CN113273169B - 清洗装置、具备清洗装置的摄像单元以及清洗方法 - Google Patents

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Abstract

在本发明的清洗装置中，信号处理电路(20)基于以第一电压(V1)驱动振动部(12)的情况下的共振频率的变化量(Δf)、与由阻抗检测部(70)检测出的阻抗有关的电流值的变化量(ΔI)以及由摄像部(5)拍摄到的图像的时间变化(明度积分值)中的至少2者的信息，来对保护罩(2)的表面附着有异物的情形进行判断，根据该判断来控制振动部(12)以清洗保护罩(2)的表面。

Description

清洗装置、具备清洗装置的摄像单元以及清洗方法
技术领域
本发明涉及一种清洗装置、具备清洗装置的摄像单元以及清洗方法。
背景技术
在车辆的前部、后部设置摄像单元，利用通过该摄像单元拍摄到的图像来控制安全装置、进行自动驾驶控制。这种摄像单元大多设置于车外，因此在覆盖于外部的透光体(透镜、保护玻璃)上会附着雨滴、泥、灰尘等异物。当在透光体上附着有异物时，所附着的异物映现在通过该摄像单元拍摄到的图像中，从而无法获得清晰的图像。
因此，开发出一种判别透光体的表面上附着的异物并使透光体振动来去除异物的清洗装置(专利文献1)。另外，开发出一种向透光体的表面喷出清洗液并使透光体振动来去除异物的清洗装置(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-138768号公报
专利文献2：日本特开2011-244417号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，专利文献1所记载的清洗装置如果只是使透光体振动，则有时无法去除泥水等。例如，由于使透光体振动而导致泥水中的水分雾化，泥水中的泥的浓度上升，从而如果只是使透光体振动，则有时无法去除泥水等。
另外，在专利文献2所记载的清洗装置中，能够通过透光体的振动与清洗液的喷出的组合来去除透光体的异物。但是，在实际行驶中，大部分状况是只有雨滴作为透光体的异物淋在摄像单元上，极少的状况是泥附着在摄像单元上。因此，在专利文献2所记载的清洗装置中，即使在水滴、微量的泥作为透光体的异物附着在摄像单元的情况下，也进行清洗液的喷出，因此导致清洗液的消耗量增大而成为低效的清洗。
因此，本发明的目的在于提供一种能够根据透光体上附着的异物来进行高效的清洗的清洗装置、具备清洗装置的摄像单元以及清洗方法。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式所涉及的清洗装置具备：保持部，其保持摄像元件；透光体，其配置在摄像元件的视场内；振动体，其使透光体振动；驱动部，其用于驱动振动体；控制部，其对驱动部进行控制；以及检测部，其检测与由驱动部驱动的振动体的阻抗有关的值，其中，控制部基于以第一电压驱动振动体的情况下的共振频率的时间变化、由检测部检测出的与阻抗有关的值的时间变化以及由摄像元件拍摄到的图像的时间变化中的至少2者的信息，来对透光体的表面附着有异物的情形进行判断，根据该判断来控制振动体以清洗透光体的表面。
本发明的一个方式所涉及的摄像单元具备上述所记载的清洗装置。
本发明的一个方式所涉及的清洗方法用于通过清洗装置来清洗透光体的表面，该清洗装置具备保持摄像元件的保持部、配置在摄像元件的视场内的透光体、使透光体振动的振动体、用于驱动振动体的驱动部、对驱动部进行控制的控制部以及检测与由驱动部驱动的振动体的阻抗有关的值的检测部，清洗方法包括以下步骤：设为搜索模式，以第一电压驱动振动体；基于搜索模式中的共振频率的时间变化、由检测部检测出的与阻抗有关的值的时间变化以及由摄像元件拍摄到的图像的时间变化中的至少2者的信息，来判断在透光体的表面是否附着有异物；根据对透光体的表面附着有异物的情形的判断，来决定驱动振动体的驱动频率；以及设为驱动模式，以第二电压和所决定的驱动频率驱动振动体。
发明的效果
根据本发明，控制部能够基于至少2个信息来对透光体的表面附着有异物的情形进行判断，并根据透光体上附着的异物来进行高效的清洗。
附图说明
图1是用于说明本实施方式1所涉及的摄像单元的结构的立体图。
图2是用于说明本实施方式1所涉及的摄像单元的结构的截面图。
图3是用于说明本实施方式1所涉及的摄像单元的清洗装置的控制的框图。
图4是用于说明本实施方式1所涉及的摄像单元的清洗装置的动作的流程图。
图5是示出压电设备的共振频率与温度之间的关系的曲线图。
图6是与温度对应地分别绘制压电设备的共振频率、阻抗的最小值而得到的曲线图。
图7是与异物的附着量对应地分别绘制压电设备的共振频率、阻抗的最小值而得到的曲线图。
图8是用于说明摄像单元的清洗装置的动作的时序图。
图9是示出本实施方式1所涉及的摄像单元的清洗装置的实验结果的图。
图10是示出使保护罩2以不同的振动模式进行振动的情况下的振幅位移的示意图。
图11是用于说明本实施方式1的变形例所涉及的摄像单元的清洗装置的动作的流程图。
图12是用于说明本实施方式2所涉及的摄像单元的清洗装置的控制的时序图。
图13是用于说明本实施方式3所涉及的摄像单元的清洗装置的控制的框图。
图14是用于说明电气特性的变化量与驱动电压之间的关系的图。
图15是用于说明本实施方式4所涉及的摄像单元的清洗装置的动作的流程图。
图16是示出压电设备的电压的变化率与共振频率的变化率之间的关系的曲线图。
图17是示出重复n次以搜索模式进行动作的情况下的频率和阻抗的变化的曲线图。
图18是用于说明以驱动模式A驱动的情况下的一例的图。
图19是用于说明以驱动模式B驱动的情况下的一例的图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明本实施方式所涉及的摄像单元。此外，图中相同的标记表示相同或相当的部分。
(实施方式1)
下面，参照附图来说明本实施方式1所涉及的摄像单元。图1是用于说明本实施方式1所涉及的摄像单元100的结构的立体图。图2是用于说明本实施方式1所涉及的摄像单元100的结构的截面图。摄像单元100具备壳体1、设置于壳体1的一个表面的透明的保护罩2、具有用于向保护罩2喷出清洗液(清洗体)的开口部31的清洗喷嘴3、作为使保护罩2振动的振动体的振动部12以及设置于保护罩2的内侧的摄像部5。此外，摄像单元100中的除摄像部5以外的壳体1、保护罩2、清洗喷嘴3以及振动部12的结构构成了用于清洗附着于摄像部5的摄像范围的异物(附着物)的清洗装置。
摄像部5如图2所示那样被筒状的主体构件4支撑，并被固定于底板4a。底板4a被固定于壳体1的一部分。因此，壳体1作为借助主体构件4和底板4a来保持摄像部5的保持部发挥功能。此外，保持部只要能够保持摄像部5即可，不限定于图2所示的结构。
在摄像部5内，内置有包括摄像元件的电路6。在摄像部5的摄像方向上固定有透镜模块7。透镜模块7由筒状体形成，在内部设置有多个透镜9。此外，摄像部5的结构只要能够拍摄到位于透镜9的前方的被摄像物，则不特别地进行限定。
壳体1呈方筒状，例如由金属、合成树脂形成。此外，壳体1也可以是圆筒状等其它形状。在壳体1的一端侧固定有底板4a，在壳体1的另一端侧设置有保护罩2和振动部12。
振动部12具有圆筒状的形状。振动部12具有圆筒状的第一筒构件13、圆筒状的第二筒构件14以及圆筒状的压电振子15。圆筒状的压电振子15具有两个圆筒状的压电片16、17。关于两个压电片16、17，在其厚度方向上，其中一个压电片的极化方向与另一个压电片的极化方向为相反的方向。
此外，在本发明中，关于振动部、压电振子，除了圆筒状以外，还可以是方筒状。优选使用圆筒状、即环状的形状。
压电片16、17由锆钛酸铅系压电陶瓷形成。可是，也可以使用(K，Na)NbO3等其它的压电陶瓷。并且，还可以使用LiTaO3等压电单晶体。
在压电片16、17的两个表面形成有未图示的电极。该电极例如具有Ag/NiCu/NiCr的层叠构造。
在压电振子15的下表面固定圆筒状的第一筒构件13。第一筒构件13由金属形成。作为金属，能够使用硬铝、不锈钢或可伐合金等。可是，第一筒构件13也可以由具有导电性的Si等半导体形成。
在第一筒构件13的一部分与第二筒构件14的一部分之间夹着压电振子15。第一筒构件13和第二筒构件14均由金属形成，具有导电性。通过对压电片16、17各自的电极施加交流电场，能够使压电振子15进行纵向振动或横向振动。在第二筒构件14的一部分的内周面形成有内螺纹部。由此，向第二筒构件14拧入第一筒构件13，来将第一筒构件13固定于第二筒构件14。通过该拧入，将第一筒构件13的一部分和第二筒构件14的一部分压接于压电振子15的上表面和下表面。
因而，通过压电振子15中产生的振动，来使振动部12整体高效地振动。在本实施方式中，振动部12通过纵向效应或横向效应而高效地激励。
另一方面，在第二筒构件14设置有突出到外侧的凸缘部14b。凸缘部14b被载置且固定于壳体1的凹部。
在第二筒构件14的端部设置有突出到外侧的凸缘部14c。在该凸缘部14b与凸缘部14c之间相连的部分为薄壁部14a。薄壁部14a的厚度比第一筒构件13的厚度薄。因此，筒状的薄壁部14a通过振动部12的振动而大幅地产生位移。由于该薄壁部14a的存在，能够实现振动、尤其是振幅的放大。
保护罩2被固定于凸缘部14c。保护罩2作为使来自被摄像物的光透过的透光体发挥功能。保护罩2具有在一个方向上开设的开口。该开口的端部与凸缘部14c接合。关于该接合，例如使用粘接剂、钎焊材料来进行接合。另外，也可以使用热压接、阳极接合等。
保护罩2具有从与凸缘部14c接合的端部起延伸的圆顶状的形状。在本实施方式中，将该圆顶状的形状设为半球形状。此外，摄像部5例如具备170°的视场角。可是，圆顶状的形状不限定于半球状的形状。也可以是半球与圆筒相连的形状、比半球小的曲面形状等。保护罩2整体具有透光性。在本实施方式中，保护罩2由玻璃形成。可是，不限于玻璃，也可以由透明的塑料等构成。或者，也可以由透光性的陶瓷构成。可是，根据用途的不同，优选使用强化玻璃。由此能够提高强度。并且，在玻璃的情况下，也可以为了提高强度而在表面形成由DLC等形成的涂层。
在保护罩2内配置有上述的透镜模块7和摄像部5。隔着该保护罩2对外部的被摄像物进行摄影。
在壳体1设置有清洗喷嘴3，该清洗喷嘴3具有用于向保护罩2喷出清洗液的开口部31。清洗喷嘴3呈筒状形状，从设置有开口部31的一侧的相反侧的端部供给清洗液，从开口部31向保护罩2的端部喷出清洗液。清洗喷嘴3的顶端处于摄像部5的摄像范围(视场)的外部，开口部31不处于会被拍进摄像部5的图像中的位置。在图2中，用箭头表示清洗液的流动。该清洗喷嘴3作为喷出清洗液的喷出部发挥功能。在本实施方式中，示出在壳体1设置有一个清洗喷嘴3的结构，但是也可以是在壳体1设置有多个清洗喷嘴3的结构。
此外，在本实施方式中，设为设置于摄像单元100的清洗装置(下面简称为清洗装置)具备清洗喷嘴3并能够向保护罩2喷出清洗液来进行清洗的结构进行说明，但是也可以是不具备清洗喷嘴3而仅通过使保护罩2振动来进行清洗的结构。当然，也可以是，清洗装置除了具备清洗喷嘴3以外，还具备其它结构(例如鼓风机等)，或者具备其它结构(例如鼓风机等)来取代清洗喷嘴3。
接着，使用图来说明清洗装置的控制。图3是用于说明本实施方式1所涉及的摄像单元100的清洗装置的控制的框图。
摄像单元100包括摄像部5、信号处理电路20、压电驱动部30、压电设备40、清洗液喷出部50、清洗驱动部60、阻抗检测部70以及电源电路80。信号处理电路20是对来自摄像部5的摄像信号进行处理并且对压电驱动部30和清洗驱动部60供给控制信号的控制部。关于清洗液喷出部50，将用于从清洗喷嘴3的开口部31喷出清洗液的结构设为一个块进行了图示。
信号处理电路20设置有作为控制中枢的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、存储有用于CPU进行动作的程序、控制数据等的ROM(Read Only Memory：只读存储器)、作为CPU的工作区而发挥功能的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、用于保持与周边设备的信号的匹配性的输入输出接口等。
压电驱动部30生成与来自信号处理电路20的控制信号及驱动电压相应的频率f、电压V的交流输出信号。压电设备40由图2所示的具有压电振子15的振动部12构成，通过对压电振子15施加交流输出信号，来使振动部12和保护罩2振动，以去除异物。
另外，信号处理电路20能够生成用于向保护罩2喷出清洗液来进行清洗的控制信号。清洗驱动部60基于来自信号处理电路20的控制信号，来进行使清洗液喷出部50向保护罩2喷出清洗液的控制。
在对压电振子15施加交流输出信号来使压电设备40进行了动作的情况下，阻抗检测部70监视压电驱动部30的电流。
接着，基于流程图来说明摄像单元的清洗装置的动作。图4是用于说明本实施方式1所涉及的摄像单元的清洗装置的动作的流程图。首先，信号处理电路20使压电设备40以搜索模式进行动作，来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断。压电驱动部30为使压电设备40以搜索模式进行动作，将驱动电压Vdr设为V1，并且对频率f进行扫频来对压电振子15施加交流输出信号。此外，关于对压电振子15施加的交流输出信号，从抑制发热的观点出发，使驱动电压Vdr小是较为理想的。
阻抗检测部70在使压电设备40以搜索模式进行动作的期间，对压电驱动部30的电流进行监视。具体地说，阻抗检测部70测定被扫频的频率f中的、使压电驱动部30的电流最大(或者使电流值的倒数即阻抗最小)的频率并设为初始的共振频率fr0，测定此时的电流值并设为I0(步骤S101)。信号处理电路20将测定出的初始的共振频率fr0和电流值I0设为基准值f、I来更新存储(步骤S102)。
在此，对压电设备40的共振频率与温度之间的关系进行说明。图5是示出压电设备40的共振频率与温度之间的关系的曲线图。在图5中，将横轴设为频率[kHz]，将纵轴设为阻抗[Ω]。在图5所示的曲线图中，图示出阻抗急剧地发生了变化的位置的频率为压电设备40的共振频率且温度从-40℃变化至85℃的情况下的共振频率的变化的情形。如根据该曲线图可知的那样，压电设备40的共振频率随着温度从-40℃向85℃变化而降低。
另一方面，在保护罩2的表面附着有异物的情况下，压电设备40的共振频率随着所附着的异物的量变多而降低。这样，如果只是通过由阻抗检测部70测定压电设备40的共振频率的变化，则无法准确地判断出是由于保护罩2的表面上附着有异物而引起的变动、还是由于温度变化而引起的变动。尤其是，明确可知压电设备40的共振频率会由于温度上升而降低，因此信号处理电路20当仅通过共振频率对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断时，有可能因温度上升而误识别为在保护罩2的表面附着有异物。
并且，信号处理电路20在因温度上升而误识别为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，会为了去除异物而以使压电设备40的振动振幅上升的方向对压电振子15施加交流输出信号。当使压电设备40的振动振幅上升时，会使保护罩2的表面的温度进一步上升，从而信号处理电路20由于在保护罩2的表面附着有异物而变得更加不稳定，更难以进行判断。
关于压电设备40的共振频率的变化，不限定于由于温度变化而变化，共振频率还会由于保护罩2与振动部12的接合部的经年变化、树脂部的吸湿等而产生变化。因此，信号处理电路20需要配合压电设备40的共振频率的变化以外的信息，来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断。
在此，如根据图5所示的曲线图可知的那样，随着温度从-40℃变化到85℃，压电设备40的共振频率降低，并且阻抗的最小值也降低。为了易于理解地说明该关系，分为与温度对应的压电设备40的共振频率的变化的曲线和与温度对应的阻抗的最小值的变化的曲线来进行说明。图6是与温度对应地分别绘制压电设备40的共振频率、阻抗的最小值而得到的曲线图。
在图6的(a)中示出了与温度对应的压电设备40的共振频率的变化，横轴为温度[℃]，纵轴为共振频率[kHz]。如根据图6的(a)所示的曲线图可知的那样，压电设备40的共振频率随着温度变高而降低。在图6的(b)中示出了与温度对应的压电设备40的最小阻抗(阻抗的最小值)的变化，横轴为温度[℃]，纵轴为最小阻抗[Ω]。如根据图6的(b)所示的曲线图可知的那样，压电设备40的最小阻抗随着温度变高而降低。
另一方面，对在保护罩2的表面附着有异物的情况下的压电设备40的共振频率、阻抗的最小值的变化进行说明。图7是与异物的附着量对应地分别绘制压电设备40的共振频率、阻抗的最小值而得到的曲线图。
在图7的(a)中示出了与保护罩2的表面上附着的水的量对应的压电设备40的共振频率的变化，横轴为水附着量[μl]，纵轴为共振频率[kHz]。如根据图7的(a)所示的曲线图可知的那样，压电设备40的共振频率随着水附着量变多而降低。在图7的(b)中示出了与保护罩2的表面上附着的水的量对应的压电设备40的最小阻抗(阻抗的最小值)的变化率，横轴为水附着量[μl]，纵轴为阻抗变化率。如根据图7的(b)所示的曲线图可知的那样，压电设备40的最小阻抗的变化率随着水附着量变多而变高。此外，相反地，与压电设备40的最小阻抗对应的电流值I的变化率随着水附着量变多而变低。
如根据图6和图7的曲线图可知的那样，信号处理电路20通过将压电设备40的共振频率的变化与压电设备40的最小阻抗(阻抗的最小值)的变化组合来进行判断，能够准确地判断出是由于保护罩2的表面上附着有异物而引起的变动、还是由于温度变化而引起的变动。此外，压电设备40的最小阻抗还会由于保护罩2与振动部12的接合部的经年变化、树脂部的吸湿等而产生变化，但是由于与在保护罩2的表面上附着有异物的情况下的变化不同，因此能够将两者区分开来判断。
因此，在本实施方式1所涉及的信号处理电路20中，不是仅通过共振频率来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断，而是通过共振频率和电流值(或者，电流值的倒数即阻抗)来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断。也就是说，信号处理电路20通过使压电设备40以搜索模式进行动作的期间的共振频率、此时的电流值的变化来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断。
返回到图4，在一定时间之后(例如1秒后)，压电驱动部30为使压电设备40以搜索模式进行动作，将驱动电压Vdr设为V1，并且对频率f进行扫频来对压电振子15施加交流输出信号。而且，阻抗检测部70测定被扫频的频率f中的、使压电驱动部30的电流最大的频率并设为共振频率fr1，测定此时的电流值并设为I1(步骤S103)。
信号处理电路20求出在步骤S102中更新后的基准值f、I与共振频率fr1、电流值I1的差值，并将该差值与预先决定的阈值fth、Ith进行比较(步骤S104)。具体地说，信号处理电路20判断是否满足Δfr(＝fr1-fr)≤-fth以及ΔI(＝I1-I)≤-Ith的关系。也就是说，在共振频率减少的变化量(Δfr)为阈值fth以下且电流值减少的变化量(ΔI)为阈值Ith以下的情况下，信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物。
如上所述，信号处理电路20不是仅通过共振频率的变化量(时间变化)来判断为保护罩2的表面附着有异物，而是通过与阻抗有关的值即电流值的变化量(时间变化)来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断。
在差值大于预先决定的阈值fth、Ith的情况下(步骤S104：“否”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S102，将在步骤S103中测定出的共振频率fr1和电流值I1设为基准值f、I来更新存储。
在差值为预先决定的阈值fth、Ith以下的情况下(步骤S104：“是”)，信号处理电路20求出基准值f、I与共振频率fr1、电流值I1的差值，并将该差值与预先决定的阈值fth1、Ith1进行比较(步骤S105)。此外，阈值fth1、Ith1的绝对值大于在步骤S104中使用的阈值fth、Ith的绝对值(fth1＞fth，Ith1＞Ith)。具体地说，信号处理电路20判断是否满足Δfr(＝fr1-fr)≤-fth1以及ΔI(＝I1-I)≤-Ith1的关系。也就是说，在共振频率减少的变化量(Δfr)为阈值fth1以下且电流值减少的变化量(ΔI)为阈值Ith1以下的情况下，信号处理电路20判断为保护罩2的表面上附着的异物大(污染程度严重)。
信号处理电路20利用阈值fth、Ith来判断在保护罩2的表面是否存在附着的异物，利用阈值fth1、Ith1来判断保护罩2的表面上附着的异物的程度。
在差值大于预先决定的阈值fth1、Ith1的情况下(步骤S105：“否”)，信号处理电路20判断为保护罩2的表面上附着的异物小(污染程度轻)，压电驱动部30为使压电设备40以驱动模式进行动作，对压电振子15施加将驱动电压Vdr设定为V2(＞V1)且将驱动频率fdr设为共振频率fmax的交流输出信号(步骤S106)。信号处理电路20执行不驱动清洗驱动部60而仅驱动压电驱动部30的驱动模式A(步骤S107)。
另一方面，在差值为预先决定的阈值fth1、Ith1以下的情况下(步骤S105：“是”)，信号处理电路20判断为保护罩2的表面上附着的异物大(污染程度严重)，压电驱动部30为使压电设备40以驱动模式进行动作，对压电振子15施加将驱动电压Vdr设定为V3(＜V2)且将驱动频率fdr设为共振频率fmax的交流输出信号(步骤S108)。也就是说，压电驱动部30使压电振子15以相比于步骤S106的情况而言较弱的振动进行振动。信号处理电路20执行驱动清洗驱动部60来喷出清洗液并且还驱动压电驱动部30的驱动模式B(步骤S109)。信号处理电路20通过执行驱动模式B，能够更加强力地清洗保护罩2上附着的异物。此外，信号处理电路20也可以基于共振频率、由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的值(电流值)以及由摄像部5拍摄到的图像中的至少1者的信息，来切换为具有比在驱动模式B中喷出的清洗液的清洗力更强的清洗力的清洗液。
当通过步骤S108或步骤S109的清洗去除了保护罩2的表面上附着的异物时，由阻抗检测部70测定出的电流值Idr会增加到一定以上。也就是说，由阻抗检测部70测定出的电流值Idr会大致恢复为在保护罩2的表面未附着异物时的电流值Idr的值。因此，信号处理电路20判断由阻抗检测部70测定出的电流值Idr是否增加到了一定以上(步骤S110)。
在电流值Idr增加到了一定以上的情况下(步骤S110：“是”)，信号处理电路20判断是否受理了结束清洗处理的操作(步骤S111)。在受理了结束清洗处理的操作的情况下(步骤S111：“是”)，信号处理电路20结束清洗处理。另一方面，在未受理结束清洗处理的操作的情况下(步骤S111：“否”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S101。
在电流值Idr未增加到一定以上的情况下(步骤S110：“否”)，信号处理电路20判断是否以清洗处理的驱动模式驱动了超过一定时间(例如1分钟)(步骤S112)。在长时间地以清洗处理的驱动模式驱动了压电设备40的情况下，存在发生保护罩2发热等不良情况的可能性。因此，在以清洗处理的驱动模式驱动了超过一定时间的情况下(步骤S112：“是”)，信号处理电路20视为异常而结束清洗处理。在清洗处理的驱动模式下驱动了一定时间以下的情况下(步骤S112：“否”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S105。
接着，使用时序图来更详细地说明摄像单元100的清洗装置的动作。图8是用于说明摄像单元的清洗装置的动作的时序图。在图8所示的时序图中，上部图示了对压电驱动部30指示以驱动模式A(图4：步骤S107)进行动作的波形，下部图示了伴有对清洗液喷出部50指示喷出清洗液的动作而对压电驱动部30指示以驱动模式B(图4：步骤S109)进行动作的波形。
首先，在搜索模式中，信号处理电路20为判断在保护罩2的表面是否附着有异物，将驱动电压Vdr设为V1，并且对频率f进行扫频来从压电驱动部30对压电振子15施加交流输出信号。
信号处理电路20将测定出的共振频率fr、电流值I各自的变化(差值Δfr、ΔI)与阈值fth、Ith进行比较，来判断保护罩2上有无附着物。并且，信号处理电路20将测定出的共振频率fr、电流值I各自的变化(差值Δfr、ΔI)与阈值fth1(＜fth)、Ith1(＜Ith)进行比较，来判断保护罩2上附着的异物的程度。
具体地说，信号处理电路20对频率f进行扫频来扫描一定范围的频率，将其中的使电流最大的频率设为共振频率fr，并测定此时的电流设为阻抗的倒数。在测定出的共振频率fr的时间变化(Δfr)为负、Δfr的绝对值(|Δfr|)＞50Hz、且电流值I的时间变化(ΔI)为负、ΔI的绝对值|ΔI|＞2mA时，信号处理电路20判断为保护罩2的表面附着有异物。此外，阈值fth设为50Hz，阈值Ith设为2mA。
并且，在测定出的共振频率fr的时间变化(Δfr)为负、Δfr的绝对值(|Δfr|)＞100Hz、且电流值I的时间变化(ΔI)为负、ΔI的绝对值|ΔI|＞4mA时，信号处理电路20判断为保护罩2的表面上附着的异物大(污染程度严重)。此外，阈值fth1设为100Hz，阈值Ith1设为4mA。
在搜索模式中，当判断为保护罩2的表面附着有异物且保护罩2上附着的异物小(污染程度轻)的情况下，信号处理电路20对压电驱动部30指示以驱动模式A进行动作。压电驱动部30如图8所示的上部的波形那样，在时间0s的时刻，施加用于使压电振子15以规定大小的振动振幅进行振动的电压。
在压电驱动部30设置有自激振电路的情况下，压电驱动部30能够使振荡频率追随共振频率，因此根据共振频率fr下的电流值Idr使向压电振子15施加的电压变化以调整振动振幅。也就是说，压电驱动部30根据共振频率fr下的电流值Idr随着通过压电振子15的振动使保护罩2上附着的异物变小(例如，时间1.6s、时间2.0s的时刻)而增加，因此使施加的电压降低以使压电振子15的振动振幅变小。
压电驱动部30在共振频率fr下的电流值Idr增加到了一定以上的情况下(例如，时间10s的时刻)，视为通过压电振子15的振动而去除了保护罩2上附着的异物，从而驱动模式结束，再次转变为搜索模式。
在搜索模式中，当判断为在保护罩2的表面附着有异物且保护罩2上附着的异物大(污染程度严重)的情况下，信号处理电路20对压电驱动部30和清洗驱动部60指示以驱动模式B进行动作。如图8所示的下部的波形那样，在时间0s的时刻，清洗驱动部60使清洗液喷出部50喷出清洗液(时间0s～时间1.6s的期间)。之后，压电驱动部30在时间2.0s的时刻，施加用于使压电振子15以规定大小的振动振幅进行振动的电压。此外，关于压电驱动部30为了使压电振子15振动而施加电压的时刻，既可以从时间0s的时刻开始施加，也可以从时间0s～时间1.6s的期间中的任一时刻开始施加。
在压电驱动部30设置有自激振电路的情况下，压电驱动部30能够使振荡频率追随共振频率，因此根据共振频率fr下的电流值Idr使向压电振子15施加的电压变化以调整振动振幅。但是，在保护罩2上附着的异物不因压电振子15的振动而变化的情况下，压电驱动部30停止向压电振子15施加电压(例如，时间15s的时刻)。
之后，清洗驱动部60在时间16s的时刻，再次使清洗液喷出部50喷出清洗液(时间16s～时间17.6s的期间)。压电驱动部30在时间18s的时刻，施加用于使压电振子15以规定大小的振动振幅进行振动的电压。
在驱动模式B中，同时使用振动和清洗液的喷出来清洗保护罩2的表面上附着的异物。具体地说，清洗装置在通过清洗液冲洗掉异物之后，通过振动使残留的水滴雾化。但是，例如，如果附着于保护罩2的表面的异物为泥水，则当先通过振动使水滴雾化时，固化的泥成分残留，难以通过清洗液来冲洗泥成分。因此，在驱动模式B中，先通过清洗液冲洗掉泥水之后，通过振动使残留的水滴雾化，从而泥成分不易残留。另外，通过在清洗液的喷出过程中对保护罩2施加不使水分雾化的程度的振动，由此具有如下效果：通过超声波清洗效果而使保护罩2上固结的异物浮起，从而变得易于冲洗。像这样，通过将振动与清洗液的喷出组合，能够有效地去除污垢。
如上所述，在摄像单元100的清洗装置中，设为测定压电振子15的共振频率fr和电流值I(或者，电流值I的倒数即阻抗)从而判定为在保护罩2的表面附着有异物进行了说明。接着，说明该清洗装置的实验结果。图9是示出本实施方式1所涉及的摄像单元的清洗装置的实验结果的图。在图9中，横轴为时间(s)，左侧的纵轴为电流值I(A)，右侧的纵轴为共振频率fr(Hz)。
在图9所示的实验中，在从使摄像单元100的清洗装置为开启状态起的100秒后，使异物呈雾状附着于保护罩2的表面。该清洗装置在以监视模式驱动时，如图9所示，共振频率fr和电流值I因温度变化而缓慢地变化。此外，在摄像单元100中，还有可能由于日光骤然照射等环境变化而温度急剧地变化，因此仅根据时间微分值难以判断异物的附着。清洗装置因约100秒后呈雾状附着的异物(例如水)而共振频率fr和电流值I均有所降低。像这样，在本实施方式所涉及的清洗装置中，通过测定2个参数(例如共振频率fr和电流值I)，能够对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断。
也就是说，在本实施方式所涉及的清洗装置中，能够将由于温度变化、经年变化而引起的电气特性(例如共振频率fr)的变化与由于保护罩2的表面附着有异物而引起的电气特性(例如电流值I)的变化区别开，从而防止误动作。另外，在本实施方式所涉及的清洗装置中，通过阈值的设定，来根据保护罩2的表面上附着的异物的程度进行节省清洗液且有效的清洗。并且，在本实施方式所涉及的清洗装置中，在不需要进行清洗的情况下，不使压电振子15振动，在附着于保护罩2的异物小(污染程度轻)的情况下，使压电振子15的振动振幅变小，由此能够降低施加于振动部12的应力，提高寿命。
此外，在通过振动部12使保护罩2振动的振动模式中，除了通过使保护罩2的中心部分的振动位移变大从而最适合使附着于保护罩2的水分雾化的振动模式以外，还存在多个模式。下面，使用图来说明振动模式。图10是示出使保护罩2以不同的振动模式进行振动的情况下的振幅位移的示意图。
在图10的(a)中，示出了从图2中的左侧观察图中所示的摄像单元100时的保护罩2的图，使保护罩2以第一振动模式(共振频率f1)进行了振动。在第一振动模式中，振动位移大的部分为保护罩2的中心部分(振动的波腹)，振动位移小的部分为与保护罩2连接的振动部12(振动的波节)。在图中，通过阴影线来表示振动位移的大小，线的间隔越窄的阴影线表示振动位移越大。
在图10的(b)中，示出了从图2中的左侧观察图中所示的摄像单元100时的保护罩2的图，使保护罩2以第二振动模式(共振频率f2)进行了振动。在第二振动模式中，振动位移大的部分为与保护罩2连接的振动部12(振动的波腹)，振动位移小的部分为保护罩2的部分(振动的波节)。
在图10的(c)中，示出了从图2中的左侧观察图中所示的摄像单元100时的保护罩2的图，使保护罩2以第三振动模式(共振频率f3)进行了振动。在第三振动模式中，振动位移大的部分为保护罩2的周缘部(振动的波腹)，振动位移小的部分为该周缘部以外的部分(振动的波节)。
在搜索模式中，通过使振动部12以保护罩2的局部为振动的波节那样的第二振动模式进行振动，能够减小附着于保护罩2的异物的影响，从而能够测定仅因温度、经年变化而引起的电气特性的变动。因此，根据使振动部12以保护罩2的局部为振动的波腹那样的第一振动模式进行振动来对附着于保护罩2的异物的影响大的电气特性的变动进行测定所得到的结果，求出与第二振动模式下的测定结果之差，由此能够测定仅因附着于保护罩2的异物而引起的电气特性的变动。
另外，最适合雾化的振动模式是第一振动模式，但是在该第一振动模式中，在振动位移最大的保护罩2的中心部分对于异物的灵敏度高，但是在除此以外的部分对于异物的灵敏度小。因此，在搜索模式中，也可以将使振动部12以第一振动模式进行振动来高灵敏度地测定附着于保护罩2的中心部的异物所得到的结果与使振动部12以第三振动模式进行振动来高灵敏度地测定附着于保护罩2的周缘部的异物所得到的结果组合来进行。由此，能够探测附着于保护罩2的所有位置的异物，并且还能够确定在保护罩2的哪个位置附着有异物。另外，还能够仅使保护罩2上附着有异物的位置进行振动。
(变形例)
如上述所说明的那样，在本实施方式所涉及的清洗装置中，说明了通过测定2个参数(例如共振频率fr和电流值I)能够对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断。但是，关于对附着于保护罩2的表面的异物的判断，除了测定共振频率fr和电流值I以外，也可以使用由摄像部5拍摄到的图像的信息。例如，信号处理电路20为了对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断，除了考虑共振频率fr的变化量(时间变化)、电流值I的变化量(时间变化)以外，也可以还考虑由摄像部5拍摄到的图像的时间变化的信息。另外，信号处理电路20为了对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断，也可以将共振频率fr的变化量(时间变化)与由摄像部5拍摄到的图像的时间变化进行组合。并且，信号处理电路20为了对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断，也可以将电流值Ir的变化量(时间变化)与由摄像部5拍摄到的图像的时间变化进行组合。
例如，在共振频率fr的变化量大于阈值fth的绝对值、且由摄像部5拍摄到的图像的明度积分值有所降低的情况下，信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物。由此，信号处理电路20通过考虑共振频率fr的变化量，能够将由于装配有摄像单元100的车例如进入隧道而发生的明度积分值的降低与由于在保护罩2的表面附着有异物而发生的明度积分值的降低区别开。
另外，在共振频率fr的变化量、电流值I的变化量大于阈值fth、Ith各自的绝对值、且由摄像部5拍摄到的图像的明度积分值大幅地降低的情况下，信号处理电路20判断为保护罩2的表面上附着的异物为泥等不透明物。在由摄像部5拍摄到的图像的明度积分值的降低小的情况下，信号处理电路20判断为保护罩2的表面上附着的异物为水等透明物。像这样，信号处理电路20通过考虑由摄像部5拍摄到的图像的时间变化的信息，能够更准确地判断出保护罩2的表面上附着的异物的种类，从而高精度地判断是否喷出清洗液。
接着，基于流程图来说明本变形例所涉及的清洗装置的动作。图11是用于说明本实施方式1的变形例所涉及的摄像单元的清洗装置的动作的流程图。此外，在图11所示的流程图中，对与图4所示的流程图相同的处理标注相同的步骤编号，从而不重复详细的说明。首先，阻抗检测部70测定被扫频的频率f中的、使压电驱动部30的电流最大(或者使电流值的倒数即阻抗最小)的频率并设为初始的共振频率fr0，测定此时的电流值并设为I0(步骤S101)。信号处理电路20将初始的共振频率fr0和电流值I0设为基准值f、I来更新存储(步骤S102)。
在一定时间之后(例如1秒后)，压电驱动部30为使压电设备40以搜索模式进行动作，将驱动电压Vdr设为V1，并且对频率f进行扫频来对压电振子15施加交流输出信号。而且，阻抗检测部70测定被扫频的频率f中的、使压电驱动部30的电流最大的频率并设为共振频率fr1，测定此时的电流值并设为I1(步骤S103)。
信号处理电路20求出在步骤S102中更新后的基准值f、I与共振频率fr1、电流值I1的差值，将该差值与预先决定的阈值fth、Ith进行比较(步骤S104)。
在差值大于预先决定的阈值fth、Ith的情况下(步骤S104：“否”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S102，将在步骤S103中测定出的共振频率fr1和电流值I1设为基准值f、I来更新存储。
在差值为预先决定的阈值fth、Ith以下的情况下(步骤S104：“是”)，信号处理电路20判断由摄像部5拍摄到的图像的明度积分值(时间变化)是否降低到了一定以下(步骤S205)。当在保护罩2的表面附着有泥等不透明的异物时，由摄像部5拍摄到的图像的明度会急剧地降低。因此，信号处理电路20不是使用绝对值比阈值fth、Ith的绝对值大的阈值fth1、Ith1判断保护罩2的表面上附着的异物的程度，而能够通过图像的时间变化来判断异物的程度。
在图像的明度积分值未降低到一定以下的情况下(步骤S205：“否”)，信号处理电路20判断为保护罩2的表面上附着的异物为水等透明物，压电驱动部30为使压电设备40以驱动模式进行动作，对压电振子15施加将驱动电压Vdr设定为V2(>V1)且将驱动频率fdr设为共振频率fmax的交流输出信号(步骤S106)。信号处理电路20执行不驱动清洗驱动部60而仅驱动压电驱动部30的驱动模式A(步骤S107)。
另一方面，在图像的明度积分值降低到了一定以下的情况下(步骤S205：“是”)，信号处理电路20判断为保护罩2的表面上附着的异物为泥等不透明物，压电驱动部30为使压电设备40以驱动模式进行动作，对压电振子15施加将驱动电压Vdr设定为V3(＜V2)且将驱动频率fdr设为共振频率fmax的交流输出信号(步骤S108)。信号处理电路20执行驱动清洗驱动部60来喷出清洗液并且还驱动压电驱动部30的驱动模式B(步骤S109)。
信号处理电路20判断由阻抗检测部70测定出的电流值Idr是否增加到了一定以上(步骤S110)。在电流值Idr增加到了一定以上的情况下(步骤S110：“是”)，信号处理电路20判断是否受理了结束清洗处理的操作(步骤S111)。在受理了结束清洗处理的操作的情况下(步骤S111：“是”)，信号处理电路20结束清洗处理。另一方面，在未受理结束清洗处理的操作的情况下(步骤S111：“否”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S101。
在电流值Idr未增加到一定以上的情况下(步骤S110：“否”)，信号处理电路20判断是否以清洗处理的驱动模式驱动了超过一定时间(例如30分钟)(步骤S112)。在长时间地以清洗处理的驱动模式驱动了压电设备40的情况下，存在发生保护罩2发热等不良情况的可能性。因此，在以清洗处理的驱动模式驱动了超过一定时间的情况下(步骤S112：“是”)，信号处理电路20视为异常而结束清洗处理。在清洗处理的驱动模式下驱动了一定时间以下的情况下(步骤S112：“否”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S205。
如以上那样，在本实施方式1所涉及的摄像单元100中，具备清洗装置。该清洗装置构成为具备：壳体1，其保持摄像部5；保护罩2，其配置于摄像部5的视场内；振动部12，其使保护罩2振动；压电驱动部30，其用于驱动振动部12；信号处理电路20，其对压电驱动部30进行控制；以及阻抗检测部70，其检测与由信号处理电路20驱动的振动部12的阻抗有关的值(电流值I)。而且，信号处理电路20基于以第一电压(V1)驱动振动部12的情况下的共振频率的变化量(Δf)、由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的电流值的变化量(ΔI)以及由摄像部5拍摄到的图像的时间变化(明度积分值)中的至少2者的信息，来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断，根据该判断来控制振动部12以清洗保护罩2的表面。
因此，本实施方式1所涉及的清洗装置基于至少2个信息来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断，并根据该判断来控制振动部12以清洗保护罩2的表面，因此能够进行高效的清洗。
也可以是，信号处理电路20在判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，决定为了清洗保护罩2的表面而驱动振动部12的驱动频率fdr，并以驱动频率fdr和第二电压(V2)驱动振动部12。由此，压电驱动部30能够以适当的驱动频率fdr和第二电压(V2)来清洗保护罩2的表面。
也可以是，在以第一电压(V1)驱动振动部12的情况下的共振频率的变化量(Δf)为负且由阻抗检测部70检测出的阻抗的时间变化为正(电流值的变化量(ΔI)为负)的情况下，信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物。由此，信号处理电路20能够准确地判断出是由于在保护罩2的表面附着有异物而引起的变动、还是由于温度变化而引起的变动。
也可以是，在以第一电压(V1)驱动振动部12的情况下的共振频率的变化量(Δf)为负且根据由摄像部5拍摄到的图像获得的明度的时间变化(明度积分值)为负的情况下，信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物。由此，信号处理电路20能够更准确地判断出保护罩2的表面上附着的异物的种类，从而高精度地判断是否喷出清洗液。
也可以是，在由阻抗检测部70检测出的阻抗的时间变化为正(电流值的变化量(ΔI)为负)且根据由摄像部5拍摄到的图像获得的明度的时间变化(明度积分值)为负的情况下，信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物。由此，信号处理电路20能够更准确地判断出保护罩2的表面上附着的异物的种类，从而高精度地判断是否喷出清洗液。
也可以是，信号处理电路20基于针对由所述摄像元件拍摄到的图像的解析结果(明度积分值)，来确定保护罩2的表面上附着的异物的种类。由此，信号处理电路20判断为保护罩2的表面上附着的异物为泥等不透明物。
也可以是，信号处理电路20能够以多个振动模式驱动振动部12，为了对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断而驱动振动部12的振动模式(例如，第一振动模式+第二振动模式)与为了清洗保护罩2的表面而驱动振动部12的振动模式(例如，第一振动模式)不同。由此，信号处理电路20能够测定出仅由于附着于保护罩2的异物而引起的电气特性的变动。
也可以是，信号处理电路20基于共振频率和阻抗中的至少1者的值，来变更用于清洗保护罩2的表面的驱动振动部12的电压(V2或V3)。由此，信号处理电路20能够根据附着于保护罩2的异物的程度来变更压电振子15的振动振幅。
也可以是，还具备向保护罩2的表面喷出清洗液(清洗体)的清洗液喷出部50，信号处理电路20响应于在保护罩2的表面附着有异物的判断而使清洗液喷出部50喷出清洗液。由此，信号处理电路20能够更强力地清洗附着于保护罩2的异物。
也可以是，信号处理电路20在使清洗液喷出部50喷出清洗液来清洗保护罩2的表面的情况下，使驱动振动部12的电压为第一电压(V1)以上且第二电压(V2)以下。由此，信号处理电路20将振动与通过喷出清洗液进行的清洗组合也能够进行清洗。信号处理电路20如果以与仅通过振动进行的清洗相同的振动振幅来进行清洗，则清洗液雾化而无法有效地利用，因此以弱振动驱动振动部12。
也可以是，清洗液喷出部50能够喷出用于清洗保护罩2的表面的第一清洗液以及具有比第一清洗液的清洗力强的清洗力的第二清洗液，信号处理电路20基于以第一电压驱动振动部12的情况下的共振频率、由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的值(电流值)以及由摄像部5拍摄到的图像中的至少1者的信息，来在第一清洗液与第二清洗液之间进行切换。由此，信号处理电路20能够更强力地清洗附着于保护罩2的异物。
(实施方式2)
在实施方式1所涉及的清洗装置中，仅仅是根据保护罩2的表面上附着的异物的程度来变更由信号处理电路20对压电振子15施加的电压。在本实施方式所涉及的清洗装置中，说明以下结构：根据保护罩2的表面上附着的异物的程度，对由信号处理电路20向压电振子15施加的频率进行扫频。
图12是用于对本实施方式2所涉及的摄像单元的清洗装置的控制进行说明的时序图。在图12的时序图中，在搜索模式的期间(tCYCLE期间)，压电驱动部30例如将驱动电压Vdr设为V1，并且从fMIN至fMAX对频率f进行扫频来对压电振子15施加交流输出信号。信号处理电路20在基于搜索模式中的共振频率和电流值的测定结果而判断为保护罩2的表面上附着的异物为水的情况下，对压电振子15施加在共振频率f01的上下进行扫频所得到的交流输出信号。此外，信号处理电路20能够通过实施方式1中所说明的结构来判断是否存在附着于保护罩2的表面的异物、异物的程度。
信号处理电路20如图12所示的驱动模式C那样对压电振子15施加在期间ΔT对共振频率f01的上下的范围fFS进行扫频所得到的交流输出信号。由此，清洗装置通过持续进行共振频率f01下的振动，能够防止保护罩2的温度过度地上升，并能够使保护罩2的表面上附着的水(液滴)雾化。另外，清洗装置通过在共振频率f01的上下的范围fFS内扫频对压电振子15施加的交流输出信号，能够避免保护罩2的表面上附着的水膜在稳定状态下未通过振动进行雾化而残留的现象。
此外，在搜索模式和驱动模式C中，对压电振子15施加的交流输出信号的频率如图12所示那样呈阶梯状地变化。具体地说，交流输出信号每隔期间Δt增加或减少频率fSTEP。
信号处理电路20在以驱动模式C驱动了期间tDRIVE之后，再次以搜索模式进行驱动，基于该搜索模式中的共振频率和电流值的测定结果，判断为保护罩2的表面上附着的异物为泥。信号处理电路20在判断为异物为泥的情况下，将交流输出信号固定为共振频率f02地施加于压电振子15。这是由于，在保护罩2的表面附着有泥的情况下，不进行雾化而通过“震落”动作使异物振动来进行清洗是有效的。也就是说，作为驱动模式D，信号处理电路20固定为共振频率f02来驱动压电振子15，对异物赋予最大的能量来使异物脱离保护罩2的表面。
在此，利用表面张力与比重的关系来说明泥难以雾化的理由。为了使水(液滴)雾化，在水(液滴)的表面产生的空化波的能量需要克服水(液滴)的表面张力。因此，在表面张力大的异物附着于保护罩2的表面的情况下，为了进行雾化，需要对水(液滴)的表面赋予更多的能量。
表面张力既根据液体种类而不同，还根据液体的温度而不同。因此，在表面张力大的低温侧，需要使压电振子15的振动振幅增大来促使雾化。并且，信号处理电路20为了使保护罩2的表面上附着的异物有效地雾化，需要使压电振子15的振动振幅根据温度而变化。
另外，在保护罩2的表面附着有泥水的情况下，清洗装置能够不依靠清洗液的喷出而如上述那样采用与泥及水相应的清洗方法。另外，信号处理电路20能够将在共振频率附近进行强振动的时间设为时间t1、且将在共振频率附近以外的频率进行振动的时间设为时间t2，来以t1/(t1+t2)的占空比值控制驱动模式C、D中的驱动。也就是说，信号处理电路20通过将时间t2设定得比时间t1长，能够对压电振子15施加如驱动模式C那样的对共振频率f01的上下的范围fFS进行扫频所得到的交流输出信号。另外，信号处理电路20通过将时间t1设定得比时间t2长，能够如驱动模式D那样将交流输出信号固定为共振频率f02地施加于压电振子15。
如以上那样，在本实施方式2所涉及的清洗装置中，信号处理电路20使用于清洗保护罩2的表面的振动部12的驱动包含以共振频率附近的频率驱动振动部12的第一期间(时间t1)以及以该共振频率附近的频率以外的频率驱动振动部12的第二期间(时间t2)，信号处理电路20基于以第一电压驱动振动部12的情况下的共振频率、由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的值(电流值)以及由摄像部5拍摄到的图像中的至少1者的信息，来决定第一期间与第二期间的占空比。
由此，在本实施方式2所涉及的清洗装置中，能够根据保护罩2的表面上附着的异物来赋予适当的振动，以去除异物。
(实施方式3)
在实施方式1所涉及的清洗装置中，说明了压电设备40的共振频率根据温度而变化的情形。在本实施方式所涉及的清洗装置中，对设置有用于测定温度的温度测定部的结构进行说明。
图13是用于说明本实施方式3所涉及的摄像单元200的清洗装置的控制的框图。摄像单元200包括摄像部5、信号处理电路20、压电驱动部30、压电设备40、清洗液喷出部50、清洗驱动部60、阻抗检测部70、电源电路80以及温度测定部90。摄像单元200在图3所示的摄像单元100中追加了温度测定部90，除此以外的结构与图3所示的摄像单元100的结构相同，对相同的结构标注相同的标记，不重复进行详细的说明。
温度测定部90能够测定摄像单元200、例如振动部12、保护罩2附近的温度。温度测定部90只要能够输出对信号处理电路20测定出的温度即可，能够使用公知的温度传感器、温度测定装置。
信号处理电路20利用由温度测定部90测定出的温度的信息，来变更为了去除保护罩2的表面上附着的异物而以驱动模式对压电振子15施加的驱动电压。图14是用于说明电气特性的变化量与驱动电压之间的关系的图。在图14中，横轴为电气特性的变化量(例如，电流值的变化量(ΔI))，纵轴为驱动电压。如图14所示，如果温度高于40℃，则即使电气特性的变化量变化，对压电振子15施加的驱动电压也为大致相同的电压。此外，随着电气特性的变化量变大，附着于保护罩2的表面的异物变大(污染程度变严重)。
如果温度为40℃以下，则对压电振子15施加的驱动电压随着电气特性的变化量变化而变为高的电压。也就是说，保护罩2的表面上附着的异物(例如液滴)当温度变低时由于表面张力增大而变得难以雾化、脱离，因此信号处理电路20为了对此进行补偿而提高对压电振子15施加的驱动电压。另外，在压电振子15的振动振幅具有温度特性的情况下，信号处理电路20也可以设定为除了补偿表面张力以外，还补偿振动振幅的温度特性。
如根据图14可知的那样，关于对压电振子15施加的驱动电压，期望使电压随着温度变低而变高。此外，设为温度测定部90为温度传感器、温度测定装置进行了说明。但是，也可以无需另外设置温度传感器、温度测定装置，而根据图6的(a)所示的压电设备40的共振频率的变化量、图6的(b)所示的压电设备40的阻抗的变化量来估计温度。也就是说，也可以在图13所示的摄像单元200中不设置温度测定部90，而将温度测定作为信号处理电路20内的处理进行。
如以上那样，在本实施方式3所涉及的清洗装置中，信号处理电路20基于以第一电压(V1)驱动振动部12的情况下的共振频率的变化量(Δf)以及由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的电流值的变化量(ΔI)，来估计保护罩2的温度，基于估计出的保护罩2的温度，来变更在清洗保护罩2的表面的情况下驱动振动部12的电压。
由此，在本实施方式3所涉及的清洗装置中，即使不另外设置温度测定部，也能够抑制在低温时清洗性能降低。另外，在清洗装置中，能够防止在高温时通过不必要的振动而对接合部施加压力从而寿命降低。
另外，在本实施方式3所涉及的清洗装置中，也可以是，还具备对振动部12或保护罩2的温度进行测定的温度测定部90，信号处理电路20基于温度测定部90的测定结果，来变更在清洗保护罩2的表面的情况下驱动振动部12的电压。由此，在本实施方式3所涉及的清洗装置中，能够利用温度测定部90的测定结果来抑制在低温时清洗性能降低。
(实施方式4)
在实施方式1所涉及的清洗装置中，通过由阻抗检测部70监视使压电设备40进行动作的期间的压电驱动部30的电流，来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断。在本实施方式所涉及的清洗装置中，说明以下结构：利用阻抗的变化率与共振频率的变化率的斜率之差，来对保护罩的表面附着有异物的情形进行判断。
本实施方式4所涉及的摄像单元的结构与图3所示的摄像单元100的结构相同。在信号处理电路20中，具有能够存储由阻抗检测部70检测出的阻抗值和共振频率的功能，除此以外的结构相同，因此对相同的结构标注相同的标记，不重复进行详细的说明。
基于流程图来说明本实施方式4所涉及的摄像单元的清洗装置的动作。图15是用于说明本实施方式4所涉及的摄像单元的清洗装置的动作的流程图。首先，信号处理电路20使压电设备40以搜索模式进行动作，来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断。压电驱动部30为使压电设备40以搜索模式进行动作，将驱动电压Vdr设为V0，并且对频率f进行扫频来对压电振子15施加交流输出信号。此外，关于对压电振子15施加的交流输出信号，从抑制发热的观点出发，使驱动电压Vdr小是较为理想的。
阻抗检测部70在使压电设备40以搜索模式进行动作的期间，对压电驱动部30的阻抗进行监视。具体地说，阻抗检测部70测定被扫频的频率f中的、使压电驱动部30的电流最大(或者使电流值的倒数即阻抗最小)的频率并设为初始的共振频率fr1，测定此时的阻抗并设为Z1(步骤S301)。此外，信号处理电路20存储所测定出的初始的共振频率fr1和阻抗Z1。另外，作为阻抗的参考值的阻抗Z0和作为共振频率的参考值的共振频率fr0从最初起就被预先存储于信号处理电路20中。
在此，对压电设备40的电压的变化率与共振频率的变化率之间的关系进行说明。图16是示出压电设备40的电压与共振频率的变化率之间的关系的曲线图。在图16中，将横轴设为共振频率的变化率[％]，将纵轴设为电压的变化率[％]。在图16所示的曲线图中，曲线A表示只有水的异物附着于保护罩2的表面的情况，曲线B表示水中所含的泥的重量比例为50％的泥水(泥水50％)的异物附着于保护罩2的表面的情况，曲线C表示水中所含的泥的重量比例为100％的泥水(泥水100％)的异物附着于保护罩2的表面的情况，曲线D表示水中所含的泥的重量比例为200％的泥水(泥水200％)的异物附着于保护罩2的表面的情况。
如根据图16所示的曲线图可知的那样，电压的变化率与共振频率的变化率的斜率根据保护罩2的表面上附着的异物不同而不同。另外，通过实验可知，当使保护罩2进行通过数次振动来去除异物的动作时，曲线B～曲线D的斜率接近曲线A的斜率。也就是说，关于电压的变化率和共振频率的变化率的斜率，通过使保护罩2数次振动而从泥水的斜率接近水的斜率。此外，由于电压与阻抗具有比例关系，因此电压的变化率和共振频率的变化率的斜率成为与阻抗的变化率(时间变化)和共振频率的变化率(时间变化)的斜率同样的倾向。
因此，在本实施方式4所涉及的摄像单元的清洗装置中，使用阻抗的变化率与共振频率的变化率的斜率之差来判断保护罩2的表面上附着的异物。具体地说，在清洗装置中，事先存储过去的阻抗的变化率和共振频率的变化率的斜率，通过与本次测定出的斜率进行比较，甚至能够判断出保护罩2的表面上附着的异物的种类。
返回到图15，信号处理电路20通过ΔZ1＝Z1/Z0来计算步骤S301中测定出的阻抗Z1相对于阻抗Z0的变化率ΔZ1，通过Δfr1＝fr1/fr0来计算步骤S301中测定出的共振频率fr1相对于共振频率fr0的变化率Δfr1(步骤S302)。信号处理电路20存储步骤S302中计算出的阻抗的变化率ΔZ1和共振频率的变化率Δfr。
信号处理电路20为判断在保护罩2的表面是否附着有异物，求出所测定出的阻抗Z1与作为参考值的阻抗Z0之差以及所测定出的共振频率fr1与作为参考值的共振频率fr0之差。信号处理电路20判断是否所求出的差|Z1-Z0|为阈值th1以上且所求出的差|fr1-fr0|为阈值th2以上(步骤S303)。例如，在将阻抗Z0设为约100Ω且将阈值th1设为约10Ω、将共振频率fr0设为约50kHz且将阈值th2设为约100kHz的情况下，当所测定出的阻抗Z1为110Ω以上且共振频率fr1为150kHz以上时，满足步骤S303的条件，信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物。
在所求出的差|Z1-Z0|小于阈值th1或者所求出的差|fr1-fr0|小于阈值th2的情况下(步骤S303：“否”)，信号处理电路20结束处理。在所求出的差|Z1-Z0|为阈值th1以上且所求出的差|fr1-fr0|为阈值th2以上的情况下(步骤S303：“是”)，信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物，转移到判定所附着的异物的种类的处理。
作为判定保护罩2的表面上附着的异物的种类的处理，信号处理电路20使得重复n次以搜索模式进行动作，来使阻抗检测部70测定阻抗Zn和共振频率frn(步骤S304)。图17是示出重复n次以搜索模式进行动作的情况下的频率和阻抗的变化的曲线图。阻抗检测部70测定被进行第一次扫频的频率f中的、使压电驱动部30的电流最大(或者使电流值的倒数即阻抗最小)的频率并设为共振频率fr1，测定此时的阻抗并设为Z1。此外，也可以将步骤S301中的测定设为第一次的测定。在第一次测定后，隔开时间t的间隔时间开始第二次测定。阻抗检测部70测定如图17所示那样被进行第n次扫频的频率f中的、使压电驱动部30的电流最大(或者使电流值的倒数即阻抗最小)的频率并设为共振频率frn，测定此时的阻抗并设为Zn。
信号处理电路20通过ΔZn＝Zn/Z0来计算步骤S304中测定出的阻抗Zn相对于阻抗Z0的变化率ΔZn，通过Δfrn＝frn/fr0来计算步骤S304中测定出的共振频率frn相对于共振频率fr0的变化率Δfrn(步骤S305)。
信号处理电路20为了判断保护罩2的表面上附着的异物的种类，求出所测定出的阻抗的变化率和共振频率的变化率的斜率。信号处理电路20判断所求出的斜率|ΔZn/Δfrn-(ΔZ1/Δfr1)|是否为阈值th3以下(步骤S306)。例如，如图16所示，在保护罩2的表面附着只有水的异物的曲线A中，即使重复进行n次的搜索模式，斜率也没有变化，但是在保护罩2的表面附着有泥水50％或泥水100％等异物的曲线B、C中，当重复进行n次的搜索模式时，斜率以接近曲线A的斜率的方式变化。也就是说，在重复进行n次的搜索模式而斜率不怎么变化的情况下，信号处理电路20能够判断为保护罩2的表面上附着的异物为水，在重复进行n次的搜索模式而斜率发生变化的情况下，能够判断为保护罩2的表面上附着的异物为泥水。
在所求出的斜率|ΔZn/Δfrn-(ΔZ1/Δfr1)|为阈值th3以下的情况下(步骤S306：“是”)，信号处理电路20判断为保护罩2的表面上附着的异物为水，为了驱动压电驱动部30而将驱动频率fdr设定为共振频率，将驱动电压Vdr设定为V1(步骤S307)。信号处理电路20执行不驱动清洗驱动部60而基于步骤S307中设定的值仅驱动压电驱动部30的驱动模式A(步骤S308)。之后，信号处理电路20使处理返回到步骤S303。
在所求出的斜率|ΔZn/Δfrn-(ΔZ1/Δfr1)|大于阈值th3的情况下(步骤S306：“否”)，信号处理电路20判断为保护罩2的表面上附着的异物为泥水，为了驱动压电驱动部30而将驱动频率fdr设定为共振频率，将驱动电压Vdr设定为V1，来启动清洗驱动部60(步骤S309)。信号处理电路20执行通过清洗驱动部60喷出清洗液并基于步骤S309中设定的值来驱动压电驱动部30的驱动模式B(步骤S310)。之后，信号处理电路20使处理返回到步骤S303。
图18是用于说明以驱动模式A驱动的情况下的一例的图。信号处理电路20在搜索模式中判断为保护罩2的表面上附着的异物为水的情况下，在驱动模式(drive mode)中，以驱动模式A仅驱动压电驱动部30而不驱动清洗驱动部60。此外，在压电驱动部30设置有自激振电路的情况下，压电驱动部30能够使振荡频率追随共振频率。信号处理电路20在规定的期间以驱动模式(drive mode)进行了驱动之后，再次以搜索模式进行驱动，判断是否存在附着于保护罩2的表面的异物。信号处理电路20在判断为没有异物的情况下，结束处理，在判断为有异物的情况下，确定异物的种类，并转移到最佳的驱动模式。像这样，信号处理电路20如果能够判断为保护罩2的表面上附着的异物为水，则能够仅通过振动来去除作为异物的水，从而可以不使清洗器(washer)等清洗驱动部60无用地进行动作。
图19是用于说明以驱动模式B驱动的情况下的一例的图。信号处理电路20当在搜索模式中判断为保护罩2的表面上附着的异物为泥水的情况下，在驱动模式(drive mode)中，以驱动模式B驱动清洗驱动部60和压电驱动部30。具体地说，信号处理电路20在通过清洗驱动部60向保护罩2喷出清洗液冲洗掉污垢之后，通过压电驱动部30使残留的水滴雾化。当先通过压电驱动部30使异物雾化时，例如在异物为泥水的情况下，只有泥水的水分被雾化，固化的泥成分会残留在保护罩2的表面，从而即使喷出清洗液也难以冲洗掉固化的泥成分。因此，信号处理电路20在通过压电驱动部30使异物雾化之前，通过清洗驱动部60向保护罩2喷出清洗液来冲洗污垢。另外，信号处理电路20在通过清洗驱动部60利用清洗液进行清洗的过程中，事先通过压电驱动部30对保护罩2赋予不使异物雾化的程度的振动，由此具有如下效果：通过超声波清洗效果而使保护罩2上固结的污垢浮起，从而变得容易冲洗。像这样，将通过摄像单元的清洗装置、清洗驱动部60进行的清洗与通过压电驱动部30进行的振动组合，能够有效地去除保护罩2的表面上附着的异物。
在上述的例子中，设为信号处理电路20通过针对阻抗的变化率和共振频率的变化率的斜率设定阈值th3能够判断出保护罩2的表面上附着的异物是水还是泥水进行了说明。但是，不限于此，只要根据保护罩2的表面上附着的异物的种类而获知阻抗的变化率和共振频率的变化率的斜率的变化倾向，则通过适当地设定阈值th3，即使保护罩2的表面上附着的异物是水、泥水以外的异物也能够进行判断。另外，通过适当地设定阈值th3，即使都是泥水，信号处理电路20也能够判断出是泥水50％还是泥水200％。信号处理电路20通过判断出保护罩2的表面上附着的异物的种类，能够选择最佳的清洗方法来有效地去除异物。
如以上那样，在本实施方式4所涉及的清洗装置中，信号处理电路20基于由阻抗检测部70检测出的阻抗的时间变化和共振频率的时间变化的斜率，来确定保护罩2的表面上附着的异物的种类。由此，在本实施方式4所涉及的清洗装置中，信号处理电路20能够选择最佳的清洗方法。信号处理电路20也可以将由阻抗检测部70检测出的阻抗的时间变化和共振频率的时间变化的斜率的变化倾向与保护罩2的表面上附着的异物的种类相应地进行存储。由此，信号处理电路20对于水和泥水以外的异物也能够判断出异物的种类。
本实施方式4所涉及的清洗装置能够适当地组合上述的实施方式1所涉及的清洗装置中所说明的结构。例如，在本实施方式4所涉及的清洗装置中，也可以是，使为了对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断而驱动振动部12的振动模式与为了清洗保护罩2的表面而驱动振动部12的振动模式不同。信号处理电路20也可以基于共振频率和阻抗中的至少1者的值，来变更用于清洗保护罩2的表面的驱动振动部12的电压。也可以是，在从清洗液喷出部50喷出清洗液来清洗保护罩2的表面的情况下，信号处理电路20将驱动振动部12的电压设为第一电压(V1)以上且第二电压(V2)以下。
并且，也可以是，清洗液喷出部50能够喷出用于清洗保护罩2的表面的第一清洗液以及具有比第一清洗液的清洗力强的清洗力的第二清洗液，信号处理电路20基于以第一电压驱动振动部12的情况下的共振频率、由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的值(电流值)以及由摄像部5拍摄到的图像中的至少1者的信息，来在第一清洗液与第二清洗液之间进行切换。
另外，能够对本实施方式4所涉及的清洗装置适当地组合上述实施方式2所涉及的清洗装置中所说明的结构。例如，在本实施方式4所涉及的清洗装置中，也可以是，信号处理电路20使用于清洗保护罩2的表面的振动部12的驱动包含以共振频率附近的频率驱动振动部12的第一期间(时间t1)以及以该共振频率附近的频率以外的频率驱动振动部12的第二期间(时间t2)，信号处理电路20基于以第一电压驱动振动部12的情况下的共振频率、由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的值(电流值)以及由摄像部5拍摄到的图像中的至少1者的信息，来决定第一期间与第二期间的占空比。
另外，能够对本实施方式4所涉及的清洗装置适当地组合上述实施方式3所涉及的清洗装置中所说明的结构。例如，在本实施方式4所涉及的清洗装置中，也可以是，信号处理电路20基于以第一电压(V1)驱动振动部12的情况下的共振频率的变化量(Δf)以及由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的电流值的变化量(ΔI)，来估计保护罩2的温度，基于估计出的保护罩2的温度，来变更在清洗保护罩2的表面的情况下驱动振动部12的电压。另外，在本实施方式4所涉及的清洗装置中，也可以还具备上述的实施方式3中所说明的测定振动部12或保护罩2的温度的温度测定部90，信号处理电路20也可以基于温度测定部90的测定结果来变更在清洗保护罩2的表面的情况下驱动振动部12的电压。
(其它变形例)
在上述的实施方式所涉及的摄像单元中，没有特别详细地说明摄像部5的结构，但是作为摄像部5，也可以包括摄像机、LiDAR、Rader(雷达)等。
在上述实施方式所涉及的清洗装置中，说明了信号处理电路20基于共振频率的变化量(Δf)、电流值的变化量(ΔI)以及图像的时间变化(明度积分值)中的至少2者的信息来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断。但是，如果清洗装置还具备温度测定部90，则信号处理电路20也可以基于共振频率的变化量(Δf)、电流值的变化量(ΔI)、图像的时间变化(明度积分值)以及由温度测定部90测定出的温度中的至少2者的信息，来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断。
在上述实施方式所涉及的摄像单元的清洗装置中，分为用于判断是否存在附着于保护罩2的表面的异物、异物的程度的搜索模式以及用于去除保护罩2的表面上附着的异物的驱动模式进行了驱动。但是，不限定于此，在清洗装置中，也可以始终以用于判断是否存在附着于保护罩2的表面的异物、异物的程度的搜索模式驱动，还可以按规定的周期间歇性地以搜索模式驱动。
在上述实施方式所涉及的摄像单元的清洗装置中，例示了使保护罩2振动的清洗、通过清洗液喷出部50喷出清洗液的清洗，但是不限定于此。例如，也可以通过由清洗液喷出部50喷出气体的清洗来去除保护罩2的表面上附着的异物。
在上述的实施方式所涉及的摄像单元中，说明了如图1所示那样将一个清洗喷嘴3设置于壳体1的结构，但是不限于此，也可以是将多个清洗喷嘴3设置于壳体1的结构。
上述的实施方式所涉及的摄像单元不限定于设置于车辆的摄像单元，还能够同样应用于需要对配置于摄像元件的视场的透光体进行清洗的用途的摄像单元。
在上述实施方式所涉及的摄像单元中，作为用于对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断的信息之一，有由摄像部5拍摄到的图像的时间变化，作为一例，说明了由摄像部5拍摄到的图像的明度积分值的时间变化。但是不限于此，作为由摄像部5拍摄到的图像的时间变化，例如，可以通过图像处理的频谱来评价拍摄到的图像的边缘的模糊，根据频谱的时间变化判断为在保护罩2的表面附着有异物。
具体地说，在保护罩2的表面附着有作为异物的雨滴的情况下，由摄像部5拍摄到的图像相比于未附着雨滴的情况而言图像的边缘产生模糊，与不模糊的状态的图像相比，在较低的频率时，频谱的频率功率变大。因此，在频谱中频率功率变大的频率变低的情况下，信号处理电路20能够判断为雨滴作为异物附着在保护罩2的表面。信号处理电路20通过组合频谱的时间变化来对保护罩2的表面附着有异物的情形进行判断，由此能够进一步提高准确性。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面是例示而非限制性的。本发明的范围不是通过上述的说明表示的，而是通过权利要求书表示的，意图包括与权利要求书等同的意义和范围内的所有变更。
附图标记说明
1：壳体；2：保护罩；3：清洗喷嘴；4：主体构件；4a：底板；5：摄像部；7：透镜模块；9：透镜；31：开口部；12：振动部；15：压电振子；100：摄像单元。

Claims (17)

1.一种清洗装置，具备：
保持部，其保持摄像元件；
透光体，其配置在所述摄像元件的视场内；
振动体，其使所述透光体振动；
驱动部，其用于驱动所述振动体；
控制部，其对所述驱动部进行控制；以及
检测部，其检测与由所述驱动部驱动的所述振动体的阻抗有关的值，
其中，所述控制部基于以第一电压驱动所述振动体的情况下的共振频率的时间变化、由所述检测部检测出的与阻抗有关的值的时间变化以及由所述摄像元件拍摄到的图像的时间变化中的至少2者的信息，来对所述透光体的表面附着有异物的情形进行判断，根据该判断来控制所述振动体以清洗所述透光体的表面，
所述控制部基于由所述检测部检测出的阻抗的时间变化和共振频率的时间变化的斜率，来确定所述透光体的表面上附着的异物的种类。
2.根据权利要求1所述的清洗装置，其中，
所述控制部当判断为在所述透光体的表面附着有异物的情况下，决定为了清洗所述透光体的表面而驱动所述振动体的驱动频率，并以所述驱动频率和第二电压驱动所述振动体。
3.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其中，
在以所述第一电压驱动所述振动体的情况下的共振频率的时间变化为负且由所述检测部检测出的阻抗的时间变化为正的情况下，所述控制部判断为在所述透光体的表面附着有异物。
4.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其中，
在以所述第一电压驱动所述振动体的情况下的共振频率的时间变化为负且根据由所述摄像元件拍摄到的图像获得的明度的时间变化为负的情况下，所述控制部判断为在所述透光体的表面附着有异物。
5.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其中，
在由所述检测部检测出的阻抗的时间变化为正且根据由所述摄像元件拍摄到的图像获得的明度的时间变化为负的情况下，所述控制部判断为在所述透光体的表面附着有异物。
6.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其中，
所述控制部基于针对由所述摄像元件拍摄到的图像的解析结果，来确定所述透光体的表面上附着的异物的种类。
7.根据权利要求1所述的清洗装置，其中，
所述控制部将由所述检测部检测出的阻抗的时间变化和共振频率的时间变化的斜率的变化倾向与所述透光体的表面上附着的异物的种类相应地进行存储。
8.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其中，
所述控制部能够以多个振动模式驱动所述振动体，为了对所述透光体的表面附着有异物的情形进行判断而驱动所述振动体的振动模式与为了清洗所述透光体的表面而驱动所述振动体的振动模式不同。
9.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其中，
所述控制部基于共振频率和阻抗中的至少1者的值，来变更用于清洗所述透光体的表面的驱动所述振动体的电压。
10.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其中，
还具备喷出部，所述喷出部向所述透光体的表面喷出清洗体，
所述控制部响应于在所述透光体的表面附着有异物的判断而使所述喷出部喷出所述清洗体。
11.根据权利要求10所述的清洗装置，其中，
所述控制部在使所述喷出部喷出所述清洗体来清洗所述透光体的表面的情况下，使驱动所述振动体的电压为所述第一电压以上且第二电压以下。
12.根据权利要求10所述的清洗装置，其中，
所述喷出部能够喷出用于清洗所述透光体的表面的第一清洗体和具有比所述第一清洗体的清洗力强的清洗力的第二清洗体，
所述控制部基于以第一电压驱动所述振动体的情况下的共振频率、由所述检测部检测出的与阻抗有关的值以及由所述摄像元件拍摄到的图像中的至少1者的信息，来在所述第一清洗体与所述第二清洗体之间进行切换。
13.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其中，
所述控制部使用于清洗所述透光体的表面的所述振动体的驱动包含以共振频率附近的频率驱动所述振动体的第一期间以及以该共振频率附近的频率以外的频率驱动所述振动体的第二期间，
所述控制部基于以第一电压驱动所述振动体的情况下的共振频率、由所述检测部检测出的与阻抗有关的值以及由所述摄像元件拍摄到的图像中的至少1者的信息，来决定所述第一期间和所述第二期间的占空比。
14.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其中，
所述控制部基于以所述第一电压驱动所述振动体的情况下的共振频率的时间变化以及由所述检测部检测出的与阻抗有关的值的时间变化，来估计所述透光体的温度，
所述控制部基于所估计出的所述透光体的温度，来变更在清洗所述透光体的表面的情况下驱动所述振动体的电压。
15.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其中，
还具备温度测定部，所述温度测定部测定所述振动体或所述透光体的温度，
所述控制部基于所述温度测定部的测定结果，来变更在清洗所述透光体的表面的情况下驱动所述振动体的电压。
16.一种摄像单元，具备：
摄像元件；以及
根据权利要求1～15中的任一项所述的清洗装置。
17.一种清洗方法，用于通过清洗装置来清洗透光体的表面，所述清洗装置具备保持摄像元件的保持部、配置在所述摄像元件的视场内的所述透光体、使所述透光体振动的振动体、用于驱动所述振动体的驱动部、对所述驱动部进行控制的控制部以及检测与由所述驱动部驱动的所述振动体的阻抗有关的值的检测部，所述清洗方法包括以下步骤：
设为搜索模式，以第一电压驱动所述振动体；
基于所述搜索模式中的共振频率的时间变化、由所述检测部检测出的与阻抗有关的值的时间变化以及由所述摄像元件拍摄到的图像的时间变化中的至少2者的信息，来判断在所述透光体的表面是否附着有异物；
根据对所述透光体的表面附着有异物的情形的判断，来决定驱动所述振动体的驱动频率；以及
设为驱动模式，以第二电压和所决定的所述驱动频率驱动所述振动体，
所述清洗方法还包括以下步骤：基于由所述检测部检测出的阻抗的时间变化和共振频率的时间变化的斜率，来确定所述透光体的表面上附着的异物的种类。
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