Σε σύγχρονες ηλεκτρονικές συσκευές, η μονάδα της κάμερας λειτουργεί ως το "ηλεκτρονικό μάτι" μας.Η υπερθέρμανση όχι μόνο υπονομεύει την ποιότητα της εικόνας αλλά και συντομεύει τη διάρκεια ζωής της ενότηταςΟ τρόπος αποτελεσματικής ψύξης των μονάδων κάμερας έχει γίνει μια κρίσιμη πρόκληση για τους μηχανικούς.
Για τις ήδη κατασκευασμένες μονάδες κάμερας, η εσωτερική τους δομή δεν μπορεί να τροποποιηθεί, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν διαθέσιμες διάφορες εξωτερικές μεθόδους ψύξης:
Εγκαταστάσεις φυσικής ψύξης: Οι πιο κοινές λύσεις περιλαμβάνουν την τοποθέτηση μικροσκοπικών απορροφητήρων θερμότητας ή πτερυγίων ψύξης για την αύξηση της επιφάνειας της μονάδας και την επιτάχυνση της διάσπασης θερμότητας.Η θερμική πάστα ή τα pads συμπληρώνουν τα μικροσκοπικά κενά μεταξύ της επιφάνειας του μοντέλου και του απορροφητήρα θερμότητας, που λειτουργούν ως αποτελεσματικές γέφυρες για την αγωγή της θερμότητας.
Αναγκαστική ψύξη με αέρα: Όπου το επιτρέπει ο χώρος της συσκευής, μικροί ανεμιστήρες ή ειδικοί αεραγωγοί μπορούν να κατευθύνουν την ροή αέρα πάνω από τη μονάδα, μεταφέροντας μακριά τη θερμότητα.Αυτή είναι μια τυποποιημένη διαμόρφωση σε πολλά συστήματα παρακολούθησης υψηλού επιπέδου και αυτοκινητοβιομηχανίας..
Θερμική ολοκλήρωση σε επίπεδο συστήματος: Σύνδεση της μονάδας κάμερας με το κύριο σύστημα ψύξης της συσκευής, όπως η χρήση σωλήνων θερμότητας για τη μεταφορά θερμότητας στο συνολικό θερμικό πλαίσιο ενός smartphone ή κάμερας.
Όταν σχεδιάζουν νέες μονάδες κάμερας από το μηδέν, οι μηχανικοί μπορούν να αντιμετωπίσουν συστηματικά την παραγωγή θερμότητας στην πηγή της:
Η Τέχνη του Σχεδιασμού Θερμικών PCB:
Μεγαλύτερη περιοχή PCB: Μια μεγαλύτερη πλακέτα κυκλωμάτων παρέχει μεγαλύτερη φυσική επιφάνεια για την εξαφάνιση της θερμότητας.
Στρατηγική στρώματος χαλκού: Η εκτεταμένη χρήση των χυμάτων χαλκού σε πολυεπίπεδα PCB, μαζί με τις σχεδιασμένες εκτεθειμένες περιοχές χαλκού, αξιοποιεί την εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα του χαλκού για την ταχεία διάδοση της θερμότητας από τα τσιπ σε όλα τα πλαίσια.Οι διάδρομοι μπορούν να μεταφέρουν περαιτέρω θερμότητα στην αντίθετη πλευρά.
Βελτιστοποίηση κυκλώματος και κατανάλωσης ενέργειας:
Βελτιωμένο σχεδιασμό τροφοδοσίας: Χρησιμοποίηση πιο αποδοτικών συστημάτων διαχείρισης ενέργειας (PMIC) για τη μείωση των απωλειών μετατροπής ενέργειας.
Επιλογή εξαρτημάτων χαμηλής ισχύος: Επιλογή αισθητήρων εικόνας και επεξεργαστών κατασκευασμένων με νεότερες, πιο προηγμένες διαδικασίες κατασκευής, οι οποίες έχουν εγγενώς χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και παραγωγή θερμότητας.
Ευφυής έλεγχος μέσω λογισμικού και αλγορίθμων:
Οι παράμετροι λειτουργίας της κάμερας μπορούν να ρυθμίζονται δυναμικά μέσω λογισμικού οδηγού:
Μείωση του ρυθμού εικόνας: Σε σενάρια όπου δεν απαιτείται υψηλή ρευστότητα (π.χ. στατική παρακολούθηση), η μείωση του ρυθμού καρέ από 60fps σε 30fps ή λιγότερο μπορεί να μειώσει σημαντικά το υπολογιστικό φορτίο και τη θερμότητα.
Προσαρμοστική απόφαση: Μη συνεχή χρήση της μέγιστης ανάλυσης όταν δεν είναι απαραίτητο.
Ευφυείς τρόποι ύπνου: Απενεργοποίηση τμημάτων του κυκλώματος ή είσοδος σε κατάσταση χαμηλής ισχύος κατά τη διάρκεια αναμονής.
Σε πρακτικές εφαρμογές υψηλού επιπέδου, όπως οι κύριες κάμερες των smartphone ή τα αυτόνομα συστήματα όρασης οχημάτων, χρησιμοποιείται συνήθως συνδυασμός "άμεσης βελτιστοποίησης" και "λύσεων αναβάθμισης".Εσωτερικά, χρησιμοποιούνται σχεδιασμοί χαμηλής ισχύος και ακριβείς θερμικές δομές. Εξωτερικά, ενσωματώνονται ενότητες στο συνολικό σύστημα ψύξης της συσκευής,που μπορεί να περιλαμβάνει θαλάμους ατμού ή διαχέτες θερμότητας με βάση το γραφένιο.
Καθώς οι ενότητες φωτογραφικών μηχανών εξελίσσονται προς υψηλότερους μεγαπικέλους, μικρότερους παράγοντες φόρμας και συνεχώς λειτουργία, οι τεχνολογίες ψύξης συνεχίζουν να καινοτομούν.g., νανοθερμικά υλικά διεπαφής), νέες δομές (π.χ. ψύξη μικρο-κανάλι) και πιο έξυπνοι αλγόριθμοι θερμικής διαχείρισης που συνεργάζονται για να διασφαλίσουν ότι τα "ηλεκτρονικά μάτια" μας παραμένουν καθαρά, δροσερά,και σταθερό σε όλες τις συνθήκες.
