CN111406229A - 光学监控设备 - Google Patents

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奥利·古斯塔夫·约翰内森
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明奇尔·申
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Abstract

一种用于环境监控的光学监控系统，具有：监控设备，通过透镜检测该监控设备的观察或扫描场；和保护片(112)，该保护片保护透镜免受降水影响并且至少覆盖监控设备的观察或扫描场。为了避免由保护片上的降水损害监控设备的信号质量而提出：保护片(12；112；218；318)与至少一个超声换能器(10)声耦合。光学监控系统能够装入交通工具的控制系统中以用于自动驾驶，其中整体上能够提高控制系统的安全性。

Description

光学监控设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的光学监控系统，其具有：光学的监控设备，通过透镜检测该监控设备的观察或扫描场；和保护片，该保护片保护透镜免受降水影响并且至少覆盖监控设备的观察或扫描场。
背景技术
光学监控设备具有非常广泛的使用领域。光学监控设备一方面能够被设置和用作为静态相机，其例如用在对象监控的范围中，或者作为公共空间中的安全相机，或者作为交通工具中的相机，相机的图像和/或数据信号用于辅助驾驶员或者被控制系统评估，以使同样是本发明主题的交通工具自主移动并且被转换为用于交通工具的控制命令。在此，交通工具被理解为陆上交通工具、水上交通工具和航空交通工具，其中机动车自动行驶目前被高度关注。
其他光学监控设备能够代替相机而具有激光扫描仪、角反射镜(例如以潜望镜的形式)或其他光学装置，该光学装置将环境图像成像到目镜上或将光学信号成像到传感器上。
与使用目的无关地存在如下问题：尽管设有用于保护敏感透镜的保护片，但是该保护片本身由于降水而会在透视方面受到损害，其中降水除了被理解为雨和雪之外还被理解为在该片上的冷凝形成物。在静态监控设备中不能或太晚才能检测可能相关的安全信息。在监控工作空间(例如机床)并且该工作空间中使用可能落到保护片上的液态介质时，或者在应考虑保护片上的冷凝形成物的潮湿环境中，降水也是不利的。
该问题在交通工具中的监控设备中尤其严重，在该监控设备中为了在所有情况下都确保安全地控制交通工具而必须实时地评估信息。因为监控设备的保护片尤其暴露于降水、结冰、结霜或冷凝形成物，所以至少在光学监控设备的观察场或扫描场的范围内必须提供清晰的观察，以便控制系统能够随时访问监控设备的可靠信息。
在机动车领域中已知的是：为了评估交通工具前方的观察场，将前置相机布置在保护片后方，例如布置在车顶上的透明天窗后方、与相机相关联的保护片的后方或者交通工具的挡风玻璃后方。在此，常规的雨刷器能够也一起清洁该观察场，其中在相机的观察场中在部分结冰或形成冷凝物的情况下会出现困难，而乘客在透过挡风玻璃的正常观察窗口观察时完全无法察觉该困难。在透明的钟形覆盖件的情况下，还已知擦拭/清洗系统，在该擦拭/清洗系统中环绕的雨刷器旋转地清洁钟体，其中为了辅助而将能掺有清洁剂的水喷射到保护钟体上。在激光扫描仪中有相同的问题，该激光扫描仪的扫描场同样不允许由污物损坏。
发明内容
本发明的目的是实现一种光学监控设备，其监控功能在降水的情况下较少被损害。
本发明的主要特征在权利要求1的特征部分中说明。设计方案是权利要求2至18的内容。本发明的主题还涉及一种根据权利要求19的用于控制交通工具的控制系统。
根据本发明提出开头部分所述类型的新的光学监控设备，提出将保护片与至少一个超声换能器声耦合。
已证明，通过这种布置能尤其快速地实现穿过保护片的清楚观察，因为也被称为超声探头的超声换能器能够有效地聚焦到保护片上的监控设备的观察或扫描场上，该观察或扫描场的规模能够根据相机透镜的焦距和距该设备的光学装置的距离而改变。在任何情况下，该规模都小于例如交通工具的挡风玻璃的整个观察场，从而能够优化清洁作用。
在下面将要清洁的对象(如玻璃片、复合玻璃片、光学系统的透镜、保护或观察片或其他表面)总结为术语“基片”，其中由此表示要清洁的元件在其表面上承载换能器，即表示用于换能器的基片。
换能器能够是单独元件或具有多个元件的群或阵列，元件能够由同步信号控制，以便产生相同的波形。群或阵列同样能够借助用于群或阵列的每个元件的错开的信号控制，以便产生特定的波形。群或阵列能够以简单的几何形状(例如线)或复杂的几何形状(例如多边形)布置在基片上。
利用换能器能够产生空间波和/或表面波。空间波例如是纵向波或横向波。纵向波沿其传播方向振动。横向波横向于其传播方向振动。表面波例如由空间波在边界层处的折射产生。表面波垂直于其振动方向沿着两个在声学方面不同的介质之间的边界面传播。例如，边界面处的拉夫波沿水平方向振动并且垂直于振动方向地传播。瑞利波相对于边界面在竖直方向上振动并且沿边界面垂直于振动方向地传播。表面波在位于边界面一侧的相应材料中受到强烈衰减。由换能器产生的声波优选是超声波。超声是指超出人类听觉频率范围并且始于约16kHz的频率范围。
超声换能器通常被设计为能产生具有期望频率的超声波的压电元件。
在本发明的一个特别优选的实施方式中提出：至少一个换能器的频率范围在0.5MHz与5MHz之间。
该实施方式实现的是：附着于保护片处的湿气不仅更快地朝观察场的边缘移动，而且还能直接因可能的大能量输入而衰减。
根据另一个实施方式提出：换能器具有压电材料、特别是锆钛酸铅(PZT)。由此产生如下优点：能够制造具有高频率和功率效率的换能器。
可选地，根据另一个改进方案提出：换能器在朝向基片或保护片的一侧上具有至少一个电极。以这种方式，通过换能器发射的超声波的能量能够有利地耦合输入到基片中。通过电极之一紧邻基片表面设置的优选设计方案能够有利地产生特定的波类型、例如表面波或空间波。
根据另一个设计方案提出：换能器具有至少一个电极组，该电极组分别具有至少一个电极。在另一个设计方案中，换能器具有至少两个电极组，电极组分别具有至少两个电极。在另一个设计方案中，换能器具有至少三个电极组，电极组分别具有至少两个电极。通过将电极分组成电极组能够共同驱控电极。开销由此在集成换能器的情况下减小。如果可选地在换能器本身上将电极连接成电极组，就获得另外的优点，即用于驱控换能器的单独馈电线仅需要用于电极组并且不需要用于单独电极。
可选地，一个改进方案提出：换能器具有第一电极组和第二电极组，其中第一电极组包括具有第一间距的至少两个电极，并且第二电极组包括具有第二间距的至少两个电极。通过设置各自具有电极间距的两个电极组，得到如下优点：能够利用一个换能器将不同的频率耦合输入到基片或保护片中。
设计方面能够提出：第一电极组的第一电极在换能器的规模方面具有第一尺寸，并且第二电极组的第二电极在换能器的规模方面具有第二尺寸，其中第一尺寸与第二尺寸不同。可选地能被设计为换能器材料的成型件的电极能够具有作为尺寸的纵向尺寸和宽度尺寸。此外，电极能够相对于换能器材料体具有凸起。由此得到如下优点：电极能够针对由电极或电极组产生的频率来设计。当为第一电极组选择电极的、与第二电极组的第二电极的第二尺寸不同的第一尺寸时，则有利地能够利用电极组产生不同的频率。由此，得到另外的优点，即例如能够利用仅一个换能器产生第一频率和第二频率，其中第一频率还有利地与第二频率不同，尤其高于第二频率。这尤其当在基片上存在不同的降水或污物时能够是有利的，该降水或污物能够借助于通过换能器耦合输入到基片中的声波的不同频率移动或蒸发。
根据一个改进方案提出：第一电极组与第二电极组梳状地啮合。特别地，由此提供叉指换能器。梳状的啮合获得的优点是：通过换能器能够特别有效地产生表面波。
可选地，根据一个设计方案提出：第一电极组布置在换能器的第一区域中，并且第二电极组布置在换能器的第二区域中。因此，能够有利地减弱或避免生成的波中可能出现的干涉。因此，在一个特别的设计方案中提出：第一区域不与第二区域叠加。尤其不必将一个连贯的区域理解为区域。更确切地说，将由具有相同特性的一个或多个电极组覆盖的面理解为区域。因此，在此例如能沿换能器的纵向方向交替布置第一区域和第二区域。
本发明能够通过使换能器具有矩形形状的方式改进。替换矩形形状，换能器能够具有L形形状。另一个替换方案在于使换能器具有U形形状。最后，关于换能器形状的设计方案能够有利的是，换能器是圆形的。根据应用情况，特定的换能器形状能够是有利的。如果基片或保护片的观察面不应被显著损害，则换能器的矩形或圆形的设计方案是特别有利的。如果不仅要蒸发降水还要移动降水，那么证实有利的是将换能器设计为L形或U形形状。以这种方式，降水或污物沿优先方向延伸，该优先方向尤其在基片或保护片上的不设置换能器材料的位置处延伸。
有利的是：至少一个换能器布置在观察或扫描场旁，以便不限制监控设备的观察或扫描场。但是，尤其在布置多个也能包括扫描仪和相机的组合的监控设备的情况下，这不必总是这种情况。
在本发明的另一个优选的实施方式中提出：至少两个换能器围绕观察或扫描场布置，其中，还能够有意义的是：三个或更多个换能器围绕观察或扫描场的边缘分散布置。
借助于该措施，可以有针对性地影响超声波在保护片中(尤其在观察或扫描场中)的分布，以便实现在监控设备的观察或扫描场中均匀地清洁保护片。
除了在保护片处的换能器的数量和位置之外，影响超声波分布的另一个可选方案是：至少两个换能器彼此错开地布置，这些换能器将相同或不同的超声频率和/或相同或不同的超声波形射入保护片中。因此，至少两个换能器能够以相同的频率或相同的波形运行。此外允许几Hz的差异，以补偿定位差异，并且因此能够抵消由定位差异引起的换能器基片系统的不同的谐振频率。此外，相同或不同的超声频率能是固定频率或扫频。这具有的优点是：能够通过单一的换能器设置带动一定带宽的不同污染物。
在本发明的另一个设计方案中能够提出：根据换能器的工作频率范围选择换能器的边缘距离，从而在表面波在基片边缘处反射的情况下出现相长干涉。
可选地，一个改进方案提出：根据换能器的边缘距离选择其工作频率范围，从而在由换能器发出的且在基片边缘处反射的表面波之间出现相长干涉。
可选地提出：根据基片的厚度来选择换能器的工作范围频率，从而对于在基片之内在其边缘或边界面处反射的空间波出现相长干涉。
设计方面能够提出：根据换能器的工作频率范围选择基片厚度，从而对于在基片之内在其边缘或边界面处反射的空间波出现相长干涉。
因此，可选地提出：至少一个换能器的边缘距离对应于由至少一个换能器产生的声波的波长的一部分或多倍。
通过在利用相长干涉方面的这些改进方案，尚未在降水中变成其蒸发或移动反而在基片或保护片的边界处被反射的波能量被有利地进一步使用，而不出现由于尚未反射的振动引起的破坏。
根据一个改进方案能够提出：换能器布置在两个基片之间的中间空间中。
还可选地提出：换能器布置在基片的背离降水的一侧上。
通过该有利的设计方案确保：换能器不与降水接触。由此还有利地提出：在该设计方案中，对密封或保护换能器本身免受降水影响的要求较低或完全不存在。
在一个可选的改进方案中同样能够有利的是：换能器布置在基片的朝向降水的一侧上。
根据本发明的一个改进方案提出：换能器布置在基片之内。
在本发明的一个设计方案中能够提出：换能器布置在多层的基片的一个层之内。
通过该设计方案得到如下优点，即利用换能器能够将表面波直接耦合输入到基片或保护片中，该表面波在基片或保护片的待清洁的表面上传播。因此，能够避免例如由基片内部中的分散引起的可能的散射和损失。
一个改进方案提出：基片具有厚度缩小部，换能器至少部分地置入该厚度缩小部中。因此有利地实现小的结构高度。
可选地，根据一个设计方案可行的是：至少两个换能器分别组成至少一个换能器组。
本发明能够通过如下方式改进，即至少一个换能器组的换能器通过换能器被共同驱控和/或在对应的几何形状中例如间隔开但基本彼此定心地对准的方式彼此对应一致。
通过由至少两个换能器构成的换能器组的设置，换能器能够交互作用，从而例如能够在一个换能器组的两个间隔开的换能器之间产生相长干涉或驻波。
可选地，根据一个改进方案提出：能够驱控至少两个换能器组。可选地提出：至少两个换能器构造成相同的。在另一个设计方案中提出：将至少两个、三个或四个换能器组设置成使得换能器形成环形结构，即在环周方向上沿着环形结构布置。
这是有利的，因为这样能够产生驻波的平坦的网状结构，该结构能够通过调制由换能器发出的声波来修改。
用于有针对性地影响保护片中的超声波的幅度的另外的措施能够是：保护片具有用于将导入的超声波转向和/或衰减的内部结构。该内部结构能够是留空部、边界面或者由更强或更弱地衰减的材料构成的填充物。
原则上，在技术上还可以将在表面上的至少一个换能器与应被保护免受湿气和水分影响的保护片耦合连接。优选的是：至少一个换能器从监控设备的光学装置的一侧起与保护片的在那里的表面连接。换能器在那里被更好地保护以免受阳光入射和湿气的影响，并且还更简单地设置电连接。
根据另一个设计方案能够提出：至少一个换能器在第一模式中利用调频的信号被驱控。可选地，调频的信号能够具有能随时间变化的调制(扫描)。通过频率调制，能够补偿声学上参与清洁过程的各个部件(例如换能器、基片或保护片、可能的连接层、布线等等)的布置的不精确性、以及各个部件的设计中的不精确性。
可选地，本发明能够通过如下方式改进，即换能器在第二模式中利用调幅的信号被驱控。根据改进方案，调幅的信号能够具有能随时间变化的调制(扫描)。通过幅度调制，最大的波能量的前部在空间上错开，由此有利地提高了系统的清洁效率。
可选地，在另一个设计方案中能够提出：换能器在第三模式中利用调相的信号被驱控。根据改进方案，调相的信号能够具有能随时间变化的调制(扫描)。通过相位变化的调制，驻波的设置在两个换能器组之间的最大波有利地沿在换能器组之间形成的方向往复移动。
根据一个改进方案能提出：能够顺序地切换模式。以该方式可以有利地使系统能够匹配于不同类型的污物。
在一个设计方案中提出：驱控电路具有线性放大器。本发明能够通过如下方式改进，即用于线性放大器的输入信号是由不同频率的单独信号构成的加和信号。一个设计方案相应地提出：将至少一个频率滤波器连接在线性放大器下游。一个改进方案提出：至少一个换能器具有能被与频率相关地激励的电极配置。
从上述设计方案中获得的优点是：为了驱控具有不同频率范围的不同的换能器，仅需要一个放大器。由此，总系统变得更紧凑且更有效。
可选地，根据一个设计方案提出：驱控电路具有非线性放大器。这通过如下方式有利地形成，即非线性放大器产生谐波振动。除了用于载波信号之外，该谐波振动能够用于驱控另一换能器或相同的换能器的另一电极组，而无需另外的硬件。由此简化设备的结构并且简化制造。
根据另一个设计方案提出：该设备具有温度管理系统。根据一个改进方案能够提出：温度管理系统监控该设备的温度、特别是换能器的温度和/或基片的温度。可选地，根据一个设计方案提出：温度管理系统根据温度调节换能器的功率消耗。根据一个设计方案能够提出：温度管理系统具有取决于温度的断路器。可选地，根据改进方案提出：能够将断路器复位。
根据上述设计方案的温度管理系统具有的优点是：能够识别并避免该设备的各个构件的过热。以这种方式，避免(例如由于增加的能量供应)导致的构件损坏或功能受损。例如，能够为换能器材料、可能存在的连接层和/或基片或保护片本身设置特定的温度范围，在该温度范围内能够保证部件的功能或特定的特性。
根据一个改进方案能够提出：不能复位断路器。因此有利地实现：不会使用于为换能器供电的电路无意地再次闭合并且可能出现换能器过热。
一个可选的设计方案提出：断路器具有控制信号输出端。根据一个改进方案能够提出：利用断路器的控制信号能够驱控换能器信号的发生器或放大器。在另一个设计方案中能够提出：能够将控制信号传输至温度管理系统。因此得到的优点是：该设备能够经由控制信号根据断路器的开关状态来开关。以该方式确保：以另外的方式避免温度提高超过断路器的开关阈值。这样附带的优点是：进一步提高该设备的安全性。
设计方面能够提出：断路器与换能器和基片形成良好的热接触。
在本发明的一个改进方案中提出：温度管理系统具有温度传感器。本发明能够通过如下方式设计，即温度传感器与换能器和基片形成良好的热接触。根据改进方案能够提出：温度传感器的传感器数据能够用于控制至少一个换能器的信号。本发明能够通过如下方式改进，即能够根据传感器数据在幅度、频率或脉宽方面调节用于至少一个换能器的信号。能够将热导体、冷导体、热敏电阻、二极管、热构件或其他适合的器件作为温度传感器以用于确定温度。
从本发明的借助温度传感器的上述设计方案获得的优点是：能够检测超过最大温度的情况，还有例如能够根据输送给换能器的功率确定温度变化曲线。因此，能够有利地调节系统，而不在达到边界温度之后超过开关阈值以及完全切断系统。
此外需要注意的是：换能器在此以已知的方法和方式在声学方面与保护片耦合连接，例如通过借助在硬化后很硬的环氧树脂来粘接，该环氧树脂实现将超声波良好地传递和导入保护片中。
可选地，在本发明的一个改进方案中提出：至少一个换能器通过连接层与基片或保护片防失地连接，其中，连接层布置在基片或保护片与换能器之间，并且连接层具有连接材料和填充材料。
在本发明的一个改进方案中，连接层是将换能器与基片或保护片材料配合地连接的层。这可选地能够通过粘接层设置。可选地，连接层用于将换能器粘附在基片或保护片上并且具有材料特有的机械和声学的连接材料特性。可选地，填充材料同样能够有助于粘附，但是还限定基片或保护片与换能器之间的间距。填充材料同样具有材料特有的机械和声学特性。在本发明的一个改进方案中提出：连接层将换能器与基片或保护片和/或填充材料彼此连接，尤其材料配合地彼此连接，其中在本发明的一个详细设计方案中提出：连接层基本上是不含气体的。
通过设置由连接材料和填充材料构成的连接层得到的优点是：连接层能够通过在其机械特性(例如密度、硬度或粘度)以及其声学特性(例如声传播速度)方面选择其材料组分被影响。以该方式，能够在换能器材料的相应的场阻抗与基片或保护片的材料的场阻抗之间设置声学的阻抗差或声学的阻抗对比度。由此能够以有利的方式影响：是否或以何种程度在换能器与连接层之间以及在连接层与基片或保护片之间的边界面处出现的声能量的反射。此外，通过如下方式提供另外的优点，即换能器尤其通过选择能够加强连接层机械特性的填充材料而能精确地指向基片。换能器精确指向基片或保护片具有的优点是：由换能器产生的声波最佳地耦合输入到基片或保护片中并且在那里以限定的方法和方式传播。
本发明的一个特别优选的实施方式提出：填充材料产生换能器与基片或保护片之间的限定的距离。由填充材料限定的距离尤其在将换能器与基片或保护片耦合连接方面以及对于换能器相对于基片或保护片的表面定向是有利的。
在本发明的一个详细设计方案中能够提出：由填充材料构成的至少一个成型体通过与换能器和基片耦合连接或者与换能器和保护片耦合连接形成声桥。根据本发明的一个改进方案提出：至少一个成型体是固体，优选是实心的。本发明能够通过如下方式改进，即至少一个成型体具有对应于该距离的尺寸。因此，在机械方面通过填充材料有利地确定换能器与基片或保护片之间的距离并且清楚地限定该距离。至少一个成型体能够在连接材料中形成具有填充材料的基体。经由填充材料的声桥、即连接材料与换能器和基片或保护片的直接材料接触，通过换能器与基片或保护片的声耦合得到另外的优点，即还能由此影响连接层的声学特性。以该方式还能有利地影响换能器与连接层之间以及连接层与基片或保护片之间的阻抗对比度。
本发明的一个改进方案提出：至少一个成型体是球形或棒形的。根据本发明的一个改进方案提出：至少一个球形或棒形的成型体的直径对应于换能器的运行频率的一部分。设计方面能够提出：至少一个球形或棒形的成型体的直径在1μm与1000μm之间，优选在1μm与100μm之间，并且特别优选在30μm与50μm之间。可选地，一个改进方案提出：至少一个棒形的成型体平放或竖立地布置。通过至少一个成型体的球形或棒形的设计方案有利地得出：一个或多个成型体能够良好地分布在连接材料中并且总是以限定的位置处于连接材料中，这对于声波从换能器到基片或保护片的传输具有正面影响。
如已经阐述的那样，本发明的一个特别优选的实施方式提出：保护片集成到交通工具的保护片中或从外侧布置在其上。该解决方案例如对于机动车中的前置相机是理想的，因为能够维持在常规的后视镜的范围中的已知的相机位置，从该位置起获得对于相机理想的观察场。
例如能够实施到保护片中的集成，使得因此被设计为附加保护片的保护片形成连接玻璃片的外片(外玻璃层)。因此，传感器优选然后也不处于整个保护片的边缘处，而是围绕相机观察场的边缘区域，该边缘区域仅是总面的一部分。连接玻璃片能够是交通工具的任意的玻璃片，例如是后窗玻璃片，或者是其他的安全玻璃片，其例如在机床中用作为观察窗。保护片也能单独设置用于保护相机透镜或扫描仪的光学装置。
在本发明的一个特别有利的实施方式中提出：至少一个换能器布置在连接玻璃片的层之间。该布置不需要附加的空间并且尤其能够保持原则上已知的保护片的原始尺寸。在两个层与位于中间的压制层连接之前，换能器能够与连接玻璃片的外片粘接。
在具有集成到连接玻璃片中的换能器的第一实施方式中提出：至少一个换能器嵌入连接玻璃片的压制层中。在此，在常规的连接玻璃片的原则上采用的部件的情况下得到尤其简单的制造。
由于信号衰减的原因，能够有利的是：在监控设备的和/或至少一个换能器的观察或扫描场的区域中省掉压制层和/或连接玻璃片的内片。省掉压制层表示：换能器和观察或扫描场的区域不被层压材料衰减，从而能够得到更高的效率。换能器在此或者位于两个片之间的空腔中，或者当在该区域中也省掉内片时是开放的。
对于因此附加的保护片不是保护片的整体的组成部分的情况，优选的是：附加保护片借助粘胶在外侧、即在会预期降水的一侧上安置在该总被采用的保护片上。
外侧安置优选通过在附加保护片与原本的保护片之间设置空腔实现，该空腔中设有至少一个换能器。空腔避免可能损害清洁效果的衰减效应。
根据要求能够有利的是：附加保护片布置在原本的保护片的加深部或凹部中，使得保护片的外侧与其他光学设备或相机的附加保护片的外侧齐平地闭合。这种布置例如尤其当根据本发明的一个优选的改进方案设有雨刷器时会是有利的，该雨刷器的刮水区仅覆盖监控设备的观察或扫描场、交通工具的保护片连同监控设备的观察或扫描场，或仅覆盖交通工具的保护片，而不覆盖监控设备的观察或扫描场。
但是，能够包括具有刮水片的一个或多个刮水臂的优选设置的雨刷器也能够覆盖刮水区，该刮水区限制监控设备的观察或扫描场或者遗漏监控设备的观察或扫描场。
相应的设计能够与使用领域、导入的超声波的类型以及可能的其他考虑相关。尤其当使用刮水设备时，由雨刷器清洁的观察场在不包含或仅包含少量水的污物的情况下还提供改善的清洁效果。但是，也能够故意地放弃也借助雨刷器清洁监控设备的观察或扫描场，例如因为观察或扫描场至少对于短的不评估信号的时间段也能由引导经过的雨刷器覆盖。
另一个特别有利的措施提出：保护片由透明的陶瓷材料构成。陶瓷材料通常比玻璃坚硬，并在最小衰减的情况下为超声波的引入和传播提供特别有利的特性。另外，陶瓷材料在机械应力下(例如在交通工具撞击石头的情况下)提供更长的使用寿命，因为表面品质较少受高速撞击的颗粒影响。该设计方案特别适用于以下解决方案，其中在相机的观察场的区域中将附加保护片部分地安置在现有的挡风玻璃或其他保护片上。具有特有的陶瓷层的设计方案是特别优选的，并且当至少在监控设备的观察或扫描场的区域内设有陶瓷层时，则对于所有类型的保护片能够进行适配，而与陶瓷层是否是保护片的一部分或者是否从外部粘接到保护片上无关。陶瓷材料的强的耐久性还具有如下优点，即表面的磨损敏感性在附加使用机械刮水系统时较低。陶瓷材料还能直接施加到透镜的表面上，光学监控设备的透镜本身因此形成保护片。
本发明的主题还涉及一种用于机动车自动行驶的控制系统，其中设有根据权利要求1至18中的任一项或不同权利要求所述的一个或多个光学监控系统。
附图说明
根据附图，本发明的其他的特征、细节和优点从权利要求的说明以及实施例的以下描述中得出。附图示出：
图1示出复合玻璃与安置在其上的附加保护片的横截面图；
图2示出根据图1的复合玻璃与复合玻璃的示出的层的斜视图；
图3示出根据图1的附加保护片的视图；
图4示出没有附加保护片的、根据图1的复合玻璃的视图；
图5示出平坦的复合玻璃与布置在其上的附加保护片的截面图；
图6示出根据图5的复合玻璃的视图；
图7示出具有复合玻璃的布置在换能器的区域中的空腔的、另外的实施方式的横截面图；
图8示出根据图7的复合玻璃的斜视图；
图9示出具有集成在片之间的换能器的、另外的复合玻璃的横截面图；
图10示出根据图9的复合玻璃的斜视图；
图11示出监控系统的换能器的四个实施方式的示意图；
图12示出监控系统的换能器的两个另外的实施方式的示意图；
图13示出关于监控系统的换能器的造型的设计方案的示意图；
图14分别示出换能器装置的关于监控系统的保护片的边缘区域的两个设计方案的示意图；
图15示出参照监控系统的保护片的、可行的换能器定位的五个变体方案的示意剖视图；
图16示出用于在监控系统的保护片中产生驻波的换能器组的示意图；
图17示出用于在监控系统的保护片中产生驻波的、至少两个换能器组的另外的示意图；
图18示出不同模式的示意图，监控系统的换能器能够在这些模式下运行；
图19示出监控设备的换能器的驱控电路的两个可选方案的示意电路图；
图20示出用于对监控设备的换能器的运行温度进行监控的、温度管理系统的四个可选方案的示意电路图；
图21示出监控设备的保护片与布置在其上的换能器的示意剖面图，以及
图22示出相应的换能器与监控设备的保护片的连接的实施方式。
具体实施方式
下面描述的监控系统实施方式分别具有附图中未示出的相机或其他光学装置，相机或其他光学装置具有与其相关联的能够以不同设计方案实施的透镜和保护片。在以下附图中，相同或相似的元件以相同的附图标记表示。保护片能够附加地安置(参见图1至图6)或集成在用于例如在机动车中使用的、在此被设计为连接玻璃片的保护片上。特别有利的是如下实施方式，其中保护片尤其调整用于保护相机并且例如被设计为相机壳体的透明的钟形件或透明的封闭件。所有这些完全不同成型的且可能强烈弯曲的保护片中的横截面在结构上能够基本相同。在所示的所有实施例中，相机的观察场被限制在换能器10之间的区域上，换能器有针对性地将超声波导入保护片中，以便从相机的观察场中清除降水，其中除了雨之外还能将降水理解为冰、霜和冷凝物。导入的超声波的优选的频率范围处于0.5MHz与5MHz之间的范围中，其中不是所有相应设置在相机系统中的换能器都必须放射相同的频率。
在图1示出具有附加保护片12的相机系统1的第一实施方式，该附加保护片借助于玻璃胶16施加在由复合玻璃构成的附加保护片14上的暴露于天气的外侧上。附加保护片12在此由陶瓷材料构成并且与复合玻璃的外玻璃层18相距一定距离，从而在复合玻璃与附加保护片12之间留出空腔19。在空腔中围绕相机的观察场环形地布置四个换能器10，相机在复合玻璃的内侧上与附加保护片12相对置地布置。陶瓷材料由于其硬度具有相对于表面模式特别的耐抗性，从而以更长时间确保对于相机的透视并且观察场相对于石头撞击等敏感度较低。
在图1至图4中部分地示出的保护片14的特殊性，即附加保护片12布置在下沉部20中，下沉部布置在保护片的边缘区域中。由此可行的是：附加保护片能够以其外表面与保护片的外表面齐平地闭合。以该方式可行的是：为附加保护片12选择与保护片14本身不同的材料(在此更硬)，并且用共同的雨刷器清洁两个表面，雨刷器在附加保护片12的区域中支持超声换能器10的清洁作用。对于设有雨刷器的情况而言，雨刷器的刮水区域也覆盖附加保护片12。理想地，下沉部匹配于保护片的形状。
为了说明，在图2至图4中示出简单的变体方案的视图，其中保护片齐平地连接于较高的区域。在此，良好地示出四个换能器10围绕相机的观察场布置。换能器10能够放射不同频率和波形的超声波。还能设有布置在观察场的侧向的、不同数量的换能器。
在图2中还可见保护片14的结构，该保护片作为复合玻璃以常见的类型和方式具有已经提到的外玻璃层18、内玻璃层22和位于玻璃层之间的压制层24。
图3示出视图，而在图4中省略了附加保护片，以便更好地示出换能器10。然而，换能器不固定和声耦合在保护片14的外面，而是固定和声耦合在保护片12的内面。
图5和图6示出另外的相机系统100，其中原则上常规的、由复合玻璃构成的保护片114在相机观察场范围(未示出)中设有附加保护片112，该附加保护片又经由玻璃胶116施加在外玻璃层118的外面上。在附加保护片112和保护片114的表面之间又设有空腔119，在该空腔中布置有与附加保护片112的内表面声耦合的换能器10。由于在这种解决方案中附加保护片突出于保护片的外面，所以不能用保护片的雨刷器来清洁附加保护片112的外面，使得附加保护片112布置在刮水场之外并且仅借助于超声波消除降水。
在图7和图8中示出相机系统200的一个实施方式，其中在由复合玻璃构成附加保护片214的情况下，在相机的观察场区域中的压制层224被留空，而外玻璃层218直接获得用于相机系统200的先前分离的附加保护片的功能。四个压电换能器10又在侧向限制相机的观察场，其中必要时能够将承载结构226装入内玻璃层的留空的区域中，承载结构能够保持用于换能器的电端子并且还能用作为用于相机的容纳部。
在图8中能够良好地识别保护片214的结构。从内玻璃层222和外玻璃层之间的压制层224中取出如下区段，四个换能器10在该区段中围绕相机观察场布置，在此仍然直接地与保护片的外玻璃层218声耦合。换能器10的布置、超声波频率和波形被设定成使得超声波幅度尤其在相机观察场中特别大，以便在那里产生最佳地去除水分效果。必要时还能在外玻璃层218中设有促进超声波的定向传播的结构。
被设计为复合玻璃片的保护片214也能够侧向延伸超过相机的观察场，使得具有换能器的所示出的保护片区域仅形成整个保护片的部分场。在该实施方式中，只要有需要，雨刷器的刮水区能够无问题地覆盖相机的观察场。
最后，在图9和图10中还示出相机系统300的另一个实施方式，其中，换能器10嵌入在由复合玻璃构成的保护片314的压制层324中。在此，换能器10的高度与压制层324的厚度相协调。此外，相机的观察场在此也处于换能器10之间的区间中，换能器又与保护片的外玻璃层318声耦合。当然，在此也能够容易可行的是：借助可能存在的雨刷器清洁相机的观察场。如果玻璃层以及压制层相比观察窗还进一步延伸，相机的观察场又仅为较大的片的一部分。在此，只要认为有必要，外玻璃层318中的结构能够有助于将超声波聚焦到相机的观察场上。
图11的a)部分至d)部分示意性地示出换能器10的四个不同实施方式10a、10b、10c和10d。
图11的a)部分中的换能器10a具有规则间隔开的电极1111。
图11的b)部分中的换能器10b具有至少一个第一电极1111和至少一个第二电极1121。在根据图11的b)部分的换能器10的实施方式10b中，第一电极1111和第二电极1121交替布置。第二电极1121不连续地构造，而第一电极1111连续地构造。
在图11的c)部分中示出换能器10的另一个实施方式10c，根据该实施方式，第一电极1111被分组在第一电极组1110中，第二电极1121被分组在第二电极组1120中。在该实施例中，电极组1110、1120不重叠。第一电极组1110中的第一电极1111的尺寸和距离基本相同。相同地也适用于第二电极组1120的电极1121的距离和尺寸。
图11的d)部分示出换能器10的另一个实施方式10d，换能器基本上对应于实施方式10c，除了具有第一电极1111的第一电极组1110布置在第一换能器部分中，第一换能器部分在空间上与第二换能器部分间隔开，在第二换能器部分中布置有具有第二电极1121的第二电极组1120。
图12的a)部分示出换能器10的另一个实施方式10e，其中换能器10e被分成两个区域1030和1040，其中第一电极组1110布置在第一区域1130中，并且第二电极组1120布置在第二区域中。
图12的b)部分示出换能器10的一个可选的实施方式10d，其中换能器10f同样被分为两个区域1030和1040。该实施方式的不同之处在于：区域1130和1140分别是不连贯的，而是沿换能器10f交替布置。否则，换能器10f的设计方案对应于图12的a)部分中的换能器10e的设计方案。在此，换能器本身无中断、即连贯地构造。
在图12的b)部分的实施方式中，换能器10f构造成马蹄形或U形地，其中第二区域1140布置在换能器10f的角区域中，并且第一区域1130布置在换能器10f的端部与角区域之间。
图13示出换能器10的三个另外的实施方式10g、10h、10i，这些换能器全部具有U形或马蹄形的形状。根据实施方式10g的换能器10没有专用的角区域，而换能器10的实施方式10h具有尖角区域，并且换能器10的实施方式10i具有马蹄形的换能器10的倒圆的角区域。
图14示意性地示出换能器10布置在基片或保护片14上的两个实施例。换能器10、10j平行于边缘1410、1420地构造。边缘1420在此是弯曲的，使得换能器10j同样具有弯曲的形状。显而易见的是：该实施例不限于此，而是还能设有其他的边缘形状或换能器形状。换能器10、10j和相应的边缘1410与1420之间的边缘距离1430同样能够根据通过相应的换能器10、10j产生的声波频率来设定，使得在边缘1410、1420处反射的声波与换能器10、10j发出的声波相长干涉。
图15示出换能器10在基片或保护片14上的各种实施方式。根据按图15的a)部分的实施方式，换能器布置在基片或保护片14和另外的片1530之间的中间空间1510中。根据图15的b)部分，换能器10布置在基片或保护片14的一侧上，该侧与到基片或保护片14上的可能的降水相对置。图15的c)部分示出换能器布置的另一个实施方式，其中换能器被引入到层压的片中。片在基片或保护片14与另外的片1530之间具有压制层22。换能器10布置在该压制层中或与其压制在其中。图15的d)部分同样涉及由基片或保护片14与换能器10、压制层22和另外的片1530构成压制的片。在此，换能器布置在厚度缩小部1520中。在该实施例中，厚度缩小部1520被设计为压制层22和另外的片1530的留空部。图15的e)部分最后涉及如下实施方式，根据该实施方式，另外的片具有三维形状，并形成用于基片或保护片14与布置在其上的换能器10的容纳空间。换能器10布置在基片或保护片14的朝向另外的片1530的一侧上。基片或保护片14经由压制层22与另外的片1530连接，其中换能器10置入该压制层22中或压制在其中。
图16示出两个换能器1611、1612的布置的实施例。两个换能器1611、1612形成第一换能器组1641。换能器1611、1612基本上沿着中轴线定心地彼此对准并且分别具有长边和短边。因此，换能器1611、1612基本上构造成矩形。换能器1611、1612以各自的长边彼此相对置。换能器1611、1612之间的距离的尺寸被确定为使得该距离基本上对应于通过换能器1611、1612产生的表面或空间波的波长的多倍。换能器1611、1612发射超声波1621、1622，并且基本上以相同的频率、相同的幅度和相同的相位运行。通过换能器1611、1612彼此相对置的布置，在换能器1611、1612之间形成具有大的幅度的驻波1631。
图17的a)部分至c)部分示出换能器组1741、1742、1743、1744的布置的三个另外的实施方式，其分别具有至少两个换能器1711、1712、1713、1714、1715、1716、1717、1718。
根据图17的a)部分的实施方式示出两个换能器组1741、1742的交叉布置，其中对应于根据图16的实施例，第一换能器组具有两个换能器1711、1712，并且第二换能器组1742同样具有两个换能器1713、1714。第一换能器组1741在波传播方向上基本上垂直于第二换能器组1742定向。因此，在第一换能器组1741的换能器1711、1712之间形成的驻波1731基本上垂直于在第二换能器组1742的换能器1713、1714之间形成的驻波1732走向。经由驻波1731、1732之间的干涉，在换能器1711、1712、1713和1714之间形成波谷和波峰的网状图案，其中网单元是四边形的。
根据图17的b)部分的实施方式示出三个换能器组1741、1742、1743的布置，其中对应于根据图16的实施例，第一换能器组具有两个换能器1711、1712，第二换能器组1742同样具有两个换能器1713、1714，并且第三换能器组1743同样具有两个换能器1715、1716。具有与成对地对置的换能器1711、1712、1713、1717、1715、1716的换能器组1741、1742、1743设置成获得该布置的基本六边形的外周。在两个沿该布置的环周方向相邻的换能器组1741、1742、1743的驻波1731、1732、1733的波传播方向之间，分别形成大约60°的角度。经由驻波1731、1732、1733之间的干涉，在换能器1711、1712、1713、1714、1715和1716之间构成波谷和波峰的网状图案，其中网单元是三角形的。
根据图17的c)部分的实施方式示出四个换能器组1711、1712、1713、1714的另外的布置，其中对应于根据图16的实施例，第一换能器组具有两个换能器1711、1712。第二换能器组1742同样具有两个换能器1713、1714，并且与第一换能器组1741相对置地沿相应的波传播方向基本上垂直地布置在换能器组1741、1742的换能器1711、1712、1713、1714之间。第三换能器组1743和第四换能器组1744分别同样具有两个换能器1715、1716或1717、1718。在第一换能器组1741的驻波1731的波传播方向和第三换能器组1743的驻波1733的波传播方向之间，形成大约45°的角度。在第二换能器组1742的驻波1732的波传播方向和第四换能器组1744的驻波1734的波传播方向之间，同样形成大约45°的角度。该布置获得基本上八边形的外周。经由驻波1731、1732、1733、1734之间的干涉，构成换能器1711、1712、1713、1714、1715、1716、1717和1718之间的波谷和波峰的网状图案。
图18的a)部分和b)部分示出换能器10的运行模式的实施例。换能器10由(未示出的)发生器供应驱动信号并生成超声波1810。在图18的a)部分中，超声波1810显示出幅度调制，超声波由布置在基片或保护片14上的换能器10发出。
根据图18的b)部分，示出根据图17的a)部分的换能器装置的实施例的运行模式。第一换能器组1741的换能器1711、1712借助调相的驱动器信号驱控，而第二换能器组1742的换能器1713、1714同样借助调相的驱动器信号驱控。以该方式，干涉的驻波1731、1732的最大值移动。
图19的a)部分和19的b)部分示出用于换能器10的相应的驱控电路1910、1911的实施方式。
根据按照图19的a)部分的实施方式，为驱控电路供应至少一个信号1920，其中该至少一个信号1920具有特定的频率。借助于相加器1925将至少一个信号1920相加为加和信号1928。该加和信号1928借助于放大器1930放大，放大器在该实施方式中被设计为线性放大器。滤波器1940分别在另外的信号路径中布置在至少一个换能器10之前。相应的滤波器1940具有用于从放大器1930离开的、放大的加和信号1928和至少一个边界频率的输入端，从而仅将放大的加和信号1928的一定频率范围馈送至相应的换能器10。
根据按图19的b)部分的实施方式，对于驱控电路1911提出：信号1920由在该实施方式中设计为非线性放大器的放大器1930放大。谐波振动由放大器1930产生，谐波振动通过滤波器1940从放大的信号1920分离出来，并且相应单独地馈送给至少一个换能器10，其中滤波器分别具有至少一个边界频率。
图20的a)部分至d)部分示出根据图19的实施例之一的用于控操电路的温度管理系统2000的不同实施方式。根据按图20的a)部分的实施方式，温度管理系统2000具有断路器2010，断路器布置在放大器与换能器之间。断路器2010能够手动和/或自动地复位。根据图20的b)部分，温度管理系统2000具有断路器2010，断路器具有控制信号输出端2040，控制信号2045从控制信号输出端引导给放大器1930。能够经由控制信号2045来开关放大器，从而根据控制信号2045来开关给换能器10的信号。图20的c)部分涉及温度管理系统2000的一个实施方式，根据该实施方式，具有信号输出端2040的断路器连接到控制单元2020，并且控制单元2020根据通过断路器2010的信号输出端2040馈送的信号控制放大器1930的开关状态。图20的d)部分涉及温度管理系统2000的另一个实施方式。在该实施方式中，温度管理系统具有温度传感器2011。温度传感器例如能够被设计为热导体或冷导体。温度传感器电路2030具有信号输出端2040，将信号输出端连接于控制单元2020。控制单元2020根据馈送给断路器2010的信号输出端2040的信号控制放大器1930的开关状态。
图20的e)部分示出温度管理系统2000的断路器2010或温度传感器2011的布置的可行的实施方案。在此，温度传感器2011或断路器装入布置在基片或保护片14与换能器10之间的连接层16的外围区域中。
图21的a)部分至g)部分示出保护片14和布置在其上的换能器10的不同的实施方式。
图21的a)部分至d)部分涉及将保护片14或基片装入片框架2110中。在此，根据按图21的a)部分的变体方案，基片或保护片14在接合区域2130中在外圆周上呈Z形地构造，以便与片框架2110的凸缘区域2115接合。将密封件2120布置在片框架2110、特别是凸缘区域2115与基片或保护片14之间，并且尤其布置在其接合区域2130的周侧。至少一个换能器10布置在基片或保护片14的内侧IS上。
根据按图21的b)部分的变体方案，基片或保护片14在外周处在接合区域2130中呈S形地构造，以便与片框架2110的凸缘区域2115接合。密封件2120布置在片框架2110、尤其是凸缘区域2115与基片或保护片14之间，并且尤其布置在其接合区域2130的周侧上。至少一个换能器10布置在基片或保护片14的内侧IS上。
在根据图21的c)部分的实施方式中，基片或保护片14基本上平坦地构造并且接合片框架2110的凸缘区域2115的内侧IS。密封件2120布置在凸缘区域2115与基片或保护片14的重叠区域中。至少一个换能器10布置在基片或保护片14的内侧IS上。
根据按图21的d)部分的实施方式，基片或保护片14以内侧安置在片框架2110的凸缘区域2115上。在片框架的凸缘区域与基片或保护片14之间布置有密封件、特别是O形环密封件。至少一个换能器10布置在基片或保护片14的内侧IS上。
图21的e)部分至f)部分示出保护片14或基片的不同形状和换能器10的优选的布置，以便不因基片或保护片14损害或仅最小程度地损害观察场。
根据按图21的e)部分的实施方式，基片或保护片14具有横截面中基本上卵形的形状，其具有削平的端侧。至少一个换能器10在基片或保护片14的内侧上布置在削平的端面处。
在根据图21的f)部分的基片或保护片14的实施方式中，基片或保护片14具有横截面滴状的造型。至少一个换能器10在接合凸缘2140中布置在滴形构造的基片或滴形构造的保护片14的尖端处，接合凸缘2140基本上平行于基片或保护片14的长轴线延伸。
根据按图21g)的实施方式，基片或保护片14的横截面半圆形地构造并且具有接合凸缘，在该接合凸缘的内侧IS处布置有至少一个换能器10。
图22示出基片或保护片14与布置在其上的换能器10的另一个实施方式的示意剖面图。换能器10布置在基片或保护片14的表面2211上。在基片14与换能器10之间存在连接层或玻璃胶16，该连接层或玻璃胶具有连接材料2231和填充材料2232。
在该实施方式中，呈设计为球体或圆柱体的成型体2234形式的填充材料2232置入连接材料2231中。成型体2234形成用于连接材料2231的基体，使得连接层或玻璃胶16与之相应地由两个部件构成。连接层或玻璃胶16的厚度由通过成型体2234预设的距离2233限定。成型体2234不仅直接接合换能器10，而且也直接接合基片或保护片14，并且形成声桥。
所描述的所有相机系统特别适合于结合到机动车的控制系统中，以用于自动驾驶，其中在不利的环境条件下，通过有针对性地清洁相机的观察场也能够实现尤其高的信号品质。
但是，本发明不限于上述实施方式之一，而是能够以多种方式进行修改。例如，相机系统也能够独立于已经存在的保护片地构造。除了交通工具的后窗玻璃片和侧窗玻璃片之外，具有自身的保护片的相机系统也是可行的，相机系统布置在交通工具处的单独的壳体中或者支承到另外的交通工具构件、例如后视镜中。保护片在交通工具顶上的圆顶状的设计方案是特别优选的，以便获得良好的环顾视野。
因此，本发明尤其不限于用于机动车的自动驾驶的相机，而是还能够在航空或水上交通工具中用于控制或观察目的。
根据本发明的光学监控或相机系统还能固定地构造并且尤其在如下地点处是有利的，即光学监控或相机系统在该地点处由于环境条件会造成在保护片上的降水。例如能够将网络摄像头、公共场所的监控相机、野生动植物观察相机或工作室中的监控相机、比如机床的监控相机称作为应用情况。但是，除了相机应用之外，根据本发明的实施方式还能具有其他光学监控设备，例如激光扫描仪或在军事领域中通常使用的角反射镜。
对于本发明而言，从权利要求书、说明书和附图得出的全部特征和优点连同结构方面的细节、空间布置和方法步骤不仅能够单独实施，还能够以不同的组合实施。
参考标号列表
1、100、200、300 相机系统
10、10a-j、1611、1612、1711、1712、1713、1714、1715、1716、1717、1718超声换能器
12、112 附加保护片
14、114、214、314 保护片
16、116 玻璃胶、连接层
18、118、218、318 外玻璃层
19、119 空腔
20 下沉部
22、122、222、322 压制层
24、124、224、324 内玻璃层
1110 第一电极组
1111 第一电极
1120 第二电极组
1121 第二电极
1130 第一区域
1140 第二区域
1410、1420 边缘
1430 边缘距离
1510 中间空间
1520 厚度缩小部
1530 另外的片
1621、1622、1810 超声波
1631、1731、1732、1733、1734 驻波
1641、1741、1742、1743、1744 换能器组
1910、1911 驱控电路
1920 信号
1925 相加器
1928 加和信号
1930 放大器
1940 滤波器
2000 温度管理系统
2010 断路器
2011 温度传感器
2020 控制单元
2040 信号输出端
2045 控制信号
2110 片框架
2115 凸缘区域
2120 密封件
2130 接合区域
2140 接合凸缘
2211 表面
2231 连接材料
2232 填充材料
2233 距离
2234 成型体
IS 内侧。

Claims (15)

1.一种用于环境监控的光学监控系统，具有：光学的监控设备，通过透镜检测所述监控设备的观察或扫描场；和保护片(12；14；114、214；314；112；218；318)，所述保护片保护所述透镜免受降水影响并且至少覆盖所述监控设备的所述观察或扫描场，其特征在于，所述保护片(12；14；114、214；314；112；218；318)与至少一个超声换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)声耦合。
2.根据权利要求1所述的光学监控系统，其特征在于，至少一个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)布置在所述观察或扫描场旁。
3.根据权利要求2所述的光学监控系统，其特征在于，至少两个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)围绕所述观察或扫描场布置。
4.根据权利要求3所述的光学监控系统，其特征在于，三个或更多个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)围绕所述观察或扫描场的边缘分散布置。
5.根据权利要求3或4所述的光学监控系统，其特征在于，至少两个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)彼此错开地布置，所述换能器将相同或不同的超声频率和/或相同或不同的超声波形射入所述保护片(12；112；218；318)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光学监控系统，其特征在于，至少一个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)从所述监控设备的一侧起与所述保护片(12；14；114、214；314；112；218；318)连接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的光学监控系统，其特征在于，至少一个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)具有至少一个电极组(1110、1120)，所述电极组分别具有至少一个电极(1111、1121)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的光学监控系统，其特征在于，至少一个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)的边缘距离(1430)对应于由至少一个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)产生的声波的波长的一部分或多倍。
9.根据前述权利要求中任一项所述的光学监控系统，其特征在于，至少两个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)分别组成至少一个换能器组(1641；1741-1744)，并且至少一个所述换能器组(1641；1741-1744)的所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)通过所述换能器被共同驱控并且彼此定心地对准的方式彼此对应一致。
10.根据前述权利要求中任一项所述的光学监控系统，其特征在于，至少一个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)在第一模式中利用调频的信号被驱控并且在第二模式中利用调幅的信号被驱控并且在第三模式中利用调相的信号被驱控，其中，每种模式具有能随时间变化的调制。
11.根据前述权利要求中任一项所述的光学监控系统，其特征在于，所述光学监控系统具有温度管理系统(2000)，所述温度管理系统监控所述光学监控系统的温度、特别是所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)的温度和/或所述保护片(12；14；114、214；314；112；218；318)的温度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的光学监控系统，其特征在于，至少一个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)通过连接层(16、116)与基片或所述保护片(12；14；114、214；314；112；218；318)防失地连接，其中，所述连接层(16、116)布置在所述基片或保护片(12；14；114、214；314；112；218；318)与所述换能器或保护片(12；14；114、214；314；112；218；318)之间，并且所述连接层(16、116)具有连接材料(2231)和填充材料(2232)。
13.根据权利要求12所述的光学监控系统，其特征在于，由所述填充材料(2232)构成的至少一个成型体(2234)通过与所述换能器(12；14；114、214；314；112；218；318)和所述基片耦合连接或者与所述换能器和所述保护片(12；14；114、214；314；112；218；318)耦合连接形成声桥。
14.根据前述权利要求中任一项所述的光学监控系统，其特征在于，至少一个所述换能器(10；10a-j；1611；1612；1711-1718)具有L形或U形。
15.根据前述权利要求中任一项所述的光学监控系统，其特征在于，所述光学监控系统被设计为相机、激光扫描仪或其他的监控光学装置。
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