CN116669873A - 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

清洗装置(10)具备保护罩(2)、振动体(12)、压电驱动部以及信号处理电路。在判断为在保护罩(2)的表面附着有异物的情况下，信号处理电路对压电驱动部进行控制使得保护罩(2)的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度，在尽管对驱动部进行控制使得保护罩(2)的振动成为规定的振动加速度、但是仍判断为在保护罩(2)的表面附着有异物的情况下，信号处理电路利用加温部对保护罩(2)进行加温，在保护罩(2)的加温后，信号处理电路对压电驱动部进行控制使得保护罩(2)的振动成为共振频率。

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，并利用由该摄像单元拍摄到的图像来控制安全装置或者进行自动驾驶控制。这样的摄像单元设置于车外的情况多，因此有时会在覆盖外部的透光体(镜片、保护玻璃)附着雨滴、泥、尘埃等异物。当在透光体附着有异物时，由该摄像单元拍摄到的图像中拍到所附着的异物，不再得到鲜明的图像。
因此，开发了一种判别在透光体的表面附着的异物、并使透光体振动来去除异物的清洗装置(专利文献1)。另外，开发了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所记载的清洗装置仅通过使透光体振动有时无法去除泥水等。具体地说，在该清洗装置中，有时由于使透光体振动，泥水中的水分雾化，泥水中的泥的浓度上升，从而无法良好地去除泥水等。
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，几乎都是仅溅上雨滴来作为在透光体附着的异物的状况，很少附着泥。因此，在专利文献2所记载的清洗装置中，即使在作为透光体的异物而附着有水滴、微量的泥的情况下，也进行清洗液的喷出，因此清洗液的消耗量增大，清洗效率低。
因此，本公开的目的在于提供一种能够高效地去除在透光体附着的异物的清洗装置、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：透光体，其配置于摄像装置的视场；振动体，其使透光体振动；驱动部，其对振动体进行驱动；判断部，其判断在透光体的表面是否附着有异物；加温部，其对透光体进行加温；以及控制部，其对驱动部和加温部进行控制，其中，在由判断部判断为在透光体的表面附着有异物的情况下，控制部对驱动部进行控制使得透光体的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度，在尽管对驱动部进行控制使得透光体的振动成为规定的振动加速度、但是判断部仍判断为在透光体的表面附着有异物的情况下，控制部利用加温部对透光体进行加温，在透光体的加温后，控制部对驱动部进行控制使得透光体的振动成为共振频率。
本公开的另一个方式所涉及的清洗装置具备：透光体，其配置于摄像装置的视场；振动体，其使透光体振动；驱动部，其对振动体进行驱动；判断部，其判断在透光体的表面是否附着有异物；以及控制部，其对驱动部进行控制，其中，在由判断部判断为在透光体的表面附着有异物的情况下，控制部对驱动部进行控制使得透光体的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度，在尽管对驱动部进行控制使得透光体的振动在共振频率下成为规定的振动加速度、但是判断部仍判断为在透光体的表面附着有异物的情况下，控制部对驱动部进行控制使得透光体的振动成为高次的共振频率，在使透光体以高次的共振频率振动后，控制部对驱动部进行控制使得透光体的振动成为共振频率。
本公开的一个方式所涉及的摄像单元具备摄像装置和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是由清洗装置对透光体的表面进行清洗的清洗方法，所述清洗装置具备：透光体，其配置于摄像装置的视场；振动体，其使透光体振动；驱动部，其对振动体进行驱动；以及加温部，其对透光体进行加温，所述清洗方法包括以下步骤：判断在透光体的表面是否附着有异物；在判断为在透光体的表面附着有异物的情况下，对驱动部进行控制使得透光体的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度；在尽管对驱动部进行控制使得透光体的振动成为规定的振动加速度、但是仍判断为在透光体的表面附着有异物的情况下，由加温部对透光体进行加温；以及在透光体的加温后，对驱动部进行控制使得透光体的振动成为共振频率。
发明的效果
根据本公开，在尽管使透光体振动、但是判断部仍判断为在透光体的表面附着有异物的情况下，控制部利用加温部对透光体进行加温，在透光体的加温后，控制部对驱动部进行控制使得透光体的振动成为共振频率，因此能够高效地去除在透光体附着的异物。
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是示出实施方式1所涉及的清洗装置的截面结构的概要截面图。
图3是示出实施方式1所涉及的清洗装置的各结构构件的分解立体图。
图4是示出将实施方式1所涉及的清洗装置配置于摄像装置而得到的摄像单元的截面结构的概要截面图。
图5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6是实施方式1所涉及的清洗装置的振动体的频率特性。
图7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动作模式的推移图。
图8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9是用于说明在实施方式1所涉及的摄像单元的清洗装置中通过振动去除异物的驱动的图。
图10是示出加温时间与共振频率或电流值的差值之间的关系的图表。
图11是用于说明实施方式2所涉及的摄像单元的清洗装置的动作的动作模式的推移图。
图12是说明滑落角与附着能之间的关系的一例的概要图。
图13是示出滑落角与加速度之间的关系的一例的概要图。
图14是用于说明实施方式3所涉及的摄像单元的清洗装置的动作的流程图。
图15是用于说明变形例所涉及的摄像单元的清洗装置的控制的框图。
图16是示出在保护罩设置了加热器的清洗装置的截面结构的概要截面图。
图17是示出在保护罩设置的加热器中利用了透明电极的情况下的结构的概要图。
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，在图中，相同的附图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是用于说明实施方式1所涉及的摄像单元100的结构的立体图。图2是示出实施方式1所涉及的清洗装置10的截面结构的概要截面图。图3是示出实施方式1所涉及的清洗装置10的各结构构件的分解立体图。图4是示出将实施方式1所涉及的清洗装置10配置于摄像装置5而得到的摄像单元100的截面结构的概要截面图。
从图1所示的摄像单元100除去图4所示的摄像装置5后的部分构成清洗装置10。清洗装置10去除在配置于摄像装置5的前表面的保护罩2附着的异物，由此对摄像装置5的摄像范围进行清洗。
实施方式1所涉及的清洗装置10具有使保护罩2振动来去除所附着的异物的结构、以及向保护罩2喷出清洗液(清洗物)来去除所附着的异物的结构。设置于壳体1的振动体12是使保护罩2振动来去除所附着的异物的结构，向保护罩2喷出清洗液的清洗喷嘴3是向保护罩2喷出清洗液来去除所附着的异物的结构。此外，清洗装置10也可以是不设置清洗喷嘴3、而仅设置使保护罩2振动的振动体12的结构。
下面，更详细地说明使保护罩2振动来去除所附着的异物的清洗装置10的结构。清洗装置10具备保护罩2、使保护罩2振动的振动体12、以及在保护罩2的外周缘处进行支承的固定器(retainer)13。振动体12与保护罩2通过粘接剂来粘接。粘接剂的材料是环氧树脂等硬的材料。期望粘接剂的杨氏模量高，以减少振动的损耗。固定器13通过粘接剂来与保护罩2粘接，且与振动体12相固定，并且，固定器13与保护罩2的外周缘相接，来支承该保护罩2。
保护罩2的端部被圆筒状的振动体12的端部保持。在振动体12的与保护罩2相接的面的相反侧的面设置有中空圆状的压电体14。并且，在压电体14的与振动体12相接的面的相反侧的面设置有具有中空圆状的电极的布线15。通过向该布线15施加电压来使压电体14在筒状体的振动体12的贯通方向上振动，能够借助振动体12来使保护罩2在振动体12的贯通方向上振动。
如图2所示，振动体12包括与保护罩2相接的第一筒状体、以及经由突出部来与第一筒状体连接的第二筒状体。第一筒状体在一端具有设置保护罩2和压电体14的部分，在另一端具有以围成圆形状的方式延伸的突出部。突出部支承第一筒状体的底面，从支承的位置朝向外侧延伸。突出部在支承第一筒状体的位置的外侧的位置被第二筒状体支承。第二筒状体在支承突出部的相反侧的端以围成圆形状的方式具有环状的台。此外，压电体14设置于振动体12的位置不限定于图2所示的位置，例如也可以设置于第二筒状体的环状的台的下表面。另外，也可以不设置中空圆状的压电体14，而是以同心圆状设置多个矩形状的压电体。
此外，例如如图4所示，该清洗装置10配置为用保护罩2覆盖摄像装置5的光学元件的前表面，来构成摄像单元100的清洗装置10。摄像装置5例如在内部内置光学元件、摄像元件、传感器部件等，并且包括收纳这些部件的外壳部件。
根据清洗装置10，通过在保护罩2与振动体12的固定中同时使用粘接剂和机械性的固定，能够坚固地保持保护罩2与振动体12，并且能够抑制振动的损耗。
<保护罩>
保护罩2的材料例如是钠玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃等。另外，保护罩2也可以是通过化学强化等而提高了强度的强化玻璃。也可以根据需要对保护罩2的表面涂布AR涂层、防水涂层、耐冲击涂层。另外，保护罩2的平面形状为圆形，但是不限于此。例如也可以是四边形、六边形、八边形等多边形形状、椭圆形状。并且，保护罩2也可以不是平面形状，而是半球状的形状、半球连圆筒的形状、比半球小的曲面形状等。
<振动体>
对振动体12进行了外螺纹17a的螺纹切削加工。振动体12的材料例如是不锈钢、铝、铁、钛、硬铝等金属。另外，期望振动体12的刚度尽可能高，以减少振动的损耗。期望对振动体12的表面进行氧化处理、铝阳极化处理，以提高粘接剂的密合性。此外，振动体12通过压电体14而接受振动。
<固定器>
对固定器13进行了内螺纹17b的螺纹切削加工。内螺纹17b是与振动体12的外螺纹17a嵌合的设计，通过使固定器13旋转来逐渐拧入。固定器13的材料例如不仅可以是不锈钢、铝、铁、钛、硬铝等金属，也可以是塑料。另外，固定器13的表面状态与振动体12相同。但是，固定器13不是必须被进行螺纹切削，只要能够与振动体12坚固地固定即可，能够考虑固定安装、激光熔接等各种构造。
另外，在对固定器13使用了比重比保护罩2的比重大的材料的情况下，能够将重心位置设为比保护罩2的外周靠外侧的位置，由此能够进行扩大保护罩2的振幅区域等调整。
<压电体>
压电体14通过粘接剂来固定于振动体12。压电体14的材料例如是陶瓷。为了向压电体14的下部的电极赋予电位，布线15通过粘接剂来固定于压电体14。布线15的材料例如是不锈钢、铜等导电性高的金属。布线15也可以是在柔性印刷电路板(FPC)上形成的布线。FPC是社会上广泛应用的技术，作为代表性的FPC，有在聚酰亚胺基板上以铜箔形成布线那样的FPC。压电体14进行超声波振动，因此若直接贴上不锈钢、铜等的布线，则有时产生振动的损耗。另一方面，FPC具有柔软性，因此能够不阻碍振动地向压电体14赋予电位。此外，也可以设为以下结构：通过周边的部件来减少在振动位移时向压电体14施加的应力。由此，保护罩2的位移相对于向压电体14输入的输入电压线性地增加，能够获得良好的异物去除性能。
<清洗喷嘴>
接着，说明向保护罩2喷出清洗液来去除所附着的异物的清洗装置10的结构。如图1所示，在壳体1设置有向保护罩2喷出清洗液的具有开口部的清洗喷嘴3。清洗喷嘴3是筒状形状，从与设置了开口部的一侧相反的一侧的端部被供给清洗液，从开口部向保护罩2的端喷出清洗液。清洗喷嘴3的前端处于摄像装置5的摄像范围(视场)的外部，开口部不位于摄像装置5的图像会拍到的位置。在实施方式1中，示出了在壳体1设置了1支清洗喷嘴3的结构，但是也可以是在壳体1设置多支清洗喷嘴3的结构。另外，清洗装置10也可以除了具备清洗喷嘴3以外、或者取代清洗喷嘴3而具备其它结构(例如，吹风机等)。
接着，使用附图来说明清洗装置的控制。图5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包括摄像装置5、信号处理电路20、压电驱动部30、压电器件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是对来自摄像装置5的摄像信号进行处理并且向压电驱动部30和清洗驱动部60提供控制信号的控制部。
另外，信号处理电路20还是基于由阻抗检测部70测定出的共振频率和电流值来判断在保护罩2的表面是否附着有异物的判断部。信号处理电路20也可以基于由摄像装置5拍摄到的图像的变化来判断在保护罩2的表面是否附着有异物。并且，信号处理电路20还是通过使振动体12以谐波的共振频率振动来对保护罩2进行加温的加温部。关于清洗液喷出部50，将从清洗喷嘴3的开口部喷出清洗液的结构图示为1个框。
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CPU用来进行动作的程序和控制数据等的ROM(Read Only Memory：只读存储器)、作为CPU的工作区发挥功能的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、用于保证与周边设备之间的信号的一致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。压电器件40由图2所示的具有压电体14的振动体12构成，通过向压电体14施加交流输出信号，使振动体12和保护罩2振动来去除异物。
振动体12除了通过使保护罩2振动来去除保护罩2所附着的异物以外，还能够使保护罩2振动并利用振动的机械性损耗对保护罩2进行加温。信号处理电路20通过向压电驱动部30提供控制信号以使保护罩2不以基波的共振频率而是以谐波的共振频率振动，来利用由振动体12产生的热对保护罩2进行加温。用于使保护罩2振动的电能除了被转换为机械振动以外还被转换为热。通过使保护罩2振动，同时产生因压电驱动部30中的振动的机械性损耗引起的发热、因介电损耗引起的发热、以及因保护罩2中的振动的机械性损耗引起的发热，因此对保护罩2进行加热的效率高。特别是，在使保护罩2以谐波的共振频率振动的情况下，与使保护罩2以基波的共振频率振动的情况相比，压电驱动部30和保护罩2中的振动次数增加，因此因压电驱动部30和保护罩2中的振动的机械性损耗引起的发热变大，也就是说，越提高振动的能量，则发热量越大。
图6是实施方式1所涉及的清洗装置10的振动体12的频率特性。图6的横轴是频率(kHz)，纵轴是阻抗(ohm)。如图6所示，振动体12的基波S(一次)的共振频率处于40kHz附近，能够使保护罩2以数十μm的振幅振动，对在保护罩2附着的异物(液滴)激励毛细波来使其雾化。另一方面，谐波H(高次)的共振频率处于470kHz附近，保护罩2的振幅大致小到基波S的1/20，无法使在保护罩2附着的液滴雾化。但是，谐波H相对于基波S频率高到100倍，因此振动能量变大。
一般地说，振动能量与振幅及频率的平方成比例。因此，与使振动体12以基波S振动的情况下的振动能量相比，使振动体12以谐波H振动的情况下的振动能量变为25倍左右。能够利用该谐波H的振动能量来对保护罩2进行加温，但是保护罩2的振幅变小，因此能够抑制因液滴中包含的泥颗粒的摩擦引起的保护罩2的涂层的劣化。这样，通过利用谐波H使保护罩2振动，能够既对保护罩2的涂层进行保护又对保护罩2进行加温，能够使在保护罩2附着的异物的泥成分干燥。在利用谐波H使保护罩2振动来进行加温的情况下，即使保护罩2是比热小的材料，也能够迅速地进行加温。
另外，信号处理电路20能够生成向保护罩2喷出清洗液来进行清洗的控制信号。清洗驱动部60进行以下控制：基于来自信号处理电路20的控制信号，由清洗液喷出部50向保护罩2喷出清洗液。
在向压电体14施加交流输出信号来使压电器件40进行动作的情况下，阻抗检测部70对压电驱动部30的电流进行监视。
接着，基于推移图和流程图来说明摄像单元100的清洗装置10的动作。
图7是用于说明实施方式1所涉及的摄像单元100的清洗装置10的动作的动作模式的推移图。图8是用于说明实施方式1所涉及的摄像单元100的清洗装置10的动作的流程图。首先，信号处理电路20使压电器件40以搜索模式进行动作，判断在保护罩2的表面是否附着有异物。压电驱动部30将驱动电压Vdr设为V1并使频率f扫频，来向压电体14施加交流输出信号，以使压电器件40以搜索模式进行动作。此外，关于向压电体14施加的交流输出信号，从抑制发热的观点出发，期望将驱动电压Vdr设得小。
在以搜索模式将驱动电压Vdr设为V1并使频率f扫频来使压电器件40进行动作的期间，阻抗检测部70对压电驱动部30的电流进行监视。具体地说，阻抗检测部70测定扫频的频率f中的、压电驱动部30的电流最大(或作为电流值的倒数的阻抗最小的频率来作为初始的共振频率fr0，测定此时的电流值来作为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作为基准值的频率fr、电流值I来更新存储(步骤S102)。
在此，信号处理电路20通过将压电器件40的共振频率的变化与压电器件40的最小阻抗(阻抗的最小值)的变化组合地进行判断，能够准确地判断是因在保护罩2的表面附着有异物而引起的变动、还是因温度变化引起的变动。因此，在信号处理电路20中，不是仅根据共振频率来判断在保护罩2的表面是否附着有异物，而是根据共振频率和电流值(或作为电流值的倒数的阻抗)来判断在保护罩2的表面是否附着有异物。也就是说，信号处理电路20根据使压电器件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判断在保护罩2的表面是否附着有异物，从而将因温度变化引起的压电器件40的共振频率的变化排除在外。
固定时间后(例如，1秒后)，压电驱动部30将驱动电压Vdr设为V1并使频率f扫频，来向压电体14施加交流输出信号，以使压电器件40以搜索模式进行动作。然后，阻抗检测部70测定扫频的频率f中的、压电驱动部30的电流最大的频率来作为共振频率fr1，测定此时的电流值来作为I1(步骤S103)。
信号处理电路20求出在步骤S102中更新的基准值的频率fr、电流值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)。具体地说，信号处理电路20判断是否满足了Δfr(＝fr1-fr)≤-fth且ΔI(＝I1-I)≤-Ith的关系。也就是说，信号处理电路20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，判断为在保护罩2的表面附着有异物。在图7所示的搜索模式(1)中，测定出的共振频率从共振频率fr0减少为共振频率fr1，判断为在保护罩2的表面附着有异物。
如前所述，信号处理电路20并不是仅根据共振频率的变化量(时间变化)来判断为在保护罩2的表面附着有异物，还根据作为与阻抗有关的值的电流值的变化量(时间变化)来判断在保护罩2的表面是否附着有异物。
在差值比预先决定的阈值fth、Ith大的情况下(步骤S104中为“否”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S102，将步骤S104中测定出的共振频率fr1和电流值I1作为基准值的频率fr、电流值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中为“是”)，信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物。在信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，压电驱动部30向压电体14施加将驱动电压Vdr设定为V2(>V1)、将驱动频率fdr设为基波的共振频率fr1的交流输出信号，以使压电器件40以第一驱动模式进行动作(步骤S105)。在图7所示的第一驱动模式(2)下，是不对清洗驱动部60进行驱动而仅对压电驱动部30进行驱动的驱动模式，将驱动电压Vdr设为V2，将驱动频率fdr设为基波的共振频率fr1。
在判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，能够通过使保护罩2以第一驱动模式振动来使在保护罩2的表面附着的异物雾化或滑落。在以第一驱动模式使保护罩2振动的情况下，在保护罩2的表面附着的异物汇集于作为该振动的波腹的保护罩2的中央部之后雾化或滑落。为了使在保护罩2的表面附着的异物雾化或滑落，信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为规定的振动加速度。例如，信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度。
具体地说，使用附图来说明用于使在保护罩2的表面附着的异物雾化或滑落的驱动。图9是用于说明在实施方式1所涉及的摄像单元100的清洗装置10中通过振动来去除异物的驱动的图。在图9中，将横轴设为驱动频率f，将纵轴设为表示振动水平的加速度(单位为×105m/s2)。
首先，在信号处理电路20中，对压电驱动部30进行控制使得由阻抗检测部70检测出的信号与预先设定的保护罩2的振动水平的目标值一致。因此，虽未图示，但是在信号处理电路20中，也可以包括对由阻抗检测部70检测出的信号进行放大的放大电路、将由放大电路放大后的信号变换为数字信号的AD电路、PID控制电路。在此，保护罩2的振动水平例如设为保护罩2的中央部处的位移的加速度。保护罩2的振动水平不限于此，也可以是保护罩2的中央部处的位移量。
在信号处理电路20中进行PID控制的情况下，对于来自阻抗检测部70的信号与目标值的偏差，通过其比例、积分以及微分这3个要素来调整频率，对压电驱动部30的驱动信号进行反馈控制。此外，压电驱动部30的驱动信号的控制不限定于PID控制，只要是能够进行控制使得由阻抗检测部70检测出的信号与预先设定的保护罩2的振动水平的目标值一致即可，可以是任意的控制。
此外，设为由阻抗检测部70检测保护罩2的振动水平来进行说明，但是也可以另外设置用于检测保护罩2的振动水平的振动传感器。振动传感器作为检测与通过压电体14而振动的保护罩2的振动水平有关的信号的检测部进行动作。振动传感器例如是超声波传感器、麦克风等，设置成不与保护罩2接触。作为其它方式，也可以在保护罩2的一部分形成压电体，探测因压电体的变形而产生的电压。
使用图9来说明对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为规定的振动加速度的例子。首先，在使保护罩2以雾化模式振动的情况下，信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为20×105m/s2的振动加速度。在使保护罩2以驱动频率fr0振动的情况下，当在保护罩2附着有异物时，振动水平变小，动作点从动作点1移动到动作点2。也就是说，振动模式从未附着有异物的保护罩2的振动模式S1切换为附着有异物的保护罩2的振动模式S2。
信号处理电路20为了使变小到动作点2的振动水平的保护罩2的振动恢复到作为目标的振动水平的振动加速度＝20×105m/s2，调整从压电驱动部30向压电体14提供的驱动信号的振幅电压或占空比。具体地说，信号处理电路20进行PID控制，在通过模式切换而指定的驱动信号的振幅电压或占空比的条件下，调整频率以使振动水平成为作为目标的振动水平。在使附着有异物的保护罩2以振动加速度＝20×105m/s2振动的动作点3，驱动频率从驱动频率fr0下降而成为驱动频率fr1。
在动作点3，当使附着有异物的保护罩2以振动加速度＝20×105m/s2振动时，在保护罩2附着的异物通过振动而雾化，异物被去除。在使附着有异物的保护罩2以振动加速度＝20×105m/s2振动的情况下，当异物被从保护罩2去除时，驱动频率下降，动作点从动作点3移动到动作点1。也就是说，振动模式从附着有异物的保护罩2的振动模式S2切换为未附着异物的保护罩2的振动模式S1。
另一方面，在使保护罩2以滑落模式振动的情况下，信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度。在使保护罩2以滑落模式振动的情况下，如图9所示，动作点按动作点1a、动作点2a、动作点3a、动作点1a的顺序移动，驱动频率按驱动频率fr0a、驱动频率fr1a、驱动频率fr0a的顺序变化。通过这样变化，信号处理电路20能够维持使保护罩2在滑落模式下的振动为1.5×105m/s2的振动加速度。
但是，在保护罩2的表面附着的异物是泥等由有限的颗粒构成的不溶性的异物的情况下，信号处理电路20若仅对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为规定的振动加速度，则难以完全地去除异物。另外，当非必须地持续振动时，产生以下问题：由于异物中包含的泥的颗粒的振动，保护罩2的表面受伤，或者实施的涂布被刮削。并且，在使异物从保护罩2的表面滑落的情况下，也难以使粘度高的异物(液滴)完全地滑落。
在尽管以第一驱动模式使保护罩2振动了预先决定的时间但是共振频率fr1仍未变化的情况下，信号处理电路20能够判断为尚未能去除在保护罩2的表面附着的异物。也就是说，信号处理电路20基于测定出的共振频率来判断是否已去除在保护罩2的表面附着的异物(步骤S106)。
在判断为已去除在保护罩2的表面附着的异物的情况下(步骤S106中为“是”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S101，使驱动返回到搜索模式。另一方面，在判断为尚未能去除在保护罩2的表面附着的异物的情况下(步骤S106中为“否”)，信号处理电路20使压电器件40以第二驱动模式(加温模式)进行动作。具体地说，压电驱动部30向压电体14施加将驱动电压Vdr设定为V2、将驱动频率fdr设为谐波的共振频率fr3(<fr1)的交流输出信号，以使压电器件40以第二驱动模式进行动作(步骤S107)。在图7所示的第二驱动模式(4)下，是对压电驱动部30进行驱动以使保护罩2以谐波的共振频率fr3振动的驱动模式，将驱动电压Vdr设为V2，将驱动频率fdr设为谐波的共振频率fr3。此外，为了搜索谐波的共振频率fr3，信号处理电路20在第二驱动模式(4)之前以谐波搜索模式(3)进行驱动。
接着，在图7所示的第二驱动模式(4)中虽未图示，但是以对异物的干燥状态进行监视的监视模式使压电器件40进行动作。压电驱动部30将驱动电压Vdr设为V1并使频率f扫频，来向压电体14施加交流输出信号，以使压电器件40以监视模式进行动作。然后，阻抗检测部70测定扫频的频率f中的、压电驱动部30的电流最大的频率来作为共振频率fr2，测定此时的电流值来作为I2，信号处理电路20求出测定出的共振频率fr2、电流值I2的变动量(Δfr2、ΔI2)(步骤S108)。
信号处理电路20判断测定出的共振频率fr2、电流值I2是否变得几乎没有变化(步骤S109)。具体地说，信号处理电路20判断是否满足了△fr2(＝fr2(t+1)-fr2(t))＝0、以及ΔI2(＝I2(t+1)-I2(t))＝0的关系。也就是说，这是由于，当在保护罩2的表面附着的异物的温度稳定而水分消失时，该异物(泥)的质量稳定，因此测定出的共振频率fr2、电流值I2几乎不再有变动。
在判断为测定出的共振频率fr2、电流值I2发生了变化的情况下(步骤S109中为“否”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S107，继续进行第二驱动模式的驱动。另一方面，在判断为测定出的共振频率fr2、电流值I2几乎未变化的情况下(步骤S109中为“是”)，信号处理电路20使压电器件40以第三驱动模式进行动作。具体地说，压电驱动部30向压电体14施加将驱动电压Vdr设定为V2、将驱动频率fdr设为基波的共振频率fr1的交流输出信号，以使压电器件40以第三驱动模式进行动作(步骤S110)。在图7所示的第三驱动模式(6)下，是对压电驱动部30进行驱动以使保护罩2以基波的共振频率fr1振动的驱动模式，将驱动电压Vdr设为V2，将驱动频率fdr设为共振频率fr1。通过对已干燥的固体物质的异物施加保护罩2的振幅变大的振动，使已干燥的异物从保护罩2脱落来将其去除。此外，为了搜索基波的共振频率fr1，信号处理电路20在第三驱动模式(6)之前以搜索模式(5)进行驱动。
在尽管以第三驱动模式使保护罩2振动了预先决定的时间但是共振频率fr1仍不变化的情况下，信号处理电路20能够判断为尚未使在保护罩2的表面附着的异物脱落。也就是说，信号处理电路20基于测定出的共振频率来判断是否已使在保护罩2的表面附着的异物脱落(步骤S111)。
在判断为已使在保护罩2的表面附着的异物脱落的情况下(步骤S111中为“是”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S101，使驱动返回到搜索模式。另一方面，在判断为尚未能使在保护罩2的表面附着的异物脱落来将其去除的情况下(步骤S111中为“否”)，信号处理电路20以将清洗驱动部60进行驱动来喷出清洗液并将压电驱动部30也进行驱动的第四驱动模式(清洗液+振动)进行动作(步骤S112)。信号处理电路20通过以第四驱动模式进行动作，能够更强力地清洗在保护罩2附着的异物。信号处理电路20在以第四驱动模式进行动作之后，使处理返回到步骤S101，使驱动返回到搜索模式。
此外，针对即使干燥后也无法去除的异物，能够判断为是含有油分的粘性高的异物，因此在步骤S112中，通过向保护罩2喷出清洗液来进行清洗。另外，在保护罩2的涂层劣化的情况下，难以使已干燥的异物从保护罩2脱落。在这种情况下，也可以向保护罩2喷出清洗液，并且督促用户进行保护罩2的涂层的维护。并且，在未设置清洗液喷出部50和清洗驱动部60的结构的情况下，信号处理电路20也可以在判断为尚未能去除在保护罩2的表面附着的异物时(步骤S111中为“否”)，向用户返回无法去除异物的意思的错误。
在图8示出的流程图中，根据通过步骤S109测定出的共振频率fr2、电流值I2的变动量(Δfr2、ΔI2)，来判断在保护罩2的表面附着的异物的干燥是否已完成。但是，异物的干燥是否已完成的判断不限于根据变动量(Δfr2、ΔI2)来判断的情况，也可以估计所附着的异物(泥)的量，由此决定加温时间。图10是示出加温时间与共振频率或电流值的差值(Δfr、ΔI)之间的关系的图表。具体地说，异物(泥)的量与共振频率或电流值的差值(Δfr、ΔI)对应，因此，信号处理电路20能够根据共振频率或电流值的差值(Δfr、ΔI)来估计异物(泥)的量，根据图10所示的图表来计算加温时间。也就是说，信号处理电路20当所附着的异物(泥)的量多时将加温时间设得长。
另外，清洗液中含有酒精的情况多，当变为低温时粘度变高，即使使保护罩2振动也难以使该清洗液雾化。在这种情况下，也能够通过对保护罩2进行预先加温来使清洗液的粘度变低，来促进通过保护罩2的振动进行的清洗液的雾化。
并且，当使保护罩2以基波的共振频率振动时保护罩2的中央部的位移变大。已知的是，一般地说，当向保护罩2施加超声波振动时，在保护罩2的表面附着的异物(液滴)的接触角变小。因此，当使保护罩2以基波的共振频率振动时保护罩2的中央部的液滴的接触角小(即润湿性大)，保护罩2的周边部的液滴的接触角仍然大，因此在保护罩2的表面附着的液滴汇集到润湿性大的中央部。通过利用该现象，在向以基波的共振频率振动的保护罩2喷出清洗液的情况下，也可以不向保护罩2整面地喷出清洗液，因此能够减少清洗液的使用量。
如以上那样，在实施方式1所涉及的摄像单元100中，具备摄像装置5和清洗装置10。该清洗装置10具备：保护罩2，其配置于摄像装置5的视场；振动体12，其使保护罩2振动；压电驱动部30，其对振动体12进行驱动；判断部，其判断在保护罩2的表面是否附着有异物；加温部，其对保护罩2进行加温；以及信号处理电路20，其对压电驱动部30进行控制。在由判断部判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度，在尽管对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为规定的振动加速度、但是判断部仍判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，信号处理电路20利用加温部对保护罩2进行加温，在保护罩2的加温后，信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为共振频率。
由此，在实施方式1所涉及的清洗装置10中，在尽管使保护罩2振动、但是判断部仍判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，信号处理电路20通过加温部来对保护罩2进行加温，在保护罩2的加温后，信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为共振频率，因此能够高效地去除保护罩2所附着的异物。
优选的是，还具备阻抗检测部70，该阻抗检测部70检测与由压电驱动部30驱动的振动体12的阻抗有关的值，判断部(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的时间变化，判断在保护罩2的表面是否附着有异物。由此，判断部能够判断在保护罩2的表面是否附着有异物，能够适当地执行保护罩2的清洗。
优选的是，通过由信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为高次的共振频率，加温部对保护罩2进行加温。由此，不用另外设置加热器等用于进行加温的结构就能够对保护罩2进行加温。另外，在使保护罩2以高次的共振频率振动的情况下，与使其以基波的共振频率振动的情况相比，保护罩2的振幅变小，因此能够抑制因异物(例如，液滴中含有的泥颗粒)的摩擦引起的保护罩2的涂层的劣化。
优选的是，还具备清洗喷嘴3，该清洗喷嘴3向保护罩2的表面喷出清洗液，在尽管在加温后使保护罩2振动、但是判断部仍判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，信号处理电路20使清洗喷嘴3喷出清洗液。由此，能够更强力地对在保护罩2附着的异物进行清洗。
优选的是，信号处理电路20基于加温中的异物的状态，来在由加温部对保护罩2进行加温的控制与对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为共振频率的控制之间进行切换。由此，信号处理电路20能够基于异物的干燥状态来切换是进一步持续进行保护罩2的加温、还是进行脱落的振动。
优选的是，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的时间变化，来监视加温中的异物的状态。由此，信号处理电路20能够准确地掌握异物的干燥状态。
清洗装置10具备：保护罩2，其配置于摄像装置5的视场；振动体12，其使保护罩2振动；压电驱动部30，其对振动体12进行驱动；判断部，其判断在保护罩2的表面是否附着有异物；以及信号处理电路20，其对压电驱动部30进行控制。在由判断部判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度，在尽管对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为规定的振动加速度、但是判断部仍判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，信号处理电路20利用加温部对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为高次的共振频率，在使保护罩2以高次的共振频率振动后，信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为共振频率。
一种由清洗装置10对保护罩2的表面进行清洗的清洗方法，包括以下步骤：判断在保护罩2的表面是否附着有异物；在判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度；在尽管对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为规定的振动加速度、但是仍判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，由加温部对保护罩2进行加温；以及在保护罩2的加温后，对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为共振频率。
(实施方式2)
在实施方式1所涉及的清洗装置10中，在通过振动清洗在保护罩2的表面附着的异物的第一驱动模式中，将驱动电压Vdr设定为V2(>V1)来向保护罩2施加强的振动。在实施方式2所涉及的清洗装置中，采用向保护罩施加使在保护罩的表面附着的异物滑落的程度的弱的振动的第一驱动模式。
图11是用于说明实施方式2所涉及的摄像单元的清洗装置的动作的动作模式的推移图。此外，实施方式2所涉及的摄像单元和清洗装置的结构与实施方式1所涉及的摄像单元和清洗装置的结构相同，因此对相同的结构标注相同的附图标记，不重复进行详细的说明。
首先，在搜索模式(1)下，在将驱动电压Vdr设为V1并使频率f扫频来使压电器件40进行动作的期间，搜索压电器件40的共振频率。在图11所示的搜索模式(1)中，测定出的共振频率从共振频率fr0减少为共振频率fr1，信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物。
在信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物的情况下，使压电器件40以第一驱动模式进行动作。在实施方式2的第一驱动模式下，应用弱振动模式。即，在弱振动模式下，对压电驱动部30进行控制使得保护罩2的振动成为1.5×105m/s2以上且8.0×105m/s2以下的振动加速度，来将保护罩2的振幅抑制为例如5.5μm以下。通过使保护罩2以弱振动模式振动，来使在保护罩2的表面附着的粘度低的液滴等异物滑落从而进行清洗。
说明使保护罩2以弱振动模式振动来使异物滑落的原理。首先，说明滑落角与附着能的关系。滑落角是指使液滴附着于水平的固体表面上并使固体表面从水平逐渐倾斜时液滴开始向下方滑动时的水平面与固体表面之间的角度。图12是说明滑落角与附着能之间的关系的一例的概要图。
图12所示的关系能够通过沃尔弗拉姆(Wolfram)所提倡的附着能的计算式来表达。
[数1]
E表示附着能，r表示接触半径，m表示液滴质量，g表示重力加速度，θ表示滑落角。由于水与石蜡的滑落角θ同液滴51与固体52的接触面的半径r成比例，因此上述数式是在实验中找出的值，假定在为滑落角θ时，液滴51的重力的倾斜方向分量与作用于接触圆周缘部的附着力彼此平衡。另外，该指标是在实验中不受液量、倾斜角等所左右的、仅由液体与固体的组合来唯一地决定的评价指标。
根据上述数式可知，当滑落角θ变小时，附着能E变小。即，当滑落角θ变小时，液滴51难以附着于固体表面。
在清洗装置10中，通过使保护罩2以规定的振动加速度振动，来使滑落角θ小，从而使液滴想要滞留在保护罩2的表面的附着能E小。由此，变得易于去除附着于保护罩2的液滴。
图13是示出滑落角与振动加速度之间的关系的一例的概要图。在图13中，示出相对于振动加速度的变化的滑落角的变化。此外，振动加速度的计算是通过以下所记载的方法进行的。
由电源(Keysight公司：E26104A)和函数发生器(Tektronix公司：AGF1022)向共振频率为60kHz附近的振动体12的压电体14提供信号来激励其振动。通过激光位移计(奥林巴斯公司：BX51M)检测因振动体12的振动而激励的保护罩2的位移，通过万用表(Keysight公司：2110)和示波器(Tektro公司：示波器TBS1104)来测量因振动体12的振动而激励的保护罩2的位移。将振动加速度设为α，将频率设为f，将振幅(位移量)设为A，通过α＝(2πf)2A的式子计算振动加速度。
如图13所示，在振动加速度α为1.5×105m/s2以上且8.0×105m/s2以下时，滑落角θ成为40度以下(参照图13的“A1”)。当滑落角θ成为40度以下时，液滴的附着能E变得比从保护罩2的表面向外部滑落的力小。因此，液滴不汇集在保护罩2中位移量最大的部分、即保护罩2的中央部，液滴向保护罩2的外部流去。由此，液滴的去除性能提高。
另外，在振动加速度α为3.5×105m/s2以上且5.5×105m/s2以下时，滑落角θ成为22度以下(参照图13的“A2”)。当滑落角θ成为22度以下时，液滴的附着能E进一步变小。因此，液滴易于向保护罩2的外部流去，液滴的去除性能进一步提高。
在振动加速度α小于1.5×105m/s2时、或者大于8.0×105m/s2时，滑落角θ变得大于40度。当滑落角θ变得大于40度时，液滴的附着能E比从保护罩2的表面向外部滑落的力大。因此，液滴汇集在保护罩2中位移量最大的部分、即保护罩2的中央部。
因而，优选的是，振动加速度α为1.5×105m/s2以上且8.0×105m/s2以下。更优选的是，振动加速度α为3.5×105m/s2以上且5.5×105m/s2以下。通过将振动加速度α控制在该规定的范围，与其它范围相比，在保护罩2的表面附着的液滴的滑落性提高。
能够使保护罩2以弱振动模式振动来使异物滑落的情况下的保护罩2振幅比如实施方式1那样使保护罩2以弱振动模式振动来使液滴雾化时的保护罩2振幅小。在弱振动模式下，能够使振幅小，因此能够抑制因液滴中含有的泥颗粒的摩擦引起的保护罩2的涂层的劣化。
在图11所示的第一驱动模式(2)下，是不对清洗驱动部60进行驱动而仅对压电驱动部30进行驱动的驱动模式，将驱动电压Vdr设为V1，将驱动频率fdr设为基波的共振频率fr1。将第一驱动模式(2)的驱动电压Vdr设为与搜索模式的驱动电压Vdr同为V1，但是只要是使振动加速度α成为1.5×105m/s2以上且8.0×105m/s2以下的驱动电压Vdr即可，不限于V1，可以是任何电压。
通过使保护罩2以弱振动模式振动，来使在保护罩2的表面附着的粘度低的液滴等异物滑落，残留极小的水滴、粘度高的泥水等。针对残留的异物，信号处理电路20以第二驱动模式进行驱动来对保护罩2进行加热。在图11所示的第二驱动模式(4)下，是对压电驱动部30进行驱动以使保护罩2以谐波的共振频率fr3振动的驱动模式，将驱动电压Vdr设为V2，将驱动频率fdr设为共振频率fr3。此外，为了搜索谐波的共振频率fr3，信号处理电路20在第二驱动模式(4)之前以谐波搜索模式(3)进行驱动。
通过使保护罩2以弱振动模式振动，在保护罩2的表面附着的大的液滴(也包括泥水)滑落，因此能够通过第二驱动模式的加热来使残留在保护罩2的表面的小的水滴、泥水尽快干燥。
在图11所示的第三驱动模式(6)下，是对压电驱动部30进行驱动以使保护罩2以基波的共振频率fr1振动的驱动模式，将驱动电压Vdr设为V2，将驱动频率fdr设为共振频率fr1。此外，为了搜索基波的共振频率fr1，信号处理电路20在第三驱动模式(6)之前以搜索模式(5)进行驱动。在第三驱动模式(6)下，驱动电压Vdr被设为比第一驱动模式(2)下的V1大的V2，由此使保护罩2的振幅大来使已干燥的异物从保护罩2脱落从而将其去除。使异物脱落时的振动能量大，则易于促进已干燥的异物的脱落。
如以上那样，在实施方式1所涉及的清洗装置10中，信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得加温前的保护罩2的振幅(第一驱动模式(2))比加温后的保护罩2的振幅(第三驱动模式(6))小。特别是，优选的是，信号处理电路20对压电驱动部30进行控制使得加温前的保护罩2的振动成为1.5×105m/s2以上且8.0×105m/s2以下的振动加速度。
由此，在实施方式2所涉及的清洗装置10中，加温前的保护罩2的振幅比加温后的保护罩2的振幅小，因此能够抑制因液滴中包括的泥颗粒的摩擦引起的保护罩2的涂层的劣化。另外，在使保护罩2以弱振动模式振动的情况下，与如实施方式1那样使保护罩2强烈振动时相比，残留在保护罩2的表面的液滴不是在中央部干燥而是在表面分散地干燥。因此，在以第三驱动模式使已干燥的异物从保护罩2脱落时，能够使因与已干燥的异物之间发生摩擦而引起的涂布的刮削不局部存在于保护罩2的中央部而是在表面整体均匀化。
(实施方式3)
在实施方式1所涉及的清洗装置10中，在判断为测定出的共振频率fr2、电流值I2几乎不再变化的情况下判断为在保护罩2的表面附着的异物的干燥已完成。在实施方式3所涉及的清洗装置中，能够利用在加温中泥水的水分逐渐挥发而质量减少、当不久后水分完全消失时稳定这一情况，来判断为在保护罩2的表面附着的异物的干燥已完成。
图14是用于说明实施方式3所涉及的摄像单元的清洗装置的动作的流程图。此外，实施方式3所涉及的摄像单元和清洗装置的结构与实施方式1所涉及的摄像单元和清洗装置的结构相同，因此对相同的结构标注相同的附图标记，不重复进行详细的说明。
另外，在实施方式3中，取代图8所示的步骤S108、S109，在图14所示的步骤S208中判断在保护罩2的表面附着的异物的干燥是否已完成。此外，在图14所示的流程图中，是除了步骤S208以外与图8所示的流程图相同的处理，因此对于相同的处理标注相同的步骤编号，不重复进行详细的说明。
具体地说，在步骤S208中，信号处理电路20在第二驱动模式(加温)时定期地插入用于监视异物的干燥状态的监视模式。也就是说，信号处理电路20将压电器件40的共振频率的变化与压电器件40的最小阻抗的变化相组合来探测异物的质量的变化，从而监视异物的干燥状态。
信号处理电路20求出在步骤S102中更新的基准值的频率fr、电流值I与在第二驱动模式(加温)时测定出的共振频率fr1、电流值I1之间的差值，将该差值与预先决定的阈值fth2(<fth)、Ith2(<Ith)进行比较(步骤S208)。信号处理电路20判断是否满足Δfr(＝fr1-fr)≤-fth2、以及ΔI(＝I1-I)≤-Ith2的关系。也就是说，信号处理电路20在共振频率减少的变化量(Δfr)为阈值fth2以下、且电流值减少的变化量(ΔI)为阈值Ith2以下的情况下，判断在保护罩2的表面附着的异物的干燥是否已完成。
在差值比预先决定的阈值fth2、Ith2大的情况下(步骤S208中为“否”)，信号处理电路20使处理返回到步骤S107，继续进行第二驱动模式的驱动。另一方面，在差值为预先决定的阈值fth2、Ith2以下的情况下(步骤S208中为“是”)，信号处理电路20使压电器件40以第三驱动模式进行动作。在第三驱动模式下，使已干燥的异物从保护罩2脱落来将其去除。此外，在加温中，泥水的水分逐渐挥发而质量减少，因此阈值fth2、Ith2比用于判断异物的附着的阈值fth、Ith小。另外，有时即使在使异物干燥后不施加第三驱动模式下的振动，异物也会剥离而因自重落下。在该情况下，差值(Δfr、ΔI)几乎为0(零)，因此信号处理电路20能够判断在保护罩2的表面附着的异物是残留着、还是剥离了。
(其它变形例)
在前述的实施方式所涉及的清洗装置中，作为以第二驱动模式进行动作来对保护罩2进行加温的方法，使保护罩2以谐波的共振频率fr3振动，利用该振动的机械损耗来对保护罩2进行加温。但是，不限于此，也可以在保护罩2设置用于进行加热的加热器等加温部。图15是用于说明变形例所涉及的摄像单元200的清洗装置的控制的框图。在图15所示的框图中，除了设置有加温控制部90和加热器91以外，与图5所示的框图相同，因此对于相同的结构标注相同的附图标记，不重复进行详细的说明。
加温控制部90基于来自信号处理电路20的对保护罩2进行加温的控制信号，来控制向加热器提供的电流。加热器91设置于保护罩2的周缘部(摄像装置5的摄像范围的外侧)。图16是示出在保护罩2设置有加热器91的清洗装置10a的截面结构的概要截面图。此外，在图16所示的清洗装置10a的概要截面图中，除了设置有加热器91以外，与图2所示的清洗装置10的概要截面图相同，因此对于相同的结构标注相同的附图标记，不重复进行详细的说明。
加热器91例如是环状的电热线加热器，贴在保护罩2的周缘部。加热器91的材料例如也可以是镍铬合金线等。另外，也能够在加热器中利用不影响摄像装置5的摄像范围的透明电极(例如，ITO)。图17是示出在设置于保护罩2的加热器中利用了透明电极的情况下的结构的概要图。在图17所示的保护罩2中，在表面整体制成透明电极91a的膜，与该透明电极91a电连接的端子92设置于保护罩2的端部。端子92与加温控制部90经由布线93电连接。因此，来自加温控制部90的电流经由布线93和端子92被提供到透明电极91a，由此透明电极91a发热而能够对保护罩2进行加温。
并且，对保护罩2进行加温的方法不限定于加热器等对保护罩2进行直接加温的方法，也可以限定于使用了红外线光源的加温、使用了热风的加温等间接地进行加温的方法。在使用了红外线光源的加温中，利用保护罩2的玻璃吸收红外线的性质，通过从设置于摄像装置的附近的红外线光源朝向玻璃照射红外线，来对玻璃进行加热。一般地说，关于长波长(2μm～)的红外线，玻璃骨架的红外吸收损耗是主要的，长波长的红外线不会透过玻璃而是作为热被吸收。
在前述的实施方式所涉及的摄像单元中，特别是关于摄像装置5的结构未详细地进行说明，但是，作为摄像装置5，也可以包括摄像机、LiDAR(光探测和测距)、Rader(雷达)等。
在前述的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、由清洗液喷出部50喷出清洗液的清洗，但是并不限定于此。例如，也可以通过由清洗液喷出部50喷出空气的清洗来去除在保护罩2的表面附着的异物。
在前述的实施方式所涉及的摄像单元中，如图1中示出的那样说明了是在壳体1设置1支清洗喷嘴3的结构，但是不限于此，也可以是在壳体1设置多支清洗喷嘴3的结构。
前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，对于需要对配置于摄像装置5的视场的透光体进行清洗的用途的摄像单元也同样能够应用。
在前述的实施方式所涉及的摄像单元中，信号处理电路20将共振频率的变化与压电器件40的最小阻抗的变化相组合，来判断在保护罩2的表面是否附着有异物。但是，不限于此，信号处理电路20也可以基于由摄像装置5拍摄到的图像来判断在保护罩2的表面是否附着有异物。具体地说，作为信号处理电路20判断为在保护罩2的表面附着有异物的摄像装置5的图像信息之一，存在由摄像装置5拍摄到的图像的时间变化，作为一例，存在由摄像装置5拍摄到的图像的明度积分值的时间变化。不限于此，作为由摄像装置5拍摄到的图像的时间变化，例如也可以是，利用作为图像处理之一的频谱来对拍摄到的图像的边缘的模糊进行评价，通过频谱的时间变化来判断为异物附着于保护罩2的表面。
应当想到，本次所公开的实施方式在所有方面均为例示而非限制性的。本发明的范围并非通过上述的说明示出，而是通过权利要求书示出，意图包括与权利要求书同等意义及范围内的所有变更。
附图标记说明
1：壳体；2：保护罩；3：清洗喷嘴；5：摄像装置；10、10a：清洗装置；12：振动体；13：固定器；14：压电体；15：布线；20：信号处理电路；30：压电驱动部；40：压电器件；50：清洗液喷出部；60：清洗驱动部；70：阻抗检测部；80：电源电路；90：加温控制部；91：加热器；100、200：摄像单元。

Claims (11)

1.一种清洗装置，具备：
透光体，其配置于摄像装置的视场；
振动体，其使所述透光体振动；
驱动部，其对所述振动体进行驱动；
判断部，其判断在所述透光体的表面是否附着有异物；
加温部，其对所述透光体进行加温；以及
控制部，其对所述驱动部和所述加温部进行控制，
其中，在由所述判断部判断为在所述透光体的表面附着有异物的情况下，所述控制部对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度，
在尽管对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为规定的振动加速度、但是所述判断部仍判断为在所述透光体的表面附着有异物的情况下，所述控制部利用所述加温部对所述透光体进行加温，
在所述透光体的加温后，所述控制部对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为共振频率。
2.根据权利要求1所述的清洗装置，其中，
还具备检测部，所述检测部检测与由所述驱动部驱动的所述振动体的阻抗有关的值，
所述判断部基于由所述检测部检测出的与阻抗有关的值的时间变化，判断在所述透光体的表面是否附着有异物。
3.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其中，
通过由所述控制部对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为高次的共振频率，所述加温部对所述透光体进行加温。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的清洗装置，其中，
所述控制部对所述驱动部进行控制使得加温前的所述透光体的振幅比加温后的所述透光体的振幅小。
5.根据权利要求4所述的清洗装置，其中，
所述控制部对所述驱动部进行控制使得加温前的所述透光体的振动成为1.5×105m/s2以上且8.0×105m/s2以下的振动加速度。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的清洗装置，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物，
在尽管在加温后使所述透光体振动、但是所述判断部仍判断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物。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的清洗装置，其中，
所述控制部基于加温中的异物的状态，来在由所述加温部对所述透光体进行加温的控制与对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为共振频率的控制之间进行切换。
8.根据权利要求7所述的清洗装置，其中，
所述控制部基于由所述检测部检测出的与阻抗有关的值的时间变化，来监视加温中的异物的状态。
9.一种清洗装置，具备：
透光体，其配置于摄像装置的视场；
振动体，其使所述透光体振动；
驱动部，其对所述振动体进行驱动；
判断部，其判断在所述透光体的表面是否附着有异物；以及
控制部，其对所述驱动部进行控制，
其中，在由所述判断部判断为在所述透光体的表面附着有异物的情况下，所述控制部对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度，
在尽管对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为规定的振动加速度、但是所述判断部仍判断为在所述透光体的表面附着有异物的情况下，所述控制部对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为高次的共振频率，
在使所述透光体以高次的共振频率振动后，所述控制部对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为共振频率。
10.一种摄像单元，具备：
根据权利要求1～9中的任一项所述的所述清洗装置；以及
所述摄像装置。
11.一种清洗方法，是由清洗装置对透光体的表面进行清洗的清洗方法，所述清洗装置具备：所述透光体，其配置于摄像装置的视场；振动体，其使所述透光体振动；驱动部，其对所述振动体进行驱动；以及加温部，其对所述透光体进行加温，所述清洗方法包括以下步骤：
判断在所述透光体的表面是否附着有异物；
在判断为在所述透光体的表面附着有异物的情况下，对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为1.5×105m/s2的振动加速度；
在尽管对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为规定的振动加速度、但是仍判断为在所述透光体的表面附着有异物的情况下，由所述加温部对所述透光体进行加温；以及
在所述透光体的加温后，对所述驱动部进行控制使得所述透光体的振动成为共振频率。
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