CN117529428A

CN117529428A - 用于清洁光学表面的装置

Info

Publication number: CN117529428A
Application number: CN202280025057.XA
Authority: CN
Inventors: M·鲍多因; R·丘塔尼; O·布马塔-拉卡泽; F·布雷塔格诺尔; V·伊莎贝尔; G·凯洛特; A·菲卢克斯
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: 2021-03-31
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2024-02-06
Also published as: WO2022207667A1; EP4313697A1; JP2024513821A; FR3121370A1

Abstract

本发明涉及包括光学表面(10)和用于清洁光学表面的清洁装置(15)的装置(5)，该装置包括：‑波换能器(25),其与光学表面声学耦合并配置成合成在光学表面内传播的超声波(W),以及‑喷射单元(20),其用于将清洗液(L)分配到光学表面上，该装置成形为使得超声波位移光学表面上的清洗液。

Description

用于清洁光学表面的装置

技术领域

本发明涉及用于清洁光学表面的装置。

背景技术

在各种领域中，有必要克服与光学表面上的污垢累积相关的影响。

污垢例如灰尘、干泥颗粒或油脂薄膜阻碍观察者通过光学表面观察其周围环境的清晰视野，或者阻碍配置为通过光学表面发射或接收辐射的系统的检测。

为了清洁积聚在挡风玻璃上的污垢，长期以来已知的做法是将清洗液喷射到挡风玻璃上，然后通过一个或多个擦拭器刮片的来回运动将由以这种方式喷射的清洗液形成的层延伸到挡风玻璃上。擦拭器刮片与挡风玻璃接触的摩擦使得可以从光学表面清除分散在清洗液中的污垢。然而，这样做的缺点是，在污垢分散到清洗液中之前，会将污垢扩散到光学表面上。此外，通常需要提供大量的清洗液来清除污垢。

例如，为了清洁覆盖保护用于自主车辆的光学传感器的光学表面的污垢，FR3056524A1描述了一种包括分配歧管的装置，该分配歧管可以相对于竖直光学表面移动。清洗液通过分配歧管的位移喷射，分配歧管与光学表面保持一定距离。一旦被污垢弄脏，在预定量的清洗液已被喷射并在重力作用下被排出之后，干燥空气被喷射到与光学表面保持接触的清洗液的液滴上。然而，这种干燥会留下由包含在会再沉积在光学表面上的液滴中的污垢形成的脏膜。此外，FR3056524A1中的装置具有相对较大的占地面积，因为它需要使用伸缩构件来将分配歧管从光学表面移开。此外，清洗液以高压喷射，以便有效地排出污垢。最后，它不适合清洁大表面。在FR3096944A1中描述了用于传感器的玻璃表面的伸缩式清洁装置的另一示例。

发明内容

因此，需要克服上述缺点。

本发明旨在至少部分满足这种需求，并提出一种包括光学表面和用于清洁光学表面的设备的装置，该设备包括：

-波换能器，其声学耦合到光学表面，并配置为合成在光学表面中传播的超声波，以及

-用于将清洗液输送到光学表面上的喷射单元，

该装置配置成使得超声波位移光学表面上的清洗液。

根据本发明的装置允许简单、有效地清洁光学表面。特别地，在超声波的作用下使清洗液运动有助于由清洗液形成的层在光学表面上的展开。这进一步使得可以从光学表面有效地排出脏水。在毛细管力的作用下附着在光学表面上的脏清洗液的液滴可被容易地排出。因此，可以避免由于残留清洗液的蒸发而在光学表面上重新形成脏膜。

喷射单元

喷射单元优选叠置在换能器上。

换能器优选布置在喷射单元和光学表面之间。因此，可以保护换能器的至少一部分免受冲击。喷射单元尤其可以完全覆盖换能器的一个面。

优选地，喷射单元配置成将清洗液输送到位于超声波传播路径上的光学表面的区域上。因此，清洗液一旦与光学表面接触，就可以在超声波的作用下被位移。

优选地，喷射单元包括用于供应清洗液的通道，该通道至少部分地叠置在换能器上，并且距离换能器小于4cm，优选小于2cm，优选小于1cm。有利地，当清洗液穿过供应通道时，可以通过产生超声波时换能器散发的热量来加热清洗液。例如，在冬季条件下，根据本发明的装置可以有助于包含在供应通道中的固化清洗液的解冻。在夏季条件下，光学表面的清洁效果通过换能器散发的热量加热清洗液而提高。

优选地，清洁设备包括布置在换能器和喷射单元之间的热扩散构件，其由导热率大于或等于50W.m^-1.K^-1的材料制成，优选大于或等于150W.m^-1.K^-1，例如铜合金，以便优化由换能器产生的热量向供应通道的热传递。

热扩散构件可以与换能器接触。在一变型中，它与换能器分开。

热扩散构件由金属材料制成，例如铝合金。

热扩散构件可以采取板的形式，厚度在0.01cm和3cm之间，优选小于1cm。

清洁设备可以从光学表面的一侧延伸到另一侧，优选在光学表面的两个相对边缘之间。例如，它在光学表面的整个宽度上延伸。

清洁设备可以配置成将清洗液输送到光学表面的不同区域，从而超声波在从光学表面的一侧延伸到另一侧的区域上位移清洗液。

清洁设备可以包括多个换能器，喷射单元可以包括多个供给通道，每个供给通道叠置在相应的换能器上。

例如，换能器可以沿着光学表面的一个边缘彼此均匀间隔地布置，并且喷射单元可以沿着所述边缘在条带中延伸。

清洁设备可以布置在光学表面的外围。特别地，当光学表面倾斜时，它可以布置在光学表面的上部，并且它可以配置为使得超声波基本在光学表面的最大倾斜方向上传播。因此，在重力和超声波表面波传播的共同作用下，清洗液可以从光学表面排出。

此外，喷射单元可以配置成顺序输送清洗液。顺序输送使得可以避免清洗液的过早蒸发。发明人已经观察到，顺序输送允许快速且特别有效地清洗光学表面。

具体而言，喷射单元可以配置成以持续时间在20ms和5s之间的序列来输送清洗液，这些序列间隔50ms和60s之间的持续时间。

此外，喷射单元可以配置成在小于1巴的相对压力下输送清洗液。“相对压力”是指绝对压力和大气压力之间的差值，绝对压力是相对于真空中为零的参考值测量的。因此，这避免了在清洗液已经与光学表面接触之后清洗液被喷射。此外，这种输送使得可以减少清洁光学表面所需的清洗液量。

喷射单元可以包括与喷洒器喷嘴流体连通的结构。该结构和/或喷洒器喷嘴可以限定至少一个供应通道。喷洒器喷嘴可以相对于该结构可移动地安装。有利地，可以调节喷洒器喷嘴的方向，以将清洗液输送到光学表面的预定区域上。

优选地，喷射单元围绕至少一个旋转轴线可旋转地安装在该结构上。喷洒器喷嘴的旋转轴线可以包含在平行于中间平面的平面中，光学表面沿着该中间平面延伸。作为变型，它可以平行于该中间平面。喷嘴可以具有沿着旋转轴线延伸的管状形状。

喷洒器喷嘴可以包括出现在光学表面上的至少一个或甚至多个分配孔，用于输送清洗液。

用于清洁光学表面的设备可以包括用于相对于该结构旋转喷洒器喷嘴的马达。马达可以在两个不同的角度位置之间来回移动喷嘴。作为变型，马达可以将喷洒器喷嘴移动到特定位置，在该位置，喷嘴相对于结构保持不动。因此，可以选择光学表面的清洗液将被输送到其上的区域。

此外，清洁设备可以包括用于将清洗液从容器输送到喷射单元的泵。该泵可以是电动的。它能够输送的清洗液流量可以与供给它的电压成比例。

喷射单元可被固定到光学表面和/或换能器。

优选地，喷射单元相对于光学表面是固定的。

喷射单元可以可移除地安装在光学表面和/或换能器上，例如通过热敏粘合剂。

波换能器

波换能器声学耦合到光学表面，并配置成合成在光学表面中传播的超声波。

超声波可以是表面波或Lamb波。特别地，当光学表面的厚度大于超声表面波的波长时，它可以是Rayleigh波。Rayleigh波是优选的，因为波能量的最大部分集中在它传播的光学表面的面上，并且可被传输到清洗液。

换能器优选地具有1μm和500μm之间的厚度

垂直于光学表面测量换能器的厚度。

优选地，换能器从光学表面的一个边缘延伸小于25mm的距离

波换能器可以是接触式超声换能器。为了优化波从换能器传播到光学表面，可以将阻抗匹配的声学折射率传输凝胶布置成夹在声学换能器和光学表面之间。接触式超声换能器可以直角布置在光学表面上。当光学表面的厚度小于超声表面波的波长时和/或当超声波是Lamb波时，换能器的这种布置是优选的。作为变型，接触式超声换能器可以布置成使得它与光学表面的法线形成小于90°的角度，并且该角度的值可以使用斯涅尔-笛卡尔定律来确定。

根据优选变型，换能器包括两个极性相反的交叉梳状电极和由压电材料制成的基板，该压电材料特别选自铌酸锂、氮化铝、锆钛酸铅及其混合物，梳布置成与基板接触。

每个梳状电极可以包括连接器和从连接器延伸的指状物。基板可以包括不叠置在由两个梳的外围指状物限定的组件上的非活性部分。基板的该非活性部分与连接器一起对超声波的产生没有贡献。它可以在由梳的外围指状物界定的所述组件的任一侧延伸。

可以在换能器和热扩散构件之间和/或在换能器和喷射单元之间形成槽，特别是当换能器的厚度小于由换能器产生的超声波的波长时和/或当装置配置成产生Lamb波时。这避免超声波被热扩散构件和/或喷射单元部分或全部吸收，并且在光学表面中微弱地传输。优选地，槽叠置在梳上，并且热扩散构件可以与基板的非活性部分接触。

优选地，槽在换能器和热扩散构件的相对面中的至少一个的整个长度上延伸。槽的厚度可以在1nm特别是10nm和5mm之间

作为变型，特别是当换能器的厚度大于由换能器产生的超声波的波长和/或超声波是瑞利波时，换能器和热扩散构件可以彼此接触或者各自与连接层接触，例如夹在换能器和热扩散构件之间的传热膏。

换能器优选与光学表面接触。

换能器可被固定到光学表面，特别是通过也将换能器声学耦合到光学表面的聚合物粘合剂。粘合剂可以是UV固化的。例如，它是环氧树脂。换能器可以通过分子粘附或者通过在光学表面和换能器之间提供粘附的薄金属层来固定。该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。

换能器可以配置成发射基频可以在0.1MHz和1000MHz之间，优选在10MHz和100MHz之间，例如等于40MHz，和/或振幅可以在1纳米和500纳米之间的超声表面波或Lamb波。波的振幅对应于超声表面波在其上传播的光学表面的面的正常位移。它可以用激光干涉测量法来测量。振幅可以取决于基波的频率。

优选地，该装置包括至少两个，例如多于五个，或者甚至多于十个换能器。

换能器可以配置成发射沿平行或正割方向传播的声学表面波。例如，该装置包括至少三个换能器，这些换能器配置成使得它们能够产生的波的传播方向在公共位置相交。具有多个换能器使得可以限制每滴清洗液的屏蔽和波散射效果。

换能器可以均匀地分布在它们所布置的光学表面的面轮廓上。

光学表面

根据本发明的装置有利地使得可以清洁大面积的光学表面。

优选地，光学表面延伸的面积大于或等于1cm²，或者甚至大于或等于100cm²，或者甚至大于或等于400cm²。

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

超声表面波或Lamb波在其上传播的光学表面的面可以是平面的。它也可以是弯曲的，只要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。粗糙点优选小于超声表面波的基本波长，使得它们不会显著影响其传播。

光学表面可以采取平面板的形式，或者在一个方向上具有至少一个曲率。

光学表面优选具有薄的形状。光学表面的长度与光学表面的厚度之比可以大于10，或者甚至大于100，或者甚至大于1000。

光学表面的厚度可以在0.05mm和5mm之间，特别是在0.5mm和2.5mm之间，和/或光学表面的长度可以大于1cm，或者甚至大于10cm，或者甚至大于20cm。

“光学表面的厚度”是指在垂直于超声表面波或Lamb波传播的表面的方向上测量的光学表面的最小尺寸。

光学表面可以相对于水平面平坦布置。作为变型，它可以相对于水平面倾斜大于10°,或者甚至大于20°,或者甚至大于45°,或者甚至大于70°的角度α。它可以垂直布置。

光学表面优选是光学透明的，特别是对于可见光或紫外或红外辐射。因此，该装置特别适用于寻求改善用户通过光学表面观察其周围环境的视觉舒适度的应用。

光学表面可以包括由导声材料(优选玻璃)制成的导声部分。

导声部分的衰减长度优选大于光学表面的长度，或者甚至大于其长度的10倍，或者甚至大于其长度的100倍。

导声材料可以具有大于1MPa的弹性模量，例如大于10MPa，或者大于100MPa，或者甚至大于1000MPa，或者甚至大于10000MPa。具有这种弹性模量的材料具有特别适于超声波表面波或Lamb波传播的硬度。

光学表面可以包括至少两个彼此堆叠的导声部分。

光学表面可以由导声部分构成。

作为变型，光学表面可以包括与导声部分形成叠层的隔音部分，隔音部分和导声部分相互接触。

特别地，导声和隔音部分可以是彼此堆叠的板。隔音部分优选是透明的。

隔音部分可以支撑导声部分。它的厚度可以比导声部分的厚度大至少十倍，导声部分优选为一层或多层。它还可以具有下表面，该下表面的面积等于或比导声部分大至少10倍。

优选地，为了避免超声波与隔音部分相互作用，导声部分的厚度大于超声表面波的波长。

特别地，隔音部分可以选自热塑性塑料，特别是聚碳酸酯，而导声部分可以是导声层或导声多层，它们可以布置在非导声材料的表面上，例如在文章Appl.Phys.Lett.112,093502(2018)；doi:10.1063/1.5021663和Sci Rep 3,2140(2013),doi:10.1038/srep02140中所述，它们出于参考目的并入。

用于形成这种层或多层的材料例如选自用于形成聚碳酸酯挡风玻璃的抗UV层和/或抗划伤层的材料。它可以是“类玻璃”材料，即具有玻璃的光学和机械性能。

隔音部分的超声波衰减长度比其长度小至少十倍。

隔音部分的面积可以大于导声部分的面积。

例如，隔音部分可以是机动车辆的玻璃元件，例如由聚碳酸酯(缩写为“PC”)制成的挡风玻璃，或者摩托车头盔的护目镜，并且导声部分可以例如可移除地固定到隔音部分。

此外，光学表面可以包括覆盖导声部分的一个面的单层或多层涂层。

涂层尤其可以包括疏水层、抗反射层或这些层的叠层。例如，疏水层由OTS自组装单层构成，或者可以通过氟基等离子体的沉积来产生。取决于预期的应用(可见光、IR等),涂层可以包括一个或多个抗反射层。

优选地，光学表面由不同于压电材料的材料制成。

优选地，光学表面选自由以下构成的组：

-机动车辆表面，例如选自车辆挡风玻璃、后窗玻璃、后视镜玻璃的机动车辆玻璃元件，或

-头盔的面罩，

-建筑物的窗户，

-传感器，特别选自光学传感器、热传感器、声传感器或者压力或速度传感器，特别是探针，例如皮托管，

-这种传感器的保护元件，以及

-光学设备的表面，该光学设备例如选自相机镜头和一副眼镜的镜头。

此外，该装置可以包括电连接到换能器的电流发生器，使得换能器将电源信号转换成超声波。

本发明还涉及一种设备，其包括根据本发明的装置和配置为通过光学表面接收和/或发射辐射的传感器。该设备例如是机动车辆，特别是自主的。

本发明还涉及一种用于清洁光学表面的方法，该方法包括：

a)提供根据本发明的装置，

b)通过喷射单元用清洗液喷射光学表面，

c)合成在光学表面中传播的超声波，该超声波适于将清洗液位移到布置在支撑件的一个面上的物体。

优选地，对换能器的电力供应被保持至少直到物体在光学表面上被清洗液位移。

优选地，对换能器的电力供应被保持至少直到物体被清洗液从光学表面位移。

物体可以是固体，例如灰尘、油脂膜或干泥颗粒。它可以是液体，例如采取液滴或层的形式。此外，当液体沉积在光学表面上而不是通过喷射单元沉积时，例如当液体正在沉淀时，换能器可以产生波来位移表面上的液体，而喷射单元不输送任何清洗液。

喷射单元定位成使得清洗液与换能器附近的光学表面接触。清洗液与光学表面接触的区域和换能器之间的距离优选小于1mm，和/或喷射单元出口处清洗液的相对压力优选小于1巴。因此，该方法具有良好的能量效率，因为它不需要将清洗液长距离和/或高压喷射到光学表面上。

优选地，为电换能器提供动力的电能的至少一部分被换能器转换成热量的形式，该热量足以解冻之前在步骤b)中容纳在喷射单元中的清洗液和/或将喷射单元的入口和出口之间的清洗液加热10℃以上，或者甚至20℃以上。

通过加热换能器来加热清洗液的速度可以大于2℃/s，优选大于5℃/s。

此外，喷射可以顺序进行。清洗液可以持续时间在20ms和5s之间的序列被输送到光学表面上，这些序列被持续时间在50ms和60s之间的间隔隔开。

清洗液可以是水基的，并且包含清洗剂。清洗液可以进一步包括增加光学表面疏水性的试剂。

附图说明

通过阅读以下对本发明的非限制性示例性实施例的详细描述，并通过查看附图，将会更好地理解本发明，其中：

图1a、图1b和图1c是根据本发明的装置的第一示例的示意性横截面图，

图1d是根据本发明的装置的第一示例的变型，

图1e和图1f分别是根据本发明的装置的第一示例的另一变型的从上方观察的沿线(BB)和从侧面观察的沿线(AA)的截面图，

图2是根据本发明的装置的第二示例的透视图，

图3是第二示例的另一放大透视图，以及

图4是垂直于图2和3所示的第二示例的光学表面观察的示意性截面图。

为了清楚起见，构成附图的元件并不总是按比例示出。

具体实施方式

图1a至1c示出了根据本发明的装置5的第一示例。

装置5包括板形式的光学表面10和清洁设备15。

清洁设备15包括喷射单元20和与光学表面10接触的波换能器25。换能器25在其相对面30a、30b中的每个上被喷射单元20和光学表面10覆盖，从而通过将其夹在中间来保护其。

清洁设备15可以布置在光学表面10的外围。

换能器25可以电连接到未示出的电流发生器。当被供电时，换能器产生在光学表面10中传播的超声波W。超声波可以是Lamb波或超声表面波，其优选在与换能器接触的光学表面的面35上传播。

在喷射单元20中形成供应通道40，以便如箭头C所示将清洗液L从容器输送到出现在光学表面上的分配孔45。

该装置可以包括泵50，以便将清洗液L输送到分配孔45。

供应通道40可以叠置在换能器25上，并且距离小于30mm。容纳在供应通道40中的清洗液L因此可由换能器通过焦耳加热散发的热量加热。为了清洗液的最佳加热，喷射单元优选地与换能器接触，或者与热扩散构件55接触，热扩散构件55与换能器25接触。所示示例中的装置包括这种热扩散构件55，例如由铝制成，其覆盖换能器，以便有效地将换能器产生的热量扩散到供应通道。

为了清洁光学表面，预定体积的清洗液被输送到分配孔45，例如通过泵50的输送，清洗液流过分配孔45。它到达光学表面的面35，清洁设备固定到该表面。换能器产生超声表面波，其在换能器的光学表面中沿着穿过被清洗液覆盖的光学表面的区域Z的传播路径向光学表面的相对边缘60传播。

然后，如箭头D所示，在光学表面上的超声波的作用下，清洗液从换能器移开。因此，清洗液可能遇到附着在光学表面上的物体65，例如灰尘或油脂颗粒。然后，如图1c所示，物体可以溶解在清洗液中，并通过边缘60被驱离光学表面。

有利地，由喷射单元沉积在光学表面上的清洗液的全部体积可以在超声波W的传播作用下被排出。这因此避免由于没有从光学表面排出的清洗液的蒸发而形成残留膜。

图1a至1c中所示的装置的光学表面被水平示出，但它显然可以是倾斜的或竖直的，而不影响装置的工作效率。

在图1d所示的变型实施例中，可以在换能器25和热扩散构件55之间形成槽61，以便将换能器与热扩散构件分开。当换能器的厚度小于由换能器产生的超声波的波长时，例如当换能器的厚度小于50μm时，该示例性实施例是优选的。换能器的热扩散构件可以固定(例如结合)到隔音元件62，该隔音元件62例如由热塑性塑料制成，固定到光学表面10并且比换能器厚。

图1e和1f示出了根据本发明的装置的另一示例，该装置与图1d所示装置的不同之处在于，换能器包括压电基板71和与基板接触的两个极性相反的电极。每个电极都是梳72的形式，包括连接器73和从连接器垂直延伸的指状物74。梳的指状物是互连的。当电极被供电时，极性的差异因此在由周边梳界定的基板部分Pa中产生压电基板71的振动，这导致超声波的产生。压电基板延伸到由梳的周边指状物界定的组件外部，并因此限定换能器的非活性部分Pi，其中没有通过向电极供电而直接产生波。如图1e和1f所示，热扩散构件被固定到压电基板的非活性部分P1，并且通过热扩散构件在换能器和喷射单元之间形成槽，该槽足够厚以隔开喷射单元的梳。因此，由加热换能器产生的热量可以通过热扩散构件的传导有效地传递给在喷射单元中循环的清洗液。优选地，为了避免在给电极供电时形成短路，热扩散构件与梳分开的距离大于超声波的波长。

图2至4示出了根据本发明的装置的第二示例性实施例。

装置15与图1a所示的装置的不同之处尤其在于，光学表面10包括两个部分70、75，它们彼此堆叠，并且具有形状互补的相互接触的面。

第一部分70是导声的，并且旨在传播超声波W。该第一部分70附接到具有更大面积的第二部分75，该第二部分75例如是机动车辆的挡风玻璃。

第二部分75可以是隔音的，因为它不旨在传播由换能器产生的超声波。

第一部分70可以可移除地固定到第二部分75，例如通过热敏粘合剂层。如果这两个部分中的一个或另一个断裂，则因此很容易更换损坏的部分。

此外，图2至4所示的装置与图1a至1c所示的装置的不同之处还在于，喷射器单元包括结构80和容纳在该结构中的喷洒器喷嘴85。

结构80包括臂90，其像喷洒器喷嘴一样沿着第一部分70的整个宽度l延伸。该臂包括具有轴线X的直凹槽95，其横截面具有弧形轮廓。该结构还可以包括与第二部分75接触的脚97，脚97从臂延伸，垂直于其。

在图4所示的示例中，该装置包括用于产生超声波的一个或多个换能器25，换能器25与第一导声部分70接触，并被臂90完全覆盖。

喷洒器喷嘴85容纳在凹槽95中。它可在凹槽中相对于该结构绕X轴旋转。它可以由该结构保持，使得它相对于该结构沿着X轴可平移地固定。

喷洒器喷嘴85可以是具有旋转轴线X的圆柱形管，包括壁100，其径向外表面的形状与凹槽的形状互补。该管可以在其沿X轴的相对端105、110封闭。

此外，结构80和喷洒器喷嘴85流体连通，以便将清洗液L从容器输送到光学表面10。

该结构可以包括形成在脚97中的槽115，该槽在其一端出现在凹槽95中，在其另一端出现在穿过第二部分厚度的孔120中。清洗液可以通过孔120被引入到该结构中。

喷洒器喷嘴85可以包括中空的内部空间125、在壁中形成的出现在槽115上的开口130以及在壁中形成的出现在光学表面10上的一个或多个分配孔45。内部空间125优选叠加在换能器25上，如虚线所示。

因此，通过开口130流体连通的槽115和内部空间125限定用于供应清洗液的通道。

如图4中的箭头C所示，清洗液L因此从孔120流入供应通道，在那里它被换能器25发出的热量加热。然后通过分配孔45分配到光学表面上。

然后，清洗液被光学表面上的换能器产生的超声波位移，以便清洁其，如前面图1a至1c所示。

此外，喷射单元可以包括用于将喷洒器喷嘴85布置在围绕X轴的特定角度位置的马达。

该结构可以包括一个或多个导管140，其中可以容纳电缆，以便将换能器和/或马达电连接到发电机。

有利地，第二示例中示出的装置使得可以有效地清洁第一部分的面145，例如为了使得如图2所示的设备150能够通过该第一部分发射和/或接收辐射。

当然，本发明不限于通过非限制性说明给出的本发明的示例性实施例。

Claims

1.一种包括光学表面(10)和用于清洁光学表面的设备(15)的装置(5)，包括：

-波换能器(25),其声学耦合到光学表面并配置成合成在光学表面中传播的超声波(W),以及

-用于将清洗液(L)输送到光学表面上的喷射单元(20)，喷射单元(20)叠置在换能器(25)上，

所述装置配置成使得超声波位移光学表面上的清洗液。

2.如权利要求1所述的装置，所述喷射单元(20)被固定到所述光学表面(10)和/或所述换能器(25)。

3.如权利要求1和2中任一项所述的装置，所述换能器(25)布置在所述喷射单元(20)和所述光学表面(10)之间。

4.如前述权利要求中任一项所述的装置，所述喷射单元配置成将所述清洗液(L)输送到位于所述超声波的传播路径上的所述光学表面的区域上。

5.如前述权利要求中任一项所述的装置，所述喷射单元包括用于供应清洗液的通道(40)，其至少部分地叠置在所述换能器上，并且距离换能器(25)小于4cm，优选小于2cm，优选小于1cm。

6.如前述权利要求中任一项所述的装置，所述清洁设备包括热扩散构件(55)，其布置在所述换能器(25)和所述喷射单元(20)之间，由导热率大于或等于50W.m^-1.K^-1的材料制成，优选大于或等于150W.m^-1.K^-1，特别是由金属制成，例如铜合金。

7.如前述权利要求中任一项所述的装置，所述清洁设备(15)布置在所述光学表面的外围。

8.如前述权利要求中任一项所述的装置，所述喷射单元(20)配置成顺序输送所述清洗液。

9.如前述权利要求中任一项所述的装置，所述换能器的厚度在1μm和500μm之间。

10.如前述权利要求中任一项所述的装置，所述光学表面是机动车辆的玻璃元件，例如后窗。

11.如前述权利要求中任一项所述的装置，所述喷射单元配置成在小于1巴的相对压力下输送所述清洗液。

12.一种用于清洁光学表面的方法，该方法包括：

a)提供如前述权利要求中任一项所述的装置(5),

b)借助于喷射单元(20)用清洗液(L)喷射光学表面(10)，

c)合成在光学表面中传播的超声波(W),该超声波适于将清洗液位移至布置在支撑件的一个面(35)上的物体(65)。

13.如前一权利要求所述的方法，对换能器的电力供应被保持至少直到所述物体在所述光学表面上被所述清洗液位移。

14.如权利要求12和13中任一项所述的方法，所述清洗液与所述光学表面接触的区域和所述换能器之间的距离小于1mm，和/或所述喷射单元的出口处的清洗液的相对压力小于1巴。

15.如权利要求12至14中任一项所述的方法，为所述电换能器供电的至少一些电能被换能器转换成热的形式，所述热足以解冻先前在步骤b)中容纳在所述喷射单元中的清洗液和/或在喷射单元的入口和出口之间将清洗液加热超过10℃，或者甚至超过20℃。