CN110167688B - 用于保护光学传感器的保护装置，以及相关的驾驶员辅助***和清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保护机动车辆的光学传感器(13)的保护装置(3)。根据本发明，保护装置(3)包括：透明光学元件(9)，其绕旋转轴线(A1)可旋转移动地安装，所述光学元件(9)被配置成布置在光学传感器(13)的光学单元(14)的上游，使得所述光学元件(9)的旋转轴线(A1)与光学传感器(13)的光学轴线(15)重合；以及马达(5)，其包括旋转轴(51)，所述旋转轴配置成围绕旋转轴线(A2)旋转，所述马达(5)配置成使所述光学元件(9)旋转，使得所述光学元件(9)的旋转轴线(A1)还与所述马达(5)的旋转轴(51)的旋转轴线(A2)重合。本发明还涉及相应的驾驶员辅助***(1)和实现这种保护装置(3)的清洁方法。

Description

用于保护光学传感器的保护装置，以及相关的驾驶员辅助系 统和清洁方法

技术领域

本发明涉及驾驶员辅助领域，特别是涉及安装在某些机动车辆上的驾驶员辅助***，该驾驶员辅助***能够包括光学传感器，例如包括镜头的摄像机。更具体地，本发明涉及一种用于保护这种光学传感器的装置。本发明还涉及一种用于清洁这种保护装置的光学元件的方法。

背景技术

目前，前视、后视或侧视摄像机装备大量机动车辆。它们特别是形成驾驶辅助***的一部分，例如停车辅助***或车道偏离检测***的一部分。

已知摄像机安装在车辆的乘客舱内，抵靠后窗/挡风玻璃，从车辆的后窗向后看。这些摄像机可以被很好地保护而免受外部气候变化的影响以及由有机或矿物污染物造成的污染。然而，安装在乘客舱内的这种摄像机的视角不是最佳的，特别是对于停车辅助而言，因为它们不允许例如看到靠近车辆后部的障碍物。

因此，优选的是根据期望的用途而在车辆外部的不同的位置安装驾驶员辅助***，例如在后挡泥板或前挡泥板处，或在车辆的前或后牌照处。在这种情况下，摄像机因此高度暴露于矿物或有机污染物的投射，这些污染物可沉积在其光学单元上，从而降低其效率，甚至使其无法操作。特别是在阴雨天气中，可以看到雨水和污染物的投射会显着影响包括这种摄像机的驾驶员辅助***的可操作性。必须清洁摄像机光学单元的表面，以确保它们正常工作。

为了抵消污染物在摄像机上的沉积，已知布置一种用于清洁摄像机光学单元的装置，通常是清洁液的雾化器，其靠近该摄像机光学单元，以便去除随时间沉积的污染元素。然而，使用这些雾化器会增加这种驾驶员辅助***的操作成本，因为它们需要使用相当大量的清洁液。此外，摄像机光学单元是一种相对易碎的元件，其为被保护以免受可能损坏它的投射的影响。

还已知将摄像机安装在车辆的外部面板内，并且通过紧固到面板并且面向透镜布置的保护窗格或窗来保护所述摄像机免受外部攻击。尽管可以保护摄像机免受外部攻击，但是保护窗格或窗仍然暴露于污染物的沉积。

根据已知的解决方案，提供了使面向摄像机的保护窗格振动的方法，以便从摄像机保护窗格上分离污染物。然而，已经发现，尽管保护窗格振动，但是这种方法对顽固和结垢的污染物的有效性受到限制。

根据另一种解决方案，保护装置包括：壳体，其中布置有摄像机；以及旋转盖，其封闭该壳体，并且其旋转轴线相对于摄像机的光学轴线偏心。保护装置还包括雨刷臂。

然而，如果盖以高速旋转，这种保护装置可能是有噪声的，特别是由于盖和雨刷臂之间的摩擦。此外，由于在盖的相对高的速度下连续旋转，雨刷臂可能显示出过早磨损。而且，这种保护装置安装起来尺寸相当大，因为旋转盖相对于光学传感器偏心，并且其直径至少是其保护并确保正确操作的光学传感器的光学单元直径的两倍。因此，如果固体颗粒沉积在雨刷臂和旋转盖之间，则也可能在盖上出现微划痕。结果，光学传感器拍摄的图像的质量和视野会受到影响。最后，由于光学传感器布置在支撑盖的壳体内而不使该壳体成为突起，因此使用这种保护***不允许宽阔视角。

本发明提出通过提供用于保护光学传感器的替代装置来至少部分地弥补上述缺点，该替代装置使得可以防止污染物沉积在诸如摄像机的光学传感器上，同时保持宽阔视角。

发明内容

为此，本发明的目的是一种用于保护机动车辆的光学传感器的装置。

根据本发明，保护装置包括：

-透明光学元件，绕旋转轴线可旋转地安装，所述光学元件被配置为布置在光学传感器的光学单元的上游，使得所述光学元件的旋转轴线与光学传感器的光学轴线重合，以及

-马达，包括旋转轴，所述旋转轴配置成围绕旋转轴线旋转，所述马达配置成使所述光学元件旋转，使得所述光学元件的旋转轴线还与所述马达的旋转轴的旋转轴线重合。

这种保护装置可以安装在意于安装于车辆的车身元件内的光学传感器上，或者安装在车辆的外部，同时允许光学传感器保持宽阔视角。

当下雨或干燥天气时，污染物可沉积在光学元件上。“污染物”是指水滴和有机或矿物污染物。当壳体和光学元件通过马达旋转时，潜在的污染物通过离心效应射出。实际上，以这种方式引起的离心力的作用大于光学元件上的污染物的附着力。因此，光学元件的旋转允许通过离心效应清洁该光学元件。

因此，光学传感器保持良好的可操作性，并且无论气候条件如何，其污染都受到限制。

用于保护光学传感器的所述装置还可以包括单独或组合采用的以下特征中的一个或多个：

-马达是中空的并且配置成至少部分地容纳光学传感器；

-马达被配置为特别是在其中空部分中容纳光学传感器的后部；光学传感器的后部是指与光学元件相对设置的部分；特别地，光学传感器可以包括：主体，其容纳能够执行适当光学功能的光学和电子部件；以及连接部分，其布置在主体的轴向延伸部中，以便容纳用于连接这些部件的器件，并且马达配置成在其中空部分中容纳连接部分；因此，可以提供一种能够与光学传感器配合的具有标准尺寸的马达，其主体的形状和尺寸从一个装置到另一个装置变化。

-所述光学元件布置在所述保护装置的前部，以面向道路场景，所述光学传感器被配置为参与拍摄所述道路场景的图像。

-马达设置在与所述光学元件相对的一侧；

-所述光学元件相对于其旋转轴线以居中方式设置；

-所述光学元件由光学传感器的一部分形成；

-所述光学元件与光学传感器分离；

-保护装置包括壳体，壳体具有外壳，该外壳配置成容纳光学传感器；

-壳体与马达的旋转轴是一体的；

-外壳由壳体壁限定；

-壳体包括至少一个通孔；

-保护装置包括紧固板和设置在所述光学元件和紧固板之间的具有基本上环形整体形状的轴承；

-所述光学元件具有内表面，所述内表面具有防雾性，特别是所述光学元件的内表面具有防雾涂层；

-所述光学元件具有至少一个通孔；

-所述光学元件具有外表面，所述外表面具有选自以下列表中的至少一种性质：红外滤光、光催化、疏水性、超疏水、疏脂、亲水、超亲水，抗砾石。

本发明还涉及一种驾驶员辅助***，包括光学传感器和如前所述的用于保护光学传感器的***。

根据本发明的一个方面，驾驶员辅助***还包括：

-检测器件，例如电容传感器，被配置为检测靠近所述光学传感器的物体的接近，以及

-用于在检测到靠近所述光学元件的物体的接近时抑制所述光学元件旋转的器件。

本发明还涉及一种用于清洁如前所述的用于保护光学传感器的装置的光学元件的方法，所述方法包括旋转所述光学元件以通过离心效应清洁所述光学元件的至少一个步骤。

根据本发明的一个方面，所述方法包括至少两个清洁步骤，对于每个步骤，所述光学元件具有不同的旋转速度。

附图说明

通过阅读作为说明性和非限制性示例给出的以下描述和附图，本发明的其他特征和优点将更清楚地显现，其中：

图1示意性地示出了包括根据本发明的驾驶员辅助***的机动车辆；

图2a是用于保护图1的辅助***的光学传感器的装置的局部纵向剖视图；

图2b是用于保护图2a的光学传感器的装置的分解图；

图3是用于保护图2a的光学传感器的装置的前视图和透视图；

图4是用于保护图2a的光学传感器的装置的后视图和透视图；

图5是保护装置的光学元件的剖视图；并且

图6是根据变型的用于保护光学传感器的装置的前视图，该装置具有用于投射清洁液的喷嘴。

具体实施方式

在这些图中，相同的元件具有相同的附图标记。

以下实施例作为示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个附图标记涉及相同的实施例，或者特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以组合或互换以提供其他实施例。

在描述中，可以对某些元件进行编号，例如第一元件或第二元件。在这种情况下，这是用于区分和命名接近但不相同的元件的简单编号。该编号并不意味着一个元件相对于另一个元件的优先级，并且在不脱离本发明的范围内，这些名称可以容易地互换。这种编号也不意味着时间顺序。

图1示出了配备有至少一个根据本发明的驾驶员辅助***1的机动车辆100。

驾驶员辅助***1尤其包括至少一个光学传感器13和用于保护该光学传感器13的保护装置3。

光学传感器13例如是用于拍摄图像的光学传感器13，诸如摄像机。它可以是CCD(电荷耦合装置)传感器，即用于电荷转移的装置，或包括微型光电二极管的矩阵的CMOS传感器。根据另一变型，它可以是用于激光远程检测的传感器，称为LIDAR(光检测和测距)传感器。

从图2a、2b可以更好地看出，光学传感器13包括具有光学轴线15的光学单元14。该光学单元14例如是透镜。该光学单元14例如是凸起的(圆顶形的)，其凸面朝向光学传感器13的外侧取向，类似于称为鱼眼的光学单元。

光学传感器13包括主体13'以及连接部分17，主体13'容纳能够执行适当光学功能的光学和电子部件；连接部分17布置在主体的轴向延伸部中，以便容纳用于连接这些部件的器件，该连接部分使该主体向后延伸，也就是说与光学单元14相对地延伸。

与光学单元相对地，主体13'具有垂直于光学轴线15延伸的端表面18，并且连接部分从该端表面突出延伸。端表面18因此形成围绕该连接部分的支撑表面。

应当注意，在本发明的上下文中，无论光学传感器的主体13'的形状和尺寸如何，连接部分17都可以具有标准尺寸。

此外，根据具体示出的示例，光学传感器13可包括连接件16，例如基本上柱形的连接件，其设置在光学传感器13的后端周围，换句话说，在与光学单元14相对的一侧，更具体地说，在设置在主体13'的轴向延伸部中的连接部分17的周围。该连接件16形成用于光学传感器13的操作所需的电缆(未示出)的通道，例如允许光学传感器13连接到光学传感器13的电源和/或允许由光学传感器13捕获的图像被发送到车辆100(图1)的至少一个图像处理器件(未示出)。如图所示，该连接件16具有护套以及套环，该护套用于使电缆通过，连接部件17特别在该护套内延伸，该套环能够支承抵靠光学传感器的主体13'的端表面18。

根据所示实施例，该光学传感器13安装在保护装置3中。

根据图1所示的示例，该保护装置3安装在车辆100的前部，在挡泥板处。当然，作为变型，保护装置3可以安装在车辆100的后部，例如安装在挡泥板或牌照上。它也可以安装在例如车辆侧面，在后视镜处。

保护装置3可以根据任何已知技术固定到车辆100的任何元件2，例如车身元件或外部元件，例如挡泥板、后视镜或牌照。为此，可以以非穷举的方式提及夹件***、螺纹***或粘合***。

在图2a至3中更好地看到，保护装置3还包括光学元件9，该光学元件9是透明的并且可绕旋转轴线A1旋转地安装。该光学元件9被配置为设置在光学传感器13的光学元件14的上游，使得光学元件9的旋转轴线A1与光学传感器13的光学轴线15重合。

光学元件9布置在该保护装置3的前部。当保护装置3安装在车辆100上(图1)时，保护装置3的前部从用于面向道路场景的部分延伸，该装置3的光学传感器13参与拍摄该道路场景的图像。

在图2a和2b中可见，该保护装置3还包括马达5，被配置为旋转光学元件9。

马达5布置在该保护装置3的后部。保护装置3的后部是指与保护装置3的前部相对的部分；因此，保护装置3的后部是距离道路场景最远的部分，光学传感器13参与拍摄该道路场景的图像。换句话说，马达5布置在与光学传感器13的光学单元14相对并且与光学元件9相对的一侧。

马达5绕旋转轴线A2可旋转地安装。为此，马达5包括旋转轴51。特别地，马达5包括固定的定子53，并且旋转轴或转子51可相对于固定的定子53旋转地移动。

根据所示实施例，转子51围绕定子53设置。因此，定子53位于内侧，转子51位于外侧。

此外，马达5布置成使得其旋转轴线A2与光学元件9的旋转轴线A1以及光学传感器13的光学轴线15重合。

作为非限制性示例，它尤其可以是无刷马达。

马达5可以具有在1000至50000rpm的范围内的旋转速度，优选地在5000至20000rpm的范围内，并且更优选地在7000至15000rpm的范围内。这种旋转速度允许通过离心效应消除可能已经沉积在光学元件9上的潜在污染物，从而允许光学传感器13的光学单元14保持清洁，以确保驾驶员辅助***1的优化操作。

马达5例如由连接到车辆100(图1)的总电路的电源供电。

参照图2a至图4，保护装置3还可以包括壳体4，壳体4有利地与光学元件9集成在一起并且可绕光学元件9的旋转轴线A1可旋转移动地安装。

壳体4优选地是密封壳体。

该壳体4布置成通过马达5旋转，这允许光学元件9旋转。因此，该特定示例中的光学元件9配置成与壳体4一起旋转，以允许通过离心效应来清洁光学元件9。

光学元件9被配置为设置在壳体4的前部。当保护装置3安装在车辆100(图1)上时，壳体4的前部从壳体4的面向道路场景的部分延伸，其中光学传感器13参与拍摄道路场景的图像。相反，在图2a、2b中更好地看到，壳体4的后部从壳体4的与壳体4的前部相对的部分延伸；因此，壳体4的后部是离道路场景最远的部分，光学传感器13参与拍摄该道路场景的图像。

此外，壳体4包括外壳19(参见图2a)，外壳19配置成容纳光学传感器13，使得光学传感器13的光学轴线15与光学元件9和壳体4的旋转轴线A1重合。

该外壳19还配置成容纳马达5。更确切地说，马达5布置在壳体4的后部。根据所述实施例，马达5布置在与光学元件9相对的一侧。

壳体4与光学元件9一体形成，这形成密封块，从而防止在容纳光学传感器13和马达5的壳体4内引入污染物。

此外，该示例中的马达5布置在光学传感器13的延伸部中。更确切地说，马达5是中空的并且配置成至少部分地容纳光学传感器13，并且特别是在其中空部分中容纳光学传感器的后部，并且更具体地，容纳从光学传感器的主体13'突出延伸的连接部分17。特别地，马达固定的定子53是中空的并且可以容纳光学传感器13的一部分。如前所述，这是光学传感器13的与光学单元14相对的一侧的后部部分。

当安装光学传感器13、马达5和保护装置3时，马达5的定子53围绕光学传感器13的连接件16的护套设置。定子被穿过，直到它被连接件的套环的存在阻挡。可以理解，这种布置确保了马达没有轴向超过光学传感器13的主体13'的端表面18设置。无论光学传感器的主体的尺寸和形状如何，只要连接部分17和连接件16的护套从一个光学传感器到另一个光学传感器具有稳定的尺寸，就可以使用相同的马达5。因此，不需要使马达尺寸过大以适应大型摄像机，这提供了成本优势并且减少了不平衡现象，使得不再需要过大的相关轴承。

此外，壳体4与马达5的旋转轴或转子51成一体。

此外，壳体4包括壁21，壁21限定用于光学传感器13的外壳19。该壁21以光学元件9和壳体4的旋转轴线A1为中心。如在图2b至图4中可以更好地看到的，在该示例中，壁21基本上是大致柱形的。

根据第一变型，壁21可以与光学元件9制成单件。

根据第二变型，壁21和光学元件9可以制成两个不同部件，并且在这种情况下，壁21与光学元件9的一端集成。特别地，壁21的前端与光学元件9集成在一起。如前所述，前部被定义为最接近道路场景的部分。作为非限制性示例，壁21和光学元件9之间的集成可以通过超声波焊接来实现。

因此，壳体4和光学元件9可以制成一个或多个部件。

壳体4，特别是壁21，可以由本领域技术人员已知的任何适当材料制成，例如铝或导热聚碳酸酯。

此外，当光学传感器13布置在壳体4内时，壁21有利地包括在光学传感器13的后部处的围绕连接件16的开口21a(参见图2a、2b)。

作为变型或补充，有利地提供至少一种限制冷凝的器件，下文称为防冷凝器件。这种防冷凝器件可以设置在壳体4处。特别地，至少一个防冷凝器件可以布置在壳体4的壁21上。

作为非限制性示例，该防冷凝器件可包括在壳体4处的至少一个通孔210，在该示例中在壁21上(参见图2a至图3)。一个或多个孔210可以通过钻孔制成。当设置多个孔210时，它们优选相对于壳体4的旋转轴线A1对称地布置。

根据图2a所示的示例，设置两个孔210，其相对于壳体4的旋转轴线A1对称布置。当如图2a所示组装保护装置3时，孔210在壳体4的内部和壳体4的外部之间连通。作为非限制性示例，每个孔210可具有约5mm的直径。

此外，可以设置一个或多个半透膜211，其分别至少布置在一个孔210处(图2a至图3)。根据图2a所示的示例，示意性地示出了两个膜211。每个膜211可以以密封的方式固定在相关的孔210上，例如通过粘接或通过超声波焊接。

根据所述实施例，这些膜211可透过空气并且不透水。因此，一个或多个膜211有助于壳体4内的空气循环。这允许光学单元14和光学元件9之间的良好通风，从而防止冷凝的积聚。

此外有利地提供补偿一个或多个孔210处的高重量的至少一种方法。根据图2a至图3所示的特定示例，两个孔210相对于壳体4的旋转轴线A1对称(在图2a中更好地看到)，两个膜211也相对于壳体4的旋转轴线A1对称放置，并且正是这种对称布置允许当壳体4旋转时相对于离心力限制重量的影响。

更具体地考虑光学元件9，其旨在保护光学传感器13的光学单元14免受可能损坏该光学单元14的污染物或固体碎片的潜在投射。因此，其是保护元件，或者更确切地说是光学传感器13的保护掩膜，并且正是该光学元件9暴露于来自外部的攻击，即水及污染物、砾石的投射，以及污染物或微量水的沉积。

该光学元件9可以由玻璃制成或者由透明塑料材料制成，例如聚碳酸酯。

光学元件9相对于旋转轴线A1以居中的方式设置。该光学元件9尤其具有相对于旋转轴线A1的回转对称性。

当组装保护装置3时，光学元件9相对于光学传感器13以居中的方式布置，更确切地说，相对于光学单元14以居中的方式布置。

如前所述，光学元件9与壳体4的壁21一体制成或与该壁21的一端集成，光学元件9设置在保护装置3的前部，在该示例中位于外壳4前部。

根据变型，光学元件9与光学传感器13分离。在这种情况下，光学元件9旨在设置在光学传感器13的上游，更准确地说，设置在光学元件14的上游。在本文中，术语“上游”是相对于光学轴线15以及相对于道路场景定义的，该光学传感器13参与拍摄该道路场景的图像。换句话说，光学单元14的“上游”是指光学元件9沿光学轴线15设置在光学单元14和道路场景之间的位置，该光学传感器13参与拍摄该道路场景的图像。

根据另一变型，光学元件9可以由光学传感器13的一部分形成，例如光学传感器13的光学单元14的外部透镜。在这种情况下，光学元件9也布置在光学单元14的上游，也就是沿光学轴线15在光学单元14和光学传感器13参与拍摄图像的道路场景之间。

根据这些变型中的任何一个，光学元件9设置在光学传感器13的光学单元14的上游，其实施例为透明材料，这使得光学传感器13的效率不会受到不利影响。

此外，参考图1至3，根据这些变型中的任何一个，当容纳光学传感器13的保护装置3安装在车辆100上时，光学单元14和光学元件9从车辆100的元件2形成的开口突出。利用这种布置，光学传感器13具有由图2a中的虚线以示意性方式界定的宽视角V，并且由于光学单元14和车辆100(图1)的外部之间存在光学元件9，光学单元14保持清洁。

另外，根据与光学传感器13分离或属于光学传感器13的光学元件9的任一变型，光学元件9的尺寸被设计成覆盖光学单元14的整个表面(参见图2a至3)。

为此，再次参考图2a和2b，当光学元件9与光学传感器13分离时，光学元件9可以具有：

-掩模形成部分90a，用于与光学传感器13的光学单元14相对设置，和

-在该掩模90a的延伸部中的保持部分90b，用于围绕具有光学单元14的光学传感器13的前部部分，也就是说光学传感器13的用于面向道路场景的部分，该光学传感器13参与拍摄该道路场景的图像。

当然，保持部分90b具有与其要包围的光学传感器13的前部部分的形状互补的形状。根据所示的示例，该保持部分90b可以具有基本上阶梯形状，其延伸光学元件9的掩模形成部分90a。在图2a、2b和5中可以更好地看到光学元件9的这种阶梯形状。此外，当光学元件9与壁21不是制成单件时，光学元件9的保持部分90b是固定到壳体4的壁21的前端的部分(见图2a、2b)

有利地，光学元件9具有与光学单元14的形状基本相似的一般形状。在该示例中，光学元件9至少部分地基本上是凸形的，具有基本平行于光学传感器13的光学单元14的弯曲表面的曲度。光学元件9的该凸形部分具有例如与光学传感器13的光学单元14的直径接近的直径。根据所示的示例，掩模形成部分90a旨在与光学传感器13的具有该基本凸形的形状的光学单元14直接相对地布置。

根据这里未示出的替代方案，当光学元件9与光学传感器13分离时，光学元件9可以至少部分地基本上是平坦的。

因此保护光学单元14免受污染物的潜在投射，该污染物例如有机或矿物污染物、水或可能损坏它的这些不同元素的组合。另外，当壳体4和光学元件9旋转时，潜在污染物经受的离心力大于这些污染物在光学元件9上的粘附力。因此，沉积在光学元件9的外表面上的潜在污染物从光学元件9射出，并且不会干扰光学传感器13的视野V。

此外，为了防止光学单元14和光学元件9之间的冷凝现象，光学元件9的内表面9a(见图5)有利地具有防雾性。光学元件9的内表面9a是旨在与光学传感器13的光学单元14相对布置的表面。特别地，光学元件9的内表面9a具有防雾涂层，其由具有交替的点和短划线的圆形线弧23示意性地示出。

作为变型或补充，光学元件9的外表面9b可具有以下一种或多种性质：疏水、红外线过滤、光催化、超疏水、疏脂、亲水或超亲水、抗砾石或可以减少污染物的附着的任何其他表面处理。

特别地，由于光学元件9的外表面9b的疏水特性，潜在的水滴将在外表面9b上流动而不留下痕迹，因为水将不能粘附到该外表面9b上。

由图5中以虚线表示的圆形部分25示意性地示出的，光学元件9的外表面9b上的层或涂层，使得可以限制粘附有机或矿物污染物的可能性以及光学元件9上的水迹的存在，光学元件9上水迹的存在会对驾驶员辅助***1的正确操作产生不利影响。有利地，液体溶液，例如

类型的溶液，例如可以周期性地和手动地沉积在光学元件9的外表面9b上，以便形成疏水膜。

这些实施例是作为说明性而非限制性提供的。例如，本领域技术人员可以使用透明光学元件9，该透明光学元件9具有外表面9b，该外表面9b具有允许污染物在该外表面9b上的附着受到限制的其他性质，而不脱离本发明的框架。

可选地，保护装置3的光学元件9还可以包括除冰或除雾***，例如灯丝或除冰电阻器，其被集成以便无论气象条件如何，都能够保证驾驶员辅助***1的正确可操作性。

此外，再次参照图1至图4，借助于保持和紧固器件，光学元件9，更一般地整个保护装置3可以安装在车辆100上的元件2上，该保持和紧固器件例如包括紧固板41和紧固支架46。在组装保护装置3之后，紧固支架46可以通过任何适当的方式与紧固板41集成，例如以非限制性方式，通过焊接、螺纹连接或粘接。紧固板41例如可以通过任何方式紧固在元件2上，例如车辆100(图1)的车身元件。

再次参照图2a至图4，紧固板41布置在保护装置3的前部。该紧固板41具有开口45(图2a至图3)，用于使光学元件9和光学传感器13的光学单元14通过，从而允许朝向外部的视景。该开口45例如设置成与车辆100的元件2的互补开口相对设置，使得一旦保持和紧固器件41、46安装在车辆100的元件2上，光学传感器13的光学单元14和光学元件9从紧固板41的开口45以及从存在于车辆100的元件2中的开口突出(参见图1至3)。

在该示例中，紧固支架46a具有大致U形或马镫形状，具有两个基本平行且相对的分支46a，分支46a在壳体4的任一侧上延伸，并且通过基部46b连接。基部46b位于保护装置3的后部，在这里位于与紧固板41相对的一侧。

在图2a、2b和4中更好地看到，紧固支架46有利地包括开口47，用于光学传感器13的后部处的连接件16通过，以便允许光学传感器13连接到光学传感器13的操作所需的电缆(未示出)。该开口47设置在保护装置3的后部，在紧固支架46的基部46b处，例如基本上位于中心。

有利地，在壳体4的后部设置密封装置，用于使电缆或电线通过，以便限制水蒸气和/或其他污染物进入壳体4中。特别地，用于使连接件16通过以允许光学传感器13连接到电缆或电线的开口47以密封方式受到保护，以便限制水蒸气和/或其他污染物进入壳体4中。

此外，保护装置3尤其可以包括在图2a中示意性示出的一个或多个轴承27、28。轴承27、28通常基本上是环形的。

根据图2a所示的示例，保护装置3包括两个轴承27、28。第一轴承27设置在壳体4的外部，在光学元件9和紧固板41之间，第一轴承27允许壳体4相对于紧固板41旋转。第二轴承28设置在转子51和定子53之间，允许壳体4相对于马达的固定的定子53旋转。

此外，参照图6，为了改善光学元件9的清洁状态，根据可选的替代方案，保护装置3还可以包括至少一个喷嘴22，用于喷射流体到光学元件9上，特别是用于清洁和/或干燥的流体。该喷嘴22可以位于光学元件9上方，例如位于紧固板41上。根据此处未示出的其他实施例，喷嘴22可位于靠近光学元件9的任何位置。

由喷嘴22喷射的流体可以是压缩空气或清洁液，使得如果光学元件9的旋转不足以去除已沉积在其上的不同污染物时，确保光学元件9被清洁。或者，流体的投射可以以与光学元件9的旋转互补的方式使用，以便确保其优化的清洁状态。在图6中，箭头20示出了光学元件9的旋转方向，例如顺时针方向。当然，根据这里未示出的另一个实施例，该旋转绝对可以逆时针旋转。

此外，根据此处未示出的其他实施例，保护装置3可包括多个喷嘴22。保护装置3例如可以包括第一喷嘴22和第二喷嘴，第一喷嘴22配置成将第一流体，例如清洁液，投射到光学元件9上，第二喷嘴配置成将第二流体，例如压缩空气，投射到光学元件9上。

一个或多个喷嘴22可以连接到用于车辆100(图1)的清洁液分配***。作为替代方案，保护装置3可包括特定于其的清洁液贮存器。在这种情况下，可以相对容易地将该驾驶员辅助***1安装在车辆100的任何元件2内，例如车身元件或车辆100的任何外部元件，例如前挡泥板或后挡泥板或后视镜，不需要为了将保护装置3连接到车辆100的清洁液***以供应喷嘴22而在车辆100处进行长而复杂的初始设计(图6)。

可选地，保护装置3还可以包括允许限制来自马达5的潜在噪声干扰的元件，以便在使用保护装置3时不会由于马达5高速旋转而给车辆100内的乘员或其他用户带来不便。

此外，如前面参考所有附图所述的保护装置3可以根据用于清洁这种保护装置3的光学元件9的方法来实现。该清洁方法的目的尤其在于，当光学元件9旋转时，通过离心效应去除光学元件9上，特别是光学元件9的掩模形成部分90a上的潜在沉积物。当然，为了能够通过离心效应进行清洁，光学元件9例如借助于壳体4根据非零旋转速度旋转。

为此，参考图1至图2b，驾驶员辅助***1还可以包括电子控制单元，该电子控制单元在此未示出，其特别地被配置为启动马达5以便例如通过壳体4旋转光学元件9。

根据清洁方法的实施例，马达5可以例如通过电子控制单元被激活，使得当车辆100运行时，也就是说在驾驶阶段期间，或者在车辆接触停止(stopped with contact)时，壳体4和光学元件9以持久的方式旋转。

根据清洁方法的另一个实施例，马达5可以例如通过电子控制单元启动，以便当车辆100运行时以间歇方式旋转壳体4和光学元件9。根据该实施例，电子控制单元例如可以在车辆的用户使用需要实施光学传感器13的车辆的功能时控制马达5的起动，例如在驾驶员辅助***1被安装为允许观察车辆的后部以便于停放车辆的情况下当用户选择倒档时。

有利地，可以在清洁方法期间调节光学元件9的旋转速度。例如，电子控制单元被配置为控制马达5，以便根据车辆100的移动速度调节旋转速度。实际上，由于与壳体4和光学元件9的旋转相关联的离心力，污染物从光学元件9中被去除，并且该离心力可能与和车辆100的运动相关联的摩擦结合，特别是当驾驶员辅助***1位于车辆100的前部时。因此，为了保持光学元件9的良好清洁状态并因此保持优化光学传感器13的操作，车辆100的移动速度越高，提高壳体4和光学元件9的旋转速度的需求越低。因此，电子控制单元可以配置成作用在马达5上，使得当车辆100的速度增加时降低壳体4的旋转速度，特别是当光学元件9安装在车辆的前部时。

根据特定实施例，电子控制单元被配置为引起光学元件9的旋转方向的改变。有利地，电子控制单元可以在预定的时间段内相对快速地多次改变光学元件9的旋转方向。这种旋转方向的改变有助于加速现象的出现，并且可以有效地去除例如将基本上位于光学元件9的中心的潜在的小水滴。实际上，光学元件9的旋转方向的变化将使污染物在与它们的运动相反的方向上受到加速，这将有助于它们失去对光学元件9的粘附并因此从光学元件9射出。

清洁方法还可包括将至少一种流体投射到光学元件9上的至少一个步骤。该投射步骤可以例如在检测到光学传感器13的视野V中的污染物之后和/或取决于车辆100的速度和/或根据时间延迟来触发。

例如，当光学传感器13在其视野V处检测到污染物的存在时，电子控制单元还可以被配置为通过喷嘴22触发至少一种流体(例如压缩空气或清洁液)到光学元件9上的投射。

根据特定实施例，电子控制单元可被配置成在车辆100停止时或当其以低速移动时，也就是说例如以低于15公里/小时的速度移动时，触发压缩空气到光学元件9上的投射。实际上，在这种情况下，空气动力可能不足以有效地联合到壳体4和光学元件9的旋转的离心力以去除可以沉积在光学元件9上的水滴和/或污染物。特别地，在低速或车辆静止时，位于光学元件9的中心或中心附近的小水滴可能难以去除，因为光学元件9的中心的旋转速度可能太低而无法射出它们。有利地，当车辆缓慢移动或停止时，压缩空气到光学元件9上的投射使得可以补偿空气动力的缺失。

根据另一实施例，电子控制单元可被配置为在车辆100的特定驾驶时段结束时触发清洁液和/或压缩空气的投射。

根据又一个实施例，电子控制单元可以配置成根据车辆的使用者的请求触发清洁液和/或压缩空气的投射。

清洁方法还可包括投射不同流体的连续步骤。根据某些实施例，电子控制单元被配置为连续地触发清洁液和压缩空气的投射。

根据清洁方法的特定实施例，尽管存在离心效应，当光学传感器13检测到在其视野V中存在污染物时，控制单元可以控制马达5停止以便停止壳体4和光学元件9的旋转。然后，电子控制单元可以控制清洁液通过喷嘴22的投射，以便例如使污染物脱离。然后，电子控制单元可以控制压缩空气通过相同的喷嘴22或通过这里未示出的第二喷嘴的投射，以便去除可能在光学元件9上结垢的污染物。然后，电子控制单元可以重新启动马达5，以便以不同于初始旋转速度的旋转速度再次旋转壳体4和光学元件9。根据该实施例，压缩空气的投射可以在重新开始壳体4和光学元件9的旋转之前、同时或之后进行。

作为变型或补充，清洁方法可包括至少两个清洁步骤，每个清洁步骤具有光学元件9的不同旋转速度。作为非限制性示例，可以设想：

-将清洁流体投射到光学元件9上的第一步骤，特别是投射到掩模形成部分90a上，在此期间光学元件9根据第一旋转速度旋转，和

-第二干燥步骤，在此期间光学元件9以不同于第一旋转速度的第二旋转速度旋转。

在该示例中的第一旋转速度有利地慢于第二旋转速度。

可以延迟第二干燥步骤的开始。

因此，特别地，当诸如清洁流体的流体投射到光学元件9上或施加到光学元件9上时，旋转速度可以相对较低，甚至在光学元件9已经旋转的情况下减慢。这有利于扩散清洁液。在预定的一段时间之后，例如相对较短以便对应于清洁液扩散所需的时间之后，旋转速度加快，使得可以干燥光学元件的外表面9b(见图5)，特别是掩模形成部分90a，并且还有助于去除由清洁液润湿的污染物。

有利地，利用这样的实施例，用于清洁的流体量远小于现有技术没有旋转的传统清洁***。

此外，保护装置3还可以并且可选地包括检测器件(未示出)，该检测器件被配置为检测靠近光学元件9的物体的接近。有利地，保护装置3包括连接到电子控制单元的接近传感器(这里未示出)。这种接近传感器可以是例如电容式接近传感器。

驾驶员辅助***1可包括用于在检测靠近光学元件9的物体接近时阻止壳体4和光学元件9旋转的器件(未示出)。作为示例，电容式接近传感器可以被配置为将物体接近的检测信息发送到电子控制单元，并且其可以包括一个或多个处理器件，用于接收该信息并控制马达5自动停止，以便停止壳体4和光学元件9的旋转。这限制了光学元件9由于其旋转而与物体接触而损坏的风险，特别是当驾驶员辅助***1打算安装在车辆100的前挡泥板或后挡泥板上时。

因此，对于光学传感器13，获得始终清晰和干净的视野V。实际上，在操作期间，马达5使光学元件9相对于光学传感器13旋转，例如借助于壳体4。特别是由于光学传感器13的一部分布置在马达5的固定的定子53中并且由于在马达5的旋转轴51和光学元件9之间例如借助于壳体4的连接，这种旋转是可行的。光学元件9的旋转确保了由于污染物经受的离心力而去除所述污染物。

此外，光学元件9的旋转轴线A1与光学传感器13的光学轴线15重合的事实允许该***适用于旨在集成在车辆100中的任何类型的光学传感器13，在同时保持宽阔视角。

Claims (17)

1.一种用于保护机动车辆(100)的光学传感器(13)的保护装置(3)，其特征在于，所述保护装置(3)包括：

透明光学元件(9)，其绕旋转轴线(A1)可旋转移动地安装，所述光学元件(9)被配置成布置在所述光学传感器(13)的光学单元(14)的上游，使得所述光学元件(9)的旋转轴线(A1)与所述光学传感器(13)的光学轴线(15)重合，

马达(5)，其包括旋转轴(51)，所述旋转轴配置成围绕旋转轴线(A2)旋转，所述马达(5)配置成使所述光学元件(9)旋转，使得所述光学元件(9)的旋转轴线(A1)还与所述马达(5)的旋转轴(51)的旋转轴线(A2)重合，

其中，所述马达(5)布置在所述光学传感器(13)的纵向延伸部中。

2.根据权利要求1所述的保护装置(3)，其中，所述马达(5)是中空的并且配置成至少部分地容纳所述光学传感器(13)。

3.如权利要求2所述的保护装置(3)，其中，所述马达(5)配置成在它的中空部分中容纳所述光学传感器(13)的后部。

4.根据前述权利要求中任一项所述的保护装置(3)，其中，所述光学元件(9)布置在所述保护装置(3)的前部，以面向道路场景，所述光学传感器(13)被配置为参与拍摄所述道路场景的图像。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的保护装置(3)，其中，所述马达(5)布置在与所述光学元件(9)相对的一侧。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的保护装置(3)，其中，所述光学元件(9)相对于其旋转轴线(A1)以居中的方式设置。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的保护装置(3)，其中所述光学元件(9)与光学传感器(13)分离。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的保护装置(3)，包括壳体(4)，所述壳体具有外壳(19)，所述外壳(19)配置成容纳所述光学传感器(13)。

9.根据权利要求8所述的保护装置(3)，其中所述壳体(4)与所述马达(5)的旋转轴(51)是一体的。

10.根据权利要求8所述的保护装置(3)，其中所述外壳(19)由所述壳体(4)的壁(21)限定。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的保护装置(3)，包括紧固板(41)和设置在所述光学元件(9)和所述紧固板(41)之间的具有基本上环形的整体形状的轴承(27)。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的保护装置(3)，其中所述光学元件(9)具有内表面(9a)，所述内表面具有防雾性。

13.如权利要求12所述的保护装置(3)，其中，所述光学元件(9)的内表面(9a)具有防雾涂层(23)。

14.根据权利要求1至3中任一项所述的保护装置(3)，其中所述光学元件(9)具有外表面(9b)，所述外表面具有选自以下列表中的至少一种性质：红外滤光、光催化、疏水性、超疏水、疏脂、亲水、超亲水、抗砾石。

15.一种驾驶员辅助***(1)，包括光学传感器(13)，其特征在于，它还包括如前述权利要求中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的保护装置(3)。

16.用于清洁如权利要求1至14中任一项所述的保护装置(3)的光学元件(9)的方法，所述方法包括旋转所述光学元件(9)的至少一个步骤，用于通过离心效应清洁所述光学元件(9)。

17.根据权利要求16所述的方法，包括至少两个清洁步骤，对于每个清洁步骤，所述光学元件(9)具有不同的旋转速度。

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