一种计算机图像采集装置及使用方法

技术领域

本发明属于图像采集技术领域，尤其涉及一种计算机图像采集装置及使用方法。

背景技术

图像采集是基于复杂的光学系统、计算机处理系统实现的现代科学。通常计算机图像采集装置是需要依赖于前置的摄像组件完成。

较为常见的摄像组件除了镜头外还会在镜头外设置透明外罩起到一个防护的作用，透明外罩与镜头之间通常密封填充惰性气体，以避免进入水汽在较低温度的情况下使透明外罩的内侧产生水雾，影响镜头的采集效果。

上述这种密封填充惰性气体能一定程度上减少摄像机的起雾现象，但是该方案对摄像机的密封性能要求较高，而且无法避免因密封性降低导致水汽进入后再次起雾的问题。

另外，现有技术中申请号为201710058610.0的中国专利申请中，公开了在镜头外部、透明外罩内侧固定防雾装置，所述防雾装置包括导电挡光圈以及分别与所述导电挡光圈连接的第一电极和第二电极，并设置温湿度传感器及电性相连接的控制装置，当所述温湿度传感器检测到图像采集设备内部的湿度达到设定的湿度阈值时，所述控制装置控制所述第一电极和所述第二电极通电。

上述方法方法本质上还是设置加热部件对透明外罩内的空气进行加热，但是这种防雾装置在实际使用过程中任然存在一定的问题：尤其使在机房工况下，机房内通常使用于统一布置通信设备的场所，如交换机、防火墙等，这些设备工作时会产生大量的热量，因此机房内通常设置一定的温度来帮助散热，一般温度都低于20℃，而摄像组件在工作时内部温度可高达50℃，这种情况下透明外罩内会持续产生水雾，而防雾装置也会持续工作，防雾装置产生的持续高温会加速摄像组件内的电子原件的老化。

发明内容

本发明针对现有技术中的问题，提出如下技术方案：

本发明的目的在于提供一种计算机图像采集装置，包括：

摄像头总成，所述摄像头总成包括壳体以及设置在壳体内的风扇，所述壳体上具有进风孔和出风孔；

防护罩，安装于所述摄像头总成的镜头端，所述防护罩内部形成有位于防护罩顶部的吹气孔；

顶部外壳，安装在摄像头总成上，所述顶部外壳将摄像头总成上的出风孔与防护罩内的吹气孔连通形成冷却除雾一体式气流通道。

进一步的，所述防护罩的底部设置排出孔。

进一步的，所述壳体内设置有气体处理组件，所述气体处理组件位于出风孔处，且气体处理组件至少有一种覆盖所述出风孔的状态。

进一步的，所述气体处理组件可平动的设置，所述壳体内设置有能驱动气体处理组件平动的控制组件，所述气体处理组件成对设置，每一对的气体处理组件两端均具有滑销，两端的滑销可沿连线方向滑动，所述滑销位于成对的气体处理组件之间，所述滑销与气体处理组件通过楔形面配合，所述滑销同步等距离地靠近或远离以驱动气体处理组件收起或打开。

进一步的，气体处理组件两端的滑销通过柔性绳相连，所述壳体上具有容纳柔性绳的槽，槽中设置有限位部，所述柔性绳绕过限位部连接至两个滑销。

进一步的，每一对的气体处理组件之间通过弹簧相连，所述弹簧常态下将两个气体处理组件拉拢靠紧。

进一步的，所述滑销暴露至壳体的尾端，所述顶部外壳上设置有与滑销配合的压块，所述压块能深入壳体并推动滑销滑动。

本发明的另一目的在于提供一种计算机图像采集装置的使用方法，该方法为：

将顶部外壳装配至壳体上，使压块推动滑销以打开气体处理组件覆盖出风孔；

摄像头总成、顶部外壳与防护罩内形成冷却除雾一体式气流通道；

风扇工作，将外部的低温空气输送至壳体内进行降温；

在壳体内完成热交换的气体经气体处理组件后输送至防护罩除水雾。

本发明的有益效果为：

(1)对摄像头总成持续降温，本实施例的计算机图像采集装置设置在机房中时，外部的空气温度远低于摄像头总成内电子元件因工作散发热量所导致的内部温度升高的温度，因此通过风扇进入壳体内的气体可以对摄像头总成内电子元件进行快速且有效的散热，十分有利于避免高温导致的摄像头总成内电子元件加速老化问题；

(2)减少防护罩内起雾现象，外部的低温空气在壳体内与电子元件发生热交换后会升高温度，经出风孔、顶部外壳、接口后从吹气孔吹出，气流方向是朝向透明防护片的，气流本身由上向下会将凝结在透明防护片上很小的水雾向下吹动滑落，而且气流提高了透明防护片附近区域的空气流动，可以加快透明防护片上雾气的蒸发散失，再加上气流本身经过换热后具有一定高的温度，对于加速雾气的蒸发散失也能起到有效的帮助效果，在高温气流持续输入空腔后，可以对透明防护片起到持续性加热和保温效果，较高温度的透明防护片也能避免空腔内的水汽液化成雾气。

附图说明

图1示出的是计算机图像采集装置的结构示意图；

图2示出的是摄像头总成的壳体的结构示意图；

图3示出的是防护罩的结构示意图；

图4示出的是顶部外壳的结构示意图；

图5示出的是壳体上气体处理组件收起的状态示意图；

图6示出的是壳体上气体处理组件打开的状态示意图；

图7示出的是气体处理组件的平动控制组件的第一状态示意图；

图8示出的是气体处理组件的平动控制组件的第二状态示意图；

图9示出的是两个滑销在壳体上的连接关系示意图；

图10示出的是壳体上滑销的位置示意图；

图11示出的是顶部外壳上压块的结构示意图。

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，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例

图1示出的是计算机图像采集装置的结构示意图，该计算机图像采集装置包括摄像头总成10、顶部外壳20和防护罩30，其中防护罩30安装在摄像头总成10的镜头端，对镜头进行防护，顶部外壳20安装在摄像头总成10的顶部，并跨越摄像头总成10与防护罩30相连，顶部外壳20在一定程度上也起到了对摄像头总成10的防护作用。

需要说明的是本实施例中，摄像头总成10是指集成了镜头、VCM马达、底座、IR滤光片、图像传感器、电路板及连接固定用的必要的壳体等部件的总成，能独立实现图像采集、信号转换、信号传输。

图2示出的是摄像头总成10的壳体110的结构示意图，该摄像头总成10包括壳体110以及安装在壳体110内的镜头、VCM马达、底座、IR滤光片、图像传感器、电路板等部件，参见图2，壳体110内具有一支架111，支架111上安装有风扇120，壳体110上开设了进风孔112和出风孔113，进风孔112设置在支架111的下方，出风孔113设置在壳体110的顶部，当风扇120工作时，外部空气在风扇120作用下通过进风孔112进入壳体110内，并通过出风孔113排出，形成如图2中箭头P所示的气流方向。

图3示出的是防护罩30的结构示意图，防护罩30内部具有空腔301，空腔301在防护罩30上具有两个开口，一个开口用于固定透明防护片320，另一端用于与摄像头总成10的镜头端相连接，使透明防护片320布置在摄像头总成10的镜头外部对其进行防护，通常摄像头总成10与防护罩30可以采用螺纹连接固定，但并不限定仅使用该方法。

防护罩30的顶部具有凸出的中空的接口310，该接口310的中空部向空腔301内延伸形成吹气孔302，吹气孔302设置在透明防护片320的顶部，吹气孔302的吹气方向M为从透明防护片320的顶部斜向吹送；结合图1，顶部外壳20可以将出风孔113与接口310连通，从而形成由进风孔112、出风孔113、接口310、吹气孔302、空腔301构成的单向气路，该单向气路可以实现如下作用：

(1)对摄像头总成10持续降温，本实施例的计算机图像采集装置设置在机房中时，外部的空气温度远低于摄像头总成10内电子元件因工作散发热量所导致的内部温度升高的温度，因此通过风扇120进入壳体110内的气体可以对摄像头总成10内电子元件进行快速且有效的散热，十分有利于避免高温导致的摄像头总成10内电子元件加速老化问题；

(2)减少防护罩30内起雾现象，外部的低温空气在壳体110内与电子元件发生热交换后会升高温度，经出风孔113、顶部外壳20、接口310后从吹气孔302吹出，气流方向是朝向透明防护片320的，气流本身由上向下会将凝结在透明防护片320上很小的水雾向下吹动滑落，而且气流提高了透明防护片320附近区域的空气流动，可以加快透明防护片320上雾气的蒸发散失，再加上气流本身经过换热后具有一定高的温度，对于加速雾气的蒸发散失也能起到有效的帮助效果，在高温气流持续输入空腔301后，可以对透明防护片320起到持续性加热和保温效果，较高温度的透明防护片320也能避免空腔301内的水汽液化成雾气。

参见图3，防护罩30的底部设置排出孔303，排出孔303用于及时将防护罩30内的气体以及被吹下滑落的液滴排出。

图4示出的是顶部外壳20的结构示意图，该顶部外壳20安装后与壳体110相互贴合，且顶部外壳20上具有与出风孔113对应的集气腔201，顶部外壳20上还设置由连接孔203和通道202，连接孔203和集气腔201通过通道202连通，该连接孔203的数量及位置与防护罩30上的接口310是对应设置的，以便于顶部外壳20安装后接口310插入连接孔203内，使出风孔113排出的气流经集气腔201、通道202和连接孔203进入接口310内，图4中，通道202和连接孔203是通过局部剖视进行示意的。

需要说明的是，本实施例中接口310、与接口310插接配合的连接孔203的数量、位置、截面形状均不限定为上述一种，可以根据实际的设计需要确定；另外连通连接孔203和集气腔201的通道202的截面形状、路径也不限定为上述一种，可以根据实际的设计需要确定。

出风孔113和进风孔112的形状和排列关系也不限于附图中示出的一种，均可以根据实际的设计需要确定；集气腔201可以优选设置为覆盖所有出风孔113以便于所有的气体均能进入集气腔201内，集气腔201的外周侧还可以设置密封圈，以便于顶部外壳20装配后，保证集气腔201与出风孔113之间的气密性。

参见图5和图6，壳体110的顶部还设置了可平动的气体处理组件130，如图6中所示，气体处理组件130通过平动可以移至出风孔113上方将其覆盖，气体处理组件130可以对出风孔113排出的气体进行处理；同样的，如图5中所示，气体处理组件130也可以通过平动移至出风孔113的外侧，将出风孔113完全暴露出来。

上述的气体处理组件130通常可以是膜片状的吸湿部件、过滤部件，对通过出风孔113的气体进行除水汽、粉尘等，从而保证进入防护罩30内的气体是低含尘量、低湿度的，低含尘量可以保证水汽没有更多的液化可以依靠的核，粉尘附着在透明防护片320上成为水汽液化的核；低湿度的空气可以保证进入防护罩30内的空气含水量低，因而更不容易发生雾化现象。

另外，将气体处理组件130设置成可平动的，除了能满足正常工作时对进入防护罩30内的气体进行处理的要求，还能满足维护要求，在长时间使用后，由于空气是从外部经风扇120进入壳体110内，不可避免的会携带灰尘，并附着在壳体110内部，此时使风扇120工作在较大转速下，将气体处理组件130收起，使出风孔113完全露出，利用风扇120将壳体110内部的大部分灰尘从出风孔113吹出，且为了提高清理效果，可以在维护时将摄像头总成10拆卸下来，将摄像头总成10倒置，使出风孔113朝下，这样更便于排出灰尘。

参见图7和图8，为气体处理组件130的平动控制组件的结构示意图，该平动控制组件为设置在气体处理组件130两端的滑销140，气体处理组件130成对设置，每一端的滑销140设置在两个气体处理组件130之间，壳体110上设置有与滑销140配合的滑槽114，每一组气体处理组件130的两侧可设置出风孔113，滑销140的头部为楔形面，气体处理组件130与滑销140的接触面也为楔形面，如图6所示，当两端的滑销140同步靠近时，在楔形面的配合作用下将两个气体处理组件130向两侧排挤，从而逐渐将出风孔113覆盖，如图7中所示的为气体处理组件130将出风孔113部分覆盖。

图9示出的是两个滑销140在壳体110上的连接关系示意图，根据图9所示，两个滑销140的底部之间通过柔性绳150相连，壳体110在底部具有容纳柔性绳150的槽，且槽中设置有限位部160，柔性绳150绕过限位部160连接至两个滑销140上，当外侧的滑销140向左运动时，通过柔性绳150的同步牵拉，会带动另一侧的滑销140同步向右滑动相同的距离，从而保证两个滑销140配合作用将两个气体处理组件130打开。

参见图8，两个气体处理组件130之间通过若干个弹簧131相连，弹簧131在常态下将两个气体处理组件130拉拢靠紧，当两个气体处理组件130处于打开状态，当外力解除后，弹簧131将两个气体处理组件130再次拉拢靠紧复位，同时通过楔形面的配合作用将滑销140复位。

参见图5、图6和图9，气体处理组件130及其平动控制组件是通过在壳体110的顶部开槽后安装，并在外部设置压板115对其进行固定。

图10示出的是壳体110上滑销140的位置示意图，壳体110的尾端具有通孔，滑销140从该通孔中暴露，图11示出的是顶部外壳20的结构示意图，顶部外壳20上设置有能进入通孔的压块220，在装配过程中，顶部外壳20上的压块220会进入通孔接触滑销140，并推动滑销140运动，在楔形面的配合作用下将两个气体处理组件130打开以覆盖出风孔113。

上述计算机图像采集装置的使用方法为：

将顶部外壳20装配至壳体110上，使压块220推动滑销140以打开气体处理组件130覆盖出风孔113；

出风孔113、集气腔201、通道202、连接孔203、接口310依次相连形成冷却除雾气流通道；

风扇120工作，将外部的低温空气输送至壳体110内进行降温；

在壳体110内完成热交换的气体经气体处理组件130后输送至防护罩30除水雾。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。