JP2023547957A - 光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、湾曲部の下方に流体ノズルを配置することにより、光学装置の機能に影響を及ぼすことなく、より一層のコアンダ効果を発揮できる光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置に関し、湾曲部を含むカバーと、前記カバーの内部に光学デバイスが配置されたハウジングと、前記カバーの一側面に設置されて流体を供給する流体管と、前記流体を前記カバーへ噴射する流体ノズルと、含むことを特徴とする。

Description

本発明は、光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置に関し、より詳しくは、光学装置のカバーを、コアンダ効果を活用してきれいに維持するように洗浄する洗浄装置に関する。

現在、車両運転時に運転手を補助するための機能を持つ補助システムがますます多く搭載されている。このような補助システムは、例えば、カメラ、レーザー基盤のセンサー、赤外線センサーのような光学または光電子センサーであって、これらを介して車両周辺に対する情報を得ることができる。

これらのセンサーは、光を特定の制限された範囲で透過させるカバーを備え、該カバーは通常透明である。また、補助システムは車両の外部に搭載されるので、外部要因によって汚染されたりその機能が劣ったりしたら必要によって洗浄されなければならない。

このような問題点を解決するための洗浄装置として、韓国公開特許第１０－２０１９－０１３２５１１号が公開されている。該先行文献で提案する「洗浄デバイス」では、洗浄液ジェットが透明な要素の光学軸線に対して横方向に提供されているが、側面にノズルが設置されるため広角カメラの場合、カメラの機能に影響を及ぼし、デザインに制約条件が生ずるという問題点がある。

韓国公開特許第１０－２０１９－０１３２５１１号公報

したがって、本発明は前記した問題を解決するために案出されたものであって、その目的は、湾曲部の下方に流体ノズルを配置することにより、光学装置の機能に影響を及ぼすことなく、より一層のコアンダ効果を発揮できる、光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の実施態様による光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置は、湾曲部を含むカバーと、前記カバーの内部に光学デバイスが配置されたハウジングと、前記カバーの一側面に設置されて流体を供給する第１の流体管と、前記流体を前記カバーへ噴射する第１の流体ノズルと、を含んでいてもよい。

前記流体ノズルは、圧縮空気を噴射する第１のノズルと、液状の洗浄剤を噴射する第２のノズルと、で構成されてもよい。

前記第１の流体管を介して圧縮空気を供給し、前記第１の流体ノズルを介して圧縮空気を噴射し、これに加えて、液状の洗浄剤を供給する第２の流体管と、前記液状の洗浄剤を噴射する第２の流体ノズルと、をさらに含んでいてもよい。

前記第１の流体ノズルは、先端内側において前記湾曲部の端部に直線部を含んでいてもよい。

前記第１の流体ノズルは、カバーの直線部と、前記カバーの外部と一定の隙間を隔てて一定の外周面を取り囲む形態の方向誘導部と、で構成されてもよい。

前記流体ノズルは、前記カバーよりも低く位置するように形成されてもよい。

前記流体管は、圧縮空気を供給する第１の流体管と、第２の流体管に液状の洗浄剤を供給する洗浄剤供給装置と、をさらに含んで構成されてもよい。

前記洗浄剤供給装置は、液状の洗浄剤を保管する本体と、前記液状の洗浄剤を第２の流体管へ供給する供給バルブと、液状の洗浄剤を前記本体に補充するために真空を伝達する真空ラインと、で構成されてもよい。

前記洗浄剤供給装置は、液状の洗浄剤を保管する本体と、液状の洗浄剤を第２の流体管へ供給する供給バルブと、液状の洗浄剤を前記本体に補充するために真空を伝達する真空ラインと、で構成されてもよい。

前記真空ラインに連結されるポペットベルブの開放を防止する真空バルブをさらに含んでいてもよい。

前記洗浄剤供給装置は、車両の後方に取り付けられる時、主液状洗浄剤筒と前記本体とを連結して液状の洗浄剤が供給される供給ラインをさらに含んでいてもよい。

前記コンプレッサー及び前記洗浄剤供給装置を制御するための制御部をさらに含んでいてもよい。

前記制御部は、前記透過部の汚染を感知する手段の少なくとも一つの信号を入力されて前記コンプレッサー及び前記洗浄剤供給装置を制御してもよい。

以上説明したように、本発明による光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置によれば、湾曲部の下方に流体ノズルを配置することにより、光学装置の機能に影響を及ぼさないとともに洗浄するためのコアンダ効果をより一層発揮できる。

本発明による光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置を示した斜視図である。 本発明による光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置を示した断面図である。 本発明による光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置の流体ノズルの部分を示した拡大図である。 本発明による洗浄装置の洗浄剤供給方法を説明するための図である。

本発明は多様な変更を加えることができ、種々の実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されなければならない。

図面において、本発明の実施例は、図示の特定の形態に限定されるものではなく、明確性を期するために誇張されたものである。本明細書において特定の用語が使われたが、これらは本発明を説明するための目的で使われたものであり、意味の限定や特許請求の範囲に記載された本発明の権利範囲を制限するために使われたものではない。

本明細書において、「及び／または」という表現は、前後に並べられた構成要素の少なくとも一つを含む意味で使われる。また、「連結される／結合される」という表現は、他の構成要素と直接的に連結されるか、他の構成要素を介して間接的に連結されることを含む意味で使われる。本明細書において、単数形は文脈上別段言及がない限り複数形も含む。また、明細書で使われる「含む」または「包含する」と言及された構成要素、段階、動作、及び素子は、一つ以上の他の構成要素、段階、動作、及び素子の存在または追加を意味する。

実施例の説明において、各層（膜）、領域、パターンまたは構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッドまたはパターンの「上（ｏｎ）」にまたは「下（ｕｎｄｅｒ）」に形成されるという記載は、直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）または他の層を介在して形成されるものをすべて含む。各層の上または下に対する基準は、図面を基準に説明する。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明すれば次のようである。

図１は、本発明による光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置を示した斜視図であり、図２は、本発明による光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置を示した断面図であり、図３は、本発明による光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置の流体ノズル部分を示した拡大図であり、図４は、本発明による洗浄装置の洗浄剤供給方法を説明するための図である。

図１及び図２に示されているように、本発明による光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置２００は、カバー１００と、ハウジング３０と、流体管４０と、流体ノズル５０とで構成されることができる。

前記カバー１００は、透過部１０と、前記透過部１０外縁に形成された湾曲部２０とを含んでなり、カバー１００の内部には光学デバイス３１が配置されたハウジング３０が形成されることができる。

前記流体管４０は、前記カバー１００一側面に設置されて流体を供給するものであって、圧縮空気を供給する第１の流体管４１と、液状の洗浄剤を供給する第２の流体管４２とで構成されることができる。

前記流体ノズル５０は、前記流体管４０に供給された流体を前記湾曲部２０に沿って前記カバー１００の湾曲部２０側面に噴射する役割を果たす。前記流体ノズル５０は、圧縮空気を噴射する第１の流体ノズル５１と、液状の洗浄剤を噴射する第２の流体ノズル５２とで構成されることができる。この時、前記第２のノズル５２は、早い流速によるベルヌーイの定理に基づいて静圧が周辺よりも低くなった第１の流体ノズル５１の内側または出口に配置されることが望ましい。ここで、前記第１の流体ノズル５１の出口に位置する場合、外部の異物によって詰まる問題が発生する恐れがあるので、前記第１の流体ノズル５１の出口よりも静圧が高いが、外部汚染の問題において長所を有する前記第１の流体ノズル５１の内側に配置されることがより望ましい。

コアンダ効果は、流動の剥離が生じることなく湾曲部２０に沿って流れるほどより一層発揮できると言える。本発明者らは、数多くの実験を通じてコアンダ効果が一層安定に発揮されるために、つまり、流動の剥離が生じないように安定性を与えるためには、前記前記第１の流体ノズル５１の先端より前方に、第１の流体ノズル５１の内部において前記湾曲部２０の一端に直線部６０を含むことが有利であるということを見つけた。これに関連して、前記直線部６０に関する詳しい説明は、図３を参照して後述する。

一方、前記第１の流体ノズル５１は、カバー１００の前記直線部６０と、カバー１００の外部と一定の間隙を隔てて一定の外周面を取り囲む形態の方向誘導部５３とで構成される。

流体が前記方向誘導部５３と直線部６０との間の間隙を介して外部に噴射されるために、前記方向誘導部５３は、流体が湾曲部２０に沿って流れるように方向を誘導することで、流体は前記湾曲部２０が形成されたカバー１００に沿って流動されることができる。

この際、図１を参照すれば、前記流体ノズル５０のスリットの弦の長さｌは、前記透過部１０の直径と類似していることが良い。望ましくは、前記透過部１０の直径の８０～１００％の値を有することが有利である。もし、ｌが前記範囲よりも小さい場合、ノズルから出る流体は、洗浄対象透過部の一部の面積のみを洗浄するという問題点が発生し、ｌが前記範囲よりも大きい場合、流体が多く消耗するという問題点が発生するようになる。

図３に示したように、本発明による光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置２００の前記第１の流体ノズル５ｌは、第１の流体ノズル５１の先端より前方に第１の流体ノズル５１の内部において前記湾曲部２０一端に連結される直線部６０が形成されることが望ましい。

前記直線部６０が形成されていない場合は、前記湾曲部２０に第１の流体ノズル５１が位置するようになり、この場合ノズルの隙間を正確に設計しにくく、流体の流れ方向が不安定であることから前記湾曲部２０に沿って流れることができない場合、すなわち、流動の剥離が発生する場合がある。これを解決するために、流体は第１の流体ノズル５１から噴射される全ての流れ方向を安定化させる必要があるので、第１の流体ノズル５１内部に直線部６０が形成されなければならなくなり、第１の流体ノズル５１の先端は、前記直線部６０に位置することが望ましい。

図２～図３を参照すれば、前記流体管４０は、第１の流体管４１と、第２の流体管４２とで構成される。前記第１の流体管４１には、圧縮された空気が供給されて前記第１の流体ノズル５１を介して外部に噴射されて、このとき、圧縮された空気を供給するためには通常のコンプレッサーを使用すればよいので、コンプレッサーに対する説明を省略する。なお、本発明はカメラなどの光学装置だけではなく、車両のヘッドランプのような装置にも適用可能である。このように車両が走る場合には、車両の速度に応じた空気の動圧を用いると、別途のコンプレッサーを使用しなくても良い。

また、第２の流体管４２には、液状の洗浄剤が供給されて前記第２の流体ノズル５２を介して外部に噴射される。この時、液状の洗浄剤を供給するために、液体ポンプと、洗浄剤供給装置７０とをさらに含むこともできる。

前記液状の洗浄剤の供給のために、従来の液体ポンプを使用しても構わない。一方、液状の洗浄剤供給方法の実施例として、第１の流体ノズル５１付近の早い流速によるベルヌーイの定理に基づいて周辺よりも低くなった静圧を用いた前記洗浄剤供給装置でも液状の洗浄剤の供給が可能である。

図４を参照すれば、前記洗浄剤供給装置７０は、液状の洗浄剤を保管する本体７１と、液状の洗浄剤を第２の流体管４２に供給する供給バルブ７２と、液状の洗浄剤を前記本体７１に補充するために真空を伝達する真空ライン７３とで構成されることができる。ここで、前記本体７１は洗浄装置２００の位置によって、本来のワッシャー液を保管する筒であってもよく、下記ではこれを主液状洗浄剤筒７７と称する。

この時、前記真空ライン７３に連結されるポペットベルブ７５開放を防止する真空バルブ７４をさらに含むことができる。

前記供給バルブ７２は、持続的に動作されるか、前記透過部１０の汚染度合いによって間歇的に動作され、前記供給バルブ７２が動作するにおいて、本体７１の水位が低くなるにつれ、前記ポペットベルブ７５が開かれるという問題点が発生することができる。したがって、前記真空ライン７３には真空バルブ７４をさらに含むことができ、前記真空バルブ７４は、供給バルブ７２と相反するように動作されなければならない。ここで、前記ポペットベルブ７５の役割を代えるために、水位レベルセンサーとワッシャー液充填コントローラーをさらに含むことができる。

この時、前記洗浄剤供給装置７０が車両後方に取り付けられて、第１の流体ノズル５１付近のベルヌーイの定理に基づいて低くなった静圧で液状の洗浄剤を供給しにくいときには、洗浄装置２００近くに液状の洗浄剤を収容する本体７１を設けることができ、自動車のエンジン室に配置されている主液状洗浄剤筒７７と前記本体７１とを連結して液状の洗浄剤（ワッシャー液）が供給される供給ライン７６をさらに含むことができる。また、主液状洗浄剤筒７７から供給ライン７６を介した本体７１への液状の洗浄剤の補充のために、液体ポンプを用いてもよく、第１の流体ノズル付近のベルヌーイの定理に基づいて低くなった静圧を活用してもよい。

前記供給ライン７６は、前記真空ライン７３の真空力によって液状の洗浄剤を主液状洗浄剤筒７７から前記本体７１に補充できる。前記本体７１に液状の洗浄剤が充填されると、ポペットベルブ７５が浮かび上がって真空ライン７３を自動で塞ぐことで、前記本体７１に液状の洗浄剤がそれ以上満たされないようになる。

以下では、前記のコンプレッサー、洗浄剤供給装置７０、及び液体ポンプを、まとめて流体供給機器と通称して説明する。

一方、このような流体供給機器を制御するために洗浄装置２００には制御部をさらに含むことができ、天気を把握するためのセンサー、前記透過部１０の汚染度合いを把握するためのセンサー、及び汚染を感知する手段の少なくとも一つをさらに含むことができる。前記天気を把握するためのセンサーには、雨センサーと、振動センサーなどが挙げられる。

例えば、前記雨センサーは、車両の板ガラスに感知される赤外線反射率値を測定し、前記振動センサーは、車両の板ガラスで感知される振動値を測定することができる。前記雨センサー及び汚染センサーなどのセンサーで測定された値によって、雨が降るか否かを判断して供給機器を制御することで、省エネルギーを図ることができるとともにノイズ問題を著しく減らすことができる。

ここで、センサーとしては、天気を把握するためのセンサー、汚染センサー、振動センサーが挙げられているが、これらに限定されず色々な物理量などを検出する機器を指す。

前述のように、本発明による光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置２００は、センサー信号を入力されて流体供給機器を一つ以上制御して前記流体管４０に流体を供給することができる。この時、供給された流体が圧縮された空気である場合、第１の流体管４１に供給され、液状の洗浄剤である場合、第２の流体管４２に供給されることができる。また、供給された流体は、前記方向誘導部５３に沿って流動されて方向誘導部５３と直線部６０との間の隙間を介して外部に噴射される。すなわち、前記湾曲部２０に沿って前記カバー１００の湾曲部２０の側面に流体が噴射されることで、前記カバー１００を洗浄することができる。

ここで、汚染度合いによって洗浄段層が分けられる。例えば、透過部１０に小さい粒子のほこりが溜まった時などの汚染度合いが低い段階は、圧縮空気を短時間で噴射する方法を用いて洗浄が可能である。雨粒が落ちたり、未舗装道路を走る場合などの汚染度合いが中間である段階は、圧縮空気を連続して噴射して洗浄を行うことができる。最後に、泥水や濡れたほこりなどの汚染度合いの高い段階は、圧縮空気と液状の洗浄剤とを混合して使用する。圧縮空気を短時間の間１次噴射し、洗浄剤とともに２次噴射した後、洗浄剤の噴射は停止し、圧縮空気は短時間の間さらに噴射する手順で洗浄すると、少量の洗浄剤で洗浄効率を高めることができる。

以上述べたように、本発明は前述した特定の望ましい実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を持つ者であれば誰でも多様な変形実施が可能なことは勿論であり、そのような変更は請求範囲に記載の範囲内に含まれる。

２００ 光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置
１００ カバー
１０ 透過部
２０ 湾曲部
２１ 湾曲部の一端と直交する直線
３０ ハウジング
３１ 光学デバイス
４０ 流体管
４１ 第１の流体管
４２ 第２の流体管
５０ 流体ノズル
５１ 第１の流体ノズル
５２ 第２の流体ノズル
５３ 方向誘導部
６０ 直線部
７０ 洗浄剤供給装置
７１ 本体
７２ 供給バルブ
７３ 真空ライン
７４ 真空バルブ
７５ ポペットベルブ
７６ 供給ライン
７７ 主液状洗浄剤筒

Claims (12)

1. 光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置であって、
   透過部と前記透過部の外縁に形成された湾曲部を含むカバーと、
   前記カバーの内部に光学デバイスが配置されたハウジングと、
   前記カバーの一側面に設置されて流体を供給する第１の流体管と、
   前記流体を前記カバーへ噴射する第１の流体ノズルと、を含み、
   前記第１の流体ノズルは、前記第１の流体管に供給された流体を前記湾曲部に沿って前記カバーの湾曲部側面に噴射する役割を果たす、
   光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。
2. 前記洗浄装置には、
   前記第１の流体管を介して圧縮空気を供給し、前記第１の流体ノズルを介して圧縮空気を噴射し、これに加えて、液状の洗浄剤を供給する第２の流体管と、前記液状の洗浄剤を噴射する第２の流体ノズルと、をさらに含む、請求項１に記載の光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。
3. 前記第１の流体ノズルは、先端内側において前記湾曲部の端部に直線部を含む、請求項１または２に記載の光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。
4. 前記第１の流体ノズルは、
   カバーの直線部と、前記カバーの外部と一定の隙間を隔てて一定の外周面を取り囲む形態の方向誘導部と、を含んでなる、請求項１または２に記載の光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。
5. 前記第１の流体ノズルは、前記カバーよりも低く位置するように形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。
6. 前記第２の流体管は、液状の洗浄剤を供給する液体ポンプをさらに含む、請求項２に記載の光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。
7. 第１の流体管の流体を圧縮させるコンプレッサーと、前記第２の流体管に液状の洗浄剤を供給する洗浄剤供給装置と、をさらに含む、請求項２に記載の光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。
8. 前記洗浄剤供給装置は、液状の洗浄剤を保管する本体と、前記液状の洗浄剤を第２の流体管へ供給する供給バルブと、液状の洗浄剤を前記本体に補充するために真空を伝達する真空ラインと、で構成される、請求項７に記載の光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。
9. 前記真空ラインに連結されるポペットベルブの開放を防止する真空バルブをさらに含む、
   請求項８に記載の光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。
10. 前記洗浄剤供給装置は、車両の後方に取り付けられる時、主液状洗浄剤筒と前記本体とを連結して液状の洗浄剤が供給される供給ラインをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。
11. 前記コンプレッサー及び前記洗浄剤供給装置を制御するための制御部をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。
12. 前記制御部は、前記透過部の汚染を感知する手段の少なくとも一つの信号を入力されて前記コンプレッサーを制御することを特徴とする、請求項１１に記載の光学装置のカバーを洗浄するための洗浄装置。