CN114745489A - 电子设备及其摄像头模组 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电子设备及其摄像头模组,摄像头模组包括电路板、芯片、镜座、镜头、冷却模块和加热模块,镜座的内腔内设置有第一温度检测模块,镜头连接有第二温度检测模块,冷却模块用于在第一温度检测模块所检测的内腔的环境温度高于第一预设阈值时为芯片降温,加热模块用于在第二温度检测模块所检测的镜头的温度低于第二预设阈值时为镜头升温,第二预设阈值小于第一预设阈值。本申请的电子设备及其摄像头模组,避免了芯片的工作环境温度过高而导致成像模糊,又避免镜头的工作环境温度过低而焦距发生改变,继而降低了摄像头模组受温度影响而导致成像模糊的几率。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域,特别是涉及电子设备及其摄像头模组。
背景技术
拍摄作为手机、平板电脑等电子设备的常用功能,用户对拍摄出的图片质量有着越来越高的要求。
然而,摄像头模组在工作过程中,随着使用时间的增加,摄像头模组的芯片产生的热量越来越多,芯片过热会对出图产生影响,甚至热量传递到镜筒,导致镜筒内的镜片温度升高,影响到镜头的焦距,导致摄像头模组成像变模糊。此外,摄像头模组在寒冷环境(例如零下环境)中,镜头中的镜片和镜片之间的间隙会出现收缩,不仅改变了镜头内部的结构,而且改变了镜头原有的焦距,同样会出现成像模糊的问题。
发明内容
本申请实施例中提供一种电子设备及其摄像头模组,以解决摄像头模组成像模糊的问题。
一方面,本申请提供一种摄像头模组,包括:
电路板;
芯片,设置在所述电路板上;
镜座,与所述电路板相连接,所述镜座形成有为所述芯片提供工作环境的内腔,所述内腔内设置有第一温度检测模块,所述第一温度检测模块用于检测所述内腔的环境温度;
镜头,与所述镜座相连接,所述镜头连接有第二温度检测模块;
冷却模块,用于在所述第一温度检测模块所检测的所述内腔的环境温度高于第一预设阈值时为所述芯片降温;
加热模块,用于在所述第二温度检测模块所检测的所述镜头的温度低于第二预设阈值时为所述镜头升温,所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。
另一方面,本申请提供一种电子设备,包括上述的摄像头模组。
本申请的电子设备及其摄像头模组,利用第一温度检测模块、第二温度检测模块分别检测镜座的内腔以及镜头的温度,并使得控制模块根据第一温度检测模块所检测的温度控制冷却模块工作,控制模块根据第二温度检测模块所检测的温度控制加热模块工作,实现了分别将摄像头模组的芯片和镜头控制在合适温度的工作环境下,既避免了芯片的工作环境温度过高而导致成像模糊,又避免镜头的工作环境温度过低而焦距发生改变,继而降低了摄像头模组受温度影响而导致成像模糊的几率。
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他的附图。
图1为一实施方式提供的电子设备的立体图;
图2为一实施方式的摄像头模组的剖面结构示意图;
图3为一实施方式的摄像头模组的外观结构示意图;
图4为一实施方式的摄像头模组的另一视角的外观结构示意图;
图5为一实施例的摄像头模组中,镜座的结构示意图;
图6为一实施例的摄像头模组中,滤光片与镜座的装配示意图;
图7为一实施例的摄像头模组中,镜座的另一视角的结构示意图;
图8为一实施例的摄像头模组移除电路板时的局部结构示意图;
图9为一实施例的摄像头模组中,第二温度传感器在镜筒中分布示意图;
图10为一实施例的摄像头模组移除镜筒时的局部结构示意图;
图11为另一实施方式的摄像头模组的结构示意图;
图12为再一实施方式的摄像头模组的剖面结构示意图;
图13为又一实施方式的摄像头模组的结构示意图;
图14为图13示出的摄像头模组在第一导热件和第二导热件相接触时的侧面结构示意图;
图15为图13示出的摄像头模组在第一导热件和第二导热件相分离时的侧面结构示意图;
图16为另一实施方式的摄像头模组在第一导热件和第二导热件相分离时的结构示意图;
图17为图16示出的摄像头模组在第一导热件和第二导热件相接触时的结构示意图;
图18为又一实施方式的摄像头模组在第一导热件和第二导热件相分离时的结构示意图;
图19为图18示出的摄像头模组在第一导热件和第二导热件相接触时的结构示意图。
附图标号说明:
100、本体;110、机壳;120、显示屏;200、摄像头模组;210、电路板;220、芯片;230、镜座;230a、内腔;230b、通光口;240、镜头;241、镜筒;242、镜片;240a、光轴;250、冷却模块;251、冷却管道;251a、入口;251b、出口;252、迂回部;260、加热模块;260a、加热丝;270、隔热件;280、滤光片;290、加热管;201、第一温度检测模块;201a、第一温度传感器;202、第二温度检测模块;202a、第二温度传感器;203、第一导热件;204、第二导热件;205、第一温控元件;206、第二温控元件;207、安装座;207a、插槽;208、限位结构件。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
作为在此使用的“电子设备”指包括但不限于经由以下任意一种或者数种连接方式连接的能够接收和/或发送通信信号的装置:
(1)经由有线线路连接方式,如经由公共交换电话网络(Public SwitchedTelephone Networks,PSTN)、数字用户线路(Digital Subscriber Line,DSL)、数字电缆、直接电缆连接;
(2)经由无线接口方式,如蜂窝网络、无线局域网(Wireless Local AreaNetwork,WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器。
被设置成通过无线接口通信的电子设备可以被称为“移动终端”。移动终端的示例包括但不限于以下电子设备:
(1)卫星电话或蜂窝电话;
(2)可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信***(Personal Communications System,PCS)终端;
(3)无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历、配备有全球定位***(Global Positioning System,GPS)接收器的个人数字助理(PersonalDigital Assistant,PDA);
(4)常规膝上型和/或掌上型接收器;
(5)常规膝上型和/或掌上型无线电电话收发器等。
本申请一实施例的电子设备,电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环、智能手表、智能头盔、智能眼镜等。本发明实施例将以电子设备是手机为例进行说明,可以理解,电子设备的具体形式可以是其他,在此不作限制。
请参阅图1,电子设备包括本体100和摄像头模组200,摄像头模组200设置于本体100,并用于进行拍摄图像。
本体100包括机壳110以及与机壳110相连接的显示屏120,机壳110与显示屏120之间形成收容空间,收容空间用于收容电子设备的内部零件,机壳110可以对电子设备的内部零件起到保护效果。机壳110可以是电子设备的后盖,并覆盖电子设备的电池、主板等零部件。
摄像头模组200可以是安装在机壳110上,并且在需要进行拍摄时,摄像头模组200可以接收外界光线进行成像。
结合图2至图4所示,摄像头模组200包括电路板210、芯片220、镜座230、镜头240、冷却模块250和加热模块260。
其中,电路板210可以是PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)或FPC(Flexible Printed Circuit,柔性电路板)。在一些实施方式中,电路板210既包括PCB,也包括FPC,FPC的部分结构叠设于PCB,确切的说,FPC的部分从PCB的边缘伸出,从而便于利用FPC从PCB的边缘伸出的部分设置连接器,这样可以利用连接器便捷地实现将摄像头模组200与电子设备中对应的接口相连接。
芯片220设置在电路板210上,具体地,在一些实施方式中,芯片220采取贴片的形式安装于电路板210上,另外,芯片220也可以通过胶水粘接在电路板210上。芯片220用于在受到光照时产生光电效应以进行成像。需要说明的是,芯片220受光照产生光电效应时所产生的电信号可以由电路板210传输至相应的控制器、图像处理器、存储器等功能模块。
芯片220的类型可以包括CCD(ChargeCoupledDevice,电荷耦合)元件、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)器件和光敏二极管等。从色彩来划分,芯片220可以是彩色光传感器、单色光传感器、红外光传感器和灰度传感器等。对于芯片220的类型,在此不做限定。
镜座230与电路板210相连接,镜座230形成有为芯片220提供工作环境的内腔230a。
镜头240与镜座230相连接,镜头240用于对光线进行处理,经过镜头240处理的光线入射芯片220,以适应芯片220成像需要。
在本申请实施方式的摄像头模组200中,内腔230a内设置有第一温度检测模块201,第一温度检测模块201用于检测内腔230a的环境温度,镜头240连接有第二温度检测模块202。
冷却模块250用于在第一温度检测模块201所检测的内腔230a的环境温度高于第一预设阈值时为芯片220降温,继而降低了芯片220受温度影响而导致成像模糊的几率。
这里需要说明的是,冷却模块250可以直接对芯片220降温,也可以是通过对内腔230a的环境温度进行降温,使得内腔230a为芯片220提供适宜的工作环境,以间接对芯片220进行降温。其中,内腔230a的环境温度可能是受到芯片220或电路板210工作产生的热量而升高,也可能是电子设备工作过程中或摄像头模组200的工作环境温度过高而升高。由此,本申请的冷却模块250可以是设置在内腔230a内,也可以是设置在内腔230a外,只要能够降低内腔230a的环境温度,使得内腔230a为芯片220提供合适的工作环境即可。具体地,冷却模块250可以是设置在电路板210上,也可以是设置在镜座230上,还可以是电路板210和镜座230均设置冷却模块250。对于冷却模块250的设置位置,在此不做限定,只要能够满足对芯片220降温的需要即可。
在一些实施方式中,冷却模块250设置在芯片220的周侧,这样既可以降低内腔230a的环境温度,又不会影响通过镜头240的光线入射芯片220,有效确保成像质量。在一些实施方式中,冷却模块250设置在电路板210的背向芯片220的一侧,此时,冷却模块250位于内腔230a的外部,既不占用摄像头模组200的内部空间,也可以及时地对摄像头模组200进行散热,提高降温效率。
加热模块260用于在第二温度检测模块202所检测的镜头240的温度低于第二预设阈值时为镜头240升温,从而避免镜头240的温度过低而产生结构变化,继而导致镜头240的聚焦不准而影响成像效果。其中,第二预设阈值小于第一预设阈值。
需要说明的是,造成镜头240的温度过低的情况可能是摄像头工作环境较冷引起,例如,在高山、溶洞、冰窖等寒冷的环境中,镜头240会出现局部结构收缩而导致焦距发生改变,进而导致摄像头模组200成像变模糊,本申请实施方式的摄像头模组200中,由于加热模块260可以在镜头240的温度低于一定温度(例如第二预设阈值)时发热,从而可以为镜头240进行加热,避免了镜头240在低温工作环境中焦距发生改变。在一些实施方式中,遇到寒冷的天气或季节,当第二温度检测模块202所检测的镜头240的温度低于第二预设阈值时,加热模块260对镜头240进行加热升温,可以有效避免镜头240的工作环境温度过低而焦距发生改变,继而降低了摄像头模组200受温度影响而导致成像模糊的几率。
结合图3所示,加热模块260可以为2个,在其他实施方式中,加热模块260也可以为2个以上,对于加热模块260的数量,在此不做限定。
在一些实施方式中,第一温度检测模块201和/或第二温度检测模块202在相应位置进行实时温度检测,从而实现摄像头模组200的实时调节,将温度始终保持在设置温度区间内,继而将摄像头模组200始终保持在能够正常工作的状态,这样,即使电子设备的使用环境温度过低或过高,使用者也无需等待给电子设备降温或加热的时间,从而提升用户体验。可以理解地,第一温度检测模块201和/或第二温度检测模块202进行温度检测的时机,也可以是根据用户使用摄像头模组200的指令来触发,或者,以预设的频率或时间段开启温度检测。对于第一温度检测模块201和第二温度检测模块202的工作时机,在此不做限定。
第一温度检测模块201包括设置于电路板210上的多个第一温度传感器201a,具体地,第一温度传感器201a的数量可以为2个,也可以为2个以上。该实施方式中,至少2个第一温度传感器201a围绕芯片220的周侧间隔排布,以通过这种结构设置,提高对内腔230a的环境温度进行检测的准确性。
再次参阅图2所示,镜头240包括镜筒241和多个镜片242,多个镜片242沿镜头240的光轴240a方向设置于镜筒241。镜片242的数量可以为2片,也可以为2片以上。对于镜筒241内设置的镜片242的种类、数量以及排布结构形式,在此不作限定。
在一些实施方式中,镜头240也可以是相对镜座230固定,从而获得焦距固定的摄像头模组200。具体地,镜筒241与镜座230相连接,从而使得多个镜片242与镜座230之间保持相对固定,且由于电路板210与镜座230相连后,芯片220与镜座230保持相对固定,由此,多个镜片242相对芯片220相对固定,继而镜头240相对芯片220聚焦固定。
需要说明的是,在一些实施方式中,镜头240与镜座230为活动连接,确切的说,镜头240可以调整相对镜座230的位置,从而实现调焦。例如,在镜头240和镜座230可活动连接,两者之间设有音圈马达,利用音圈马达驱使镜头240移动,以实现光学对焦。
在一些实施方式中,镜座230和镜头240的至少一个连接有加热模块260。具体地,加热模块260可以是连接在镜座230的内壁(即围合形成内腔230a的侧壁),也可以是连接在镜座230的外壁,通过金属导热件将热量传导至镜头240,以实现对镜头240进行升温。在一些实施方式中,加热模块260也可以连接在镜筒241的内壁(即镜筒241的由于连接镜片242的侧壁),也可以是连接在镜筒241的外壁。在一些实施方式中,镜座230和镜头240均设置有加热模块260,从而在单个加热模块260效率一定时,这种结构设置可以提高对镜头240的升温效率。
在一些实施方式中,摄像头模组200包括隔热件270,镜座230与镜筒241分别连接于隔热件270的相背的两侧,通过这种结构设置,有利于冷却模块250和加热模块260分别对芯片220和镜头240的温度调节,以尽可能降低两者温度调节时产生干扰的几率。例如,在需要加热模块260对镜头240进行加热时,隔热件270的设置,可以减少加热模块260产生的热量从镜筒241传递至镜座230,这样不仅可以减少热量传递至镜座230造成损伤,提高热量利用率,同时,也避免了内腔230a的环境温度不合时宜地被升高,影响芯片220的工作性能。再例如,在需要冷却模块250对芯片220进行降温时,这种隔热件270的设置,可以尽可能地让冷却模块250对芯片220进行降温,而不会对位于镜头240进行降温,从而将芯片220温度调整至合适范围的同时,也避免了镜头240的温度被不合时宜地被降低,影响镜头240的整体聚焦性能。
隔热件270可以为橡胶材质。在一些实施方式中,隔热件270可以是由胶水固化形成,具体地,利用胶水将镜筒241与镜座230相连接,胶水固化后形成隔热件270。该实施方式中,隔热件270既可以起到连接作用,也可以起到隔热作用。从而无需独立设置隔热结构和连接结构,以减少结构件的设置数量,并有利于提高摄像头模组200的小型化。
继续参阅图2所示,镜头240与芯片220之间设有滤光片280,滤光片280用于过滤镜头240所出射的光线,以使得入射至芯片220的光线无杂光干扰,进而获得较好的成像效果。例如,在一些实施方式中,滤光片280可以过滤掉光线中的红外光,从而使得芯片220成像时不受红外光干扰,以提高成像效果。
具体地,结合图5和图6所示,镜座230开设有通光口230b,滤光片280与镜座230连接,并覆盖通光口230b,以与芯片220相对。在一些实施方式中,结合图7和图8所示,在第一温度检测模块201包括2个或2个以上的第一温度传感器201a的实施方式中,至少2个第一温度传感器201a围绕通光口230b的周侧设置,以提高对镜座230的内腔230a的环境温度的检测准确性。
在一些实施方式中,第二温度检测模块202设置于镜筒241的内壁。结合图9所示,第二温度检测模块202包括多个第二温度传感器202a,第二温度传感器202a的数量可以是2个,也可以为2个以上。
至少2个第二温度传感器202a对应于镜片242的边缘位置,以提升对镜片242的温度进行检测的准确性,从而在镜片242的温度过低时,加热模块260可以及时地对镜头240进行升温,使得镜片242温度恢复正常范围,以确保成像质量。例如,在低温工作环境下,如果不对镜头240进行升温,镜片242与镜片242之间的空气遇冷收缩,镜头240的焦距发生改变。由于本申请实施方式中,加热模块260可以对镜头240进行升温,从而克服了镜头240由于工作环境温度过低而导致焦距不准确的问题。
加热模块260和冷却模块250具有多种结构。下面仅示例性地分别对加热模块260和冷却模块250的结构加以说明。
结合图10所示,加热模块260包括与镜筒241相连接的加热丝260a,加热丝260a的至少部分结构环绕镜头240的光轴240a设置,从而有利于提升对镜头240的加热均匀性,以尽可能降低镜头240受热不均,有效确保镜头240的光学性能。需要说明的是,可以根据通电需要,加热丝260a的端部可以伸出镜筒241外。在一些实施方式中,加热丝260a的端部可以是埋设在镜筒241内部,通过导线与电路板210电连接,这样既不占用镜筒241的内侧(即设置镜片242的一侧)空间,也不占用镜筒241的外侧空间,有利于小型化设计。
进一步地,加热丝260a环绕镜头240的光轴240a的部分结构与镜片242同轴。镜片242作为对光线进行处理的光学元件,镜片242的受热越均匀,产生形变或移位的几率就越低。在该实施方式中,由于加热丝260a的部分结构以与镜片242同轴的方式环绕设置,可以尽可能提升镜片242的受热均匀性,因此,这种结构设置下,镜头240的光学性能稳定,有利于提升摄像头模组200的成像质量。
需要说明的是,加热丝260a也可以被称为电阻丝,在通入电流后会发热。在一些实施方式中,加热丝260a可以是以整体电阻加热的方式(即加热丝260a各部分一起发热)实现对镜头240进行加热,也可以是以一个或一个以上的单点电阻加热的方式(即加热丝260a分为多个加热点,多个加热点逐个地开始发热)实现对镜头240进行加热。对于加热丝260a对镜头240的加热方式以及加热丝260a的类型,在此不做限定。
在一些实施方式中,结合图11所示,冷却模块250包括冷却管道251,冷却管道251用于流通冷却介质,冷却介质用于带走芯片220和/或电路板210产生的热量。其中,冷却介质包括但不限于冷却液体或冷却气体。
冷却模块250进行冷却的方式,可以是采取循环冷却,也可以是采取单向流动的方式。在一些实施方式中,以冷却模块250为单向流动的冷却管道251为例,冷却管道251具有入口251a和出口251b,冷却介质由入口251a进入冷却管道251,并从出口251b流出冷却管道251,从而利用冷却介质带走热量,达到冷却的目的。
在其他实施方式中,冷却模块250还可以采取散热片、风冷等方式实现对芯片220进行冷却,对于冷却模块250的类型,在此不做限定。
在一些实施方式中,冷却管道251呈弯曲状,以提高受热面。具体地,冷却管道251包括至少一个迂回部252,迂回部252呈“U”形或“V”形。
继续参阅图11所示,迂回部252围合的空间内设置有加热管290,加热管290用于在第一温度检测模块201所检测的内腔230a的环境温度低于第三预设阈值时发热以为芯片220升温,其中,第三预设阈值小于第一预设阈值。通过这种结构设置,利用加热管290和冷却模块250,将芯片220控制在合适温度范围(例如20℃至25℃)。具体地,在温度高于该合适温度的上限(例如第一预设阈值)时,冷却模块250工作对芯片220进行降温,在温度低于该合适温度的下限(例如第三预设阈值)时,加热管290工作以对芯片220进行升温,从而使得芯片220在该合适温度下发挥良好的成像效果。
在其他实施方式中,冷却管道251也可以不形成迂回部252,此时,加热管290也可以设置在如电路板210的背向芯片220的一侧或镜座230的周侧。此外,加热管290也可以替换为其他能够通电发热的例如电阻丝、加热棒或电热片等发热元件,对于发热元件的类型以及设置位置,在此不做限定,只要能够对芯片220起到加热效果即可。
在一些实施方式中,摄像头模组200包括控制模块(图未示出),控制模块与第一温度检测模块201和第二温度检测模块202电连接,控制模块用于根据第一温度检测模块201的温度控制冷却模块250为芯片220降温,以及用于和第二温度检测模块202所检测的温度控制加热模块260为镜头240升温。
进一步地,控制模块的至少部分控制电路集成于芯片220,以节约控制模块设置空间,有利于摄像头模组200的小型化。
在摄像头模组200设有加热管290的实施方式中,加热管290与控制模块相连接,以在控制模块的控制下工作。
需要说明的是,电路板210和/或芯片220产生的热量可以被用来对镜头240进行加热,从而提升了摄像头模组200的整体热量利用率。
下面仅示例性地对摄像头模组200的结构做进一步说明。
结合图12所示,在镜头240包括镜筒241和多个镜片242的实施方式中,摄像头模组200包括第一导热件203,第一导热件203与镜座230和/或镜筒241相连接,第一导热件203用于将电路板210和/或芯片220产生的热量传导至镜筒241,以对镜片242进行升温。通过这种结构设置,由于摄像头模组200工作产生的热量能够从电路板210和/或芯片220经第一导热件203传递至镜筒241,因此,摄像头模组200在寒冷的工作环境工作时,位于镜筒241的镜片242温度会得到提升,从而有效降低了温度过低而导致聚焦不清的几率,继而达到提升摄像头模组200的成像质量的目的。
需要说明的是,第一导热件203可以是固定设置于镜座230和/或镜筒241,也可以采取活动连接的方式与镜座230和/或镜筒241相连接。
结合图13所示,在一些实施方式中,镜座230和/或镜头240设置连接有第一导热件203,电路板210和/或芯片220连接有第二导热件204,摄像头模组200包括第一温控元件205,第一温控元件205连接于加热模块260和第一导热件203之间。结合图14所示,当加热模块260发热时,第一温控元件205受热膨胀变形并驱使第一导热件203与第二导热件204相接触,第二导热件204将电路板210和/或芯片220产生的热量导出至第一导热件203。结合图15所示,当加热模块260停止发热时,第一温控元件205恢复形变以带动第一导热件203离开第二导热件204。
该实施方式中,在加热模块260对镜头240加热的过程中,第一导热件203和第二导热件204才互相接触,使得电路板210和/或芯片220产生的热量传导至镜头240,以利于这部分热量对镜头240的升温,减少加热模块260的功耗,以提升摄像头模组200的整体续航性能。
为了便于理解,这里举例加以说明。例如,在低温工作环境的镜头240需要获得25焦耳的热量才能恢复到正常工作温度,如果电路板210和/或芯片220产生的热量有5焦耳热量被传导至镜头240,此时,加热模块260只需为镜头240提高20焦耳的热量即可,而无需提供25焦耳的热量,由此,通过这种结构设置,可以减少加热模块260的能耗,提升摄像头模组200的整体功耗。
需要说明的是,还可以是通过其他结构设置来实现将电路板210和/或芯片220产生的热量用来给镜头240升温。
结合图16和图17所示,在一些实施方式中,镜座230和/或镜头240设置连接有第一导热件203,电路板210和/或芯片220连接有第二导热件204,摄像头模组200包括第二温控元件206,第二温控元件206的一端与电路板210和/或芯片220相连接,另一端与第二导热件204相连接,第二温控元件206用于吸收电路板210和/或芯片220产生的热量并膨胀变形,以带动第二导热件204靠近第一导热件203,在第二温控元件206作用下,第一导热件203与第二导热件204相接触或相分离。
其中,第一导热件203与第二导热件204相接触时,电路板210和/或芯片220产生的热量可以传导至镜头240。相应地,第一导热件203与第二导热件204相分离时,由于第一导热件203与第二导热件204不接触,热量不会从电路板210和/或芯片220传导至镜头240。通过这种设置,只有第二温控元件206的温度达到一定时,才能使得第一导热件203与第二导热件204相接触,实现将电路板210和/或芯片220产生的热量可以传导至镜头240,从而有利于维持将芯片220和镜头240维持在合适的工作温度下。
由于第二温控元件206的形状随着其温度变化,因此,可以利用第二温控元件206的这种特性实现温度控制,达到控制第一导热件203与第二导热件204相接触或相分离。
为了便于描述,将第二温控元件206实现将第一导热件203与第二导热件204相接触的温度称为“临界温度”。例如,第二温控元件206实现将第一导热件203与第二导热件204相接触的临界温度为25℃,则当电路板210和/或芯片220的温度高于或等于25℃时,第二导热件204在第二温控元件206的驱使下与第一导热件203相接触,第二导热件204将电路板210和/或芯片220产生的热量导出至第一导热件203,当电路板210和/或芯片220的温度低于25℃时,第二温控元件206恢复形变以带动第二导热件204离开第一导热件203。
在另一实施方式中,第二温控元件206实现将第一导热件203与第二导热件204相接触的临界温度可以不是25℃,例如,该临界温度为18℃至35℃中的任何一个,在此不做限定。
结合图18和图19所示,在另一些实施方式中,第一导热件203和第二导热件204均可以移动。具体地,镜座230和/或镜头240设置连接有第一导热件203,电路板210和/或芯片220连接有第二导热件204,摄像头模组200包括第一温控元件205和第二温控元件206,第一温控元件205连接于加热模块260和第一导热件203之间,第一温控元件205用于吸收加热模块260产生的热量并膨胀变形,以带动第一导热件203靠近第二导热件204。第二温控元件206的一端与电路板210和/或芯片220相连接,另一端与第二导热件204相连接,第二温控元件206用于吸收电路板210和/或芯片220产生的热量并膨胀变形,以带动第二导热件204靠近第一导热件203。该实施方式中,在第一温控元件205和第二温控元件206共同作用下,第一导热件203与第二导热件204相接触。通过这种结构设置,在电路板210和/或芯片220的温度降低到合适温度时,第二温控元件206由于随着温度的降低而收缩,最终带动第二导热件204离开第一导热件203。此时,电路板210和/或芯片220不再向镜头240传导热量,同时,加热模块260产生的热量也不会传导至电路板210和/或芯片220,以充分利用加热模块260产生的热量为镜头240进行升温,提高热能利用率。
在一些实施方式中,第一温控元件205的材质为记忆合金材料,记忆合金材料包括但不限于镍钛合金、铜合金或铁锰合金。
第一温控元件205的形状回复率的取值范围为4%-8%,比如第一温控元件205的形状回复率为4%、5%、6%、7%或8%。
相应地,第二温控元件206的材质可以为记忆合金材料。第二温控元件206的形状回复率的取值范围为4%-8%,比如第二温控元件206的形状回复率为4%、5%、6%、7%或8%。
第一温控元件205或第二温控元件206可以设置成螺旋状,螺旋状的第一温控元件205和第二温控元件206在受热时,具有与弹簧相类似的变形效果。在一些实施方式中,第一温控元件205或第二温控元件206的形状也可以为柱状或片状,在此不做限定。
在一些实施方式中,结合图18和图19所示,第一导热件203和第二导热件204分别可活地连接于安装座207,并通过安装座207与相应的结构相连接,以利用安装座207提高第一导热件203和第二导热件204的运动稳定性。例如,在一些实施方式中,第一导热件203和第二导热件204与对应的安装座207之间采取滑动配合的方式相连接。
在一些实施方式中,在第一导热件203和/或第二导热件204上连接有限位结构件208,限位结构件208采取记忆合金材料制成,限位结构件208在受热后会膨胀变形,与安装座207之间产生卡滞力,以限制第一导热件203和第二导热件204相对相应的安装座207回退,从而限位结构件208可以在一定温度范围内将第一导热件203和第二导热件204保持相对定位,使得第一导热件203和第二导热件204可以稳定地保持接触。只有在温度降低到一定时,限位结构件208恢复形变,最终解除对第一导热件203和第二导热件204的定位,使得第一导热件203和第二导热件204能够彼此分离。
更为具体地,以第一导热件203上的限位结构件208为例。结合图14和图15所示,第一导热件203的一端可移动地插设于安装座207的插槽207a内,在第一导热件203和第二导热件204分离状态下,限位结构件208未受热变形,位于插槽207a内,随着加热模块260对第一温控元件205加热,第一温控元件205膨胀变形的同时将热量传递至第一导热件203,从而第一导热件203会从插槽207a逐渐移出,最终使得限位结构件208沿插槽207a移动,当限位结构件208达到一定温度后膨胀变形,卡持在插槽207a的槽壁上或者位于插槽207a的开口处,最终由于限位结构件208膨胀变形后与插槽207a的槽壁产生挤压力,或者限位结构件208定位在插槽207a的开口处,第一导热件203无法相对安装座207回退至插槽207a内,从而保持第一导热件203和第二导热件204良好的接触,以持续将电路板210和/或芯片220产生的热量传导至镜头240。只有在加热模块260停止加热后,限位结构件208随着温度降低逐渐恢复形变,最终解除对第一导热件203的限位,此时,第一温控元件205温度降低的过程中会带动第一导热件203离开第二导热件204,避免电路板210和/或芯片220持续将产生的热量传导至镜头240而导致镜头240受热时间过长所产生的不良隐患。
第一导热件203和第二导热件204可以为柱体,也可以是诸如片状或丝状等其他形状,对于第一导热件203和第二导热件204的形状,在不做限定。
需要说明的是,上述实施方式中,图13至图19中,仅是为了便于理解,将前述的诸如第一导热件203、第二导热件204、第一温控元件205和第二温控元件206等结构件展示于镜座230和镜筒241外。在一些实施方式中,这些结构可以是位于镜座230和镜筒241围合的空间内,也可以是局部嵌设于镜座230或镜筒241,对于这些结构的设置位置,在此不做限制。
在本申请实施方式的摄像头模组200中,由于实现了摄像头模组200的温度的检测及调节,从而摄像头模组200能够在多种不同温度环境下进行自我监控和调节,来达到合适的工作温度,确保成像质量。以芯片220的温度为例,在一些实施方式中,通过上述的冷却模块250和加热管290可以将芯片220的温度保持在设置温度区间(例如20℃至25℃)内。该摄像头模组200能够应用为室外摄像头、汽车车身摄像头、无人机摄像头等对环境温度要求较高的摄像设备,通过自身温度调节来实时清晰出图。
进一步地,由于本申请实施方式的摄像头模组200能够进行温度检测与调节,从而在实现正常拍摄功能外,还可以作为探究镜头240或芯片220的温度承受能力,使得摄像头模组200自带温度测试功能,对摄像头模组200的工作温度区间进行测试。由此,通过测试,可以获得摄像头模组200的工作温度区间,继而可以根据摄像头模组200的工作温度区间,合理的配置第一预设阈值、第二预设阈值或第三预设阈值等参数。例如,通过测试发现,芯片220的工作环境温度高于40℃时,会出现成像模糊的不良,那么可以将第一预设阈值设定为40℃,继而在第一温度检测模块201所检测的内腔230a的环境温度高于第一预设阈值(即40℃)时,冷却模块250通过对芯片220进行降温,使得芯片220温度不会超出40℃,以维持芯片220的成像性能。再例如,通过测试发现,镜头240的温度在低于4℃时,镜头240会因材料出现“热胀冷缩”效应而变形,镜头240的焦距会发生改变,对成像质量产生不良影响。则可以将第二预设阈值设定为4℃,这样,当摄像头模组200在低温工作环境(例如冰雪环境)下拍摄时,第二温度检测模块202所检测的镜头240的温度低于第二预设阈值(即4℃)时,加热模块260工作产生热量以对镜头240进行升温,使得镜头240的温度不会低于4℃,以维持镜头240良好的光学性能,确保成像质量。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (16)
1.一种摄像头模组,其特征在于,包括:
电路板;
芯片,设置在所述电路板上;
镜座,与所述电路板相连接,所述镜座形成有为所述芯片提供工作环境的内腔,所述内腔内设置有第一温度检测模块,所述第一温度检测模块用于检测所述内腔的环境温度;
镜头,与所述镜座相连接,所述镜头连接有第二温度检测模块;
冷却模块,用于在所述第一温度检测模块所检测的所述内腔的环境温度高于第一预设阈值时为所述芯片降温;
加热模块,用于在所述第二温度检测模块所检测的所述镜头的温度低于第二预设阈值时为所述镜头升温,所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。
2.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述电路板和所述镜座的至少一个连接有所述冷却模块;和/或,所述镜座和所述镜头的至少一个连接有所述加热模块。
3.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述第一温度检测模块包括设置于所述电路板上的多个第一温度传感器,至少2个所述第一温度传感器围绕所述芯片的周侧间隔排布;
或者,所述镜座开设有通光口,所述镜座连接有滤光片,所述滤光片位于所述镜头与所述芯片之间并覆盖所述通光口,所述第一温度检测模块包括多个第一温度传感器,至少2个所述第一温度传感器围绕所述通光口的周侧设置。
4.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述镜头包括镜筒和多个镜片,多个镜片沿所述镜头的光轴方向设置于所述镜筒,所述镜筒与所述镜座相连接,所述第二温度检测模块设置于所述镜筒的内壁。
5.根据权利要求4所述的摄像头模组,其特征在于,所述第二温度检测模块包括多个第二温度传感器,至少2个所述第二温度传感器设置于所述镜片的边缘位置。
6.根据权利要求4所述的摄像头模组,其特征在于,包括隔热件,所述镜座与所述镜筒分别连接于所述隔热件的相背的两侧。
7.根据权利要求4所述的摄像头模组,其特征在于,所述加热模块包括与所述镜筒相连接的加热丝,所述加热丝的至少部分结构环绕所述镜头的光轴设置。
8.根据权利要求7所述的摄像头模组,其特征在于,所述加热丝环绕所述镜头的光轴的部分结构与所述镜片同轴。
9.根据权利要求4所述的摄像头模组,其特征在于,包括第一导热件,所述第一导热件与所述镜座和/或所述镜筒相连接,所述第一导热件用于将所述电路板和/或所述芯片产生的热量传导至所述镜筒,以对所述镜片进行升温。
10.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述冷却模块包括冷却管道,所述冷却管道用于流通冷却介质,所述冷却介质用于带走所述芯片和/或所述电路板产生的热量。
11.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,包括控制模块,所述控制模块与所述第一温度检测模块和所述第二温度检测模块电连接,所述控制模块用于根据所述第一温度检测模块的温度控制所述冷却模块为所述芯片降温,以及用于和所述第二温度检测模块所检测的温度控制所述加热模块为所述镜头升温。
12.根据权利要求11所述的摄像头模组,其特征在于,所述控制模块的至少部分控制电路集成于所述芯片。
13.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述镜座和/或所述镜头设置连接有第一导热件,所述电路板和/或所述芯片连接有第二导热件,所述摄像头模组包括第一温控元件,所述第一温控元件连接于所述加热模块和所述第一导热件之间,当所述加热模块发热时,所述第一温控元件受热膨胀变形并驱使所述第一导热件与所述第二导热件相接触,所述第二导热件将所述电路板和/或所述芯片产生的热量导出至所述第一导热件,当所述加热模块停止发热时,所述第一温控元件恢复形变以带动所述第一导热件离开所述第二导热件;
或者,所述镜座和/或所述镜头设置连接有第一导热件,所述电路板和/或所述芯片连接有第二导热件,所述摄像头模组包括第二温控元件,所述第二温控元件的一端与所述电路板和/或所述芯片相连接,另一端与所述第二导热件相连接,所述第二温控元件用于吸收所述电路板和/或所述芯片产生的热量并膨胀变形,以带动所述第二导热件靠近所述第一导热件,在所述第二温控元件作用下,所述第一导热件与所述第二导热件相接触或相分离。
14.根据权利要求1所述的摄像头模组,其特征在于,所述镜座和/或所述镜头设置连接有第一导热件,所述电路板和/或所述芯片连接有第二导热件,所述摄像头模组包括第一温控元件和第二温控元件,所述第一温控元件连接于所述加热模块和所述第一导热件之间,所述第一温控元件用于吸收所述加热模块产生的热量并膨胀变形,以带动所述第一导热件靠近所述第二导热件,所述第二温控元件的一端与所述电路板和/或所述芯片相连接,另一端与所述第二导热件相连接,所述第二温控元件用于吸收所述电路板和/或所述芯片产生的热量并膨胀变形,以带动所述第二导热件靠近所述第一导热件,在所述第一温控元件和所述第二温控元件共同作用下,所述第一导热件与所述第二导热件相接触。
15.根据权利要求14所述的摄像头模组,其特征在于,所述第一温控元件和所述第二温控元件中的至少一个的材质为记忆合金材料,和/或,所述第一温控元件和所述第二温控元件中的至少一个的形状回复率的取值范围为4%-8%。
16.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1-15任一项所述的摄像头模组。
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