CN116710831A

CN116710831A - 用于清洁光学表面的设备

Info

Publication number: CN116710831A
Application number: CN202180090533.1A
Authority: CN
Inventors: M·鲍多因; R·丘塔尼; F·布勒塔尼奥尔; A·帕雷特
Original assignee: House Polytechnic University; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Valeo Systemes dEssuyage SAS; Universite Lille 2 Droit et Sante; Ecole Centrale de Lille
Current assignee: House Polytechnic University; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Valeo Systemes dEssuyage SAS; Universite Lille 2 Droit et Sante; Ecole Centrale de Lille
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2023-09-05
Also published as: US20240045200A1; WO2022128914A1; EP4260122A1; FR3117384A1; JP2023554020A

Abstract

本发明涉及一种设备(5)，包括：光学表面(10)；用于清洁光学表面的清洁单元(15)，包括声学耦合至光学表面的至少一个波换能器(70)，该波换能器具有压电层(80)和与压电层接触的相反极性的电极(85)，并且该波换能器被配置为生成在光学表面中传播的至少一个表面超声波(Ws)或兰姆波(W_L)；该光学表面具有不与该波换能器重叠的至少一个光学感兴趣区域(100)，该设备包括装置(20)，该装置被配置为感测和/或发射穿过该光学感兴趣区域(100)的辐射(R)。

Description

用于清洁光学表面的设备

技术领域

本发明涉及一种利用超声波来清除与光学表面接触的实体的设备。

背景技术

在各种领域中，有必要克服与光学表面上的实体、特别是雨滴、冰或雪的累积相关的影响。

已知的做法是使液滴旋转，以便将它们从表面移除。然而，这种技术不适用于面积大于几平方厘米的表面。

使用电场来控制表面的疏水特性也是已知的，例如从KR 2018 0086173 A1中已知。这种技术以首字母缩写EWOD(代表器件上的电润湿(ElectroWetting))为人所知，包括在两个电极之间施加电势差，从而使该表面电极化并改变其润湿特性。通过控制偏振的位置，可以移动液滴。然而，这种技术只能用特定的材料来实现，并且需要将电极特别精确地定位在待控制的润湿特性的整个表面上。

同样众所周知的做法是对液体施加机械力，例如通过机动车辆挡风玻璃上的刮水器。然而，刮水器限制了驾驶员的视野。刮水器还会扩散沉积在挡风玻璃表面上的油腻颗粒。此外，需要定期更换刮水片橡胶。

此外，自动驾驶机动车辆包括大量传感器以确定道路上其他车辆的距离和速度。这种传感器，例如激光雷达，也容易受到天气和泥浆飞溅的影响，需要经常清洁。然而，挡风玻璃刮水器不适合清洁这种传感器的小区域。此外，需要这种传感器是紧凑的，以便容易地集成到车辆内。US 2016/0170203 A1描述了一种使用超声波来清洁车载摄像机的设备。

仍然需要一种用于从光学表面有效地移除实体、特别是液体的设备。

发明内容

本发明旨在满足这种需求，并提出了一种设备，该设备包括:

光学表面，

用于清洁该光学表面的清洁单元，包括声学耦合至该光学表面的至少一个波换能器，

该波换能器包括压电层和与该压电层接触的具有相反极性的电极，并且该波换能器被配置为生成在该光学表面中传播的至少一个超声表面波或兰姆波，

该光学表面具有不与波换能器重叠的至少一个光学感兴趣区域，

该设备包括被配置为检测和/或发射穿过所述光学感兴趣区域的辐射的装置。

因此，根据本发明的设备能够通过超声表面波的传播来有效地清洁光学表面，使得与光学表面接触的实体(例如雨滴)不会阻止辐射有效地透射穿过该光学表面。术语“层”通常是指施加或沉积在表面上的均匀展开物。

优选地，换能器被布置在该装置的光场之外。因此，换能器可能会对该装置造成的潜在遮蔽效应是有限的。对穿过该光学表面的辐射的检测和/或发射被优化。术语“光场”是指一空间部分，该装置能够朝向该空间部分发射辐射和/或能够从该空间部分检测辐射。

该辐射可以是可见光和/或红外光和/或紫外光辐射。

该设备可以包括处理单元，该处理单元被配置为从由该装置检测到的所有辐射中仅分析已经经过光学感兴趣区域的部分。特别地，这种分析单元适用于一种变型，在该变型中，整个换能器或换能器的一部分被包含在该装置的光场内。

优选地，换能器布置在光学表面的周边。因此，以这种方式，除了其与该装置的功能的低交互之外，可以容易地保护该换能器，例如通过承载光学表面的支撑件。

优选地，波换能器从光学表面的一个边缘延伸的距离小于光学表面的长度的10％，或者甚至小于光学表面的长度的5％。术语“光学表面的长度”是指沿着光学表面的一个面的将该光学表面的两个相对边缘分开的距离。

优选地，换能器从光学表面的一个边缘延伸的距离小于30mm，优选小于20mm，优选小于10mm。

换能器优选与光学表面接触。

换能器可以以各种方式固定至光学表面。

例如，换能器可以采取转移到光学表面上的箔的形式。术语“箔”是指薄的柔性薄膜，特别是厚度小于100μm的薄膜

换能器可以结合至光学表面，特别是通过聚合物粘合剂结合至光学表面，该聚合物粘合剂也将换能器声学耦合至光学表面。粘合剂可以是紫外线固化的粘合剂。例如，该粘合剂是环氧树脂。换能器可以通过分子吸附、或者通过在光学表面与压电层之间提供粘合的薄金属层来附接。所述层可以由具有低熔点(即熔点低于200℃)的金属或合金制成，例如铟合金。作为一种变型，金属层可以由熔点高于200℃的金属或合金制成，例如铝和/或金合金。

在J.Xu等人在《应用表面科学》(Applied Surface Science)发表的“通过两步等离子体活化的低温直接结合方法形成的铌酸锂玻璃异质结构(Glass-on-LiNbO₃heterostructure formed via a two-step plasma activatedlow-temperature directbonding method)”(459(2018)621–629，doi:10.1016/j.apsusc.2018.08.031)中描述了通过分子吸附进行结合的示例。根据另一变型，换能器可以通过包括以下步骤的工艺而固定至光学表面：熔融压电层的一部分和/或光学表面的一部分，随后将压电层和光学表面压在一起，并且该光学表面和该压电层的相应熔融部分相互接触。根据另一变型，换能器可以通过包括以下步骤的工艺固定至光学表面：将由低熔点合金制成的结合层(bonding layer)分别沉积到换能器的一部分和光学表面的一部分上，至少部分地熔融所述结合层，然后将该压电层和光学表面压在一起，并且使该结合层的与面向光学表面和压电层的那些面相对的面在加压过程中相互接触。结合层可以通过阴极溅射或利用薄层应用领域中使用的蒸发技术来施加。

换能器可以放置在光学表面和装置之间。因此，光学表面可以保护换能器免受天气和/或投射物的影响。优选地，然后，换能器被成形以生成兰姆波，从而到达与装置所述相对的面，与该面接触的例如雨滴的实体可沉积在该面上。

在一种变型中，光学表面可以布置在换能器和装置之间。优选地，然后，换能器接触光学表面的与该装置相对的面。换能器可以被配置为发射在该面上传播的超声表面波。特别地，该设备可以包括叠置在换能器上的盖，并且该盖形状设置为限定了换能器的保护外壳。

优选地，压电层是在光学表面的一个面上延伸的条带形式。优选地，该条带沿着光学表面的边缘、并且优选地平行于该边缘而延伸。

特别地，压电层可以至少部分地、特别是完全地形成环绕体，该环绕体包围光学感兴趣区域。环绕体的外部轮廓和/或内部轮廓可以与光学表面的施加有压电层的那一面的轮廓相似。

可以根据超声表面波的波长λ来选择压电层的厚度。优选地，特别是对于频率为0.1MHz至60MHz的超声表面波，压电层的厚度小于或等于5*λ，优选小于或等于1.5*λ，优选小于或等于λ，或者甚至小于或等于0.5*λ。

压电层可以具有1μm到300μm的厚度。压电层可以具有小于或等于100μm、小于50μm或者甚至小于10μm的厚度。

光学表面的厚度与压电层的厚度之比优选大于2，优选大于10，或者甚至大于50。

可以使用选自物理气相沉积、化学气相沉积、磁控溅射和电子回旋共振的方法将压电层施加至光学表面。

压电层可以由选自由铌酸锂、氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅及其混合物构成的组的材料制成。

压电层可以是不透光的。在一种变型中，压电层可以是透明的。

术语“透明”是指对可见光范围内的光辐射和/或红外范围内的辐射和/或紫外范围内的辐射是透明的。

电极具有相反的极性，即：电极旨在由相反符号的电压供电。

极性电极可以各自具有包括分支的电极梳，指状物从该分支延伸。电极梳优选是交叉指型的。

电极梳的每个指状物的宽度可以等于超声表面波或兰姆波的基本波长除以4，并且电极梳的两个连续指状物之间的间距可以等于超声表面波或兰姆波的基本波长除以4。指状物之间的间距决定了换能器的谐振频率，这是本领域技术人员能够容易确定的。向相反极性的电极施加交流电压会在压电材料中引发机械响应，从而产生在光学表面中传播的超声表面波或兰姆波。

电极可以由金属制成。电极可以由铬或铝或比如钛的粘合促进层与比如金的导电层的组合制成。

在变型中，电极可以由导电透明氧化物制成，例如选自氧化铟锡、掺铝氧化锌及其混合物。特别地，换能器可以是透明的，并且由这种电极和铌酸锂或氧化锌的透明压电层形成。因此，换能器可以有利地布置在装置的光场中，以例如优化光学表面的清洁，而不会由于遮蔽而显著影响装置的功能。

可以通过蒸发或溅射工艺将电极施加至压电层，并使用光刻法成形该电极。

电极可以被印刷，例如使用喷墨印刷。特别地，电极可以印刷在例如由柔性热塑材料制成的箔上，并且可以通过将箔转移到压电层上来施加该电极。

换能器可以被配置为发射超声表面波或兰姆波，其基频可以为0.1MHz至1000MHz，优选地为10MHz至100MHz，例如等于40MHz，和/或，其振幅可为1nm至500nm。波的振幅对应于光学表面的面(超声表面波在其上传播)的正常位移。可以用激光干涉测量法来测量该振幅。

当光学表面的厚度大于超声表面波的波长时，超声表面波可以是瑞利波。瑞利波是优选的，因为波能量的最大部分集中在光学表面的面(波在该面上传播)上，并且可以被传输到位于光学表面上的例如雨滴的实体上。

优选地，该设备包括至少两个换能器，例如多于五个、或者甚至多于十个换能器。

换能器可以被配置为发射在平行或正割方向上传播的声表面波。例如，该设备包括至少三个换能器，这些换能器被配置为使得它们能够生成的波的传播方向在公共位置相交。

换能器可以均匀地分布在布置有该换能器的该光学表面的面轮廓上。

优选地，换能器共享同一压电层。换句话说，各种换能器的电极可以与同一压电层接触。因此，通过连续实施沉积压电层的步骤以及随后的沉积电极以形成换能器的步骤，可以容易地制造这种设备。

光学表面可以是自支撑的，在这种意义上，它能够变形，特别是弹性变形，而不会在其自身重量下断裂。

光学表面的面(超声表面波或兰姆波在其上传播)可以是平面的。光学表面的该面也可以是弯曲的，只要表面的曲率半径大于超声表面波的波长。所述面可以是粗糙的。粗糙长度优选短于超声表面波的基本波长，以避免粗糙长度显著影响超声表面波的传播。

光学表面可以采取平板的形式，或者在一个方向上具有至少一个曲率的板的形式。特别地，光学表面可为透镜。板的厚度可以为100μm至5mm。板的长度可以大于1mm，或者甚至大于1cm，或者甚至大于1m。

术语“光学表面的厚度”被认为是在垂直于该表面(超声表面波或兰姆波在其上传播)的方向上测量的、该光学表面的最短尺寸。

光学表面可以相对于水平面是平坦的。作为一种变型，光学表面可以相对于水平面倾斜一角度α，该角度α大于10°，或者甚至大于20°，或者甚至大于45°，或者甚至大于70°。光学表面可以垂直设置。

光学表面优选是光学透明的，特别是对可见光或紫外或红外辐射是光学透明的。

此外，光学表面可以具有单层或多层涂层，其覆盖传声部分的一个面。

该涂层可以特别包括疏水层、防反射层或这些层的叠层。例如，疏水层由OTS的自组装单层组成，或者可以通过氟基等离子体的沉积来产生。根据预期的应用(可见光、红外等)，涂层可以包括一个或多个防反射层。

换能器可以与传声部分接触，而疏水层可以完全覆盖换能器，以使其免于与水接触。在一种变型中，涂层位于换能器和传声部分之间。

优选地，光学表面包括传声部分，换能器声学耦合至该传声部分，优选地与该传声部分接触。

传声部分优选是透明的。

传声部分的衰减长度优选大于光学表面的长度，或者甚至大于光学表面的长度的10倍，或者实际上甚至大于光学表面的长度的100倍。

传声部分可以由能够传播超声表面波或兰姆波的任何材料制成。优选地，传声部分由弹性模量大于1MPa的材料制成，例如大于10MPa，或者甚至大于100MPa，或者实际上甚至大于1000MPa，或者实际上甚至大于10000MPa。具有这种弹性模量的材料的硬度特别适于超声波表面波或兰姆波的传播。

优选地，传声部分由玻璃或聚(甲基丙烯酸甲酯)制成，也以商标名为人所知。

光学表面可以由传声部分构成。

在一种变型中，光学表面可以包括隔音部分，即：在小于光学表面的长度或者甚至小于光学表面的长度的0.1倍的距离上吸收超声表面波或兰姆波的部分。隔音部分优选与传声部分重叠，特别是整体重叠。隔音部分可以完全覆盖传声部分。优选地，隔音部分由聚碳酸酯制成。可以设想其他橡胶或塑料材料。

隔音部分优选是透明的。

特别地，隔音部分和传声部分可以彼此上下堆叠，并且优选地彼此接触。特别地，传声部分的厚度可以至少比隔音部分的厚度小五倍。因此，隔音部分可以赋予光学表面机械强度，而传声部分提供了通过携带超声波进行清洁的可能性。

传声部分可以可移除地安装在隔音部分上。因此，当所述部分中的一个部分损坏时，例如当移动中的设备与固体(例如石头)接触后损坏时，可以容易地更换该部分。

特别地，可以使用可逆粘合剂将传声部分结合至隔音部分。

该装置被配置为检测和/或发射辐射。为此，该装置包括辐射传感器和/或发射器。

特别地，该装置可以选自例如激光雷达、摄影器材、照相机、雷达、红外传感器和超声波测距仪的光学遥感装置。

光学表面可以叠置在传感器和/或发射器上，特别是作为保护传感器的手段。优选地，光学表面离传感器和/或发射器有一定距离。

光学表面可为透镜，该透镜被设计为将辐射朝向传感器偏转或将辐射从发射器偏转。

作为一种变型，光学表面可以是光学保护构件，例如用于保护传感器和/或发射器。“光学保护构件”不会使穿过其的辐射的光路偏转。

特别地，该装置包括光学表面，该光学表面是透镜，或者该光学表面是该装置的保护构件。

该设备可以是机动车辆，并且该装置被配置为获取从车辆与对象之间的距离、车辆的速度、车辆相对于车道的位置、以及任何补充信息中选择的变量，例如车辆的性质(卡车、自行车等)或对象的性质(居民、动物等)。

作为一种变型，光学表面可以是芯片实验室的衬底，特别是用于微流体应用的芯片实验室。

光学表面可以是壁，该壁暴露于能够固化的液体的冷凝物，例如建筑物的窗玻璃。

该设备，特别是该装置，可以包括外壳，传感器和/或发射器容纳在该外壳中，并且光学表面可以可移除地安装在外壳上。特别地，光学表面可以以气密密封外壳的方式附接至该外壳，以便保护传感器和/或发射器。特别地，光学表面可以固定在支架上，该支架可以螺接至外壳。因此，如果光学表面损坏，可以容易地进行更换。

此外，清洁单元可以包括为换能器供电的发电机，使得换能器将电源信号转换成超声表面波或兰姆波。

本发明还涉及根据本发明的设备的使用，以用于将与光学表面接触的实体移出光学感兴趣区域。

该使用可以包括向清洁单元供电，以便当实体处于固态时熔融该实体，和/或，当光学表面的温度低于实体固化的温度时保持该实体处于液态。

处于液态的实体可以采取至少一滴液滴或至少薄膜的形式。超声表面波的能量可足以使处于液态的实体在光学表面的该面上移动。该实体可以是含水的，特别是雨水或冷凝物。光学表面的温度可能低于0℃。该实体例如是霜或雪。

最后，本发明涉及一种车辆，优选为自动车辆，或者涉及一种包括根据本发明的设备的这种车辆的部件。

术语“自动车辆”是指可以在没有人类驾驶员干预的情况下在开放道路上行驶的车辆。车辆优选为机动车辆，特别是轿车或卡车。

这种车辆的部件可以选自前灯模块、包含各种传感器集合的系统(也称为“集合体(pod)”)、至少一个侧窗、前屏或后屏以及驾驶辅助单元。

附图说明

通过阅读下面对本发明的非限制性实施例的详细描述，并结合附图，可以更清楚地理解本发明，其中：

图1示意性地描绘了根据本发明的设备的示例的横截面，

图2示意性地描绘了设备的另一示例，

图3示意性地描绘了根据本发明的设备的一个示例的一部分的前视图，

图4示意性地描绘了根据本发明的设备的另一示例的一部分的前视图，

图5示意性地描绘了根据本发明的设备的一个示例的一部分的横截面，

图6示意性地描绘了根据本发明的设备的另一示例的一部分的横截面，以及

图7示意性地描绘了根据本发明的设备的一个示例的横截面。

为了清楚起见，构成附图的元件并不总是按比例绘制的。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的设备5的第一示例。

该设备包括光学表面10、光学表面清洁单元15和装置20。

装置20包括检测辐射R的传感器25和将辐射R导向传感器的透镜30。作为变型或补充，装置20可以包括发射辐射的发射器。例如，该装置包括激光雷达，该激光雷达被配置为发射激光辐射，并且反过来检测该激光辐射中已被物体反射的部分。

此外，透镜30是可选的。在未示出的实施示例中，该装置不具有透镜。

该装置定义了光场C_O，光场对应于该装置能够检测辐射的空间部分。在这个光场之外，即使辐射能够到达传感器，传感器也不能检测到该辐射。

光学表面10完全覆盖传感器25，因此是该装置的保护构件35。例如，设备安装在可沿X方向移动的机动车辆上，光学表面形成阻碍实体40的屏障，实体40例如是与光学表面的同传感器相对的面45接触的灰尘、泥土颗粒和雨滴。

此外，光学表面对于由传感器接收的辐射是透明的。光学表面例如由玻璃制成。然而，光学表面可以由对可见光范围内的辐射不透明、但对传感器能够检测的辐射波长透明的材料制成。

在所示的示例中，光学表面是盘的形式，其厚度e_p例如为0.5mm至5mm。在一种变型中，光学表面可以是弯曲的，并且可以例如具有透镜的形状。

如图所示，该设备可以包括外壳50，其限定了容纳传感器的腔室55。特别地，腔室55可以由外壳的实心壁60和光学表面10来界定，从而使其气密并且防水。因此，传感器不受天气影响。

特别地，光学表面可以封闭该外壳。例如，光学表面安装在螺纹连接至外壳50上的环65上。

因此，光学表面是可移除的，这允许例如当其被射弹损坏时简单地进行替换。

光学表面清洁单元15包括两个换能器70，这两个换能器70被布置为与光学表面接触并且声学耦合至光学表面。清洁单元还包括为换能器供电的电流发生器75。换能器的数量是非限制性的。特别地，该设备可以包括单个换能器。

此外，每个换能器包括压电层80和布置在压电层上的相反极性的电极85。因此，这种分层式换能器允许制造特别紧凑的设备。这些换能器也可以被容易地布置在弯曲的光学表面上。

每个换能器可以生成在光学表面中传播的超声表面波W_S或兰姆波W_L。在图1所示的示例中，换能器被布置在光学表面10的与待清洁的面45相反的面90上。这些换能器优选地被配置为生成到达待清洁的面45的兰姆波。

此外，换能器界定了不与换能器重叠的光学感兴趣区域100。

优选地，光学感兴趣区域的一部分包含在该装置的光场内。换句话说，换能器位于该装置的光场之外，使得这些换能器几乎不会对穿过光学感兴趣区域并被传感器检测到的辐射产生干扰。

如图1所示，为了减小体积，换能器优选地布置在光学表面的周边。因此，可以通过将换能器偏移到该周边来最大化该光学感兴趣区域的面积。每个波换能器可以特别地从光学表面的边缘延伸一距离，该距离小于光学表面的长度的10％，或者甚至小于光学表面的长度的5％。

在所示的示例中，换能器直接从边缘105开始、在面90上延伸。

图2中的设备与图1所示的不同之处在于，换能器70被布置在光学表面10的待清洁的面45上，该面45与面向传感器25的面90相反。

换能器优选地被配置为生成沿着待清洁的面45传播的超声表面波W_S，以便移动与所述面接触的实体。

如图所示，可选地，外壳50具有肩部115，该肩部115形成盖子并覆盖换能器70，从而保护换能器免受天气影响。

图3根据垂直于光学表面的面45、90中的一个的视图示出了根据本发明的设备5的一部分。

两个换能器被布置为与光学表面的其中一个面接触。每个换能器包括压电层80，该压电层80与光学表面接触，所述压电层80在两个相对边缘120之间的条带B中延伸并且平行于连接这两个相对边缘的第三边缘125。极性相反并包括交叉指型的梳状电极的电极85布置在压电层上，并被设置为生成传播通过光学感兴趣区域的兰姆波W_L或表面超声波W_S，从而清洁沉积在其上的实体40。

图4所示的设备部分与图3所示的不同之处在于，换能器70共享同一压电层80，该压电层80界定了包围光学感兴趣区域100的环绕体130。该环绕体例如是矩形的。该环绕体具有外部轮廓135，该外部轮廓135与光学表面的施加有该压电层的那个面的轮廓一致。此外，该设备可以包括大量的换能器，这些换能器例如均匀地布置在环绕体周围。为了便于制造这种设备，电极85可以印刷在压电层上。当然，图3和图4中描述的换能器布置可以在图1、图2和图7所示的示例中实现。

图5是图3中设备的一部分的横截面视图。光学表面10包括例如由玻璃制成的传声部分150和涂层155，所述涂层155完全覆盖传声部分的一个面160并由防反射层165和疏水层170的叠层构成，以例如防止雨滴在光学表面上扩散并使它们更容易被去除。换能器70被定位为接触与传声部分相对的涂层。优选地，涂层的厚度相对于由换能器生成的表面波的波长是足够小的。因此，传声部分和换能器是声学耦合的。

图6所示的设备与图5所示的设备的不同之处在于，换能器70夹在疏水层170和传声部分150之间。因此，疏水层保护了换能器。

最后，图7示出了根据本发明的设备5的又一示例性实施例。其与图2中示例的不同之处在于，光学表面是透镜178，该透镜包括彼此上下堆叠的传声部分150和隔音部分180。

除了能够改变经过其的辐射的路径之外，透镜178还保护传感器25。

此外，隔音部分例如比隔音部分厚，并且可以机械地支撑传声部分。换能器声学耦合至传声部分。

传声部分可以可移除地安装，例如通过布置在隔音部分和传声部分的相对面之间的可逆粘合层来安装。因此，隔音部分可以容易地被替换。

传声部分150相对于隔音部分180布置在传感器25对面。因此，清洁单元可以清洁传声部分的面45，例如雨滴的实体40可能聚集在该面45上。

不言而喻，本发明不限于已经作为非限制性说明给出的本发明的实施例。

Claims

1.一种设备(5)，包括：

光学表面(10)，以及

用于清洁所述光学表面的清洁单元(15)，包括声学耦合至所述光学表面的至少一个波换能器(70)，

所述波换能器包括压电层(80)和与所述压电层接触的具有相反极性的电极(85)，并且所述波换能器被配置为生成在所述光学表面中传播的至少一个超声表面波(W_S)或兰姆波(W_L)，

所述光学表面具有不与所述波换能器重叠的至少一个光学感兴趣区域(100)，

所述设备包括装置(20)，所述装置被配置为检测和/或发射穿过所述光学感兴趣区域(100)的辐射(R)。

2.根据权利要求1所述的设备，所述波换能器被布置在所述装置的光场(F_O)之外。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的设备，包括处理单元，所述处理单元被配置为优选地仅分析由所述光学装置检测到的穿过所述光学感兴趣区域的辐射。

4.根据前述权利要求所述的设备，所述波换能器被布置在所述光学表面的周边处。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，所述波换能器从所述光学表面的边缘延伸的距离小于所述光学表面的长度的10％，或者甚至小于所述光学表面的长度的5％。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，所述换能器从所述光学表面的边缘延伸的距离小于30mm，优选小于20mm，优选小于10mm。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，所述压电层形成在所述光学表面的一个面(45、90)上延伸的至少一个条带(B)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，所述压电层形成至少部分地包围所述光学感兴趣区域的环绕体(130)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括共享同一压电层的多个波换能器。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，所述波换能器与所述光学表面接触，特别地，所述换能器被固定至所述光学表面，例如，通过将所述波换能器声学耦合至所述光学表面的聚合物粘合剂而结合，或者通过分子吸附而结合，或者通过在所述光学表面和所述压电层之间提供粘合的薄金属层而结合，或者通过包括以下步骤的工艺而结合：熔融所述压电层的一部分和/或所述光学表面的一部分，并且随后将所述压电层和所述光学表面压在一起，所述光学表面和所述压电层的相应熔融部分彼此接触。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，所述光学表面包括优选由玻璃制成的传声部分(150)，所述波换能器声学耦合至所述传声部分并且优选地与所述传声部分接触。

12.根据权利要求11所述的设备，所述光学表面包括叠层，所述叠层包括彼此堆叠的隔音部分(180)和所述传声部分(150)。

13.根据权利要求12所述的设备，所述传声部分可移除地安装在所述隔音部分上。

14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，所述装置包括所述光学表面并且所述光学表面是透镜(178)，或者，所述光学表面是所述装置的保护构件(35)。

15.根据前述权利要求中任一项所述的设备，特别地，对于频率在0.1MHz和60MHz之间的超声表面波，所述压电层的厚度小于或等于5*λ，优选小于或等于1.5*λ，优选小于或等于λ，或者甚至小于或等于0.5*λ。

16.根据前述权利要求中任一项所述的设备，所述压电层的厚度在1μm和300μm之间。

17.一种车辆，优选为自动车辆，包括根据前述权利要求中任一项所述的设备。