CN109661278A - 用于保护光学传感器的装置和包括光学传感器的驾驶辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保护机动车辆的光学传感器13的装置3，所述装置用于连接到光学传感器，其特征在于，所述装置包括：‑透明光学元件9，其具有旋转对称性并且围绕旋转轴线可旋转地安装，其被配置为定位在光学传感器13的上游，使得光学元件9的旋转轴线与光学传感器13的光轴15合并；以及‑致动器5，其联接到光学元件9以旋转光学元件9，以便通过离心效应去除污垢。

Description

用于保护光学传感器的装置和包括光学传感器的驾驶辅助 系统

技术领域

本发明涉及驾驶员辅助领域，特别地涉及安装在一些车辆中的驾驶辅助系统，该驾驶辅助系统可能包括光学传感器，例如包括镜头的摄像机。更具体地，本发明涉及一种用于保护这种光学传感器的装置，该光学传感器可以放置在例如机动车辆的车身部分内。

背景技术

目前，许多机动车辆都安装了前视、后视或侧视摄像机。值得注意的是，这种摄像机构成驾驶辅助系统的一部分，例如停车辅助系统或跨线检测系统。

车辆的乘客舱内安装有摄像机，以协助停车。这些摄像机可以很好地被保护，免受天气危害和由有机或矿物污染物造成的污垢的影响。然而，特别是对于停车辅助装置，安装在乘客舱内的这种摄像机的视角不是最佳的，因为它们不提供例如位于车辆后部附近的障碍物的视图。

因此，优选地，根据它们的期望用途，将这些驾驶辅助系统，特别是驾驶辅助系统的摄像机安装在车辆外部的不同位置。在这种情况下，驾驶辅助系统，特别是这种系统的摄像机，高度暴露于天气危害和矿物或有机污垢的投射，这可能降低其有效性或甚至使其不起作用。

为了抵御污垢在驾驶辅助系统上的沉积，存在一种已知的方式，其布置用于清洁摄像机的光学部件的装置，通常是位于照摄像机附近的清洁液喷雾器，用于消除随时间沉积的污染物。

然而，使用这些喷雾器会增加这种驾驶辅助系统的运行成本，因为它们需要使用相当大量的清洁液。

另一方面，摄像机的光学部件通常由镜头组成，是相对易碎的装置。因此必须保护它免受可能损坏它的投射。因此，这种摄像机通常容纳在保护外壳中，保护外壳包括面向镜头设置的保护窗。然而，镜头的清洁或保护镜头的外壳中的窗对于摄像机的正确操作是非常重要的。

文献FR2841488公开了这样一种外壳，其包围光学传感器，该外壳具有用于清洁外壳的器件，该器件由喷雾器和用于引起面向摄像机的窗的振动的器件组成。

然而，在某些情况下，特别是当要安装在车辆的车牌、前保险杠或后保险杠上，或后视镜上时，该装置可能太笨重。此外，该装置仅允许清洁液流过窗，并且尽管有玻璃窗的振动和后者经历的催化处理，其对顽固和嵌入的污垢的效果仍可能有限。

为了使该驾驶辅助系统能够安装在车辆上的任何有用位置，可以省去包括如上所述的清洁器件的保护外壳。在这种情况下，必须提供适合于光学传感器尺寸的较小保护外壳以保护传感器。还必须提供用于清洁驾驶辅助系统的光学部件的器件，以使其具有良好的操作条件，例如捕获清晰和干净的图像，如果这种系统的光学部件受到有机或矿物污染物或水迹的污染，这将是困难的。文献US8899761公开了这样的保护外壳，其设计用于接收光学传感器，例如用于机动车辆的摄像机，并且该保护外壳被设计成安装在车辆的外部。该文献中描述的保护外壳包括外固定盖和压电换能器，外固定盖用于保护摄像机镜头，压电换能器用于使组件振动从而允许污垢从盖掉落。

然而，组件的这种振动大大增加了制造摄像机镜头或者盖的材料断裂和/或破裂的风险，所述盖密封保护外壳，摄像机位于保护外壳中。因此，为了制造这些元件，必须使用对冲击和振动具有高抗性并且没有制造缺陷的玻璃或塑料。这种约束增加了这种系统的制造成本，因为能够承受这些机械应力的玻璃和塑料通常很昂贵，并且避免缺陷的必要自由度可能会增加部件的废品率。此外，组件的振动可能损坏摄像机的内部系统，特别是其电子元件。

为了在不需要保护外壳的情况下将驾驶辅助系统安装在车辆外部，存在一种已知的方法，其将这些系统安装在特定车身部分内，例如后视镜或前后保险杠，以便他们从这些车身部分略微突出。摄像机镜头通常覆盖有保护盖，以防止投射和/或撞击。还必须为这种安装提供清洁系统。文献US2012/0000024公开了一种用于保护以这种方式安装的光学传感器的装置。该保护装置包括可旋转地安装在外壳中的透明盘。外壳包括清洁垫和用于对透明盘除冰的加热元件。该外壳还可以包括擦拭器刮片，用于去除可以沉积在旋转盘上的固体污垢。安装在该保护装置上的旋转盘具有比摄像机镜头更大的直径，通常至少为摄像机镜头直径的两倍，其旋转轴线偏离摄像机的光轴。

然而，因为光学传感器位于该外壳的后面，这种保护装置不能使光学传感器具有宽阔的视野。因此，外壳的厚度使得难以获得这种光学传感器的宽阔视野。为了最佳操作，这种驾驶辅助系统必须提供宽阔视野。此外，可能难以清洁垫，因为它们可能由于湿度、温度和沉积在其上的任何残留污垢而变得堵塞和/或发霉。此外，透明盘可能具有由可能在擦拭器和透明盘之间卡住的小残留物引起的微划痕，这将妨碍安装在这种外壳中的光学传感器的正确操作，因为这些微划痕可能会伤害图像的质量。

另外，文献DE102008027430公开了一种用于保护光学传感器的装置，其使用旋转盖，该旋转盖具有疏水特性和/或能够限制污垢与盖的粘附，该盖被设计成通过电马达旋转。保护装置还包括喷嘴、清洗元件和干燥元件，喷嘴用于投射清洁液，清洗元件可以是刮水片。

然而，特别是由于盖和刮水片之间的摩擦，如果使盖以高速旋转，这种保护装置可能是有噪声的。此外，由于盖以相当高的速度连续旋转，清洁元件和干燥元件可能经受过早磨损。另外，因为旋转盖是相对于光学传感器偏移的，并且其直径至少是其保护并确保正确操作的光学传感器的光学部件的直径的两倍，这种保护装置安装起来可能相当笨重。如果固体颗粒沉积在擦拭器和旋转盖之间，则也可能在盖上出现微划痕。这可能导致视野和光学传感器捕获的图像的质量受到影响。最后，因为光学传感器布置在承载盖的外壳内，而不会从该外壳突出，使用这种保护系统使得不可能具有宽阔视野。

发明内容

本发明旨在通过提出一种从传感器突出的装置来至少部分地克服现有技术的上述缺点，该装置用于保护光学传感器的光学部件，例如摄像机的镜头。

本发明的另一个目的是提出一种用于快速有效地清洁镜头的保护装置。

本发明的目的还在于提出一种保护装置，用于减少清洁光学元件所需的清洁液的量。

为此，本发明提出一种用于保护机动车辆的光学传感器的装置，该装置设计成固定在光学传感器上，其特征在于，该装置包括：

-透明光学元件，其具有旋转对称性并且围绕旋转轴线可旋转地安装，所述光学元件被配置为布置在光学传感器的上游，使得所述光学元件的旋转轴线与光学传感器的光轴重合，以及

-致动器，其联接到光学元件，用于使光学元件旋转，以通过离心效应去除污垢。

因此，保护装置可以安装在安装于车辆的车身部分内的光学传感器上，或者可选地安装在车辆的外部，同时允许光学传感器保持宽阔视野。

术语“污垢”是指水滴以及有机或矿物污染物。

在多雨或干燥天气中，存在污垢可能沉积在光学元件上并且可能妨碍光学传感器的正确操作的风险。当通过致动器使光学元件以相对高的速度旋转时，通过离心效应排出任何污垢。这是因为以这种方式产生的离心力的作用大于污垢粘附到光学元件上的力。因此，光学传感器继续以正确的方式操作，并且无论天气条件如何，其阻碍都是有限的。因此，驾驶辅助系统保持良好的可视性水平。

根据本发明的用于保护光学传感器的装置还可以具有以下特征中的一个或多个，单独地或组合地考虑：

致动器包括用于驱动光学元件的电马达，例如无刷电马达。

电马达构造成使光学元件以1000至50000转/分钟的范围内的速度旋转，优选地在5000至20000转/分钟的范围内，甚至更优选地在7000至15000转/分钟的范围内。

致动器通过选自以下列表的联接装置联接到光学元件：带、齿轮传动装置、弹性驱动辊和滚子。

光学元件的外表面具有选自以下列表中的至少一种性质：疏水性、光催化性、超疏水性、疏油性、亲水性和超亲水性。

根据一种变体，光学元件由光学传感器的物镜的外镜头形成。

根据另一变体，光学元件与光学传感器的物镜分离。

根据该第二变体，光学元件连接到固定框架，该固定框架配置成接收光学传感器。

根据该第二变体，光学元件可以是平坦的。

根据该第二变体，光学元件可以是凸起的。

用于保护光学传感器的装置包括至少一个喷嘴，用于将流体投射到光学元件上。

根据一种变体，流体是压缩空气。

根据一种变体，流体是清洁液。

用于保护光学传感器的装置包括至少一个轴承，该轴承被配置用于相对于光学传感器旋转光学元件。

本发明还提出了一种包括光学传感器的驾驶辅助系统，所述驾驶辅助系统还包括用于保护如上所述的光学传感器的装置，以及电子控制单元，该电子控制单元配置成激活该致动器以使光学元件旋转。

因此，包括至少一个摄像机的驾驶辅助系统可以安装在任何车身部分上并且可以提供宽阔视角。此外，污垢的存在不会对摄像机的视野产生不利影响。因此改进了形成该驾驶辅助系统的光学传感器的操作。

驾驶辅助系统还可以具有以下特征中的一个或多个，单独地或组合地考虑：

根据一种变体，在车辆操作期间，电子控制单元被配置为激活该致动器，以使光学元件不断地旋转。

根据另一变体，在车辆操作期间，电子控制单元被配置为激活该致动器，以使光学元件间歇地旋转。

该电子控制单元被配置为控制致动器，以便根据机动车辆的运动速度调整光学元件的旋转速度。

当光学元件安装在车辆的前部时，致动器被配置为随着车辆的速度增加而降低光学元件的旋转速度。

根据一种变体，当光学传感器检测到其视野中存在污垢时，所述电子控制单元配置成致动至少一种流体，如清洗液或压缩空气，投射到光学元件上。

根据另一变体，所述电子控制单元配置为连续地致动两种不同流体的投射，例如清洁液和压缩空气。

所述保护装置包括电容式接近传感器，所述电容式接近传感器连接到所述电子控制单元并且配置为检测所述光学元件附近的另一物体的接近，并且在另一个物体接近时，使电子控制单元能够命令致动器的自动停止，以便停止光学元件的旋转。

因此，通过连续旋转光学元件并将流体投射到其上，可以有效地清洁光学元件，并且无论天气条件如何，光学传感器的可操作性都可以是良好的。事实上，当车辆停放时，顽固的污垢可能沉积在光学元件上。除了离心效应之外，通过使用清洁液和/或压缩空气，从光学元件除去这种顽固的污垢。因此，通过将流体投射与光学元件的旋转相结合，可以产生用于光学传感器的光学元件的清洁系统。

附图说明

通过阅读本发明的描述并且从附图中，本发明的其他优点和特征将变得显而易见，其中：

图1示出根据第一实施例的驾驶辅助系统的纵向剖视图，

图2示出安装在车辆车身部分中的驾驶辅助系统的示意性前视图，

图3示出安装在车辆车身部分中的驾驶辅助系统的示意性后视图，

图4示出根据特定实施例的用于保护光学传感器的装置的示意图，

图5示出根据图4的特定实施例的驾驶辅助系统的示意性纵向视图，

图6示出根据图4的特定实施例的驾驶辅助系统的示意性透视图，

图7示出根据另一实施例的驾驶辅助系统的示意图，

在这些图中，相同的元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

以下实施例作为示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个参考涉及相同的实施例，或者特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以组合或互换以提供其他实施例。

在以下描述中，参考第一喷嘴和第二喷嘴。这是一种简单的索引形式，用于区分和指定相似但不相同的元素。该索引并不意味着任何元素优先于另一个元素，并且在不脱离本说明书的范围内，这种指定可以容易地互换。此外，该索引例如为了理解用于清洁光学传感器的装置的操作，并不意味着在时间上进行任何排序。

在下面的描述中，“上游”由光辐射的方向限定，也就是说从光学传感器的外侧朝向内侧限定。另外，在以下描述中，“凸起”意指“朝向光学传感器的外侧弯曲”。

在下面的描述中，“污垢”是指水滴以及水迹、有机或矿物污染物的痕迹，或这些不同元素的组合。

参考图1，本发明涉及一种驾驶辅助系统1，特别地，该驾驶辅助系统安装在机动车辆的车身部分2中。该驾驶辅助系统包括用于保护机动车辆的光学传感器13的装置3，该光学传感器13例如为摄像机，其具有光学部件14，例如镜头。根据该实施例的保护装置3被设计为固定到光学传感器13。

保护装置3还包括透明光学元件9和致动器5。

光学元件9具有旋转对称性并且围绕旋转轴线可旋转地安装，旋转轴线与光学传感器13的光轴15重合，光学元件9的旋转轴线也是光学传感器的旋转轴线。根据该实施例，光学元件9被配置为布置在光学传感器13的上游，以保护光学传感器13免受污染。

致动器5借助于联接器件7联接到光学元件9，以使光学元件9旋转，从而能够通过离心效应去除污垢。这是因为，由于光学元件9的旋转，污垢将受到的离心力大于该污垢对光学元件9的粘附力。因此，污垢从光学元件9排出，并且不会干扰光学传感器13的视野。

根据该特定实施例，保护装置3的致动器5设计成借助于安装件17固定到光学传感器13。

根据该实施例，致动器5包括电马达，更具体地是无刷电马达，用于驱动光学元件9。形成致动器5的电马达构造成使光学元件9以1000至50000转/分钟的范围内的速度旋转，优选地在5000至20000转/分钟的范围内，甚至更优选地在7000至15000转/分钟的范围内。这种旋转速度足以通过离心效应去除沉积在光学元件9上的污垢，从而将光学传感器13的光学部件14保持在清洁状态，这对于确保驾驶辅助系统1操作改善是理想的。

为了确保改善驾驶辅助系统1的操作，还必须限制有机或矿物污染物的可能粘附，以及光学元件9上水迹的存在。为此目的，光学元件9具有外表面，该外表面具有以下一种或多种性质：疏水性、光催化性、超疏水性、疏油性、亲水性或超亲水性，或用于降低污垢粘附的任何其他表面处理。由于光学元件9的外表面的疏水性，水只能在该元件上流动而不留下任何痕迹，因为水将不能粘附在该元件上。此外，光学元件9的外表面的光催化性质限制了有机或矿物污染物对其的可能粘附。因此，光学元件9的组成使得可以限制可能不利地影响驾驶辅助系统1的正确操作的痕迹的存在。

有利地，可以在光学元件9的外表面上(周期性地和手动地)沉积液体溶液(例如Rain-X)以形成疏水膜。

可选地，可以对光学元件9的内表面施加除雾处理，以防止光学元件14的外镜头和光学元件9的内表面之间出现任何凝结现象。

根据这里描述的实施例，光学元件9定位成面向光学传感器13的光学部件14，更精确地位于光学传感器13的光学部件14的上游，相对于光学部件居中并覆盖该镜头的整个表面区域。因此，保护摄像机镜头免受任何可能损坏它的有机或矿物污染物或水的投射。另外，在光学元件9上进行的处理提供了该摄像机的改进操作。

根据这里描述的实施例，光学元件9具有与光学传感器13的光学部件14的直径相似的直径。因此，保护装置3可以容易地安装在任何类型的光学传感器13上，因为其尺寸适合于光学传感器13的尺寸。

根据图1的特定实施例，光学元件9与光学传感器13分离。另外，光学元件9位于光学传感器13的光学部件14的上游。

根据图1的实施例，光学元件9可以是例如防护玻璃。光学元件9被设计成保护光学传感器13的光学部件14免受可能损坏该光学部件14的任何固体碎片的投射。根据该实施例，与光学传感器13分离的光学元件9是凸起的。然而，根据这里未示出的另一实施例，与光学传感器13分离的光学元件9可以是平坦的。

根据这里未示出的另一实施例，光学元件9可以由光学传感器13的光学部件14的外镜头形成。在这种情况下，光学传感器13包括用于使光学元件9旋转的集成致动器5。在这种情况下，光学元件9可旋转地安装在光学传感器13上，例如借助于定位在光学传感器13的固定元件上的至少一个轴承11。举例来说，在这种情况下，光学传感器13的固定元件可以制成集成在光学传感器13中的环的形式。

根据这里描述的特定实施例，并且以非限制性方式，用于联接致动器5和光学元件9的器件7由带构成。

或者，如图7所示，联接元件7可以是齿轮传动装置、弹性传动辊，或滚子。

根据这里未示出的另一个实施例，光学元件可以借助于磁系统旋转，该磁系统包括两个互补元件，一方面由轴承11承载，另一方面由光学元件9承载。

有利地，根据该实施例，在使光学元件9旋转的各个部分之间没有接触。因此，可以限制联接元件7的磨损。

根据图1所示的实施例，保护装置3包括至少一个轴承11或旋转安装件，其配置用于使光学元件9相对于光学传感器13旋转。轴承11的内圈与光学传感器13的外表面接触，并且外圈与光学元件9接触，光学元件9与联接元件7接触。根据变体实施例，轴承11布置在光学元件9和固定环18之间，固定环18集成到保护装置3中并且配置为接收光学传感器13的镜头。该固定环18具有足够直径的开口，以允许光学传感器13的镜头14穿过环18并允许光学传感器13的物镜支撑在环内部。轴承11被配置用于使光学元件9相对于固定环18旋转，并且因此当光学传感器13与保护装置3配合时相对于光学传感器13旋转。根据该特定实施例，保护装置3包括轴承11，轴承11例如可以是滚珠轴承。

在操作中，致动器5使用联接装置7以使光学元件9相对于光学传感器13旋转。由于轴承11的存在，这种旋转是可能的。

参考图1，驾驶辅助系统1从位于车身部分2中的开口突出。因此，由于上述保护装置3，光学部件14和光学元件9从该开口突出并且允许驾驶辅助系统1具有宽阔视野，同时其保持良好的操作条件和光学部件14的有效保护。

参考图2和3，驾驶辅助系统1示出为安装在机动车辆的车身部分2内。

参考图2和3，驾驶辅助系统1通过本领域技术人员已知的任何方法，例如夹子系统、螺钉系统或粘合剂系统，固定在车身部分2内。

在图2中，箭头20表示光学元件9的旋转方向。在这种情况下，旋转方向是顺时针方向。然而，在这里未示出的另一个实施例中，这种旋转可以在逆时针方向上发生。

驾驶辅助系统1包括至少一个喷嘴22，用于将流体投射到光学元件9上。根据这里描述的实施例，驾驶辅助系统1包括喷嘴22，用于将流体投射到光学元件9上。

以该图示中，并且以非限制性的方式，该喷嘴22位于光学元件9上方。然而，根据此处未示出的其他实施例，喷嘴22可以位于光学元件9附近的任何位置。

由喷嘴22投射的流体可以是压缩空气或清洁液，以在光学元件9的旋转不足以去除沉积在其上的各种类型的污垢时清洁光学元件9。或者，除了光学元件9的旋转之外，还可以使用流体的投射，以改善该元件的清洁状态。

另一方面，根据此处未示出的其他实施例，保护装置3可包括多个喷嘴。保护装置3例如可以包括第一喷嘴22和第二喷嘴，第一喷嘴22配置成投射第一流体，例如清洁液，投射到光学元件9上，第二喷嘴构造成将第二流体，例如压缩空气，投射到光学元件9上。

根据图2的实施例，喷嘴连接到车辆的清洁液分配系统。

根据这里未示出的另一个实施例，保护装置3可以包括其自身专用的清洁液储存器。在这种情况下，该驾驶辅助系统1可以相对容易地安装在机动车辆的任何车身部分2内，例如前保险杠或后保险杠，或者后视镜，无需在车辆一级进行冗长复杂的初始设计过程，即可将保护装置3连接到车辆的清洗液系统，以供应喷嘴22。在该配置中，该保护装置3也可以容易地安装在位于车辆外部的任何光学传感器13上。

参考图4，这里示出的保护装置3设计成接收如图5和6所示的光学传感器13，以形成驾驶辅助系统1。

根据图4的实施例，光学元件9连接到安装件，该安装件例如以固定框架30的形式制成，被配置为接收光学传感器13。为此，在固定框架30中设置开口。该开口配置为接收光学传感器13。

根据这里未示出的实施例，固定框架30可以具有调节器件，使得开口可以适应不同尺寸的不同摄像机外壳。

根据图4的实施例，保护装置3包括固定到固定框架30的带36，用于将固定框架30连接到光学元件9。如图4所示，这些带36例如连接到基本上为圆形的支承板38，并且配置为使得光学传感器13的物镜支承在其上，如图5和6所示。该支承板38可以承载固定环18、轴承11和光学元件9。根据该实施例，致动器5定位成与光学元件9接触。

根据此处未示出的另一实施例，带36也可以是可调节的或弹性的，使得它们可适用于任何类型的光学传感器13。

根据图5和6的实施例，光学传感器13的光学部件14与支承板38接触，支承板38承载固定环18、轴承11、致动器5和光学元件9。因此，保护光学部件14免受可能损坏它的任何固体投射。

根据此处未示出的另一实施例，固定环18和支承板38可以是相同的部件。

根据图4至图6的特定实施例，致动器5由连接到车辆主电路的电源34供电。

图7示出了作为图4至6的替代方案的实施例。根据该替代方案，驾驶辅助系统包括块40，块40安装在车身部分内，保护装置3固定在该块上。块40包括壳体42，壳体42被配置成接收光学传感器13，光学元件9定位在壳体42中的开口处，用于光学传感器13的光学部件14的通过。块40还包括孔44，用于将该块40固定在车身部分内。根据图7中所示的实施例，块40包括四个孔44。

另外，联接元件7可以包括具有摩擦系数的环，该摩擦系数被选择为足够高以将致动器5的旋转运动以例如滚子的方式传递到光学元件9。

根据该特定实施例，提供致动器5的运动的马达定位在块40内。

根据此处未示出的另一实施例，提供致动器5的运动的马达可定位在块40的外部。

另外，当块40安装在车身部分内时，光学传感器13的光学元件14和光学元件9从车身部分的开口处伸出，其方式类似于图1和图2所述。

根据这里未示出的特定实施例，块40直接连接到车辆的电气系统以供应致动器5。

根据此处未示出的另一特定实施例，块40可包括至少一个插头，用于将光学传感器13连接在壳体42内。该插头可用于向光学传感器13供电并传输由光学传感器13捕获的图像。

因此，驾驶辅助系统1包括光学传感器13和电子控制单元，光学传感器13包括如上所述的保护装置3，电子控制单元在此未示出，其特别地被配置为激活该致动器5以使光学元件9旋转。

根据这里描述的实施例，在车辆操作期间，致动器5由电子控制单元激活，使得光学元件9不断地旋转。

根据另一实施例，在车辆操作期间，电子控制单元被配置为激活该致动器5，以使光学元件9间歇地旋转。根据该实施例，安装驾驶辅助系统1，例如当车辆的用户使用需要操作光学传感器13的车辆的功能时，例如，如果他接合倒档时，电子控制单元可以使致动器5启动以提供来自车辆后部的视图以便于其停放。

有利地，电子控制单元被配置为控制致动器5，以便根据机动车辆的运动速度调整光学元件9的旋转速度。这是因为，特别是当辅助驾驶系统1位于车辆前部时，由于该光学元件9的旋转产生的离心力的作用，光学元件9的污垢被去除，这种离心力可能与车辆运动产生的摩擦相结合。因此，随着车辆的移动速度增加，光学元件9的旋转速度不需要很高，以便保持光学元件9的良好清洁状态，从而改善光学传感器13的操作。因此，特别是当光学元件9安装在车辆的前部时，电子控制单元将作用在致动器5上，使得随着车辆速度的增加，电子控制单元降低光学元件9的旋转速度。

根据特定实施例，电子控制单元被配置为使光学元件9的旋转速度变化。旋转速度的这种变化可能导致光学元件9的旋转方向的改变。有利地，电子控制单元在相当短的时间间隔内多次修改光学元件9的旋转方向。旋转方向的这种变化促进了加速现象的出现，并且例如可以有效地去除基本上位于光学元件9的中心的小水滴。这是因为光学元件9的旋转方向的变化使污垢在与污垢的移动方向相反的方向上受到加速，从而有助于其失去对光学元件9的粘附并因此从其中排出。

可选地或另外地，控制电子控制单元以便使光学元件9的旋转速度变化，以便产生促进位于光学元件9上的污垢分离的加速度。

在保护装置3的操作期间，例如当光学传感器13检测到其视野中存在污垢时，所述电子控制单元配置成使用喷嘴22致动至少一种流体，如清洗液或压缩空气，投射到光学元件9上。

根据特定实施例，当车辆静止时或当其缓慢移动时，即处于小于15km/h的速度时，电子控制单元被配置为致动压缩空气投射到光学元件9上。这是因为，在这种情况下，空气动力太弱而不能有效地与光学元件9的旋转的离心力耦合，以去除可能沉积在光学元件9上的水滴和/或污垢。此外，在低速或车辆静止时，位于光学元件9的中心或中心附近的小水滴可能难以移除，因为光学元件9的中心的旋转速度可能是太低而无法排出它们。有利地，当车辆缓慢移动或静止时，压缩空气到光学元件9上的投射可以补偿空气动力的缺失。

根据另一个实施例，电子控制单元可以配置成在一段时间之后致动清洁液和/或压缩空气的投射。

根据又一个实施例，电子控制单元可以配置成在车辆的使用者命令时致动清洁液和/或压缩空气的投射。

根据一些实施例，电子控制单元被配置为连续地致动清洁液和压缩空气的投射。

根据特定实施例，尽管存在离心效应，当光学传感器13检测到在其视野中存在污垢，控制单元可以停止致动器5以停止光学元件9的旋转。然后，电子控制单元通过喷嘴22命令清洁液的投射，以便例如分离污垢。然后，电子控制单元通过相同的喷嘴22或通过这里未示出的第二喷嘴来命令压缩空气的投射，以便去除嵌入在光学元件9上的任何污垢。然后，电子控制单元重新激活该致动器5，以使光学元件9以给定的旋转速度再次旋转，该旋转速度可以高于或低于在保护装置3的正常操作期间光学元件9的旋转速度。根据该实施例，压缩空气的投射可以在重新开始光学元件9的旋转之前、同时或之后进行。

有利地，保护装置3包括连接到电子控制单元的接近传感器(这里未示出)。这种接近传感器可以是例如电容式接近传感器。电容式接近传感器被配置为检测光学元件9附近的另一物体的接近。在这种情况下，在另一个物体接近时，电容式接近传感器将该信息发送到电子控制单元，使电子控制单元能够命令致动器5的自动停止，以便停止光学元件9的旋转。因此，特别是当驾驶辅助系统1要安装在车辆的前保险杠或后保险杠上时，如果光学元件9由于其旋转而与物体接触，则从车身部件2突出的光学元件9不会被损坏。

可选地，还可以提供用于限制电马达噪声的元件，以便在使用保护装置3时由于致动器5的高旋转速度而不会给车辆内部的乘客或其他用户带来不便。

可选地，保护装置3的光学元件9还可以包括集成的除冰或除雾系统，例如除冰灯丝或电阻，以确保驾驶辅助系统1无论天气条件如何都能正确地操作。

可选地，保护装置3的光学元件9可以联接到系统(例如压电换能器)以使该光学元件9振动，以防止污垢粘附到该光学元件9的外表面。

这些实施例的示例以说明性的而非限制性的方式提供。实际上，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以用可用于使光学元件9旋转的任何其他类型的致动器替换这里描述的致动器5。另外，本领域技术人员可以使用具有外表面的透明光学元件9，该外表面具有允许限制污垢与该外表面的粘附的其它性质，而不脱离本发明的范围。而且，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员完全可以使用任何类型的联接装置7来使光学元件9旋转，这些联接装置7可以是机械的或磁性的。

因此，由于本发明的保护装置3包括可旋转地安装的光学元件，其旋转轴线与光学传感器13的光轴15重合，因此可以快速有效地清洁光学传感器13，该光学传感器13可以是例如设计用于安装到机动车辆的摄像机。光学元件的旋转导致污垢通过污垢所受到的离心力的作用而被去除。光学元件9的旋转轴线与光学传感器13的光轴15重合的事实使得该系统能够适用于任何类型的摄像机，该摄像机被设计成集成到机动车辆的车身部分2中或安装在机动车辆的车身部分2外，同时保持宽阔视野。

Claims (18)

1.一种用于保护机动车辆的光学传感器(13)的装置(3)，其被设计成固定在光学传感器(13)上，其特征在于，所述装置(3)包括：

-透明光学元件(9)，其具有旋转对称性并且围绕旋转轴线可旋转地安装，所述光学元件(9)被配置为布置在光学传感器(13)的上游，使得所述光学元件(9)的旋转轴线与光学传感器(13)的光轴(15)重合，以及

-致动器(5)，其联接到光学元件(9)，用于使光学元件(9)旋转，以能够通过离心效应去除污垢。

2.如权利要求1所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述致动器(5)包括电马达，用于驱动光学元件(9)。

3.如权利要求2所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述电马达构造成使光学元件(9)以1000至50000转/分钟的范围内的速度旋转，该速度优选地在5000至20000转/分钟的范围内，甚至更优选地在7000至15000转/分钟的范围内。

4.如前述权利要求中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述致动器(5)通过从以下列表中选择的联接器件(7)联接到光学元件(9)：带、齿轮传动装置(传动装置感觉是“带”的上位)、弹性驱动辊和滚子。

5.如权利要求1至4中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述光学元件(9)具有外表面，所述外表面具有选自以下列表中的至少一种性质：疏水性、光催化性、超疏水性、疏油性、亲水性和超亲水性。

6.如前述权利要求中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述光学元件(9)由光学传感器(13)的物镜的外镜头形成。

7.如权利要求1至5中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述光学元件(9)与光学传感器(13)的物镜分开。

8.如权利要求7所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述光学元件(9)连接到固定框架(30)，所述固定框架(30)配置成接收光学传感器(13)。

9.如权利要求1至8中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述光学元件(9)是平坦的。

10.如权利要求1至8中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述光学元件(9)是凸起的。

11.如前述权利要求中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述装置(3)包括至少一个喷嘴(22)，用于将流体投射到光学元件(9)上。

12.如前述权利要求中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述装置(3)包括至少一个轴承(11)，所述至少一个轴承(11)配置成使得所述光学元件(9)能够相对于所述光学传感器(13)旋转。

13.一种驾驶辅助系统(1)，其包括光学传感器(13)，其特征在于，所述驾驶辅助系统还包括如前述权利要求中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，以及包括电子控制单元，所述电子控制单元配置为激活所述致动器(5)以使光学元件(9)旋转。

14.根据权利要求13所述的驾驶辅助系统(1)，其特征在于，所述电子控制单元被配置为控制致动器(5)，以便根据机动车辆的运动速度调整光学元件(9)的旋转速度。

15.如权利要求14所述的驾驶辅助系统(1)，其特征在于，当车辆速度增加时，所述致动器(5)配置成减小光学元件(9)的旋转速度。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的驾驶辅助系统(1)，其特征在于，当所述光学传感器(13)检测到在其视野中存在污垢时，所述电子控制单元被配置为致动至少一种流体到所述光学元件(9)上的投射。

17.根据权利要求16所述的驾驶辅助系统(1)，其特征在于，所述电子控制单元配置为连续地致动两种不同流体的投射，例如清洁液和压缩空气。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的驾驶辅助系统(1)，其特征在于，所述保护装置(3)包括电容式接近传感器，所述电容式接近传感器连接到所述电子控制单元并且配置为检测所述光学元件(9)附近的另一物体的接近，并且在另一个物体接近时，使电子控制单元能够命令致动器(5)的自动停止，以便停止光学元件(9)的旋转。