JPWO2018198464A1 - 洗浄装置および洗浄装置を備える撮像ユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、信頼性が高く、十分な洗浄効果を期待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、撮像部（５）を配置した反対側の保護カバー（２）の面に洗浄液が到達するように、洗浄液を吐出する洗浄ノズル（３）とを備える撮像ユニット（１００）の洗浄装置である。振動部（１２）は、吐出された洗浄液が到達した保護カバー（２）の面内での位置に比べて、保護カバー（２）の変位量が大きくなる位置を保護カバー（２）の面内で生じるように保護カバー（２）を振動させている。

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

特許文献１に記載の洗浄装置では、洗浄液を吐出する開口部を有したノズルを、撮像範囲の中心に近づく洗浄位置と撮像範囲の中心に遠ざかる非洗浄位置との間で移動させて透光体の表面を洗浄している。しかし、特許文献１に記載の洗浄装置では、洗浄の際に移動させるノズルを採用しているため、装置の構成が複雑になり故障するなどの信頼性上の課題があった。また、特許文献１に記載の洗浄装置では、洗浄位置にノズルを移動させることができなくなると、十分な洗浄効果が期待できないという課題があった。

そこで、本発明の目的は、信頼性が高く、十分な洗浄効果を期待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部と、撮像素子を配置した反対側の透光体の面に洗浄液が到達するように、洗浄液を吐出する吐出部とを備え、振動部は、吐出された洗浄液が到達した透光体の面内での位置に比べて、透光体の変位量が大きくなる位置を透光体の面内で生じるように透光体を振動させる。

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、振動部が、吐出された洗浄液が到達した透光体の面内での位置に比べて、透光体の変位量が大きくなる位置を透光体の面内で生じるように透光体を振動させることで、透光体の表面にある洗浄液を移動させて透光体を洗浄することができる。そのため、信頼性が高く、十分な洗浄効果を期待できる洗浄装置となる。

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に係る保護カバーの変位量を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態２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２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３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３の変形例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４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５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６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。 透光体に親水性の領域を形成した撮像ユニットの構成を説明するための斜視図である。

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。

次に、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）において、保護カバー２に付着した異物を洗浄するための動作について説明する。

撮像ユニット１００が、たとえば車両の前部に設けられた場合、雨滴、泥、塵埃等の異物が保護カバー２の表面に付着することがある。洗浄装置は、この異物を洗浄するために洗浄ノズル３の開口部３１から洗浄液を保護カバー２に吐出し、振動部１２で保護カバー２を振動させる。

洗浄装置は、洗浄ノズル３の開口部３１から洗浄液を単に吐出して保護カバー２の表面を洗浄するのではなく、保護カバー２の表面に吐出した洗浄液を保護カバー２の振動で移動させて保護カバー２の表面を洗浄している。そのため、洗浄装置は、洗浄液を吐出したところを単に洗浄するのではなく、洗浄液が移動する軌跡上も洗浄することができる。さらに、洗浄装置では、保護カバー２を振動させるので保護カバー２の表面に付着した異物も取れやすくなっている。

保護カバー２を振動させることで、保護カバー２の表面に吐出した洗浄液が移動するのは、保護カバー２の面内において保護カバー２の変位量に差が生じるためである。つまり、振動部１２は、吐出された洗浄液が到達した保護カバー２の面内での位置に比べて、保護カバー２の変位量が大きくなる位置を保護カバー２の面内で生じるように保護カバー２を振動さている。図３は、本発明の実施の形態１に係る保護カバーの変位量を説明するための断面図である。保護カバー２を振動させた場合、図３の破線で示されているように、フランジ部１４ｃに接合した保護カバー２の端での変位量Ｉに比べて、保護カバー２の中心部での変位量ＩＩが大きくなっている。

保護カバー２の端と保護カバー２の中心部で変位量に差が生じると、保護カバー２の端に吐出された洗浄液２００は、図３のように変位量の大きい保護カバー２の中心部へと移動する。撮像ユニット１００は、保護カバー２の中心部に洗浄液２００を移動させることで、洗浄液２００が移動した軌跡上の保護カバー２の表面を洗浄することができ、付着した異物を取り除くことができる。保護カバー２の中心部に移動した洗浄液２００は、変位量が大きい保護カバー２の中心部で霧化され、保護カバー２の表面に付着していた異物と共に消滅する。

図３に示す保護カバー２の振動モードでは、保護カバー２の端で変位量が小さく、保護カバー２の中心部で変位量が大きくなる振動モードの例を示したが、これに限られず、保護カバー２の振動モードは、保護カバー２の面内で保護カバー２の変位量に差が生じるような振動モードであればよい。

なお、振動部１２は、保護カバー２の振動モードを変更することで、保護カバー２の中心部以外の位置で保護カバー２の変位量が最大となるように保護カバー２を振動させることができる。さらに、振動部１２は、洗浄液の重さや大きさなどの条件にもよるが、保護カバー２の面内において最大となる保護カバー２の変位量を１μｍ以上とすることで、洗浄液を移動させて霧化することが可能となる。

なお、振動部１２は、圧電振動子１５に交流電界を印加することで呼吸振動モードおよび縦振動モードで保護カバー２を振動させることができる。さらに、振動部１２は、振動部１２の構造や圧電振動子１５に印加する電界などを制御することで、様々な振動モードで保護カバー２を振動させることができる。

また、洗浄ノズル３は、図１に示すように筐体１の上面に設けられ、保護カバー２の上端に洗浄液を吐出する。しかし、保護カバー２の上端に吐出した洗浄液は、保護カバー２の縁を伝わって保護カバー２の下端に到達する。そのため、洗浄装置は、振動部１２で保護カバー２を振動させた場合、保護カバー２の縁に到達した洗浄液が保護カバー２の中心部に向かって移動するので保護カバー２の表面全体を洗浄することか可能となる。ここで、吐出された洗浄液が到達した保護カバー２の面内での位置とは、洗浄ノズル３の開口部３１から吐出され、直接、保護カバー２の面に洗浄液が到達した位置以外に、間接的に保護カバー２の面に洗浄液が到達した位置も含まれる。もちろん、洗浄ノズル３から吐出した洗浄液が保護カバー２の面に直接到達せず、一旦、筐体１に到達してから移動して保護カバー２の面に洗浄液が到達する場合も含まれる。

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、撮像部５を配置した反対側の保護カバー２の面に洗浄液が到達するように、洗浄液を吐出する洗浄ノズル３とを備える構成である。そして、振動部１２は、吐出された洗浄液が到達した保護カバー２の面内での位置に比べて、保護カバー２の変位量が大きくなる位置を保護カバー２の面内で生じるように保護カバー２を振動させている。

そのため、撮像ユニット１００では、洗浄装置が、保護カバー２に吐出された洗浄液を変位量の大きい位置に移動させることができ、これにより、洗浄液が移動した軌跡上の保護カバー２の表面を洗浄して、変位量の最大位置で霧化する。また、洗浄装置は、振動部１２で保護カバー２を振動させるので、保護カバー２の表面に付着した汚れを落としやすくする。洗浄装置の洗浄効率を向上させることで使用する洗浄液の量を抑え、洗浄液のタンクを小型化できる。さらに、洗浄装置が、保護カバー２の表面に吐出した洗浄液を移動させることができるので、所望の位置に洗浄液を吐出するために可動する洗浄ノズル３を採用する必要がなく、信頼性が向上する。

また、洗浄ノズル３は、撮像部５の撮像範囲（視野）の外部に洗浄液を吐出するための開口部３１を有している。そのため、開口部３１は、撮像部５の撮像の妨げにならない。

（実施の形態２）
実施の形態１に係る撮像ユニット１００では、保護カバー２の上端に吐出した洗浄液を、保護カバー２の縁を伝わらせることで保護カバー２の下端に到達させていた。本実施の形態に係る撮像ユニットでは、洗浄ノズルから吐出した洗浄液が保護カバーの下端に到達しやすいように、保護カバーの外周にガイド部を設けた構成について説明する。

図４は、本発明の実施の形態２に係る撮像ユニット１０１の構成を説明するための斜視図である。図５は、本発明の実施の形態２に係る撮像ユニット１０１の構成を説明するための断面図である。なお、図４および図５に示す撮像ユニット１０１において、図１および図２に示す撮像ユニット１００と同じ構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

撮像ユニット１０１は、保護カバー２の外周にガイド部１０を有している。ガイド部１０は、環状の部品であり、筐体１に固定されている。ガイド部１０の高さ（撮像方向の幅）は、撮像部５の撮像範囲に入らない高さである。また、ガイド部１０の内側に、開口部１０ａが設けられている。開口部１０ａは、洗浄ノズル３の開口部３１と接続されており、洗浄ノズル３から供給される洗浄液を吐出する。

開口部１０ａから吐出した洗浄液は、ガイド部１０の内側面を伝わって保護カバー２の下端にまで到達する。そのため、洗浄装置は、振動部１２で保護カバー２を振動させた場合、ガイド部１０の内側に到達した洗浄液が保護カバー２の中心部に向かって移動するので保護カバー２の表面全体を洗浄することが可能となる。

以上のように、本実施の形態２に係る撮像ユニット１０１では、保護カバー２が、外周にガイド部１０を有し、ガイド部１０に、開口部１０ａが設けてある。そのため、洗浄装置は、開口部１０ａから吐出した洗浄液を、ガイド部１０の内側面を伝わらせることで保護カバー２の下端にまで確実に到達させることができ、保護カバー２の表面全体を洗浄することができる。

（実施の形態３）
実施の形態２に係る撮像ユニット１０１では、ガイド部１０に設けた開口部１０ａが１つであった。本実施の形態に係る撮像ユニットでは、ガイド部に複数の開口部を設ける構成について説明する。

図６は、本発明の実施の形態３に係る撮像ユニット１０２の構成を説明するための斜視図である。なお、図６に示す撮像ユニット１０２において、図１に示す撮像ユニット１００および図４に示す撮像ユニット１０１と同じ構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

撮像ユニット１０２は、保護カバー２の外周にガイド部１０を有している。ガイド部１０は、環状の部品で筐体１に固定され、洗浄ノズル３と接続して内部に洗浄液が流れるように筒状になっている。さらに、ガイド部１０の内側に、複数の開口部１０ａが設けられている。複数の開口部１０ａには、ガイド部１０を介して洗浄ノズル３からの洗浄液が供給される。そのため、洗浄装置は、洗浄ノズル３から洗浄液を供給するだけで、ガイド部１０に設けた複数の開口部１０ａから洗浄液を吐出することができる。

複数の開口部１０ａは、図６に示すように隣の開口部１０ａとの距離が均一となるように保護カバー２の周囲に配置されている。また、複数の開口部１０ａは、一方の開口部１０ａと他方の開口部１０ａとが保護カバー２の中心に対して対向する位置となるように配置されている。つまり、保護カバー２の上端に配置された開口部１０ａと、保護カバー２の下端に配置された開口部１０ａとが保護カバー２の中心に対して対向している。そのため、洗浄装置は、保護カバー２の縁に洗浄液を均一に吐出することができる。

複数の開口部１０ａから吐出した洗浄液は、保護カバー２の縁に均一に吐出される。そのため、洗浄装置は、振動部１２で保護カバー２を振動させた場合、ガイド部１０の縁に均一に吐出された洗浄液が保護カバー２の中心部に向かって移動するので保護カバー２の表面全体を洗浄することが可能となる。

以上のように、本実施の形態３に係る撮像ユニット１０２では、ガイド部１０の内側に複数の開口部１０ａを設け、隣の開口部１０ａとの距離が均一となるように保護カバー２の周囲に配置するので、保護カバー２の縁に均一に吐出した洗浄液により保護カバー２の表面全体を洗浄することができる。

また、本実施の形態３に係る撮像ユニット１０２では、ガイド部１０の内側に複数の開口部１０ａを設け、一方の開口部１０ａと他方の開口部１０ａとが保護カバー２の中心に対して対向する位置となるように配置するので、保護カバー２の縁に均一に吐出した洗浄液により保護カバー２の表面全体を洗浄することができる。

（変形例）
図６に示す開口部１０ａは、すべて同じ開口の形状であった。しかし、ガイド部１０の位置によって設ける開口の形状を変更してもよい。図７は、本発明の実施の形態３の変形例に係る撮像ユニット１０３の構成を説明するための斜視図である。なお、図７に示す撮像ユニット１０３において、図１に示す撮像ユニット１００および図４に示す撮像ユニット１０１と同じ構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

撮像ユニット１０３は、保護カバー２の外周にガイド部１０を有している。ガイド部１０は、環状の部品で筐体１に固定され、洗浄ノズル３と接続して内部に洗浄液が流れるように筒状になっている。さらに、ガイド部１０の内側に、開口の形状が円形の開口部１０ａと、開口の形状が横長の開口部１０ｂとが設けられている。さらに、図７に示すように開口部１０ａと開口部１０ｂとの距離が均一となるように保護カバー２の周囲に配置されている。また、保護カバー２の上端に配置された開口部１０ａと、保護カバー２の下端に配置された開口部１０ａとが保護カバー２の中心に対して対向し、保護カバー２の右端に配置された開口部１０ｂと、保護カバー２の左端に配置された開口部１０ｂとが保護カバー２の中心に対して対向している。

以上のように、変形例に係る撮像ユニット１０３では、ガイド部１０の内側に設けた複数の開口部に、開口の形状が異なる開口部１０ａ，１０ｂを含む。そのため、撮像ユニット１０３は、取付けられる位置を考慮し、ガイド部１０の位置に応じて開口部から吐出できる洗浄液の量を調節することができる。たとえば、図７のように保護カバー２の上下端で吐出させる洗浄液を少なくして、保護カバー２の左右端で吐出させる洗浄液を多くする。

（実施の形態４）
実施の形態３に係る撮像ユニット１０２では、隣の開口部１０ａとの距離が均一となるように保護カバー２の周囲に配置していた。本実施の形態に係る撮像ユニットでは、隣の開口部との距離が異なる配置でガイド部に複数の開口部を設けた構成について説明する。

図８は、本発明の実施の形態４に係る撮像ユニット１０４の構成を説明するための斜視図である。なお、図８に示す撮像ユニット１０４において、図１に示す撮像ユニット１００および図４に示す撮像ユニット１０１と同じ構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

撮像ユニット１０４は、保護カバー２の外周にガイド部１０を有している。ガイド部１０は、環状の部品で筐体１に固定され、洗浄ノズル３と接続して内部に洗浄液が流れるように筒状になっている。さらに、ガイド部１０の内側に、複数の開口部１０ａが設けられている。複数の開口部１０ａには、ガイド部１０を介して洗浄ノズル３からの洗浄液が供給される。そのため、洗浄装置は、洗浄ノズル３から洗浄液を供給するだけで、ガイド部１０に設けた複数の開口部１０ａから洗浄液を吐出することができる。

複数の開口部１０ａは、図８に示すように隣の開口部１０ａとの距離が異なるように保護カバー２の周囲に配置されている。つまり、保護カバー２の上端に配置された開口部１０ａから保護カバー２の下端に配置された一方の開口部１０ａまでの距離と、保護カバー２の下端に配置された２つの開口部１０ａの距離とは異なっている。

以上のように、本実施の形態４に係る撮像ユニット１０４では、ガイド部１０の内側に複数の開口部１０ａを設け、隣の開口部１０ａとの距離が異なるように保護カバー２の周囲に配置するので、取付けられる位置を考慮し、ガイド部１０の位置に応じて開口部から吐出できる洗浄液の量を調節することができる。たとえば、図８のように保護カバー２の上端で吐出させる洗浄液を少なくして、保護カバー２の下端で吐出させる洗浄液を多くする。

（実施の形態５）
本実施の形態に係る撮像ユニットでは、撮像部５の光軸と、保護カバーの変位量との関係について説明する。

図９は、本発明の実施の形態５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。なお、図９に示す撮像ユニットでは、説明を簡単にするために、保護カバー２、撮像部５および振動部１２の一部のみ図示している。また、図９に示す撮像ユニットにおいて、図２に示す撮像ユニット１００と同じ構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図９に示す撮像ユニットでは、変位量ＩＩとなる保護カバー２の中心部と、撮像部５の光軸とが一致するように、撮像部５を筐体で保持している。変位量ＩＩは、保護カバー２の面内で最大の変位量である。そのため、変位量ＩＩとなる保護カバー２の中心部において、保護カバー２の表面に吐出した洗浄液が集まり、霧化する。つまり、図９に示す撮像ユニットでは、撮像部５の撮像中心で洗浄液が集まり、霧化する。

以上のように、本実施の形態５に係る撮像ユニットでは、筐体が、保護カバー２の面内で保護カバー２の変位量が最大（変位量ＩＩ）となる位置と撮像部５の光軸とが一致するように撮像部５を保持する。そのため、撮像ユニットでは、撮像部５の撮像中心を確実に洗浄することができ、洗浄したクリアな保護カバー２を透して撮像することが可能となる。

（実施の形態６）
実施の形態６に係る撮像ユニットでは、保護カバー２の変位量が最大となる位置と撮像部５の光軸とが一致する構成について説明した。本実施の形態に係る撮像ユニットでは、保護カバーの変位量が最大となる位置と撮像部５の光軸とが一致しない構成について説明する。

図１０は、本発明の実施の形態６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。なお、図１０に示す撮像ユニットでは、説明を簡単にするために、保護カバー２、撮像部５および振動部１２の一部のみ図示している。また、図１０に示す撮像ユニットにおいて、図２に示す撮像ユニット１００と同じ構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図１０に示す撮像ユニットでは、変位量ＩＩとなる保護カバー２の中心部と、撮像部５の光軸とが一致しないように、撮像部５を筐体で保持している。そのため、撮像部５の撮像中心から、保護カバー２の表面に吐出した洗浄液が集まり、霧化する位置を外している。

以上のように、本実施の形態６に係る撮像ユニットでは、筐体が、保護カバー２の面内で保護カバー２の変位量が最大（変位量ＩＩ）となる位置に対して撮像部５の光軸を外した位置で撮像部５を保持する。そのため、撮像ユニットでは、洗浄装置によって保護カバー２の洗浄を行っている間であっても、集まった洗浄液や霧化する洗浄液に視界を邪魔されることなく撮像することが可能となる。

（その他の変形例）
前述の実施の形態に係る撮像ユニットでは、保護カバー２の上端に吐出した洗浄液を、保護カバー２の縁を伝わらせることで保護カバー２の下端に到達させている。そこで、保護カバーの表面に親水性の膜をパターニングして洗浄液を優先的に移動させる経路を設けてもよい。図１１は、透光体に親水性の領域を形成した撮像ユニットの構成を説明するための斜視図である。なお、図１１に示す撮像ユニット１０５において、図１に示す撮像ユニット１００と同じ構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

撮像ユニット１０５は、保護カバー２の縁部に親水性の膜をパターニングして親水領域２ａを形成している。なお、親水領域２ａ以外の保護カバー２の領域は撥水領域である。洗浄液は、水溶液であるため、親水領域２ａを優先的に流れることになる。そのため、保護カバー２の上端に吐出した洗浄液は、親水領域２ａを流れて保護カバー２の下端に到達しやすくなる。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットでは、図１に示すように洗浄ノズル３の位置は固定である。しかし、これに限られず、洗浄ノズル３の開口部３１の位置を可動させてもよい。具体的に、洗浄ノズル３は、保護カバー２の視野の周囲に向かって開口部３１を移動させることが可能な構成を採用する。当該構成を採用することで、保護カバー２の視野の周囲に洗浄液を確実に吐出することが可能となる。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットでは、透光体の一例として図１に示す保護カバー２であると説明したが、これに限られず、撮像部の撮像範囲を覆う透光体であれば撮像部に設けるレンズや保護ガラスなどでもよい。

前述の実施の形態に係る撮像ユニットでは、図６で示したように１本の洗浄ノズル３をガイド部１０に接続す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をガイド部１０に接続す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、１０ ガイド部、１０ａ，１０ｂ，３１ 開口部、１２ 振動部、１５ 圧電振動子、１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５ 撮像ユニット、２００ 洗浄液。

Claims (13)

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部と、
   前記撮像素子を配置した反対側の前記透光体の面に洗浄液が到達するように、前記洗浄液を吐出する吐出部とを備え、
   前記振動部は、吐出された前記洗浄液が到達した前記透光体の面内での位置に比べて、前記透光体の変位量が大きくなる位置を前記透光体の面内で生じるように前記透光体を振動させる、洗浄装置。
2. 前記吐出部は、前記視野の外部に前記洗浄液を吐出するための開口部を有している、請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記吐出部は、前記開口部を複数有している、請求項２に記載の洗浄装置。
4. 複数の前記開口部は、一方の前記開口部と他方の前記開口部とが前記透光体の中心に対して対向する位置となるように配置されている、請求項３に記載の洗浄装置。
5. 複数の前記開口部は、隣の前記開口部との距離が均一となるように前記透光体の周囲に配置されている、請求項３または請求項４に記載の洗浄装置。
6. 複数の前記開口部の配置において、隣の前記開口部との距離が異なる配置を含む、請求項３または請求項４に記載の洗浄装置。
7. 複数の前記開口部は、開口の形状が異なる前記開口部を含む、請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の洗浄装置。
8. 前記透光体は、外周にガイド部を有し、
   前記ガイド部に、前記開口部が設けてある、請求項２〜請求項７のいずれか１項に記載の洗浄装置。
9. 前記吐出部は、前記透光体の視野の周囲に向かって前記開口部を移動させることが可能な、請求項２〜請求項８のいずれか１項に記載の洗浄装置。
10. 前記保持部は、前記透光体の面内で前記透光体の変位量が最大となる位置と前記撮像素子の光軸とが一致するように前記撮像素子を保持する、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の洗浄装置。
11. 前記保持部は、前記透光体の面内で前記透光体の変位量が最大となる位置に対して前記撮像素子の光軸を外した位置で前記撮像素子を保持する、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の洗浄装置。
12. 前記透光体の面内において最大となる前記透光体の変位量は、１μｍ以上である、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の洗浄装置。
13. 撮像素子と、
    請求項１〜請求項１２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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