一种自动防雾镜头装置、摄像模组及电子装置的制作方法

1.本发明涉及镜头技术领域，尤其涉及一种自动防雾镜头装置、摄像模组及和电子装置。


背景技术：

2.在摄影摄像、安防、工业相机和车载摄像模组应用时，常遇到因环境温度及湿度高低变化导致的摄像机镜头表面结霜或起雾现象，严重影响摄像机成像质量，甚至影响辅助驾驶或自动驾驶系统的功能进而引起行车安全问题。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明通过设计一种能够在镜头本体内部检测镜组温度并支持在镜组内实现电加热除霜除雾的方法，解决镜头结霜和起雾问题。
4.本发明提供如下技术方案：
5.一种镜头装置，包括：
6.镜筒；
7.镜片组件，镜片组件设于镜筒内，镜片组件包括沿光轴方向从物端到像端设置的第一镜片、第二镜片与第三镜片；
8.环形印刷线路板，环形印刷线路板设于第一镜片和第二镜片之间且与第一镜片的边缘贴合，环形印刷线路板朝向第一镜片的一侧表面设有加热元件和温度传感元件，温度传感元件用于获得第一镜片的温度数据；
9.柔性线路板，柔性线路板设于镜筒的侧边内壁，并且柔性线路板的一端与环形印刷线路板电连接，柔性线路板的另一端延伸至镜筒的像端外；
10.控制单元，控制单元与柔性线路板的另一端电连接，用于获取温度数据并控制加热元件工作；当获取的温度数据低于预设温度时，控制单元启动加热元件工作。
11.作为优选的技术方案，第一镜片的像端一侧表面的边缘处设有容置孔，容置孔能够容置温度传感元件；环形印刷线路板上对应容置孔的位置具有隔热层，温度传感元件设置于隔热层上。
12.作为优选的技术方案，第一镜片设置于镜筒的物端，第二镜片靠近第一镜片设置，第三镜片设于镜筒的像端。
13.作为优选的技术方案，第二镜片和第三镜片之间包括沿光轴方向交替设置的多个光学镜片及多个弹性间隔环。
14.作为优选的技术方案，加热元件为康铜发热电阻；温度传感元件为负温度系数温敏电阻。
15.作为优选的技术方案，加热元件和温度传感元件通过表面贴装焊接工艺设于印刷线路板表面。
16.作为优选的技术方案，柔性电路板通过软硬结合板的多层互联工艺与所述印刷电
路板的叠层互联。
17.作为优选的技术方案，还包括图像传感器印刷电路板；控制单元设于图像传感器印刷电路板上，控制单元通过走线与柔性电路板电连接。
18.作为优选的技术方案，控制单元包括场效应管开关和微控制器。
19.作为优选的技术方案，控制单元用于控制加热所述第一镜片，所述微控制器将输出开关信号传输到所述场效应管开关，所述场效应管开关开启，通过电源导通给所述加热元件，所述加热元件工作。
20.本技术还提供一种摄像模组，包括如上所述的镜头装置。
21.本技术还提供一种电子装置，包括如上所述的镜头装置。
22.本发明采用的技术方案能够达到的有益效果：镜头内部设置加热元件和温度传感元件，在镜头内部实现镜头本体温度检测和镜头本体自加热除霜除雾，很好的解决因环境温度及湿度高低变化导致的摄像机镜头表面结霜或起雾问题，消除镜头使用中的结霜和起雾现象。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
24.图1为本发明实施例1公开的镜头装置结构示意图；
25.图2为本发明实施例1公开的环形印刷电路板结构示意图；
26.图3为本发明实施例2公开的镜头装置结构示意图。
27.附图标记说明：
28.镜筒a；第一镜片10；第二镜片20；第三镜片30；环形印刷电路板b；加热元件b1；温度传感元件b2；柔性电路板c；弹性间隔环d；容置孔11。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例1
33.本实施例提供一种镜头装置，根据图1，包括：
34.镜筒a；
35.镜片组件，镜片组件设于镜筒a内，镜片组件包括沿光轴方向从物端到像端设置的第一镜片10、第二镜片20与第三镜片30；
36.环形印刷电路板b，环形印刷电路板b设于第一镜片10和第二镜片20之间且与第一镜片10的边缘贴合，环形印刷电路板b朝向第一镜片10的一侧表面设有加热元件b1和温度传感元件b2，温度传感元件b2用于获得第一镜片10的温度数据；
37.柔性电路板c，柔性电路板c设于镜筒a的侧边内壁，并且柔性电路板c的一端与环形印刷电路板b电连接，柔性电路板c的另一端延伸至镜筒a的像端外；
38.控制单元，控制单元与柔性电路板c的另一端电连接，用于获取温度数据并控制加热元件b1；当获取的温度数据低于预设温度时，控制单元启动加热元件b1工作。
39.优选的，第一镜片10设置于镜筒a的物端，第二镜片20靠近第一镜片10设置，第三镜片30设于镜筒a像端。
40.优选的，第二镜片20和第三镜片30之间包括沿光轴方向交替设置的多个光学镜片及多个弹性间隔环d。
41.优选的，镜片为凸透镜，或者凹透镜，或者凸透镜和凹透镜结合。
42.第二镜片20和第三镜片30之间具有多个光学镜片，具体数量根据不同镜头需求设定。每相邻两镜片之间设置一个弹性间隔环d，可以很好的将光学镜片固定于镜筒a内，使镜片不会因为应力作用而发生倾斜和移位。其中，弹性间隔环d也可以是非弹性材质，只要满足固定内镜筒a内需求即可。
43.优选的，加热元件b1为康铜发热电阻；温度传感元件b2为负温度系数温敏电阻。其中，康铜发热电阻是以铜镍为主要成份的电阻合金，康铜具有较低的电阻温度系数、较宽的使用温度范围，一般在480℃以下，还具有优异的加工性能和良好的焊接性能等优点；负温度系数热敏电阻又称ntc热敏电阻，是一类电阻值随温度增大而减小的一种传感器电阻。
44.优选的，加热元件b1和温度传感元件b2通过表面贴装焊接工艺设于印刷线路板表面。根据图2，印刷线路板上面通过表面贴装焊接(smt)工艺焊接了康铜材质的发热电阻，同时焊接了负温度系数温敏电阻(ntc)作为温度传感器，加热元件b1布置于环形柔性电路板的四周，并且在临近温度传感元件b2区域，加热元件b1的电阻丝呈直线与温度传感元件b2 连接，以便保护温度传感元件b2不受损坏。
45.印制电路板(printed circuit boards)，又称印刷电路板b，是电子元器件电气连接的提供者，印制电路板用pcb表示。
46.柔性电路板c(flexible printed circuit board)，简称"软板"，行业内俗称fpc，是用柔性的绝缘基材(主要是聚酰亚胺或聚酯薄膜)制成的印刷电路板b，具有许多硬性印刷电路板b不具备的优点。
47.在本实施例中设置环形柔性电路板c是通过软硬结合板的多层互联工艺与所述印刷电路板b的叠层互联。其中，线路通过pcb通孔导通。
48.优选的，控制单元设于镜筒a的第二端a2外部，并且通过走线与镜筒a内部的柔性电路板c电连接。
49.优选的，控制单元包括场效应管开关和微控制器。
50.加热元件b1和温度传感元件b2通过柔性线路板在镜筒a侧边内壁并且朝向镜筒像
端，引出镜头总成，镜头总成的尾部引出线路，与控制单元电连接。
51.温度检测和自动加热是在镜头组件外的控制单元上实现。控制单元是在摄像头的图像传感器所在的环形印刷电路板b上实现。镜头组件温度由环形印刷电路板b上的负温度系数温敏电阻所采集，反映为随温度变化而改变的电阻阻值。通过分压电路连接，将温敏电阻阻值转换为电压值，由模拟数字转换器(adc)采集到温敏电阻两端的与镜头组件温度呈负相关的电压值，转换为数字信号，提供给控制电路中的微控制器。微控制器将根据探测到的镜头组件温度数据，根据编写的软件来判断是否应进行镜头加热。如需加热，微控制器将输出开关信号到场效应管(mosfet)开关，场效应管开关开启，将摄像头电源导通给环形印刷电路板b上的康铜发热电阻，镜头组件即开始发热，通过镜头组件的发热来实现除霜、去雾水的功能。镜头组件在什么温度范围内会进行加热则由微控制器软件决定，根据实际调试情况而改变。
52.镜头表面结霜和起雾的原因是镜组最外侧镜片表面温度较低且环境湿度较高。当环境湿度高，镜组最外侧镜片表面温度低于凝水温度时将在最外侧镜片外表面凝结细小水滴形成起雾现象，其中凝水温度在不同环境下有差异；当镜组最外侧镜片表面温度低于结冰点时将在最外侧镜片外表面结霜。通过在镜头内检测镜组最外侧镜片温度，判断当前镜头外表面温度是否达到结霜温度或起雾温度。在镜组内实现电加热器件结构，在镜组温度过低而需要进行除霜除雾时，通过对镜头内部实现的电加热器件结构通电产生热量，使镜组最外侧镜片表面温度上升，高于结霜和起雾温度，实现消除结霜和起雾现象的功能目的。
53.实施例2
54.本实施例2提供另一种镜头装置，与实施例1的区别在于温度传感元件b2放置位置。
55.优选的，第一镜片10的像端一侧表面的边缘处设有容置孔11，见图3，容置孔11能够容置温度传感元件b2；环形印刷线路板b上对应容置孔11的位置具有隔热层，温度传感元件b2设置于隔热层上，能够更准确的感应第一镜片10外表面温度是否达到结霜温度或起雾温度。
56.实施例3
57.本实施例提供一种摄像模组，包括上述实施例1-2给出的镜头装置。
58.本实施例提供一种电子装置，包括上述实施例1-2给出的镜头装置。
59.以上对本技术实施例一种镜头装置、摄像模组及和电子装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。