JP6780110B2 - 光学センサを保護するための装置と関連する運転者支援システムおよび清掃方法 - Google Patents

Description

本発明は、運転者支援の分野に関し、詳細には、特定の自動車に設置される運転者支援システムに関し、運転者支援システムは、例えばレンズを備えるカメラのような光学センサを含むことができる。より詳細には、本発明は、かかる光学センサを保護するための装置に関する。本発明は、かかる保護装置の光学要素を清掃する方法にも関する。

現在、多数の自動車が前向き、後ろ向きまたは側方向きのカメラを装備している。これらのカメラは、特に、駐車支援システムなどの運転者支援システム、または車線逸脱検出システムの一部である。

車両の客室内側にリヤウインド／スクリーンに対して設置されて車両のリヤウインドから後方を見るカメラが知られている。これらのカメラは、外部気象変動および有機もしくは無機汚染物質によって引き起こされる汚れから十分に保護されている。しかしながら、客室内部に設置されるそのようなカメラの視野角は、カメラが例えば車両の後部に近い障害物を見ることができないので、特に駐車支援に最適ではない。

こうした理由から、したがって、車両の外側に、所望の用途に応じて異なる箇所に、例えばリヤフェンダもしくはフロントフェンダに、または車両のフロントもしくはリヤナンバープレートに運転者支援システムを設置することが好ましい。この場合、したがって、カメラは、カメラの光学ユニット上に堆積され、それによってカメラの効率を低下させ、さらにはカメラを動作不能にする可能性もある無機もしくは有機汚染物の噴射に高度にさらされる。特に雨天では、そのようなカメラを備える運転者支援システムの実施可能性に大きな影響を及ぼし得る雨および汚染物の噴射が見られる。カメラの光学ユニットの表面は、カメラが正しく機能することを保証するように清掃されなければならない。

カメラ上の汚染物の堆積に対処するために、カメラの光学ユニットを清掃するための装置を配置することが知られており、一般に、経時的に堆積されている汚染要素を除去するように、光学ユニットの近くに洗浄流体の噴霧器を配置することが知られている。しかしながら、これらの噴霧器の使用は、噴霧器が極めて大量の洗浄液の使用を必要とするので、かかる運転者支援システムの運転コストの増大をもたらす。さらに、カメラの光学ユニットは、比較的壊れやすい要素であるので、光学ユニットを損傷させる恐れのある噴射から保護されない。

車両の外側羽目板の内側にカメラを取り付け、その羽目板に装着されかつレンズに面して配置された保護窓ガラスまたはウインドを用いて外部攻撃から前記カメラを保護することも知られている。カメラは外部攻撃から保護され得るが、保護窓ガラスまたは窓は汚染物質の堆積にさらされたままである。

既知の解決法によれば、カメラに面する保護窓ガラスを振動させる手段が、カメラ保護窓ガラスから汚染物を取り除くように設けられる。しかしながら、頑固で外皮に覆われた汚染物に対するかかる装置の有効性は保護窓ガラスの振動にもかかわらず限定され得ることが見いだされている。

別の解決法によれば、保護装置は、カメラがその中に配置されるケーシングとこのケーシングを閉鎖する回転カバーとを備え、回転カバーの回転軸はカメラの光軸に対して偏心している。保護装置はスクリーンワイパアームも備える。

しかしながら、この種の保護装置は、カバーが高速で回転させられる場合、特にカバーとスクリーンワイパアームとの間の摩擦のせいでやかましいことがある。さらに、スクリーンワイパアームは、カバーが比較的高速で連続回転するために早期摩耗を示すことがある。また、かかる保護装置は、回転カバーが光学センサに対して偏心しており、回転カバーが保護する光学センサの光学ユニットの直径の少なくとも２倍の直径を有し、それにより光学センサの正確な動作を確実にするので、設置するために全くかなり大きいものとなり得る。その後、スクリーンワイパアームと回転カバーとの間に固体粒子が堆積されると、カバー上にマイクロスコアが現れることがあり得る。視野および光学センサによって撮られる画像の質は結果として影響を受ける可能性がある。最後に、かかる保護システムの使用は、カバーを支持するケーシングの内側に光学センサを配置するために、このケーシングを突出部にすることなく広視野角を可能にしない。

本発明は、カメラなどの光学センサ上に汚染物が堆積するのを防止することを可能にするとともに、広視野角を保つ、光学センサを保護するための代替装置を提示することにより上記の欠点を少なくとも部分的に是正することを提案する。

これを行うために、本発明の対象は、自動車用の光学センサを保護するための装置である。

本発明によれば、保護装置は、
回転軸を中心に可動の回転可能に取り付けられた透明光学要素であって、前記光学要素の回転軸が光学センサの光軸と一致するように光学センサの光学ユニットの上流側に配置されるように構成された透明光学要素と、
回転軸を中心に回転するように構成された回転シャフトを備えるモータであって、前記光学要素の回転軸がさらにモータの回転シャフトの回転軸と一致するように前記光学要素を回転させるように構成されたモータと、
を含む。

かかる保護装置は、光学センサが広視野角を保持するのを可能にしながら、車両の車体要素の内側、または車両の外側に設置されるよう意図された光学センサ上に設置することができる。

雨が降っているときまたは乾燥した気候において、光学要素上に汚染物が堆積されることがある。「汚染物（contamintans）」は、水滴と有機または無機汚染物質の両方を意味する。ケーシングおよび光学要素がモータによって回転させられるとき、潜在汚染物は遠心分離効果によってはじき出される。事実上、このようにして引き起こされる遠心力の仕事は、光学要素上の汚染物の付着力よりも大きい。したがって、光学要素の回転により、この光学要素が遠心分離効果によって清掃されることが可能になる。

したがって、光学センサは良好な実施可能性を保持し、光学センサの汚れは気候条件にかかわらず制限される。

光学センサを保護するための前記装置は、別々に挙げられるまたは組み合わされる、下記の特徴のうちの１つまたは複数をさらに含むことができる、
モータは中空であり、光学センサを少なくとも部分的に収容するように構成される、
モータは、より詳細にはモータの中空部に光学センサの後部を収容するように構成され、光学センサの後部は光学要素の反対側に配置される部分を意味し、特に光学センサは、適切な光機能を実行することができる光学構成要素および電子構成要素を収容する本体と、これらの構成要素を連結するための手段を収容するように本体の軸線方向延長部内に配置される連結部と、を含むことができ、モータは、モータの中空部に連結部を収容するように構成され、したがって光学センサと協働することができる標準サイズのモータを設けることが可能であり、光学センサの本体の形状および寸法は装置によって異なる、
前記光学要素は道路シーンに面するように保護装置の前部に配置され、光学センサは道路シーンの画像の撮影に関与するように構成される、
モータは前記光学要素の反対側に配置される、
前記光学要素は、光学要素の回転軸に対して芯合わせして配置される、
前記光学要素は光学センサの一部によって形成される、
前記光学要素は光学センサとは異なる、
保護装置は、光学センサを収容するように構成されたハウジングを有するケーシングを含む、
ケーシングはモータの回転シャフトと一体である、
ハウジングはケーシングの壁によって画定される、
ケーシングは少なくとも１つの貫通オリフィスを含む、
保護装置は、締結板と、前記光学要素と締結板との間に配置された実質的に環状の全体形状の軸受と、を備える、
前記光学要素はアンチミスト特性をもつ内表面を有し、特に前記光学要素の内表面はアンチミストコーティングを有する、
前記光学要素は少なくとも１つの貫通オリフィスを有する、
前記光学要素は、以下のリスト、すなわち、赤外線フィルタ、光触媒、疎水性、超疎水性、疎油性、親水性、超親水性、砂利への耐性から選ばれた少なくとも１つの特性をもつ外表面（９ｂ）を有する。

本発明は、前述したような光学センサおよび光学センサを保護するためのシステムを備える運転者支援システムにも関する。

本発明の一態様によれば、運転者支援システムは、
前記光学センサに近い物体の接近を検出するように構成された静電容量型センサなどの検出手段と、
前記光学要素に近い物体の接近を検出するために前記光学要素の回転を抑制するための手段と、
をさらに備える。

本発明はさらに、前述したような光学センサを保護するための装置の光学要素を清掃する方法にも関し、前記方法は、遠心分離効果によって前記光学要素を清掃するための前記光学要素を回転させる少なくとも１つのステップを含む。

本発明の一態様によれば、前記方法は、各ステップに対して前記光学要素の異なる回転速度を有する少なくとも２つの清掃ステップを含む。

本発明の他の特徴および利点は、例示的かつ非限定的な例として与えられる以下の説明、および添付図面を読んだときに、より明瞭になるであろう。

本発明による運転者支援システムを備える自動車を概略的に示す図である。 図１の支援システムの光学センサを保護するための装置の部分縦断面図である。 図２ａの光学センサを保護するための装置の分解図である。 図２ａの光学センサを保護するための装置の正面斜視図である。 図２ａの光学センサを保護するための装置の背面斜視図である。 保護装置の光学要素の断面図である。 洗浄流体を噴射するためのノズルを有する一変形形態による光学センサを保護するための装置の正面図である。

これらの図において、同一要素は同じ参照番号を有する。

下記の諸実施形態は例である。本明細書は１つまたは複数の実施形態を参照しているが、これは各参照番号が同じ実施形態に関連すること、または特徴が単一の実施形態にしか該当しないことを必ずしも意味するものではない。様々な実施形態の単純な特徴は、他の実施形態を提供するように組み合わされるまたは置き換えられることもできる。

本明細書では、いくつかの要素に、例えば第１の要素または第２の要素のように指標を付けることがある。この場合、これは、似ているが同じではない要素を区別し命名するための単純な指標付けである。この指標付けは、ある要素の、別の要素に対する優先事項を含意するものではなく、このような命名は、本明細書の枠組みから逸脱することなく容易に置き換えることができる。この指標付けは時間における順序を含意するものでもない。

図１は、本発明による少なくとも１つの運転者支援システム１を装備した自動車１００を示す。

運転者支援システム１は、特に少なくとも１つの光学センサ１３と光学センサ１３を保護するための装置３とを備える。

光学センサ１３は、例えばカメラなどの、画像を撮影するための光学センサ１３である。光学センサ１３は、ＣＣＤ（電荷結合素子）センサ、すなわち電荷を転送する装置またはマトリクス状の小型フォトダイオードを含むＣＭＯＳセンサとすることができる。別の変形形態によれば、光学センサ１３は、ＬＩＤＡＲセンサ（光検出と測距）と呼ばれるレーザ遠隔検出用センサとすることができる。

図２ａおよび図２ｂにより良く見られるように、光学センサ１３は、光軸１５を有する光学ユニット１４を含む。光学ユニット１４は例えばレンズである。光学ユニット１４は、魚眼と呼ばれる光学ユニットのように、光学センサ１３の外側に向かって方向付けられた例えば凸状（ドーム形）の凸面体である。

光学センサ１３は、適切な光機能を果たすことができる光学構成要素および電子構成要素を収容する本体１３’と、これらの構成要素を連結するための手段を収容するように本体の軸線方向延長部内に配置された連結部１７と、を含み、連結部１７は、この本体１３’を後方に、すなわち光学ユニット１４の反対側に延ばす。

光学ユニットの反対側に、本体１３’は光軸１５に対して垂直に広がる端面１８を有し、連結部１７は端面１８から突出して延びる。したがって、端面１８は連結部の周囲に支持面を形成する。

本発明の文脈において、連結部１７は、光学センサの本体１３’の形状および寸法にかかわらず標準のサイズにすることができることに留意されたい。

さらに、特定の図示の例によれば、光学センサ１３は、光学センサ１３の後端の周囲に、言い換えると光学ユニット１４の反対側に、より詳細には本体１３’の軸線方向延長部内に配置された連結部１７の周囲に配置された、例えば実質的に円筒形状の連結片（linking piece）１６を備えることができる。この連結片１６は、光学センサ１３の動作に必要なケーブル（図示せず）用の通路を形成して、例えば、光学センサ１３が光学センサ１３の電力供給源に接続されるのを可能にし、かつ／または光学センサ１３によって取り込まれた画像が車両１００（図１）の少なくとも１つの画像処理手段（図示せず）に転送されるのを可能にする。図に示すように、この連結片１６は、特に連結部１７がその内部に延びる、ケーブルを通すためのシースと、光学センサの本体１３’の端面１８を当接支持することができるカラーと、を有する。

図示の実施形態によれば、光学センサ１３は保護装置３内に取り付けられる。

図１に示す例によれば、保護装置３は車両１００の前部に、フェンダに取り付けられる。もちろん、一変形形態として、保護装置３は、車両１００の背面に、例えばフェンダまたはナンバープレートに取り付けることができる。保護装置３は、例えば車両の側面上に、バックミラーに設置することもできる。

保護装置３は、任意の既知の技法に従って、車体要素やフェンダ、バックミラーまたはナンバープレートのような外部要素など、車両１００の任意の要素２に装着することができる。これを行うために、クリップシステム、ねじ締めシステムまたはボンディングシステムを非網羅的な形で挙げることが可能である。

保護装置３は、透明であり、回転軸Ａ１を中心に回転可能に取り付けられる、図２ａ〜図３により良く見られる光学要素９をさらに含む。この光学要素９は、光学要素９の回転軸Ａ１が光学センサ１３の光軸１５と一致するように光学センサ１３の光学要素１４の上流側に配置されるように構成される。

光学要素９は保護装置３の前部に配置される。保護装置３の前部は道路シーンに面するよう意図された部分から延びていて、装置３の光学センサ１３は、保護装置３が自動車１００（図１）上に設置されると道路シーンの画像の撮影に関与する。

保護装置３は、光学要素９を回転させるように構成されたモータ５（図２ａおよび図２ｂに見られる）をさらに含む。

モータ５は保護装置３の後部に配置される。保護装置３の後部は、保護装置３の前部と反対側の部分を意味する、したがって保護装置３の後部は道路シーンから最も離れた部分であり、光学センサ１３は道路シーンの画像の撮影に関与する。言い換えると、モータ５は、光学センサ１３の光学ユニット１４の反対側にかつ光学要素９に対向して配置される。

モータ５は、回転軸Ａ２を中心に回転可能に取り付けられる。これを行うために、モータ５は回転シャフト５１を含む。特に、モータ５は固定された固定子５３を含み、回転シャフトまたは回転子５１は固定された固定子５３に対して回転可能に可動である。

図示の実施形態によれば、回転子５１は固定子５３の周囲に配置される。したがって、固定子５３は内側にあり、回転子５１は外側にある。

さらに、モータ５は、モータ５の回転軸Ａ２が光学要素９の回転軸Ａ１および光学センサ１３の光軸１５と一致するように配置される。

非限定的な例として、モータ５はより具体的にはブラシレスモータとすることができる。

モータ５は、１０００〜５００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍ、より好ましくは７０００〜１５０００ｒｐｍの回転速度を有することができる。このような回転速度は、光学要素９上に堆積されているであろう潜在汚染物の除去、すなわち遠心分離効果による除去を可能にし、それにより、光学センサ１３の光学ユニット１４は運転者支援システム１の最適動作を確実にするようにきれいに保たれることが可能になる。

モータ５は、例えば、車両１００（図１）の一般電気回路に接続された電源によって電力供給される。

図２ａ〜図４を参照すると、保護装置３は、光学要素９と好適に一体化されかつ光学要素９の回転軸Ａ１を中心に可動の回転可能に取り付けられたケーシング４をさらに含むことができる。

ケーシング４は、密閉されたケーシングであることが好ましい。

このケーシング４はモータ５によって回転させられるように配置され、これにより光学要素９は回転することが可能になる。したがって、この特定例での光学要素９は、光学要素９が遠心分離効果によって清掃されるのを可能にするようにケーシング４と共に回転させられるように構成される。

光学要素９は、ケーシング４の前部に配置されるように構成される。ケーシング４の前部は道路シーンに面するよう意図されたケーシング４の部分から延びていて、光学センサ１３は、保護装置３が自動車１００（図１）上に設置されると道路シーンの画像の撮影に関与する。対照的に、図２ａおよび図２ｂにより良く見られるケーシング４の後部は、ケーシング４の前部の反対側のケーシング４の部分から延びており、したがってケーシング４の後部は道路シーンから最も遠く離れた部分であり、光学センサ１３は道路シーンの画像の撮影に関与する。

さらに、ケーシング４は、光学センサ１３の光軸１５が光学要素９およびケーシング４の回転軸Ａ１と一致するように光学センサ１３を収容するように構成されたハウジング１９（図２ａ参照）を含む。

ハウジング１９はモータ５も収容するように構成される。より正確には、モータ５はケーシング４の後部に配置される。上述の実施形態によれば、モータ５は光学要素９の反対側に配置される。

ケーシング４が光学要素９と一体であると、これにより密閉されたブロックが形成され、したがって光学センサ１３およびモータ５を収容するよう意図されたケーシング４内への汚れの導入を妨げる。

さらに、この例でのモータ５は光学センサ１３の延長部内に配置される。より正確には、モータ５は中空であり、光学センサ１３を少なくとも部分的に収容するように、特にモータ５の中空部内に光学センサの後部を、より具体的には光学センサの本体１３’から突出して延びる連結部１７を収容するように構成される。特に、モータ５は、中空でありかつ光学センサ１３の一部を収容することができるモータの固定された固定子５３である。先に規定したように、これは、光学センサ１３の光学ユニット１４とは反対側の後部である。

光学センサ１３、モータ５および保護装置３を設置するときに、モータ５の固定子５３は、光学センサ１３の連結片１６のシースの周囲に配置される。固定子５３は、固定子５３が連結片１６のカラーの存在によって阻止されるまで挿通される。この配置構成は、モータが光学センサ１３の本体１３’の端面１８を越えて軸線方向に配置されないようにすることが理解されよう。光学センサの本体のサイズおよび形状にかかわらず、連結部１７および連結片１６のシースが１つの光学センサから別の光学センサへと安定した寸法を有している限り、同じモータ５を使用することができる。今後、大型カメラに適合するようにモータを過大にする必要はなく、このことは、コスト有意性がありかつ不均衡現象を低減して、またしても関連する軸受を過大にするに必要のないようにする。

さらに、ケーシング４は、モータ５の回転シャフトまたは回転子５１と一体である。

さらに、ケーシング４は、光学センサ１３のハウジング１９を画定する壁２１を含む。この壁２１は、光学要素９およびケーシング４の回転軸Ａ１を中心としている。この例では、壁２１は、図２ｂ〜図４により良く見られるように、実質的に略円筒形状である。

第１の変形形態によれば、壁２１は光学要素９と共に単一部片で作ることができる。

第２の変形形態によれば、壁２１および光学要素９は２つの別個の部片で作ることができ、この場合、壁２１は光学要素９の一端と一体化される。特に、壁２１は、光学要素９と一体化される壁２１の前端部である。以前のように、前部は道路シーンに最も近い部分として画定される。非限定的な例として、壁２１と光学要素９との一体化は超音波溶接によって行うことができる。

したがって、ケーシング４および光学要素９は１つまたは複数の部片で作ることができる。

ケーシング４１、特に壁２１は、当業者に知られる任意の適切な材料、例えばアルミニウムまたは熱伝導ポリカーボネートで作ることができる。

さらに、壁２１は好適には、光学センサ１３がケーシング４の内側に配置されるときに光学センサ１３の後部で連結片１６を取り囲む開口２１ａ（図２ａ、図２ｂ参照）を含む。

一変形形態または補完形態として、結露を制限する少なくとも１つの手段が好適に設けられ、以下、結露防止手段と称する。この種の結露防止手段はケーシング４に設けることができる。特に、ケーシング４の壁２１上に少なくとも１つの結露防止手段を配置することができる。

非限定的な例として、結露防止手段は、ケーシング４に、この例では壁２１に少なくとも１つの貫通オリフィス２１０を備えることができる（図２ａ〜３参照）。１つまたは複数のオリフィス２１０は穴をあけることによって作ることができる。複数のオリフィス２１０が設けられる場合、これらのオリフィス２１０は、ケーシング４の回転軸Ａ１に対して対称に配置されることが好ましい。

図２ａに示す例によれば、ケーシング４の回転軸Ａ１に対して対称に配置された２つのオリフィス２１０が設けられる。オリフィス２１０は、保護装置３が図２ａに示すように組み立てられたときにケーシング４の内部とケーシング４の外部との間を連通する。非限定的な例として、各オリフィス２１０は、５ｍｍ程度の直径を有することができる。

さらに、少なくとも１つのオリフィス２１０にそれぞれ配置された１つまたは複数の半透膜２１１を設けることができる（図２ａ〜図３）。図２ａに示す例によれば、２つの半透膜２１１は概略的に示されている。各半透膜２１１は、関連するオリフィス２１０の上に密封態様で、例えばボンディングまたは超音波溶接によって固着され得る。

これらの膜２１１は、既述の実施形態によれば、空気に対して透過性であり水に対して不浸透性である。したがって、１つまたは複数の膜２１１はケーシング４内部の空気の循環を支援する。これにより光学ユニット１４と光学要素９との間の十分な通気が可能になり、それによって結露の蓄積を防止する。

さらに、１つのオリフィス２１０または複数のオリフィス２１０における高重量を補償する少なくとも１つの手段が好適に設けられる。図２ａ〜図３に示す特定例によれば、ケーシング４の回転軸Ａ１に対して対称な２つのオリフィス２１０（図２ａにより良く見られる）では、２つの膜２１１もまたケーシング４の回転軸Ａ１に対して対称に配置され、ケーシング４が回転するときに重量の影響が遠心力に対して制限されることを可能にするのがこの対称配置構成である。

特に光学要素９に関して、光学要素９は、この光学ユニット１４を損傷させる恐れのある汚染物または固体破片の潜在噴射から光学センサ１３の光学ユニット１４を保護するためのものである。したがって、光学要素９は、光学センサ１３の保護要素、より正確には保護マスクであり、この光学要素９は、外部からの攻撃、すなわち水ならびに汚染物の噴射、砂利、および汚染物質の堆積物もしくは水の痕跡にさらされるものである。

この光学要素９は、ガラスまたはポリカーボネートなどの透明プラスチック材料で作ることができる。

光学要素９は回転軸Ａ１に対して芯合わせして配置される。この光学要素９は、特に回転軸Ａ１に対して回転対称である。

保護装置３を組み立てるとき、光学要素９は、光学センサ１３に対して芯合わせして、より正確には光学ユニット１４に対して芯合わせして配置される。

前述のように、ケーシング４の壁２１と共に単一部片で作られるかまたはこの壁２１の端部と一体化される光学要素９は、保護装置３の前部に配置され、この例ではケーシング４の前部に配置される。

一変形形態によれば、光学要素９は光学センサ１３とは異なる。この場合、光学要素９は、光学センサ１３の上流側に、より正確には光学要素１４の上流側に配置されるためのものである。この文章では、上流側（upstream）という用語は光軸１５に対してかつ道路シーンに対して定義され、光学センサ１３は道路シーンの画像の撮影に関与する。言い換えると、光学ユニット１４の「上流側」は、光学要素９が光学ユニット１４と道路シーンとの間に配置され、光学センサ１３が光軸１５に沿って道路シーンの画像の撮影に関与する、位置を意味する。

別の変形形態によれば、光学要素９は、光学センサ１３の光学ユニット１４の外側レンズなどの光学センサ１３の一部によって形成され得る。この場合、光学要素９は、光学ユニット１４の上流側にも、すなわち光学ユニット１４と道路シーンとの間にも配置され、光学センサ１３は光軸１５に沿って道路シーンの画像の撮影に関与する。

これらの変形形態のどちらか一方によれば、光学要素９が光学センサ１３の光学ユニット１４の上流側に配置されると、その透明材料での実施形態は光学センサ１３の効率を損なわないことを可能にする。

さらに、これらの変形形態のどちらか一方によれば、図１〜図３を参照すると、光学センサ１３を収容する保護装置３が車両１００上に取り付けられるときに、光学ユニット１４および光学要素９は車両１００の要素２上に作られた開口から突出する。かかる配置構成では、光学センサ１３は、図２ａ上に破線によって概略的に境界を定められた広画角Ｖを有し、光学ユニット１４は、光学ユニット１４と車両１００（図１）の外側との間に光学要素９が存在するため、きれいな状態のままでいる。

加えて、光学センサ１３とは異なるまたは光学センサ１３に属する光学要素９の変形形態のどちらか一方によれば、光学要素９は、光学ユニット１４の全表面を覆うように寸法決定される（図２ａ〜図３参照）。

これを行うために、再び図２ａおよび図２ｂを参照すると、光学要素９が光学センサ１３とは異なる場合、光学要素９は、
光学センサ１３の光学ユニット１４に対向して配置されるよう意図されたマスク形成部９０ａと、
このマスク９０ａの延長部内の、光学ユニット１４を有する光学センサ１３の前部を取り囲むよう意図された保持部９０ｂ、すなわち、光学センサ１３がその画像の撮影に関与する道路シーンに面するよう意図された光学センサ１３の部分と、
を有することができる。

もちろん、保持部９０ｂは、保持部９０ｂが取り囲むよう意図された光学センサ１３の前部の形状を補完する形状を有する。図示の例によれば、この保持部９０ｂは、光学要素９のマスク形成部９０ａを拡張する実質的に段付きの形状を有することができる。光学要素９のこの段付き形状は図２ａ、図２ｂおよび図５により良く見られる。さらに、光学要素９の保持部９０ｂは、光学要素９がこの壁２１と共に単一部片で作られない場合にケーシング４の壁２１（図２ａ、図２ｂ参照）の前端に装着される部分である。

好適には、光学要素９は、光学ユニット１４の形状と実質的に同じ全体形状を有する。この例では、光学要素９は、少なくとも部分的に、光学センサ１３の光学ユニット１４の曲面と実質的に平行な湾曲部を有する実質的に凸状の形をしている。光学要素９のこの凸状部は、例えば、光学センサ１３の光学ユニット１４の直径に近い直径を有する。図示の例によれば、この凸状部は、この実質的に凸形状を有する光学センサ１３の光学ユニット１４の真向いに配置されるよう意図されたマスク形成部９０ａである。

図示しない代替手段によれば、光学要素９は、光学要素９が光学センサ１３とは異なる場合、少なくとも部分的に実質的に平坦にすることができる。

したがって、光学ユニット１４は、光学ユニット１４を損傷させ得る、有機もしくは無機汚染物質、水、これらの異なる要素を組み合わせたものなどの汚染物の潜在噴射から保護される。加えて、ケーシング４および光学要素９が回転するとき、潜在汚染物が受ける遠心力は、光学要素９上でのこれらの汚染物の付着力よりも大きい。したがって、光学要素９の外表面上に堆積された潜在汚染物は光学要素９からはじき出され、光学センサ１３の視野Ｖを妨げない。

さらに、光学ユニット１４と光学要素９との間の結露現象を防止するために、光学要素９の内表面９ａ（図５参照）は好適にはアンチミスト特性を有する。光学要素９の内表面９ａは、光学センサ１３の光学ユニット１４に対向して配置されるよう意図された表面である。特に、光学要素９の内表面９ａは、一点鎖線のサークル線２３の円弧で概略的に示されているアンチミストコーティングを有する。

一変形形態または補完形態として、光学要素９の外表面９ｂは、下記特性、すなわち、疎水性、赤外線フィルタ、光触媒、超疎水性、疎油性、親水性、または超親水性、砂利への耐性、または汚染物の付着力が低減されるのを可能にする他の表面処理のうちの１つまたは複数を有することができる。

光学要素９の外表面９ｂの疎水性のおかげで、潜在水滴は外表面９ｂの上を痕跡を残さずに流れる、というのは水はこの外表面９ｂに付着することができないからである。

図５の破線の円形部分２５によって概略的に示されている、光学要素９の外表面９ｂ上の複数の層またはコーティングは、有機もしくは無機汚染物質が付着する可能性、ならびに運転者支援システム１の正常動作に悪影響を及ぼし得る光学要素９上の水の痕跡の存在を制限することを可能にする。好適には、Ｒａｉｎ−Ｘ（登録商標）タイプの溶液などの液体溶液が、光学要素９の外表面９ｂ上に疎水性薄膜を形成するように例えば定期的にかつ手作業で付着され得る。

これらの実施形態例は、例示の非限定的なものとして提供される。例えば、当業者は、この外表面９ｂ上での汚染物の付着が本発明の枠組みから逸脱することなく制限されることを可能にする他の特性をもつ外表面９ｂを有する透明光学要素９を使用することができる。

選択的に、保護装置３の光学要素９は、例えば、気象条件にかかわらず運転者支援システム１の適性な実施可能性を保証することができるように一体化されたフィラメントや除氷抵抗器などの除氷または防曇システムも備えることができる。

加えて、再び図１〜図４を参照すると、光学要素９、より一般的には保護装置３全体は、例えば締結板４１および締結ブラケット４６を備える保持締結手段を用いて、車両１００上に設けられた要素２上に取り付けることができる。保護装置３を組み立てた後、締結ブラケット４６は、任意適当な手段によって、例えば溶接、ねじ締めまたはボンディングによる非限定的な方法で締結板４１と一体化することができる。締結板４１は、例えば、車両１００（図１）の車体要素などの要素２に任意の手段で装着することができる。

再び図２ａ〜図４を参照すると、締結板４１は保護装置３の前部に配置される。この締結板４１は、光学要素９および光学センサ１３の光学ユニット１４を通し、それによって外側に向かって見えるようにするための開口４５（図２ａおよび図３）を有する。この開口４５は、例えば、車両１００の要素２の相補的開口に対向して配置されるように設けられ、したがって、保持締結手段４１、４６が車両１００の要素２上に設置されると、光学センサ１３の光学ユニット１４および光学要素９は、締結板４１の開口４５から突出し、そして車両１００の要素２に存在する開口から突出する（図１〜図３参照）。

この例では、締結ブラケット４６は、２つの実質的に平行な向かい合う分岐４６ａを有する実質的にＵ字形状またはあぶみ形状を有し、分岐４６ａはケーシング４の両側に延び、ベース４６ｂによって連結されている。ベース４６ｂは、保護装置３の後部に、ここでは締結板４１の反対側に位置付けられる。

締結ブラケット４６は、好適には、光学センサ１３と光学センサ１３の動作に必要なケーブル（図示せず）との接続を可能にするように光学センサ１３の後部に連結片１６を通すための開口４７（図２ａ、図２ｂおよび図４により良く見られる）を含む。この開口４７は、保護装置３の後部に、例えば締結ブラケット４６のベース４６ｂの実質的に中心に設けられる。

好適には、水蒸気および／または他の汚染物のケーシング４内への侵入を制限するようにケーブルまたは電線を通すための密閉配置構成がケーシング４の後部に設けられる。特に、光学センサ１３とケーブルまたは電線との接続を可能にする連結片１６を通すための開口４７は、水蒸気および／または他の汚染物のケーシング４内への侵入を制限するように密封態様で保護される。

さらに、保護装置３は、特に、図２ａに概略的に示されている１つまたは複数の軸受２７、２８を備えることができる。軸受２７、２８は、一般に実質的に環状の形をしている。

図２ａに示されている例によれば、保護装置３は２つの軸受２７、２８を備える。第１の軸受２７は、ケーシング４が締結板４１に対して回転することを可能にするものであり、ケーシング４の外側の光学要素９と締結板４１との間に配置される。第２の軸受２８は、ケーシング４がモータの固定された固定子５３に対して回転することを可能にするものであり、回転子５１と固定子５３との間に配置される。

さらに、図６を参照すると、光学要素９の清浄状態を改善するために、選択的な代替手段によれば、保護装置３は、特に清掃および／または乾燥用の流体を光学要素９上に噴射するための少なくとも１つのノズル２２をさらに備えることができる。このノズル２２は、例えば締結板４１上の光学要素９の上方に位置付けることができる。図示しない他の実施形態によれば、ノズル２２は光学要素９に近い任意の位置に位置付けることができる。

ノズル２２によって噴射された流体は、光学要素９の回転が光学要素９上に堆積されている様々な汚染物を除去するのに十分でない場合に光学要素９が清掃されるようにする圧縮空気または洗浄液とすることができる。あるいは、流体の噴射は、光学要素９の清浄状態を確保するように光学要素９の回転に相補的な態様で使用することができる。図６では、矢印２０は、光学要素９の回転方向、例えば時計回り方向を示す。もちろん、この回転は、図示しない別の実施形態に従って絶対的に反時計回り方向に行われる。

さらに、図示しない他の実施形態によれば、保護装置３はいくつかのノズル２２を備えることができる。保護装置３は、例えば、洗浄液などの第１の流体を噴射するように構成された第１のノズル２２と圧縮空気などの第２の流体を光学要素９上に噴射するように構成された第２のノズルとを備えることができる。

１つまたは複数のノズル２２は、車両１００（図１）の洗浄液を分配するためのシステムに連結することができる。代替手段として、保護装置３は、保護装置３専用の洗浄液のリザーバを備えることができる。この場合、保護装置３を車両１００の洗浄液システムに連結してノズル２２（図６）を供給するようにするために、車両１００のレベルで長い複雑な初期設計を必要とせずに、この運転者支援システム１を車体要素などの車両１００の任意の要素２の内側に、あるいは例えばフロントもしくはリヤフェンダまたはバックミラーのような車両１００の任意の外側要素上に比較的容易に設置することが可能である。

選択的に、保護装置３は、保護装置３を使用するときにモータ５の回転速度が高速のために車両１００内部の乗員または他の利用者に不便を感じさせないようにモータ５からの潜在的騒音公害が制限されることを可能にする要素も含むことができる。

さらに、すべての図を参照して前述した保護装置３は、かかる保護装置３の光学要素９を清掃する方法に従って実施することができる。この清掃方法は、特に、光学要素９が回転しているときに、遠心分離効果により、光学要素９上、特に光学要素９のマスク形成部９０ａ上の潜在堆積物を除去することを企図している。もちろん、遠心分離効果により清掃できるようにするために、光学要素９は、非ゼロ回転速度に応じて、例えばケーシング４を用いて回転させられる。

これを行うためには、図１〜図２ｂを参照すると、運転者支援システム１は、例えばケーシング４を用いて光学要素９を回転させるように特にモータ５を作動させるように構成された電子制御ユニット（図示せず）をさらに備えることができる。

清掃方法の一実施形態例によれば、モータ５は、車両１００が機能しているときに、すなわち運転段階中にまたは接触して停止したときにケーシング４および光学要素９が永久に回転させられるように、例えば電子制御ユニットによって作動させることができる。

清掃方法の別の実施形態によれば、モータ５は、車両１００が機能しているときにケーシング４および光学要素９を断続的に回転させるように、例えば電子制御ユニットによって作動させることができる。この実施形態によれば、電子制御ユニットは、例えば、車両の駐車を容易にするように車両の後方を見えるようにするために、例えば運転者支援システム１が設置される場合に使用車がリバースギヤを選択するときのように、車両の使用者が光学センサ１３の実施を必要とする車両の機能性を使用するときにモータ５の始動を制御することができる。

好適には、光学要素９の回転速度は、清掃方法の間に調整することができる。例えば、電子制御ユニットは、車両１００の移動速度に応じて回転速度を調整するようにモータ５を制御するように構成される。事実上、汚染物は、特に運転者支援システム１が車両１００の前部にある場合、ケーシング４および光学要素９の回転に関連する遠心力のおかげで、潜在的には車両１００の移動に関連する摩擦とあいまって光学要素９から除去される。したがって、光学要素９の良好な清潔状態、したがって光学センサ１３の最適動作を維持するために、車両１００の移動速度が高くなる、ケーシング４および光学要素９の回転速度を上げる必要が低くなる。したがって、電子制御ユニットは、特に光学要素９が車両の前部に設置される場合、車両１００の移動速度が上昇するときにモータ５がケーシング４の回転速度を低下させるようにモータ５に作用するように構成することができる。

特定の一実施形態によれば、電子制御ユニットは、光学要素９の回転方向の変化を引き起こすように構成される。好適には、電子制御ユニットは、光学要素９の回転方向を予め定義した期間にわたって複数回、比較的急速に変えることができる。回転方向のこの変化は、加速現象の出現を支援するとともに、例えば光学要素９の実質的に中心に配置されるはずの潜在小水滴を除去することを効率的に可能にする。事実上、光学要素９の回転方向の変化は汚染物を汚染物の移動とは逆方向の加速にさらすことになり、このことは、光学要素９への汚染物の付着の喪失、したがって光学要素からの汚染物のはじき出しを支援する。

清掃方法は、光学要素９上に少なくとも１つの流体を噴射する少なくとも１つのステップも含むことができる。この噴射ステップは、例えば光学センサ１３の視野Ｖ内の汚染物の検出後に、かつ／または車両１００の速度に応じてかつ／または時間遅延に応じて引き起こすことができる。

例えば、電子制御ユニットは、光学センサ１３が例えば光学センサ１３の視野Ｖにある汚染物の存在を検出するときに、ノズル２２を用いて例えば圧縮空気または洗浄液のような少なくとも１つの流体の光学要素９上への噴射を引き起こすように構成することもできる。

特定の一実施形態によれば、電子制御ユニットは、車両１００が停止させられるときに、または車両１００が低速で、すなわち例えば１５ｋｍ／ｈ未満の速度で移動しているときに、光学要素９上への圧縮空気の噴射を引き起こすように構成することができる。事実上、このような場合、空気力学的力は、光学要素９上に堆積し得る水滴および／または汚染物を除去するために、ケーシング４および光学要素９の回転の遠心力に効果的に結合されるのに十分でないことがある。特に、低速でまたは車両が停止させられるときに、光学要素９の中心にまたは中心の近くに位置する小水滴は、光学要素９の中心の回転速度が低すぎて小水滴をはじき出せないことがあるので、除去するのが困難となり得る。好適には、光学要素９上への圧縮空気の噴射は、車両１００が低速で移動しているときまたは車両１００が停止したときに空気力学的力がないことを補償することを可能にすることができる。

別の実施形態によれば、電子制御ユニットは、車両１００の一定期間の運転の終わりに洗浄液および／または圧縮空気の噴射を引き起こすように構成することができる。

別の実施形態によれば、電子制御ユニットは、車両１００の使用者からの要求に応じて洗浄流体および／または圧縮空気の噴射を引き起こすように構成することができる。

清掃方法は、異なる流体を噴射する連続ステップも含むことができる。電子制御ユニットは、いくつかの実施形態によれば、洗浄液および圧縮空気の噴射を連続して噴射するように構成することができる。

清掃方法の特定の実施形態によれば、遠心分離効果にもかかわらず光学センサ１３が光学センサ１３の視野Ｖ内の汚染物の存在を検出すると、電子制御ユニットは、ケーシング４および光学要素９の回転を止めるようにモータ５を停止させるよう制御することができる。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を通る洗浄液の噴射を制御することができる。次いで、電子制御ユニットは、光学要素９上に外皮で覆われることがある汚染物を除去するように同じノズル２２を通るまたは図示しない第２のノズルを通る圧縮空気の噴射を制御することができる。次いで、電子制御ユニットはモータ５を再び作動させて、ケーシング４および光学要素９を初期回転速度とは異なる回転速度で再び回転させることができる。圧縮空気の噴射は、この実施形態に従って、ケーシング４および光学要素９の回転を再開する前に、同時に、または後で行うことができる。

一変形形態または補完形態として、清掃方法は、それぞれ光学要素９の異なる回転速度を有する少なくとも２つの清掃ステップを含むことができる。非限定的な例として、
光学要素９が第１の回転速度に応じて回転させられている間の、光学要素９上に、特にマスク形成部９０ａ上に洗浄流体を噴射する第１のステップと、
光学要素９が第１の回転速度とは異なる第２の回転速度で回転させられている間の第２の乾燥ステップと、
を想定することが可能である。

この例での第１の回転速度は第２の回転速度よりも遅いことが好適である。

第２の乾燥ステップの開始は遅延することがある。

したがって、特に、洗浄流体などの流体が光学要素９上に噴射されるまたは光学要素９に付着されるときに、回転速度は比較的低くすることができ、光学要素９が既に回転していた場合はさらに遅くすることができる。これにより洗浄液を散布するのが容易になる。例えば洗浄液を散布するのに必要な時間に対応するように比較的短い予め定義した期間の後、回転速度は加速されて、光学要素９の、特にマスク形成部９０ａの外表面９ｂ（図５参照）を乾燥させることを可能にし、洗浄液によってぬらされた汚染物の除去を支援することも可能にする。

好適には、このような実施形態では、清掃するための流体の量は、回転を伴わない従来技術の通常の清掃システムよりもずっと少ない。

さらに、保護装置３は、さらにかつ選択的に、光学要素９に近い物体の接近を検出するように構成された検出手段（図示せず）を備えることができる。好適には、保護装置３は、電子制御ユニットに接続される近接センサ（図示せず）を備える。このような近接センサは、例えば静電容量型近接センサとすることができる。

運転者支援システム１は、光学要素９に近い物体の接近を検出するとすぐにケーシング４および光学要素９の回転を抑制するための手段（図示せず）を備えることができる。一例として、静電容量型近接センサは、物体の接近の検出情報を電子制御ユニットに転送するように構成することができ、電子制御ユニットは、この情報を受け取りかつケーシング４および光学要素９の回転を停止させるようにモータ５を自動的に停止させるよう制御するための１つまたは複数の処理手段を含むことができる。これは、光学要素９が物体と接触する場合に、特に運転者支援システム１が車両１００のフロントもしくはリヤフェンダに設置されるためのものである場合に光学要素９が損傷を受ける危険性を制限する。

したがって、光学センサ１３のためにいつも澄んでいてきれいな視野Ｖが得られる。実際、動作中、モータ５は、光学要素９を光学センサ１３に対して、例えばケーシング４を用いて回転させる。この回転は、例えばケーシング４を用いて、特にモータ５の固定された固定子５３内に光学センサ１３の一部の配置、およびモータ５の回転シャフト５１と光学要素９との間の関連のおかげで可能である。光学要素９の回転は、汚染物が受ける遠心力のために汚染物の除去を確実にする。

さらに、光学要素９の回転軸Ａ１が光学センサ１３の光軸１５と一致することで、このシステムは、車両１００内に一体化されるよう意図された任意のタイプの光学センサ１３に適合することが可能になり、同時に広画角を保つ。

Claims (14)

1. 自動車（１００）用の光学センサ（１３）の保護装置（３）であって、前記保護装置（３）が、
   回転軸（Ａ１）を中心に可動の回転可能に取り付けられた透明光学要素（９）であって、前記光学要素（９）の前記回転軸（Ａ１）が前記光学センサ（１３）の光軸（１５）と一致するように前記光学センサ（１３）の光学ユニット（１４）の入光側に配置されるように構成された透明光学要素（９）と、
   回転軸（Ａ２）を中心に回転するように構成された回転シャフト（５１）を備えるモータ（５）であって、前記光学要素（９）の前記回転軸（Ａ１）がさらに前記モータ（５）の前記回転シャフト（５１）の前記回転軸（Ａ２）と一致するように前記光学要素（９）を回転させるように構成されたモータ（５）と、
   を含み、
   前記モータ（５）は、前記光学センサ（１３）の長手方向の延長上であって、前記光学センサ（１３）の入光側と反対側に配置されていることを特徴とする、保護装置（３）。
2. 前記モータ（５）が中空であり、前記光学センサ（１３）を少なくとも部分的に収容するように構成される、請求項１に記載の保護装置（３）。
3. 前記モータ（５）が、前記モータ（５）の中空部に前記光学センサ（１３）の入光側と反対の部分を収容するように構成される、請求項２に記載の保護装置（３）。
4. 前記光学要素（９）が道路シーンに面するように前記保護装置（３）の入光側の部分に配置され、前記光学センサ（１３）が前記道路シーンの画像の撮影に関与するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の保護装置（３）。
5. 前記光学センサ（１３）が、前記光学要素（９）の前記回転軸（Ａ１）に対して芯合わせして配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載の保護装置（３）。
6. 前記光学要素（９）が前記光学センサ（１３）とは異なる、請求項１から５のいずれか一項に記載の保護装置（３）。
7. 前記光学センサ（１３）を収容するように構成されたハウジング（１９）を有するケーシング（４）を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の保護装置（３）。
8. 前記ケーシング（４）が前記モータ（５）の前記回転シャフト（５１）と一体である、請求項７に記載の保護装置（３）。
9. 前記ハウジング（１９）が前記ケーシング（４）の壁（２１）によって画定される、請求項７または８に記載の保護装置（３）。
10. 締結板（４１）と、前記光学要素（９）と前記締結板（４１）との間に配置された実質的に環状の全体形状の軸受（２７）と、を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の保護装置（３）。
11. 前記光学要素（９）がアンチミスト特性をもつ内表面（９ａ）を有し、特に前記光学要素（９）の前記内表面（９ａ）がアンチミストコーティング（２３）を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の保護装置（３）。
12. 前記光学要素（９）が、以下のリスト、すなわち、赤外線フィルタ、光触媒、疎水性、超疎水性、疎油性、親水性、超親水性、砂利への耐性から選ばれた少なくとも１つの特性をもつ外表面（９ｂ）を有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の保護装置（３）。
13. 光学センサ（１３）を備える運転者支援システム（１）であって、前記運転者支援システム（１）が、請求項１から１２のいずれか一項に記載の光学センサ（１３）の保護装置（３）をさらに含むことを特徴とする、運転者支援システム（１）。
14. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の保護装置（３、１０３）の光学要素（９）を清掃する方法であって、遠心分離効果によって前記光学要素（９）を清掃するための前記光学要素（９）を回転させる少なくとも１つのステップ、特に各ステップが前記光学要素（９）の異なる回転速度を有する少なくとも２つの清掃ステップを含む、方法。

Images