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Die Erfindung betrifft eine optische Sensoreinrichtung für ein Fahrzeug, wie beispielsweise eine Kamera, einen Laser und dergleichen, welche einen optischen Sensor aufweist.
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Vor kurzem wurde eine optische Sensoreinrichtung, wie beispielsweise eine Kamera, ein Laser usw., in ein Fahrzeug eingebaut. In einem Fall, in dem die optische Sensoreinrichtung dieser Art in dem Fahrzeug verbaut ist, kann ein Problem darin bestehen, dass Wassertröpfchen, Schlamm, Staub usw. an einer Objektivoberfläche für ein Objektiv der optischen Sensoreinrichtung anhaften können. In Übereinstimmung mit einer bekannten Anordnung, wie sie z. B. in dem
japanischen Gebrauchsmuster Nr. 3010938 offenbart ist, ist eine optische Sensoreinrichtung in einem Gehäuse untergebracht, und ist eine Objektivabdeckung an einer Vorderseite der optischen Sensoreinrichtung bereitgestellt, um eine Situation dahin gehend zu vermeiden, dass eine Anlagerung an einer Objektivoberfläche eines Objektivs für die optische Sensoreinrichtung anhaften kann. Darüber hinaus wird die Objektivabdeckung in Drehung versetzt, um eine Zentrifugalkraft zu erzeugen, um Anlagerungen zu entfernen, die an einer Oberfläche der Objektivabdeckung anhaften.
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In Übereinstimmung mit der vorstehenden bekannten Anordnung (dem
japanischen Gebrauchsmuster Nr. 3010938 ) wird ein elektrischer Motor dazu verwendet, die Objektivabdeckung in Drehung zu versetzen. Es ist notwendig, die Objektivabdeckung mit einer vorbestimmten hohen Geschwindigkeit zu drehen, um die Anlagerungen von der Oberfläche der Objektivabdeckung zu entfernen. Es ist daher notwendig, einen elektrischen Motor zu verwenden, der eine vorbestimmte große Ausgangsleistung aufweist (einen großen elektrischen Motor). Wenn der große elektrische Motor für die optische Sensoreinrichtung verwendet wird, kann ein Problem dahin gehend bestehen, dass die optische Sensoreinrichtung selbst größer werden kann. Dann kann ein Problem im Hinblick auf ein leichtes Anbringen der optischen Sensoreinrichtung in dem Fahrzeug und/oder im Hinblick auf deren Ausgestaltung bestehen.
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Die Erfindung erfolgte in Anbetracht der bevorstehenden Probleme. Der Erfindung liegt als eine Aufgabe zugrunde, eine optische Sensoreinrichtung zu schaffen, welche in ihrer Ausgestaltung gut ist, und deren Anbringen in dem Fahrzeug leichter ist. Die erfindungsgemäße optische Sensoreinrichtung weist eine Struktur auf, gemäß der eine Objektivabdeckung an einer Vorderseite eines Objektivs eines optischen Sensors bereitgestellt ist, wobei eine große Größe der Einrichtung vermieden wird. Darüber hinaus ist es möglich, beliebige Anlagerungen, die an einer äußeren Oberfläche der Objektivabdeckung anhaften, geeignet zu entfernen.
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In Übereinstimmung mit einem Merkmal der Erfindung (wie sie zum Beispiel in dem beigefügten Patentanspruch 1 definiert ist) ist eine optische Sensoreinheit (10) in einem Hohlabschnitt (14) eines elektrischen Motors (9, 101, 201) mit einem Rotor (13) bereitgestellt, wobei ein Objektiv (16) so angeordnet ist, dass es mit einer Drehachse des elektrischen Motors koaxial ist. Demgemäß kann eine Größe einer optischen Sensoreinrichtung (1) auch dann gleich der des elektrischen Motors (9, 101, 201) sein, wenn die optische Sensoreinheit (10) in den elektrischen Motor integriert ist.
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Darüber hinaus ist eine Objektivabdeckung (25), welche an einer Vorderseite der optischen Sensoreinheit (10) bereitgestellt ist, so an dem Rotor (13) angebracht, dass die Objektivabdeckung (25) zusammen mit dem Rotor (13) in Drehung versetzt wird, wenn der elektrische Motor in Drehung versetzt wird. Daher werden auch dann, wenn Anlagerungen (wie beispielsweise Wassertröpfchen, Schlamm, Staub usw.) an einer äußeren Oberfläche (25a) der Objektivabdeckung (25) anhaften, die Anlagerungen mit einer Zentrifugalkraft beaufschlagt, wenn die Objektivabdeckung (25) in Drehung versetzt wird, so dass die Anlagerungen ausreichend von der äußeren Oberfläche (25a) der Objektivabdeckung (25) entfernt werden.
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Ferner wäre es dann, wenn ein Objektiv eines optischen Sensors in Drehung versetzt würde, notwendig, eine mechanische Struktur usw. genau zu justieren, um eine nachteilige Wirkung auf optische Eigenschaften zu eliminieren. In Übereinstimmung mit der Erfindung ist eine derartige genaue Justierung jedoch für eine Struktur nicht notwendig, bei welcher nicht das Objektiv, sondern die Objektivabdeckung in Drehung versetzt wird.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 2 definiert ist) ist der Rotor (13) an einem äußeren Umfang eines Stators (12) des elektrischen Motors (9, 101, 201) angeordnet, und ist der Hohlabschnitt (14) im Inneren des Stators (12) ausgeformt.
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In Übereinstimmung mit einem solchen Merkmal kann die Größe der optischen Sensoreinrichtung (1) auch dann gleich der des elektrischen Motors (neun, 101, 201) sein, wenn die optische Sensor Einheit (10) in den elektrischen Motor integriert ist. Und auch dann, wenn die Anhaftungen (wie beispielsweise Wasser trotzdem, Schlamm, Staub, und so weiter) an der äußeren Oberfläche (25a) der objektiv Abdeckung (25) anhaftet, werden die Anhaftungen ausreichend von der äußeren Oberfläche (25a) der Objektivabdeckung (25) entfernt.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmale der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 3 definiert ist) ist der Rotor (13) an einem inneren Umfang eines Stators (12) des elektrischen Motors (9, 101, 201) angeordnet, und ist der Hohlabschnitt (14) im Inneren des Rotors (13) ausgeformt.
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Auf dieselbe Art und Weise wie bei dem vorstehenden Merkmal des Patentanspruchs 2 kann in Übereinstimmung mit dem Merkmal für den Patentanspruch 3 die Größe der optischen Sensoreinrichtung (1) auch dann gleich der des elektrischen Motors (9, 101, 201) sein, wenn die optische Sensoreinheit (10) in den elektrischen Motor integriert ist. Und auch dann, wenn Anlagerungen (wie beispielsweise Wassertröpfchen, Schlamm, Staub usw.) an der äußeren Oberfläche (25a) der Objektivabdeckung (25) anhaften, werden die Anlagerungen ausreichend von der äußeren Oberfläche (25a) der Objektivabdeckung (25) entfernt.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es zum Beispiel in dem beigefügten Patentanspruch 4 definiert ist) wird die Objektivabdeckung (25, 103, 203) mit einer Drehzahl höher als 2500 1/min in Drehung versetzt, welche zum Entfernen der an der äußeren Oberfläche der Objektivabdeckung anhaftenden Anlagerungen notwendig ist.
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Ein gewisser Betrag der Zentrifugalkraft wird auf die Anlagerungen ausgeübt, die an einem von der Drehachse entfernten Abschnitt anhaften, während nur ein kleiner Betrag der Zentrifugalkraft auf die Anlagerungen ausgeübt werden kann, die an einem Abschnitt in der Nähe der Drehachse anhaften. Daher kann die Gefahr bestehen, dass die Anlagerungen, die an dem Abschnitt in der Nähe der Drehachse anhaften, auch dann nicht ausreichend entfernt werden können, wenn die Objektivabdeckung in Drehung versetzt wird.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 5 definiert ist) ist jedoch ein konkav-konvexer Abschnitt (32, 52) mit mehreren konkaven Abschnitten (30, 50) und konvexen Abschnitten (31, 51), welcher eine Konfiguration aufweist, die eine durch die mathematische Gleichung von Cassie ausgedrückte, hoch Wasser abweisende Anforderung erfüllt, auf einer äußeren Oberfläche (25a) der Objektivabdeckung (25) in einem derartigen Bereich in der Nähe der Drehachse des elektrischen Motors (9) ausgeformt. Infolge dessen können auch die Anlagerungen, die an dem Abschnitt in der Nähe der Drehachse anhaften, ausreichend entfernt werden.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 6 definiert ist) beträgt eine Dicke des konkav-konvexen Abschnitts (32, 52) in einer Richtung senkrecht zu der äußeren Oberfläche (25a) der Objektivabdeckung (25) weniger als 100 nm.
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Daher ist die Dicke des konkav-konvexen Abschnitts (32, 52) in der Richtung senkrecht zu der äußeren Oberfläche (25a) kleiner gemacht als ein Viertel (1/4) der Wellenlänge des sichtbaren Lichts, so dass dadurch das sichtbare Licht durch den konkav-konvexen Abschnitt (32, 52) nicht blockiert wird, so dass ein fotografisches Leistungsvermögen geeignet auf einem hohen Niveau gehalten werden kann.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 7 definiert ist) ist ein Verhältnis einer Fläche einer öffnungsseitigen Oberfläche (30a, 50a) des konkaven Abschnitts (30, 50) in Bezug auf eine Fläche eines oberen Oberflächenabschnitts (31a, 51a) des konvexen Abschnitts (31, 51) größer als 9.
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Daher liegt ein Abstand des konkav-konvexen Abschnitts innerhalb eines Bereichs der Wellenlänge des sichtbaren Lichts, so dass dadurch das sichtbare Licht durch den konkav-konvexen Abschnitt (32, 52) nicht blockiert wird, so dass ein fotografisches Leistungsvermögen geeignet auf einem hohen Niveau gehalten werden kann.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 8 definiert ist) ist ein konkaver Abschnitt oder ein konvexer Abschnitt (61, 71), welcher eine Konfiguration aufweist, die eine durch die mathematische Gleichung von Cassie ausgedrückte, hoch Wasser abweisende Anforderung erfüllt, auf einer äußeren Oberfläche (25a) der Objektivabdeckung (25) an einer Position in der Nähe der Drehachse des elektrischen Motors (9) ausgeformt.
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Auf eine zu dem Merkmal des vorstehenden Patentanspruchs 5 ähnliche Art und Weise können auch die Anlagerungen, die an dem Abschnitt in der Nähe der Drehachse anhaften, ausreichend entfernt werden.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 9 definiert ist) beträgt eine Dicke des konkaven Abschnitts oder des konvexen Abschnitts (61, 71) in einer Richtung senkrecht zu der äußeren Oberfläche (25a) der Objektivabdeckung (25) weniger als 100 nm, ähnlich zu dem Patentanspruch 6.
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Daher ist die Dicke des konkaven Abschnitts oder des konvexen Abschnitts (61, 71) in der Richtung senkrecht zu der äußeren Oberfläche (25a) kleiner gemacht als ein Viertel (1/4) der Wellenlänge des sichtbaren Lichts, so dass dadurch das sichtbare Licht durch den konkaven Abschnitt oder den konvexen Abschnitt (61, 71) nicht blockiert wird, so dass ein fotografisches Leistungsvermögen geeignet auf einem hohen Niveau gehalten werden kann.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 10 definiert ist) ist eine Heizeinrichtung (104, 204) an einem Abschnitt in der Nähe der Objektivabdeckung (103, 203) zum Erwärmen der äußeren Oberfläche (103a, 203a) der Objektivabdeckung (103, 203) bereitgestellt.
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Zusätzlich zu der Entfernung der Anlagerungen ist es daher möglich, zu verhindern, dass die äußere Oberfläche (103a, 203a) der Objektivabdeckung beschlägt.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 11 definiert ist) ist eine elektronische Steuereinheit (3) bereitgestellt zum Empfangen eines Getriebestellungssignals, so dass die elektronische Steuereinheit (3) den elektrischen Motor (9, 101, 201) betätigt, wenn sie ermittelt, dass sich eine Getriebestellung in einer ”R”-Position befindet.
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Das heißt, dass dann, wenn sich das Fahrzeug in der Rückwärtsrichtung bewegt, die Objektivabdeckung in Drehung versetzt wird, damit die Anlagerungen, die an der äußeren Oberfläche der Objektivabdeckung anhaften, geeignet entfernt werden.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 12 definiert ist) ist eine elektronische Steuereinheit (3) bereitgestellt zum Empfangen eines Regensignals, so dass die elektronische Steuereinheit (3) den elektrischen Motor (9, 101, 201) betätigt, wenn sie ermittelt, dass sie sich in einer Regenbedingung befindet.
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Daher wird dann, wenn es regnet, in anderen Worten, wenn eine Bedingung bzw. ein Zustand vorliegt, unter der bzw. dem die Anlagerungen leicht an der äußeren Oberfläche der Objektivabdeckung anhaften können, die Objektivabdeckung in Drehung versetzt, damit die Anlagerungen, die an der äußeren Oberfläche der Objektivabdeckung anhaften, geeignet entfernt werden.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 13 definiert ist) ist eine elektronische Steuereinheit (3) bereitgestellt zum Empfangen eines Wischersignals, so dass die elektronische Steuereinheit (3) den elektrischen Motor (9, 101, 201) betätigt, wenn sie ermittelt, dass eine Wischereinrichtung betrieben wird.
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Daher wird dann, wenn die Wischereinrichtung betrieben wird, in anderen Worten, wenn eine Bedingung bzw. ein Zustand vorliegt, unter der bzw. dem die Anlagerungen leicht an der äußeren Oberfläche der Objektivabdeckung anhaften können, die Objektivabdeckung in Drehung versetzt, damit die Anlagerungen, die an der äußeren Oberfläche der Objektivabdeckung anhaften, geeignet entfernt werden.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 14 definiert ist) ist eine elektronische Steuereinheit (3) bereitgestellt zum Empfangen eines Fenstersignals, so dass die elektronische Steuereinheit (3) den elektrischen Motor (9, 101, 201) betätigt, wenn sie ermittelt, dass ein Fahrzeugfenster geschlossen ist.
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In einem Fall, in dem die optische Sensoreinrichtung an einer solchen Position an dem Fahrzeug angebracht ist, an welcher ein Fahrzeugführer die optische Sensoreinrichtung leicht mit seiner Hand berühren kann, zum Beispiel an einem der Türspiegel, wird die optische Sensoreinrichtung nicht betrieben, solange das Fahrzeugfenster geschlossen ist. Infolge dessen ist es möglich, zu verhindern, dass der Fahrzeugführer die sich drehende Objektivabdeckung zufällig berührt. Somit kann Sicherheit gewährleistet werden.
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In Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung (wie es z. B. in dem beigefügten Patentanspruch 15 definiert ist) ist eine elektronische Steuereinheit (3) mit einem Bildvergleichabschnitt (28) bereitgestellt zum Speichern einer von der optischen Sensoreinheit (10) fotografierten Bildinformation, und vergleicht der Bildvergleichabschnitt (28) eine gegenwärtige Bildinformation mit einer gespeicherten vorangehenden Bildinformation, wobei ein Betrieb des elektrischen Motors (9, 101, 201) angehalten wird, wenn der Bildvergleichabschnitt (28) ermittelt, das es keinen Unterschied zwischen den vorstehenden beiden Bildinformationen gibt.
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Nachdem die Anlagerungen entfernt worden sind, gibt es auch dann keine wesentliche Änderung in den fotografierten Bildern, wenn die Objektivabdeckung in Drehung versetzt wird. Daher ist es möglich, den Betrieb des elektrischen Motors anzuhalten, wenn die Anlagerungen entfernt worden sind. Es ist daher möglich, elektrischen Leistungsverbrauch zu reduzieren.
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Die vorstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser entnehmbar. Es zeigen:
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1A und 1B vereinfachte Ansichten, die eine optische Sensoreinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen, wobei 1A eine Aufsicht auf die optische Sensoreinrichtung von oben ist, und 1B eine Schnittansicht der optischen Sensoreinrichtung und ein Blockdiagramm für eine elektronische Steuereinheit ist;
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2 eine vereinfachte Ansicht, die einen Fahrzeugaufbau zeigt, an welchem die optische Sensoreinrichtung angebracht ist;
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3A eine vereinfachte Aufsicht von oben, die eine Objektivabdeckung zeigt;
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3B und 3C vergrößerte vereinfachte Ansichten, die die Objektivabdeckung zeigen, auf welcher ein konkav-konvexer Abschnitt ausgeformt ist, wobei 3B eine Aufsicht von oben ist, und 3C eine Schnittansicht ist;
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4 eine vereinfachte perspektivische Ansicht, die den konkav-konvexen Abschnitt zeigt, der auf einer äußeren Oberfläche der Objektivabdeckung ausgeformt ist;
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5A eine vereinfachte Ansicht, die ein Ablauf-Testverfahren zeigt;
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5B ein Diagramm, das ein Messergebnis für ein Anhaften in Bezug auf ein Volumen eines Tröpfchens zeigt;
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6A bis 6D vereinfachte Ansichten, die experimentelle Ergebnisse zeigen;
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7 ein Ablaufdiagramm, das einen von einer elektronischen Steuereinheit einer Kamera auszuführenden Prozess zeigt;
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8A bis 8C vereinfachte Ansichten, entsprechend zu den 3A bis 3C, die eine Modifikation des konkav-konvexen Abschnitts zeigen;
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9A bis 9C vereinfachte Ansichten, ebenfalls entsprechend zu den 3A bis 3C, die eine Modifikation eines konvexen Abschnitts zeigen;
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10A bis 10C vereinfachte Ansichten, ebenfalls entsprechend zu den 3A bis 3C, die eine weitere Modifikation eines konvexen Abschnitts zeigen;
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11A und 11B vereinfachte perspektivische Ansichten, die relevante Abschnitte einer optischen Sensoreinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen; und
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12A bis 12D vereinfachte perspektivische Ansichten, die relevante Abschnitte einer optischen Sensoreinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Nachstehend wird ein erstes Ausführungsbeispiel, in welchem in die Erfindung auf eine Fahrzeugkameraeinrichtung, welche eine von optischen Sensoreinrichtungen ist, angewandt ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der 1 bis 10 erklärt.
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Eine Fahrzeugkameraeinrichtung 1 (die optische Sensoreinrichtung gemäß der Erfindung) besteht, wie in den 1A und 1B gezeigt ist, aus einer Kameraanordnung 2 und einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 3 einer Kamera. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Kameraeinheit 2 an einem Teil eines Fahrzeugaufbaus 5, zum Beispiel einem Türknopf 7 für eine Heckklappe 6 zum Öffnen und Schließen eines Kofferraums eines Fahrzeugs 4, befestigt. Daher wird die Kameraeinheit 2 als eine Rückfahr- bzw. Rücksicht-Kamera verwendet, die eine Seite hinter dem Fahrzeug fotografiert, wenn das Fahrzeug 4 in einer Rückwärtsrichtung bewegt wird. Die elektronische Steuereinheit (ECU) 3 der Kamera, welche eine von in dem Fahrzeug 4 verbauten elektronischen Steuereinheiten ist, ist mit einem lokalen Netzwerk (LAN) 8 des Fahrzeugs verbunden.
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Die Kameraeinheit 2 besteht aus einem elektrischen Motor 9 und einer Kameraeinheit (einer optischen Sensoreinheit) 10. Der elektrische Motor 9 ist eine Art eines elektrischen Motors, bei dem ein äußerer Rotor oder Außenrotor an einer äußeren Umfangswand eines Motorgehäuses angeordnet ist, und der auch als ein nach einem Abduktionsprinzip arbeitender Motor bezeichnet werden kann, welcher aus einem tassenförmigen Motorgehäuse 11, das sich in einer Richtung nach unten öffnet, einem zylindrischen Stator 12, der in einem Inneren des Motorgehäuses 11 angeordnet ist, und einem äußeren Rotor bzw. Außenrotor 13 (einem Rotor), der an einem äußeren Umfang des Stators 12 angeordnet ist, wobei der äußere Rotor 13 an einer inneren Umfangswand 11a des Motorgehäuses 11 befestigt ist, besteht. Ein hohler Abschnitt oder Hohlabschnitt 14 ist so im Inneren des zylindrischen Stators 12 ausgeformt, dass die Kameraeinheit 10 in dem Hohlabschnitt 14 angeordnet ist und Platz findet.
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Ein Kameragehäuse 15 ist im Inneren des Stators 12 angeordnet. Ein Objektiv bzw. eine Linse 16 mit einem elliptischen Querschnitt ist an einem oberen Abschnitt des Kameragehäuses 12 bereitgestellt. Eine Abbildungseinrichtung 17 ist in dem Kameragehäuse 15 an einer Rückseite des Objektivs 16 (an einer unteren Seite in der Zeichnung von 1B) bereitgestellt. Ein Substrat 18, auf welchem die Abbildungseinrichtung 17 angebracht ist, wird von einem Tragelement 19 abgestützt. Ein Substrat 21 für eine Bilddaten-Verarbeitungseinrichtung wird von einem anderen Tragelement 22 abgestützt, wobei das Substrat 18 für die Abbildungseinrichtung 17 und das Substrat 21 für die Bilddaten-Verarbeitungseinrichtung über Verdrahtungen 20 miteinander verbunden sind.
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Ein von dem Objektiv 16 der Kameraeinheit 10 aufgenommenes Bild wird durch die Abbildungseinrichtung 17 in elektronische Bilddatensignale umgewandelt, welche über die Verdrahtung 20 aus dem Substrat für die Abbildungseinrichtung 17 an das Substrat 21 für die Bilddaten-Verarbeitungseinrichtung ausgegeben werden. Die elektronischen Bilddatensignale werden von elektronischen Schaltungen des Substrats 21 für die Bilddaten-Verarbeitungseinrichtung verarbeitet. Solche datenverarbeitete Bildsignale werden aus der Kameraanordnung 2 über eine Datenleitung 24, welche mit einem Verbinder 23 verbunden ist, an die elektronische Steuereinheit 3 der Kamera ausgegeben.
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Eine scheibenförmige Objektivabdeckung 25 ist an einem oberen Abschnitt des Motorgehäuses 11 (an einer Vorderseite des Objektivs 16 der Kameraeinheit 10; einer oberen Seite in der Zeichnung von 1B) derart bereitgestellt, dass die Objektivabdeckung 25 in das Motorgehäuse 11 eingebaut ist. Die Objektivabdeckung 25 ist aus einem transparenten und farblosen Material hergestellt, wie beispielsweise einem Polykarbonatharz, einem Acrylharz oder dergleichen. Ein Außendurchmesser der Objektivabdeckung 25 ist geringfügig größer als der des Objektivs 16 der Kameraeinheit 10. Ein Zentrum der Objektivabdeckung 25 ebenso wie ein Zentrum des Objektivs 16 der Kameraeinheit 10 ist koaxial mit einer Drehachse des elektrischen Motors 9 (wie durch eine Einpunktlinie O in 1B angegeben). Eine äußere Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 ist so durch eine Wasser abweisende Behandlung endbearbeitet, dass ein Wasser abstoßender bzw. hydrophobischer Film auf der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 ausgebildet (aufbeschichtet) ist. Infolge dessen kann eine Anlagerung nur schwer an der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 anhaften.
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Die elektronische Steuereinheit 3 der Kamera besteht aus: einem Steuerabschnitt 26; einer Treiber- bzw. Ansteuerschaltung 27 (die auch als eine Motoransteuereinrichtung bezeichnet wird); einem Bildvergleichabschnitt 28 (der auch als eine Bildvergleicheinrichtung bezeichnet wird); und einem Kommunikationsabschnitt 29 (der auch als eine Getriebestellungs-Empfangseinrichtung, eine Regenbedingungs-Empfangseinrichtung, eine Wischerbetriebszustand-Empfangseinrichtung, oder eine Fensterzustand-Empfangseinrichtung bezeichnet wird). Der Steuerabschnitt 26 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer zum Steuern eines Betriebsablaufs der elektronischen Steuereinheit 3 der Kamera durch Ausführen von Steuerprogrammen, die im voraus darin installiert wurden.
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Die Ansteuerschaltung 27 ist über eine Leistungsversorgungsleitung 30 mit dem Stator 12 verbunden. Wenn ein Befehlssignal aus dem Steuerabschnitt 26 der Ansteuerschaltung 27 zugeführt wird, wird eine elektrische Betriebsleistung aus einer (nicht gezeigten) Fahrzeugbatterie dem Stator 12 zugeführt, um dadurch den äußeren Rotor 13 in Drehung zu versetzen. Da der äußere Rotor 13 und die Objektivabdeckung 25 mittels des Motorgehäuses 11 integral bzw. einstückig erzeugt sind, wird die Objektivabdeckung 25 zusammen mit dem äußeren Rotor 13 in Drehung versetzt.
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Wenn die datenverarbeiteten Bildsignale aus der Kameraanordnung 2 über die Datenleitung 24 der Bildvergleicheinrichtung 28 zugeführt werden, speichert der Bildvergleichabschnitt 28 solche zugeführten Bildsignale und vergleicht die zugeführten Bildsignale (ein gegenwärtiges Bild) mit zuvor gespeicherten Bildsignalen (die unmittelbar vor den gegenwärtig zugeführten Bildsignalen gespeichert wurden). Dann ermittelt der Bildvergleichabschnitt 28, ob es irgend einen Unterschied zwischen denselben (den gegenwärtigen Bildsignalen und den vorangehenden Bildsignalen) gibt, und gibt sein Ermittlungsergebnis an den Steuerabschnitt 26 aus. Der Kommunikationsabschnitt 29 hat eine Funktion einer Schnittstelle mit dem lokalen Netz 8 des Fahrzeugs, so dass der Kommunikationsabschnitt 29 verschiedene Arten von Information von verschiedenen elektronischen Steuereinheiten und/oder Sensoren über das lokale Netz 8 des Fahrzeugs empfängt, um sie dem Steuerabschnitt 26 zuzuführen. Die verschiedenartige Information kann beinhalten: ein Zündsignal, das angibt, ob ein Zündschalter eingeschaltet oder ausgeschaltet ist oder nicht; ein Regensignal, das angibt, ob es regnet oder nicht; ein Getriebepositionssignal, das eine Getriebestellung des Fahrzeugs angibt; ein Wischerbetriebsignal, das angibt, ob ein Wischer arbeitet oder nicht; ein Fensterbedingungs- bzw. Fensterzustandsignal, das einen Öffnungszustand (oder einen Schließzustand) eines Fahrzeugfensters angibt, und so weiter.
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Nachstehend wird die Objektivabdeckung 25 unter Bezugnahme auf die 3A bis 3C und 4 weiter erklärt. Die äußere Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 ist auf einer oberseitigen Oberfläche derselben ausgebildet, welche einer unterseitigen Oberfläche der Objektivabdeckung 25 gegenüber liegt, die dem Objektiv 16 der Kameraeinheit 10 zugewandt ist. Ein konkav-konvexer Abschnitt 32 ist an einem Mittenbereich der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 ausgebildet, welcher sich in der Nähe der des Zentrums der äußeren Oberfläche 25a (der Drehachse des elektrischen Motors 9) befindet. In dem konkav-konvexen Abschnitt 32 sind konkave Abschnitte 30 und konvexe Abschnitte 31 erzeugt. in dem in den 3A bis 3C und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind neun konvexe Abschnitte 31 ausgebildet.
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Eine Dicke des konkav-konvexen Abschnitts 32, das heißt, eine Tiefe des konkaven Abschnitts 30 oder eine Höhe des konvexen Abschnitts 31, welche in 3C durch ”a” angegeben ist, beträgt 100 nm. Dies dient dem Zweck des Erfüllens einer optischen Anforderung ohne Blockieren sichtbaren Lichts durch die Objektivabdeckung 25, das heißt, dient dazu, die Objektivabdeckung 25 für das sichtbare Licht transparent bzw. durchlässig zu machen. Die optische Anforderung kann erfüllt werden, wenn die Dicke des konkav-konvexen Abschnitts 32 kleiner gemacht wird als ein Viertel (1/4) der Wellenlänge des sichtbaren Lichts, so dass das sichtbare Licht durch die Objektivabdeckung 25 nicht blockiert wird. Ein Durchmesser eines oberen Oberflächenabschnitts 31a des konvexen Abschnitts 31, welcher in 3C durch ”b” angegeben ist, beträgt 95 nm, während ein Abstand auf einer öffnungsseitigen Oberfläche 30a zwischen den benachbarten oberen Oberflächenabschnitten 31a (das heißt, ein kleinster Abstand zwischen den konvexen Abschnitten 31 auf den öffnungsseitigen Oberflächen 30a), welcher in 3C durch ”c” angegeben ist, 285 nm beträgt.
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Ein Abstand beziehungsweise ein Versatz des konkav-konvexen Abschnitts 32 beträgt daher 380 nm. Dies dient ebenfalls dem Zweck des Erfüllens der optischen Anforderung ohne Blockieren des sichtbaren Lichts durch die Objektivabdeckung 25. Die optische Anforderung kann erfüllt werden, wenn der Abstand des konkav-konvexen Abschnitts 32 kleiner gemacht wird als ein Bereich (380 nm–760 nm) der Wellenlänge des sichtbaren Lichts, so dass das sichtbare Licht durch die Objektivabdeckung 25 nicht blockiert wird.
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Ferner dient dies dem Zweck des Erfüllens einer hoch Wasser abweisenden Anforderung. Das heißt, die hoch Wasser abweisende Anforderung kann erfüllt werden, wenn die nachstehende mathematische Gleichung von Cassie erfüllt ist: cosθr = A1·cosθ1 + A1·cosθ2 worin
- ”θr”
- = Kontaktwinkel zum Erfüllen der hoch Wasser abweisenden Anforderung = 150 Grad;
- ”θ1”
- = Kontaktwinkel des Materials des konvexen Abschnitts 31 = 80 Grad;
- ”θ2”
- = Kontaktwinkel von Luft = 180 Grad;
- ”A1”
- = ein Bereich des oberen Oberflächenabschnitts 31a des konvexen Abschnitts 31;
- ”A2”
- ein Bereich der öffnungsseitigen Oberfläche 30a des konkaven Abschnitts 30.
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In Übereinstimmung mit der vorstehenden Gleichung wird erhalten, dass A1:A2 = 1:9 ist.
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Darüber hinaus wird infolge dessen, dass der Durchmesser des oberen Oberflächenabschnitts 31a des konvexen Abschnitts 31 auf 95 nm festgelegt ist, und der Abstand auf der öffnungsseitigen Oberfläche 30a zwischen den benachbarten oberen Oberflächenabschnitten 31a auf 285 nm festgelegt ist, ein Verhältnis der Fläche der öffnungsseitigen Oberfläche 30a des konkaven Abschnitts 30 in Bezug auf die Fläche des oberen Oberflächenabschnitts 31a des konvexen Abschnitts 31 größer als 9 festgelegt.
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In Übereinstimmung mit der vorstehenden Struktur wird die Objektivabdeckung 25 in Drehung versetzt, um eine Zentrifugalkraft zu erzeugen, so dass Anlagerungen, die an der Objektivabdeckung 25 anhaften, durch die Zentrifugalkraft (die Anlagerungen werden von der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 getrennt) gelöst (weggeschleudert) werden können. Es ist notwendig, eine Zentrifugalkraft zu erzeugen, welche größer ist als die Haftung der Anlagerungen an der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25, um die Anlagerungen zu lösen (wegzuschleudern). Die zum Lösen der Anlagerungen notwendige Zentrifugalkraft, das heißt, eine notwendige Drehzahl des elektrischen Motors 9, wird durch Messen der Haftung der Anlagerungen an der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 abgeschätzt. Daher wird die Haftung der Anlagerungen an der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 auf die folgende Art und Weise gemessen, um die zum Lösen (Wegblasen) der Anlagerungen notwendige Drehzahl abzuschätzen.
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Wie in 5A gezeigt ist, wird ein Abtropf- bzw. Ablaufverfahren verwendet, um das Anhaften von Wassertröpfchen an einer Glasplatte zu messen, wobei die Objektivabdeckung 25 als die Glasplatte betrachtet wird. In Übereinstimmung mit einem Ergebnis der Messung durch das Ablaufverfahren werden 0,035 mN als die Haftkraft eines Wassertröpfchens von 5 μl an der Glasplatte gemessen, wie in 5B gezeigt ist.
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Das Anhaften des Wassertröpfchens an der Glasplatte wird in der nachstehenden Gleichung ausgedrückt: F = m·r·ω2 = m·r·(2π·N/60)2 worin
- ”F [N]”
- = das Anhaften des Wassertröpfchens an der Glasplatte;
- ”m [kg]”
- = eine Masse des Wassertröpfchens;
- ”r[m]”
- = ein Abstand von einem Drehzentrum;
- ”ω [rad/s]”
- = eine Winkelgeschwindigkeit; und
- ”N [1/min]”
- = eine Drehzahl sind.
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Demgemäß kann die Drehzahl in der nachstehenden Gleichung ausgedrückt werden: N = {F/(m·r)}1/2·(30/π)
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Wenn die nachstehenden Zahlenwerte
- ”m”
- = 5 [μl]: die Masse des Wassertröpfchens;
- ”F”
- = 0,035 [mN]: die Haftkraft des Wassertröpfchens; und
- ”r”
- 0,1 [mm]: der Abstand von dem Drehzentrum,
in die vorstehende Gleichung eingesetzt werden, wird die Drehzahl ”N” auf die folgende Weise erhalten: N = {0,035 [mN]/(5 [μl]·0,1 [mm])}1/2·(30/π) ≈ 2500 [1/min]
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Dann wird eine experimentelle Vorrichtung zur Demonstration hergestellt, gemäß welcher eine Objektivabdeckung 41 (6A bis 6D), die zu der Objektivabdeckung 25 äquivalent ist, in Drehung versetzt wird. Die Erfinder überprüften unter Verwendung der experimentellen Vorrichtung, ob die aus der vorstehenden Gleichung berechnete Drehzahl sinnvoll ist oder nicht. In den Versuchen wird Wasser durch einen Zerstäuber auf eine äußere Oberfläche 41a der Objektivabdeckung 41 gesprüht, so dass das Wasser an der äußeren Oberfläche 41a anhaftet. Ein Maß zum Entfernen der Wassertröpfchen wird für jeweilige Drehzahlen der Objektivabdeckung 41 ausgewertet. In den Versuchen beträgt eine Rotationszeit 10 s. Die 6A bis 6D zeigen die experimentellen Ergebnisse. In den Fällen der Drehzahl von 500 1/min und 1500 1/min wird das Wassertröpfchen, das an der äußeren Oberfläche 41a der Objektivabdeckung 41 anhaftet, nicht ausreichend entfernt. In dem Fall der Drehzahl von 2500 1/min wird das Wassertröpfchen, das an der äußeren Oberfläche 41a der Objektivabdeckung 41 anhaftet, ausreichend entfernt. Daher zeigt dieses Experiment, dass die durch die vorstehende Gleichung berechnete Drehzahl sinnvoll ist.
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Nachstehend wird ein Betriebsablauf der vorstehenden Struktur unter Bezugnahme auf 7 erklärt, welche ein Ablaufdiagramm ist, das einen von dem Steuerabschnitt 26 der elektronischen Steuereinheit 3 der Kamera auszuführenden Prozess zeigt.
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Wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird, wird der Steuerabschnitt 26 in einer Betriebsart niedrigeren Verbrauchs elektrischer Leistung betrieben, in welcher der Steuerabschnitt 26 ein Zündsignal überwacht. Der Steuerabschnitt 26 ermittelt auf der Grundlage des Zündsignals, ob der Zündschlüssel aus einem ausgeschalteten Zustand in einen eingeschalteten Zustand verändert wird. Wenn der Steuerabschnitt 26 auf der Grundlage des Zündsignals ermittelt, dass der Zündschalter aus dem ausgeschalteten Zustand in den eingeschalteten Zustand verändert wird, wird eine Betriebsart für den Steuerabschnitt 26 von der Betriebsart niedrigeren Verbrauchs auf eine normale Betriebsart geändert. In einem Schritt S1 überwacht der Steuerabschnitt 26 ein Regensignal, um zu ermitteln, ob es regnet oder nicht, und in einem Schritt S2 überwacht der Steuerabschnitt 26 ein Wischersignal, um zu ermitteln, ob ein Wischer betrieben wird.
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Wenn der Steuerabschnitt 26 auf der Grundlage des Regensignals ermittelt, dass er sich in einem Regenzustand befindet (JA in Schritt S1), ermittelt der Steuerabschnitt 26 in einem Schritt S3, ob sich eine Getriebestellung in einer ”R”-Position befindet oder nicht, das heißt, ob sich ein Fahrzeug in einer Rückwärtsrichtung bewegt oder nicht. Wenn der Steuerabschnitt 26 auf der Grundlage eines Getriebesignals ermittelt, dass sich das Getriebe in der ”R”-Position befindet (JA in Schritt S3), schreitet der Prozess zu einem Schritt S4 fort, um zu ermitteln, ob ein Fahrzeugfenster geöffnet oder geschlossen ist. Wenn der Steuerabschnitt 26 auf der Grundlage eines Fensterzustandsignals ermittelt, dass das Fahrzeugfenster geschlossen ist (JA in Schritt S4), beginnt der Steuerabschnitt 26 (in einem Schritt S5) eine Ausgabe eines Befehlssignals für einen Motorbetrieb an die Ansteuerschaltung 27. Dann wird der elektrische Motor 9 in Drehung versetzt, um dadurch den äußeren Rotor 13 zusammen mit der Objektivabdeckung 25 mit einer Geschwindigkeit bzw. Drehzahl von 2500 1/min zu drehen.
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Der Steuerabschnitt 26 ermittelt in einem Schritt S6, ob eine vorbestimmte Zeit (z. B. 10 s) seit dem Beginn des Betriebs des elektrischen Motors 9 verstrichen ist. Wenn der Steuerabschnitt 26 ermittelt, dass die vorbestimmte Zeit verstrichen ist (JA in Schritt S6), beendet der Steuerabschnitt 26 die Ausgabe des Befehlssignals für den Motorbetrieb an die Ansteuerschaltung 27, um den Motorbetrieb zu beenden (in einem Schritt S7). Die Rotation des äußeren Rotors 13 und der Objektivabdeckung 25 wird angehalten, und der Prozess kehrt zu dem Schritt S1 zurück.
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Wenn der Steuerabschnitt 26 auf der Grundlage des Wischersignals ermittelt, dass der Wischer betätigt wird (JA in Schritt S2), wird der Prozess der nachfolgenden Schritte S3 bis S7 ausgeführt. Das heißt, wenn eine Regenbedingung vorliegt oder der Wischer betrieben wird, wird unter einer Bedingung, dass das Getriebe sich in der ”R”-Position befindet und das Fahrzeugfenster geschlossen ist, der elektrische Motor 9 für die vorbestimmte Zeitspanne betrieben, um den äußeren Rotor 13 zusammen mit der Objektivabdeckung 25 für die vorbestimmte Zeitspanne in Drehung zu versetzen.
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In Übereinstimmung mit dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel ist in die Kameraeinheit 10 in dem Hohlabschnitt 14 des elektrischen Motors 9 bereitgestellt, um den Raum des Hohlabschnitts 14 effizient zu nutzen. Demgemäß ist eine Größe der Kameraeinrichtung 1 derart gestaltet, dass sie nahezu gleich der des elektrischen Motors 9 ist, obwohl die Kameraeinheit 10 in den elektrischen Motor 9 integriert ist. Darüber hinaus wird dann, wenn der elektrische Motor 9 in Drehung versetzt wird, die Objektivabdeckung 25 (die an der Vorderseite des Kameraobjektivs 16 bereitgestellt ist) zusammen mit dem äußeren Rotor 13 in Drehung versetzt. Daher ist es auch in dem Fall, in dem Anlagerungen wie beispielsweise Wassertröpfchen, Schlamm, Staub usw. an der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 anhaften, möglich, solche Anlagerungen ausreichend von der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 zu entfernen, wenn die Objektivabdeckung 25 in Drehung versetzt wird, um die Zentrifugalkraft zu erzeugen, welche auf die Anlagerungen einwirken wird. Ferner wäre es dann, wenn das Kameraobjektiv 16 in Drehung versetzt werden würde, notwendig, eine mechanische Struktur usw. präzise bzw. genau einzustellen und zu justieren, um eine nachteilige Wirkung auf optische Eigenschaften zu eliminieren. Eine solche genaue Einstellung ist jedoch für die Struktur des vorstehenden Ausführungsbeispiel, in welchem nicht das Objektiv 16, sondern die Objektivabdeckung 25 in Drehung versetzt wird, nicht notwendig.
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Darüber hinaus ist es, da die Objektivabdeckung 25 mit der Drehzahl höher als 2500 1/min in Drehung versetzt wird, möglich, die Anlagerungen, die an der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 anhaften, wirksam zu entfernen.
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Ferner ist der konkav-konvexe Abschnitt 32, welcher eine Konfiguration aufweist, die die hoch Wasser abweisende Anforderung, die durch die mathematische Gleichung von Cassie ausgedrückt wird, erfüllt, an der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 benachbart zu der Drehachse des elektrischen Motors 9 bereitgestellt. Es ist daher ebenfalls möglich, die Anlagerungen ausreichend zu entfernen, die an einem solchen Abschnitt der äußeren Oberfläche 25a in der Nähe der Drehachse anhaften, in welchem die auf die Anlagerungen einwirkende Zentrifugalkraft relativ klein ist.
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Darüber hinaus ist die Dicke des konkav-konvexen Abschnitts 32 in der Richtung senkrecht zu der öffnungsseitigen Oberfläche 30a der äußeren Oberfläche 25a kleiner als 100 nm ausgestaltet, so dass die Dicke in der Richtung senkrecht zu der öffnungsseitigen Oberfläche 30a kleiner ist als ein Viertel (1/4) der Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Daher wird das sichtbare Licht durch den konkav-konvexen Abschnitt 32 nicht blockiert, um ein geeignetes fotografisches Leistungsvermögen zu gewährleisten.
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Darüber hinaus ist das Verhältnis der Fläche der öffnungsseitigen Oberfläche 30a des konkaven Abschnitts 30 in Bezug auf die Fläche des oberen Oberflächenabschnitts 31a des konvexen Abschnitts 31 so ausgestaltet, dass es größer als 9 ist, so dass der Abstand des konkav-konvexen Abschnitts so ausgestaltet ist, dass er innerhalb des Bereichs der Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegt. Daher wird das sichtbare Licht auch hier durch den konkav-konvexen Abschnitt 32 nicht blockiert, um das geeignete fotografische Leistungsvermögen zu gewährleisten.
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In Übereinstimmung mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist der obere Oberflächenabschnitt 31a des konvexen Abschnitts 31 in dem konkav-konvexen Abschnitt 32 so erzeugt, dass der konvexe Abschnitt 31 aus der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 nach außen vorsteht. Wie in den 8A bis 8C gezeigt ist, kann jedoch ein konkav-konvexer Abschnitt 52 mit konkaven Abschnitten 50 und konvexen Abschnitten 51 in der Art erzeugt sein, dass ein oberer Oberflächenabschnitt 51a des konvexen Abschnitts 51 auf einer Oberfläche angeordnet ist, welche dieselbe ist wie die äußere Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25. Selbst in diesem Fall ist die optische Anforderung für die das sichtbare Licht nicht blockierende Objektivabdeckung 25 erfüllt. Beispielsweise ist ein Durchmesser des oberen Oberflächenabschnitts 51a des konvexen Abschnitts 51 so ausgestaltet, dass er 95 nm beträgt, während ein Abstand auf einer öffnungsseitigen Oberfläche 50a zwischen den benachbarten oberen Oberflächenabschnitten 51a so ausgestaltet ist, dass er 285 nm beträgt. Und ein Abstand bzw. Versatz, d. h. ein Pitch, des konkav-konvexen Abschnitts ist so ausgestaltet, dass er 380 nm beträgt.
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Alternativ kann, wie in den 9A bis 9C gezeigt ist, ein konvexer Abschnitt 61 derart ausgestaltet sein, dass der konvexe Abschnitt 61 koaxial mit der Drehachse des elektrischen Motors 9 ist, und ein oberer Oberflächenabschnitt 61a des konvexen Abschnitts 61 aus der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 nach außen vorsteht.
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Ferner kann, wie in den 10A bis 10C gezeigt ist, ein konvexer Abschnitt 71a derart ausgestaltet sein, dass der konvexe Abschnitt 71 koaxial mit der Drehachse des elektrischen Motors 9 ist, und ein oberer Oberflächenabschnitt 71a des konvexen Abschnitts 71 auf einer Oberfläche angeordnet ist, welche dieselbe ist wie die äußere Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25.
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In Übereinstimmung mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird der elektrische Motor 9 für die vorbestimmte Zeitspanne in Betrieb gesetzt, wenn er sich in dem Regenzustand befindet oder der Wischer betrieben wird, unter der Bedingung, dass sich das Getriebe in der ”R”-Position befindet und das Fahrzeugfenster geschlossen ist.
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Der elektrische Motor 9 kann jedoch betrieben werden, wenn zumindest eine der nachstehenden Bedingungen erfüllt ist:
- – er befindet sich in dem Regenzustand;
- – der Wischer wird betrieben;
- – das Getriebe befindet sich in der ”R”-Position; und
- – das Fahrzeugfenster ist geschlossen.
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Ferner kann der elektrische Motor 9 für die vorbestimmte Zeitspanne betrieben werden, wenn eine oder einige der vorstehenden Bedingungen erfüllt ist bzw. sind.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 11A und 11B erklärt. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass eine transparente Heizeinrichtung an einer inneren Oberfläche (einer rückseitigen Oberfläche gegenüber der äußeren Oberfläche) der Objektivabdeckung bereitgestellt ist. Wechselstrom wird der transparenten Heizeinrichtung als ein Ansteuerstrom für dieselbe zugeführt.
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Ein Motor 101 ist identisch zu dem elektrischen Motor 9 des ersten Ausführungsbeispiels in seiner grundlegenden Struktur, gemäß welcher die Kameraeinheit in dem Hohlabschnitt derselben bereitgestellt ist. Wie in 11A gezeigt ist, ist eine scheibenförmige Objektivabdeckung 103 an einem oberen Abschnitt eines Motorgehäuses 102 bereitgestellt, und ist eine transparente Heizeinrichtung 104 (eine erwärmende Einrichtung) an einer innenseitigen Oberfläche der Objektivabdeckung 103 bereitgestellt.
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Die transparente Heizeinrichtung 104 ist zum Beispiel auf die folgende Art und Weise ausgebildet. Ein transparentes Heizelement ist auf einer Skala eines Glassubstrats oder eines Kunststoff- bzw. Plastiksubstrats erzeugt. Eine erste Elektrode 105a und eine zweite Elektrode 105b sind jeweils an beiden Seitenenden des Heizelements erzeugt, so dass elektrische Leistung über die erste und die zweite Elektrode 105a und 105b dem Heizelement zugeführt wird. Das heißt, wenn eine positive Spannung an die erste Elektrode 105a angelegt wird, wird eine negative Spannung an die zweite Elektrode 105b angelegt. Andererseits wird dann, wenn die negative Spannung an die erste Elektrode 105a angelegt wird, die positive Spannung an die zweite Elektrode 105b angelegt. Wenn die elektrische Leistung der Heizeinrichtung 104 wie vorstehend zugeführt wird, das heißt die positive und die negative Spannung abwechselnd an die erste und die zweite Elektrode angelegt wird, erzeugt die Heizeinrichtung 104 Wärme.
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Ein erster Anschluss 106a ist bei einer Hälfte einer äußeren Umfangsoberfläche des Motorgehäuses 102 erzeugt, wobei der erste Anschluss 106a elektrisch mit der ersten Elektrode 105a verbunden ist. Auf eine ähnliche Art und Weise ist ein zweiter Anschluss 106b bei einer anderen Hälfte der äußeren Umfangsoberfläche des Motorgehäuses 102 erzeugt, wobei der zweite Anschluss 106 elektrisch mit der zweiten Elektrode 105b verbunden ist.
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Wie in 11B gezeigt ist, ist eine zylindrische Motorabdeckung 107 an einem äußeren Umfang des elektrischen Motors 101 bereitgestellt. Genauer gesagt, ist ein Hauptkörper 108 in der Motorabdeckung 107 in einer zylindrischen Form ausgeformt, und ist der elektrische Motor 101 drehbar in einem Hohlraum 109 des Hauptkörpers 108 untergebracht. Ein erster Fensterabschnitt 110a und ein zweiter Fensterabschnitt 110b sind jeweils an einer peripheren Wand beziehungsweise Umfangswand des Hauptkörpers 108 ausgebildet. Ein erster Federarm 111a und ein zweiter Federarm 111b sind jeweils an dem ersten und dem zweiten Fensterabschnitt 110a und 110b bereitgestellt.
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Ein vorwärts bzw. nach vorne gerichtetes bzw. vorderseitiges Ende des ersten Federarms 111a ist in einer Bogenform erzeugt, welche durch den ersten Fensterabschnitt 110a eingeführt und nach innen zu der äußeren Umfangsoberfläche des Motorgehäuses 102 hin vorgespannt ist, an welchem der erste und der zweite Anschluss 106a und 106b ausgebildet sind. Auf dieselbe Art und Weise ist ein vorwärts gerichtetes Ende des zweiten Federarms 111b in einer Bogenform erzeugt, welche durch den zweiten Fensterabschnitt 110b eingeführt und nach innen zu der äußeren Umfangsoberfläche des Motorgehäuses 102 hin vorgespannt ist. Wenn das Motorgehäuse 102 in dem Hohlraum 109 in Drehung versetzt wird, wird jedes vorwärts gerichtete Ende des ersten und des zweiten Federarms 111a und 111b abwechselnd in Kontakt mit dem ersten und dem zweiten Anschluss 106a und 106b gebracht.
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Wenn die positive Spannung an den ersten Federarm 111a angelegt wird, während die negative Spannung an den zweiten Federarm 111b angelegt wird, wird während der Rotation des Motors 101 die positive Spannung über den ersten Federarm 111a periodisch und abwechselnd an den ersten und den zweiten Anschluss 106a und 106b angelegt, und wird die negative Spannung über den zweiten Federarm 111b periodisch und abwechselnd an den ersten und den zweiten Anschluss 106a und 106b angelegt. Infolge dessen wird die Spannung eines Wechselstroms der transparenten Heizeinrichtung 104 zugeführt, so dass Wärme an der transparenten Heizeinrichtung 104 erzeugt wird. Die an der transparenten Heizeinrichtung 104 erzeugte Wärme wird von der inneren hinteren Oberfläche der Objektivabdeckung 103 zu einer äußeren Oberfläche 103a der Objektivabdeckung 103 übertragen.
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In Übereinstimmung mit dem vorstehenden zweiten Ausführungsbeispiel ist die transparente Heizeinrichtung 104 an der inneren rückseitigen Oberfläche der Objektivabdeckung 103 bereitgestellt, um die Objektivabdeckung 103 zu erwärmen, und wird die Spannung des Wechselstroms der transparenten Heizeinrichtung 104 zugeführt, während der Motor 101 in Drehung versetzt ist. Demgemäß wird die an der transparenten Heizeinrichtung 104 erzeugte Wärme von der rückseitigen Oberfläche an die äußere Oberfläche 103a der Objektivabdeckung 103 übertragen, um dadurch zu verhindern, dass die äußere Oberfläche 103a der Objektivabdeckung 103 beschlägt. In anderen Worten ist es möglich, nicht nur die Anlagerungen zu entfernen, sondern auch einen Zustand des Beschlagens zu verhindern. Infolge dessen kann für den Benutzer (einen Fahrzeugführer) ein klares Bild bereitgestellt werden.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Nachstehend wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 12A bis 12D erklärt. Auf eine zu dem zweiten Ausführungsbeispiel ähnliche Weise unterscheidet sich das dritte Ausführungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass eine transparente Heizeinrichtung an einer inneren Oberfläche (einer der äußeren Oberfläche gegenüber liegenden rückseitigen Oberfläche) der Objektivabdeckung bereitgestellt ist. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch von dem zweiten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der transparenten Heizeinrichtung ein Gleichstrom als ein Ansteuerstrom für diese zugeführt wird.
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Eine Länge eines elektrischen Motors 201 in seiner axialen Richtung ist größer ausgestaltet als die des elektrischen Motors 9 des ersten Ausführungsbeispiels. Eine grundlegende Struktur für den Motor 201, zum Beispiel eine Struktur, bei welcher die Kameraeinheit in dem Hohlabschnitt bereitgestellt ist, ist dieselbe wie die des elektrischen Motors 9. Wie in 12A gezeigt ist, ist eine scheibenförmige Objektivabdeckung 203 an einem oberen Abschnitt eines Motorgehäuses 202 bereitgestellt, und ist eine transparente Heizeinrichtung 204 (eine erwärmende Einrichtung) an einer innenseitigen Oberfläche der Objektivabdeckung 203 bereitgestellt.
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Auf eine zu der transparenten Heizeinrichtung 104 des zweiten Ausführungsbeispiels ähnliche Weise ist die transparente Heizeinrichtung 204 zum Beispiel auf die folgende Art und Weise ausgebildet. Ein transparentes Heizelement ist auf einer Skala eines Glassubstrats oder eines Kunststoffsubstrats erzeugt. Eine erste Elektrode 205a und eine zweite Elektrode 205b sind jeweils an beiden Seitenenden des Heizelements erzeugt, so dass elektrische Leistung dem Heizelement über die erste und die zweite Elektrode 205a und 205b zugeführt wird. Zum Beispiel wird eine positive Spannung der ersten Elektrode 205a zugeführt, während eine negative Spannung der zweiten Elektrode 205b zugeführt wird. Wenn die elektrische Leistung wie vorstehend zugeführt wird, erzeugt die Heizeinrichtung 204 Wärme.
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Ein erster Anschluss 206a mit einer Ringform ist an einer äußeren Umfangsoberfläche des Motorgehäuses 202 erzeugt, wobei der erste Anschluss 206a elektrisch mit der ersten Elektrode 205a verbunden ist.
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Wie in 12B gezeigt ist, ist ein Hauptkörper 208 eines zylindrischen Elements 207 in einer zylindrischen Form ausgebildet, und ist ein Durchmesser eines Hohlabschnitts 209 (ein Innendurchmesser des zylindrischen Elements 207) so ausgeführt, dass er nahezu gleich einem äußeren Durchmesser des elektrischen Motors 201 ist. Eine Längslänge des zylindrischen Elements 207 ist so ausgeführt, dass sie kleiner ist als die des elektrischen Motors 201. Wie in 12C gezeigt ist, wird der elektrische Motor 201 in den Hohlabschnitt 209 des zylindrischen Elements 207 eingesetzt, so dass beide derselben miteinander verbunden werden, um eine integrale bzw. einstückige Einheit 210 zu bilden. Ein zweiter Anschluss 206b mit einer Ringform ist an einer äußeren Umfangsoberfläche des zylindrischen Elements 207 erzeugt, wobei der zweite Anschluss 206b elektrisch mit der zweiten Elektrode 205b verbunden ist, wenn der Motor 201 in das zylindrische Element 207 eingesetzt und mit diesem verbunden ist.
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Wie in 12D gezeigt ist, ist eine zylindrische Motorabdeckung 211 an einem äußeren Umfang des elektrischen Motors 201 bereitgestellt. Genauer gesagt ist ein Hauptkörper 212 der Motorabdeckung 211 in einer zylindrischen Form erzeugt, und ist die integrale Einheit 210 (der elektrische Motor 201 und das zylindrische Element 207) drehbar in einem Hohlraum 213 des Hauptkörpers 212 untergebracht. Ein Fensterabschnitt 214 ist an einer Umfangswand des Hauptkörpers 212 ausgebildet. Ein erster Federarm 215a und ein zweiter Federarm 215b sind jeweils an dem Fensterabschnitt 214 bereitgestellt.
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Jedes vorwärts bzw. nach vorne gerichtete bzw. vorderseitige Ende des ersten und des zweiten Federarms 215a und 21b ist in einer Bogenform ausgeführt, welche durch den Fensterabschnitt 214 eingeführt und nach innen zu der jeweiligen äußeren Umfangsoberfläche der integralen Einheit 210 vorgespannt ist, an welcher der erste und der zweite Anschluss 206a und 206b jeweils erzeugt sind. Daher wird in einem Zustand, in dem die integrale Einheit 210 drehbar in dem Hohlraum 213 der Motorabdeckung 211 untergebracht ist, das vorwärts gerichtete Ende des ersten Federarms 215a in Kontakt mit dem ersten Anschluss 206a gebracht, während das vorwärts gerichtete Ende des zweiten Federarms 215b in Kontakt mit dem zweiten Anschluss 206b gebracht wird.
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In Übereinstimmung mit der vorstehenden Struktur werden dann, wenn die positive Spannung an den ersten Federarm 215a angelegt wird, während die negative Spannung an den zweiten Federarm 215b. angelegt wird, während der elektrische Motor 201 betrieben wird, die positiven und negativen Spannungen kontinuierlich über die jeweiligen Federarme 215a und 215b an den ersten und dem zweiten Anschluss 206a und 206b angelegt. Infolge dessen wird während des Betriebs des elektrischen Motors 201 der transparenten Heizeinrichtung 204 Gleichstrom zugeführt, so dass an der Heizeinrichtung 204 die Wärme erzeugt wird. Die an der Heizeinrichtung 204 erzeugte Wärme wird gleichermaßen von der inneren rückseitigen Oberfläche der Objektivabdeckung 203 an eine äußere Oberfläche 203a der Objektivabdeckung 203 übertragen.
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In Übereinstimmung mit dem dritten Ausführungsbeispiel ist die transparente Heizeinrichtung 204 an der inneren rückseitigen Oberfläche der Objektivabdeckung 203 bereitgestellt, um die Objektivabdeckung 203 zu erwärmen, und wird die elektrische Leistung eines Gleichstroms der transparenten Heizeinrichtung 204 zugeführt, während der Motor 201 in Bewegung versetzt ist. Demgemäß wird auf dieselbe Art und Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die an der transparenten Heizeinrichtung 204 erzeugte Wärme von der rückseitigen Oberfläche an die äußere Oberfläche 203a der Objektivabdeckung 203 übertragen, um dadurch zu verhindern, dass die äußere Oberfläche 203a der Objektivabdeckung beschlägt. In anderen Worten ist es möglich, nicht nur die Anlagerungen zu entfernen, sondern auch den Zustand des Beschlagens zu verhindern. Infolge dessen kann für den Benutzer (einen Fahrzeugführer) ein klares Bild bereitgestellt werden.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auf verschiedene Arten wie nachstehend modifiziert oder erweitert werden.
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Der optische Sensor ist nicht auf die Kameraeinheit 10 beschränkt, sondern kann ein anderer Sensor sein, wie beispielsweise eine Lasereinrichtung, solange der Sensor eine Einrichtung mit einem Objektiv bzw. einer Linse zum optischen Messen physikalischer Größen ist.
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Der elektrische Motor 9 ist nicht auf den vorstehend erwähnten, nach dem Abduktionsprinzip arbeitenden Motor mit einem Außenläufer beschränkt, sondern kann eine nach einem so genannten Adduktionsprinzip arbeitende Art eines Motors mit einem Innenläufer sein, welcher einen Hohlraum aufweist, und in welchem ein Innenrotor in einem Inneren eines Stators angeordnet ist.
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Der Wasser abstoßende bzw. abweisende Film braucht nicht immer an der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 ausgebildet zu sein. Eine hydrophile bzw. Wasser aufnehmende Behandlung, eine Behandlung mit einem Fotokatalysator oder eine Antifouling bzw. Bewuchs verhindernde Behandlung kann für die äußere Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 ausgeführt werden, so dass die äußere Oberfläche 25a mit einem Wasser aufnehmenden Film, einem Fotokatalysatorfilm oder einem Bewuchs verhindernden Film beschichtet wird. Selbst in Übereinstimmung mit einer solchen Struktur ist es möglich, die Objektivabdeckung 25 in einem Zustand derart herzustellen, dass Anlagerungen nicht leicht, d. h nur schwer, an der äußeren Oberfläche 25a der Objektivabdeckung 25 anhaften können.
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Der optische Sensor kann in einem Metallgehäuse angeordnet werden, welches dann im Inneren des Hohlabschnitts 14 des elektrischen Motors 9 angeordnet wird. In einem solchen Fall ist es möglich, den optischen Sensor vor Rauschen bzw. Geräuschen zu schützen, welche(s) während des Betriebs des elektrischen Motors 9 erzeugt wird/werden. Es ist daher möglich, eine Situation dahin gehend zu vermeiden, dass der optische Sensor aufgrund der von dem Motor 9 herrührenden Geräusche fehlfunktioniert, oder dass die Bilder als ein Ergebnis einer solchen Fehlfunktion beeinträchtigt werden.
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Die Kameraanordnung 2 braucht nicht immer an dem Türknopf 7 der Heckklappe 6 des Fahrzeugs 4 angebracht zu sein, sondern kann an einem Stoßfänger, einem unteren Abschnitt eines an einer Fahrzeugtür angebrachten Seitenspiegels, oder einem Frontgrill des Fahrzeugs angebracht sein.
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Der Bildvergleichabschnitt 28 speichert Bildinformation, die von der Kameraeinheit 10 fotografiert wurde, und vergleicht die neueste Bildinformation mit der vorangehend gespeicherten Bildinformation. Wenn es keinen Unterschied zwischen der gegenwärtigen und der vorangehenden Bildinformation gibt, kann der Steuerabschnitt 26 den Betrieb des elektrischen Motors 9 anhalten. Wenn die Anlagerungen entfernt sind, tritt, selbst nachdem die Objektivabdeckung in Drehung versetzt wurde, keine Änderung in dem fotografierten Bild auf. Der Betrieb des elektrischen Motors 9 kann angehalten werden, wenn die Anlagerungen entfernt worden sind. infolge dessen ist es möglich, den Verbrauch elektrischer Leistung für die optische Sensoreinrichtung zu reduzieren. Wenn der Unterschied zwischen der Bildinformation verglichen (ermittelt) wird, kann der Unterschied jedes Bildelements ermittelt werden, oder kann ein relativer Unterschied (eine relative Änderung) zwischen den Bildern ermittelt werden.
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Der Betrieb des elektrischen Motors 9 kann auf der Grundlage einer der folgenden Bedingungen begonnen werden:
- – der Benutzer (der Fahrzeugführer) hat einen vorbestimmten Schalter betätigt;
- – der Benutzer erzeugte einen vorbestimmten Schall (welcher durch zum Beispiel ein Spracherkennungssystem ermittelt wird); und
- – die Klarheit von elektronischen Bildsignalen (datenverarbeiteten Bildsignalen) wird digitalisiert, und eine solche digitalisierte Klarheit ist geringer als ein vorbestimmter Wert (das heißt, wenn ermittelt wird, dass die Anlagerungen anhaften).
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Auf ähnliche Art und Weise kann der Betrieb des elektrischen Motors 9 angehalten werden, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
- – der Benutzer (der Fahrzeugführer) hat den vorbestimmten Schalter betätigt;
- – der Benutzer erzeugte den vorbestimmten Schall (welcher durch zum Beispiel ein Spracherkennungssystem ermittelt wird); und
- – die digitalisierte Klarheit für das Bild ist höher als ein vorbestimmter Wert (das heißt, wenn ermittelt wird, dass die Anlagerungen entfernt wurden).
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Ferner kann eine Zeitspanne für den Betrieb des elektrischen Motors 9 eine vorbestimmte Zeitspanne sein, oder kann der elektrische Motor 9 während einer Zeitspanne betrieben werden, in welcher irgend eine Betriebsbedingung erfüllt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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