CN108944712A

CN108944712A - 用于保护光学传感器的装置和相关联的驾驶辅助***

Info

Publication number: CN108944712A
Application number: CN201810473307.1A
Authority: CN
Inventors: F.布雷塔格诺尔; D.加尼尔; N.平肖恩; G.格拉索; M.特雷布伊特
Original assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Current assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Priority date: 2017-05-17
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2018-12-07
Also published as: US20180335505A1; EP3404482A1; FR3066622B1; KR20180126399A; JP2019032505A; FR3066622A1

Abstract

本发明涉及一种用于保护用于机动车辆的光学传感器(13)的装置(3)，所述光学传感器(13)包括镜片(14)。根据本发明，保护装置(3)包括光学元件(9)，其被构造为布置在光学传感器(13)的镜片(14)上游，且具有至少一个非球面总体形状的表面(9a、9b)。本发明还涉及对应的驾驶员辅助***。

Description

用于保护光学传感器的装置和相关联的驾驶辅助***

技术领域

本发明涉及辅助驾驶员的领域，且特别地涉及安装在一些车辆中的驾驶员辅助***，驾驶员辅助***可行地包括光学传感器，诸如例如包括物镜的摄像头，特别地包括至少一个透镜。更特别地，本发明涉及一种用于这样的传感器的装置。

背景技术

当前，许多机动车辆装备有前、后或甚至侧向视野摄像头。它们特别地形成驾驶员辅助***(诸如停车辅助***，或甚至用于检测道路偏离的***)的部分。

已知抵靠后风挡/窗户安装在车辆乘客舱内部的摄像头，它们通过车辆的后风挡向后指向。这些摄像头针对外部环境事件和被微小或有机污染物导致的污垢被很好地保护。但是，安装在乘客舱内部中的这样的摄像头的视野不是理想的，特别地对于停车辅助***，例如因为它们不允许位于车辆后部附近的障碍物被看到。

为此原因，因此优选的是，将驾驶员辅助***的摄像头根据期望用途在各个位置安装在车辆外部上，例如与前或后保险杠齐平，或与车辆的前或后号牌的区域齐平。在该情况下，摄像头因此高度暴露于被有机或微小尘埃溅射的环境，这些有机或微小尘埃可沉积在其镜片上，且由此减小其有效性，或甚至使其不能操作。特别地，在潮湿天气期间，可观察到雨和尘埃的溅射，该溅射可极大地影响包括这样的摄像头的驾驶员辅助***的可操作性。这些摄像头的镜片的表面必须是清洁的，以便确保它们保持在良好操作状态下。

为了防止尘埃沉积在摄像头上，已知在其附近布置用于清洁摄像头镜面的装置，通常是清洁液体的喷洒器，以便移除在一定时间段内沉积的污染物。但是，这些喷洒器的用途导致这样的驾驶员辅助***的操作成本增加，因为它们需要使用大量清洁液体。

根据一个已知的方案，设置用于振动摄像头的保护窗的器件，以便使尘埃从摄像头的保护窗脱落。但是，已经观察到，尽管存在保护窗的振动，这种装置对附着性强且形成硬壳的污垢的有效性可受到限制。

根据一个已知的方案，摄像头布置在保护装置中。但是，这样的保护装置非常笨重，难以安装。

另外，这样的保护装置的使用不总是允许获得大的视角。

发明内容

本发明提出通过一种用于保护光学传感器的替换装置而至少部分地缓解上述缺点，允许防止污垢沉积在光学传感器上，诸如摄像头，同时保持大的视角。

为此，本发明的一个主题是一种用于保护机动车辆的光学传感器的装置，所述光学传感器包括镜片，其特征在于，保护装置包括光学元件，其被构造为布置在光学传感器的镜片上游，且具有至少一个非球面总体形状的表面。

所述一个或多个非球面形状允许获得紧凑的保护装置，而没有光线的过度偏离，且因此将布置在这样的光学元件后面的光学传感器的光学性能没有过度劣化。

将理解，所述一个或多个非球面形状针对每个表面相对于其总体轮廓限定，独立于表面光洁度和该表面的粗糙度。作为例子，如果在光学元件的表面上制造一个或多个***，以便获得光学效果，例如散射效果，或防止液体滞留在该表面上，这些***不视为参与光学元件总体形状的限定，且它们因此在其非球面特征的评价中不被考虑。

所述用于保护光学传感器的装置可还具有一个或多个以下特征，单独或结合地：

-光学元件至少部分地是透明的；

-所述至少一个表面是双曲线形表面，

-作为距光学元件的光轴的径向距离的函数的光学元件的所述至少一个表面的弯曲度通过等式(a)给出：

其中：

·c对应于光学元件的表面的曲率；

·r对应于距光轴的径向距离；

·k对应于二次曲线常数；和

·α_i[1,..,4]对应于非球面系数。

-二次曲线常数小于-1，且优选地小于-50；

-二次曲线常数在-50至-200的范围内；

-光学元件的所述至少一个表面的曲率在1/15mm^-1至1/5mm^-的范围内；

-光学元件具有内表面和外表面，它们是相对的，且使得内表面和外表面具有不同的非球面总体形状；

-内表面和外表面遵守等式(a)；

-光学元件的内表面和外表面的弯曲度的等式(a)的二次曲线常数是不同的；

-光学元件的内表面和外表面的弯曲度的等式(a)的非球面系数是不同的；

-光学元件被构造为布置在距光学传感器的镜片小于5mm的距离处，且优选地距光学传感器的镜片小于3mm的距离处；

-光学元件被构造为布置在光学传感器的镜片上游，从而光学元件的光轴与光学传感器的光轴重合；

-光学元件安装为能够绕旋转轴线旋转；

-光学元件相对于其旋转轴线定心布置；

-光学元件被布置在保护装置上游，以便面向光学传感器被构造为参与捕获图像的道路景象；

-所述装置包括壳体，其牢固地紧固至光学元件，且具有被构造为接收光学传感器的舱室；

-内表面具有防雾属性，所述光学元件的内表面特别地具有防雾涂层；

-内表面和/或外表面具有至少一个从以下列表选择的属性：红外滤光、光催化性、疏水性、超疏水性、疏脂性、亲水性、超亲水性、防碎石性。

本发明还涉及一种驾驶员辅助***，其包括具有镜片的光学传感器。根据本发明，所述***包括如上限定的用于保护光学传感器的装置。

根据本发明的一个方面，光学元件与光学传感器分开。

附图说明

本发明的其它特征和优势将在阅读以下通过非限制的阐释性示例给出的描述时和从附图中变得更加清楚，在附图中：

图1示意性地示出根据本发明的包括驾驶员辅助***的机动车辆；

图2是用于保护图1的驾驶员辅助***的光学传感器的装置的透视图；

图3是图2的保护装置的局部纵向横截面图；

图4是局部且示意性地示出驾驶员辅助***的光学传感器和用于保护光学传感器的光学元件的视图；

图5示意性地示出光学元件的非球面总体形状的表面；

图6是保护装置的一个变体；和

图7是保护装置的另一个变体。

在这些附图中，相同的元件已经通过相同的附图标记示出。

具体实施方式

以下实施方式是示例。尽管说明书涉及一个或多个实施例，这并不是必须意味着每个附图标记涉及同一实施例，或特征仅应用于单个实施例。不同实施例的各个特征也可组合或互换以产生其他实施例。

在说明书中，一些元件——例如第一元件或第二元件——可被索引。在该情况下，索引仅用于区分和表示类似但不相同的元件。该索引并不暗示一元件相对于另一元件的优先权，且这样的命名可容易地互换，而没有偏离本发明的范围。该索引也不暗示时间顺序。

图1示出根据本发明的装备有驾驶员辅助***1的机动车辆100。

驾驶员辅助***1特别地包括至少一个光学传感器13，和用于保护光学传感器13的装置3，如图2和3所示。

光学传感器13(见图1至3)例如是图像捕获光学传感器13，诸如摄像头。其可以是CCD(电荷耦合装置)传感器或CMOS传感器，其包括微型光学二极管的矩阵阵列。根据另一变体，其可以是LIDAR传感器，LIDAR是指“光检测和测程”。

如可在图2和3中更清楚地看到，光学传感器13包括具有光轴15的镜片14。镜片14例如是物镜。物镜可包括至少一个透镜，且特别地，取决于视野和分辨率，包括多个透镜，例如两个至十个透镜，通常为四或五个透镜，或在鱼眼的情况下为甚至十个透镜。物镜14的至少一个透镜是凸的(弯曲的)，其凸性例如朝向光学传感器13的外部取向，例如对于鱼眼的情况。

光学传感器13可另外包括形成光学传感器13的保持器17(图3)的部分。在此这是光学传感器13的后部部分的问题，在与镜片14相对的那侧。

在所示实施例中，光学传感器13意图安装在保护装置3中。更准确地，光学传感器13和特别地其保持器17意图固定地安装在保护装置3中。

在图1所示的例子中，保护装置3在保险杠的区域中安装在车辆100的前部处。当然，作为变体，保护装置3可安装在车辆100的后部处，例如与保险杠或号牌齐平。其可还例如安装在车辆的侧部，例如与后视镜齐平。

保护装置3可利用任何已知的技术紧固至车辆100的任何元件2，诸如车体的元件或外部元件，例如保险杠、后视镜或号牌。为此目的，可非排他性地提及夹持件***、螺纹连接***、或甚至粘结剂-连结***。

保护装置

更准确地，再次参考图2和3，保护装置3包括：

-用于机动车辆100的至少一个附件4(读者还参考图1)，该附件4安装为能够绕旋转轴线A1旋转且具有保护光学传感器13的功能；和

-促动器5，更准确地马达5，其被构造为驱动附件4旋转。

保护装置3因此是机动化装置。

特别地，保护装置3可包括第一子组件B和第二子组件C，它们彼此分开且彼此组装。第一子组件B可形成用于机动车辆100的附件4。第二子组件C可包括马达5，以便驱动第一子组件B旋转。

附件

附件4或保护器件可至少部分透明的。

在所示的实施例中，附件4包括光学元件9。在该实施例中，附件4，且更通常地保护装置3还有利地包括壳体6，其牢固地紧固至光学元件9。

光学元件9和壳体6可形成单个部件。替换地，壳体6和光学元件9可以是两个单独的牢固紧固的部件。

光学元件9和壳体6在以下被更详细描述。

光学元件9——其可在图2至4中更清楚地看到——意图针对可损坏光学传感器13的镜片14的污垢或固体碎屑的潜在溅射保护该镜片14。因此其是用于保护光学传感器13的元件或更准确地用于保护光学传感器13的罩子的问题，且正是该光学元件9受到源自外部的入侵，即，水溅射、污染物、小石块、而且还有污染物沉积或水渍。

在所述实施例中，光学元件9与光学传感器13分开。

该光学元件9具有光轴91。

光学元件9布置在保护装置3上游。在该例子中，光学元件9布置在保护装置3的前部处。换句话说，光学元件9布置在附件4的前部处，或甚至在壳体6的前部处。表述“保护装置3的前部”被理解为是指意图面向道路景象布置的部分，当保护装置3安装在车辆100中时，光学传感器13参与捕获所述道路景象的图像。相对地，保护装置3的后部是与前部相对的部分；因此，其是距光学传感器13参与捕获的道路景象最远的部分的问题。

更准确地，光学元件9意图布置在光学传感器13上游，更准确地在镜片14的上游。在本说明书中，术语上游相对于光轴15和相对于光学传感器13参与捕获图像的道路景象定义。换句话说，术语“镜片14的上游”被理解为是指一位置，其中，光学元件9沿光轴15布置在镜片14和光学传感器13参与捕获图像的道路景象之间。

该光学元件9有利地尺寸被设置为覆盖镜片14的所有表面。

布置在光学传感器13的视野中，光学元件9有利地是透明的，以便没有减小光学传感器13的有效性。该光学元件9可由玻璃或透明塑料(例如聚碳酸酯)制成。

光学元件9可相对于光学传感器13定心布置，且更准确地相对于镜片14定心布置。光学元件9被布置为使得，其光轴91与光学传感器13的光轴15重合(见图4)。

此外，光学元件9具有至少一个表面9a、9b，其具有非球面的总体形状。更准确地，光学元件9的意图布置为直接面向镜片14的那部分具有这个或这些具有非球面总体形状的表面。

光学元件9的非球面表面9a和9b并没有分别紧密地配合至球面形状。换句话说，这样的非球面表面9a、9b的曲率在每个点处并不恒定，这与球面相反。光学元件9因此不具有简单的球面形状，而是具有更复杂形状。

应注意到，光学元件在此为非球面形状，即，其形状类似于球面形状，且应注意，对给定厚度的光学元件，必须考虑该非球面形状，该厚度在限定光学元件内表面的轮廓和限定该光学元件外表面的轮廓之间限定。必须考虑外和/或内表面的总体轮廓，在此，特别地存于光学元件的外表面上的***和/或柱在限定光学元件的非球面形状时不考虑。

作为距光学元件9的光轴91的径向距离r的函数的每个非球面表面9a、9b的弯曲度(bow)z通过以下等式给出，等式(a)：

(a):

在该等式(a)中，参数c对应于光学元件9的表面的曲率。该参数c是曲率半径R的倒数(见图5)。曲率半径R随距光轴91的距离变化。在任意特定点处，曲率半径R可定义为与相关点的表面相切的圆的半径。这样的圆称为密切圆。这样的圆在图5中通过虚线示意性地示出。在一个特定示例实施例中，曲率半径R为5mm至15mm。曲率c因此为1/15mm^-1至1/5mm^-1。

另外，在等式(a)中，参数r对应于距光轴91的径向距离，如图4示意性地示出。

参数k——在图中未示出——对应于二次曲线常数，还称为锥形常数。这是数学值的问题，其表示表面的中心部分和其边缘之间的表面曲率的变化。换句话说，参数k表征曲率半径R随距顶点距离的变化。该变化提供为具有该非球面属性的表面提供特定的光学属性。

最后，参数α_i[1,..,4]对应于非球面系数。在以上给出的等式(a)中，多项式项α₁r²至α₄r⁸延伸直至径向距离r的8次方，但是当然可以存在更少的这些多项式项，或相反地，可以存在更多的这些多项式项。

这些非球面系数α_i非常低，且特别地低于1。作为非限制性例子，α₁为0.01至0.1；α₂为-10^-5至-10^-6；α₃为10^-9至10^-10；且α₄为10^-10至10^-11。

在一个特定例子中，非球面表面形成锥形部分。

在该情况下，非球面系数α_i为零。作为距光学元件9的光轴91的径向距离r的函数的光学元件9的弯曲度z则通过以下等式给出，等式(b)：

(b):

在该等式(b)中，参数c、k与等式(a)中的相同。换句话说，等式(b)对应于等式(a)，但没有系数α_i。

取决于二次曲线常数k的值，非球面表面9a、9b可具有各种锥面形状，诸如椭圆形、抛物线或甚至双曲线形状。

根据一个优选的实施例，光学元件9的至少一个表面9a、9b是双曲线的总体形状。双曲线总体形状的表面9a、9b的弯曲度通过等式(b)给出。此外，在该等式(b)中，二次曲线常数k小于-1，且特别地比-1小得多。优选地，二次曲线常数k小于-50，二次曲线常数k特别地为-50至-200。

此外，光学元件9包括相对的内表面9a和外表面9b。内表面9a和外表面9b每个具有非球面总体形状，且特别地为双曲线的总体形状。光学元件9的内表面9a和外表面9b的非球面形状，或更准确地双曲线形状，是不同的。如上所述，当评价非球面形状、且特别地双曲线形状时，必须考虑内表面和外表面的总体轮廓，该表面的粗糙度和改变该表面光洁度的***或柱的存在必须被忽略。

特别地，内表面9a的二次曲线常数k与外表面9b的二次曲线常数k不同。在一个特定非限制性示例实施例中，对于其中一个表面，二次曲线常数k是大约-159，对于另一表面是-76。

此外，非球面系数αi在用于内表面9a的弯曲度z的等式(a)中和用于外表面9b的弯曲度z的等式(a)中不同。

当然，替换地，内表面9a和外表面9b可以是平行的，即，这两个表面9a和9b可在用于弯曲度z的等式(a)中具有相同的二次曲线常数k和相同的系数α_i。

此外，光学元件9的相应非球面表面9a和9b可以是凸的或凹的。在该例子中，光学元件9是凸的总体形状。在所示例子中，意图布置在光学传感器13的视野中的光学元件9的部分具有该大体凸的形状。由此，光学元件9的非球形表面9a、9b是凸的，它们的凸性朝向保护装置3的外部取向。

另外，光学元件9可布置在距镜片14小于5mm的距离d处，或甚至在距镜片14小于3mm的距离d处，例如在约2mm的距离处。光学元件9可因此布置为非常靠近镜片14，同时通过非球面表面9a、9b保留大的视角(特别地为大于110°的视角，且例如大约190°)和好的光学性能。这允许保护装置3非常紧凑。特别地，相对于以恒定球度的表面制造的光学元件，非球面表面9a、9b提供更好的光学性能。对于在镜片14和光学元件9之间的这样的小距离d，光学元件9的内表面9a和外表面9b的双曲线总体形状特别地有利。

最后，光学元件9可具有非常小的厚度，例如大约一毫米。

此外，光学元件9安装为能够绕旋转轴线A1旋转，其在图2和3中示意性地示出。

有利地，光学元件9的旋转轴线A1与光学传感器13的光学轴线15重合。该旋转轴线A1还与光学传感器9的光学轴线91重合。

光学元件9可相对于旋转轴线A1定心布置。该光学元件9特别地相对于旋转轴线A1不对称布置。

此外，当容纳光学传感器13的保护装置3安装在车辆100中(读者请参考图1)时，镜片14和光学元件9有利地从设置在车辆100的元件2中的孔凸伸。通过这样的布置，光学传感器13具有大的视角，镜片14保持干净，这是由于光学元件9在镜片14和机动车辆100外部之间的存在(图1)。

此外，为了防止在镜片14和光学元件9之间形成冷凝，光学元件9的内表面9a(见图3-5)有利地具有防雾属性。光学元件9的内表面9a是意图布置为面向光学传感器13的镜片14的表面。特别地，光学元件9的内表面9a具有防雾涂层。

作为变体或另外地，光学元件9的内表面9a和/或外表面9b可具有一个或多个以下属性：疏水性、红外滤光、光催化性、超疏水性、疏脂性、亲水性、或甚至超亲水性、防碎石性、或甚至允许污垢附着力降低的任何其它表面处理。特别地，通过光学元件9的外表面的疏水性，任何水滴将从外表面滑落，而没有留下印渍，因为水将不能附着到该外表面。由此，光学元件9的外表面9b上的层或涂层允许限制将负面地影响驾驶员辅助器1的正确操作的微小或有机污染物在光学元件9上的附着以及水渍在光学元件9上的存在的可能性。有利地，液体溶液——诸如Rain-类型的溶液——可沉积在光学元件9的外表面9b上，以便形成疏水性外皮(pellicule)。

这些示例实施例作为非限制性阐释给出。例如，本领域技术人员可使用透明的光学元件9，其具有外表面9b，所述外表面具有允许限制污垢附着至该外表面9b的其他属性，而没有偏离本发明的范围。

可选地，保护装置3的光学元件9可还包括并入的除霜或除雾***，以便使得可以确保驾驶员辅助器1能够正确操作，而不管是何种气象条件，诸如除霜电阻器或丝。

再次参考图2和3，关于壳体6，其安装为能够绕旋转轴线A1旋转。

优选地，壳体6是密封壳体。壳体6可由本领域技术人员已知的任何适当材料制成。

更准确地，该壳体6布置为被马达5以旋转，这允许光学元件9旋转。在该特定例子中，光学元件9因此被构造为，被驱动以随壳体6旋转，以便允许光学元件9经由离心效果被清洁。

光学元件9构造为布置在壳体6的前部处。表述“壳体6的前部”被理解为是指意图面向道路景象布置的部分，当保护装置3安装在车辆100中(读者请参考图1)时，光学传感器13参与捕获所述道路景象的图像。相对地，表述“壳体6的后部”被理解为是指壳体6的与壳体6的前部相对的部分，且因此，其是距光学传感器13所参与捕获的道路景象图像最远的部分。

另外，在该例子中，光学传感器13至少部分地安装在壳体6中。为实现此，壳体6包括舱室19(见图3)，其被构造为容纳光学传感器13，例如从而光学传感器13的光轴15与壳体6的旋转轴线A1重合。

更准确地，壳体6包括壁21，其限定用于光学传感器13的舱室19。该壁21可以定心在壳体6和光学元件9的旋转轴线A1上。在该例子中，壁21大体为柱形的总体形状。

根据第一变体，壁21和光学元件9可形成单个部件。根据第二变体，壁21和光学元件9可以是两个分开的部件，且在该情况下，壁21牢固地紧固至光学元件9的一个端部。特别地，壁21的前端部牢固地紧固至光学元件9。作为非限制性例子，壁21和光学元件9可通过超声焊接牢固地紧固。由此，壳体6和光学元件9可以是一个或多个部件。因为壳体6牢固地紧固至光学元件9，形成了密封单元，其由此防止污垢进入意图容纳光学传感器13的壳体6的内部。

作为变体或另外，有利地设置至少一个用于限制冷凝的器件，该器件在以下称为抗冷凝器件。这样的抗冷凝器件可并入到壳体6中。特别地，至少一个抗冷凝器件可布置在壳体6的壁21上。

作为非限制性例子，抗冷凝器件可在壳体6中包括至少一个贯穿孔210，在该例子中，在壁21中(见图3)。所述一个或多个孔210可通过钻孔制造。优选地，当设置多个孔210时，它们相对于壳体6的旋转轴线A1对称地布置。

在图3所示的例子中，设置两个孔210时，所述孔相对于壳体6的旋转轴线A1对称地布置。当保护装置3已经被组装时，孔210在壳体6的内部和壳体6的外部之间连通。作为非限制性例子，每个孔210可具有大约5mm的直径。

另外，可设置一个或多个半透膜211，所述膜分别设置在至少一个孔210中。在图3所示的例子中，两个膜211已经被示意性地示出。每个膜211可以密封地紧固至相关联孔，例如通过粘结剂连结或甚至通过超声焊接。这些膜211在所述实施例中可透空气，不可透水。所述一个或多个膜211由此促进空气在壳体6的内部中的流通。这允许在镜片14和光学元件9之间获得良好通风，且由此防止冷凝物聚集。

有利地，此外提供用于补偿所述一个或多个孔210的较轻质量的至少一个手段。在图3所示的特定例子中，所述两个膜211相对于壳体6的旋转轴线A1对称地布置，且正是该对称布置在壳体6旋转期间允许质量作用相对于离心力被限制。

马达

关于马达5，其各个变体在图2、3、6和7中示出；其可特别地是小尺寸的电马达，或甚至微型电马达。

在本发明的背景下，表述“小尺寸电马达”被理解为是指步进马达、促动器、电刷或无刷DC马达、异步马达或同步马达，其质量低于10kg，或甚至低于1kg，且其特别地用于促动车辆中的设备。

在本发明的背景下，表述“微型电马达”被理解为是指步进马达、促动器、电刷或无刷DC马达、异步马达或同步马达，其质量低于200g，或甚至低于100g，且优选地为30g至100g，例如为30g至60g。

马达5包括转子51和固定定子53，转子51能够相对于固定定子53旋转。

马达5联接至壳体6，以便驱动壳体6和光学元件9旋转。在所述实施例中，壳体6和光学元件9牢固地紧固至马达5的转子51。

在图2、3和6所示的例子中，转子51围绕定子53布置。定子53因此在内部，转子51在外部。此外，在图6的例子中，定子53可形成光学传感器13的保持器17。换句话说，保持器17和定子53形成单个部件。

替换地，如图7所示，定子53可围绕转子51布置。

此外，在图2、3、6和7所示的各个实施例中，马达5布置至保护装置3的后部，且更准确地，马达5与壳体6的后部组装。换句话说，马达5布置在与光学元件9相对的那侧。

由此，形成密封单元，其由此防止污垢进入意图容纳光学传感器13的壳体6的内部。

此外，马达5在该例子中布置在光学传感器13的延伸部中。

马达5有利地是中空马达5。其可至少部分地接收光学传感器13。

在具有内部定子53和外部转子51的如图3所示的构造中，定子53可至少部分地接收光学传感器13的保持器17。

在图6所示的构造中，外部转子51和定子53形成光学保持器17，中空转子51可至少部分地接收形成光学传感器13的保持器17的定子53。

在具有内部转子51的如图7所示的构造中，内部定子可至少部分地接收光学传感器13的保持器17。

马达5例如通过电源被供电，该电源连接至车辆100的通用电路(读者请参考图1)。

作为非限制性例子，马达5可更特别地为无刷马达。在如图3所示的例子中，马达5包括牢固地紧固至转子51的至少一个磁体55，和预限定数量的电磁线圈57，特别地为安装在定子53上的至少三个电磁线圈57。电磁线圈57意图被供电，以便允许牢固地紧固至转子51的磁体55被驱动。为此目的，马达5包括电路59，用于控制至电磁线圈57的供电。该控制电路59可连接至电源线束61，其连接至车辆100的通用电路(读者请参考图1)。

马达5可具有100至50000转/分钟的旋转速度，优选地为5000至20000转/分钟，且甚至更优选地为7000至15000转/分钟。这样的旋转速度可允许已经沉积在光学元件9上的任何污垢经由离心效果被移除，且由此允许光学传感器13的镜片14保持干净，以便确保驾驶员辅助***1理想地操作。

马达5被构造为驱动附件4——即，在该例子中为壳体6和牢固地紧固至壳体6的光学元件9——旋转。

马达5安装为能够绕旋转轴线A2旋转。马达5例如被布置为使得，其旋转轴线A2与光学元件9的旋转轴线A1重合，且与光学传感器13的光轴15重合。

此外，有利地设置用于缆线或电线通至马达5后部的密封布置，以便限制水蒸气和/或其他污染物进入到保护装置3的内部。

保护装置3因此包括可移动部分31(还称为旋转部分31)，以及固定部分33(见图3)。

可移动部分31至少包括马达5的转子51，固定部分33至少包括马达5的定子53。

机动化装置3的可移动部分31可还包括至少一个可移动元件，其牢固地紧固至转子51，诸如附件4，在该例子中，即在该例子中的壳体6和光学元件9。

同样，固定部分33可还包括紧固至定子53的元件或保持器。当然，元件或保持器可以或可以不直接紧固至定子53。不受限地，在该例子中，机动化装置3的固定部分33包括光学传感器13的固定保持器17。该固定保持器17特别地紧固至定子53。

光学传感器13的保持器17和定子53有利地包括相应的互补孔63、65，以便允许控制电路59连接至电源线束61。

此外，保护装置3可特别地包括一个或多个轴承27、28，如图3示意性地所示。在该例子中，保护装置3包括两个轴承27、28。

这些轴承27、29每个布置在保护装置3的固定部分33和可移动部分31之间。轴承27、28具有基本上为环形的总体形状。另外，两个轴承27、28与马达5同心地布置。

参考图3中示出的特定例子，其中一个轴承(例如轴承27)可布置在转子51和光学传感器13的保持器17的部分(特别地为前部分)之间。另一轴承(在图3的例子中为轴承28)布置在马达5的转子51和定子53之间。

替换地，两个轴承27、28可布置在转子51和定子53之间。特别地，在图5所示的变体实施例中，两个轴承27、28布置在形成光学传感器13的保持器17的定子53和转子51之间。

此外，这些轴承27、28的至少一个可以是磁性轴承。这样的磁性轴承允许通常在利用机械轴承的保护装置3操作时产生的噪音和摩擦被避免。

根据一个变体，一个轴承可以是磁性的，另一轴承可以是机械轴承，诸如球轴承。根据另一变体，机动化装置3可包括单个磁性轴承。

由此，通过在距光学传感器13的镜片14仅几个毫米处为光学元件9设置具有这样的复杂非球面或甚至双曲线形状的表面9a、9b，获得紧凑的保护装置3，其保护光学传感器13的镜片14不收外部污垢影响，同时确保相对大的视野，例如大约190°。

另外，该光学元件9的旋转(特别地经由壳体6)确保光学传感器13的视野总是自由且干净的。光学元件9的旋转确保污垢经由其受到的离心力而被移除。

Claims

1.一种用于保护机动车辆(100)的光学传感器(13)的装置(3)，所述光学传感器(13)包括镜片(14)，其特征在于，保护装置(3)包括光学元件(9)，所述光学元件(9)被构造为布置在光学传感器(13)的镜片(14)上游，且具有至少一个非球面总体形状的表面(9a、9b)。

2.根据前一权利要求所述的装置(3)，其中，所述至少一个表面(9a、9b)是双曲线形表面。

3.根据权利要求1或2所述的装置(3)，其中，作为距光学元件(9)的光轴(91)的径向距离(r)的函数的光学元件(9)的所述至少一个表面(9a、9b)的弯曲度(z)通过等式(a)给出：

其中：

-c对应于光学元件(9)的表面的曲率；

-r对应于距光轴(91)的径向距离；

-k对应于二次曲线常数；和

-α_i[1,..,4]对应于非球面系数。

4.根据前一权利要求所述的装置(3)，其中，二次曲线常数(k)小于-1，且优选地二次曲线常数(k)小于-50，特别地二次曲线常数(k)在-50至-200的范围内。

5.根据权利要求3或4所述的装置(3)，其中，光学元件(9)的所述至少一个表面(9a、9b)的曲率(c)在1/15mm^-1至1/5mm^-1的范围内。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(3)，其中，光学元件(9)有内表面(9a)和外表面(9b)，它们是相对的，且使得内表面(9a)和外表面(9b)具有不同的非球面总体形状。

7.根据权利要求3和6所述的装置(3)，其中，内表面(9a)和外表面(9b)遵守等式(a)，光学元件(9)的内表面(9a)和外表面(9b)的弯曲度(z)的等式(a)的非球面系数(α_i)是不同的。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(3)，其中，光学元件(9)被构造为布置在距光学传感器(13)的镜片(14)小于5mm的距离(d)处，且优选地布置在距光学传感器(13)的镜片(14)小于3mm的距离(d)处。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(3)，其中，光学元件(9)安装为能够绕旋转轴线(A1)旋转。

10.一种驾驶员辅助***(1)，包括具有镜片(14)的光学传感器(13)，其特征在于，所述***(1)还包括根据前述权利要求中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)。