JP6677348B2 - 洗浄装置および洗浄装置を備える撮像ユニット - Google Patents

Description

本発明は、洗浄装置および洗浄装置を備える撮像ユニットに関する。

車両の前部や後部に撮像ユニットを設けて、当該撮像ユニットで撮像した画像をナビケーションの画像などに利用することが広く行われている。このような撮像ユニットは、車外に設けられているので、外部を覆う透光体（レンズや保護ガラス）に雨滴、泥、塵埃等の異物が付着することがある。撮像ユニットの前面に異物が付着すると、当該撮像ユニットにて撮像した画像に付着した異物が映り込み、鮮明な画像が得られない。そのため、透光体の表面に洗浄液を吐出する洗浄装置を設けた撮像ユニットが開発されている。具体的に、特許文献１に洗浄装置を設けた撮像ユニットが記載されている。

特開２０１５−０５７３３８号公報

しかし、特許文献１に記載の洗浄装置は、ノズルの開口部から透光体の表面に洗浄液を吐出して透光体を洗浄する機能しか有しておらず、透光体の付着物の程度（汚れの程度）に関わらず同じ洗浄処理を行っていた。そのため、特許文献１に記載の洗浄装置では、透光体の付着物の程度がひどい状態に合わせて洗浄処理を設定した場合、透光体の付着物の程度が軽い状態でも過剰な洗浄処理を行い、無駄な洗浄液の吐出や無駄な電力消費をする課題があった。また、特許文献１に記載の洗浄装置では、透光体の付着物の程度が軽い状態に合わせて洗浄処理を設定した場合、透光体の付着物の程度がひどい状態のときには十分に透光体を洗浄できない課題があった。

そこで、本発明の目的は、透光体の付着物の程度に応じて、洗浄の程度を制御することができる洗浄装置および洗浄装置を備える撮像ユニットを提供する。

本発明の一形態に係る洗浄装置は、撮像素子を保持する保持部と、撮像素子の視野に配置される透光体と、透光体を振動させる振動素子と、振動素子を制御する制御部と、透光体の付着物により変化する振動素子の振動に関する電気的特性値を検出するモニタ部と、モニタ部で検出した電気的特性値を、制御部において判断する際の判断基準を記憶する記憶部とを備え、複数の判断基準には、モニタ部で検出した電気的特性値と比較する第１の閾値と、第１の閾値より大きい第２の閾値とを含み、制御部は、モニタ部で検出した電気的特性値が第１の閾値より大きい場合に透光体を第１の強度で振動させるように振動素子を制御し、モニタ部で検出した電気的特性値が第２の閾値より大きい場合に透光体を第１の強度より強い第２の強度で振動させるように、振動素子を制御する。

本発明の一形態に係る撮像ユニットは、上記に記載の洗浄装置を備える。

本発明によれば、制御部が、複数の判断基準に基づいてモニタ部で検出した電気的特性値を判断し、当該判断に応じて洗浄の程度を変えることで、過剰な洗浄や不十分な洗浄を低減することができる。

本発明の実施の形態１に係る撮像ユニットの構成を説明するための斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る撮像ユニットの構成を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態１に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態４に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態に係る撮像ユニットについて図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１に係る撮像ユニットについて図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る撮像ユニット１００の構成を説明するための斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る撮像ユニット１００の構成を説明するための断面図である。撮像ユニット１００は、筐体１、筐体１の一面に設けられた透明の保護カバー２、保護カバー２に洗浄液を吐出する開口部３１を有する洗浄ノズル３、保護カバー２を振動させる振動部１２、保護カバー２の内側に設けられた撮像部５を備えている。なお、撮像ユニット１００から撮像部５を除いた、筐体１、保護カバー２、洗浄ノズル３および振動部１２の構成が、撮像部５の撮像範囲に付着した異物（付着物）を洗浄する洗浄装置を構成している。

撮像部５は、図２に示すように筒状の本体部材４により支えられ、ベースプレート４ａに固定されている。ベースプレート４ａは、筐体１の一部に固定されている。そのため、筐体１は、本体部材４およびベースプレート４ａを介して撮像部５を保持する保持部として機能している。なお、保持部は、撮像部５を保持することができれば図２に示した構造に限定されない。

撮像部５内には、撮像素子を含む回路６が内蔵されている。撮像部５の撮像方向に、レンズモジュール７が固定されている。レンズモジュール７は、筒状体からなり、内部に複数のレンズ９が設けられている。なお、撮像部５の構造は、レンズ９の前方に位置している被撮像物を撮像し得る限り特に限定されるものではない。

筐体１は、角筒状で、たとえば金属や合成樹脂からなる。なお、筐体１は、円筒状などの他の形状であってもよい。筐体１の一端側にベースプレート４ａが固定され、筐体１の他端側に保護カバー２および振動部１２が設けられている。

振動部１２は、円筒状の形状を有している。振動部１２は、円筒状の第１の筒部材１３と、円筒状の第２の筒部材１４と、円筒状の圧電振動子１５とを有する。円筒状の圧電振動子１５は、２枚の円筒状の圧電板１６，１７を有する。２枚の圧電板１６，１７は、厚み方向において、一方の圧電板の分極方向と他方の圧電板の分極方向とが逆方向となっている。

なお、本発明において、振動部や圧電振動子については、円筒状の他、角筒状であってもよい。好ましくは、円筒状すなわちリング状の形状が用いられる。

圧電板１６，１７は、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスからなる。もっとも、（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ_３などの他の圧電セラミックスが用いられてもよい。さらにＬｉＴａＯ_３などの圧電単結晶が用いられてもよい。

圧電板１６，１７の両面には、図示しない電極が形成されている。この電極は、たとえばＡｇ／ＮｉＣｕ／ＮｉＣｒの積層構造を有する。

圧電振動子１５の下面に、円筒状の第１の筒部材１３が固定されている。第１の筒部材１３は、金属からなる。金属としては、ジュラルミン、ステンレスまたはコバールなどを用いることができる。もっとも、第１の筒部材１３は、導電性を有するＳｉなどの半導体からなるものであってもよい。

第１の筒部材１３の一部と、第２の筒部材１４の一部との間に圧電振動子１５が挟持されている。第１の筒部材１３及び第２の筒部材１４は、いずれも金属からなり、導電性を有する。圧電板１６，１７のそれぞれの電極に交流電界を印加することにより、圧電振動子１５を縦振動または横振動させることができる。第２の筒部材１４の一部においては、内周面に雌ネジ部が形成されている。それによって、第２の筒部材１４に、第１の筒部材１３がねじ込まれ、第１の筒部材１３が第２の筒部材１４に固定されている。このねじ込みより、圧電振動子１５の上面及び下面に、第１の筒部材１３の一部および第２の筒部材１４の一部が圧接されている。

従って、圧電振動子１５において生じた振動により、振動部１２全体が効率良く振動する。本実施の形態では、振動部１２が縦効果または横効果により効率よく励振される。

他方、第２の筒部材１４には、外側に張り出したフランジ部１４ｂが設けられている。フランジ部１４ｂが、筐体１の凹部に載置され、かつ固定されている。

第２の筒部材１４の端には、外側に張り出したフランジ部１４ｃが設けられている。このフランジ部１４ｂとフランジ部１４ｃとの間に連なる部分が、薄肉部１４ａである。薄肉部１４ａの厚みは、第１の筒部材１３の厚みよりも薄くなっている。そのため、筒状の薄肉部１４ａは、振動部１２の振動により大きく変位する。この薄肉部１４ａの存在により、振動、特に振幅の拡大を図ることができる。

フランジ部１４ｃに、保護カバー２が固定されている。保護カバー２は、被撮像物からの光を透光する透光体として機能している。保護カバー２は、一方向に開いた開口を有する。この開口の端が、フランジ部１４ｃに接合されている。この接合は、たとえば、接着剤やろう材を用いて接合されている。また、熱圧着や陽極接合などを用いてもよい。

保護カバー２は、フランジ部１４ｃに接合した端から延びるドーム状の形状を有している。本実施の形態では、このドーム状の形状が半球の形状とされている。なお、撮像部５は、たとえば１７０°の視野角を備える。もっとも、ドーム状の形状は半球状の形状に限定されるものではない。半球に、円筒を連ねた形状や、半球よりも小さい曲面形状などを有していてもよい。保護カバー２は、その全体が透光性を有している。本実施の形態では、保護カバー２がガラスからなる。もっとも、ガラスに限らず、透明なプラスチックスなどにより構成されていてもよい。あるいは、透光性のセラミックスにより構成されていてもよい。もっとも、用途によっては、強化ガラスを用いることが好ましい。それによって、強度を高めることができる。さらに、ガラスの場合には、表面に、強度を高めるために、ＤＬＣなどからなるコーティング層が形成されていてもよい。

保護カバー２内に、前述したレンズモジュール７および撮像部５が配置されている。この保護カバー２を通して外部の被撮像物の撮影が行われる。

筐体１には、保護カバー２に洗浄液を吐出する開口部３１を有する洗浄ノズル３が設けられている。洗浄ノズル３は、筒状形状で開口部３１を設けた反対側の端部から洗浄液が供給され、開口部３１から保護カバー２の端に洗浄液を吐出する。洗浄ノズル３の先端は、撮像部５の撮像範囲（視野）の外部にあり、開口部３１は、撮像部５の撮像画像に写り込む位置にはない。図２では、洗浄液の流れが矢印で示されている。この洗浄ノズル３は、洗浄液を吐出する吐出部として機能している。本実施の形態では、筐体１に洗浄ノズル３を１本設けた構成を示しているが、筐体１に洗浄ノズル３を複数本設けた構成であってもよい。

なお、本実施の形態では、撮像ユニット１００に設けた洗浄装置（以下、単に洗浄装置と称す）が洗浄ノズル３を備え、保護カバー２に洗浄液を吐出して洗浄することが可能な構成として説明するが、洗浄ノズル３を備えず保護カバー２を振動させることのみで洗浄を行う構成であってもよい。もちろん、洗浄装置は、洗浄ノズル３に加えて、または洗浄ノズル３に代えて別の構成（たとえば、エアブロワなど）を備えてもよい。

次に、洗浄装置の制御について図を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る撮像ユニット１００の洗浄装置の制御を説明するためのブロック図である。

洗浄装置は、振動部１２および吐出部５０を制御する制御部２０と、振動部１２の電気的特性値（共振周波数ｆｒ）を検出するモニタ部３０と、制御部２０に接続された記憶部４０とを備えている。吐出部５０は、洗浄ノズル３の開口部３１から洗浄液を吐出する構成を１つのブロックとして図示してある。

振動部１２は、保護カバー２に異物が付着していない初期状態において、振幅設定値Ｖ０（たとえば、３Ｖ）、周波数ｆ０の矩形波信号を制御部２０から入力して保護カバー２を共振振動させる。振動部１２には、振動を制御する自励振回路が設けられており、周波数ｆ０の共振周波数ｆｒで保護カバー２を共振振動させることができる。なお、共振周波数ｆｒは、保護カバー２の状態や環境温度等により変化する。

モニタ部３０は、共振振動させている振動部１２から一定周期で電気的特性値（共振周波数ｆｒ）を検出する。モニタしている共振周波数ｆｒは、保護カバー２の付着物の程度により値が変化する。一般に、保護カバー２に異物が付着した場合、モニタしている共振周波数ｆｒは小さくなる。特に、保護カバー２に付着した異物の量が多ければ多いほど、モニタしている共振周波数ｆｒは小さくなる。また、保護カバー２に同一量の異物が付着しても異物自体の質量が大きければ大きいほど、モニタしている共振周波数ｆｒは小さくなる。

制御部２０は、制御中枢としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵが動作するためのプログラムや制御データ等を記憶しているＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）、周辺機器との信号の整合性を保つための入出力インターフェイス等が設けられている。また、制御部２０は、記憶部４０に記憶された複数の判断基準に基づいてモニタ部３０でモニタしている共振周波数ｆｒを判断し、保護カバー２の付着物の程度（保護カバー２の状態）を把握する。さらに、制御部２０は、判断した保護カバー２の付着物の程度により、振動部１２に対して洗浄モードの強弱の指示を制御して保護カバー２の洗浄を行う。また、制御部２０は、判断した保護カバー２の付着物の程度により、吐出部５０に対して洗浄液の吐出のＯＮ・ＯＦＦを制御したり、洗浄液の多少の指示を制御したりして保護カバー２の洗浄を行う。

記憶部４０は、制御部２０に接続された不揮発性メモリ（たとえば、フラッシュメモリなど）であって、制御部２０で使用する判断基準が記憶されている。また、記憶部４０は、制御部２０で判断した保護カバー２の付着物の程度などの状態値を記憶させることも可能である。なお、記憶部４０は、制御部２０と物理的に分離されている必要はなく、制御部２０を構成するＣＰＵと共にワンチップ化されていてもよい。

記憶部４０には、複数の判断基準が記憶されている。記憶されている複数の判断基準は、同種の判断基準であっても、異なる種類の判断基準であってもよい。具体的に、同種の判断基準として、たとえばモニタ部３０で検出した電気的特性値と比較する第１の閾値と、第１の閾値とは異なる第２の閾値とがある。また、異なる種類の判断基準として、たとえばモニタ部３０で検出した電気的特性値と比較する閾値と、制御の継続時間とがある。なお、判断基準は、前述のように２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。３つ以上の判断基準を設定することで、モニタ部３０で検出した電気的特性値をそれぞれの判断基準で判断することで、保護カバー２の付着物の程度をより細かく把握することができる。さらに、洗浄装置は、当該判断に応じて振動部での振動の強さを多段階で制御するなどを可能にすることで、より効率的な保護カバー２の洗浄を行うことが可能になる。

次に、判断基準が、モニタ部３０で検出した電気的特性値と比較する第１の閾値と、第１の閾値とは異なる第２の閾値とのような同種の判断基準である場合の洗浄装置の制御について説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのタイミングチャートである。図４に示すタイミングチャートでは、上段がモニタ部３０から読み出した共振周波数ｆｒに対して初期値である周波数ｆ０を引いた差分値Δｆｒの波形、下段が振動部１２に対して洗浄モードの強弱の指示する波形が図示されている。

まず、制御部２０は、初期状態（時間０）において、モニタしている共振周波数ｆｒが周波数ｆ０、制御信号の設定値（振幅）がＶ０（たとえば、３Ｖ）、吐出部５０の動作がＯＦＦとなるモニタ動作モードに制御する。

制御部２０は、モニタ部３０から読み出した共振周波数ｆｒの値を直接、記憶部４０から読み出した判断基準と比較してもよいが、本実施の形態では、読み出した共振周波数ｆｒから初期値である周波数ｆ０を差し引いた差分値Δｆｒを電気的特性値として判断基準と比較している。制御部２０は、判断基準に基づいて差分値Δｆｒを判断して、保護カバー２の付着物の程度を把握する。

保護カバー２に異物（たとえば、水）が付着した状態（Ａ）の場合、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値より大きく、かつ第２の閾値以下なので、保護カバー２に比較的少量の異物が付着していると把握する。そして、制御部２０は、付着した異物を除去するために、振動部１２に対して振動を弱とする振幅設定値Ｖ１（たとえば、１０Ｖ）を設定して振動部１２を弱洗浄モードで動作させる。振動部１２は、弱洗浄モードで保護カバー２を振動させることで、保護カバー２に付着している異物を除去する。

振動部１２の動作により保護カバー２に付着していた異物が減少し、それに伴い差分値Δｆｒの値も小さくなる。付着した異物が減少した状態（Ｂ）の場合、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値以下なので、付着した異物が除去されたと判断する。そして、制御部２０は、モニタ動作モードに戻すため、振動部１２に対して振幅設定値Ｖ０を設定して振動部１２を動作させる。振動部１２は、モニタ動作モードで保護カバー２を振動させる。

次に、保護カバー２に異物（たとえば、水）が付着した状態（Ｃ）の場合、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値より大きく、かつ第２の閾値より大きいので、保護カバー２に比較的多量の異物が付着していると把握する。そして、制御部２０は、付着した異物を除去するために、振動部１２に対して振動を強とする振幅設定値Ｖ２（たとえば、１５Ｖ）を設定して振動部１２を強洗浄モードで動作させる。振動部１２は、強洗浄モードで保護カバー２を強く振動させることで、保護カバー２に付着している異物を強力に除去する。

振動部１２の動作により保護カバー２に付着していた異物が減少し、それに伴い差分値Δｆｒの値も小さくなる。付着した異物が減少した状態（Ｄ）の場合、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値より大きく、かつ第２の閾値以下なので、付着した異物が除去され比較的少量になったと把握する。そして、制御部２０は、比較的少量になった異物を除去するために、振動部１２に対して弱洗浄モードで動作させる。

振動部１２の動作により保護カバー２に付着していた異物がさらに減少し、それに伴い差分値Δｆｒの値もさらに小さくなる。付着した異物がさらに減少した状態（Ｅ）の場合、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値以下なので、付着した異物が除去されたと判断する。そして、制御部２０は、モニタ動作モードに戻すため、振動部１２に対して振幅設定値Ｖ０を設定して振動部１２を動作させる。振動部１２は、モニタ動作モードで保護カバー２を振動させる。

図４に示した洗浄装置の制御について、フローチャートを用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２０は、振動部１２をモニタ動作モードで動作させる（ステップＳ５１）。制御部２０は、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ５２）。差分値Δｆｒが第１の閾値以下の場合（ステップＳ５２でＹＥＳ）、制御部２０は、処理をステップＳ５１に戻し、振動部１２をモニタ動作モードで動作させ続ける。

差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ５２でＮＯ）、制御部２０は、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが判断基準の第２の閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ５３）。差分値Δｆｒが第２の閾値以下の場合（ステップＳ５３でＮＯ）、制御部２０は、振動部１２を弱洗浄モードの設定で動作させる（ステップＳ５４）。制御部２０は、振動部１２を弱洗浄モードで動作させている間も、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ５５）。差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ５５でＮＯ）、制御部２０は、処理をステップＳ５４に戻し、振動部１２を弱洗浄モードで動作させ続ける。

ステップＳ５３に戻って、差分値Δｆｒが第２の閾値より大きい場合（ステップＳ５３でＹＥＳ）、制御部２０は、振動部１２を強洗浄モードの設定で動作させる（ステップＳ５６）。制御部２０は、振動部１２を強洗浄モードで動作させている間も、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ５７）。差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ５７でＮＯ）、制御部２０は、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが第２の閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ５８）。

差分値Δｆｒが第２の閾値以下の場合（ステップＳ５８でＮＯ）、制御部２０は、処理をステップＳ５４に戻し、振動部１２を弱洗浄モードの設定で動作させる。差分値Δｆｒが第２の閾値より大きい場合（ステップＳ５８でＹＥＳ）、制御部２０は、処理をステップＳ５６に戻し、振動部１２を強洗浄モードの設定で動作させ続ける。

ステップＳ５５およびステップＳ５７で、差分値Δｆｒが第１の閾値以下の場合（ＹＥＳ）、制御部２０は、動作を終了させる操作を受付けたか否かを判断する（ステップＳ５９）。具体的に、撮像ユニットの電源をＯＦＦする操作などが、動作を終了させる操作である。動作を終了させる操作を受付けた場合（ステップＳ５９でＹＥＳ）、制御部２０は、処理を終了する。動作を終了させる操作を受付けていない場合（ステップＳ５９でＮＯ）、制御部２０は、処理をステップＳ５１に戻し、振動部１２をモニタ動作モードで動作させ続ける。

以上のように、本実施の形態１に係る撮像ユニット１００では、洗浄装置を備えている。この洗浄装置は、撮像部５を保持する筐体１と、撮像部５の視野に配置される保護カバー２と、保護カバー２を振動させる振動部１２と、振動部１２を制御する制御部２０と、振動部１２の振動に関する電気的特性値を検出するモニタ部３０と、モニタ部３０で検出した電気的特性値を、制御部２０において判断する際の判断基準を記憶する記憶部４０とを備える構成である。そして、制御部２０は、記憶部４０に記憶された複数の判断基準に基づいて電気的特性値を判断し、当該判断に応じて振動部１２を制御して前記透光体の表面を洗浄する。

そのため、本実施の形態１に係る洗浄装置は、複数の判断基準に基づいてモニタ部３０で検出した電気的特性値を判断することで、保護カバー２の付着物の程度（保護カバー２の状態）を把握することができる。そして、洗浄装置は、当該判断に応じて洗浄の程度を制御することができ、過剰な洗浄や不十分な洗浄を低減することができる。

本実施の形態１に係る洗浄装置は、複数の判断基準に、モニタ部３０で検出した電気的特性値と比較する第１の閾値と、第１の閾値とは異なる第２の閾値とを含む。制御部２０は、モニタ部３０で検出した電気的特性値が第１の閾値より大きい場合に保護カバー２を弱（第１の強度）で振動させ、モニタ部３０で検出した電気的特性値が第２の閾値より大きい場合に保護カバー２を弱（第１の強度）と異なる強（第２の強度）で振動させるように、振動部１２を制御する。なお、第１の閾値は、第２の閾値に比べて小さい値であるとして説明したが、第２の閾値に比べて大きい値であってもよい。

そのため、本実施の形態１に係る洗浄装置は、第１の閾値と第２の閾値とに基づいて電気的特性値を判断することで、保護カバー２の付着物の程度を把握し、当該判断に応じて洗浄の程度を制御することができる。

また、本実施の形態１に係る洗浄装置は、モニタ部３０において一定周期で電気的特性値を検出しているので、振動部１２の振動をモニタすることができ、保護カバー２に異物が付着したことを素早く検知して、保護カバー２の洗浄を開始することができる。さらに、本実施の形態１に係る洗浄装置は、複数の判断基準（たとえば、第１の閾値および第２の閾値）と電気的特性値とを比較することで、保護カバー２の付着物の程度を知ることができるので、保護カバー２を振動させる強さを付着物の程度に応じて効率良く設定することができる。

また、本実施の形態１に係る洗浄装置では、保護カバー２の付着物の程度を把握しているので、必要以上の強さで保護カバー２を振動させて、無駄な電力を消費することがない。さらに、本実施の形態１に係る洗浄装置では、保護カバー２の付着物の程度を把握しているので、徐々に振動の強さを増加させていき付着した異物を除去するような制御が不要となるため、洗浄の時間を短縮することができる。

差分値Δｆｒは、制御部２０で、読み出した共振周波数ｆｒから周波数ｆ０を差し引くことで算出することができると説明した。ここで、周波数ｆ０は、保護カバー２に異物が付着していない初期状態の値であるとしているが、電源投入時などのタイミングに毎回取得する値としても、あらかじめ記憶されている固定値であるとしてもよい。なお、周波数ｆ０を毎回取得することで、圧電振動子の特性が経時的に変化した場合でも、現時点で異物が付着していない状態を初期値として再定義することができるメリットがある。一方、周波数ｆ０を固定値とすることで、初期状態で異物が付着していることに気がつかずに初期値を設定してしまうリスクを回避することができるメリットがある。

電気的特性値として、自励振回路の共振周波数ｆｒを用いると説明した。具体的に、共振周波数ｆｒを読み出す方法は、自励振回路に周波数−電圧変換回路を組み込み、共振周波数ｆｒを電圧値として読み出す方法などがある。電気的特性値としては、共振周波数ｆｒに限定されるものではなく、たとえば、共振インピーダンスや、共振インピーダンス比、駆動回路の消費電流値などであってもよい。

（実施の形態２）
実施の形態１に係る洗浄装置では、保護カバー２の付着物の程度に応じて、制御部２０で振動部１２の振動の強弱を制御するのみであった。本実施の形態に係る洗浄装置では、保護カバー２の付着物の程度に応じて、振動部１２の振動以外に、洗浄ノズルから吐出した洗浄液で洗浄する制御を行う構成について説明する。

図６は、本発明の実施の形態２に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのタイミングチャートである。図６に示すタイミングチャートでは、上段がモニタ部３０から読み出した共振周波数ｆｒに対して初期値である周波数ｆ０を引いた差分値Δｆｒの波形、中段に振動部１２に対して洗浄モードでの動作を指示する波形、下段が吐出部５０に対して洗浄液を吐出する動作を指示する波形が図示されている。

まず、制御部２０は、初期状態（時間０）において、モニタしている共振周波数ｆｒが周波数ｆ０、制御信号の設定値（振幅）がＶ０（たとえば、３Ｖ）、吐出部５０の動作がＯＦＦとなるモニタ動作モードに制御する。

制御部２０は、読み出した共振周波数ｆｒから初期値である周波数ｆ０を差し引いた差分値Δｆｒを電気的特性値とし、判断基準に基づいて差分値Δｆｒを判断して、保護カバー２の付着物の程度を把握する。

保護カバー２に異物（たとえば、水）が付着した状態（ａ）の場合、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値より大きく、かつ第２の閾値以下なので、比較的少量の異物が付着していると把握する。そして、制御部２０は、付着した異物を除去するために、振動部１２に対して振動する振幅設定値Ｖ３（たとえば、１０Ｖ）を設定して振動部１２を洗浄モードで動作させる。振動部１２は、洗浄モードで保護カバー２を振動させることで、保護カバー２に付着している異物を除去する。

振動部１２の動作により保護カバー２に付着していた異物が減少し、それに伴い差分値Δｆｒの値も小さくなる。付着した異物が減少した状態（ｂ）の場合、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値以下なので、付着した異物が除去されたと判断する。そして、制御部２０は、モニタ動作モードに戻すため、振動部１２に対して振幅設定値Ｖ０を設定して振動部１２を動作させる。振動部１２は、モニタ動作モードで保護カバー２を振動させる。

次に、保護カバー２に異物（たとえば、水）が付着した状態（ｃ）の場合、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値より大きく、かつ第２の閾値より大きいので、比較的多量の異物が付着していると把握する。そして、制御部２０は、付着した異物を除去するために、振動部１２を洗浄モードで動作させると共に、洗浄液を吐出するＯＮの信号を吐出部５０に出力して、吐出部５０を動作させる。吐出部５０は、保護カバー２に洗浄液を吐出することで、保護カバー２に付着している異物を強力に除去する。

振動部１２の動作により保護カバー２に付着していた異物が減少し、それに伴い差分値Δｆｒの値も小さくなる。付着した異物が減少した状態（ｄ）の場合、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値より大きく、かつ第２の閾値以下なので、付着した異物が除去され比較的少量になったと把握する。そして、制御部２０は、比較的少量になった異物を除去するために、洗浄液を吐出しないＯＦＦの信号を吐出部５０に出力して、吐出部５０を停止させ、振動部１２のみ動作させる。

図６からも分かるように、洗浄装置は、状態（ｃ）から状態（ｄ）の間、保護カバー２を強力に洗浄するため、振動部１２で保護カバー２を振動させつつ、保護カバー２に洗浄液を吐出して洗浄を行っている。しかし、これに限られず、洗浄装置は、洗浄液を吐出するＯＮの期間、振動部１２で保護カバー２を振動させる洗浄する動作を停止してモニタ動作モードで動作させてもよい。また、洗浄装置は、判断基準を３つにして、振動部１２で保護カバー２を振動させる洗浄のみ、保護カバー２に洗浄液を吐出して洗浄するのみ、振動部１２で保護カバー２を振動させつつ、保護カバー２に洗浄液を吐出して洗浄する３段階で洗浄を行ってもよい。

振動部１２の動作により保護カバー２に付着していた異物がさらに減少し、それに伴い差分値Δｆｒの値もさらに小さくなる。付着した異物がさらに減少した状態（ｅ）の場合、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値以下なので、付着した異物が除去されたと判断する。そして、制御部２０は、モニタ動作モードに戻すため、振動部１２に対して振幅設定値Ｖ０を設定して振動部１２を動作させる。振動部１２は、モニタ動作モードで保護カバー２を振動させる。

図６に示した洗浄装置の制御について、フローチャートを用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態２に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２０は、振動部１２をモニタ動作モードで動作させる（ステップＳ７１）。制御部２０は、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ７２）。差分値Δｆｒが第１の閾値以下の場合（ステップＳ７２でＹＥＳ）、制御部２０は、処理をステップＳ７１に戻し、振動部１２をモニタ動作モードで動作させ続ける。

差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ７２でＮＯ）、制御部２０は、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが判断基準の第２の閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ７３）。差分値Δｆｒが第２の閾値以下の場合（ステップＳ７３でＮＯ）、制御部２０は、振動部１２を洗浄モードの設定で動作させる（ステップＳ７４）。制御部２０は、振動部１２を洗浄モードで動作させている間も、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ７５）。差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ７５でＮＯ）、制御部２０は、処理をステップＳ７４に戻し、振動部１２を洗浄モードで動作させ続ける。

ステップＳ７３に戻って、差分値Δｆｒが第２の閾値より大きい場合（ステップＳ７３でＹＥＳ）、制御部２０は、吐出部５０に洗浄液を吐出する設定で動作させる（ステップＳ７６）。なお、制御部２０は、吐出部５０に洗浄液を吐出する動作をさせている間、振動部１２を洗浄モードで動作させる制御を行うが、振動部１２を洗浄モードで動作させない制御であってもよい。制御部２０は、吐出部５０に洗浄液を吐出する動作をさせている間も、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ７７）。差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ７７でＮＯ）、制御部２０は、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが第２の閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ７８）。

差分値Δｆｒが第２の閾値以下の場合（ステップＳ７８でＮＯ）、制御部２０は、処理をステップＳ７４に戻し、吐出部５０に洗浄液を吐出させずに、振動部１２を洗浄モードで動作させる。差分値Δｆｒが第２の閾値より大きい場合（ステップＳ７８でＹＥＳ）、制御部２０は、処理をステップＳ７６に戻し、吐出部５０に洗浄液を吐出する設定で動作させ続ける。

ステップＳ７５およびステップＳ７７で、差分値Δｆｒが第１の閾値以下の場合（ＹＥＳ）、制御部２０は、動作を終了させる操作を受付けたか否かを判断する（ステップＳ７９）。動作を終了させる操作を受付けた場合（ステップＳ７９でＹＥＳ）、制御部２０は、処理を終了する。動作を終了させる操作を受付けていない場合（ステップＳ７９でＮＯ）、制御部２０は、処理をステップＳ７１に戻し、振動部１２をモニタ動作モードで動作させ続ける。

以上のように、本実施の形態２に係る洗浄装置では、保護カバー２の表面に洗浄体を吐出させる吐出部５０をさらに備えている。そして、制御部２０は、モニタ部３０で検出した電気的特性値が第２の閾値より大きい場合に吐出部５０から洗浄体を吐出させる。

保護カバー２を振動させることのみで洗浄を行う場合、水や少量の雪などを除去することは可能であるが、付着力の強い泥や油などを十分に洗浄することが難しい虞があった。そのため、本実施の形態２に係る洗浄装置では、保護カバー２を振動させる洗浄よりも、付着物を除去する力（洗浄力）が強い吐出部５０による洗浄を利用している。しかし、吐出部５０による洗浄は、洗浄液を利用することから、付着物の程度に関わらず利用すると、多量の洗浄液をタンクに保持しておく必要があり、車両の重量化を招き燃費を悪化させてしまう虞があった。

そこで、本実施の形態２に係る洗浄装置では、付着物の程度に応じて、保護カバー２を振動させる洗浄と、吐出部５０による洗浄とを組み合わせて保護カバー２の洗浄を行っている。具体的に、洗浄装置では、付着物の程度が軽い状態の場合、保護カバー２を振動させる洗浄を利用し、付着物の程度がひどい状態の場合、吐出部５０による洗浄を利用することで、洗浄液の使用量を少なくしている。さらに、洗浄装置では、付着物の程度がひどい状態の場合に、保護カバー２の振動と共に吐出部５０による洗浄を協働させることにより、単に吐出部５０による洗浄を行ったときに比べて、効率的に付着物を除去することができる。

もちろん、制御部２０は、モニタ部３０で検出した電気的特性値が第２の閾値より大きい場合に保護カバー２を振動させる制御に代えて、吐出部５０から洗浄体を吐出させる洗浄のみを行ってもよい。また、吐出部５０からの洗浄体は、洗浄液ではなくエアであってもよく、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値より大きく、かつ第２の閾値以下の場合に、吐出部５０がエアを吐出して保護カバー２を洗浄し、差分値Δｆｒが第２の閾値より大きい場合に、振動部１２を洗浄モードで動作させて保護カバー２を洗浄してもよい。

（実施の形態３）
実施の形態１に係る洗浄装置では、判断基準が、モニタ部３０で検出した電気的特性値と比較する第１の閾値と、第１の閾値とは異なる第２の閾値とのような同種の判断基準である場合について説明した。本実施の形態に係る洗浄装置では、判断基準が異なる種類である場合について説明する。

本実施の形態に係る判断基準は、モニタ部３０で検出した電気的特性値と比較する閾値と、制御の継続時間とのような異なる種類の判断基準であるとする。図８は、本発明の実施の形態３に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２０は、振動部１２をモニタ動作モードで動作させる（ステップＳ８１）。制御部２０は、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ８２）。差分値Δｆｒが第１の閾値以下の場合（ステップＳ８２でＹＥＳ）、制御部２０は、処理をステップＳ８１に戻し、振動部１２をモニタ動作モードで動作させ続ける。

差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ８２でＮＯ）、制御部２０は、振動部１２を弱洗浄モードの設定で動作させる（ステップＳ８３）。制御部２０は、振動部１２を弱洗浄モードで動作させている間も、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ８４）。差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ８４でＮＯ）、制御部２０は、弱洗浄モードで動作させている継続時間が判断基準のＴ２時間より短いか否かを判断する（ステップＳ８５）。継続時間がＴ２時間より短い場合（ステップＳ８５でＹＥＳ）、制御部２０は、処理をステップＳ８３に戻し、振動部１２を弱洗浄モードで動作させ続ける。

継続時間がＴ２時間以上となった場合（ステップＳ８５でＮＯ）、制御部２０は、振動部１２を強洗浄モードで動作させる（ステップＳ８６）。つまり、制御部２０は、保護カバー２を振動させる洗浄をＴ２時間行っても、付着物の状態が変化しないので、振動部１２をより洗浄力が強力な強洗浄モードで動作させる。制御部２０は、振動部１２を強洗浄モードで動作させている間も、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ８７）。差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ８７でＮＯ）、制御部２０は、強洗浄モードで動作させている継続時間が判断基準のＴ３時間より長いか否かを判断する（ステップＳ８８）。

継続時間がＴ３時間以下の場合（ステップＳ８８でＮＯ）、制御部２０は、処理をステップＳ８６に戻し、振動部１２を強洗浄モードの設定で動作させ続ける。継続時間がＴ３時間より長くなった場合（ステップＳ８８でＹＥＳ）、制御部２０は、処理をステップＳ８３に戻し、振動部１２を弱洗浄モードの設定で動作させる。

ステップＳ８４およびステップＳ８７で、差分値Δｆｒが第１の閾値以下の場合（ＹＥＳ）、制御部２０は、動作を終了させる操作を受付けたか否かを判断する（ステップＳ８９）。具体的に、撮像ユニットの電源をＯＦＦする操作などが、動作を終了させる操作である。動作を終了させる操作を受付けた場合（ステップＳ８９でＹＥＳ）、制御部２０は、処理を終了する。動作を終了させる操作を受付けていない場合（ステップＳ８９でＮＯ）、制御部２０は、処理をステップＳ８１に戻し、振動部１２をモニタ動作モードで動作させ続ける。

以上のように、本実施の形態３に係る洗浄装置では、複数の判断基準に、モニタ部３０で検出した電気的特性値と比較する閾値と、制御の継続時間とを含んでいる。そして、制御部２０は、モニタ部３０で検出した電気的特性値が閾値を超えた場合に保護カバー２を弱（第１の強度）で振動させ、弱（第１の強度）での振動が継続時間を経過した後であっても、モニタ部３０で検出した電気的特性値が閾値を超える場合に保護カバー２を弱（第１の強度）と異なる強（第２の強度）で振動させるように、振動部１２を制御する。

そのため、本実施の形態３に係る洗浄装置は、異なる種類の判断基準に基づいてモニタ部３０で検出した振動部１２の振動を判断することで、保護カバー２の付着物の程度（保護カバー２の状態）を把握することができる。そして、本実施の形態３に係る洗浄装置は、保護カバー２の付着物の程度に応じて、洗浄の程度を制御することができ、過剰な洗浄や不十分な洗浄を低減することができる。

なお、洗浄装置は、弱（第１の強度）での振動が継続時間を経過した後であっても、モニタ部３０で検出した電気的特性値が閾値を超える場合に吐出部５０から洗浄体を吐出させるようにしてもよい。また、洗浄装置は、弱（第１の強度）での振動が継続時間を経過した後であっても、モニタ部３０で検出した電気的特性値が閾値を超える場合に保護カバー２を強（第２の強度）で振動させる制御に代えて、吐出部５０から洗浄体を吐出させてもよい。吐出部５０による洗浄の継続時間を制限（たとえば、Ｔ３時間以下）することで、より効率的な付着物の除去が可能になると共に、洗浄液が保護カバー２に吐出することで付着物が除去されているにも関わらず、洗浄液を吐出し続ける問題を回避することができる。さらに、吐出部５０からの洗浄体は、洗浄液ではなくエアであってもよく、制御部２０は、差分値Δｆｒが判断基準の閾値を超えた場合に、吐出部５０がエアを吐出して保護カバー２を洗浄し、エアの吐出が継続時間を経過した後であっても、モニタ部３０で検出した電気的特性値が閾値を超える場合に振動部１２を洗浄モードで動作させて保護カバー２を洗浄してもよい。なお、制御部２０は、吐出部５０がエアを吐出して保護カバー２を洗浄している間、振動部１２で保護カバー２を振動させてもよい。

（実施の形態４）
実施の形態１に係る洗浄装置では、保護カバー２の付着物の程度に応じて、制御部２０で振動部１２の振動の強弱を制御するのみであった。本実施の形態に係る洗浄装置では、保護カバー２の付着物の程度に応じて、洗浄力の異なる洗浄体を吐出して保護カバー２を洗浄する制御について説明する。

本実施の形態に係る洗浄装置では、図１に示す洗浄ノズル３以外に、エアを吐出するブロワノズル（図示せず）が筐体１に設けられているものとする。また、ブロワノズルからのエアの吐出は、制御部２０が吐出部５０にエアを吐出するＯＮと吐出しないＯＦＦとを指示することで行うものとする。

図９は、本発明の実施の形態４に係る撮像ユニットの洗浄装置の制御を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２０は、振動部１２をモニタ動作モードで動作させる（ステップＳ９１）。制御部２０は、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが判断基準の第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ９２）。差分値Δｆｒが第１の閾値以下の場合（ステップＳ９２でＹＥＳ）、制御部２０は、処理をステップＳ９１に戻し、振動部１２をモニタ動作モードで動作させ続ける。

差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ９２でＮＯ）、制御部２０は、吐出部５０にブロワノズルからエア（第１の洗浄体）を吐出する設定で動作させる（ステップＳ９３）。制御部２０は、吐出部５０にエア（第１の洗浄体）を吐出する動作をさせている間も、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ９４）。差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ９４でＮＯ）、制御部２０は、吐出部５０にエア（第１の洗浄体）を吐出する動作をさせている継続時間が判断基準のＴ２時間より短いか否かを判断する（ステップＳ９５）。継続時間がＴ２時間より短い場合（ステップＳ９５でＹＥＳ）、制御部２０は、処理をステップＳ９３に戻し、吐出部５０にエア（第１の洗浄体）を吐出する動作をさせ続ける。

継続時間がＴ２時間以上となった場合（ステップＳ９５でＮＯ）、制御部２０は、吐出部５０に洗浄液（第２の洗浄体）を吐出する設定で動作させる（ステップＳ９６）。つまり、制御部２０は、エア（第１の洗浄体）を吐出する洗浄をＴ２時間行っても、付着物の状態が変化しないので、より洗浄力が強力な洗浄液（第２の洗浄体）を吐出する洗浄を行う。なお、制御部２０は、吐出部５０に洗浄液を吐出する動作をさせている間、エア（第１の洗浄体）を吐出する動作を行わないように制御するが、エア（第１の洗浄体）を吐出する動作を行うように制御してもよい。制御部２０は、吐出部５０に洗浄液を吐出する動作をさせている間も、モニタしている電気的特性値の差分値Δｆｒが第１の閾値以下か否かを判断する（ステップＳ９７）。差分値Δｆｒが第１の閾値より大きい場合（ステップＳ９７でＮＯ）、制御部２０は、洗浄モードで動作させている継続時間が判断基準のＴ３時間より長いか否かを判断する（ステップＳ９８）。

継続時間がＴ３時間以下の場合（ステップＳ９８でＮＯ）、制御部２０は、処理をステップＳ９６に戻し、吐出部５０に洗浄液を吐出する設定で動作させ続ける。継続時間がＴ３時間より長くなった場合（ステップＳ９８でＹＥＳ）、制御部２０は、処理をステップＳ９３に戻し、吐出部５０に洗浄液を吐出させずに、エアを吐出する動作をさせる。つまり、制御部２０は、長時間、洗浄液が撮像範囲に写り込むことを回避するため、Ｔ３時間より長く洗浄液による洗浄を行わないように制御している。

ステップＳ９４で、差分値Δｆｒが第１の閾値以下の場合（ＹＥＳ）、制御部２０は、動作を終了させる操作を受付けたか否かを判断する（ステップＳ９９）。具体的に、撮像ユニットの電源をＯＦＦする操作などが、動作を終了させる操作である。動作を終了させる操作を受付けた場合（ステップＳ９９でＹＥＳ）、制御部２０は、処理を終了する。動作を終了させる操作を受付けていない場合（ステップＳ９９でＮＯ）、制御部２０は、処理をステップＳ９１に戻し、振動部１２をモニタ動作モードで動作させ続ける。

以上のように、本実施の形態４に係る洗浄装置では、複数の判断基準に、モニタ部３０で検出した電気的特性値と比較する閾値と、制御の継続時間とを含んでいる。また、洗浄装置は、保護カバー２の表面にエア（第１の洗浄体）と、エア（第１の洗浄体）よりも強力な洗浄力を有する洗浄液（第２の洗浄体）とを吐出させる吐出部５０をさらに備えている。そして、制御部２０は、モニタ部３０で検出した電気的特性値が閾値を超えた場合に吐出部５０からエア（第１の洗浄体）を吐出させ、エア（第１の洗浄体）の吐出が継続時間（Ｔ２時間）を経過した後であっても、モニタ部３０で検出した電気的特性値が閾値を超える場合に吐出部５０から洗浄液（第２の洗浄体）を吐出させる。

そのため、本実施の形態４に係る洗浄装置は、異なる種類の判断基準に基づいてモニタ部３０で検出した振動部１２の振動を判断することで、保護カバー２の付着物の程度（保護カバー２の状態）を把握することができる。そして、本実施の形態４に係る洗浄装置は、保護カバー２の付着物の程度に応じて、洗浄の程度を制御することができ、過剰な洗浄や不十分な洗浄を低減することができる。なお、第１の洗浄体をエア、第２の洗浄体を洗浄液であると説明したが、これは例示であって、当該構成に限定されず、例えば第１の洗浄体を水、第２の洗浄体を洗浄液としてもよい。

また、洗浄装置は、モニタ部３０で検出した電気的特性値が第１の閾値を超えた場合に吐出部５０からエア（第１の洗浄体）を吐出させ、モニタ部３０で検出した電気的特性値が第２の閾値を超えた場合に吐出部５０から洗浄液（第２の洗浄体）を吐出させてもよい。

（その他の変形例）
前述の実施の形態に係る撮像ユニットの洗浄装置では、電気的特性値として共振周波数ｆｒであると説明したが、共振周波数ｆｒ、反共振周波数ｆａ、共振の帯域幅（ｆａ−ｆｒ）、共振インピーダンスＺｒ、反共振インピーダンスＺａ、共振のインピーダンス比（｜Ｚａ／Ｚｒ｜）、駆動回路の電流値Ｉのうち少なくとも何れか１つの値、または、これらの値を組合わせた演算値であってもよい。

一般に、共振周波数ｆｒ、反共振周波数ｆａの値は、保護カバー２に異物が付着することによりその値が小さくなる傾向があり、その変化量は、付着物の質量が大きければ大きいほど、保護カバー２に付着した異物の量が多ければ多いほど大きくなる傾向がある。また、泥などが保護カバー２に付着する場合、質量や体積の大小だけでなく、粘性や乾燥により付着物の程度が変化して振動を抑制する効果に差が生じる。そのため、電気的特性値として共振のインピーダンス比（｜Ｚａ／Ｚｒ｜）の変化の程度を検出し、その低下量が大きければ大きいほど、付着物を除去する能力が高い洗浄モードで保護カバー２の表面を洗浄する制御も可能である。また、共振のインピーダンス比が低下している場合、振動による付着物を除去する能力が低下している可能性も高く、別の洗浄（洗浄液による洗浄など）を併用する効果が高いとの推測ができる。

同様に、水滴として液体が保護カバー２の表面に付着している場合に比べて、氷として固体が保護カバー２の表面に付着している場合には、共振の振動が抑制される程度が大きく、共振のインピーダンス比（｜Ｚａ／Ｚｒ｜）もより小さくなる傾向がある。一方、水滴が氷として保護カバー２の表面に付着するような低温環境下では、一般的に共振周波数ｆｒや反共振周波数ｆａの値は上昇する傾向がある。場合によって、水滴が保護カバー２の表面に付着することによる共振周波数ｆｒの低下と、低温環境下での共振周波数ｆｒの上昇とが相殺されて共振周波数ｆｒや反共振周波数ｆａの変化が検出できないことも考えられるが、この場合においても共振のインピーダンス比（｜Ｚａ／Ｚｒ｜）は低下する。

このことから、単に共振周波数ｆｒや反共振周波数ｆａの値で保護カバー２の付着物の程度（保護カバー２の状態）を把握することができない場合に、共振のインピーダンス比（｜Ｚａ／Ｚｒ｜）を検出することで保護カバー２の付着物の程度を把握することができるといったことを示すものでなく、たとえば、共振周波数ｆｒの変化が小さいにもかかわらず、共振のインピーダンス比（｜Ｚａ／Ｚｒ｜）の低下が大きいことで、氷が保護カバー２の表面に付着していることを推測することができる。つまり、モニタ部３０は、複数の検出値を組合わせた演算値を用いることにより、付着物ごとの検出値やその値の変化などの特徴に対応して、付着物の種類や付着物の状態をより詳細に推測できる。

また、モニタ部３０として検出する値は、前述したように自励振回路の電気特性値のみならず、撮像ユニットの環境温度や振動部１２の温度、保護カバー２や振動部１２の変位量などの物理量、それらの値の時間変化など様々な値が考えられる。たとえば、制御部２０は、付着物を除去する動作を行っているのにもかかわらず、付着物をモニタしているモニタ部３０の検出値の変化率が小さい場合に、保護カバー２に付着している付着物の付着力が強いと判断する。

モニタ部３０は、付着物の程度を把握するために必要な検出値を検出するために、自励振回路の電気特性値を検出する他に、センサ等を追加したり、制御部２０を構成する集積回路が内部で持つ機能を利用したりしてもよい。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットの洗浄装置では、制御部２０が、モニタ部３０で検出した電気的特性値と第１の閾値とを比較（たとえば、ステップＳ５２）して、電気的特性値が第１の閾値より大きい場合（たとえば、ステップＳ５２でＮＯ）に、モニタ部３０で検出した電気的特性値と第２の閾値とを比較（たとえば、ステップＳ５３）する。そのため、制御部２０は、電気的特性値が第１の閾値以下の場合、無駄に電気的特性値と第２の閾値とを比較を行う必要がなく処理を軽減することができる。もちろん、制御部２０は、電気的特性値と第１の閾値および第２の閾値とを同じ処理で比較してもよい。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットの洗浄装置では、記憶部４０に判断基準である閾値の値を予め記憶してある場合について説明したが、閾値の値を演算により求めたり、テーブルなどから選択したりしてもよい。たとえば、制御部２０は、振動部１２をイニシャル動作させることで、そのときの振動部１２の電気的特性値を検出し、検出した値を基準値として記憶部４０に記憶する。この基準値は、保護カバー２に付着物が無いときの値として、第１の閾値として設定する。そして、制御部２０は、その基準値に対して、保護カバー２を振動させた検出値の変化量を演算し、その変化量を、予め記憶してある第２の閾値と比較してもよい。なお、ここで、「基準値」＝「保護カバー２に付着物が無い」としたが、モニタ部３０の測定誤差が存在することから、付着物が存在しても、少量の雨であれば撮像部５の視野の邪魔にならず、撮像部５の機能を発揮するためには保護カバー２に付着物が無いと判断する範囲とすることができる。このため、基準値±αを第１の閾値としてもよい。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットでは、特に撮像部５の構成については詳しく説明していないが、撮像部５として、カメラ、ＬｉＤＡＲ，Ｒａｄｅｒなどを含んでもよい。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットの洗浄装置では、図５などで検出した電気的特性値が大きい場合に保護カバー２の付着物の程度がひどい状態であると説明したが、検出した電気的特性値が小さい場合でも保護カバー２の付着物の程度がひどい状態であることも考えられる。検出した電気的特性値と保護カバー２の付着物の程度との関係は、比例関係化だけに限られず、反比例関係であってもよい。このため、第１の閾値の定義は、保護カバー２の付着物の程度を意味し、検出した電気的特性値の大小を限定するものではない。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットの洗浄装置では、保護カバー２の付着物の程度を把握するために、制御部２０が振動部１２を振動させているが、常時振動させる必要はなく、所定の周期で間欠振動させてもよい。また、制御部２０は、別のセンサで保護カバー２の付着物を検出したときに、保護カバー２の付着物の程度を把握するために振動部１２を振動させてもよい。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットの洗浄装置では、判断基準としてモニタ部３０で検出した電気的特性値と比較する閾値、および制御の継続時間を例示したが、これに限定されるものではない。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットの洗浄装置では、保護カバー２を振動させる洗浄、吐出部５０により洗浄液を吐出する洗浄、および吐出部５０によりエアを吐出する洗浄を例示したが、これに限定されるものではない。また、洗浄装置は、保護カバー２の付着物の程度を把握するためのみに振動部１２を振動させて、保護カバー２を振動させる洗浄以外で、保護カバー２の付着物の除去を行ってもよい。さらに、洗浄装置は、保護カバー２の付着物の程度に応じて、洗浄力の異なる選択肢を種々選択してもよく、たとえば、第１の洗浄体と第２の洗浄体がいずれもエアで、エアの送風量を調節することで保護カバー２の付着物の除去を行ってもよい。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットでは、図１で示したように１本の洗浄ノズル３を筐体１に設ける構成であると説明したが、これに限られず、複数本の洗浄ノズル３を筐体１に設ける構成であってもよい。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットは、車両に設けられる撮像ユニットに限定されず、撮像素子の視野に配置される透光体を洗浄する必要がある用途の撮像ユニットに対しても同様に適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 筐体、２ 保護カバー、３ 洗浄ノズル、４ 本体部材、４ａ ベースプレート、５ 撮像部、７ レンズモジュール、９ レンズ、３１ 開口部、１２ 振動部、１５ 圧電振動子、１００ 撮像ユニット。

Claims (14)

1. 撮像素子を保持する保持部と、
   前記撮像素子の視野に配置される透光体と、
   前記透光体を振動させる振動素子と、
   前記振動素子を制御する制御部と、
   前記透光体の付着物により変化する前記振動素子の振動に関する電気的特性値を検出するモニタ部と、
   前記モニタ部で検出した前記電気的特性値を、前記制御部において判断する際の判断基準を記憶する記憶部とを備え、
   複数の前記判断基準には、前記モニタ部で検出した前記電気的特性値と比較する第１の閾値と、前記第１の閾値より大きい第２の閾値とを含み、
   前記制御部は、
   前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値より大きい場合に前記透光体を第１の強度で振動させるように前記振動素子を制御し、
   前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第２の閾値より大きい場合に前記透光体を前記第１の強度より強い第２の強度で振動させるように、前記振動素子を制御する、洗浄装置。
2. 複数の前記判断基準には、前記第２の閾値に代えて制御の継続時間を含み、
   前記制御部は、
   前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値より大きい場合に前記透光体を前記第１の強度で振動させるように前記振動素子を制御し、
   前記第１の強度での振動が前記継続時間を経過した後であっても、前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値を超える場合に前記透光体を前記第２の強度で振動させるように、前記振動素子を制御する請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記透光体の表面に洗浄体を吐出させる吐出部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第２の閾値より大きい場合に前記吐出部から前記洗浄体を吐出させる、請求項１に記載の洗浄装置。
4. 前記透光体の表面に洗浄体を吐出させる吐出部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第２の閾値より大きい場合に前記透光体を前記第２の強度で振動させる制御に代えて、前記吐出部から前記洗浄体を吐出させる、請求項１に記載の洗浄装置。
5. 前記透光体の表面に洗浄体を吐出させる吐出部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記第１の強度での振動が前記継続時間を経過した後であっても、前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値を超える場合に前記吐出部から前記洗浄体を吐出させる、請求項２に記載の洗浄装置。
6. 前記透光体の表面に洗浄体を吐出させる吐出部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記第１の強度での振動が前記継続時間を経過した後であっても、前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値を超える場合に前記透光体を前記第２の強度で振動させる制御に代えて、前記吐出部から前記洗浄体を吐出させる、請求項２に記載の洗浄装置。
7. 複数の前記判断基準には、前記第２の閾値に代えて制御の継続時間を含み、
   前記透光体の表面に洗浄体を吐出させる吐出部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値より大きい場合に前記吐出部から前記洗浄体を吐出させつつ前記透光体を前記第１の強度で振動させるように前記振動素子を制御し、
   前記第１の強度での振動が前記継続時間を経過した後であっても、前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値を超える場合に前記吐出部からの前記洗浄体の吐出を止め、前記透光体を前記第２の強度で振動させるように前記振動素子を制御する請求項１に記載の洗浄装置。
8. 複数の前記判断基準には、前記第２の閾値に代えて制御の継続時間を含み、
   前記透光体の表面に洗浄体を吐出させる吐出部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値より大きい場合に前記透光体を前記第１の強度で振動させる制御に代えて、前記吐出部から前記洗浄体を吐出させ、
   前記吐出部からの前記洗浄体の吐出が前記継続時間を経過した後であっても、前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値を超える場合に前記吐出部からの前記洗浄体の吐出を止め、前記透光体を振動させるように前記振動素子を制御する請求項１に記載の洗浄装置。
9. 前記吐出部は、前記透光体の表面を洗浄する第１の洗浄体と、前記第１の洗浄体よりも強力な洗浄力を有する第２の洗浄体とを吐出させることができる、請求項３〜請求項８のいずれか１項に記載の洗浄装置。
10. 前記透光体の表面に第１の洗浄体と、前記第１の洗浄体よりも強力な洗浄力を有する第２の洗浄体とを吐出させる吐出部をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値より大きい場合に前記透光体を前記第１の強度で振動させる制御に代えて、前記吐出部から前記第１の洗浄体を吐出させ、
    前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第２の閾値より大きい場合に前記透光体を前記第２の強度で振動させる制御に代えて、前記吐出部から前記第２の洗浄体を吐出させる請求項１に記載の洗浄装置。
11. 前記透光体の表面に第１の洗浄体と、前記第１の洗浄体よりも強力な洗浄力を有する第２の洗浄体とを吐出させる吐出部をさらに備え、
    複数の前記判断基準には、前記第２の閾値に代えて制御の継続時間を含み、
    前記制御部は、
    前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値より大きい場合に前記透光体を前記第１の強度で振動させる制御に代えて、前記吐出部から前記第１の洗浄体を吐出させ、
    前記第１の洗浄体の吐出が前記継続時間を経過した後であっても、前記モニタ部で検出した前記電気的特性値が前記第１の閾値を超える場合に前記透光体を前記第２の強度で振動させる制御に代えて、前記吐出部から前記第２の洗浄体を吐出させる請求項１に記載の洗浄装置。
12. 前記モニタ部は、前記電気的特性値として共振周波数、反共振周波数、共振の帯域幅、共振インピーダンス、反共振インピーダンス、共振のインピーダンス比、駆動回路の電流値のうち少なくとも何れか１つの値、または、これらの値を組合わせた演算値を検出する請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の洗浄装置。
13. 前記制御部は、
    前記モニタ部で検出した前記電気的特性値と前記第１の閾値とを比較して、前記電気的特性値が前記第１の閾値より大きい場合に、前記モニタ部で検出した前記電気的特性値と前記第２の閾値とを比較する、請求項１、請求項３、請求項４および請求項１０のいずれか１項に記載の洗浄装置。
14. 撮像素子と、
    請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の前記洗浄装置とを備える、撮像ユニット。

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