防雾摄像头以及除雾方法

技术领域

本说明书涉及摄像头技术领域，尤其涉及一种防雾摄像头以及除雾方法。

背景技术

随着科技的几步，依赖摄像头的视觉技术越来越多地应用到各个领域中。摄像头中的镜头模组在工作过程中，由于外部环境(比如温度、湿度等)的变化可能导致镜头表面凝水起雾，从而影响镜头模组的成像效果及长期工作的可靠性。为解决镜头表面凝水起雾问题，可以通过各种手段来提升镜头表面温度，使镜头表面温度始终高于环境温度，破坏凝水起雾的必要条件。现有技术中，通常需要在镜头内布置专门的加热系统对镜头进行加热或隔离以提高镜头的温度，其成本高、方案复杂且除雾效果也一般。

因此，需要提供一种结构简单、成本低的防雾摄像头以及除雾方法。

发明内容

本说明书提供一种结构简单、成本低的防雾摄像头以及除雾方法。

第一方面，本说明书提供一种防雾摄像头，包括镜头模组、图像处理电路板以及导热组件，所述镜头模组运行时采集图像数据；所述图像处理电路板与所述镜头模组通信连接，运行时接收所述图像数据，并对所述图像数据进行数据处理，产生热量；所述导热组件由导热材质制成，包括第一端以及第二端，所述第一端与所述图像处理电路板连接；所述第二端与所述镜头模组连接，其中，所述防雾摄像头运行时，所述导热组件将所述热量从所述图像处理电路板传导至所述镜头模组。

在一些实施例中，所述镜头模组包括内壳体、镜片组件以及图像传感器，所述内壳体与所述第二端连接；所述镜片组件固定于所述内壳体内；所述图像传感器与所述内壳体固定连接，与所述图像处理电路板通信连接。

在一些实施例中，所述内壳体由刚性的导热材料制成。

在一些实施例中，所述内壳体的导热系数大于50瓦/米度。

在一些实施例中，所述第二端包括安装孔，所述内壳体穿设于所述安装孔中。

在一些实施例中，所述镜头模组与所述图像处理电路板相对固定。

在一些实施例中，所述第一端包括导热垫片，由柔性导热材料制成，与所述图像处理电路板固定连接。

在一些实施例中，所述导热组件的导热系数大于50瓦/米度。

在一些实施例中，所述第一端与所述第二端的距离小于60mm。

在一些实施例中，所述导热材料包括铝。

第二方面，本说明书还提供一种除雾方法，用于本说明书第一方面所述的防雾摄像头，包括通过所述图像处理电路板执行：接收所述图像数据；检测所述图像数据的清晰度，确定所述镜头模组是否需要除雾；以及确定所述镜头模组需要除雾，启动所述图像数据处理电路板对所述图像数据进行所述数据处理，以提升所述图像数据的清晰度，其中，所述数据处理使得所述图像处理电路板产生的所述热量增加，从而通过所述导热组件传导至所述镜头模组的所述热量增加，以对所述镜头模组除雾。

在一些实施例中，所述确定所述镜头模组是否需要除雾，包括：确定所述图像数据的清晰度小于预设的清晰度阈值，确定所述镜头模组需要除雾；或者确定所述图像数据的清晰度大于预设的清晰度阈值，确定所述镜头模组不需要除雾。

由以上技术方案可知，本说明书提供的防雾摄像头以及除雾方法，将摄像头内部的图像处理电路板(即芯片)与镜头模组通过由导热材料制成的导热组件连接，从而将图像处理电路板在工作时产生的热量传导至镜头模组上，实现对镜头模组的加热作用，使镜头模组的温度始终高于环境温度，防止镜头起雾。本说明书所述的防雾摄像头以及除雾方法将镜头模组的加热除雾与图像处理电路板的散热结合起来，利用图像处理电路板工作时发出的热量对镜头进行加热，无需在镜头模组中专门设置加热模块，而是对图像处理电路板产生的热量进行再利用，不仅节省了由于加热模组带来的成本和功耗的增加，同时更有利于图像处理电路板的散热，节省功耗，降低成本。

本说明书提供的防雾摄像头以及除雾方法的其他功能将在以下说明中部分列出。根据描述，以下数字和示例介绍的内容将对那些本领域的普通技术人员显而易见。本说明书提供的防雾摄像头以及除雾方法的创造性方面可以通过实践或使用下面详细示例中所述的方法、装置和组合得到充分解释。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例中的技术方案，下面将对实施例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说明书的一些实施例，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他的附图。

图1示出了根据本说明书的实施例提供的一种防雾摄像头的斜向结构示意图；

图2示出了根据本说明书的实施例提供的一种防雾摄像头的爆炸结构示意图；

图3示出了根据本说明书的实施例提供的一种防雾摄像头的剖面结构示意图；以及

图4示出了根据本说明书的实施例提供的一种除雾方法的流程图。

具体实施方式

以下描述提供了本说明书的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本说明书中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本说明书不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。

这里使用的术语仅用于描述特定示例实施例的目的，而不是限制性的。比如，除非上下文另有明确说明，这里所使用的，单数形式“一”，“一个”和“该”也可以包括复数形式。当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”和/或“含有”意思是指所关联的整数，步骤、操作、元素和/或组件存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或组的存在或在该系统/方法中可以添加其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或组。

考虑到以下描述，本说明书的这些特征和其他特征、以及结构的相关元件的操作和功能、以及部件的组合和制造的经济性可以得到明显提高。参考附图，所有这些形成本说明书的一部分。然而，应该清楚地理解，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本说明书的范围。还应理解，附图未按比例绘制。

现有技术中对镜头除雾主要有两种方式。一种是在镜头中设置镜头加热膜，将一种膜状或片状的电加热片，贴在镜头非成像部位，通过自身发热，把热量传导到镜头本体上，实现对镜头的加热，达到除雾的效果，这种方法成本较高，并且需要增加整机的电源功耗。另一种是在镜头的玻璃表面镀一层防止起雾的防雾膜，这种方法防起雾效果一般，成本偏高，有效时间短。

本说明书提供一种防雾摄像头。图1示出了根据本说明书的实施例提供的一种防雾摄像头100的斜向结构示意图；图2示出了根据本说明书的实施例提供的一种防雾摄像头100的爆炸结构示意图；图3示出了根据本说明书的实施例提供的一种防雾摄像头100的剖面结构示意图。如图1至图3所示，防雾摄像头100可以包括镜头模组120、图像处理电路板140以及导热组件160。在一些实施例中，防雾摄像头100还可以包括外壳体(图1至图3中未示出)。

镜头模组120与图像处理电路板140相对固定。在一些实施例中，镜头模组120与图像处理电路板140可以通过所述外壳体相对固定。所述外壳体可以是防雾摄像头100的安装基座。镜头模组120、图像处理电路板140以及导热组件160均可以直接或间接地安装在所述外壳体上或安装在所述外壳体内。镜头模组120以及图像处理电路板140可以通过任意的机械固定方式与所述外壳体固定，比如，螺纹连接、粘接、铆接、焊接、卡扣，等等。所述外壳体可以是任意形状，也可以基于镜头模组120、图像处理电路板140以及导热组件160的形状、大小、相对位置关系进行设计，本说明书对此不做限定。所述外壳体可以是任意材质，可以是金属材质，比如铝、铝合金，等等，也可以是非金属材质，比如塑料、尼龙、高分子材料，等等。本说明书对所述外壳体的材质不进行限定。

镜头模组120运行时可以采集图像数据。镜头模组120可以用于拍摄光学图像。图像处理电路板140运行时可以与镜头模组120通信连接，接收镜头模组120拍摄的所述图像数据，并对所述图像数据进行数据处理，产生热量。所述通信连接可以是电连接。图像处理电路板140可以是陶瓷电路板，氧化铝陶瓷电路板，氮化铝陶瓷电路板，线路板，PCB板，铝基板，高频板，厚铜板，阻抗板，PCB，超薄线路板，超薄电路板，印刷(铜刻蚀技术)电路板等中的任意一种。图像处理电路板140中集成有各个数据处理模块。所述数据处理可以是对所述图像数据的任意形式的信号处理，比如，锐化处理、模糊处理、增强处理、压缩处理、解压处理，等等。图像处理电路板140还可以包括其他模块，比如，红外灯模块、补光灯模块、电源管理模块、通信模块，等等。图像处理电路板140在运行过程中会产生大量的热量。为了保证图像处理电路板140的工作性能和可靠性，需将图像处理电路板140的热量及时带走。

导热组件160可以由导热材质制成。导热组件160可以连接图像处理电路板140以及镜头模组120。防雾摄像头100运行时，导热组件160可以将图像处理电路板140产生的热量传导至镜头模组120，以对镜头模组120进行加热，从而使镜头模组120的温度升高，避免起雾。

综上可知，本说明书提供的防雾摄像头100通过导热组件160将镜头模组120与图像处理电路板140连接，从而将图像处理电路板140工作时产生的热量及时地传导至镜头模组120中，从而对镜头模组120进行加热，防止镜头模组120起雾，同时又能保证图像处理电路板140的热量及时散出，保证图像处理电路板140工作性能和可靠性，在保证图像处理电路板140的散热的同时，防止镜头模组120起雾，既能节省成本，同时能够降低功耗。

如前所述，导热组件160由导热材料制成。为了保证图像处理电路板140与镜头模组120之间的热量传导的可靠性，尽量减少热损失，所述导热材料的导热系数越大越好。在一些实施例中，所述导热组件160的导热系数可以大于50瓦/米度。在一些实施例中，所述导热组件160的导热系数可以更高，比如，导热系数大于55瓦/米度，导热系数大于60瓦/米度，导热系数大于65瓦/米度，导热系数大于70瓦/米度，等等。在一些实施例中，比如，图像处理电路板140产生的热量较高，或者图像处理电路板140与镜头模组120之间的距离较近时，导热组件160的导热系数可以适当降低，比如，导热系数大于45瓦/米度，等等。所述导热材料可以是任意一种满足热传导性能的材料。所述导热材料可以是金属材料，比如，铝、铜、铁、钛、银，等等。所述导热材料也可以是非金属材料，比如，导热硅胶片、导热矽胶片、导热石墨片、纳米碳铜箔片、导热相变材料、PC材质导热塑料、ABS材质导热塑料、塑包铝导热材料，等等。防雾镜头100可以根据使用场景以及镜头模组120和图像处理电路板160的尺寸和距离，选取所述导热材料。

导热组件160的截面可以是任意形状，比如，矩形、正方形、梯形、多边形，等等。导热组件160的截面面积越大，热传导越快。防雾镜头100可以根据使用场景、镜头模组120和图像处理电路板160的尺寸和距离以及空间结构，设计导热组件160的截面。

如图1至图3所示，导热组件160可以包括第一端162和第二端164。第一端162可以与图像处理电路板140连接。第二端164可以与镜头模组120连接。所述连接可以是任意形式的机械固定方式，比如，螺纹连接、粘接、铆接、焊接、卡扣，等等。本说明书对此不作限定。

如图1至图3所示，为了保证导热组件160与图像处理电路板140之间连接的可靠性和紧密性，第一端162可以包括导热垫片163。导热垫片163可以由柔性的导热材料制成。第一端162与图像处理电路板140之间可以通过导热垫片163固定连接。第一端162与图像处理电路板140的连接，使得导热垫片163被压缩，保证导热的可靠性。导热垫片163的材料可以是导热硅胶片、导热胶、导热硅脂、导热凝胶等柔性导热材料。

第二端164包括安装孔165。镜头模组120可以穿设于安装孔165中，以与第二端164连接。

为保证图像处理电路板140与镜头模组120之间的热量传导的可靠性，尽量减少热损失，图像处理电路板140与镜头模组120之间的距离应尽可能小。即第一端162与第二端164的距离应尽可能小。在一些实施例中，第一端162与第二端164的距离可以小于60mm。在一些实施例中，比如，图像处理电路板140产生的热量较小的场景中，或者导热组件160的导热系数较小的场景中，第一端162与第二端164的距离可以更小，比如，小于55mm，小于50mm，小于45mm，小于40mm，等等。在一些实施例中，比如，图像处理电路板140产生的热量较大的场景中，或者导热组件160的导热系数较大的场景中，第一端162与第二端164的距离可以更大，比如，小65mm，小于70mm，小于75mm，小于80mm，等等。

如图1至图3所示，镜头模组120可以包括内壳体122、镜片组件124以及图像传感器126。

内壳体122可以是镜头模组120的安装基座。镜片组件124以及图像传感器126可以直接或间接地安装在内壳体122中或内壳体122上。如图至图3所示，镜片组件124可以安装在内壳体122内部。图像传感器126可以安装在内壳体122上。如前所述，镜头模组120可以与第二端164连接。具体地，第二端164可以与内壳体122连接。内壳体122可以穿设于安装孔165中。内壳体122与安装孔165之间可以是过盈配合，也可以是是过度配合，还可以是间隙配合。图像处理电路板140产生的所述热量通过导热垫片163传递至导热组件160，再从导热组件160的第一端162传递至第二端164，通过第二端164中的安装孔165与内壳体122之间的连接，将所述热量通过内壳体122传递至镜头组件124中，以给镜头组件124加热，防止镜头组件124起雾。为了保证热传导的可靠性，内壳体122可以由刚性的导热材料制成。所述导热材料的导热系数越大越好。在一些实施例中，内壳体122的导热系数可以大于50瓦/米度。在一些实施例中，内壳体122的导热系数可以更高，比如，导热系数大于55瓦/米度，导热系数大于60瓦/米度，导热系数大于65瓦/米度，导热系数大于70瓦/米度，等等。在一些实施例中，比如，图像处理电路板140产生的热量较高，或者图像处理电路板140与镜头模组120之间的距离较近时，内壳体122的导热系数可以适当降低，比如，导热系数大于45瓦/米度，等等。所述导热材料可以是任意一种满足热传导性能的材料。所述导热材料可以是金属材料，比如，铝、铜、铁、钛、银，等等。所述导热材料也可以是非金属材料，比如，导热硅胶片、导热矽胶片、导热石墨片、纳米碳铜箔片、导热相变材料、PC材质导热塑料、ABS材质导热塑料、塑包铝导热材料，等等。

镜片组件124可以是镜头模组120的成像设备。镜片组件124可以安装在内壳体122内部，并与内壳体122连接。所述热量通过导热组件160以及内壳体122传递至镜头组件124中，以给镜头组件124加热，防止镜头组件124起雾。镜片组件124可以包括多个透镜。光线从镜片组件124的入光侧射入，经过镜片组件124的折射后，从出光侧射出，并在图像传感器126上汇聚。镜片组件124可以是定焦镜头，也可以是变焦镜头，可以是有多个透镜组成的传统镜头，也可以是Metalens自适应变焦镜头，本说明书对此不做限定。

图像传感器126可以与内壳体122固定连接，并与图像处理电路板140通信连接。所述通信连接可以是电连接。图像传感器126可以是RGB图像传感器，也可以是IR图像传感器，还可以是RGB-IR图像传感器。图像传感器126可以包括集成了可见光(RGB)感光单元和/或红外(IR)感光单元的感光单元阵列。

综上所述，本说明书提供的防雾摄像头100通过导热组件160将镜头模组120与图像处理电路板140连接，从而将图像处理电路板140工作时产生的热量及时地传导至镜头模组120中，从而对镜头模组120进行加热，防止镜头模组120起雾，同时又能保证图像处理电路板140的热量及时散出，保证图像处理电路板140工作性能和可靠性，在保证图像处理电路板140的散热的同时，防止镜头模组120起雾，既能节省成本，同时能够降低功耗。

需要说明的是，在一些实施例中，防雾摄像头100还可以包括其他模组，比如电源模组，等等。

图4示出了根据本说明书的实施例提供的一种除雾方法P100的流程图。所述方法P100可以用于本说明书所述的防雾摄像头100。所述方法P100可以包括通过图像处理电路板140执行：

S120：接收所述图像数据；

S140：检测所述图像数据的清晰度，确定镜头模组120是否需要除雾。

具体地，步骤S140可以包括：

S142：确定所述图像数据的清晰度小于预设的清晰度阈值，确定镜头模组120需要除雾；或者

S144：确定所述图像数据的清晰度大于预设的清晰度阈值，确定镜头模组120不需要除雾。

当镜头模组120起雾时，由镜头模组120拍摄的所述图像数据的清晰度降低。图像处理电路板140可以识别所述图像数据的清晰度。当所述图像数据的清晰度小于预设的清晰度阈值，代表镜头模组120起雾了，确定镜头模组120需要除雾；当所述图像数据的清晰度大于预设的清晰度阈值，代表镜头模组120没有起雾，确定镜头模组120不需要除雾。所述清晰度阈值可以人工设定或更改。所述清晰度阈值可以根据经验值获取，也可以通过机器学习的方法训练得到。

S160：确定镜头模组120需要除雾，启动图像数据处理电路板140对所述图像数据进行所述数据处理，以提升所述图像数据的清晰度。

当确定镜头模组120起雾了，镜头模组120需要除雾时，防雾镜头100可以启动图像数据处理电路板140对所述图像数据进行所述数据处理。具体地，图像处理电路板140可以对所述图像数据进行数据增强处理，以提高所述图像数据的清晰度。其中，所述数据处理使得图像处理电路板140产生的所述热量增加，从而通过导热组件160传导至镜头模组120的热量增加；通过导热组件160将所述热量快速传递至镜头模组120，实现对镜头模组120的快速除雾。当镜头模组120表面的雾气消失时，镜头模组120拍摄的所述图像数据的清晰度上升，图像处理电路板140检测到镜头模组120表面雾气消失，镜头模组120不再需要除雾。图像处理电路板140对所述图像数据不再进行所述数据增强处理，图像处理电路板140的处理和计算量降低，合理降低图像处理电路板140功耗。

综上所述，本说明书提供的所述方法P100，通过对所述图像数据的清晰度进行检测，当检测到所述图像数据的清晰度降低时，需要对所述图像数据进行数据处理以提高所述图像数据的清晰度，所述数据处理增加了图像处理电路板140产生的热量，从而将更多的热量传递至镜头模组120，从而有效为镜头模组120除雾。本说明书提供的防雾摄像头100和除雾方法P100，通过在图像处理电路板140与镜头模组120之间连接导热组件160，将图像处理电路板140产生的热量传导至镜头模组120中，为镜头模组120加热除雾。防雾摄像头100和除雾方法P100不仅不需要设置专门的加热装置为镜头模组120加热，同时还能帮助图像处理电路板140快速散热，对图像处理电路板140产生的热量进行再利用，在降低成本的同时，降低了图像处理电路板140的功耗，同时帮助图像处理电路板140快速散热，提升图像处理电路板140的性能。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其他实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者是可能有利的。

综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本说明书需求囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本说明书提出，并且在本说明书的示例性实施例的精神和范围内。

此外，本说明书中的某些术语已被用于描述本说明书的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本说明书的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征，结构或特性可以在本说明书的一个或多个实施例中适当地组合。

应当理解，在本说明书的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本说明书的目的，本说明书将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本说明书的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本说明书中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。

本文引用的每个专利，专利申请，专利申请的出版物和其他材料，例如文章，书籍，说明书，出版物，文件，物品等，可以通过引用结合于此。用于所有目的的全部内容，除了与其相关的任何起诉文件历史，可能与本文件不一致或相冲突的任何相同的，或者任何可能对权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何相同的起诉文件历史。现在或以后与本文件相关联。举例来说，如果在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用与本文档相关的术语、描述、定义和/或之间存在任何不一致或冲突时，使用本文件中的术语为准。

最后，应理解，本文公开的申请的实施方案是对本说明书的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本说明书的范围内。因此，本说明书披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本说明书中的实施例采取替代配置来实现本说明书中的申请。因此，本说明书的实施例不限于申请中被精确地描述过的实施例。