TW202243753A - 可自動去除異物的光偵測系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可自動去除異物的光偵測系統及方法。光偵測系統包括光感測裝置，其中，光感測裝置包括殼體、透明保護蓋、光感測器、透鏡模組、具有可撓性及剛性的密封材料、及壓電元件。密封材料具環形薄片形狀，其設置於透明保護蓋與壓電元件之間，並且延伸並固定至殼體，以密封由殼體與透明保護蓋界定的內部空間。壓電元件進行振動，該振動透過密封材料傳遞到透明保護蓋，以從透明保護蓋去除異物。本發明不僅可以有效傳遞振動而具有優異的異物去除能力，還可以達成減小負載、降低功耗、延長使用壽命、防止水氣或水滲漏等功效。

Description

可自動去除異物的光偵測系統及方法

本發明是關於一種可自動去除異物的光偵測系統及方法。本發明特別是關於一種利用具有可撓性及剛性的材料來密封光感測裝置並傳遞壓電元件所產生的振動，從而可自動去除異物的光偵測系統、以及一種使用該系統來去除其上的異物的方法。

光偵測系統，例如攝影系統，廣泛地用在周圍環境中，作為監視器和車鏡等等。然而，當光偵測系統用在戶外時，其更容易受到異物的影響。舉例來說，雨滴、雪、霜、泥巴水等等可能阻礙入射光。光偵測系統偵測到的影像因此惡化。

專利公開案US 11002954 B2揭露一種具備清洗裝置的攝像單元，其使用振動器來使透光體振動，從而可清洗透光體的表面。然而，該振動器必須具有筒狀結構(例如第一和第二圓柱件)以提供振動空間。這樣的振動裝置使得光感測裝置(即攝影機)的結構變大且更為複雜。

作為本發明人的先前研究，專利公開案US 20200358938 A1揭露一種用於移除攝影系統上之異物的方法，其中，將壓電元件設置在攝影機裝置的透明保護蓋上，使壓電元件產生振動以從透明保護蓋去除異物，並且使用了軟性密封材料環繞透明保護蓋來密封光感測裝置。

在該現有的ICVS(Instant Clear View System)結構中，使用軟性密封材料(例如O型環)作為振動源(即壓電元件)和週邊的界面，然而，這樣的設計存在了防水等級和振動能力之間的矛盾。具體地，如果要提高防水程度，則需要更高的O型環壓附量，這限制了振動源對週邊的振動能力，從而降低去除異物的性能。相反地，如果為了提高振動能力而降低O型環壓附量，則會導致水氣甚至是水進入(滲漏)到光感測裝置的密閉空間中。

此外，由於O型環在使用一段時間之後會發生老化現象，即，硬化而失去彈性，這同樣限制了振動源對週邊的振動能力，從而降低去除異物的性能。參照圖1A至圖1C，其分別繪示現有技術的光偵測系統的壓電元件的阻抗-振動頻率曲線，其中，該些光偵測系統分別是未使用O型環、所使用的O型環未老化、及所使用的O型環已老化的光偵測系統，並且其中，對壓電元件施加一系列頻率的振動，並使用阻抗分析儀測量壓電元件的阻抗。在該些曲線中，R _max為對應共振點的最大阻抗值，R _min為對應反共振點的最小阻抗值。

對於壓電材料而言，R _max越大，則R _min越小，且振動幅度越大。在圖1A至圖1C中，未使用O型環、所使用的O型環未老化、及所使用的O型環已老化的光偵測系統的R _min分別為0.605 kΩ、1.38 kΩ、及1.93 kΩ。在未使用O型環的情況下，不具有壓附效果，因此R _min最小，振動幅度最大，但會因為沒有壓附而導致水氣甚至是水的滲漏。在所使用的O型環已老化的情況下，由於硬化的O型環限制了壓電元件對週邊的振動能力，因此R _min最大，振動幅度最小。

因此，在現有的ICVS結構中使用的彈性密封材料如O型環作為振動源和週邊的界面的情況下，由於O型環會隨著振動次數增加而老化，對振動幅度產生限制，從而造成去除異物的性能的不穩定性。

因此，本發明的目的在於開發出一種振動結構簡單，且使用與先前技術不同的材料來密封光感測裝置並傳遞壓電元件所產生的振動，從而可穩定且有效地自動去除異物的光偵測系統、以及一種使用該系統來去除其上的異物的方法。

在本發明的一個方面，提供一種可自動去除異物的光偵測系統，包括一光感測裝置，該光感測裝置包含：一殼體，其一側具有一開口；一透明保護蓋，設置在該開口處，該殼體與該透明保護蓋共同界定該光感測裝置的內部空間；一光感測器，設置在該光感測裝置的該內部空間中；一透鏡模組，設置在該透明保護蓋與該光感測器之間；一壓電元件，在該光感測裝置的該內部空間中設置在該透明保護蓋的邊緣；以及具有可撓性及剛性的密封材料，其具有環形薄片形狀，設置於該透明保護蓋的邊緣與該壓電元件的邊緣之間，並且延伸並固定至該殼體，以密封該光感測裝置的內部空間；其中，該壓電元件進行振動，該振動透過該密封材料傳遞到該透明保護蓋，以從該透明保護蓋去除異物。

在一較佳實施方式中，該光感測裝置進一步包括一軟性遮蔽材料，其具有一環形薄片形狀，並且設置在該殼體與該透明保護蓋的外側，以遮蔽該殼體、該透明保護蓋與該密封材料之間的縫隙。

在另一實施方式中，該透鏡模組設置在該開口處，且該透鏡模組包括： 頂側透鏡，其為該光感測裝置的該透明保護蓋，並且設置在該透鏡模組相對於該光感測裝置的該內部空間的最外側； 橫向側殼體，該光感測裝置的該殼體進一步包括該橫向側殼體，該頂側透鏡與包括該橫向側殼體的該光感測裝置的該殼體共同界定該光感測裝置的該內部空間； 底側透鏡，設置在該頂側透鏡的相對側，該頂側透鏡、橫向側殼體與該底側透鏡共同界定的該透鏡模組的內部空間；以及 一或更多個內部透鏡，在該透鏡模組的內部空間中設置在該頂側透鏡與該底側透鏡之間；其中， 該壓電元件在該透鏡模組的該內部空間中設置在該頂側透鏡的邊緣； 該密封材料設置於該頂側透鏡的邊緣與該壓電元件的邊緣之間，並且延伸並固定至該橫向側殼體，以密封該光感測裝置的內部空間；並且其中， 該壓電元件進行振動，該振動透過該密封材料傳遞到該頂側透鏡，以從該頂側透鏡去除異物。

較佳地，該密封材料包含選自由鋁、鋼、鈦合金、鎂鋁合金、聚醯亞胺、聚碳酸酯以及聚對苯二甲酸乙二酯所組成的群組中的一種或多種。

較佳地，該密封材料的厚度為10至200 μm。

較佳地，該軟性遮蔽材料的厚度為10至500 μm。

較佳地，該軟性遮蔽材料包含選自由聚氨酯(如熱塑性聚氨酯)、乙丙橡膠、矽氧樹脂和聚醯亞胺所組成的群組中的一種或多種。

在一較佳實施方式中，該光偵測系統進一步包括： 一頻率控制單元，電性連接至該光感測裝置；其中， 該頻率控制單元控制驅動該壓電元件振動的頻率及振動時間，使得該壓電元件以基於該壓電元件的一或更多個共振頻率的至少一振動頻率以及該振動時間振動，以從該透明保護蓋去除異物。

在一較佳實施方式中，該光偵測系統進一步包括： 一或更多個偵測單元； 一微型控制單元，電性連接至該頻率控制單元和所述偵測單元；以及 一驅動單元，電性連接至該頻率控制單元和該壓電元件；其中， 所述偵測單元偵測該光感測裝置的狀態，並向該微型控制單元提供與該光感測裝置的狀態相關的狀態信號， 該微型控制單元接收來自所述偵測單元的該狀態信號，並基於該狀態信號控制該頻率控制單元向該驅動單元發送驅動該壓電元件振動的命令，並且， 該驅動單元回應於來自該頻率控制單元的命令驅動該壓電元件振動。

其中，該光感測裝置的狀態可以包含該透明保護蓋上的影像、該壓電元件的阻抗-振動頻率曲線和該透明保護蓋的溫度中的至少一種。

在該較佳實施方式中，該光偵測系統可以進一步包括AI影像辨識裝置，電性連接至該光感測器與該微型控制單元；其中， 該光感測器將感測到的影像提供給該AI影像辨識裝置， 該AI影像辨識裝置基於該影像辨識該透明保護蓋上的異物的種類，並向該微型控制單元提供與該異物的種類相關的種類信號， 該微型控制單元接收來自該AI影像辨識裝置的該種類信號，並基於該種類信號控制該頻率控制單元向該驅動單元發送驅動該壓電元件振動的命令。

在本發明的另一個方面，提供一種使用上述光偵測系統自動去除光偵測系統上的異物的方法，包括：去除步驟，利用壓電元件進行振動，並將該振動透過具有可撓性及剛性的密封材料傳遞到光感測裝置的透明保護蓋，以從該透明保護蓋去除異物。

在一較佳實施方式中，在該去除步驟之前進一步包括： 辨識步驟，基於該透明保護蓋的溫度、該光偵測系統偵測到的影像和該壓電元件的阻抗-振動頻率曲線中的至少一種，辨識該透明保護蓋上的異物的種類；以及 頻率獲取步驟，向該壓電元件施加一系列頻率的振動，並獲取該壓電元件的一或更多個共振頻率；並且， 其中，該去除步驟進一步包括：根據辨識出的異物的種類，決定該壓電元件的基於該一或更多個共振頻率的至少一振動頻率以及振動時間，以該振動頻率和該振動時間驅動該壓電元件振動，從而藉由該壓電元件的振動從該透明保護蓋去除至少一部份的該異物。

較佳地，在該去除步驟中，透過脈衝式驅動或連續式驅動來驅動該壓電元件振動。

較佳地，在該去除步驟中，用於驅動該壓電元件振動的該振動頻率落在20 kHz至1.4 MHz的範圍內。

較佳地，在該辨識步驟中，執行AI影像辨識方法來分析該光偵測系統偵測到的影像，辨識該透明保護蓋上的該異物的種類。其中，該AI影像辨識方法可以是利用機器學習、深度學習或類神經網路的分析演算法。

較佳地，在該辨識步驟中，基於該透明保護蓋的溫度、該光偵測系統偵測到的影像和該壓電元件的阻抗-振動頻率曲線中的至少一種，辨識出為霧、水、雪、霜、冰或泥巴水的該異物。

較佳地，在該去除步驟中，該壓電元件的振動造成該透明保護蓋上的該異物的位移、彈跳、升溫、霧化、融化、和昇華之中的至少一者。

在一較佳實施方式中，該去除步驟進一步包括以下的至少一者： 加熱該透明保護蓋；以及 利用加壓噴水清洗該透明保護蓋。

本發明的可自動去除異物的光偵測系統及其方法，不僅可以有效傳遞振動而具有優異的異物去除能力，還可以達成減小負載、降低功耗、延長使用壽命、防止水氣或水滲漏等功效。

以下將參照圖式，描述根據本發明的光偵測系統的結構細節，其中，圖2繪示本發明一示例性的光偵測系統10，圖3至圖5A繪示本發明的各個實施方式的光感測裝置20的結構細節。由於以下敘述關注的是結構特徵，以下參照圖2所述的一些單元可能並未被進一步地作描述或繪示於圖3至圖5A中。然而可以理解，這樣的單元可整合在光感測裝置(圖3至圖5A的20)中、或配置在光感測裝置(圖3至圖5A的20)外，無須特別限制。可以理解的是，隨著光偵測系統10的旋轉，元件的空間定向和相對位置將跟著變化。

參照圖2，本發明的一方面提供一種可自動去除異物的光偵測系統10，包括光感測裝置20。在本發明的實施方式中，光偵測系統10可以是攝影系統，光感測裝置20可以是攝影機裝置。為了便於理解，在圖2中示出相關單元的通訊和電性連接。參照圖3及圖4，光感測裝置20包括：殼體260；透明保護蓋240；光感測器210；透鏡模組230；具有可撓性及剛性的密封材料241；以及壓電元件244。圖3示出透明保護蓋240具有平面形狀的實施方式(例如平透鏡)，圖4示出透明保護蓋240具有曲面形狀的實施方式(例如凸透鏡或凹透鏡)。

殼體260的一側(如圖3及圖4的上側)具有一開口，透明保護蓋240設置在該開口處，殼體260與透明保護蓋240共同界定光感測裝置20的內部空間。光感測器210設置在光感測裝置20的內部空間中。透鏡模組230設置在透明保護蓋240與光感測器210之間。

壓電元件244在光感測裝置20的內部空間中設置在透明保護蓋240的邊緣。壓電元件244包括壓電材料，例如PZT等。壓電元件244可藉由電纜222電性連接至電路板220。密封材料241具有環形薄片形狀，其設置(貼附)於透明保護蓋240的邊緣與壓電元件244的邊緣之間，並且延伸並固定至殼體260，以密封光感測裝置20的內部空間。壓電元件244進行振動，該振動透過密封材料241傳遞到透明保護蓋240，以從透明保護蓋240去除異物。

較佳地，如圖6A和圖6B所示，壓電元件244可以為環形，並且設置於透明保護蓋240的內側邊緣，以利於用更具效率且節省構件的方式排除異物。可以將壓電元件244貼附至透明保護蓋240。壓電元件244可以設置成環繞透鏡模組230的周緣。

密封材料241具有可撓性及剛性，且較佳地包含選自由鋁、鋼(例如SUS304)、鈦合金、鎂鋁合金、聚醯亞胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、以及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)所組成的群組中的一種或多種。密封材料241可以是金屬如鋁、鋼、鈦合金或鎂鋁合金的金屬箔，也可以是由聚醯亞胺、聚碳酸酯或聚對苯二甲酸乙二酯製成的薄片或薄膜。密封材料241的厚度較佳地為10至200 μm。密封材料241具有防水性質，從而可密封光感測裝置20的內部空間。

關於本發明的密封材料作為振動源與週邊的界面的支撐強度，以厚度為12.5 μm的聚醯亞胺材料為例，其具有28 kgf/mm ²的抗張強度(Tensile Strength)和67%的延伸率(Elongation)。透明保護蓋和壓電元件的總重量僅約3g，因此，厚度為12.5 μm的聚醯亞胺材料的強度已經足以支撐透明保護蓋和壓電元件的重量。並且，振動所造成的擺動幅度也不會大於上述延伸率。因此，密封材料作為振動源與週邊的界面，具有足夠的支撐強度，且不會有密封材料破裂的風險。

使用本發明的密封材料作為振動源與週邊的介面的優點在於，相較於現有技術的軟性密封材料，具有可撓性及剛性的密封材料可以將由壓電元件產生的振動有效傳遞到透明保護蓋，並減少傳遞到(除了透明保護蓋之外的)其他周邊的振動，這樣的振動傳遞可以將負載減到最小，即，降低光感測裝置的功耗，並且還可以在長時間作動下仍保持良好的密封材料穩定性而不會老化(硬化)。此外，這樣的密封材料也具有防水性，可以防止水氣或水滲漏到光感測裝置中。

此外，相較於現有技術的軟性密封材料，密封材料如鋼、鋁、及鋁鎂合金具有良好的導熱性能，可以將振動源(壓電元件)在連續作動下產生的熱有效地傳導到旁邊的殼體(如圖3或圖4的殼體266、或圖5A的殼體264，其例如是金屬支撐架或塑膠支撐架，較佳地為金屬支撐架)，從而改善原設計結構連續作動無法散熱的問題，並且減緩因壓電元件作動產生的升溫而造成的共振頻偏移問題。

或者，相較於現有技術的軟性密封材料，密封材料如鈦合金、聚醯亞胺、及聚對苯二甲酸乙二酯作為熱的不良導體，具有良好的隔熱性能，可以將振動源(壓電元件)在連續作動下產生的熱有效聚集在透明保護蓋240上，有助於去除如冰、雪、霜、霧等的異物。可以根據光偵測系統10的實際使用環境的異物種類及特性來選擇適當的密封材料。

在另一方面，在本發明中，由於以具有可撓性及剛性的密封材料代替現有技術的軟性密封材料，作為透明保護蓋240與殼體260之間的密封材料，殼體260、透明保護蓋240與密封材料241之間可能存在有縫隙。因此，密封材料241可能經由這樣的縫隙暴露於外部，從而可能會造成水或其他物質附著在密封材料241上。

由於密封材料241是控制光偵測系統10的結構達到最佳共振的關鍵支撐構件，如果密封材料241上有物質的附著或是過量的水沾附甚至積水時，將使得振動能力降低，甚至將無法透過振動除水。

圖7A繪示本發明的光偵測系統10在不同積水程度下的壓電元件的阻抗-振動頻率曲線，其中使用了如圖3的平面型透明保護蓋240，並且其中，對壓電元件244施加一系列頻率的振動，並使用阻抗分析儀測量壓電元件244的阻抗，以得到圖7A的壓電元件的阻抗-振動頻率曲線。在圖7A中，曲線a、b、c分別代表殼體260、透明保護蓋240與密封材料241之間的縫隙中沒有積水、存在小量積水、和存在大量積水的情況。在圖7A中，當壓電元件的阻抗值在28.6至28.8 kHz之間時，具有最佳的振動效果。

圖7B繪示圖7A的阻抗-振動頻率曲線的一部分，其中擷取了包含R _min(對應曲線的最低點的阻抗值)的片段。如前所述，對於壓電材料而言，R _max越大，則R _min越小，且振動幅度越大。由圖7B可以看出，曲線a(沒有積水的情況)的R _min最小，表示振動幅度最大；而曲線c(存在大量積水的情況)的R _min最大，表示振動幅度最小。這顯示了隨著積水量的增加，將使振動能力降低。

因此，為了避免密封材料241上附著水或其他物質，在測試過各種不同的材料後，發現使用薄的軟性材料作為遮蔽材料，將其貼附在透明保護蓋240和密封材料241上以遮蔽縫隙，可以避免水或其他物質直接附著到密封材料241上。

因此，在一較佳實施方式中，光感測裝置20可以進一步包括軟性遮蔽材料243，其具有環形薄片形狀，並且設置在殼體260與透明保護蓋240的外側，以遮蔽殼體260、透明保護蓋240與密封材料241之間的縫隙。

軟性遮蔽材料243的厚度較佳地為10至500 μm，更佳地為10至300 μm。軟性遮蔽材料243較佳地包含選自由聚氨酯(PU)、熱塑性聚氨酯(TPU)、乙丙橡膠(EPDM)、矽氧樹脂和聚醯亞胺(PI)所組成的群組中的一種或多種。軟性遮蔽材料243可以是軟墊。軟性遮蔽材料243可以具有防水性質，並從外側分別貼附透明保護蓋240和光感測裝置20的殼體260，從而遮蔽殼體260、透明保護蓋240與密封材料241之間的縫隙。

可以使用膠貼、銲接或其他任何方式進行上述任何貼附，其中，可使用具有良好拉伸特性和低吸濕率的黏著劑進行任何膠貼。

壓電元件244、密封材料241和軟性遮蔽材料243可以設置成任何合適的環形形狀，只要不遮蔽進入光感測器210的入射光即可。

值得注意的是，在現有技術(US 20200358938 A1)中，軟性密封材料(O型環)的作用是隔離振動源與週邊結構並達成防水功能。然而，在本發明中，隔離振動源及防水的功能主要是由具有可撓性及剛性的密封材料提供，而軟性遮蔽材料的主要功能則是避免水或其他物質附著到密封材料上。因此，本發明軟性遮蔽材料與現有技術的軟性密封材料在結構設計及功能上均不相同。

根據一些實施方式，殼體260可以包括第一殼體262、透鏡模組固定件264、和第二殼體266。可在第一殼體262、透鏡模組固定件264和第二殼體266中相鄰的兩個之間設置密封構件如O型環以進行密封。在圖3和圖4所示的實施方式中，殼體260的開口可以設置在第二殼體266(特別是上側)。

在本發明的各個實施方式中，透鏡模組230可以內嵌於光感測裝置20中(如圖3和圖4所示)，或者，透鏡模組230也可以從光感測裝置20至少部分地向外凸出(如圖5A所示)。

參照圖5A，在另一實施方式中，透鏡模組230設置在殼體260的開口處，在這種情況下，殼體260僅包括第一殼體262和透鏡模組固定件264，殼體260的開口設置在透鏡模組固定件264(特別是上側)。參照圖5B，透鏡模組230可以包括頂側透鏡230A、橫向側殼體230B、一或更多個內部透鏡230C、以及底側透鏡230D。頂側透鏡230A、內部透鏡230C、和底側透鏡230D可以是平面或曲面的，即，他們各自可以是平透鏡、凸透鏡或凹透鏡。

參照圖5B，在該實施方式中，頂側透鏡230A即為光感測裝置20的透明保護蓋240，並且設置在透鏡模組230相對於光感測裝置20的內部空間的最外側。橫向側殼體230B可以是筒狀構件，其作為光感測裝置20的殼體260的一部分，與頂側透鏡230A和殼體260共同界定光感測裝置20的內部空間。底側透鏡230D設置在頂側透鏡230A的相對側。頂側透鏡230A、橫向側殼體230B與底側透鏡230D共同界定的透鏡模組230的內部空間。所述一或更多個內部透鏡230C在透鏡模組230的內部空間中設置在頂側透鏡230A與底側透鏡230D之間。

並且，在該實施方式中，壓電元件244在透鏡模組230的內部空間中設置在頂側透鏡230A的邊緣。密封材料241設置(貼附)於頂側透鏡230A的邊緣與壓電元件244的邊緣之間，並且延伸並固定至橫向側殼體230B，以密封光感測裝置20的內部空間。壓電元件244進行振動，該振動透過密封材料241傳遞到頂側透鏡230A，以從頂側透鏡230A去除異物。

如圖2所示，在一較佳實施方式中，光偵測系統10可以進一步包括頻率控制單元30。頻率控制單元30電性連接至光感測裝置20，特別是例如經由驅動單元34電性連接至壓電元件244，並控制驅動壓電元件244振動的頻率及振動時間，使得壓電元件244以基於壓電元件244的一或更多個共振頻率的至少一振動頻率以及該振動時間振動，以從透明保護蓋240去除異物(如圖3和圖4所示的實施方式)，或者從透鏡模組230的頂側透鏡230A去除異物(如圖5A所示的實施方式)。

如圖2所示，在一較佳實施方式中，光偵測系統10可以進一步包括一或更多個偵測單元40、微型控制單元32、和驅動單元34。微型控制單元32電性連接至頻率控制單元30和偵測單元40。驅動單元34電性連接至頻率控制單元30和壓電元件244。

偵測單元40可以是光感測裝置20的光感測器210，其作為影像偵測器偵測(感測)透明保護蓋240上的影像。偵測單元40也可以是阻抗分析儀，其作為阻抗偵測單元偵測壓電元件的阻抗，從而可得到壓電元件的阻抗-振動頻率曲線。或者，偵測單元40也可以是其他偵測單元，例如溫度偵測器或水滴偵測器，以偵測透明保護蓋240的溫度或透明保護蓋240上的水滴的存在。在偵測單元40是水滴偵測器的情況下，可以設置有環繞光感測裝置20的複數個偵測點。

偵測單元40偵測光感測裝置20的狀態，例如透明保護蓋240上的影像、壓電元件244的阻抗(用於繪製阻抗-振動頻率曲線)、透明保護蓋240的溫度或透明保護蓋240上的水滴的存在，並向微型控制單元32提供與光感測裝置20的狀態相關的狀態信號。

接著，微型控制單元32接收來自偵測單元40的狀態信號，並基於該狀態信號控制頻率控制單元30向驅動單元34發送驅動壓電元件244振動的命令。然後，驅動單元34回應於來自頻率控制單元30的命令驅動壓電元件244振動。

如圖2所示，根據一些實施方式，光偵測系統10可以進一步包括電性連接至微型控制單元32的電源偵測器單元36。電源偵測器單元36接收電源輸入。光偵測系統10可以進一步包括電源單元38，電性連接至微型控制單元32和驅動單元34。

在一較佳實施方式中，光偵測系統10可進一步包括AI平行處理元件50，電性連接至偵測單元40與微型控制單元32。偵測單元40將所偵測到的狀態信號提供給AI平行處理元件50。接著，AI平行處理元件50基於該狀態信號辨識透明保護蓋240上的異物種類，並向微型控制單元32提供與異物的種類相關的種類信號。然後，微型控制單元32接收來自AI平行處理元件50的種類信號，並基於種類信號控制頻率控制單元30向驅動單元34發送驅動壓電元件244振動的命令。

在一較佳實施方式中，AI平行處理元件50是AI影像辨識裝置，電性連接至作為偵測單元40的光感測器210與微型控制單元32。光感測器210將感測到的影像提供給AI影像辨識裝置。接著，AI影像辨識裝置基於該影像辨識透明保護蓋240上的異物種類，並向微型控制單元32提供與異物的種類相關的種類信號。然後，微型控制單元32接收來自AI影像辨識裝置的種類信號，並基於種類信號控制頻率控制單元30向驅動單元34發送驅動壓電元件244振動的命令。

參照圖3至圖5A，光感測裝置20可以進一步包括與光感測器210電性連接的電路板220。更具體地說，電路板220可包括攝影機板、配電板、和壓電元件的驅動板。例如，如上所述的光偵測系統10的各個單元，如頻率控制單元30、微型控制單元32、驅動單元34、AI平行處理元件50等，可以整合在電路板220上。

參照圖8，透明保護蓋240包括透明基材242。透明基材242可由玻璃或塑膠形成。在相對於光感測裝置20的內部空間的外側，透明保護蓋240可以進一步包括設置在透明基材242上的疏水層250或抗反射層254，以減少水的附著或增加透光率。較佳地，透明保護蓋240可以同時包括疏水層250和抗反射層254，在這種情況下，抗反射層254設置在透明基材242上，而疏水層250設置在抗反射層254上。

參照圖6A和圖6B，壓電元件244可以包括壓電材料246和一或更多個電極248，所述一或更多個電極248以非均勻分布的方式設置在壓電材料246上。如圖6A所示，在一實施方式中，壓電元件244包括壓電材料246和一個電極248，壓電材料246配置成環形的層，電極248設置在壓電材料246上，其中，電極248只設置在壓電材料246的一部分上。如圖6B所示，在另一實施方式中，壓電元件244包括壓電材料246和二個電極248，其中，二個電極248各者只設置在壓電材料246的一部分上，且壓電元件244的中心與二個電極248的連線形成約90 ^o的角度。

參照圖9，本發明的另一方面提供一種使用上述光偵測系統10自動去除光偵測系統上的異物的方法，包括去除步驟S30。在去除步驟S30中，利用壓電元件244進行振動，並將該振動透過具有可撓性及剛性的密封材料241傳遞到光感測裝置20的透明保護蓋240，以從透明保護蓋240去除異物。

在一較佳實施方式中，本發明的方法可以在去除步驟S30之前進一步包括辨識步驟S10和頻率獲取步驟S20。

在辨識步驟S10中，基於透明保護蓋240的溫度、光偵測系統10偵測到的影像或壓電元件244的阻抗-振動頻率曲線中的至少一種，辨識透明保護蓋240上的異物的種類。例如，可基於上述溫度、影像或阻抗-振動頻率曲線，辨識出為霧、水、雪、霜、或冰的異物；或者，可基於上述影像或阻抗-振動頻率曲線，辨識出為霧、水、雪、霜、冰或髒汙的異物，該髒汙可以為泥巴水。

具體地，在基於溫度辨識透明保護蓋240上的異物的情況下，由於霧、水、雪、霜、或冰各自具有不同的溫度，可以透過溫度偵測器偵測透明保護蓋240的溫度，從而辨識出與該溫度對應的異物種類。

具體地，在基於影像辨識透明保護蓋240上的異物的情況下，例如可由光偵測系統10的光感測器210感測影像。接著，可經由網際網路、Wi-Fi、乙太網路等等將影像傳送至通訊模組，再進而上傳到雲端。進一步地，可執行利用機器學習、深度學習或類神經網路的分析演算法的AI影像辨識方法來分析光偵測系統10感測到的影像，從而辨識透明保護蓋240上的異物的種類。例如。在一實施方式中，通訊模組傳送命令至微型控制單元(MCU)32，微型控制單元32控制頻率控制單元30和驅動單元34以執行隨後的頻率獲取步驟S20。

具體地，在基於阻抗-振動頻率曲線辨識透明保護蓋240上的異物的情況下，可以透過阻抗分析儀測量壓電元件244的阻抗-振動頻率曲線，從而辨識出與該曲線對應的異物種類。可基於壓電元件的阻抗-振動頻率曲線，辨識出為冰、雪、雪和水的混合物、水、或泥巴水的異物。這是因為壓電元件的阻抗-振動頻率曲線典型地隨著附著在透明保護蓋上的異物種類不同而有所變化。

可以理解的是，在一些實施方式中，可基於其他外在信號來開始辨識步驟S10。在一實施方式中，可基於使用者的輸入開始辨識步驟S10。在另一實施方式中，光偵測系統10應用在車輛上，並基於雨刷的操作信號來開始辨識步驟S10。雨刷的操作信號可傳送至微型控制單元32。可執行利用深度學習演算法之對於光感測裝置20的透明保護蓋240的進一步辨識。舉例來說，所述辨識可為如上所述之影像分析，並由AI平行處理元件50(例如AI影像辨識裝置)執行。

在頻率獲取步驟S20中，向壓電元件244施加一系列頻率的振動，並獲取壓電元件244的一或更多個共振頻率。當將頻率掃描範圍擴大時，可能得到一或更多個共振頻率。具體地，可針對各個頻率量測其對應的電壓或電流(即，電源單元38的電流)，並可將量測結果製作成壓電元件的電流­­-頻率圖(例如圖10)，從而可從圖中可找到共振點。例如，在圖10中，對應相對高的電流者有五個點P1(30.3 kHz, 160 mA)、P2(30.5 kHz, 170 mA)、P3(31 kHz, 230 mA)、P4(31.3 kHz, 260 mA)、和P5(31.5 kHz, 180 mA)，其中，對應最高輸出電流的點P4為共振點。可將一系列頻率中對應最高輸出電流的共振頻率(例如在點P4的共振頻率)用於在接下來的去除步驟S30中驅動壓電元件244振動。

在一些實施方式中，由於壓電元件244的共振頻率隨著異物附著至透明保護蓋上的狀況不同而有所變化，因此，可以在每次想要驅動壓電元件244振動去除異物時，皆重新掃描壓電元件244的共振頻率，從而以最合適的振動頻率去除異物。在另一些實施方式中，對於數次去除步驟S30可只進行一次頻率獲取步驟S20，特別是在進行數次去除步驟S30之間的時間間隔短時。

在去除步驟S30中，從透明保護蓋240去除異物，其中，去除步驟S30包括：根據辨識出的異物的種類，決定壓電元件244的基於一或更多個共振頻率的至少一振動頻率及振動時間，以該振動頻率和該振動時間驅動壓電元件244振動，從而藉由壓電元件244的振動從透明保護蓋240去除至少一部份的異物。

較佳地，在去除步驟S30中，用於驅動壓電元件振動的振動頻率落在20 kHz至1.4 MHz的範圍內。

在去除步驟S30中，可透過脈衝式驅動或連續式驅動來驅動壓電元件244振動。

然而，在現有技術(例如US 20200358938 A1)的驅動電路中，驅動壓電元件振動的策略是先掃描共振頻率，並在確定共振頻率後使用該共振頻率驅動壓電元件進行連續振動，這樣的缺點是電路容易發熱且能量效率低。

因此，在一較佳實施方式中，代替連續式驅動，可以透過脈衝式驅動來驅動壓電元件244振動，如圖11所示。圖11為本發明的方法在脈衝式驅動期間的電流與電壓對時間的關係圖。在圖11中，曲線α為驅動電流對時間的曲線，曲線β為驅動電壓對時間的曲線，其中，電流的單位為mA，電壓的單位為V，時間的單位為ms。

在本發明的較佳實施方式中採用脈衝式驅動的優點在於，除了可以降低功耗外，還可以避免因為連續式驅動而導致電路的發熱。此外，在本發明中，由於密封材料具有延展性，在開始振動的瞬間可以達到最大的力量，因此，相較於使用連續式驅動的情況，在使用脈衝式驅動的情況下，振動幅度可以提升約30%。

在一實施方式中，在去除步驟S30中，壓電元件244的振動造成透明保護蓋240上的異物的位移、彈跳、升溫、霧化、融化、和昇華之中的至少一者。典型地，高頻能夠造成異物霧化、融化、升溫、昇華、或彈跳，低頻能夠造成異物位移。

可根據辨識出的異物的種類，選擇以能夠造成適合效果的共振頻率作為振動頻率，並進而去除異物。

例如，當將異物辨識為霧時，可使用造成霧升溫的共振頻率作為振動頻率驅動壓電元件244振動，從而產生熱將霧去除。

例如，當將異物辨識為水時，可使用造成水霧化或位移的共振頻率作為振動頻率驅動壓電元件244振動，從而使水霧化或位移。

例如，當將異物辨識為雪、霜或冰時，可使用造成雪、霜或冰融化、位移或昇華的共振頻率作為振動頻率驅動壓電元件244振動，從而使雪、霜或冰融化、位移以或昇華；或者，可進一步使用造成由雪、霜或冰融化形成的水霧化或位移的共振頻率作為振動頻率驅動壓電元件244振動，從而使由雪、霜或冰融化形成的水霧化或位移。

例如，當將異物辨識為泥巴水時，可使用造成泥巴水位移的共振頻率作為振動頻率驅動壓電元件244振動，從而使泥巴水位移。

此外，為了提升去除異物的效率，可以同時使用上述共振頻率的任意組合，以同時進行異物的位移、彈跳、升溫、霧化、融化、和昇華的任意組合。

為了操作方便，在一些實施方式中，可直接以包括對應各種異物的共振頻率之一或更多個特定振動頻率的頻率區間驅動壓電元件244振動。為了能夠進一步地理解去除步驟S30，在以下的表1中提供實施例E1~E6。

表1

	異物	振動頻率	MTF	機制
E1	無/霧	1.25MHz~1.4MHz	0.491	加熱除霧
E2	冰	28kHz~1.4MHz	0.483	(1)   融冰 (2)   使水滴位移和集中 (3)   使水滴霧化
E3	雪	28kHz~1.4MHz	0.487	(1)   融雪 (2)   使水滴位移和集中 (3)   使水滴霧化
E4	雪水	28kHz~1.4MHz	0.492	(1)   融雪 (2)   使水滴位移和集中 (3)   使水滴霧化
E5	水	28kHz~45kHz	0.49	(1)   使水滴位移和集中 (2)   使水滴霧化
E6	泥巴水	28kHz~45kHz	0.479	(1)   使水滴位移和集中 (2)   使水滴霧化

在實施例E1~E6中，於光偵測系統10中使用PZT(鋯鈦酸鉛)元件作為壓電元件244。對於實施例E1~E6各者，透過如上所述的辨識步驟S10辨識出的異物的種類。接著，以對應異物種類的頻率區間驅動PZT元件振動。在振動之後，以影像清晰度(MTF)評估透明保護蓋240的清潔程度。實施例E1~E6的異物種類及對應的頻率區間和異物去除機制、以及評估得到的影像清晰度記錄於表1。

在實施例E2~E5各者中，對於PZT元件採用複合振動模式。舉例來說，在實施例E2中，由於在異物去除期間的不同的振動頻率，首先是加熱融冰，接著使由冰融化而成的水滴位移並集中形成較大的水滴，最後使所述較大的水滴霧化，從而從透明保護蓋240去除冰。

可由表1看出，在使用根據本發明的系統或方法去除異物之後，實施例E1~E6各者皆能夠重新獲得良好的影像清晰度。因此，28 kHz至1.4 MHz的頻率區間可適用於去除步驟S30。為了裝置設定上的方便，在去除步驟S30中可採用20 kHz至1.4 MHz的頻率區間驅動壓電元件振動。

在另一實施方式中，在去除步驟S30中，可以進一步加熱透明保護蓋240以去除異物如霧、水、雪、霜、或冰；或者，可以利用加壓噴水清洗透明保護蓋240，以去除異物如霧、水、雪、霜、冰或泥巴水。

在不產生矛盾的情況下，本發明的光偵測系統中使用的技術特徵適用於本發明的方法，反之亦然。並且，在不產生矛盾的情況下，本發明的各個實施方式可以互相組合。

以下結合比較例和實驗例對本發明的技術功效進行驗證。

首先，對於現有技術(US 20200358938 A1)的使用軟性密封材料(O型環)的光偵測系統(比較例1)和本發明的光偵測系統(實驗例1)，對壓電元件施加一系列頻率的振動，並使用阻抗分析儀測量壓電元件的阻抗，以得到類似於圖1A至圖1C的阻抗-振動頻率曲線。然後，從各自的曲線中得出比較例1和實驗例1的結構性能參數，列於下表2。

表2

	振動前	振動後
參數	F3(kHz)	R min(kΩ)	R max(kΩ)	R max/R min	F3 (kHz)	R min(kΩ)	R max(kΩ)	R max/R min
比較例1	30.9	1.38	4.05	2.93	31.14	1.93	2.83	1.47
實驗例1	28.3	0.665	11.7	17.59	28.32	0.67	11.75	17.62

在表2中，「振動前」表示未經歷連續作動的新的光偵測系統，「振動後」表示經歷8小時連續作動(頻率為30.9 kHz的振動)的光偵測系統，其中，F3為對應反共振點的頻率，R _min為對應反共振點的最小阻抗，R _max為對應共振點的最大阻抗值值。如前所述，對於壓電材料而言，R _max越大，則R _min越小，且振動幅度越大。R _max/R _min越大表示振動幅度越大。

由表2可以看出，不論振動前後，實驗例1的R _min均顯著小於比較例1的R _min，表示實驗例1的振動幅度顯著大於比較例1。也就是說，相較於現有技術的使用軟性密封材料的光偵測系統，本發明的使用密封材料的光偵測系統具有顯著優異的振動能力，因此具有顯著優異的異物去除能力。

進一步地，在經歷8小時連續作動之後，實驗例1的R _min僅上升了0.75%(表示幾乎持平)，而比較例1的R _min則上升了40%(顯著上升)。這表示在經歷連續作動後，實驗例1的振動能力仍維持與連續作動前相當的程度，而比較例1的振動能力則顯著下降。也就是說，相較於現有技術的使用軟性密封材料的光偵測系統，本發明的使用密封材料的光偵測系統具有顯著優異的密封材料穩定性，因此具有顯著優異的使用壽命。

另外，在比較例1中的平均除水功耗為2.7 Watt，而在實驗例1中的平均除水功耗為1.4至2 Watt，顯示本發明的使用密封材料的光偵測系統還具有可以降低功耗的優點。

接下來將針對已使用密封材料的本發明的光偵測系統進一步使用軟性遮蔽材料的技術功效進行驗證。

對於本發明的具有密封材料的光偵測系統，在有無使用軟性遮蔽材料和/或有無積水的情況下，對壓電元件施加一系列頻率的振動，並使用阻抗分析儀測量壓電元件的阻抗，以得到圖12的壓電元件的阻抗-振動頻率曲線。在圖12中，曲線a代表未使用軟性遮蔽材料且縫隙中沒有積水的情況，曲線b代表使用軟性遮蔽材料的情況，曲線c代表未使用軟性遮蔽材料且縫隙中存在積水的情況。在圖12中，當壓電元件的阻抗值在27.6至27.7 kHz之間時，具有最佳的振動效果。

從圖12中可以看出，對於R _max(對應曲線的最高點的阻抗值)，曲線a(未使用軟性遮蔽材料，無積水)＞曲線b(使用軟性遮蔽材料)＞曲線c(未使用軟性遮蔽材料，有積水)。由於對於壓電材料而言，R _max越大，則R _min越小，且振動幅度越大，因此，對於振動幅度也具有這樣的趨勢(曲線a＞曲線b＞曲線c)。

在使用軟性遮蔽材料的情況下(曲線b)，雖然R _max相較於未使用軟性遮蔽材料且無積水的情況(曲線a)略為降低，但是仍可維持在12 kΩ以上，其為有積水的情況(曲線c)下的R _max的2倍(R _max數值越大表示振動能力越好)。

因此，除了使用密封材料的優點之外，進一步使用軟性遮蔽材料遮蔽縫隙的額外優點在於，可以避免水或其他物質附著在暴露的密封材料上，從而可以維持由使用密封材料帶來的良好振動能力。

接下來將針對已使用密封材料的本發明的光偵測系統進一步使用脈衝式驅動來驅動壓電元件振動的技術功效進行驗證。

表3示出本發明的光偵測系統在連續式驅動及脈衝(間歇)式驅動的工作模式下的功耗比較結果。

表3

工作模式	電流 (mA)	輸入電壓(V)	工作週期 (Duty Cycle)	功耗 (Watt)
連續式驅動	560	12	100%	6.7
脈衝式驅動	560	12	55%	3.7

由表3可以看出，在相同的電流和輸入電壓的情況下，相較於連續式驅動，脈衝式驅動只需要的55%功耗即可達到相同的效果。

根據本發明的光偵測系統能夠用於電子側鏡或車輛上的其他應用，或者用於車輛之外的其他應用，例如監視器等等。

根據本發明的光偵測系統和方法能夠用於快速且即時地移除光偵測系統上的異物，例如可在數分鐘內去除異物如冰、雪或霜，甚至可在1秒鐘內去除異物如水。因此，能夠保持清楚的影像，並且能夠以良好的影像品質使用光偵測系統，即使是在泥巴水噴到光偵測系統上、或者汽車在壞天氣如雨、雪、或霧等等中行駛時也是如此。當光偵測系統用在車輛上時，這特別有利於行車安全。

特別是，在本發明的光偵測系統和方法使用密封材料作為振動源與週邊的介面，由於密封材料具有良好的延展性、抗張強度、延伸率、可撓性及剛性、防水性，因此，不僅可以有效傳遞振動從而具有優異的異物去除能力，還可以達成減小負載、降低功耗、延長使用壽命、防止水氣或水滲漏等功效。進一步地，根據實際使用來選擇適當的密封材料，還可以達成有效散熱並減緩共振頻偏移的功效，或者達成有效聚熱並去除異物的功效。

此外，在本發明的光偵測系統和方法中，在進一步使用軟性遮蔽材料，以避免水或其他物質附著在暴露的密封材料上的實施方式中，可以更佳地維持由密封材料帶來的良好振動能力。

另外，在本發明的方法中，在進一步使用脈衝式驅動代替連續式驅動來驅動壓電元件振動情況下，可以達成進一步降低功耗的額外功效。

雖然本發明已以實施例揭露如上，但其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種變動和潤飾。本發明的保護範圍以申請專利範圍所界定者為準。

10:光偵測系統 20:光感測裝置 30:頻率控制單元 32:微型控制單元 34:驅動單元 36:電源偵測器單元 38:電源單元 40:偵測單元 50:AI平行處理元件 210:光感測器 220:電路板 222:電纜 230:透鏡模組 230A:頂側透鏡 230B:橫向側殼體 230C:內部透鏡 230D:底側透鏡 240:透明保護蓋 241:密封材料 242:透明基材 243:軟性遮蔽材料 244:壓電元件 246:壓電材料 248:電極 250:疏水層 254:抗反射層 260:殼體 262:第一殼體 264:透鏡模組固定件 266:第二殼體 P1、P2、P3、P4、P5:點 S10:辨識步驟 S20:頻率獲取步驟 S30:去除步驟

圖1A至圖1C繪示現有技術的光偵測系統的壓電元件的阻抗-振動頻率曲線。 圖2繪示本發明一示例性的光偵測系統。 圖3繪示本發明一實施方式的光感測裝置。 圖4繪示本發明另一實施方式的光感測裝置。 圖5A繪示本發明又另一實施方式的光感測裝置。 圖5B繪示圖5A的光感測裝置的透鏡模組。 圖6A和圖6B分別繪示本發明的示例性的壓電元件。 圖7A繪示本發明的光偵測系統在不同積水程度下的壓電元件的阻抗-振動頻率曲線。 圖7B繪示圖7A的阻抗-振動頻率曲線的一部分。 圖8繪示本發明一示例性的透明保護蓋。 圖9為本發明的方法的一示例性的流程圖。 圖10為壓電元件的電流-頻率圖，示出壓電元件的共振。 圖11為本發明的方法在脈衝式驅動期間的電流與電壓對時間的關係圖。 圖12繪示本發明的光偵測系統在使用軟性遮蔽材料前後的壓電元件的阻抗-振動頻率曲線。

20:光感測裝置

210:光感測器

220:電路板

222:電纜

230:透鏡模組

240:透明保護蓋

241:密封材料

243:軟性遮蔽材料

244:壓電元件

260:殼體

262:第一殼體

264:透鏡模組固定件

266:第二殼體

Claims (20)

1. 一種可自動去除異物的光偵測系統，包括一光感測裝置，該光感測裝置包含： 一殼體，其一側具有一開口； 一透明保護蓋，設置在該開口處，該殼體與該透明保護蓋共同界定該光感測裝置的內部空間； 一光感測器，設置在該光感測裝置的該內部空間中； 一透鏡模組，設置在該透明保護蓋與該光感測器之間； 一壓電元件，在該光感測裝置的該內部空間中設置在該透明保護蓋的邊緣；以及 具有可撓性及剛性的密封材料，其具有環形薄片形狀，設置於該透明保護蓋的邊緣與該壓電元件的邊緣之間，並且延伸並固定至該殼體，以密封該光感測裝置的內部空間；其中， 該壓電元件進行振動，該振動透過該密封材料傳遞到該透明保護蓋，以從該透明保護蓋去除異物。
2. 如請求項1中任一項之光偵測系統，其中，該光感測裝置進一步包括一軟性遮蔽材料，其具有一環形薄片形狀，並且設置在該殼體與該透明保護蓋的外側，以遮蔽該殼體、該透明保護蓋與該密封材料之間的縫隙。
3. 如請求項1之光偵測系統，其中，該透鏡模組設置在該開口處，且該透鏡模組包括： 頂側透鏡，其為該光感測裝置的該透明保護蓋，並且設置在該透鏡模組相對於該光感測裝置的該內部空間的最外側； 橫向側殼體，該光感測裝置的該殼體進一步包括該橫向側殼體，該頂側透鏡與包括該橫向側殼體的該光感測裝置的該殼體共同界定該光感測裝置的該內部空間； 底側透鏡，設置在該頂側透鏡的相對側，該頂側透鏡、橫向側殼體與該底側透鏡共同界定的該透鏡模組的內部空間；以及 一或更多個內部透鏡，在該透鏡模組的內部空間中設置在該頂側透鏡與該底側透鏡之間；其中， 該壓電元件在該透鏡模組的該內部空間中設置在該頂側透鏡的邊緣； 該密封材料設置於該頂側透鏡的邊緣與該壓電元件的邊緣之間，並且延伸並固定至該橫向側殼體，以密封該光感測裝置的內部空間；並且其中， 該壓電元件進行振動，該振動透過該密封材料傳遞到該頂側透鏡，以從該頂側透鏡去除異物。
4. 如請求項1至3中任一項之光偵測系統，其中，該密封材料包含選自由鋁、鋼、鈦合金、鎂鋁合金、聚醯亞胺、聚碳酸酯以及聚對苯二甲酸乙二酯所組成的群組中的一種或多種。
5. 如請求項1至3中任一項之光偵測系統，其中，該密封材料的厚度為10至200 μm。
6. 如請求項2之光偵測系統，其中，該軟性遮蔽材料的厚度為10至500 μm。
7. 如請求項2之光偵測系統，其中，該軟性遮蔽材料包含選自由聚氨酯、乙丙橡膠、矽氧樹脂和聚醯亞胺所組成的群組中的一種或多種。
8. 如請求項1至3中任一項之光偵測系統，進一步包括： 一頻率控制單元，電性連接至該光感測裝置；其中， 該頻率控制單元控制驅動該壓電元件振動的頻率及振動時間，使得該壓電元件以基於該壓電元件的一或更多個共振頻率的至少一振動頻率以及該振動時間振動，以從該透明保護蓋去除異物。
9. 如請求項8之光偵測系統，進一步包括： 一或更多個偵測單元； 一微型控制單元，電性連接至該頻率控制單元和所述偵測單元；以及 一驅動單元，電性連接至該頻率控制單元和該壓電元件；其中， 所述偵測單元偵測該光感測裝置的狀態，並向該微型控制單元提供與該光感測裝置的狀態相關的狀態信號， 該微型控制單元接收來自所述偵測單元的該狀態信號，並基於該狀態信號控制該頻率控制單元向該驅動單元發送驅動該壓電元件振動的命令，並且， 該驅動單元回應於來自該頻率控制單元的命令驅動該壓電元件振動。
10. 如請求項9之光偵測系統，其中，該光感測裝置的狀態包含該透明保護蓋上的影像、該壓電元件的阻抗-振動頻率曲線和該透明保護蓋的溫度中的至少一種。
11. 如請求項9之光偵測系統，進一步包括AI影像辨識裝置，電性連接至該光感測器與該微型控制單元；其中， 該光感測器將感測到的影像提供給該AI影像辨識裝置， 該AI影像辨識裝置基於該影像辨識該透明保護蓋上的異物的種類，並向該微型控制單元提供與該異物的種類相關的種類信號， 該微型控制單元接收來自該AI影像辨識裝置的該種類信號，並基於該種類信號控制該頻率控制單元向該驅動單元發送驅動該壓電元件振動的命令。
12. 一種使用如請求項1至11中任一項之光偵測系統自動去除光偵測系統上的異物的方法，包括： 去除步驟，利用壓電元件進行振動，並將該振動透過具有可撓性及剛性的密封材料傳遞到光感測裝置的透明保護蓋，以從該透明保護蓋去除異物。
13. 如請求項12之方法，在該去除步驟之前進一步包括： 辨識步驟，基於該透明保護蓋的溫度、該光偵測系統偵測到的影像和該壓電元件的阻抗-振動頻率曲線中的至少一種，辨識該透明保護蓋上的異物的種類；以及 頻率獲取步驟，向該壓電元件施加一系列頻率的振動，並獲取該壓電元件的一或更多個共振頻率；並且， 其中，該去除步驟進一步包括：根據辨識出的異物的種類，決定該壓電元件的基於該一或更多個共振頻率的至少一振動頻率以及振動時間，以該振動頻率和該振動時間驅動該壓電元件振動，從而藉由該壓電元件的振動從該透明保護蓋去除至少一部份的該異物。
14. 如請求項12或13之方法，其中，在該去除步驟中，透過脈衝式驅動或連續式驅動來驅動該壓電元件振動。
15. 如請求項12或13之方法，其中，在該去除步驟中，用於驅動該壓電元件振動的該振動頻率落在20 kHz至1.4 MHz的範圍內。
16. 如請求項13之方法，其中，在該辨識步驟中，執行AI影像辨識方法來分析該光偵測系統偵測到的影像，辨識該透明保護蓋上的該異物的種類。
17. 如請求項16之方法，其中，該AI影像辨識方法是利用機器學習、深度學習、或類神經網路的分析演算法。
18. 如請求項13之方法，其中，在該辨識步驟中，基於該透明保護蓋的溫度、該光偵測系統偵測到的影像和該壓電元件的阻抗-振動頻率曲線中的至少一種，辨識出為霧、水、雪、霜、冰或泥巴水的該異物。
19. 如請求項12或13之方法，其中，在該去除步驟中，該壓電元件的振動造成該透明保護蓋上的該異物的位移、彈跳、升溫、霧化、融化、和昇華之中的至少一者。
20. 如請求項12或13中任一項之方法，其中，該去除步驟進一步包括以下的至少一者： 加熱該透明保護蓋；以及 利用加壓噴水清洗該透明保護蓋。

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