CN114206516B - 清洗装置、具备清洗装置的摄像单元以及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本公开所涉及的清洗装置构成为具备摄像部(5)、配置在摄像部(5)的视场内的保护罩、使保护罩振动的振动部、用于驱动振动部的压电驱动部(30)、向保护罩的表面喷出清洗体的清洗液喷出部(50)以及对压电驱动部(30)进行控制的信号处理电路(20)。在从喷出清洗液起的规定期间，信号处理电路(20)以使保护罩的振动为共振频率的方式控制压电驱动部(30)，在规定期间后，信号处理电路(20)以使保护罩的振动停止或者使保护罩的振动为共振频率以外的频率的方式控制压电驱动部(30)。

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，对通过该摄像单元拍摄到的图像进行录像、或者利用拍摄到的图像来控制安全装置。这种摄像单元大多设置于车外，因此在覆盖于摄像元件的外部的透光体(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，开发出一种设置有用于去除在覆盖于摄像元件的外部的透光体上附着的雨滴的功能的摄像单元(专利文献1)。在专利文献1所公开的摄像单元中，在摄像元件的前方配置有圆顶型罩，在该圆顶型罩的延长位置的圆筒部配置有压电陶瓷振子。因此，在该摄像单元中，在圆顶型罩上附着有雨滴的情况下，能够使压电陶瓷振子振动来通过振动去除附着于圆顶型罩的雨滴。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-138768号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所记载的摄像单元中，在通过振动来去除附着于圆顶型罩的雨滴的情况下，在压电陶瓷振子开始激励之后，使压电陶瓷振子急剧地振动达到最高频率。之后，压电陶瓷振子在效率良好的频率附近以最大点逐渐减小的锯齿波重复扫描，随着激励结束而将频率设为0(零)。或者，压电陶瓷振子以从包括圆筒部和圆顶型罩的结构的共振频率的附近单调减少的方式进行扫描，随着激励结束而将频率设为0(零)。

也就是说，在专利文献1所记载的摄像单元中，在通过振动来去除附着于圆顶型罩的雨滴的情况下，只是以上述的模式扫描频率，而无论异物的种类如何都始终以相同的振动模式进行振动。并且，在该摄像单元中，除了使圆顶型罩振动以外，没有去除附着于圆顶型罩的异物的其它方法，因此有可能无法根据异物的种类来去除附着于圆顶型罩(透光体)的异物。

因此，本发明的目的在于提供一种能够有效地清洗附着于透光体的异物的清洗装置、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

本公开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；喷出部，其向透光体的表面喷出清洗体；以及控制部，其对驱动部和喷出部进行控制，其中，在从喷出部喷出清洗体起的规定期间，控制部以使透光体的振动为共振频率的方式控制驱动部，在规定期间后，控制部以使透光体的振动停止或者使透光体的振动为共振频率以外的频率的方式控制驱动部。

本公开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。

本公开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，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、向透光体的表面喷出清洗体的喷出部以及对驱动部和喷出部进行控制的控制部，清洗方法包括以下步骤：使喷出部喷出清洗体；在从喷出清洗体起的规定期间，以使透光体的振动为共振频率的方式控制驱动部；以及在规定期间后，以使透光体的振动停止或者使透光体的振动为共振频率以外的频率的方式控制驱动部。

发明的效果

根据本发明，在从喷出清洗体起的规定期间，控制部以使透光体的振动为共振频率的方式控制驱动部，之后，控制部以使透光体的振动停止或者使透光体的振动为共振频率以外的频率的方式控制驱动部，因此能够有效地清洗附着于透光体的异物。

附图说明

图1是用于说明实施方式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是用于说明喷出到保护罩的表面上的清洗液的状态的图。

图5是用于说明清洗液与保护罩的接触角同压电设备的驱动电压之间的关系的图。

图6是用于说明实施方式1所涉及的摄像单元的清洗装置的动作的流程图。

图7是用于说明用少量的清洗液去除保护罩2的表面上附着的异物的情形的图。

图8是示出在不使保护罩以共振频率振动的情况下去除异物所需要的清洗液W的量和使保护罩以共振频率振动的情况下去除异物所需要的清洗液W的量的图。

图9是用于说明使保护罩的振动为共振频率的追踪控制的图。

图10是用于说明实施方式2所涉及的摄像单元的清洗装置的控制的框图。

具体实施方式

下面，参照附图来详细地说明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，参照附图来说明实施方式1所涉及的摄像单元。图1是用于说明实施方式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。此外，摄像元件例如是CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)图像传感器、CMOS(Complementary MOS：互补金属氧化物半导体)图像传感器等。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。另外，不只是圆顶形状，也可以是平板形状。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。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等构成的涂层。

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的前端处于摄像部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。

接着，使用图来说明清洗装置的控制。图3是用于说明实施方式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。因此，信号处理电路20能够基于由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的值来进行追踪控制(反馈控制)，使得保护罩2的振动始终为共振频率。此外，为了使保护罩2的振动为共振频率，需要通过压电振子15使振动部12和保护罩2以共振频率振动。

接着，使用图来说明通过使保护罩2的振动为共振频率使得喷出到保护罩2的表面上的清洗液如何变化。图4是用于说明喷出到保护罩2的表面上的清洗液的状态的图。保护罩2有时表面被实施了防水涂层等，具有拒水性。因此，在向保护罩2的表面喷出了2ml的清洗液W的情况下，由于保护罩2的拒水性，清洗液W与保护罩2的接触角约为90度以上，清洗液W与保护罩2的接触面积约为0.02cm²。

另一方面，当使表面被喷有清洗液W的保护罩2以共振频率振动时，清洗液W和保护罩2发生共振，从而清洗液W的表面张力下降，清洗液W易于扩散润湿。也就是说，通过向清洗液W赋予保护罩2的振动能量，易于使清洗液W在保护罩2的表面扩散润湿，犹如保护罩2的表面变化为具有亲水性那样的状态(仿亲水性)。具体地说，在向保护罩2的表面喷出2ml的清洗液W并使保护罩2以共振频率振动的情况下，由于保护罩2的仿亲水性，清洗液W与保护罩2的接触角约为6度，清洗液W与保护罩2的接触面积扩散润湿至约0.28cm²。也就是说，通过使保护罩2以共振频率振动，能够使清洗液W扩散润湿至接触面积约14倍。

并且，使用图来说明清洗液W与保护罩2的接触角同压电设备40的驱动电压之间的关系。图5是用于说明清洗液W与保护罩2的接触角同压电设备40的驱动电压之间的关系的图。如图5所示，在使表面被喷有清洗液W的保护罩2以共振频率振动的情况下，通过增大压电设备40的驱动电压，能够增大振动的大小(振幅的大小)。因此，保护罩2向清洗液W赋予的振动能量也变大，因此清洗液W更易于在保护罩2的表面扩散润湿。

具体地说，在压电设备40的驱动电压小的情况下，清洗液W与保护罩2的接触角约为50度。另一方面，在压电设备40的驱动电压大的情况下，清洗液W与保护罩2的接触角约为6度。

接着，基于流程图来说明摄像单元的清洗装置的动作。图6是用于说明实施方式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对保护罩2的表面附着有异物这一情形进行判定(步骤S11)。信号处理电路20能够使压电设备40动作，根据由阻抗检测部70检测的与阻抗有关的值(例如电流值等)随时间的变化或者由摄像元件拍摄到的图像随时间的变化来判定保护罩2的表面是否附着有异物。

此外，信号处理电路20也可以将由阻抗检测部70检测的与阻抗有关的值随时间的变化与由摄像元件拍摄到的图像随时间的变化组合，来判定保护罩2的表面是否附着有异物。另外，信号处理电路20作为对保护罩2的表面上附着的异物进行判定的判定部进行动作。

并且，也可以是，信号处理电路20基于由摄像元件拍摄到的图像的分析结果(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能够判断为保护罩2的表面上附着的异物为泥等不透明物。

在保护罩2的表面上没有附着异物的情况下(步骤S11：“否”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S11，监视在保护罩2的表面附着异物的情形。另一方面，在保护罩2的表面上附着有异物的情况下(步骤S11：“是”)，信号处理电路20驱动清洗驱动部60来喷出清洗液(步骤S12)。

信号处理电路20当清洗液W被喷出到保护罩2的表面上时，使保护罩2以共振频率振动，以使保护罩2的表面为仿亲水性(步骤S13)。通过使保护罩2的表面为仿亲水性，所喷出的清洗液W易于在保护罩2的表面扩散润湿。因此，即使向保护罩2的表面喷出的清洗液W的量为少量，也能够去除保护罩2的表面上附着的异物。

使用图来说明喷出少量的清洗液W来去除保护罩2的表面上附着的异物的情形。图7是用于说明用少量的清洗液W去除保护罩2的表面上附着的异物的情形的图。首先，在图7中，在保护罩2的表面附着有大小不同的异物S1、S2。向该保护罩2的表面喷出少量(例如0.5ml)的清洗液W。在不使保护罩2以共振频率振动的情况下，由于保护罩2的拒水性而少量的清洗液W只能润湿异物S1、S2的一部分。

但是，在使保护罩2以共振频率振动的情况下，保护罩2的表面变为仿亲水性，从而即使是少量的清洗液W也能够润湿整个异物S1、S2。在图7中，图示了由在保护罩2的表面扩散润湿的清洗液W覆盖了整个异物S1、S2的情形。

图8是示出在不使保护罩2以共振频率振动的情况下去除异物所需要的清洗液W的量和使保护罩2以共振频率振动的情况下去除异物所需要的清洗液W的量的图。在图8中，在不使保护罩2以共振频率振动而喷出清洗液W的情况下去除异物所需要的清洗液W的量约为15.1ml。另一方面，在使保护罩2以共振频率振动并喷出清洗液W的情况下去除异物所需要的清洗液W的量约为0.6ml。

也就是说，通过使保护罩2以共振频率振动，能够削减14.5ml的清洗液W。特别是，在设置于车辆的摄像单元中，有时无法增大用于贮存清洗液W的罐，如果能够在相同的清洗力的情况下削减清洗液W的使用量，则能够使摄像单元小型化。

返回到图6，信号处理电路20使保护罩2以共振频率振动，并判断是否从向表面喷出清洗液W起经过了规定期间(例如2秒～3秒)(步骤S14)。此外，也可以是，信号处理电路20在基于由摄像元件拍摄到的图像的分析结果确定了保护罩2的表面上附着的异物的种类的情况下，进行控制，使得变更规定期间，从而能够在与异物的种类相应的期间使保护罩2以共振频率振动来进行清洗。

在从向表面喷出清洗液W起没有经过规定期间的情况下(步骤S14：“否”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S13，继续进行使保护罩2以共振频率振动的处理。另一方面，在从向表面喷出清洗液W起经过了规定期间的情况下(步骤S14：“是”)，信号处理电路20使保护罩2以共振频率以外的频率振动(步骤S15)。

通过使保护罩2以共振频率以外的频率振动，能够使变为仿亲水性的保护罩2的表面的状态恢复为拒水性的状态。也就是说，摄像单元100通过使保护罩2以共振频率以外的频率振动，能够将保护罩2的表面上附着的异物与清洗液W一同弹开。因此，摄像单元100能够更强力地清洗附着于保护罩2的异物。此外，不限于信号处理电路20使保护罩2以共振频率以外的频率振动的情况，也可以使保护罩2的振动停止。由于保护罩2的表面具有拒水性，因此即使使保护罩2的振动停止，也能够将保护罩2的表面上附着的异物与清洗液W一同弹开。

如上所述，为了易于使清洗液W在保护罩2的表面扩散润湿，期望的是，在从向表面喷出清洗液W起的规定期间，信号处理电路20使保护罩2持续以共振频率振动。但是，在规定期间内，保护罩2的表面上附着的异物被去除等保护罩2的状态发生变化，因此共振频率会变化。因此，存在以下情况：即使通过信号处理电路20在规定期间的最初使保护罩2以共振频率振动，之后，保护罩2的振动也会偏离保护罩2的共振频率。

因此，在摄像单元100中，基于由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的值来进行追踪控制，使得保护罩2的振动始终为共振频率。图9是用于说明使保护罩2的振动为共振频率的追踪控制的图。

首先，在保护罩2的表面附着有大小不同的异物S1、S2。此时，信号处理电路20使保护罩2以图9的频率与阻抗的曲线图中示出的阻抗急剧变化的共振频率FHa振动。

接着，在使保护罩2以共振频率FHa振动并经过了时间t1的时刻，异物S1被从保护罩2的表面去除。当异物S1被从保护罩2的表面去除从而保护罩2的状态发生变化时，保护罩2的共振频率从共振频率FHa变高而变为共振频率FHb。

信号处理电路20当基于由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的值而检测到保护罩2的共振频率从共振频率FHa变化为共振频率FHb时，进行追踪控制，使得保护罩2的振动为比共振频率FHa高的共振频率FHb。

如图9的频率与时间的曲线图所示那样，在保护罩2的共振频率与时间相应的变化为波形F2那样的变化的情况下，信号处理电路20与该变化相应地通过压电驱动部30来使压电设备40振动。通过压电驱动部30使压电设备40进行了振动的情况下的频率与时间相应的变化如波形F1那样，可以获知使压电设备40以追踪波形F2的频率的变化的方式进行了振动。

如以上那样，在实施方式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保持摄像部5的壳体1、配置于摄像部5的视场内的保护罩2、使保护罩2振动的振动部12、用于驱动振动部12的压电驱动部30、向保护罩2的表面喷出清洗体的清洗液喷出部50、以及对压电驱动部30进行控制的信号处理电路20。在从使清洗液喷出部50喷出清洗液W起的规定期间，信号处理电路20以使保护罩2的振动为共振频率的方式控制压电驱动部30，在规定期间后，信号处理电路20以使保护罩2的振动停止或者使保护罩2的振动为共振频率以外的频率的方式控制压电驱动部30。

因此，在实施方式1所涉及的清洗装置中，在从喷出清洗液起的规定期间，信号处理电路20以使保护罩2的振动为共振频率的方式控制压电驱动部30，之后，信号处理电路20以使保护罩2的振动停止或者使保护罩2的振动为共振频率以外的频率的方式控制压电驱动部30，因此能够有效地清洗附着于保护罩2的异物。

此外，利用实施方式1所涉及的摄像单元100的清洗装置清洗保护罩2的表面的清洗方法包括以下步骤：使清洗液喷出部50喷出清洗液；在从喷出清洗液起的规定期间，以使保护罩2的振动为共振频率的方式控制压电驱动部30；以及在规定期间后，以使保护罩2的振动停止或者使保护罩2的振动为共振频率以外的频率的方式控制压电驱动部30。

另外，也可以是，信号处理电路20能够变更规定期间内的压电驱动部30的驱动电压。由此，能够调整喷出到变更压电驱动部30的驱动电压的保护罩2的表面上的清洗液的接触角度，从而能够减少喷出的清洗液的量。

并且，也可以是，还具备阻抗检测部70，阻抗检测部70检测与通过压电驱动部30驱动的压电设备40的阻抗有关的值，信号处理电路20基于由阻抗检测部70检测出的与阻抗有关的值来进行追踪控制，使得保护罩2的振动始终为共振频率。由此，即使在规定期间保护罩2的表面的状态发生变化，也能够以使保护罩2的振动始终为共振频率的方式进行驱动，从而能够使喷出到保护罩2的表面上的清洗液易于扩散润湿。

另外，也可以是，信号处理电路20作为对保护罩2的表面附着的异物进行判定的判定部进行动作。也可以是，信号处理电路20在判定为保护罩2的表面上附着有异物的情况下，使清洗液喷出部50喷出清洗液。由此，在保护罩2的表面上附着有异物的情况下，能够使清洗液喷出部50喷出清洗液。

并且，也可以是，信号处理电路20基于由阻抗检测部70检测的与阻抗有关的值随时间的变化以及由摄像元件拍摄到的图像随时间的变化中的至少一者的信息，来对保护罩2的表面附着有异物这一情形进行判定。由此，信号处理电路20无需另外设置用于检测保护罩2的表面上附着的异物的传感器，就能够判别保护罩2的表面上附着的异物。

另外，也可以是，信号处理电路20在基于由摄像元件拍摄到的图像的分析结果确定了保护罩2的表面上附着的异物的种类的情况下，根据所确定的异物的种类来变更使保护罩2的振动为共振频率的规定期间。由此，信号处理电路20能够根据保护罩2的表面上附着的异物的种类，来在最佳的期间以使保护罩2的振动为共振频率的方式进行振动。

(实施方式2)

在实施方式1所涉及的清洗装置中，有时保护罩2的共振频率根据温度而变化。因此，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10是用于说明实施方式2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，来控制压电驱动部30使得保护罩2以共振频率振动。例如，在从-40℃变化至85℃的情况下，保护罩2的共振频率随着温度变高而降低。因此，信号处理电路20不仅考虑由阻抗检测部70检测的与阻抗有关的值，还考虑温度测定部90的测定结果来控制使保护罩2振动的频率。相比于仅基于由阻抗检测部70检测的与阻抗有关的值来进行追踪控制使得保护罩2的振动为共振频率的情况而言，在考虑由温度测定部90测定出的温度来进行追踪控制的情况下使得追踪保护罩2的共振频率的变化的精度更高。

如以上那样，在实施方式2所涉及的清洗装置中，也可以是，还具备温度测定部90，温度测定部90测定压电设备40或保护罩2的温度，信号处理电路20基于温度测定部90的测定结果，来控制使保护罩2振动的频率。由此，信号处理电路20能够高精度地进行追踪使得保护罩2的振动为共振频率。

(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。

在上述的实施方式所涉及的摄像单元中，如图2所示那样设为振动部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的结构进行了说明，但是不限于此，只要是能够使保护罩2以共振频率振动的结构，则也可以是其它结构。

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拍摄到的图像随时间的变化，作为一例，说明了由摄像部5拍摄到的图像的明度积分值随时间的变化。但是不限于此，作为由摄像部5拍摄到的图像随时间的变化，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，根据频谱随时间的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通过结合频谱随时间的变化来对保护罩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 (9)

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；

喷出部，其向所述透光体的表面喷出清洗体；以及

控制部，其对所述驱动部和所述喷出部进行控制，

其中，所述控制部在从所述喷出部喷出所述清洗体起的规定期间，以使所述透光体的振动为共振频率的方式控制所述驱动部，

所述控制部在所述规定期间后，以使所述透光体的振动停止或者使所述透光体的振动为共振频率以外的频率的方式控制所述驱动部。

2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，

所述控制部能够变更所述规定期间内的所述驱动部的驱动电压。

3.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，

还具备检测部，所述检测部检测与通过所述驱动部驱动的所述振动体的阻抗有关的值，

所述控制部基于由所述检测部检测出的与阻抗有关的值来进行追踪控制，使得所述透光体的振动始终为共振频率。

4.根据权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，

还具备判定部，该判定部对所述透光体的表面附着的异物进行判定，

在所述判定部判定为在所述透光体的表面附着有异物的情况下，所述控制部使所述喷出部喷出所述清洗体。

5.根据权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，

所述判定部基于由所述检测部检测的与阻抗有关的值随时间的变化以及由所述摄像元件拍摄到的图像随时间的变化中的至少一者的信息，来对所述透光体的表面附着有异物这一情形进行判定。

6.根据权利要求4或5所述的清洗装置，其特征在于，

在所述判定部基于由所述摄像元件拍摄到的图像的分析结果确定了所述透光体的表面附着的异物的种类的情况下，所述控制部根据所确定的异物的种类，来变更使所述透光体的振动为共振频率的所述规定期间。

7.根据权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，

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，来控制使所述透光体进行振动的频率。

8.一种摄像单元，具备：

摄像元件；以及

根据权利要求1～7中的任一项所述的清洗装置。

9.一种清洗方法，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、向所述透光体的表面喷出清洗体的喷出部以及对所述驱动部和所述喷出部进行控制的控制部，所述清洗方法包括以下步骤：

使所述喷出部喷出所述清洗体；

在从喷出所述清洗体起的规定期间，以使所述透光体的振动为共振频率的方式控制所述驱动部；以及

在所述规定期间后，以使所述透光体的振动停止或者使所述透光体的振动为共振频率以外的频率的方式控制所述驱动部。

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