及工作原理。如图2所示，半导体制冷片6是由金属导体62将多对互相排列的N型半导体63和P型半导体64相互连接形成一条完整导电线路，再由两片绝缘陶瓷片61将金属导体62、N型半导体63和P型半导体64相夹而构成，与印刷线路板5接触的半导体制冷片6的前方的绝缘陶瓷片61为半导体制冷片6的冷端，与下壳3接触的半导体制冷片6的后方的绝缘陶瓷61片为半导体制冷片6的热端。半导体制冷片6还设置有与导线62连接摄像模组的印刷线路板5，并由外部电源进行供电。半导体制冷片6还设置有控制元件，导线65连接控制元件，控制元件通过控制半导体制冷片6的电流通过控制半导体制冷片6的工作。

半导体制冷片6的工作原理为：当一块N型半导体63和一块P型半导体64联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型半导体63流向P型半导体64的接头吸收热量，成为冷端；由P型半导体64流向N型半导体63的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定的。

本申请的摄像模组100的半导体制冷片6设置在能够与上壳2或下壳3接触的位置即可，优选设置在印刷线路板5的背面的与感光芯片4对应的位置。这是因为，将半导体制冷片6隔着印刷线路板5设置在于感光芯片4对应的位置，能够使半导体制冷片6最靠近感光芯片4，从而高效地将感光芯片4冷却。

进而，在工作时，半导体制冷片6的冷端吸收感光芯片4和印刷线路板5的热量制冷，通过设置通过半导体制冷片6的电流大小，能够调节半导体制冷片6的制冷能力，从而根据感光芯片4的温度、印刷线路板5的温度、腔内气体的温度等，合理地设置半导体制冷片的制冷能力。由此，使腔内气体的温度降低至不至于结露的温度。另一方面，半导体制冷片6的热端与上壳2或下壳3直接接触，从而将热量传递至上壳2或下壳3，进而从下壳2或上壳3将热量散发至外界。也可以是，通过预先通过实验或在实际工况下测量感光芯片在常温下工作的功率，对半导体制冷片6的电流大小进行预先设置。

此外，半导体制冷片6优选为与壳体中的下壳3直接接触。这是因为，上壳2通常还充当容纳镜片组的镜筒使用。在非一体式镜头的情况下，在上壳2中也需要设置用于容纳镜片组的镜筒。这种情况下，如果使半导体制冷片6与上壳2接触，传递至上壳2的热量在向外界散发的同时，可能会有部分热量被传递至镜片组，进而导致镜片组周围的气体温度升高。因此，在本申请中，优选为半导体制冷片6与远离镜片组的下壳3直接接触，从而减少腔内空气、特别是镜片组附近的腔内空气被加热的可能性。

优选的，还可以在半导体制冷片6的绝缘陶瓷片61与金属导体62不接触的一侧设置导热硅脂，从而减少接触热阻。导热硅脂作为一种高导热绝缘有机硅材料，可在－50℃—+30℃的温度下长期保持使用时的脂膏状态，用于等电子元器件的导热及散热，从而保证电子元器件的电气性能的稳定。

进一步地，为了保证更好的导热效果，本申请的摄像模组100的上壳2和下壳3优选采用不同热传导率的材料。具体地说，上壳2优选为由低热传导率及低吸水率的材料构成，下壳3优选为由高热传导率及低吸水率的材料构成。作为一例，上壳2由热传导率低于0.3W/(m*K)、吸水率低于0.5％的塑料材质构成，下壳3由热传导率高于90W/(m*K)的金属材质、如铝合金、纯铝等金属材料构成。这样，由于上壳2的热传导率低于下壳3的热传导率，并且半导体制冷片6是与下壳3直接接触，因此感光芯片4和印刷线路板5等电子器件的热量更多向下壳3传导，而难以向上壳2传导，能够有效地可以避免镜片内部起雾。

优选的，如图1所示，下壳3设置朝向摄像模组100的内部腔体凸出的凸台31。该凸台31可以与下壳3一体地设置，也可以分体地设置。凸台31在为半导体制冷片6及印刷线路板5等提供支撑强度的同时，还作为下壳3的向内部腔体的延伸，能够更直接地与半导体制冷片6抵接。即，通过凸台31的设置，实现了半导体制冷片6与下壳3的直接接触。凸台31与半导体制冷片6的热端直接接触，可以更好地将将感光芯片4及印刷线路板5工作产生的热量向下壳3传导。

下壳3还设置有散热格栅32，通过散热格栅32可以加强空气对流、辐射，从而更快散热。散热格栅32可以与下壳3一体地设置，也可以分体地设置。此外，在图1中示出了在下壳3的后方、即远离镜片组的一侧设置了散热格栅32，但是不限于此，也可以在下壳3的侧面等也设置散热格栅32。由此，形成了电子器件→半导体制冷片6→凸台31→下壳3→散热格栅32的导热路径。

图3为本申请的上壳一体式镜头与现有镜头的对比图。如图3左图所示，非一体式镜头的外壳与镜片之间存在的安装缝隙作为风道，使得缝隙处有水汽储留而一直有水汽压力。而作为本申请的上壳2与镜片组成一体式镜头，如图3右图所示，上壳2与最外侧镜片1之间一体无缝隙，减少水汽渗入，同时上壳2的材料为低吸水率的塑料，也会减少吸水。

本申请的摄像模组100使用的半导体制冷片6为主动制冷，可将感光芯片4和印刷线路板5适当地冷却，并且可靠性高，无制冷剂及运动部件，无振动噪音，尺寸小重量轻，受电子干扰小，安装简单寿命长。

应当理解，以上所述的具体实施例仅用于解释本申请，本申请的保护范围并不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其发明构思加以变更、置换、结合，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摄像模组，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体至少由上壳和下壳构成，构成所述下壳的材料的热传导率高于构成所述上壳的材料的热传导率；

包含至少一个镜片的镜片组，所述镜片组安装于所述摄像模组的朝向被摄物体的前端、即所述上壳的前端；

感光芯片，所述感光芯片设置于所述上壳与所述下壳包围构成的腔体内；

印刷线路板，所述印刷线路板设置于所述腔体内，所述感光芯片设置于所述印刷线路板的朝向所述镜片组的一侧；

半导体制冷片，所述半导体制冷片设置于所述印刷线路板的背离所述镜片组的一侧，所述半导体制冷片的冷端与所述印刷线路板抵接，所述半导体制冷片的热端与所述下壳抵接；

所述下壳的后端设置有散热格栅。

2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，

所述散热格栅与所述下壳一体地设置。

3.根据权利要求1或2所述的摄像模组，其特征在于，

所述上壳为塑料材料，所述下壳为金属材料。

4.根据权利要求1或2所述的摄像模组，其特征在于，

所述下壳设置有朝向所述上壳凸起的凸台，所述凸台与所述半导体制冷片的所述热端抵接。

5.根据权利要求1或2所述的摄像模组，其特征在于，

所述上壳的一部分构成为用于容纳所述镜片组的镜筒。

6.根据权利要求1或2所述的摄像模组，其特征在于，

所述半导体制冷片是由金属导体将多对互相排列的N型半导体和P型半导体相互连接形成一条完整导电线路，再由两片绝缘陶瓷片将所述金属导体、所述N型半导体和所述P型半导体相夹而构成，与所述印刷线路板接触的所述半导体制冷片的前方的绝缘陶瓷片为所述半导体制冷片的所述冷端，与所述下壳接触的所述半导体制冷片的后方的绝缘陶瓷片为所述半导体制冷片的所述热端。

7.根据权利要求6所述的摄像模组，其特征在于，

所述半导体制冷片还设置有用于从所述印刷线路板供电的导线。

8.根据权利要求7所述的摄像模组，其特征在于，

所述半导体制冷片还设置有与所述导线连接的控制元件，所述控制元件控制通过所述半导体制冷片的电流。

9.根据权利要求3所述的摄像模组，其特征在于，

构成所述上壳的塑料材料的热传导率低于0.3W/(m·K)、吸水率低于0.5％；

构成所述下壳的金属材料的热传导率高于90W/(m·K)。

10.根据权利要求6所述的摄像模组，其特征在于，

所述绝缘陶瓷片的表面设置导热硅脂。