JP6713578B2 - 光学センサおよびその保護装置を備えた運転支援システム - Google Patents

Description

本発明は、ドライバー補助の分野、特に車両に装着された運転支援システムの分野に関する。運転支援システムは、レンズを備えるカメラ等の光学センサを備える。より具体的には、本発明は、このような光学センサを保護するための装置に関する。光学センサは、例えば自動車両の車体部品の内部に配置される。

現在、多くの自動車両に前方、後方、又は側方ビューカメラが装着されている。特に、このようなカメラは、駐車支援システム又はライン通過検知システム等の運転支援システムの一部を形成する。

駐車支援のために車両の車室の内部に装着されるカメラがある。このようなカメラは、気象災害や、有機又は無機不純物を原因とする汚れから万全に保護されている。しかしながら、車室の内部に装着されたこのようなカメラの画角は、特に駐車支援に関して最適ではない。なぜならば、これらのカメラは、例えば車両の後方付近に位置する物体のビューを提供しないからである。

したがって、このような運転支援システム、特にそのカメラをそれらの使用目的に応じて車両の外部の種々の箇所に設置することが好適である。このような場合、運転支援システム、及び特にこのようなシステムのカメラは気象災害や無機又は有機不純物の飛散にひどく晒され、これによりカメラの有効性が損なわれ得る、更にはカメラが作動不能となり得る。

運転支援システムに汚れが堆積することがないように、時間の経過とともに堆積した不純物を除去するように、カメラの光学部品を洗浄するための装置、一般にカメラの近傍に配置される洗浄液スプレーを配設することが公知である。

しかしながら、スプレーを使用することにより、このような運転支援システムの作動コストが増加する。なぜならば、スプレーは比較的大量の洗浄液の使用を必要とするからである。

一方、通常レンズからなるカメラの光学部品は、比較的脆弱な装置である。したがって、光学部品を、これにダメージを与え得る飛散物から保護する必要がある。このため、このようなカメラは、レンズに対面配置された保護ウィンドウを備える保護ケースに収容することが一般的である。しかしながら、レンズの洗浄、又はレンズを保護するケースのウィンドウの洗浄が、カメラの正常な動作のために非常に重要である。

文献ＦＲ２８４１４８８号は、光学センサを包囲するケースとともに、ケースを洗浄するための手段を開示している。この手段は、スプレーと、カメラに対面するウィンドウの振動を生じさせるための手段とから構成される。

しかしながら、特に装置が車両のナンバープレートや、フロント又はリアバンパー、又はリアビューミラーに装着される場合、この装置は嵩張り過ぎることがある。更に、この装置は、洗浄液がウィンドウ上を流れることを許容するのみであり、ウィンドウはガラスの振動や触媒処理を受けるにもかかわらず、頑固な表面汚れに対する装置の有効性は限定的である場合がある。

この運転支援システムを車両の有用な箇所に装着することを可能とするように、上述の洗浄手段を備える保護ケースを省略することができる。この場合、光学センサのサイズに合わせたより小型の保護ケースを、センサを保護するように設ける必要がある。また、運転支援システムの光学部品が良好な作動状態を呈するように、例えば、鮮明な画像の捕捉のために、光学部品を洗浄するための手段も設ける必要がある。鮮明な画像の捕捉は、このようなシステムの光学部品が有機又は無機不純物により、又は水の痕跡により汚染されている場合に困難であると思われる。（米国特許）ＵＳ８８９９７６１号文献は、自動車両用のカメラ等の光学センサを受容するように設計されるとともに、車両の外部に設置されるように設計された保護ケースを開示している。本文献に記載の保護ケースは、カメラレンズを保護するための外側装着カバーと、アセンブリを振動させて汚れをカバーから落とすための圧電変換器とを備える。

しかしながら、アセンブリのこのような振動により、カメラレンズを構成する材料、又はカメラが配置された保護ケースをシールするカバーの破砕及び／又はひび割れが生じるおそれ非常に高まる。したがって、これらの要素の構成には、衝撃や振動に高度に抵抗力があり、製造欠陥のないガラスやプラスチックを使用する必要がある。このような制約によりシステムの製造コストが増加する。なぜならば、機械的ストレスに耐え得るガラスやプラスチックは通常高価であり、欠陥があってはならないことによる部品の棄却率が増加し得るからである。更に、アセンブリの振動は、カメラの内部システム、具体的にはその電子部品にダメージを与えることがある。

保護ケースを必要とせずに車両の外部に運転支援システムを設置することを目的として、リアビューミラー或いはフロント又はリアバンパー等の特定の車体部品の内部にこのようなシステムを、これが車体部品からわずかしか突出しないように設置することが公知である。カメラレンズは、飛散物及び／又は衝撃に対してレンズを保護する保護カバーで通常覆われている。このような設備には洗浄システムを設けることも必要である。（米国特許公開公報）ＵＳ２０１２／０００００２４号文献は、このように設置された光学センサを保護するための装置を開示している。この保護装置は、ケースに回転的に取り付けられた透明なディスクを備えている。ケースは、洗浄パッドと、透明ディスクを除氷するための加熱要素とを備える。外側ケースは、回転ディスクに堆積し得る固形汚れを除去するためのワイパーブレードも備え得る。この保護装置に装着された回転ディスクは、カメラレンズより大きい直径、通常少なくとも２倍大きい直径を有し、その回転軸はカメラの光軸からオフセットしている。

しかしながら、光学センサはケースの後方に配置されるため、このような保護装置では、光学センサが広い視野を有することができない。このように、ケースの厚さによって光学センサが広い視野を得ることが困難となっている。最適な動作のために、運転支援システムは、広い視野を提供する必要がある。更に、パッドは、湿気や温度、及び堆積した残留汚れで目詰まりする、及び／又はカビが生えることがあるため、パッドを洗浄することは困難な場合がある。更に、透明ディスクは、ワイパーと透明ディスクとの間に入り込み得る小さい残留物による微小な擦傷を有し得る。このような微小擦傷は画像の質を損なうため、ケースに設置された光学センサの正常な動作が妨げられ得る。

また、（独国特許公開）ＤＥ１０２００８０２７４３０号文献は、疎水性を有する回転カバー、及び／又はカバーに対する汚れの付着を制限し得る回転カバーを使用する、光学センサを保護するための装置を開示している。このカバーは、電気モータによって回転するように設計されている。また、この保護装置は、洗浄液を噴射するノズルと、ワイパーブレードであり得る清掃要素と、乾燥要素とを備えている。

しかしながら、このような保護装置は、特にカバーとワイパーブレードとの摩擦を原因として、カバーを高速で回転させる際に騒音を発し得る。更に、カバーを比較的高速で連続的に回転させることで、洗浄及び乾燥要素は早期に摩耗し得る。また、このような保護装置は、設置するとかなり嵩張り得る。なぜならば、回転カバーは光学センサに対してオフセットされているとともに、カバーが保護し且つ正常な動作を保証する光学センサの光学部品の直径より少なくとも２倍大きい直径を有するからである。固形微粒子がワイパーと回転カバーとの間に堆積すると、カバーに微小な擦傷が見られることもあり得る。これにより、視野や光学センサが捕捉する画像の質が上述のように悪化し得る。最後に、このような保護システムを使用することにより、広い視野を有することができない。この理由は、カバーを持つケース内に、光学センサをこのケースから突出させることなく配設するからである。

本発明は、センサから突出する装置であって、カメラのレンズ等の光学センサの光学部品を保護するための装置を提案することにより、従来技術の上述の欠点を少なくとも部分的に克服することを目的とする。

本発明の他の目的は、レンズを迅速で効果的に洗浄する保護装置を提案することである。

また、光学部品を洗浄するために必要な洗浄流体の量を削減する保護装置を提案することを目的とする。

この目的のために、本発明は、自動車両用の光学センサを保護するための装置であって、前記光学センサに装着されるように設計された装置において、前記装置は、
− 回転対称性を有するとともに回転軸を中心として回転可能に取り付けられた透明な光学要素と、
− 遠心効果によって汚れが除去され得るように、前記光学要素を回転させるために前記光学要素に連結されたアクチュエータと、
を備え、
前記光学要素は、前記光学要素の前記回転軸と前記光学センサの光軸とが一致するように、前記光学装置の上流に配設されるように構成されている、光学センサを保護するための装置を提案する。

したがって、保護装置は、車両の車体部品の内部に設置される光学センサ、或いは車両の外部に設置される光学センサに、光学センサが広い視野を維持することを許容しつつ設置され得る。

「汚れ」という用語は、水滴、並びに有機又は無機不純物を意味する。

雨季又は乾季において、汚れが光学要素に堆積し、光学センサの正常な動作を妨げることがある。光学要素をアクチュエータによって比較的高速で回転させると、汚れは遠心効果で吹き飛ぶ。この理由は、このようにして生じた遠心力の働きが、光学要素に対する汚れの付着力より大きいからである。したがって、光学センサは正常に動作可能であり続け、気象条件と無関係にその目詰まりが制限される。したがって、運転支援システムは良好なレベルの視界を維持する。

本発明による光学センサを保護するための装置は、以下の単数又は複数の特性を単独で又は組み合わせて有してもよい。

前記アクチュエータは、前記光学要素を駆動するための電気モータ、例えばブラシレスモータを備える。

前記電気モータは、前記光学要素を、１０００〜５００００ｒｐｍの間の速度で、好適には５０００〜２００００ｒｐｍの間の速度で、更に好適には７０００〜１５０００ｒｐｍの間の速度で回転させるように構成されている。

前記アクチュエータは、前記光学要素に連結手段によって連結され、前記連結手段は、以下のリスト：ベルト、歯車装置、弾性駆動シリンダ、及びローラから選択される。

前記光学要素は、以下のリスト：疎水性、光触媒性、超疎水性、疎油性、親水性、及び超親水性から選択される少なくとも１つの性質を持つ外面を有している。

変形例によれば、前記光学要素は、前記光学センサの対物レンズのアウターレンズによって形成されている。

別の変形例によれば、前記光学要素は、前記光学センサの対物レンズから分離している。

この第２変形例によれば、前記光学要素は、前記光学センサを受容するように構成された装着フレームに接続されている。

この第２変形例によれば、前記光学要素は平坦であり得る。

この第２変形例によれば、前記光学要素は凸状であり得る。

光学センサを保護するための装置は、流体を前記光学装置に対して噴射するための少なくとも１つのノズルを備える。

変形例によれば、前記流体は圧縮空気である。

別の変形例によれば、前記流体は洗浄液である。

光学センサを保護するための装置は、前記光学要素の前記光学センサに対する回転のために構成された少なくとも１つの軸受を備える。

また、本発明は、光学センサを備える運転支援システムであって、上述の光学センサを保護するための装置と、前記アクチュエータを起動することで前記光学要素を回転させるように構成された電子制御ユニットと、を更に備える運転支援システムを提案する。

したがって、少なくとも１つのカメラを備える運転支援システムは、あらゆる車体部品に設置され得るとともに、広い視野を提供可能である。更に、カメラの視野は、汚れの存在によって悪影響を受けることがない。したがって、この運転支援システムを形成する光学センサの動作が良好となる。

前記運転支援システムは、以下の単数又は複数の特性を単独で又は組み合わせて有していてもよい。

変形例によれば、前記電子制御ユニットは、車両の運転中に、前記アクチュエータを起動することで前記光学要素を常に回転させるように構成されている。

別の変形例によれば、前記電子制御ユニットは、車両の運転中に、前記アクチュエータを起動することで前記光学要素を間欠的に回転させるように構成されている。

前記電子制御ユニットは、前記アクチュエータを制御して、前記光学要素の回転速度を自動車両の移動速度に適合させるように構成されている。

前記光学要素が車両の前部に設置されている場合、前記アクチュエータは、車両の速度が増加すると、前記光学要素の回転速度を減少させるように構成されている。

変形例によれば、前記電子制御ユニットは、前記光学センサがその視野において汚れの存在を検出したとき、少なくとも１つの流体、例えば洗浄液又は圧縮空気の前記光学要素に対する噴射を実施するように構成されている。

別の変形例によれば、前記電子制御ユニットは、洗浄流体及び圧縮空気等の２つの異なる流体の噴射を連続的に実施するように構成されている。

前記保護装置は、前記電子制御ユニットに接続された容量性近接センサを備え、前記容量性近接センサは、前記光学要素の近傍において別の物体の接近を検出するように構成されるとともに、別の物体が接近してくる場合に前記光学要素の回転を中断するように、前記電子制御ユニットが前記アクチュエータの自動停止をコマンドすることを可能にするように構成されている。

したがって、連続的に光学要素を回転させて流体をこれに噴射することにより、光学要素を効果的に洗浄することができ、また、気象条件に無関係に光学センサの動作性は良好とすることができる。実際に、車両の停車中に頑固な汚れが光学要素に堆積し得る。遠心効果に加えて洗浄液及び／又は圧縮空気を使用することにより、頑固な汚れは光学要素から除去される。したがって、流体の噴射を光学要素の回転と組み合わせることにより、光学センサの光学要素の洗浄システムを作製することができる。

本発明の他の利点及び特徴は、本発明の説明及び添付図面を熟読することにより明らかになるであろう。

第１実施形態による運転支援システムの長手断面の斜視図。 車両の車体部品に設置された運転支援システムの概略正面図。 車両の車体部品に設置された運転支援システムの概略背面図。 特定の実施形態による光学センサを保護するための装置の概略図。 図４の特定の実施形態による運転支援システムの概略長手方向の図。 図４の特定の実施形態による運転支援システムの概略斜視図。 別の実施形態による運転支援システムの概略図。

これらの図面において、同一の要素には同じ参照符号を付す。

以下の実施形態は、例示である。１つ以上の実施形態を参照して説明がなされるが、これは各参照が同一の実施形態に関するということを必ずしも意味しない、又は特徴が単独の実施形態のみに適用されることを必ずしも意味しない。異なる実施形態の単純な特徴が、別の実施形態を提供するように組み合わせてもよく、又は交換されてもよい。

以下の説明において、第１及び第２ノズルについて言及がなされる。これは、類似しているが同一ではない要素を区別して指定することを目的とする表示の単純な形態である。このような表示は、或る要素が他のものに対して優先されるということを意味するものではなく、且つこの指定は本発明の範囲を逸脱せずに容易に交換してよい。更に、このような表示は、光学センサを洗浄するための装置の動作の理解を目的とするものであって、例えば時間に関する順番を意味するものではない。

以下の説明において、「上流」とは、光の放射の方向、すなわち、光学センサの外側から内側に向かう方向によって定義される。また、以下の説明において、「凸状」とは、「光学センサの外側に向かって湾曲している」ことを意味する。

以下の説明において、「汚れ」とは、水滴並びに水の痕跡、有機又は無機不純物、又はこれら種々の要素の組み合わせを意味する。

図１を参照すると、本発明は、特に自動車両の車体部品２に設置される運転支援システム１に関する。運転支援システムは、自動車両用の光学センサ１３、例えばカメラを保護するための装置３を備える。光学センサ１３は、レンズ等の光学部品１４を有する。本実施形態による保護装置３は、光学センサ１３に装着されるように設計される。

保護装置３は、透明の光学要素９と、アクチュエータ５とを更に備える。

光学要素９は、回転対称性を有するとともに、光学センサ１３の光軸１５に一致する回転軸を中心として回転可能に取り付けられている。光学要素９の旋回軸は、その回転軸でもある。本実施形態によれば、光学要素９は、光学センサ１３の上流に配設され、光学センサ１３を汚れから保護するように構成されている。

光学要素９を回転させるように、アクチュエータ５は連結手段７によって光学要素９に連結され、これにより遠心効果によって汚れを除去することができるようになっている。この理由は、汚れが光学要素９の回転によって受ける遠心力が、この汚れの光学要素９に対する付着力より大きいためである。したがって、汚れは光学要素９から吹き飛ばされ、光学センサ１３の視界を妨げない。

本特定の実施形態によれば、保護装置３のアクチュエータ５は、取付体１７によって光学センサ１３に装着されるように設計されている。

本実施形態によれば、アクチュエータ５は、光学要素９を駆動するための電気モータ、より具体的にはブラシレスモータを備える。アクチュエータ５を形成する電気モータは、光学要素９を、１０００〜５００００ｒｐｍの間、好適には５０００〜２０００ｒｐｍの間、更に好適には７０００〜１５０００ｒｐｍの間、の速度で回転させるように構成されている。このような回転速度により、光学要素９に堆積した汚れが遠心効果によって十分に除去され、これにより光学センサ１３の光学部品１４は、運転支援システム１の良好な動作を保証するために理想的な清潔な状態に維持される。

運転支援システム１が良好に動作することを保証するために、光学要素９上の有機又は無機不純物の付着並びに水の痕跡の存在を制限することも必要である。この目的のために、光学要素９は、以下の性質：疎水性、光触媒性、超疎水性、疎油性、親水性、又は超親水性、又は汚れの付着を減少させる他のあらゆる表面処理、のうちの１つ又はそれ以上を有している。光学要素９の外面の疎水性により、水は当該要素上を流れるのみで何ら痕跡を残すことがない。水は要素に付着することができないからである。更に、光学要素９の光触媒性により、光学要素に対する有機又は無機不純物の付着の可能性が制限される。したがって、光学要素９の組成により、運転支援システム１の正常動作に悪影響を及ぼし得る痕跡の存在を制限することができる。

有利には、疎水性フィルムを形成するように、溶液（例えば、Ｒａｉｎ‐Ｘ（登録商標））が光学要素９の外面に（定期的に手動で）施されてもよい。

選択的に、光学要素１４のアウターレンズと光学要素９の内面との間における結露現象を防止するように、光学要素９の内面に除霜処理が施されてもよい。

本明細書に記載の実施形態によれば、光学要素９は、光学部品に対して中心合わせされるとともにこのレンズの表面の全域を覆うように、光学センサ１３の光学部品１４に対面配置される、より正確には、その上流に配置される。したがって、カメラレンズは、これにダメージを与え得る有機又は無機不純物や水の飛散物から保護される。また、光学要素９に対して実行される処理により、カメラの良好な動作が提供される。

本明細書に記載の実施形態によれば、光学要素９は、光学センサ１３の光学部品１４の直径と同様の直径を有している。したがって、保護装置３は、そのサイズが光学センサ１３のサイズに合ったものとされるので、どのようなタイプの光学センサ１３にも容易に設置することができる。

図１の特定の実施形態によれば、光学要素９は、光学センサ１３から分離している。また、光学要素９は、光学センサ１３の光学部品１４の上流に配置されている。

図１に示す実施形態によれば、光学要素９は、例えば保護ガラスとすることができる。光学要素９は、光学センサ１３の光学部品１４を、この光学部品１４にダメージを与え得る固形破片の飛散から保護するように設計されている。本実施形態によれば、光学センサ１３から分離している光学要素９は、凸状である。しかしながら、図示しない別の実施形態によれば、光学センサ１３から分離している光学要素９は、平坦とすることができる。

図示しない別の実施形態によれば、光学要素９は、光学センサ１３の光学部品１４のアウターレンズによって形成されてもよい。このような場合、光学センサ１３は、光学要素９を回転させるための一体型のアクチュエータ５を備える。本例において、光学要素９は、例えば、光学センサ１３の装着要素に配置された少なくとも１つの軸受１１によって、光学センサ１３に回転可能に取り付けられる。例えば、本例において、光学センサ１３の装着要素は、光学センサ１３に一体化されたリングの形状において構成することができる。

本明細書に記載の非限定的な特定の実施形態によれば、アクチュエータ５と光学要素９とを連結するための手段７は、ベルトからなる。

或いは、連結要素７は、歯車装置、弾性駆動シリンダ、又は図７に示すようにローラとすることができる。

図示しない別の実施形態によれば、光学要素は、一方が軸受１１に支承されるとともに他方が光学要素９に支承される２つの相補的な要素を備える磁気システムによって回転するように構成してもよい。

有利には、本実施形態によれば、光学要素９を回転させる種々の部品同士は接触しない。したがって、連結要素７の摩耗を制限することができる。

図１に示す実施形態によれば、保護装置３は、光学要素９を光学センサ１３に対して回転させるように構成された少なくとも１つの軸受１１、すなわち回転支持体を備えている。軸受１１の内側リングが光学センサ１３の外面に接触しており、外側リングが連結要素７に接触している光学要素９に接触している。変形実施形態によれば、軸受１１は、光学要素９と装着リング１８との間に配設され、装着リング１３は保護装置３に一体化されるとともに、光学センサ１３の対物レンズを受容するように構成されている。この装着リング１８は開口を有している。その直径は、光学センサ１３のレンズ１４がリング１８を貫通することを許容するとともに光学センサ１３の対物レンズが内部で支持されることを許容するのに十分である。軸受１１は、光学要素９を装着リング１８に対して、したがって光学センサ１３が保護装置３に装着されている場合には光学センサ１３に対して回転させるように構成されている。本特定の実施形態によれば、保護装置３は、例えば玉軸受とすることができる軸受１１を備える。

動作において、アクチュエータ５は、連結手段７を使用して光学要素９を光学センサ１３に対して回転させる。この回転は、軸受１１が存在することで可能となっている。

図１を参照すると、運転支援システム１は、車体部品２に配置された開口から突出している。したがって、光学部品１４及び光学要素９はこの開口から突出するとともに、上述の保護装置３による光学部品１４の良好な動作状態及び効果的な保護を維持しつつ、運転支援システム１が広い視野を有することを可能としている。

図２及び３を参照すると、運転支援システム１は、自動車両の車体部品２の内部に設置されている。

図２及び３を参照すると、運転支援システム１は、当業者に公知の任意の方法によって、例えばクリップシステム、スクリューシステム、又は接着システムによって車体部品２の内部に装着される。

図２において、矢印２０は、光学要素９の回転方向を示す。本例において、回転方向は時計回りである。しかしながら、図示しない別の実施形態において、この回転は反時計回りの方向において実施してもよい。

運転支援システム１は、光学要素９に流体を噴射するための少なくとも１つのノズル２２を備える。本明細書に記載の実施形態によれば、運転支援システム１は、流体を光学要素９に噴射するためのノズル２２を備える。

代表的且つ非制限的な態様において、このノズル２２は光学要素９の上方に配置されている。しかしながら、図示しない別の実施形態によれば、ノズル２２は、光学要素９の近傍においていずれの位置に配置されてもよい。

光学要素９の回転が堆積した様々なタイプの汚れを除去するのに不十分である場合、ノズル２２により噴射される流体は、光学要素９を洗浄するための圧縮空気又は洗浄液とすることができる。或いは、光学要素の状態をより清潔にするように、光学要素９の回転に加えて流体の噴射が利用してもよい。

一方、図示しない別の実施形態によれば、保護装置３は複数のノズルを備えていてもよい。例えば、保護装置３は、光学要素９に対して、洗浄液等の第１流体を噴射するように構成された第１ノズル２２と、圧縮空気等の第２流体を噴射するように構成された第２ノズルとを備えていてもよい。

図２の実施形態によれば、ノズルは、車両の洗浄液分配システムに接続されている。

図示しない別の実施形態によれば、保護装置３は、洗浄液専用のタンクをそれ自体で備えていてもよい。本例において、運転支援システム１は、自動車両の任意の車体部品２の内部に、例えばフロント又はリアバンパーに、或いはリアビューミラーに、比較的容易に設置可能であり、ノズル２２に給液するために車両の洗浄液システム保護装置３を接続する車両レベルでの手間のかかる複雑な初期設計プロセスは必要とされない。本構成において、この保護装置３は、車両の外部に配置された光学センサ１３にも容易に設置することができる。

図４を参照すると、図示の保護装置３は、図５及び６に示す光学センサ１３を受容して運転支援システム１を形成するように設計されている。

図４の実施形態によれば、光学要素９は、例えば装着フレーム３０の形状において構成された取付部であって、光学センサ１３を受容するように構成された取付部に接続されている。この目的のために、装着フレーム３０に開口が設けられる。この開口は、光学センサ１３を受容するように構成される。

図示しない実施形態によれば、装着フレーム３０は調節手段を有していてもよい。これにより、開口は、異なるサイズを有する種々のカメラケースに適合可能となる。

図４の実施形態によれば、保護装置３は、装着フレーム３０を光学要素９に接続するように、装着フレーム３０に装着されたストラップ３６を備える。例えば、これらのストラップ３６は、図４に示すように実質的に円形の軸受プレート３８に接続されるとともに、図５及び６に示すように光学センサ１３の対物レンズがこれに支持されるように構成される。この軸受プレート３８は、装着リング１８と、軸受１１と、光学要素９とを支承することができる。本実施形態によれば、アクチュエータ５は光学要素９に接触して配置される。

図示しない別の実施形態によれば、ストラップ３６も調節可能であり、又は弾性を有しており、あらゆるタイプの光学センサ１３に適合可能である。

図５及び６の実施形態によれば、光学センサ１３の光学部品１４は、装着リング１８、軸受１１、アクチュエータ５、及び光学要素９を支承する軸受プレート３８と接触している。したがって、光学部品１４は、これにダメージを与え得るあらゆる固形飛散物から保護される。

図示しない別の実施形態によれば、装着リング１８と軸受プレート３８とは同一部品である。

図４乃至６の特定の実施形態によれば、アクチュエータ５は、車両の主電気回路に接続された電源３４によって給電される。

図７は、図４乃至６の代替例となる実施形態を示す。代替例によれば、運転支援システムは、車体部品の内部に設置されるブロック４０を備える。このブロックに保護装置３が装着される。ブロック４０は、光学センサ１３を受容するように構成されたハウジング４２を備える。光学要素９は、光学センサ１３の光学部品１４の通過のためのハウジング４２の開口に配置される。また、ブロック４０は、このブロック４０を車体部品の内部に固定するための孔部４４を備える。図７に示す実施形態によれば、ブロック４０は４つの孔部４４を備える。

また、連結要素７は、アクチュエータ５の回転運動を例えばローラの態様において光学要素９に伝達するリングを備えていてもよい。リングの摩擦係数は、回転運動伝達に十分であるように高く選択される。

本特定の実施形態によれば、アクチュエータ５の運動を提供するモータは、ブロック４０の内部に配置される。

図示しない別の実施形態によれば、アクチュエータ５の運動を提供するモータは、ブロック４０の外部に配置されていてもよい。

また、ブロック４０が車体部品の内部に設置されると、光学センサ１３の光学部品１４及び光学要素９は、図１及び２を参照して説明した態様と同様に、車体部品に存在する開口から突出する。

図示しない特定の実施形態によれば、ブロック４０は、アクチュエータ５に給電する車両の電気システムに直接的に接続される。

図示しない別の特定の実施形態によれば、ブロック４０は、光学センサ１３をハウジング４２の内部に接続するための少なくとも１つのプラグを備えていてもよい。このプラグは、光学センサ１３に給電し、且つ光学センサ１３が捕捉した画像を伝送するために使用することができる。

したがって、運転支援システム１は、上述の保護装置３を備える光学センサ１３と、アクチュエータ５を起動することで光学要素９を回転させるように特に構成された図示しない電子制御ユニットとを備える。

本明細書に記載の実施形態によれば、アクチュエータ５は、車両の運転中に光学要素９を常に回転させるように電子制御ユニットによって起動される。

別の実施形態によれば、電子制御ユニットは、車両の運転中に光学要素９を間欠的に回転させるようにアクチュエータ５を起動するように構成される。本実施形態によれば、駐車を容易とすべく車両の後方からのビューを提供するように運転支援システム１が設置されている場合、車両のユーザが光学センサ１３の作動を必要とする車両の機能を利用する際、例えばユーザがバックギアにいれたとき、電子制御ユニットは、例えば、アクチュエータ５を始動させてもよい。

有利には、電子制御ユニットは、アクチュエータ５を制御して、光学要素９の回転速度を自動車両の移動速度に適合させるように構成される。この理由は、特に運転支援システム１が車両の前部に配置されている場合、光学要素９の回転により生じる遠心力の作用と車両の移動により生じる摩擦とが相まって、汚れが光学要素９から除去されるためである。したがって、車両の移動速度が増加するに伴い、光学要素９の優れた清潔性を維持して光学センサ１３の良好な動作を得ることを目的として、光学要素９の回転速度を高くする必要性は小さくなる。したがって、特に光学要素９が車両の前部に設置されている場合には、電子制御ユニットは、車両の速度が増加するのに伴って光学要素９の回転速度を減少させるようにアクチュエータ５に作用するであろう。

特定の実施形態によれば、電子制御ユニットは、光学要素９の回転速度を変化させるように構成される。回転速度を変化させることで、光学要素９の回転方向を変化させてもよい。有利には、電子制御ユニットは、非常に短い時間間隔において複数回光学要素９の回転方向を変更する。この回転方向の変化により、加速現象の出現が促進されるとともに、例えば光学要素９の実質的に中心にある小さな水滴を効果的に除去することができる。この理由は、光学要素９の回転方向の変化により、汚れがその移動方向と反対方向の加速を受けることで、光学要素９に対する汚れの付着力の低下が促進され、結果として汚れは光学要素９から吹き飛ばされるからである。

これに代えて、又はこれに加えて、光学要素９に存在する汚れの脱離を促進する加速度を生じさせるように、電子制御ユニットは光学要素９の回転速度を変化させるように制御される。

保護装置３の稼働中に、例えば、光学センサ１３がその視野において汚れの存在を検出したとき、電子制御ユニットは、洗浄液又は圧縮空気等の少なくとも１つの流体の光学要素９に対する噴射を、光学ノズル２２を使用して実施するように構成される。

特定の実施形態によれば、車両が静止しているとき、又は車両がゆっくりと移動している、すなわち、例えば１５ｋｍ／ｈ未満の速度で移動しているとき、電子制御ユニットは、圧縮空気の光学要素９に対する噴射を実施するように構成される。この理由は、このような場合には、空気力学的力が弱すぎて、光学要素９の回転の遠心力と効果的に結びつかず、光学要素９に堆積し得る水滴及び／又は汚れを除去できないためである。更に、低速時、又は車両の停止時に、光学要素９の中心又は中心付近にある小さい水滴を除去することは困難であろう。なぜならば、光学要素９の中心の回転速度はそれらを吹き飛ばすには遅すぎるからである。有利には、圧縮空気の光学要素９に対する噴射は、車両の徐行時又は車両の静止時に空気力学的力が存在しないことを補償することができる。

別の実施形態によれば、電子制御ユニットは、一定時間の経過後に、洗浄液及び／又は圧縮空気の噴射を実施するように構成してもよい。

更に別の実施形態によれば、電子制御ユニットは、車両のユーザによるコマンドがあったときに、洗浄液及び／又は圧縮空気の噴射を実施するように構成してもよい。

いくつかの実施形態によれば、電子制御ユニットは、洗浄液と圧縮空気の噴射を連続して実施するように構成される。

特定の実施形態によれば、遠心効果にもかかわらず光学センサ１３が視界において汚れの存在を検知すると、光学要素９の回転を中断するように、制御ユニットがアクチュエータ５を停止させてもよい。次いで、電子制御ユニットは、例えば汚れを取り除くように、ノズル２２によって洗浄液を噴射することをコマンドする。次いで、電子制御ユニットは、光学要素９にこびりついた汚れを除去するように、同一のノズル又は図示しない第２ノズルによって圧縮空気を噴射することをコマンドする。次いで、電子制御ユニットは、アクチュエータ５を再起動して光学要素９を任意の回転速度で回転させる。任意の回転速度は、保護装置３の通常稼働時における光学要素９の回転速度より速くても遅くてもよい。本実施形態によれば、圧縮空気の噴射は、光学要素９の回転の再始動に先立って、又はこれと同時に、又はこの後に実行してもよい。

有利には、保護装置３は、電子制御ユニットに接続された図示しない近接センサを備える。このような近接センサは、例えば、容量性近接センサとすることができる。容量性近接センサは、光学要素９の近傍における別の物体の接近を検出するように構成される。このような場合、容量性近接センサは、この情報を電子制御ユニットに送信し、電子制御ユニットは、別の物体が接近してくるのであれば、光学要素９を停止させるようにアクチュエータ５を自動的に中断するようにコマンドすることができる。したがって、特に運転支援システム１が車両のフロント又はリアバンパーに設置されている場合、車体部品２から突出する光学要素９は、その回転の結果として物体と接触してもダメージを受け得ない。

選択的に、保護装置３の使用時に、アクチュエータ５の高速回転速度を理由として車両に乗っている人又は他のユーザが不都合を感じることがないように、モータのノイズを制限するための要素を設けることも可能である。

選択的に、保護装置３の光学要素９は、気象条件と無関係に運転支援システム１が正常に動作することを保証するように、除氷フィラメント又は抵抗線等の一体型の除氷又は除霜システムも備えていてもよい。

選択的に、保護装置３の光学要素９は、当該光学要素９の外面に汚れを付着することを防止するように、光学要素９を振動させるためのシステム（例えば圧電変換器）に連結されていてもよい。

実施形態のこれらの例は、例示として挙げられたものであって非制限的なものである。実際に、当業者は本発明の範囲を逸脱せずに、上述のアクチュエータ５に代えて、光学要素９を回転させるように使用され得る他のタイプのアクチュエータを採用してよい。また、当業者は、透明な光学要素９であって、その外面に付着する汚れを制限し得る他の性質を有する外面を有する透明な光学要素９を、本発明の範囲を逸脱せずに使用してよい。更に、当業者は本発明の範囲を逸脱せずに、光学要素９を回転させるあらゆるタイプの連結手段７を使用することが完全に可能である。このような連結手段７は、機械的又は磁気的なものであってもよい。

したがって、本発明の保護装置３によって、自動車両に装着されるように設計された、例えばカメラとすることができる光学センサ１３の迅速で効果的な洗浄が可能となる。特に、保護装置３は取り付けられた光学要素９を備え、光学要素９の回転軸は光学センサ１３の光軸１５に一致する。光学要素の回転により、汚れが遠心力の作用を受け、これにより汚れが除去される。光学要素９の回転軸が光学センサ１３の光軸１５に一致するという事実により、本システムは、広い視野を保持しつつ、自動車両の車体部品２に一体化されるように設計された、又は車両の外部に設置されるように設計されたいずれのタイプのカメラにも適合させることができる。

Claims (16)

1. 光学センサ（１３）と、前記光学センサに装着されて前記光学センサを保護する保護装置（３）とを備えた自動車両用の運転支援システム（１）であって、
   前記保護装置（３）は、
   回転対称性を有するとともに回転軸を中心として回転可能に設けられた透明な光学要素（９）と、
   遠心効果によって汚れが除去され得るように、前記光学要素（９）を回転させるために前記光学要素（９）に連結されたアクチュエータ（５）と、
   前記アクチュエータ（５）を起動することで前記光学要素（９）を回転させるように構成された電子制御ユニットと
   を有し、
   前記光学要素（９）は、前記光学要素（９）の前記回転軸と前記光学センサ（１３）の光軸（１５）とが一致するように、前記光学センサ（１３）の上流に配設され、
   前記電子制御ユニットは、前記アクチュエータ（５）を制御して、前記光学要素（９）の回転速度を自動車両の移動速度に適合させるように構成されている、運転支援システム（１）。
2. 前記アクチュエータ（５）は、前記光学要素（９）を駆動するための電気モータを備えた、請求項１に記載の運転支援システム（１）。
3. 前記電気モータは、前記光学要素（９）を、１０００〜５００００ｒｐｍの間の速度で、または５０００〜２００００ｒｐｍの間の速度で、または７０００〜１５０００ｒｐｍの間の速度で回転させるように構成されている、請求項２に記載の運転支援システム（１）。
4. 前記アクチュエータ（５）は、前記光学要素（９）に連結手段（７）によって連結され、前記連結手段（７）は、以下のリスト、すなわち、ベルト、歯車装置、弾性駆動シリンダ、及びローラから選択される、請求項１から請求項３のうちのいずれかに記載の運転支援システム（１）。
5. 前記光学要素（９）は、以下のリスト、すなわち、疎水性、光触媒性、超疎水性、疎油性、親水性、及び超親水性から選択される少なくとも１つの性質を持つ外面を有している、請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の運転支援システム（１）。
6. 前記光学要素（９）は、前記光学センサ（１３）の対物レンズのアウターレンズによって形成されている、請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載の運転支援システム（１）。
7. 前記光学要素（９）は、前記光学センサ（１３）の対物レンズから分離している、請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載の運転支援システム（１）。
8. 前記光学要素（９）は、前記光学センサ（１３）を受容するように構成された装着フレーム（３０）に接続されている、請求項７に記載の運転支援システム（１）。
9. 前記光学要素（９）は平坦である、請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の運転支援システム（１）。
10. 前記光学要素（９）は凸状である、請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の運転支援システム（１）。
11. 流体を前記光学要素（９）に対して噴射するための少なくとも１つのノズル（２２）を備える、請求項１から請求項１０のうちのいずれか一項に記載の運転支援システム（１）。
12. 前記光学要素（９）を前記光学センサ（１３）に対して回転可能とするように構成された少なくとも１つの軸受（１１）を備える、請求項１から請求項１１のうちのいずれか一項に記載の運転支援システム（１）。
13. 前記アクチュエータ（５）は、車両の速度が増加すると、前記光学要素（９）の回転速度を減少させるように構成されている、請求項１から請求項１２のうちのいずれか一項に記載の運転支援システム（１）。
14. 前記電子制御ユニットは、前記光学センサ（１３）がその視野において汚れの存在を検出したとき、少なくとも１つの流体の前記光学要素（９）に対する噴射を実施するように構成されている、請求項１から請求項１３のうちのいずれか一項に記載の運転支援システム（１）。
15. 前記電子制御ユニットは、洗浄流体及び圧縮空気等の２つの異なる流体の噴射を連続的に実施するように構成されている、請求項１４に記載の運転支援システム（１）。
16. 前記保護装置（３）は、前記電子制御ユニットに接続された容量性近接センサを備え、前記容量性近接センサは、前記光学要素（９）の近傍において別の物体の接近を検出するように構成されるとともに、別の物体が接近してくる場合に前記光学要素（９）の回転を中断するように、前記電子制御ユニットが前記アクチュエータ（５）の自動停止をコマンドすることを可能にするように構成されている、請求項１から請求項１５のうちのいずれか一項に記載の運転支援システム（１）。

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