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技術 広角イメージセンサ外面清掃用、統合的自動車システムとしてのコンパクト薄型ノズルアセンブリとコンパクト流体回路

出願人 ディエルエイチ・ボウルズ・インコーポレイテッド
発明者 ラッセル・へスターチュンリン・ジャオニコラス・ブライス・ワトキンスプラビーン・パイ
出願日 2019年1月7日 (1年5ヶ月経過) 出願番号 2019-000637
公開日 2019年7月11日 (11ヶ月経過) 公開番号 2019-112055
状態 特許登録済
技術分野 ワイパー、車両の清掃 ノズル及び噴霧装置 スタジオ装置
主要キーワード 平面薄板 円周弧 封止ハウジング 側方入口 取り付け距離 ハウジング空洞 スプレー孔 扇形角度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年7月11日)のものです。
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図面 (20)

課題

蓄積されたゴミ(例えば、蓄積された土、ホコリ凍結防止塩、もしくは他の蓄積ゴミ)を取り除いて対物レンズ広角センサの外面を清掃する効果的かつ目立たないシステムと方法を提供する。

解決手段

薄型統合カメラ洗浄ノズルアセンブリ1010は車両の外部トリム面に容易に目立たず組み入れができ、スプレーの性能を犠牲にすることなくより見栄えのよい外観デザインを可能にする。外部対物レンズもしくは広角センサの外部面1022を清掃して蓄積されたゴミを取り除くシステム及びノズルアセンブリは、レンズ視野中心軸1050から実質的に横向きである選択された浅い角度で洗浄液をスプレーする。薄型共形ハウジング固定具1011は、レンズエッジに非常に近いにもかかわらず実質的にレンズ面をカバーする広角スプレーを作り出し得る非常にコンパクト流体回路インサート1200を受け入れ照準を合わせるように適合されている。

概要

背景

概要

蓄積されたゴミ(例えば、蓄積された土、ホコリ凍結防止塩、もしくは他の蓄積ゴミ)を取り除いて対物レンズ広角センサの外面を清掃する効果的かつ目立たないシステムと方法を提供する。薄型統合カメラ洗浄ノズルアセンブリ1010は車両の外部トリム面に容易に目立たず組み入れができ、スプレーの性能を犠牲にすることなくより見栄えのよい外観デザインを可能にする。外部対物レンズもしくは広角センサの外部面1022を清掃して蓄積されたゴミを取り除くシステム及びノズルアセンブリは、レンズ視野中心軸1050から実質的に横向きである選択された浅い角度で洗浄液をスプレーする。薄型共形ハウジング固定具1011は、レンズエッジに非常に近いにもかかわらず実質的にレンズ面をカバーする広角スプレーを作り出し得る非常にコンパクト流体回路インサート1200を受け入れ照準を合わせるように適合されている。D

目的

カメラシステムとその付属カメラレンズ清掃器の組み合わせを、目障りでなく車両デザイン侵害しないように車両の外形枠組み内に収まるように提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

広角画像センサ外部面至近距離に置くよう及び清掃するよう構成されるコンパクト薄型ノズルアセンブリであって、内部流体伝導内腔収納し、共形ハウジング固定部品流体入口からハウジング固定部品の末端に突き出た薄型ノズルヘッドまでの流体連通を提供する、固い薄型の共形ハウジング固定部品を含み、前記薄型共形ハウジング固定部品は近位の側面と対向する遠位の側面をもって構成され、前記末端に突き出た薄型ノズルヘッドが前記ハウジングの遠位面から突き出ており、前記薄型共形ハウジング固定部品は前記末端に突き出たノズルヘッドが前記遠位の対物レンズ面の中心に照準を合わせ横のスプレー軸に沿ってスプレーするように近くに配置され、画像センサハウジング側壁面包み込むもしくは取り囲み、遠位の対物レンズ面まで続き、前記薄型ノズルヘッドが、前記スプレー軸に沿って対物レンズの外部面の周りに向けて前記ノズル出口オリフィスから発するスプレーを照準を合わせるように構成され、前記ノズルの出口オリフィスと前記対物レンズの外部面の周りとの間の側方オフセット距離が2ミリメートルから10ミリメートルの範囲でコンパクトで目立たないノズルアセンブリを提供するために選択され、前記ノズルヘッドが前記出口オリフィスまで続く相互反応チャンバを持つコンパクト流体オシレータを含み、前記オシレータが前記スプレー軸上に中心をおくオシレータの出口オリフィスによってサポートされ、前記オシレータが前記スプレー軸に沿う約3ミリメートルの軸方向長さを持つ、アセンブリ

請求項2

前記薄型ノズルヘッドが前記ノズルの出口オリフィスから発するスプレーを対物レンズの外部面の周りに向けて照準を合わせるように構成され、前記ノズルの出口オリフィスと前記対物レンズの外部面の周りとの間の側方オフセット距離が2ミリメートルから3ミリメートルの範囲で選択されている、請求項1に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項3

前記薄型ノズルヘッドのコンパクト流体オシレータの相互反応チャンバが、流体の液滴の排出流を前記出水スプレー口で発生させるために選択的に起動され前記オシレータのチャンバの中を流れる圧縮洗浄液の流れに作用するように構成された対向する側方入口もしくは流体供給口を持ち、前記オシレータが前記スプレー軸に中心をおくオシレータ口によりサポートされ、前記オシレータが前記スプレー軸に沿う約3ミリメートルの軸方向長さを持つ、請求項1に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項4

対向する側方入口を持つ流体オシレータ相互反応チャンバを持つ前記コンパクト流体オシレータが、横向き供給の逆マッシュルーム形流体オシレータを含む、請求項3に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項5

対向する側方入口を持つ流体オシレータ相互反応チャンバを持つ前記コンパクト流体オシレータが、両面横向き供給の逆マッシュルーム形流体オシレータを含む、請求項3に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項6

前記流体オシレータが、パワーノズルの中を各パワーノズルからジェットを形成するように流れる圧縮液の動き加速させるように構成された少なくとも一対のパワーノズルと流体連通している流体チャンネル入口セグメントを持ち、全てが、前記入口及びパワーノズルをつなぎ、前記流体がそれらの間を流れることを可能にする流体チャンネル経路の一部であり、前記流体チャンネル経路が一対の側壁を含む境界面の間で形成され、前記ノズルに接続され、前記ノズルに取り付けられた前記相反応チャンバが前記ノズルからの前記ジェット流を受け、前記出口オリフィスが前記相互反応チャンバからのスプレーを排出し、前記流体チャンネル経路がまた、前記パワーノズルからの前記流れの不安定さを増すよう構成された流れの不安定さを誘発する構造物を含み、前記流れの不安定さを誘発する構造物は前記経路の前記パワーノズルから上流にあたる位置内に構成されている、請求項3に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項7

前記流れの不安定さを誘発する構造物が、前記流体経路境界面から内側に伸びる一対の突起物を含み、前記突起物が前記突起物の下流域で流れの分断を引き起こすように構成されている、請求項6に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項8

前記流れの不安定さを誘発する構造物が、前記経路のそれぞれの前記側壁から内側に伸びる突起物を含み、前記突起物が前記突起物の下流域で流れの分断を引き起こすように構成されている、請求項6に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項9

前記流れの不安定さを誘発する構造物が、前記流れの不安定さを誘発する構造物の下流域で流れの分断を引き起こすように構成される不連続性段差もしくは床深さの変化を含む、請求項6に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項10

前記流体オシレータが、浅い角度で前記外部対物レンズ面にぶつかる高速流体液滴の首振りスプレーを発生させるように構成され、前記首振りスプレーが前記画像センサの視界全体を洗浄し、ゴミ及び障害物を前記対物レンズ面から取り除く、請求項3に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項11

流体オシレータが、前記高速流体液滴の首振りスプレーを、前記液滴が実質的に外部対物レンズ面全体にぶつかるように選択された扇形角度を持つ平ら扇形スプレーパターンで発生させるように構成されている、請求項10に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項12

前記首振りスプレーの選択された扇形角度が、前記液滴が実質的に外部対物レンズ面全体にぶつかるように50°から90°の範囲で選択されている、請求項11に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項13

前記薄型共形ハウジング固定部品及び前記画像センサハウジングが永久的にお互いに固定され、単一の統合されたコンパクトな薄型画像センサ及び洗浄ノズルアセンブリを提供し、非常にコンパクトで薄型で単一のカメラ及びカメラ洗浄ノズルアセンブリパッケージを提供するために、前記統合されたノズルアセンブリのノズルヘッドが、画像センサの視界外のままで、レンズ面の周りから3ミリメートル以内にノズルヘッドが位置することに適合した扇形角度で高速スプレーを発生させるように構成されている、請求項10に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項14

前記末端に突き出た薄型ノズルヘッドが前記共形ハウジングの内部流体伝達内腔と流体連通する空洞を形成し、共形ハウジング固定部品流体入口からの流体連通を提供し、前記ノズルヘッド空洞が前記ハウジングの内部流体伝達内腔と流体連通する第一及び第二の横向き開口部を持つ、請求項3に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項15

前記コンパクト流体オシレータが、第一の面(例えば上面)、第一の面に対向する第二の面、左側面、及び右側面を持つ取り外し可能なインサートとして構成され、前記流体回路オシレータの相互反応チャンバ及び他の構造物が前記インサート面のうちの少なくとも1つにより形成されている、請求項14に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項16

前記相互反応チャンバが、前記インサートの左側面及び前記右側面により形成される対向する側方入口もしくは流体供給口を持ち、前記ノズルヘッド空洞の第一及び第二の側方開口部が、前記インサートが前記空洞に取り付けられたとき前記インサートの左側面及び前記右側面により形成される前記インサートの対向する側方流体供給口と流体連通し、前記ノズルヘッドが、前記インサートが前記空洞に取り付けられ、前記オシレータが前記スプレー軸に中心をおくオシレータ口によりサポートされたとき、選択的に起動され前記オシレータのチャンバの中を流れる圧縮洗浄液を提供するように構成されている、請求項15に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項17

前記オシレータインサートが前記スプレー軸に沿う約3ミリメートルの軸方向長さを持つ、請求項16に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項18

前記オシレータインサートが、前記インサートの第一の面(例えば上面)もしくは前記対向する第二の面により形成される側方入口及び前記相互反応チャンバを持つ側方供給の逆マッシュルーム形流体オシレータを含む、請求項17に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項19

前記オシレータインサートが、前記インサートの第一の面に形成される相互反応チャンバを持つ両面側方フィードマッシュルーム流体オシレータを含み、前記インサートの左側面及び前記右側面で形成される前記対向する側方入口もしくは流体供給口が、前記インサートの第二の面で形成される流体チャンネル入口セグメントと流体連通し、前記インサートが前記空洞に取り付けられたとき、前記第二の面で形成される前記流体チャンネル入口セグメントが前記上面で形成される前記相互反応チャンバと流体連通している、請求項18に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項20

前記両面側方フィードマッシュルーム流体オシレータの流体チャンネル入口セグメントはまた、前記インサートの第一の面で形成され、パワーノズルの中を各パワーノズルからジェットを形成するように流れる圧縮液の動きを加速させるように構成された少なくとも一対のパワーノズルと流体連通しており、全てが、前記インサートの第二の面で形成される前記入口及び前記インサートの第一の面で形成されるパワーノズルをつなぎ、前記流体がそれらの間を流れることを可能にする流体チャンネル経路の一部であり、前記流体チャンネル経路が一対の側壁、前記ノズルに取り付けられ前記ノズルからの前記ジェット流を受ける前記相互反応チャンバ、前記相互反応チャンバからの前記スプレーを排出する前記出口オリフィス、を含む境界面の間で形成され、前記流体チャンネル経路がまた、前記パワーノズルからの前記流れの不安定さを増すよう構成された流れの不安定さを誘発する構造物を含み、前記流れの不安定さを誘発する構造物は前記経路の前記パワーノズルから上流にあたる位置に構成され、前記流れの不安定さを誘発する構造物は前記経路の中で前記インサートの第一の側面もしくは前記インサートの第二の側面で形成されている、請求項19に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項21

前記流れの不安定さを誘発する構造物が、前記経路の境界面から内側に伸びる一対の突起物を含み、前記突起物が前記突起物の下流域で流れの分断を引き起こすように構成されている、請求項20に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項22

前記流れの不安定さを誘発する構造物が、前記経路のそれぞれの前記側壁から内側に伸びる突起物を含み、前記突起物が前記突起物の下流域で流れの分断を引き起こすように構成されている、請求項20に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項23

前記流れの不安定さを誘発する構造物が、前記流れの不安定さを誘発する構造物の下流域で流れの分断を引き起こすように構成される不連続性の段差もしくは床深さの変化を含む、請求項20に記載のコンパクト薄型ノズルアセンブリ。

請求項24

車両の外部広角画像センサの対物レンズ面を清掃して、画像をゆがめる蓄積されたゴミを洗い落とすための薄型ノズルアセンブリを備えた遠隔操作可能な画像センサ洗浄システムであって、(a)車両の室内に取り付けられ、運転者のために画像信号を受け取るため車両のデータ通信ネットワークに接続されている表示装置、(b)前記表示装置用外部画像センサ信号を発生させるように構成され、車両の外部に向かって選択された視野を有する外部対物レンズ面を支持する画像センサハウジングを持つ外部画像センサであり、前記画像センサは実質的に外界環境にさらされ車両使用中に画像をゆがめるゴミを蓄積する外部画像センサ、(c)選択的に洗浄液を前記画像センサの対物レンズ面に細く浅い角度でスプレーするコンパクトで薄型のノズルアセンブリで構成される画像センサレンズ洗浄システムで、前記スプレーは前記視界にわたって、前記外部対物レンズ面に対して1°から20°の範囲から選択される目標角度にそって照準をあわせ、前記スプレーは短時間の洗浄制御信号に応答して作動する画像センサ、及び、(d)車両の室内に取り付けられ、運転者が表示を見ながらレンズ洗浄システムを起動させたいときに選択的に短時間前記洗浄制御信号を発信するよう構成されたた洗浄システム起動スイッチを備えており、(e)前記薄型ノズルアセンブリは、前記画像センサハウジングを包み込むもしくは取り囲むように構成され、前記共形ハウジング固定部品により支持され起動されると外部対物レンズ面に向かって前記画像センサの視野全体に前記選択された目標角度で洗浄液をスプレーするように照準を合わせた側方オフセットされた洗浄ノズルヘッドと流体連通している流体入口を持つ薄型共形ハウジング固定部品を含む、画像センサ洗浄システム。

請求項25

前記薄型共形ハウジング固定部品が近位面に対向する遠位面を持ち、前記末端に突き出た薄型ノズルヘッドが前記ハウジングの遠位面から突き出て、前記薄型共形ハウジング固定部品が前記画像センサハウジングを包み込むもしくは取り囲むように構成され、前記末端に突き出たノズルヘッドが前記遠位の対物レンズ面の中心に照準を合わせ横のスプレー軸に沿ってスプレーするように近くに配置され、前記薄型ノズルヘッドが前記ノズルの出口オリフィスから発するスプレーを対物レンズの外部面の周りに向けて前記スプレー軸に沿って照準を合わせるように構成され、前記ノズルの出口オリフィスと前記対物レンズの外部面の周りとの間の側方オフセット距離が2ミリメートルから10ミリメートルの範囲でコンパクトで目立たないノズルアセンブリを提供するために選択されている、請求項24に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項26

非常にコンパクトで薄型の画像センサ及び洗浄システムアセンブリを提供するため、前記統合的ノズルアセンブリの薄型ノズルヘッドが、洗浄液で加圧されると非常に広い角度の扇形で高速のスプレーを発生させるため、カメラの視界に入ること無くレンズ面の極近くに置き得るコンパクト流体オシレータとともに構成される、請求項25に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項27

前記薄型ノズルヘッドのコンパクト流体オシレータが、流体の液滴の排出流を前記出水スプレーオリフィスで発生させるために選択的に起動され前記オシレータのチャンバの中を流れる圧縮洗浄液の流れに作用するように構成された対向する側方入口もしくは流体供給口と流体連通している相互反応チャンバを含み、前記オシレータが前記スプレー軸上に中心をおくオシレータのオリフィスによってサポートされ、前記レンズ面に照準を合わせ、前記オシレータが前記スプレー軸に沿う約3ミリメートルの軸方向長さを持つ、請求項26に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項28

対向する側方入口を備える前記コンパクト流体オシレータは側方フィード逆マッシュルーム流体オシレータを含む、請求項27に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項29

対向する側方入口を備える前記コンパクト流体オシレータは両面側方フィードマッシュルーム流体オシレータを含む、請求項27に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項30

前記コンパクト流体オシレータが、前記パワーノズルの中を各パワーノズルからジェットを形成するように流れる圧縮液の動きを加速させるように構成された少なくとも一対のパワーノズルと流体連通している流体チャンネル入口セグメントを持ち、全てが、前記入口及びパワーノズルをつなぎ、前記流体がそれらの間を流れることを可能にする流体チャンネル経路の一部であり、前記流体チャンネル経路が一対の側壁、前記ノズルに取り付けられ前記ノズルからの前記ジェット流を受ける前記相互反応チャンバ、を含む境界面の間で形成され、前記出口オリフィスは前記相互反応チャンバからの前記スプレーを排出し、前記流体チャンネル経路がまた、前記パワーノズルからの前記流れの不安定さを増すよう構成された流れの不安定さを誘発する構造物を含み、前記流れの不安定さを誘発する構造物は前記経路の前記パワーノズルから上流にあたる位置に構成されている、請求項29に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項31

前記流れの不安定さを誘発する構造物が、前記経路の境界面から内側に伸びる一対の突起物を含み、前記突起物が前記突起物の下流域で流れの分断を引き起こすように構成されている、請求項30に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項32

前記流体オシレータが、前記高速流体液滴の首振りスプレーを、前記液滴が実質的に外部対物レンズ面全体にぶつかるように選択された扇形角度を持つ平らで扇形のスプレーパターンで発生させるように構成されている、請求項26に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項33

前記首振りスプレーの選択された扇形角度が、前記液滴が実質的に外部対物レンズ面全体にぶつかるように50°から90°の範囲で選択されている、請求項32に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項34

前記末端に突き出た薄型ノズルヘッドが前記共形ハウジングの内部流体伝達内腔と流体連通する空洞を形成し、共形ハウジング固定部品流体入口からの流体連通を提供し、前記ノズルヘッド空洞が前記ハウジングの内部流体伝達内腔と流体連通する第一及び第二の横向き開口部を持つ、請求項26に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項35

前記コンパクト流体オシレータが、第一の面(例えば上面)、第一の面に対向する第二の面、左側面、及び右側面を持つ取り外し可能なインサートとして構成され、前記流体回路オシレータの相互反応チャンバ及び他の構造物が前記インサート面のうちの少なくとも1つにより形成されている、請求項34に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項36

前記相互反応チャンバが、前記インサートの左側面及び前記右側面により形成される対向する側方入口もしくは流体供給口を持ち、前記ノズルヘッド空洞の第一及び第二の側方開口部が、前記インサートが前記空洞に取り付けられたとき前記インサートの左側面及び前記右側面により形成される前記インサートの対向する側方流体供給口と流体連通し、前記ノズルヘッドが、前記インサートが前記空洞に取り付けられ、前記オシレータが前記スプレー軸に中心をおくオシレータ口によりサポートされたとき、選択的に起動され前記オシレータのチャンバの中を流れる圧縮洗浄液を提供するように構成されている、請求項35に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項37

前記オシレータインサートが前記スプレー軸に沿う約3ミリメートルの軸方向長さを持つ、請求項36に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項38

前記オシレータインサートが、前記インサートの第一の面(例えば上面)もしくは前記対向する第二の面により形成される側方入口及び前記相互反応チャンバを持つ側方供給の逆マッシュルーム形流体オシレータを含む、請求項37に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

請求項39

前記オシレータインサートが、前記インサートの第一の面に形成される相互反応チャンバを持つ両面側方フィードマッシュルーム流体オシレータを含み、前記インサートの左側面及び前記右側面で形成される前記対向する側方入口もしくは流体供給口が、前記インサートの第二の面で形成される流体チャンネル入口セグメントと流体連通し、前記インサートが前記空洞に取り付けられたとき、前記第二の面で形成される前記流体チャンネル入口セグメントが前記上面で形成される前記相互反応チャンバと流体連通している、請求項38に記載の遠隔操作可能な画像センサ洗浄システム。

技術分野

0001

本発明は車装後進カメラシステムに関し、汚れた環境にさらされる形態で取り付けられた場合に、広角もしくは魚眼ビデオカメラ、もしくはセンサの汚れた対物レンズ遠隔操作清掃するシステムに関する。

先行技術

0002

米国国家道路交通安全局(NHTSA)は2018年までに新しい自動車が、「バックオーバー事故の可能性を最小にするための後方視野もしくは後進カメラシステムを含むことを義務づけた。バックオーバーとは特別に定義されたタイプの事故で、歩行者自転車利用者等の車外者が後進中の自動車に衝突されるものである。したがって自動車製造会社(OEM)は、全ての新型車両に外付け後確認カメラを取り付けようとしている。それに加え、OEM各社は車両周辺後方側方、もしくは前方)の他の死角も見れるようより多くのカメラ望むが、これら全てのカメラは必然的に道路ホコリ等によりいずれは汚れる外付けレンズを含むことになる。美的外観スタイルのため、OEM各社は車両デザイナーの描いた構想を損なわずに機能するカメラとレンズ清掃器を望み、そのため全く目に見えないカメラとカメラレンズ清掃システム理想である。カメラシステムとその付属カメラレンズ清掃器の組み合わせを、目障りでなく車両デザイン侵害しないように車両の外形枠組み内に収まるように提供することは困難である。

0003

運転者視界を向上させ安全性を高めるために、キャンピングカー乗用車外部視界(例えば前方バンパ、側方確認、後方確認や後進)カメラが近年取り付けられてきている。運転者、操縦者、ほかの乗員もしくは使用者のために車内に画像を表示する複数の統合されたビデオカメラが搭載された乗用車や多目的車の車種が増加している。最近、自動車製造者により乗用車やスポーツ多目的車に加えられた前方バンパ、側方確認そして後方確認カメラにより、バックミラーナビシステム画面に取り付けられた画面で、運転者達が彼らの自動車の周り障害物があるかどうかを目視することができるようになっている。

0004

後進や後方確認カメラとして知られている外付け画像センサは、一般に目立たないように設置され、車両の後部名札等の既存部品の一部として組み込まれる。これらの外付けカメラは、車両をとりまく過酷な環境にさらされ、しばしば泥、塩分スプレー、ホコリにより汚され、レンズに蓄積する。蓄積する土及びゴミは、しばしば運転者が見る画像をひずませ、混乱不満足感、さらに不明瞭な画像に頼ることによる判断ミスによる安全問題等を引き起こす。

0005

ソリッドステートセンサ技術(例えばCMOS画素感知技術)による廉価で信頼性の高い撮像装置出現と、ビデオ表示器のコスト/性能比率が向上し、自動車業界規格合致可能になったこと、さらに自動車ナビゲージョンシステム等のためのビデオモニター画面の適用率の増加が、一般に「死角」と呼ばれ運転者が直接目視することができない部分の画像を運転者に与えるために構成されたカメラや画像センサの使用拡大につながった。前記の部分とは、一般に自動車の前部構造に邪魔される自動車の直ぐ前の領域、助手席側沿いの領域、運転者側沿いで運転者から後ろの領域、直接目視もバックミラーシステムによる間接目視もできない自動車の直ぐ後ろの場所もしくは領域を含む。カメラや画像センサが後ろ(もしくは横、もしくはその他の死角領域)の画像を取得可能で、運転者が後進したり切り返したり等の運転操縦をする助けとして前記画像を車両の運転者のために表示可能である。

0006

車載画像システムにおける電子式カメラの使用は、低速での操縦の前、及び操縦中に、慎重な運転者の自動車周りの直ぐ横のスペース状況認識を多大に向上させ、そのような操縦の安全な完遂に貢献する。したがって外観を運転者に提供するためにカメラもしくは画像センサを車載することが知られている。そのようなカメラは保護ハウジングの中に置かれ、ハウジングはカメラもしくはセンサとともに、ファスナもしくはネジ等により設置される。例としてアルミ二ウムもしくは亜鉛等のダイカストハウジング等の金属製の保護ハウジングが使われる。特に車外に設置されるカメラセンサにとっては、例えば雨、、道路からの跳ね返り等の環境要素及び、例えば道のゴミ、土やホコリ等の物理的障害からの保護が重要である。したがって既知のカメラセンサ設置を例にすると高温調合ブチル封止等のブチル封止もしくはOリングもしくは、その他の封止部材や材料等がハウジングの部品間に使われ、水その他の汚染物質がハウジングに侵入してその中のカメラもしくはセンサが損傷するのを防ぐ。しかしこれらのハウジングは実質的に防水密封を提供できず、したがって水の飛沫がハウジングに侵入し得る。さらに、カメラはその設置場所(例えば自動車の外部)により過大に振動し自動車の運転者のために表示される画像の望まざる不安定性つながり得る。また、そのようなカメラもしくはセンサは製造費用及び自動車への導入費用が高い。

0007

そのような車載画像システムにおいては、車外の光景を取得するために、しばしばカメラや画像センサが車外に取り付けられる。したがってカメラ、特に後方確認用のカメラは一般にカメラ及び/又はカメラレンズに汚れの蓄積が発生しやすい場所に設置もしくは取り付けられ、カメラ及び/又はレンズを清掃する容易な手段はない。そのようなカメラのレンズのゴミもしくは水分の蓄積を減らす為に、先行技術の開発者はレンズに親水性コーティングもしくは疎水性コーティングを提案している。しかし、特に封止されたハウジングの中ではレンズを横切る空気の流れが無いため、そのような親水性もしくは疎水性のレンズのコーティングは一般的にあまり効果的ではない。さらに封止されたハウジングの中のレンズ上の水分を減らすために加熱器もしくは加熱要素の使用も提案されている。しかしそのような用途における加熱レンズの使用は、レンズの結露曇りは軽減できるものの、水分もしくは水に含まれる不純物によりレンズ上に膜が形成するのを促進してしまうかもしれない。さらにそのようなカメラが自動車の後部にあるのは、しばしば車のスタイルにとって問題となる。車外で発生している光景の取得ができる画像センサを収納するプラスチックハウジングをもつカメラモジュールを開示している先行の米国特許第7、965、336号(ビングルら)を例として参照のこと。ビングルのカメラハウジングアセンブリはプラスチックハウジング内に包含され画像センサと関連部品と共に溶接されており、「呼吸可能」な換気部分を含み、前記部分は少なくとも部分的には水蒸気が通過可能であり内部の水蒸気が発散でき、水の飛沫及びその他の汚染物質の通過は実質的に排除しているので、ビングルのデザインは水分の衝突やハウジング内での蓄積からおこる問題を最小限にするのを意図している。

0008

米国特許第5、724、187号で開示されているように、ビングルはまた表面コート付レンズの使用で対物レンズの眺望を鮮明に保とうとしており、ビングルのハウジングもしくはカバー22には選択的に疎水性コーティング(もしくはコーティングの積層)等の濡れ防止性のコートをほどこす。カバーの最外殻となる表面の疎水性は種々の手段で達成可能で、例えば有機コート、無機コート、もしくはダイアモンド状炭素コートの利用等があるとビングルは述べている。しかしビングル他は、コーティングや表面処理を使う以外に、道路ゴミ(例えば蓄積した土、ホコリ、泥、凍結防止塩、もしくはその他の蓄積ゴミ)を取り除く積極的な行為は提案していない。

0009

消費者の好みや、大事な(例えば子供の居場所)情報を画像から抽出することの少なくとも感覚的に改善された能力によると、外の光景を人間がふつうに見ているのと同じように反映した画像として運転者に見せることが望まれる。さらに自動車の撮像装置もしくはシステムがあらゆる条件下、特にあらゆる天候及び光の状態、で使用可能であることが望まれる。しかし特に運転中は悪天候中に明瞭な画像を提供することができる画像センサを準備するのは多くの場合困難である。これは、従来の画像システムでは、カメラの対物レンズが部分的に蓄積ゴミ(例えば、蓄積砂、ホコリ、泥、凍結防止塩、もしくはその他の蓄積片)により遮蔽されているとき、光景の情報を理解するのが一般に難しいからである。

0010

すべての天候条件下でカメラに基づく視界システムを有効利用するためには、カメラレンズ(もしくは対物レンズを保護しているハウジングの表面)をきれいに保つ効果的な手段を備えることが望まれるが、ビングルが指摘する水分の有害効果の可能性は残る。悪天候下で自動車を運転操縦中特に、運転者は車外に出てカメラのレンズを見つけて検査するのは嫌なものである。

0011

この嫌気が、おそらく米国特許第6、834、906号(バイタスら)の発明者らが「ノズル」92を車両のカメラもしくは目視要素71のレンズ84の「近くに」含んだ理由であろう。前記バイタスの`904特許は一般に「部品モジュール付加素子つき車両後部ハッチドア」と呼ばれる車両トリムアセンブリの開示であり、バイタスの図2に示されるように付加モジュール50は車両の後部ハッチドア20への取り付けに適合していることと、モジュール50には管94からの液体を受けるノズル92を含むことが示されているが、5〜25行目コラム5の記述によると、「レンズ84の清掃は、(疎水性表面加工付きレンズ等の)他の方法により設置され得る。」と書かれている。前記バイタスの`904特許において重要ではないように書かれているモジュール及びノズルの配置は、さらなる開発努力の価値があるほど実際的、効果的ではないと見なされて、その結果このノズルが効果的に清掃するか否かについての考察は行われなかったようである。

0012

近代の自動車ではカメラもしくは、赤外線画像センサ等の他のセンサが運転者に追加情報を提供するために設置されることが増加している。これらの感知装置の多くは、運行環境に日常的にともなう泥及びゴミにより汚れたり、妨害されたりして、いずれ感知装置の有効性劣化使用不能に陥る可能性、もしくは望ましくない外観の発生となる。従って定期的にこれらの感知装置を洗浄して、妨害となるゴミの蓄積を軽減や排除することが望ましい。しかしある種のセンサ洗浄器には特有制限条件があり従来の清掃ノズルの使用には限度がある。後進カメラもしくはその他のセンサは、車両の中心線上もしくはその近辺ブランドロゴもしくはその他見栄え上重要な部分の近くに設置される必要があるが、この外見上重要な部分に目障りな洗浄ノズルを加えることは望ましくない。もう1つの制限条件として、センサは180°にも及ぶ、またはそれを超える広角視野を持ち得るため、十分な清掃を提供できる角度で液体をレンズに向けられるためには、従来のレンズ洗浄ノズルの構成では、センサの視野内に入ってしまうような状態に突き出ることになる。

0013

センサの視野内に位置されると、本来センサがモニターできるエリアのかなりの部分を妨害することになり得る。センサ洗浄器における第3の制限条件は、センサは、前面グリルもしくは後部ハッチドア等のような典型的な洗浄ノズル設置場所と比較してより高いレベル汚染にさらされる部分に設置されることが多い可能性があるということである。これらの場所の洗浄ノズルは、センサを隠すゴミ等と同じ物質により詰まりを起こす危険度が高いかもしれない。したがって、対物レンズや広角センサの外面を清掃する効果的かつ目立たないシステムと方法の必要性があり、遠隔操作できることが望ましい。

発明の目的と要約

0014

したがって、本発明の目的は、蓄積されたゴミ(例えば、蓄積された土、ホコリ、泥、凍結防止塩、もしくは他の蓄積ゴミ)を取り除いて対物レンズや広角センサの外面を清掃する効果的かつ目立たないシステムと方法を提供して上記の問題を解消することである。

0015

本発明の例示的な実施形態によると、外部レンズ洗浄システムは、雨風に晒されゴミにより汚れやすい外部レンズもしくはセンサ表面洗浄液をスプレーするように照準を定める器具を含む、多くの構成を持つ。視覚的に目立たないノズルアセンブリは、支持され、照準固定具により外部レンズに向けられるように構成され、少なくとも1つの側方オフセット位置のスプレーオリフィスを持つ。そのスプレー孔は外部レンズもしくはセンサの表面に、あらかじめ選定された浅く広いスプレー照準角度で、洗浄液をレンズの外部表面に当てて清掃する。

0016

選択的に、統合的な画像センサ及びレンズ洗浄のアセンブリは、遠隔操作で外部対物レンズを清掃する方法で使用されるように構成され、側方オフセット位置の1つ以上の流体オシレータからの1つ以上の洗浄スプレー照準合わせに最適化された形状を持つ、遠隔制御可能な統合レンズ清掃システムを含む画像センサ封止ハウジングアセンブリを含む。

0017

前記統合的なシステム実施形態は外部対物レンズ表面を清掃するために1つ以上の照準スプレーを使用し、前記方法により運転者は汚れた外観カメラの対物レンズをいつ清掃するかの判断ができ、発進前に、蓄積されたゴミ(例えば、蓄積された土、ホコリ、泥、凍結防止塩、もしくは他の蓄積ゴミ)が適正に清掃できていることを確認できる。

0018

本発明のシステムは、前記ハウジングの対物レンズの透明な保護カバーに向けられた、選択された流体オシレータからの1つ以上の洗浄スプレーの照準に最適化された形状を持つ遠隔制御可能な統合レンズ清掃システムを含む、画像センサハウジングアセンブリを提供する。このシステムは蓄積されたゴミ(例えば、蓄積された土、ホコリ、泥、凍結防止塩、もしくは他の蓄積ゴミ)を安全に迅速に取り除き、視界を妨害するゴミや洗浄液のしずくがカメラの視野に残る可能性を最小にする。

0019

本発明のレンズ清掃システムの実施形態の1つにおいては、低流量流体回路ノズルが、ごく少量の洗浄液を使うように構成され照準される。その結果、本発明のシステムを車両に統合しても、車両の洗浄液ボトルからの洗浄液の使用がより少量であり、ボトル清掃の節減、液の節約、そして圧力の保全が提供できる。カメラレンズの清掃システムが既存のフロントガラス清掃システムと統合される場合においては、洗浄液の圧力の消費を抑えることは特に重要であり、液の圧力がフロントガラスの清掃システムの性能に大きく影響する動的運転条件において特にカメラレンズ清掃システムがフロントガラス清掃システムに悪影響を及ぼすことなく機能する必要がある。しかし、本発明のシステム及び方法は、低流量ノズルだけでの使用に限られるものではない。出願者は比較的に高い流量のノズルアセンブリで例示的システムテスト品実験を行い、実際に液をスプレーして洗浄している最中に画像がやや乱れるものの、良好な結果であった。剪断ノズルに比較すると水滴サイズが大きいため、低流量は選ばれた流体回路形状により達成するのが最良となるように見える。

0020

広角カメラ及びセンサには、コンパクトで、薄型ノズルアセンブリにおいて、視野妨害問題を軽減及び除去するように洗浄ノズルが位置され、本来詰まりを引き起こす汚染物からのノズルオリフィスの保護も可能になる。加えてノズルはキャップもしくは、その他の部品と統合可能でそれらはノズルを効果的に隠すため、外観を悪化させることなく見栄えに重要な場所にも設置が可能となる。起動されるとノズルは適切なスプレー入射角度で広い扇形の洗浄液を発射し、効率的効果的にセンサを清掃し洗浄液の消費を最低限にとどめる。

0021

本発明の実施形態の1つにおいては、小型で目立たず薄型のセンサレンズ洗浄システムが、第一の側方オフセット場所にあり洗浄液の供給を受けるスプレーノズルを含み、共形液体伝達導管により物理的に支持され照準する。例示的な実施形態の1つでは、画像センサの遠位に突き出た対物レンズは円柱形状であり対物レンズの外周エッジの表面は円形である。小型流体回路振動スプレー器は、画像センサの外向きの外面全体に洗浄液水滴の広い扇形の首振り横向きスプレーを発生させるように構成されている。円形の対物レンズ面の場合、共形液体伝達導管は円形リング状の部材もしくは円周弧セグメント状の部材を持ち、流体水路を形成する内腔を収納する。リング状もしくは弧状の共形液体伝達導管は画像センサの遠位に突き出た対物レンズの円柱外壁プレスフィットもしくは接着されるようにレンズ部材の遠位自由端もしくは対物レンズ端部に近接して構築される。薄型ノズルアセンブリのリング状もしくは弧状の共形液体伝達導管は、支持され洗浄液を外部対物レンズ面に画像センサの視界全体にわたって所定の浅い角度でスプレーするように照準された側方オフセット場所の洗浄ノズルと流体連通している流体入口を含む。

0022

薄型ノズルアセンブリは、対向する第一及び第二横入口もしくは液体供給口とともに相互反応チャンバを形成し、オシレータのチャンバを通る圧縮洗浄液の選択的な流れが、流体水滴の出流を創るように作用するように構成されている流体オシレータチップを少なくとも1つ含むことが望ましい。前記ノズルアセンブリの共形液体伝達導管は、スプレー扇形の軸の中心に沿って見た場合に前から後ろへ異常に短い流体インサートもしくはチップを受け入れるように構成された空洞もしくはソケットを持つ実質的に固定のハウジングを形成する。

0023

前記ノズルアセンブリは、部品2個の構成で示される。共形液体伝達導管は上向きに突き出た突起を持つ。当該突起が、空洞もしくはソケットを持つ実質的に強固なハウジングの最も遠い部分を形成し、前記ハウジングは、ノズルの2個の重要部品のうちの1個である。流体インサートもしくはチップが、残りの1個である。共形ハウジングは概して平らな空洞をその中に持ち、当該空洞はハウジングの内向き、もしくはレンズ向きの側の表面にある広く概して長方形の開口部まで続く。第一及び第二の横に伸びた水路もしくは内腔は、空洞もしくはソケットの対向面の間に形成され、そしてこれら第一及び第二の内腔は空洞の底面から及び底面より下の流体の流れの反対方向に空洞と連通する。ハウジングもしくはハウジングと空洞を形成する共形液体伝達導管部材には管、ホース、もしくは他方法の圧縮された流体をハウジングの内部流路もしくは内腔に移送する部品と連結する返し付きの端が設置されている。

0024

流体インサートもしくはチップは概して平らな部材であり、ハウジング空洞にはめ入れられるように適合され、ハウジング空洞の壁からインサートに働く圧力により、そこに安定して留まる。この目的のため、ハウジングが製造される原材料固形プラスチックで、圧力下で微量だけ変形する。空洞は天井と床がありそれらはインサートの上面から下面までの厚みと実質的に同じ距離だけ離れている。選択的に床面を少し窪ませてもよく、その場合インサートは中央部分が少し厚くなる。インサートの側壁は同様に、インサートの左と右との横面もしくは横エッジ間の幅と実質的に同じ距離だけ離れている。1つの実施形態においてはインサートの幅は空洞の幅より数ミリインチ大きく作られる。インサート及び空洞は、それらの長さに沿って、前が広く、後ろ向かって狭くなるようにテーパがつけられ得る。テーパは連続的に一様であるかもしくは複数の別の場所で部分的に互いに向かい合うように作られ得る。

0025

流体オシレータは前記インサートの中で、上面の複数の窪みとして形成される。具体的には、前記オシレータは、相互反応領域の中心へ内側に向けられた左及び右の対向するパワーノズルベンチュリ形チャンネルを含む。相互反応領域の最前端には、水路及びスプレー出口もしくは出口オリフィスの中心線と一直線上にある排出スロートもしくはオリフィスがある。流路の特徴の全てはインサートもしくはチップの上面の、均一深さもしくは異なる深さの凹み群として形成される。流体インサートがハウジングのスロットに完全に挿入されると、ハウジングの横に伸びる第一及び第二のチャンネルもしくは内腔が、左右の横壁面の間の左右の対向する開口部を形成し、これら横壁の左右の対向する開口部が、前記インサートの左右の対向するパワーノズルのベンチュリ形チャンネルと直線上に並び、共形液体伝達導管およびハウジング空洞の左右の横壁の開口部に流れ込む水が、左右の対向するパワーノズルに逆行する流れ方向で相互反応チャンバに流れ込むように、接続する。このような状態で、振動が確立され流体のジェットが前後交互に出口オリフィスから押し出されるように、加圧された流体は共形ハウジングの内腔を通り、オシレータの第一及び第二のパワーノズルに送られる。

0026

作動の際、圧縮洗浄液は対向する第一及び第二の側方流入口に、そして相互反応チャンバに流れ込み、圧縮洗浄液は、相互反応チャンバから洗浄液をスプレーもしくは排出するように構成されている遠位の出口オリフィスに送られ、外部対物レンズ面に画像センサの視界全体にわたってスプレーするように照準された高速の首振り液滴スプレーを生み出す。薄型ノズルアセンブリの流体オシレータはコンパクト横向き放出の逆マッシュルーム流体オシレータ(スプレー軸の長さは約3ミリメートルでこれは前述のオシレータの長さ約5ミリメートルよりもかなりコンパクトといえる)で有ることが望ましい。本発明の統合的でコンパクトな薄型ノズルアセンブリは、高速のスプレーを非常に広い扇形角度で発生させるため、カメラの視界に入ること無く、レンズ面周の至近距離に設置するための非常に小型で目立たずコンパクトなノズルアセンブリへの一体化に理想的に適し、車両のトリム部品等の中に容易に隠せる薄型一体型カメラカメラ洗浄ノズルアセンブリが提供できる。

0027

本発明の洗浄システムの使用時において、運転者、使用者、もしくは操縦者は、外部カメラもしくは画像センサで作られた画像を車内ビデオ表示器で見て、蓄積されたゴミ(例えば、蓄積された土、ホコリ、泥、凍結防止塩、もしくは他の蓄積ゴミ)を取り除くために外観カメラの対物レンズのカバー面をいつ清掃するかの判断ができる。レンズ清掃に便利に使うための車内の遠隔作動制御入力(例えば、ボタンもしくは瞬時接触スイッチ)が操縦者から容易に手が届く場所に提供され、操縦者はビデオ表示器を見ながら洗浄スプレーが出るようにシステムを作動させ、操縦者が画像センサの視野が十分良いと判断したときに作動を止める。

0028

本発明の上記の及びそれ以上の目的、特徴及び有利点は、その特定の実施形態の1つの以下の詳細説明を、特に、様々な形状の参照番号はそれに似た部品群を指すのに使われている添付の図面と共に考慮すると明らかになる。

図面の簡単な説明

0029

図1Aは、先行技術に係る典型的な画像システムもしくは後進カメラシステムをもつ車両を示す後方斜視図である。
図1Bは、図1Aの車両の平面図である。
図1Cは、先行技術に係る封止固体画像センサもしくはカメラモジュールの端面図である。
図1Dは、図1CのカメラモジュールのD-Dに沿った断面図である。
図2は、外部対物レンズ面を清掃する遠隔制御方法で使用するように構成された統合ノズルアセンブリ及びカメラハウジングを備えている本発明に係る自動車画像システムを示す模式図である。
図3Aは、本発明に係る画像システム、カメラハウジング及びノズルアセンブリの形状を図示する。
図3Bは、本発明に係る映像性能を図示する。
図3Cは、本発明に係る画像システム、カメラハウジング及びノズルアセンブリの形状を図示する。
図3Dは、本発明に係る映像性能を図示する。
図4は、本発明に係る図3のカメラハウジングと統合ノズルアセンブリの一実施形態における液体スプレーを表す模式図である。
図5Aは、画像システムの外部対物レンズ面を清掃する方法で使用するための形状の本発明による照準ノズルアセンブリによるシート状液体スプレーの斜視図を示す模式図である。
図5Bは、画像システムの外部対物レンズ面を清掃する方法で使用するための形状の本発明による照準ノズルアセンブリによるシート状液体スプレーの側面図を示す模式図である。
図6Aは、本発明の一実施形態で設置された洗浄システムからスプレーされるときに、対向する方向性のある洗浄液のジェットが対物レンズの凸部上に広がる様子を示す平面図の模式図である。
図6Bは、本発明の一実施形態で設置された洗浄システムからスプレーされるときに、対向する方向性のある洗浄液のジェットが対物レンズの凸部上に広がる様子を示す側面図の模式図である。
図7は、本発明に係る洗浄システムの外部対物レンズ面を清掃する遠隔制御方法で使用するよう構成されたカメラ洗浄ノズルアセンブリを持つ別の自動車画像システムを示す模式図である。
図8は、本発明に係る洗浄システムの外部対物レンズ面を清掃する遠隔制御方法で使用するよう構成されたカメラ洗浄ノズルアセンブリを持つさらに別の自動車画像システムを示す模式図である。
図9は、本発明に係る画像システムの外部対物レンズ面を清掃する方法で使用するよう構成された他のカメラノズルアセンブリにおける方向性のあるスプレーの方向を示す斜視図である。
図10は、本発明に係る、図9のシステム及びノズルアセンブリにおける方向性のあるスプレーの扇形角度及び入射角度を示す側面図である。
図11は、本発明に係る、図9及び図10のシステム及びノズルアセンブリでの流体オシレータノズルの取り付け距離の範囲を示す斜視図である。
図12Aは、本発明の外部カメラレンズ洗浄ノズルアセンブリで使用される例示的な段差付きマッシュルーム型の流体オシレータ流体回路の構成を示す。
図12Bは、本発明の外部カメラレンズ洗浄ノズルアセンブリで使用される例示的な段差付きマッシュルーム型の流体オシレータ流体回路の構成を示す。
図13Aは、本発明の外部レンズ洗浄システム及びノズルアセンブリの他の実施形態を示す。
図13Bは、本発明の外部レンズ洗浄システム及びノズルアセンブリの他の実施形態を示す。
図13Cは、本発明の外部レンズ洗浄システム及びノズルアセンブリの他の実施形態を示す。
図14Aは、本発明に係る統合カメラ及び薄型ノズルアセンブリを示し、共形液体伝達導管が実質的に固いハウジングを形成する。
図14Bは、本発明に係る統合カメラ及び薄型ノズルアセンブリを示し、共形液体伝達導管が実質的に固いハウジングを形成する。
図15Aは本発明に沿う他の薄型ノズルアセンブリを示し、共形液体伝達導管が実質的に固いハウジングを形成する。
図15Bは、本発明に沿う他の薄型ノズルアセンブリを示し、共形液体伝達導管が実質的に固いハウジングを形成する。
図15Cは、本発明に沿う他の薄型ノズルアセンブリを示し、共形液体伝達導管が実質的に固いハウジングを形成する。
図15Dは、本発明に沿う他の薄型ノズルアセンブリを示し、共形液体伝達導管が実質的に固いハウジングを形成する。
図15Eは、本発明に沿う他の薄型ノズルアセンブリを示し、共形液体伝達導管が実質的に固いハウジングを形成する。
図16Aは、本発明の薄型ノズルアセンブリでの使用のために、実質的に固いハウジングを形成する他の共形液体伝達導管を示す。
図16Bは、本発明の薄型ノズルアセンブリでの使用のために、実質的に固いハウジングを形成する他の共形液体伝達導管を示す。
図17は、自動車の外形トリム部品の中に隠されている本発明のノズルアセンブリ付き薄型カメラ洗浄システムを示す。
図18Aは、出願者自身の先行実施に基づく、より大型の実施形態で使用し得る例示的なフィードバック無しの液体オシレータの特徴をもつ、以前の、より大型の流体回路インサートを示す。
図18Bは、本発明に係る新型流体回路インサートを示し、図18C〜18Fで示される新型共形液体伝達導管とハウジング空洞と組み合わせられるとコンパクトで薄型のノズルアセンブリにおいて、より大型のノズルのようなスプレーと清掃の性能を提供する。
図18Cは、共形液体伝達導管が実質的に固いハウジングを形成する本発明に係る他の薄型ノズルアセンブリを示す。
図18Dは、共形液体伝達導管が実質的に固いハウジングを形成する本発明に係る他の薄型ノズルアセンブリを示す。
図18Eは、共形液体伝達導管が実質的に固いハウジングを形成する本発明に係る他の薄型ノズルアセンブリを示す。
図18Fは、共形液体伝達導管が実質的に固いハウジングを形成する本発明に係る他の薄型ノズルアセンブリを示す。
図19は、図18D〜18Fの薄型ノズルアセンブリのカメラ清掃システムが自動車の外形トリム部品の中に隠されている様子を示す。
図20Aは、本発明に係る他の新型流体回路インサートを示し、共形液体伝達導管とハウジング空洞との組み合わせによりコンパクトで薄型のノズルアセンブリにおいて、より大型のノズルのようなスプレーと清掃の性能を提供する。
図20Bは本発明に係る他の新型流体回路インサートを示し、共形液体伝達導管とハウジング空洞との組み合わせによりコンパクトで薄型のノズルアセンブリにおいて、より大型のノズルのようなスプレーと清掃の性能を提供する。

発明の実施形態

0030

例示的コンテキスト及び基本的用語を提供するために先ず米国特許第7、965、336号(ビングルら)に開示される車両とカメラモジュールの画像システム先行技術を示す図1A〜Dを参照する。この概説は前記先行技術の用語と自動車業界の標準専門用語を確立するのに有益である。

0031

ここで図1A〜Dを参照すると画像取得システムもしくは、撮像、もしくは視覚システム7は車両8の、例えば車両8の後方外部8aに位置し、内側もしくは外側、例えば車両の後方等で起こっている光景の画像を取得し、車両の運転者もしくは乗員から見える表示器もしくは表示システム9aに前記画像を表示することができる(例えば図1A及び1Bを参照)。視覚システム7は、車両にもしくは車両の中に取り付けられ、車両の外側もしくは内側で起こっている光景の画像を受け取るカメラモジュール10と、カメラモジュール10の画像センサ18で取得された画像の処理ができるコントローラ9bとを含む。カメラモジュール10はプラスチック製カメラハウジング11及び金属製保護シールドもしくはケーシング16を含む(図1C及び1Dを参照)。

0032

カメラハウジング11は、以下に記述されるように、ハウジング11を実質的に封止するために水その他の汚染物質がハウジングに侵入するのを実質的に制限もしくは防止するように、お互いにはめ合い、もしくは連結され、望ましくは互いにレーザー溶接もしくは超音波溶接されるカメラハウジング部12及びコネクタ部14を含む。

0033

カメラモジュール10のハウジング11は、カメラモジュール10の個々の用途により車両の外側もしくは内側で起こっている光景の画像を取得する機能をもつカメラ、画像センサもしくは感知装置18(図1C及び1D)を実質的に収納する。ハウジング11はまたカメラハウジング部12の一端部にカバー部20を含む。カバー部20は透明なカバープレート22を提供し、車両の外側もしくは内側で起こっている光景の画像はカバープレートを通ってハウジング11内、そしてカメラ画像センサ18に到達する。カメラモジュール10は、カメラハウジング部12とコネクタ部14の一部とを実質的に収納する保護シールド16を含み得る。それによりカメラモジュールに出入りする電子ノイズを実質的に制限もしくは減少させる、及び/又はプラスチックハウジングを車両外部で遭遇し得る様々な物体やゴミとの衝突等による損傷から防ぐ。

0034

カメラモジュール10は、車両の外側もしくは内側で起こっている光景の画像を取得するカメラ画像センサもしくは画像取得装置18を持つ。取得された画像は車両の運転者に前記画像を表示できる表示器もしくは表示システム9aに伝達され得る。本発明に有用なカメラもしくは画像センサ18は、CMOSセンサもしくはCCDセンサ等の画像アレイセンサを含んでもよく、例えば米国特許第5、550、677号、第5、670、935号、第5、796、094号、第6、097、023号、及び第7、339、149号に開示されている。カメラモジュール10及び画像センサ18は、種々の車両視覚システム連動しての導入及び運用が可能であり、及び/又は車両視覚システム等のそのような他のシステムの原理を利用しての運用が可能である。前記他のシステムとは、例えば米国特許第5、550、677号、第5、670、935号、第5、760、962号、第5、877、897号、第5、949、331号、第6、222、447号、第6、302、545号、第6、396、397号、第6、498、620号、第6、523、964号、第6、611、202号、及び第6、201、642号で開示されている原理を利用した前方、側方、もしくは後方向けの視界システム、及び/又は米国特許第7、005、974号で開示されている型のトレーラ取り付け補助もしくは牽引確認システム、米国特許第7、038、577号で開示されている型等の車線変更補助システムもしくは車線脱線警告システム等の後方もしくは側方撮像システム、米国特許第6、396、397号等で開示されている原理を利用した前方もしくは後方の車両もしくは物体との距離を判定するシステム、等である。

0035

例として、カメラもしくはセンサは、どちらもナシナルセミコンダクター社から発売のLM9618白黒CMOS画像センサもしくはLM9628カラーCMOS画像センサを含み得る。他の製造者(例えば、ソニー(R)、パナソニック(R)、マグナ(TM)他)の適当なカメラもしくはセンサもカメラモジュールに装備可能である。

0036

図においては車両8の後方外部8aに示されているが、カメラ18及びカメラモジュール10は、車両8の他の適当な位置に取り付け可能で、例として後方のパネル、もしくは車両の一部の中、側方のパネル、もしくは車両の一部の中、車両のナンバープレート取り付け部分、車両の外部ミラーのアセンブリ、車両の室内バックミラーのアセンブリ、もしくはその他車両の外側もしくは内側で起こっている光景の求める視界を提供するようにカメラが設置可能な場所であればどこでもよい。カメラモジュール10は外部カメラモジュールとしての使用に特に適している。カメラで取得された映像は、例えば車内バックミラーのアセンブリ(例えば米国特許第6、690、268号で開示のもの)等の車両室内に設置の表示スクリーン等で表示されてもよい。表示場所車両室もしくは車両室内の、例えば米国特許第5、550、677号、第5、670、935号、第5、796、094号、第6、097、023号、第6、201、642号、及び/又は第6、717、610号等で開示の原理を使っている他の場所でもよい。

0037

図1C及び1Dに最もよく示されるとおり、カメラハウジング部12は基礎部12bから外側に伸びる概して円柱形の部分12aを含む。カメラハウジング部12は、成形プラスチックを含み、円柱部分12aの壁の中に及び/又は壁に沿って挿入成形された一対のヒータ端子もしくは要素30a、30bを含み得る。円柱部分12aは、カメラハウジング部12の基礎部12b内に取り付けられた回路基板26に位置するカメラもしくはセンサ18上に画像をフォーカスさせる働きを持つレンズもしくは光学的システム24を受け止める。

0038

レンズシステム24は、カメラ12の端部12cでカバー22を通して外側もしくは内側の視界からの光を受けるように円柱部12aの中に位置する。レンズシステム24は、カメラもしくはセンサ18を実質的にカバーもしくは収納し、カメラ18に届きカバー22及びレンズシステム24を通ってカメラ18によって受け取られた画像を入射光が妨害するのを実質的に防止もしくは制限するようにカメラカバーもしくはハウジング28に、ねじ山を使う等の方法で取り付けられる。レンズシステム24は、カメラモジュールの外部の視界をカメラもしくは画像センサ18にフォーカスできる、例えば米国特許第6、201、642号もしくは米国特許第6、757、109号で開示されている種類などのあらゆる小型のレンズもしくはレンズシステムであり得る。レンズシステム24は(図1Aで示すとおり)約120°もしくはそれ以上等の広角の視野を提供し得る。

0039

カバー部20は、図1C及び1Dに示されるとおり、基礎部12bと反対側に位置するカメラハウジング部12の外端12cに取り付けられる。カバー部20は、透明カバー22の外面と係合しカバー22をカメラ受け部12の円柱部12aの端12cに保持する働きをする外周リングもしくはカバーリテイナ20aを含む。円周リング20aはレーザー溶接もしくは超音波溶接もしくは他の方法で、カメラ受け部12の円柱部12aの端12cに接合もしくは接着され、カバー部20をカメラ受け部12に実質的に密封し固定することが望ましい。それにより、カメラ受け部に端部12cにおいて水分侵入や汚染物質侵入が起こることを制限もしくは実質的に排除し得る。

0040

図示の実施形態において、基礎部12bは、概して正方形で、基礎部12bの周辺に概して直線的なはめ合い端12eを形成し、コネクタ部14の対応はめ合い端14gとジョイント13で確実に結合する。基礎部12bは回路基板26及びカメラ18を支え、カメラハウジングもしくはシールド28及びレンズもしくはレンズシステム24はカメラ部12の円柱部12aまで延び透明カバー22を通して画像を受ける。

0041

ハウジング11のコネクタ部14は成形プラスチック部品で、基礎部14bから延びる、マルチピンスナップオンコネクタ等のコネクタ端子もしくはコネクタ14aを含む。図1C及び1Dを参照するとわかるとおり、基礎部14bはカメラハウジング12の基礎部12bと実質的にかつ均一的にはまり合うもしくは結合するように(図示の実施形態のような正方形等に)成形される。基礎部12b及び14bは互いにはまり合い空洞もしくは空間を形成し、その中に回路基板26を支え固定する。基礎部14bと12bとは互いにそのはめ合いジョイントもしくは結合部13でレーザーもしくは超音波溶接され得る。ジョイントのレーザーもしくは超音波溶接はプラスチックのエッジもしくは継ぎ目を溶かし合わせ実質的に気密的にハウジング11を密封しカメラモジュール10のハウジング11への水分侵入やその他の汚染物質の侵入を防ぐ。あまり好ましくないものの、基礎部は他の方法(適当な接着剤及び/又は封止剤)により実質的に封止してもよい。モジュールは、換気部もしくは空気通過可能な膜を含みモジュールの内部の換気をしてもよい。基礎部12b及び14bはさらに基礎部12bから延びる取り付けタブもしくはフランジ12dを含み得る。取り付けタブ12dは、基礎部が互いに固定されたとき、概してもう1つのタブと位置合わせされ、カメラモジュール10を車両8に取り付ける際に、適切なファスナ等(図示無し)を通す穴を含む。概して正方形のはめ合い部を持つように示されているが、コネクタ部14及びカメラ部12は、その他の形状のはめ合い部や面を持ち得る。

0042

マルチピンコネクタ14aは、基礎部14bから延び、カメラモジュール10を、車両の配線ハーネスもしくはケーブルにつながっているコネクタ(図示無し)と電気的に接続する複数のピンもしくは端子14cを含む。例えば、端子14cの一方の端14dが回路基板26につながり、端子14cのもう片方の端14eが車両側対応コネクタにつながる。対応コネクタは、マルチピンコネクタ14aで、ピンもしくは端子14cの端14eの一部との接続が可能で、マルチピンコネクタ14aとスナップ式に結合する等の方法をとり得る。図1Dが最もよく示すように端子14cの端14dはコネクタ部14から突き出るもしくは延びるため、ハウジング部11が組み立てられた際、端14dは対応する回路基板26の開口部もしくは穴26cの中で接続し得る。

0043

図1Dに示されるとおり、コネクタ部14はハウジング11の基礎部から長さ方向に延びる概して真っ直ぐなマルチピンコネクタを提供し得る。しかしカメラモジュールの個々の応用によって、角度付きコネクタ、曲がりコネクタ等の他の形状コネクタも導入可能である。

0044

カメラモジュール10は、モジュールへの水分の侵入が制限もしくは実質的に排除されるよう、実質的に気密性のモジュールを含み得る。カメラハウジング部12の基礎部12bとコネクタ部14の基礎部14bは、結合部13で互いにはめ合わせられるもしくは接合されるようにそれぞれ成形され、その部分はレーザー溶接、超音波溶接、もしくは他の方法で接合され得る。そのときカバー部20も、レーザー溶接、超音波溶接もしくは他の方法で固定され、カメラハウジングを実質的に封止するため、カメラ部12の反対の端12cで実質的に封止され得る。レーザーもしくは超音波溶接技法では、材料がリフロークロスリンクし、単一部品となるように、熱、振動他の方法によりリフロー可能な状態において材料を接合することが望ましい。そのような接合の結果、実質的に封止されたカメラモジュールとなる。さらに、水滴及び/又は水蒸気が実質的に封止されたカメラモジュール10の中に入ることをさらに制限もしくは実質的に排除するため、挿入成形されたピンやスタンピング周辺のプラスチックの気孔やあらゆる穴はロックタイト(Loctite、登録商標)の封止材もしくは他の適当な封止材で、封止し得る。

0045

回路基板26は、マルチワイヤリボン導線等(図示無し)でコネクタ受け回路基板26bに接続されたカメラ取り付け回路基板26aを含む。カメラ取り付け回路基板26aはカメラ部12の基礎部12bに取り付けもしくは固定され、コネクタ回路基板26bはカメラ部14の基礎部14bに取り付けもしくは固定される。カメラもしくは画像センサ18は、カメラ回路基板26aの表面に取り付けられ、実質的にカメラカバー28とレンズ24(図1C及び1D)によって収納される。カメラ回路基板26aは端子30a、30bの端部30cを受けるための一対の穴26cを含む。同様にコネクタ回路基板26bはコネクタ端子14cの受け入れ端14dが通るための複数の開口部もしくは穴26dを含む。ピンや端子の端はそれらそれぞれの開口部に半田付けされ得る。全ての接続が終了後、ハウジングはその閉じた位置に折りたたまれ、前記回路基板を前記ハウジング内に実質的に封止するために互いにレーザー溶接、超音波溶接される、もしくは他の方法で接合、もしくは接着され得る。

0046

カバー22の外面(カメラモジュール外の外界露出し得る。)は、例えば米国特許第6、193、378号、第5、854、708号、第6、071、606号、第6、013、372号で公開される親水性表面処理(もしくは積層された処理)等の方法により濡れ防止の表面処理がされる選択肢もある。さらに、もしくは別途、外面もしくはカバー22の最も外殻の面は、例えば米国特許第5、724、187号で公開される疎水性表面処理(もしくは積層された処理)等の方法により濡れ防止の表面処理がされる選択肢もある。カバーの最外殻面のそのような疎水性は、シリコーン部分(例えば、シリコーン部分をもつウレタン)を利用した有機及び無機コーティングの使用やダイアモンド状のカーボンコーティングの利用等、様々な方法で達成可能である。例として、国際公開第0192179号パンフレットと第0162682号パンフレットに記述されているような長期安定撥水、撥油性超疎水性コーティングをカバーの外面に付着させることができる。そのような超疎水性層は、下層補充レイヤ(例えば、「真の汚れた特性を目指して:光学用途高耐久性超疎水性コーティング」クラセンら、ECC2002「スマートコーティング」論文集、181〜190ページ、(Classen et al., "Towardsa True 'Non-Clean' Property: Highly Durable Ultra-Hydrophobic Coating for Optical Applications", ECC 2002 "Smart Coatings" Proceedings, 2002, 181-190) に記述されているような)から供給される疎水性物質で覆われたナノ構造面からなる。公開の完全化と実施可能性のため、前記参照文献の全ては参照してここに援用する。

0047

図1A〜1Dにおいて、カメラモジュール10は、導電性保護シールドもしくはケーシング16を含み得る。それはプラスチックハウジング11の一部を収納しカメラモジュール10に出入りし得る電子ノイズを制限もしくは減少させる機能をもち、さらにプラスチックハウジングを車両外部に存在し得る様々な物体やゴミとの衝突等による損傷から実質的に防ぎ得る。

0048

導電性保護シールドもしくはケーシング16は一対のケーシング部16a(そのうちの1つが図1C及び1Dに示される)を含む。それぞれのケーシング部16aは、プラスチックハウジングを保護シールド16の内部に実質的に収納するために、カメラモジュール10のプラスチックハウジング11の約半分を部分的に包み、もう1つのケーシング部16aと部分的に重なる。個々のケーシング部16aは、カメラモジュールを車両の望む場所に取り付けるための取り付けタブ12dを通して受けるためのスロット16bを含む。個々のケーシング部16aは、プラスチックハウジング11の周りにケーシング16を組み立てるために、他方のケーシング部16aのエッジと重なる重複部16cを含む。ハウジング11を収納するために、ケーシング部16aは溶接、かしめ、接着、縛り付け、もしくは他の方法で互いに接合もしくはプラスチックハウジング11に固定される。保護シールド16は金属シールドを含み、カメラ受け部12の円柱部12aの外面において加熱器30の接地端子30bと接続していることが望ましい。それにより当該保護シールドは加熱器及び/又はカメラモジュールもしくはユニットと接地端子30bで接続し得ることになる。保護シールド16は打ち抜きされた金属シールドからなる、もしくはプラスチックハウジング11の上にシールド層真空メタライズすることで形成可能、もしくはホイル等を含み得る。

0049

図2〜13Dを参照すると、本発明の例示的な実施形態の1つは統合的なカメラハウジングと洗浄システムノズルアセンブリ110を持ち、図2〜13Dは、本発明によりカメラや画像センサの外部対物レンズ面(例えば122)を清掃する方法を示す。統合的なカメラハウジングと洗浄システムノズルアセンブリ110は、首振り横向きスプレーを発生させるように構成され外部対物レンズ面122に照準された1つ以上の側方オフセット場所のノズル130、132を含むことが望ましく、車両の運転者、使用者、もしくは操縦者は室内表示9aを使い外界観察カメラの対物レンズもしくはカバー122が蓄積されたゴミ(例えば、図示していないが、蓄積された土、ホコリ、泥、凍結防止塩、もしくは他の蓄積ゴミ)によって閉塞もしくは覆い隠されているかどうかが判断できる。運転者は車両8を動かすまえに外部対物レンズ面122が十分清掃されていることを確認したい。側方オフセット場所のノズル130、132は、完全に外部対物レンズ面122の遠位視界外にあることが望ましく、洗浄液を外部対物レンズ面122に照準をあわせて薄い噴射を浅い角度でスプレーするように構成されている。この浅い角度は、下でより詳細に記述されるように対物レンズアセンブリの外面122とほぼ平行であることが望ましい。

0050

カメラハウジングとノズルアセンブリ110は図2に示されるとおり、流体不透過性の横壁とに囲まれた中空外部ハウジング111を持ち、実質的に流体不透過性の封止カメラモジュール112はハウジング111内に支持される。当該ハウジング111は内腔もしくは、少なくとも1つの流体オシレータを形成するよう形成された流路140を持つ。流体オシレータは、下に記述されるように、オシレータの内部140を流れる選択され起動された圧縮された液の流れにより作動し、水滴の首振り横向きスプレー(図示無し)の排出流創出する。流路140のオシレータは、近位の圧縮された洗浄液入口142を含み、ハウジング流路140内に形成される相互反応チャンバが入口142から圧縮された洗浄液を受け、圧縮された液を遠位にアウトレットもしくはノズル130、132に送り、その結果首振りの洗浄液が相互反応チャンバ140から排出される。

0051

流体オシレータは、周期的に流体ジェットを偏向させ広い範囲の液体スプレーパターンを供給できる。多くの流体オシレータの作動には機械的に動く部品の使用無しで流体ジェットの周期的な偏向を行う特色がある。その結果、流体オシレータの優位性は、首振りの水滴スプレーを供給するときに、動く部品を必要とせず、他の首振りスプレー装置の信頼性に悪影響を及ぼす摩耗の問題が発生しないことである。代わりに、カメラハウジングとノズルアセンブリ110は、円柱状もしくは円形の流路を形成し、近位の流体入口142から遠位の剪断ノズルにつながる単純形状の中空の内腔を持ち得て、ノズルは外部対物レンズ面122に洗浄液の薄い噴射を対物レンズアセンブリの外面122とほぼ平行である浅い角度でスプレーするように適合している。

0052

カメラハウジングとノズルアセンブリ110は、ここでその全体が参照され援用される米国特許第7、267、290号(ゴパランら共有)に記述されるタイプの、少なくとも1つの「段差付きマッシュルーム」流体オシレータを含むことが望ましい。図12A及び12Bに示されるとおり(そして組み入れられた`290号の特許の明細書により完全に記述されるように)段差付きマッシュルーム流体オシレータは、内側へ突き出た構造物図2では図示無し)が流路140を遠位に流れる流体に作用し、流路140内の相互反応チャンバを形成することによって形成される。洗浄液は近位の液入口142から遠位の相互反応チャンバに流れ圧縮された振動する流体ジェットがアウトレットもしくはノズル130、132に流れ、そこから洗浄液のスプレーが対物レンズ面122に横向きにスプレーする。望ましいスプレー流量は、18ポンド平方インチにおいて、ノズルごとに毎分約200ミリリットルであり、スプレーの厚み(図5Bに示されるとおり扇形スプレー面を横から見たとき)は約2°である。

0053

図2に示されるとおり、ハウジングとノズルアセンブリ110からなる外部レンズ洗浄システムは、遠位側及び近位側を持ち、遠位に向かって露出した外部レンズ122を支持し制限するように構成された実質的に固定の照準固定具(すなわちハウジング111)を持つ。外部レンズ122はレンズの外周及びレンズの中心軸150がレンズ面から遠位に突き出た形状の外部レンズ面を持ち、レンズの視界は、レンズの中心軸150を含み、レンズの円周内から発祥の遠位に投射される固定の角度として定義される。(例えば図示は無いが、短縮コーンもしくはピラミッド型)洗浄システムは少なくとも1つの第一ノズルアセンブリ110を含み、それは、ハウジング111で形成される照準固定具により外部対物レンズ面122に向かって照準をあわせて支持されるように構成されている。そして第一ノズルアセンブリは、照準固定具の遠位側から突き出て、側方オフセット位置の第一の洗浄ノズル132と流体連通している流体入口142用の返し付きのフィッティングを含む。第一のノズルアセンブリ110は支持され洗浄液を外部対物レンズ面に照準をあわせて視界全体にレンズの外部面の平面に対して選択された第一のスプレー照準角(例えば、1°から20°の間)でスプレーするように構成されている。第一ノズルアセンブリは、選択された側からスプレーするように向けられ、つまりレンズ周の選ばれた固定基準点もしくはデータムに関連して第一に選択された方位角に沿ってスプレーされる。

0054

第一の側方オフセット位置の洗浄ノズル130は、選択された扇形角度(例えば45°もしくは、15°から120°の範囲から選ばれるその他の角度)をもつ実質的に平らな扇形スプレーの首振りしない剪断ノズルとして構成されてもよい。代わりに第一の側方オフセット位置の洗浄ノズル130は、少なくとも1つの実質的に固定された流体ジェットを発するように構成された首振りしない丸く飛び出たノズルでもあり得る(すなわち扇形に広がらない実質的に固定された流れ)。

0055

第一の側方オフセット位置の洗浄ノズル130は、対物レンズの外面の中心線からの側方オフセットの距離(例えば第一に選択される側方オフセットの距離は、10ミリメートルから30ミリメートルの範囲内が望ましい)から、15°から120°の範囲扇形角度をもってスプレーするよう構成されることが望ましい。

0056

ここで図3A〜3D及び図4に進むと、図3A〜3Dは、本発明に沿った封止カメラハウジング212及び、側方オフセット位置のノズル230を持つ照準ノズルアセンブリ210を備える画像システムの形態及び、「使用前と使用後」の表示性能を示す写真である。図4は、カメラハウジング212と、側方オフセット位置のノズル230を持つノズルアセンブリ210からの流体スプレー236を示す概略図であり、図5A及び5Bは本発明に係る、画像システムの外部対物レンズ面222を清掃する方法に構成された照準ノズル230からスプレーされる流体236の斜視図と側面図を示す概略図である。

0057

図3Aに戻って、泥のついたもしくは汚れた対物レンズ面222は、道路のホコリもしくはゴミ223の基準の役割をする「米国自動車技術会規格の泥」の代表的な分布で塗られている。図3Bはゴミ223が塗られた状態でカメラ212で撮られた映像の写真であり、ゴミ223は明らかに使用者や運転者のために表示された映像209Aを妨害している。図3C及び3Dは、本発明のシステムの洗浄もしくはゴミ除去の効果を示す写真であり、スプレー236により、ゴミ223がカメラハウジングの遠位側の面212とレンズ面222から完全に除去された様子(図3Cにて)を示す。加えて、洗浄システム210を操作した使用者は表示された映像209Aを見ながら照準ノズル230を起動することができ、ゴミ223がカメラハウジングの遠位側の面212から完全に除去されレンズ面222を妨害しないことがわかるため、いつ洗浄を止めるかが判断できる。

0058

図3A〜5Bに示されるとおり、外部レンズ洗浄システム210は、遠位側及び近位側を持ち、遠位側に向かって露出した外部レンズ222を支持固定するように構成された実質的に固定の照準固定具を含む。外部レンズはレンズの外周及びレンズの中心軸250がレンズ面222から遠位に突き出た形状の外部レンズ面を持ち、レンズの視界は、レンズの中心軸250を含み、レンズの円周内から発祥の遠位に投射される固定の角度として定義される(例えば短縮ピラミッド型で、表示器209Aでの視野を含む)。洗浄システム210は少なくとも第一ノズルアセンブリを含み、それは、照準固定具により外部レンズ222に向かって照準をあわせて支持されるように構成されている。そして第一ノズルアセンブリは、照準固定具の遠位側から突き出て、側方オフセット位置の第一の洗浄ノズル230と流体連通している流体入口(図示無し)を含む。ノズル230は外部レンズ面222とその視界全体に向かって選択された厚み225の実質的に平面薄板状の液236としてスプレーするように照準をあわせて支持されるように構成されている。スプレーは第一の選択照準角度約1°で行われる(すなわちスプレーの角度は、近位に傾斜した面で行われるのが望ましい)。選択照準角度は、レンズの外部面222に接する面から1°から20°の範囲が可能である(図4及び5Bに示されるとおり)。ノズル230は選択された側からスプレーするように向けられ、つまりレンズ周の選ばれた固定基準点もしくはデータム251に関連して第一に選択された方位角に沿ってスプレーされる。

0059

レンズ洗浄ノズル230は、選択的に起動された圧縮洗浄液の流れに作用する第一の流体オシレータ相互反応チャンバを含むことが望ましい。当該圧縮洗浄液は第一オシレータの中を流れ、液滴の第一の排出流236を生み出す。第一ノズルアセンブリの流体入口は圧縮洗浄液を受け、それは第一の相互反応チャンバと流体連通しており、圧縮洗浄液は第一の側方オフセットされた位置のアウトレットノズル230に送られる。ノズルは第一相反応チャンバからの洗浄液を排出するように構成されており、外部レンズ面222及びその視界全体に照準をあわせた首振り液滴スプレー236を発生させる。流体オシレータは段差付きマッシュルーム流体オシレータ(図12A及び12Bに示されるとおり)であることが望ましい。望ましいスプレー流量は、18ポンド/平方インチにおいて、ノズルごとに毎分約200ミリリットルであり、スプレーの厚み255(図5Bに示されるとおり扇形スプレー面を横から見たとき)は約2°である。首振り動作と、このような方法により流体オシレータで発生しノズル230で照準された大きな水滴とが、レンズ面222を素早く濡らし、レンズ面222を横に流れ落ち流水238の一部としてゴミ223に衝突し、流し落とす動的効果を持つことが発見された。

0060

側方オフセット位置の洗浄ノズル230は、選択された扇形角度(例えば45°もしくは、15°から120°の範囲から選ばれるその他の角度)をもつ実質的に平らな扇形スプレーの首振りしない剪断ノズルとして構成されてもよい。あるいは、第一の側方オフセット位置の洗浄ノズルは、少なくとも1つの実質的に固定された流体ジェットを発するように構成された首振りしない丸く飛び出たノズルでもあり得る(すなわち扇形に広がらない実質的に固定された流れ)。

0061

第一の側方オフセット位置の洗浄ノズル230は、スプレー236を、(ノズルのスロートもしくは出口から対物レンズの外面222の中心までの)の側方オフセット約15ミリメートルの距離から、スプレーするよう構成することが望ましい。側方オフセットの距離は、全体のパッケージを可能な限りコンパクトに保つため、10ミリメートルから30ミリメートルの範囲内で選択されることが望ましい。

0062

外部カメラシステムによっては凸型もしくはドーム形状のレンズ面が含まれ、清掃が困難であり得る。図6A及び6Bに示されるとおり本発明のシステムは、異なる画像センサハウジング形状や異なる外部レンズ面形状でも効果的に洗浄するように複数のノズルアセンブリで構成可能である。図6A及び6Bに示されるとおり図3A〜5Bの外部レンズ洗浄システム210は照準固定具により照準をあわせて支持されるように構成された第二のノズル232を含み得る。ここで第二のノズル232は第二のスプレー237を、第一ノズルアセンブリのスプレー方位角から放射状にあるスプレー間角度(例えば180°)で離れた第二方位角に沿って照準を合わせ、第二スプレー237が第一スプレー236と向かい合うように構成される。

0063

図6A及び6Bに示される外部レンズ洗浄システムでは、レンズ洗浄ノズル232は、選択的に起動された圧縮洗浄液の流れに作用する第二の流体オシレータ相互反応チャンバを含むことが望ましい。当該圧縮洗浄液は第二オシレータの中を流れ、液滴の第二の排出流237を生み出す。第二ノズルアセンブリは、圧縮洗浄液を受け、それは第二の相互反応チャンバと流体連通しており、圧縮洗浄液は、第二の側方オフセット位置にあり第二相互反応チャンバからの洗浄液を遠位に排出するように構成されているアウトレットもしくはスロートに送られ、外部レンズ面222とその視界全体に照準をあわせた首振り液滴スプレー237を創出する。第二の流体オシレータは段差付きマッシュルーム流体オシレータとして構成されることが望ましい。

0064

衝突する流体ジェット236、237は特定の水圧効果を生み出すことを狙い、協力してレンズ面全体に流体を極短時間で散布する。ぶつかり、衝突する流体ジェット236、237がゴミ223(図示無し)及びレンズ面に衝突するとき、ゴミをほぐし、溶かし、乱流の排水238としてゴミをレンズ面222から押しのける動的効果を持つことが発見された。ノズル230、232の望ましいスプレー流量は、18ポンド/平方インチにおいて、ノズルごとに毎分約200ミリリットルであり、スプレーの厚み255(図5B及び6Bに示されるとおり扇形スプレー面を横から見たとき)は約2°である。

0065

第二の側方オフセット位置の洗浄ノズル232は、選択された扇形角度(例えば45°もしくは、15°から120°の範囲から選ばれるその他の角度)をもつ実質的に平らな扇形スプレーの首振りしない剪断ノズルとして構成されてもよい。代わりに第二の側方オフセット位置の洗浄ノズル232は、少なくとも1つの実質的に固定された流体ジェットを発するように構成された首振りしない丸く飛び出たノズルでもあり得る(すなわち扇形に広がらない実質的に固定された流れ)。

0066

第二の側方オフセット位置の洗浄ノズル232は、スプレー237を、(ノズルのスロートもしくは出口から対物レンズの外面222の中心までの)の側方オフセット約15ミリメートルの距離から、スプレーするよう構成されることが望ましい。側方オフセットの距離は、全体の洗浄パッケージを可能な限りコンパクトに保つため、10ミリメートルから30ミリメートルの範囲内で選択されることが望ましい。

0067

図7及び8のシステム図に移り、本発明のレンズ洗浄システムは多くの自動車及び他の車両(例えば8)において既に指定された標準装備装置に容易に統合可能である。図7が最もよく示すとおり、既存のフロントガラス洗浄システム(「フロント洗浄」)もしくは後部窓洗浄システム(「リア洗浄」)と共に構成された車両(例えば8)は、洗浄液水槽及び高圧の洗浄液を供給するためのポンプシステムが必要である。洗浄液タンクもしくは水槽290は、一般に、水槽290から洗浄液を引き揚げ、圧縮液を配管ネットワーク294(例えば内腔、チューブ、もしくはホースを含む)に供給するために起動する内部ポンプ292を含み、ネットワークにはフロントガラス洗浄ノズル296及び後部窓洗浄ノズル(群)298が含まれる。本発明の一実施形態によると、本発明のシステム(例えば110もしくは210)のレンズ洗浄は運転者操作の入力に応答してもしくは自動で起動される。自動運転においては、レンズ洗浄は運転者のフロントガラス洗浄システムもしくは「フロント洗浄」の使用に呼応して始まる、もしくは起こる(例えば、フロントガラスがフロント洗浄ノズル296でスプレーされるとき毎回レンズ洗浄が行われる、もしくは代替案として3〜5回のフロントガラス洗浄毎に一度レンズ洗浄が短時間行われるように選択する)。同様に後部窓もしくは後部ハッチ/後退ライト清掃も後進カメラシステムのレンズ洗浄にリンク可能であり、後部窓が後部窓洗浄ノズル298でスプレーされるとき毎回後進カメラレンズの洗浄が行われる、もしくは代替案として3〜5回の後部窓洗浄毎に一度レンズ洗浄が短時間行われるように選択可能である。

0068

あるいは、カメラレンズ洗浄は、室内表示(例えば9a)を使っての使用者操作にもでき、遠隔操作可能のシステム310は少なくとも1つのノズルアセンブリ210を含み、外部画像センサの対物レンズ面を清掃し画像をゆがめる蓄積ゴミ223を洗い落とすように構成される。システムは車両の室内に取り付けられ、車両のデータ通信ネットワークにつながり、画像信号受け取り運転者に表示するために表示器9Aを使う。外部画像センサは外部の視界の画像を作成するように構成され、センサの外部対物レンズ面222は車両の外側(例えば車両8の後方、前方もしくは側方)に向けられ、センサもしくはカメラは規定された視野を持つ。画像センサは実質的に周囲環境にさらされ、車両使用中に画像をゆがめるゴミを蓄積する。画像センサレンズ洗浄システムは側方オフセットされ、画像センサの外部対物レンズ面に向かって洗浄液の噴射を狭く浅い角度でスプレーする洗浄ノズル230で構成される。スプレーは外部対物レンズ面に対して1°と20°との範囲の間の照準角度で視界全体を狙って行われ、数秒間の洗浄制御信号に対応して起動される。車両8の内部に取り付けられた洗浄システム起動スイッチは、表示器9Aを見ている運転者によってレンズ洗浄システム210の起動が望まれたときに、選択的に及び短時間だけ洗浄制御信号を発生させる。

0069

ここで図8に移り、本発明のレンズ洗浄システムは、多くの自動車及び他の車両(例えば8)において既に指定された標準装備装置に容易に統合可能である。フロントガラス洗浄システムと共に構成された車両(例えば8)は、洗浄液水槽及び高圧の洗浄液を供給するためのポンプシステムが必要である。洗浄液タンクもしくは水槽290は、水槽290から洗浄液を引き揚げ、圧縮液を配管ネットワーク294(例えば内腔、チューブ、もしくはホースを含む)に供給するために起動する内部二重排出口ポンプ293を持ち、ネットワークにはフロントガラス洗浄ノズル296を含み、後部もしくは第二排出管を通じてカメラ洗浄システム210につながる。カメラシステム210への圧縮流体の移送は、ポンプ293の起動により制御され得る、もしくは、洗浄液が洗浄アセンブリ210へ流れるのを許すもしくは止める1つ以上の弁(図示無し)の操作による。

0070

本発明の別の実施形態によると、レンズ洗浄システム311は運転者操作の入力に応答してもしくは自動で起動される。自動運転においては、レンズ洗浄は運転者のフロントガラス洗浄システムもしくは「フロント洗浄」の使用に呼応して始まる、もしくは起こる(例えば、フロントガラスがフロント洗浄ノズル296でスプレーされるとき毎回レンズ洗浄が行われる、もしくは代替案として3〜5回のフロントガラス洗浄毎に一度レンズ洗浄が短時間行われるように選択する)。

0071

あるいは、図8で示されるとおり、システム311において、カメラレンズ洗浄は、室内表示(例えば9a)を使っての使用者操作にもでき、遠隔操作可能のシステム311は少なくとも1つのノズルアセンブリ210を含み、外部画像センサの対物レンズ面を清掃し画像をゆがめる蓄積ゴミ223を洗い落とすように構成される。システムは車両の室内に取り付けられ、車両のデータ通信ネットワークにつながり、画像信号を受け取り運転者に表示するために表示器9Aを使う。外部画像センサは外部の視界の画像を作成するように構成され、センサの外部対物レンズ面222は車両の外側(例えば車両8の後方、前方もしくは側方)に向けられ、センサもしくはカメラは規定された視野を持つ。画像センサは実質的に周囲環境にさらされ、車両使用中に画像をゆがめるゴミを蓄積する。画像センサレンズ洗浄システムは側方オフセットされ、画像センサの外部対物レンズ面に向かって洗浄液の噴射を狭く浅い角度でスプレーする洗浄ノズル230で構成される。スプレーは外部対物レンズ面に対して1°と20°との範囲の間の照準角度で視界全体を狙って行われ、数秒間の洗浄制御信号に対応して起動される。車両8の内部に取り付けられた洗浄システム起動スイッチは、表示器9Aを見ている運転者によってレンズ洗浄システム210の起動が望まれたときに、選択的に及び短時間、洗浄制御信号を発生させる。

0072

ここで図9〜11に移ると、ブラケットインデックス外部レンズ洗浄システム310が図示されている。図9に示されるとおり、外部レンズ洗浄システム310は(図10の断面図で最もよくわかるように)遠位側311D及び近位側311Pを持ち、実質的に固定の照準固定具を含む。取り付け具もしくはブラケット311は固く夫なサポートでありカメラモジュール312を支えるように製造及び構成され、アセンブリ310の遠位側に露出しているカメラの外部レンズを望む方向に固定する。カメラのレンズはレンズの外周及びレンズの中心軸350がレンズ面322から遠位に突き出た形状の外部レンズ面322を持ち、レンズの視界は、遠位に投射される固定の角度として定義される(例えば短縮円錐もしくは短縮ピラミッド型で、例として表示器209Aでの視野を生む)。視野(「FOV」フィールドオブビュー)は一般に角度幅90°から170°である。カメラもしくは画像センサ312はレンズ周の中心にあるレンズ中心軸350を持ち、レンズのFOVは一般にレンズの中心軸350に関して対称である。

0073

洗浄システム310は少なくとも照準固定具311により外部レンズ322に照準をあわせて支持されるように構成された第一ノズルアセンブリ330を含み、第一ノズルアセンブリは、側方オフセット位置にあり照準固定具の遠位側311Dから上もしくは遠位に突き出た第一の洗浄ノズル330と流体連通している流体入口342を含む。側方オフセットされたノズル330は外部レンズ面322とその視界全体に向かって選択された厚み(例えば225)の実質的に平面薄板状の液336としてスプレーするように照準をあわせて支持されるように構成されている。スプレーは第一の選択照準角度約1°で行われる(すなわちスプレーの角度は、近位に傾斜した面で行われるのが望ましい)。選択照準角度は、レンズの外部面322に接する面から1°から20°の範囲が可能である(図10に最もよく示されるとおり)。ノズル330は選択された側からスプレーするように向けられ、つまりレンズ周の選ばれた固定基準点もしくはデータム351に関連して第一に選択された方位角に沿ってスプレーされる。

0074

レンズ洗浄ノズル330は、選択的に起動された圧縮洗浄液の流れに作用する第一の流体オシレータ相互反応チャンバ331を含むことが望ましい。当該圧縮洗浄液は第一オシレータ331の中を流れ、液滴の第一の排出流336を生み出す。第一ノズルのアセンブリの流体入口342は圧縮洗浄液を受け(例えば水槽290から)、それは流体流路340と流体連通しており、圧縮洗浄液は第一の側方オフセット位置のアウトレットノズル330に送られる。ノズルは第一相互反応チャンバ331からの洗浄液を排出するように構成されており、外部レンズ面322とその視界全体に照準をあわせた首振り液滴スプレー336を発生させる。相互反応チャンバ331を含む流体オシレータは段差付きマッシュルーム流体オシレータ(図12A及び12Bに示されるとおり)であることが望ましい。首振りスプレー336の望ましい流量は、18ポンド/平方インチにおいて、ノズルごとに毎分約200ミリリットルであり、スプレーの厚み(図10及び5Bに示されるとおり扇形スプレー面を横から見たとき)は約2°である。首振り動作と、このような方法で流体オシレータで発生しノズル330で照準された大きな水滴とが、レンズ面322を素早く濡らし、レンズ面222を横に流れ落ちる流水の一部としてゴミ(図示は無いが、ゴミ223と似ている)に衝突し、溶かし、流し落とす動的効果を持つことが発見された。

0075

側方オフセットされた位置の洗浄ノズル330は、選択された扇形角度(例えば45°もしくは、15°から120°の範囲から選ばれるその他の角度)をもつ実質的に平らな扇形スプレーの首振りしない剪断ノズルとして構成されてもよい。あるいは、第一の側方オフセット位置の洗浄ノズルは、少なくとも1つの実質的に固定された流体ジェットを発するように構成された首振りしない丸く飛び出たノズル330でもあり得る(すなわち扇形に広がらない実質的に固定された流れ)。

0076

側方オフセット位置の洗浄ノズル330は、スプレー336を、(図11を参考に、ノズルのスロートもしくは出口から対物レンズの外面222の中心までの)の側方オフセット約15ミリメートルの距離から、スプレーするよう構成されることが望ましい。側方オフセットの距離は、全体のパッケージを可能な限りコンパクトに保つため、10ミリメートルから30ミリメートルの範囲内で選択されることが望ましい。

0077

図9〜11が示す実施形態は、レンズ322付きカメラ312,遠位に向かってスプレー336をレンズ322に照準を合わせて取り付けられたノズル330と、ノズル330をレンズの中心線上かつレンズの遠位もしくは上(横位置及び方位角度位置)の指定位置に保持するのに必要な関連ブラケット(すなわち固定具311)を含む。このカメラ清掃システムとパッケージについては多くの考慮すべき変数があり、取り付け方法パッケージングのスペース、視界(FOV)、さらにシステム悪影響緩和策等が含まれる。それぞれ順番に説明する。

0078

ノズル330のカメラ312との望ましい実装もしくは取り付け方法の1つは、カメラモジュールハウジングもしくは本体へ直接、である。この取り付け位置では、カメラがどこに動こうが、ノズルからスプレーされる流体は常にレンズ面の中心に向かう正しい場所に照準される。カメラとは別に取り付けられたノズルでは、余分な公差累積が起こり、照準がはずれる可能性がでる。カメラのデザインによっては直接取り付けが不可能で別の取り付け方法が必要となることもあり得ることは当然理解される。上で説明した良いノズル位置の基本は、取り付け方法にかかわらず同じである。

0079

一般に、車両(例えば8)のカメラ(例えば312)の位置は、パッケージング及び視界の目的によりある特定の場所に限定される。あいにくカメラ洗浄ノズルパッケージングに良い車両パネル外殻の取り付け場所は、後部ハッチドアハンドル照明部品等の他の部品にとっても良い場所でありがちである。その結果、これらの車両パネル外殻の場所は非常に窮屈なパッケージング制約があり、ノズルサイズ及び、カメラからノズルまでの幅の最小化の必要性を高めている。

0080

多くの既存カメラの視野は角度幅120°から170°であることを理解されたい(例えば図9〜11の放射状線で示されるように)。システム機能にとっての重要制約の1つは表示されるカメラ視野の中に邪魔が入らないことであり(例えば209A)、使用者がレンズ洗浄ノズル330の出現に気をとられないようにすることである。従って前記ノズル(例えば230もしくは330)はカメラの視野の外になるように横に取り付けられるべきである。本発明で図示する実施形態では、ノズル(例えば230もしくは330)は、カメラの視界の外及び裏でレンズとほぼ平行に固定された場所から方向づけられて照準している。カメラの視野が180°に近づき、超えるとき、これが不可能となる。しかし、このような大角度では、車両の他の部品もカメラの視界に入ることに留意されたい。そうなるとノズル(例えば230もしくは330)を車両の他の部品と並べて置き、カメラ視野への明らかな侵入を最小限にしつつ、車両の外面部品からはみ出ないようにする(すなわち「紛れて隠れる」)ことが必要となる。図9〜11の実施形態においてはノズル330が、レンズの全面もしくは可能な限り大きな部分を流体で覆うような分布を生み出し、マイナス1°からマイナス20°の角度(「照準角度」)でレンズに当たるようになる位まで、ノズルヘッドカメラ視界には入らない見込みである。レンズ322へのスプレー336の衝突がほぼ平行であることのもう1つの優位性は、液が直接衝突により、ゴミを瞬時にレンズの向こう側へ落とす、もしくは横に押しのけることであり、より高い角度からでは斜めの衝突により跳ね返ってしまう可能性が高い。照準角度が大きくなるにつれて、ノズルはカメラから離れ、視界の中に向かってより遠くに移動せざるを得ず、見栄えのよいパッケージ作りが難しくなる。従って、見栄えの良いパッケージを達成可能にするため、ノズルは10°以内(レンズに向かって下向きの角度)に保つべきである。

0081

照準角度の検討に加え、レンズ中心からのノズルの距離(図11に示すとおり)も重要である。レンズ全体を覆うには、ノズル330がレンズ中心322に近いほど、液の分布(及びスプレーの扇形の角度)が広くなければいけない。レンズ中心に極端に近いことは多くの理由により好ましくない。第一に、ノズルがカメラに近すぎると物理的に衝突の恐れがある。第二に、よい被覆率のためには分布角度(もしくはスプレーの扇形の角度)が広い必要がある。広いスプレー角度は、比較的少量の流量で広い洗浄面積に分散させることになり、異なる分布形状や高い流量の必要性につながり得る。出願者は、ある分布形状において側方オフセットの距離は18ミリメートルと28ミリメートルの間が望ましいことを発見した。照準角度やノズルの遠位への高さが複雑に関係するため、この側方オフセットは概算値である。

0082

車両システムへの清掃システム(例えば310)の付加は、多くの方法で達成可能である。それらは、スポーツ多目的車の後方窓清掃等の既存のシステムに連動可能であり、その場合、窓の清掃のたびにカメラも清掃される、もしくはその逆にカメラ清掃のたびに窓の清掃がおこる。システムはまた望むときにだけ清掃するように設計可能であり、これには追加のポンプ(例えば292)及び、上述の工程を実行するようプログラムされた制御器もしくは制御システム(例えば9B)が必要である。しかし、洗浄液水槽(例えば290)は、同じ数、同じサイズのままに保つことが強く望まれる。二つ目の水槽や液ボトルが車両8に加えられることはほぼあり得ないため、カメラ清掃ノズルシステム(例えば310)は車両全体の性能からみると寄生システムと見なされる可能性が高い。車両の部品実装には一般に洗浄液水槽の拡大の余地がないためカメラ清掃システムは、車両全体の性能への影響を抑えるため、最低限の液の消費にしなければならない。

0083

レンズ清掃システム(例えば310)の追加の車両8への総合的影響を最小にすることが望まれるため、ノズル(例えば330)用には低い流量が望まれる。一実施形態において使われたノズルの目標流量は、1平方インチあたり18ポンドの水圧で毎分200+/−40ミリリットルであり、上記のパッケージングガイドラインに沿うレンズ322の清掃が効果的に行われた。これらの流量やパッケージング制約を考慮して図12A及び12Bの段差付きマッシュルーム回路が、図9〜11の実施形態においての望ましい流体放出方法として選択された。この流体回路(例えば、段差付きマッシュルームチップ501と共に)は0.06ミリメートルのステップの条件で寒冷天候時でも良好に機能し、スプレー336の扇形角度50°、毎分200ミリリットルの流量で、5ミリメートルx5ミリメートルという非常に小さいパッケージングサイズが可能である。最も重要なこととして、このデザインのパワーノズル寸法は最低0.014インチを保て、これは詰まりへの耐性に必要である。前記流体回路はまた内部フィルター(例えば、ポスト522)付きである。この回路設計はさらに3.3ミリメートルx2.5ミリメートルという小さな相互作用部331を可能にし、最大50°の扇形角度を支え、それでもなお目標のパッケージング空間内に収まった。

0084

前記洗浄ノズルアセンブリ(例えば110、210、310、610、もしくは、薄型実施形態の710、810、1010)はノズルアセンブリの一部として流体オシレータを含むことが望ましく、共有米国特許第7、267、290号に記述された段差付きマッシュルーム流体オシレータであることが望ましい。前記特許はその全体がここに参考として組み込まれる。図12A及び12Bを再び参照すると、レンズ洗浄ノズル流体オシレータは、チップ501の水不浸透性の面とノズルアセンブリのチップを受ける内壁とにより形成される振動チャンバを持ち、取り外し可能な流体チップ501として構成されてもよい(図10の断面図で示される)。図10、12A、12Bを再び参照すると、ノズルアセンブリ310に構成された相互反応チャンバ331を持つ流体オシレータは、首振りの液滴のスプレー336としての出流の低温での使用に適しており、圧縮流体の移動を加速するように構成された一対のパワーノズル514と、吸水口512とパワーノズル514をつないで圧縮流体を流す流体流路と、ノズルに取り付けられノズルからの流れを受ける相互反応チャンバ518と、相互反応チャンバからのスプレーが排出される流体スプレー放出口520と、パワーノズルからの流れの不安定性を生み出す構造物を持ち、その構造形状は流路のどこか、もしくはパワーノズルの近辺のどこかからなるグループから選択された場所に位置する。流れの不安定性を生み出す形状としては、流路の各横壁506から内向きに突き出すもので、突き出しの下流域で流れの分離部を起こすものが望ましいが、パワーノズル514の床に、図12Bが最もよく示すとおり、相互反応チャンバの床に比べて高さを持たせた段差524Aを含んでもよい。

0085

図13A〜Cに進み、別の実施形態においては外部レンズ洗浄システム及びノズルアセンブリ610は、遠位側611D及び近位側611Pを持ち、実質的に固定のベゼルもしくは照準固定具611を含む。ベゼルもしくは照準部品611は、画像センサもしくはカメラ612を支持するように構成され、遠位側に向かって露出したカメラの外部レンズを固定する。前記外部レンズはレンズの外周及びレンズの中心軸650がレンズ面222から遠位に突き出た形状の外部レンズ面622を持ち、レンズの視界は、レンズの中心軸650を含み、レンズの円周内から発祥の遠位に投射される固定の角度として定義される(例えば短縮円錐形もしくはピラミッド型で、表示器209Aでの視野を含む)。洗浄システム610は少なくとも第一ノズルアセンブリを含み、それは、ベゼルもしくは照準固定具611により外部レンズ622に向かって照準をあわせて支持されるように構成されている。そして第一ノズルアセンブリは、照準固定具の遠位側611Dから突き出て、側方オフセット位置の第一の洗浄ノズル630と流体連通している流体入口642を含む。ノズル630は外部レンズ面622とその視界全体に向かって選択された厚み225の実質的に平面薄板状の液636としてスプレーするように照準をあわせて支持されるように構成されている。スプレーは第一の選択照準角度約1°で行われる(すなわちスプレーの角度は、近位に傾斜した面で行われるのが望ましい)。選択照準角度は、レンズの外部面622に接する面から1°から20°の範囲が可能である(図13B,13C及び5Bに示されるとおり)。ノズル630は選択された側からスプレーするように向けられ、つまりレンズ周の選ばれた固定基準点もしくはデータム651に関連して第一に選択された方位角に沿ってスプレーされる。

0086

レンズ洗浄ノズル630は、選択的に起動された圧縮洗浄液の流れに作用する第一の流体オシレータ相互反応チャンバ631を含むことが望ましい。当該圧縮洗浄液は第一オシレータの中を流れ、液滴の第一の排出流636を生み出す。第一ノズルのアセンブリの流体入口642は圧縮洗浄液を受け、それは第一の相互反応チャンバ631と流体連通しており、圧縮洗浄液は第一の側方オフセット位置のアウトレットノズル630に送られる。ノズルは第一相互反応チャンバからの洗浄液を排出するように構成されており、外部レンズ面622とその視界全体に照準をあわせた首振り液滴スプレー636を発生させる。上記のように流体オシレータは段差付きマッシュルーム流体オシレータ(図12A及び12Bに示されるとおり)であることが望ましい。望ましいスプレー流量は、18ポンド/平方インチにおいて、ノズルごとに毎分約200ミリリットルであり、スプレーの厚み(図5Bに示されるとおり扇形スプレー面を横から見たとき)は約2°である。首振り動作と、このような方法により流体オシレータで発生しノズル630で照準された大きな水滴とが、レンズ面622を素早く濡らし、レンズ面622を横に流れ落ちる流水の一部としてゴミ(図示は無いが例えば223のような)に衝突し、溶かし、流し落とす動的効果を持つことが発見された。

0087

側方オフセット位置の洗浄ノズル630は、選択された扇形角度(例えば45°もしくは、5°から120°の範囲から選ばれるその他の角度)をもつ実質的に平らな扇形スプレーの首振りしない剪断ノズルとして構成されてもよい。あるいは、第一の側方オフセット位置の洗浄ノズルは、少なくとも1つの実質的に固定された流体ジェットを発するように構成された首振りしない丸く飛び出たノズルでもあり得る(すなわち扇形に広がらない実質的に固定された流れ)。

0088

第一の側方オフセット位置の洗浄ノズル630は、スプレー636を、(ノズルのスロートもしくは出口から対物レンズの外面622の中心までの)の側方オフセット約15ミリメートルの距離から、スプレーするよう構成されることが望ましい。側方オフセットの距離は、全体のパッケージを可能な限りコンパクトに保つため、10ミリメートルから30ミリメートルの範囲内で選択されることが望ましい。

0089

図13A〜13Cに図示されるカメラレンズ洗浄アセンブリ610は、カメラモジュール612及び照準ノズルアセンブリが車両8に組み込まれるように一体のモジュールとしてパッケージされ、統合的な自動車カメラモジュール及びノズルアセンブリとして構成されることが望ましい。実質的に流体不透過性のカメラモジュール612はベゼルもしくはハウジング611内に支持され、対物レンズ及び画素化された画像センサアレイ(例えば18のような)を持つ画像センサを収納してカメラモジュール612の照準をあわせるような内部構造を持っている。カメラモジュール612は、(例えば18のような)画像センサアレイ及び(例えば図1Dに示されるような)関連の画像処理部品を包み、自立し密封されたモジュールを含み、モジュールへ内への水分の侵入が制限もしくは実質的に排除されるように実質的に密封される。カメラモジュール612と統合ハウジング611は、カメラレンズとレンズ洗浄器の1つのユニット610として車両8に置かれる又は取り付けられるように構成される。カメラモジュール612はまた、カメラモジュールハウジングが車両8に置かれたときに車両の電気コネクタと電気的な接続ができるのに適した電気コネクタ670を含む。カメラモジュールの電気コネクタは、カメラモジュールが車両8に置かれたとき車両の電気コネクタ(もしくは車両の制御器9B)につなぐために近位の端672でアクセス可能なように伸びる。カメラモジュール612は車両制御器9Bが、画像センサで取得したビデオ画像を処理するのに反応する。

0090

よりコンパクトで薄型の実施形態も開発されている。例えば、本発明のレンズ洗浄システムの第一の薄型実施形態は図14A及び14Bに示される。薄型ノズルアセンブリ710は(望ましくは)非常にコンパクトな横向き放出の逆マッシュルーム流体オシレータで照準をあわせる薄型共形ハウジング固定具711で構成される(スプレー軸の長さは約3ミリメートルでこれは前述のオシレータの長さ約5ミリメートルよりもかなりコンパクトといえる)。遠隔制御システム及び薄型ノズルアセンブリは、高速のスプレーを非常に広い扇形角度で発生させるコンパクトもしくは軸方向に短い流体オシレータを備え、そのため、カメラの視界に入ること無く、コンパクトなノズルアセンブリの中にレンズ面周の至近距離で一体化可能であり、カメラ及びカメラ洗浄ノズルアセンブリの非常にコンパクトで薄型の一体パッケージが提供できる。

0091

薄型外部レンズ洗浄システム及びノズルアセンブリ710は、遠位側711D及び近位側711Pを持ち、共形流体伝導ハウジングとスプレー照準固定具711を含む。共形流体伝導ハウジング固定具711は、画像センサもしくはカメラ712を丸く取り囲んで支持するように構成され、遠位側に向かって露出したカメラの外部レンズを固定する。前記外部レンズはレンズの外周及びレンズの中心軸750がレンズ面722から遠位に突き出た形状の外部レンズ面722を持ち、レンズの視界は、レンズの中心軸750を含み、レンズの円周内から発祥の遠位に投射される固定の角度として定義される(例えば短縮円錐形もしくはピラミッド型で、表示器209Aでの視野を含む)。洗浄システム710は少なくとも第一ノズルアセンブリを含み、それは、照準固定具711のノズルヘッド730により外部レンズ722に向かって照準をあわせて支持されるように構成されている。そして第一ノズルアセンブリは、照準固定具の遠位側711Dから突き出て、側方オフセット位置の第一の洗浄ノズル730と流体連通している流体入口742を含む。ノズルヘッド730は外部レンズ面722とその視界全体に向かって選択された厚みの実質的に平面薄板状の液736としてスプレーするように照準をあわせて支持されるように構成されている。スプレーは第一の選択照準角度約1°で行われる(すなわちスプレーの角度は、近位に傾斜した面で行われるのが望ましい)。選択照準角度は、レンズの外部面722に接する面から1°から20°の範囲が可能である(図14Bに示されるとおり)。ノズルヘッド730は選択された側からスプレーするように向けられ、つまりレンズ周の選ばれた固定基準点もしくはデータム751に関連して第一に選択された方位角に沿ってスプレーされる。言い換えると遠位に突き出たノズルヘッド730は、遠位の対物レンズ面722の中心を狙って横向きにスプレーするように横に置かれ、ノズルヘッド733からのスプレー軸はレンズ軸750と交差するよう照準をあわせ、参照基準点もしくはデータム751にてスプレーがレンズ周のエッジの上を通過することが望ましい。

0092

薄型レンズ洗浄ノズルヘッド730は、選択的に起動された圧縮洗浄液の流れに作用する第一の流体オシレータ相互反応チャンバを含むことが望ましい。当該圧縮洗浄液は第一オシレータの中を流れ、液滴の第一の排出流736を生み出す。第一ノズルのアセンブリの流体入口742は圧縮洗浄液を受け、それは第一の相互反応チャンバと流体連通しており、圧縮洗浄液は第一の側方オフセット位置のアウトレットノズルヘッド730に送られる。ノズルは第一相互反応チャンバからの洗浄液を排出するように構成されており、外部レンズ面722とその視界全体に照準をあわせた首振り液滴スプレー736を発生させる。上記のように流体オシレータはコンパクト横向き放出の逆マッシュルーム流体オシレータ(図18Bに示されるとおり)であってもよい。望ましいスプレー流量は、18ポンド/平方インチにおいて、ノズルごとに毎分約200ミリリットルであり、スプレーの厚み(図5Bに示されるとおり扇形スプレー面を横から見たとき)は約2°である。首振り動作と、このような方法により流体オシレータで発生しノズル730で照準された大きな水滴とが、レンズ面722を素早く濡らし、レンズ面722を横に流れ落ちる流水の一部としてゴミ(図示は無いが例えば223のような)に衝突し、溶かし、流し落とす動的効果を持つことが発見された。

0093

側方オフセット位置の薄型洗浄ノズルヘッド730は、レンズ周のエッジに非常に近いため、選択された広い扇形角度(例えば90°)をもつ実質的に平らな扇形スプレーの首振りしない剪断ノズルとして構成されてもよい。あるいは、第一の側方オフセット位置の薄型洗浄ノズルヘッド730は、少なくとも1つの実質的に固定された流体ジェットを発するように構成された首振りしない丸く飛び出たノズルでもあり得る(すなわち扇形に広がらない実質的に固定された流れ)。

0094

側方オフセット位置の薄型洗浄ノズルヘッド730は、スプレー736を、(ノズルのスロートもしくは出口から対物レンズの外面722周囲の最も近いエッジ751までの)の側方オフセット約3ミリメートルの距離から、スプレーするよう構成されることが望ましい。側方オフセットの距離は、全体のパッケージを可能な限りコンパクトに保つため、2ミリメートルから10ミリメートルの範囲内で選択されることが望ましい。

0095

図14A〜14Bに図示される前記薄型カメラレンズ洗浄アセンブリ710は、カメラモジュール712及び照準ノズルアセンブリが車両8に組み込まれるように統合モジュールとしてパッケージされ、統合的な自動車カメラモジュール及びノズルアセンブリとして構成されることが望ましい。実質的に流体不透過性のカメラモジュール712は円柱状突起を持ち、それは丸く囲まれてベゼルもしくは薄型共形ハウジング固定具711内に支持され、対物レンズと画素化された画像センサアレイ(例えば18のような)を持つ画像センサを包んでカメラモジュール712の照準をあわせるような内部構造を持っている。カメラモジュール712は、(例えば18のような)画像センサアレイ及び(例えば図1Dに示されるような)関連の画像処理部品を包み、自立し密封されたモジュールを含み、モジュールへ内への水分の侵入が制限もしくは実質的に排除されるように実質的に密封される。カメラモジュール712と薄型統合ハウジング711は、カメラレンズとレンズ洗浄器の1つのユニット710として車両8に置かれる又は取り付けられるように構成される。カメラモジュール712はまた、カメラモジュールハウジングが車両8に置かれたときに車両の電気コネクタと電気的な接続ができるのに適した電気コネクタ770を含む。カメラモジュールの電気コネクタは、カメラモジュールが車両8に置かれたとき車両の電気コネクタ(もしくは車両の制御器9B)につなぐために近位の端でアクセス可能なように伸びる。カメラモジュール712は車両制御器9Bが、画像センサで取得したビデオ画像を処理するのに反応する。

0096

ここで本発明のレンズ洗浄システムの別の薄型実施形態に移り、図15A〜15Eは、(望ましくは)非常にコンパクトな横向き放出の逆マッシュルーム流体オシレータで照準をあわせる薄型共形ハウジング固定具811で構成される薄型ノズルアセンブリ810を示す(スプレー軸の長さは約3ミリメートルでこれは前述のオシレータの長さ約5ミリメートルよりもかなりコンパクトといえる)。遠隔制御システム及び薄型ノズルアセンブリは、高速のスプレーを非常に広い扇形角度で発生させるコンパクトもしくは軸方向に短い流体オシレータを備え、そのため、カメラの視界に入ること無く、コンパクトなノズルアセンブリの中にレンズ面周の至近距離で一体化可能であり、カメラとカメラ洗浄ノズルアセンブリの非常にコンパクトで薄型の一体パッケージが提供できる。

0097

薄型外部レンズ洗浄システム及びノズルアセンブリ810は、遠位側811D及び近位側811Pを持ち、共形流体伝導ハウジングとスプレー照準固定具811を含む。共形流体伝導ハウジング固定具811は、画像センサもしくはカメラ812(もしくは712)を丸く取り囲んで支持するように構成され、遠位側に向かって露出したカメラの外部レンズを固定する。前記外部レンズはレンズの外周及びレンズの中心軸850がレンズ面822から遠位に突き出た形状の外部レンズ面822を持ち、レンズの視界は、レンズの中心軸850を含み、レンズの円周内から発祥の遠位に投射される固定の角度として定義される(例えば短縮円錐形もしくはピラミッド型で、表示器209Aでの視野を含む)。洗浄システム810は少なくとも第一ノズルアセンブリを含み、それは、薄型共形ハウジング固定具811により外部レンズ822に向かって照準をあわせて支持されるように構成されている。ハウジング固定具811は、流体入口842と側方オフセットされた内向きの洗浄ノズルヘッド830との間を流体が妨害なく移動できるように流体連通させる閉じられた内部流体伝導導管もしくは内腔を形成し、当該洗浄ノズルヘッド830は照準部品の遠位端811D(図15E)から遠位に突き出す。リング型の共形ハウジング固定具811は、プラスチック製で、近位の横面811Pとカメラハウジングとの間に環状エラストマもしくはゴム密封剤を持つことが望ましい。

0098

前記ノズルヘッド830は外部レンズ面822とその視界全体に向かって選択された厚みの実質的に平面薄板状の液836としてスプレーするように照準をあわせて支持されるように構成されている。スプレーは第一の選択照準角度約1°で行われる(すなわちスプレーの角度は、近位に傾斜した面で行われるのが望ましい)。選択照準角度は、レンズの外部面822に接する面から1°から20°の範囲が可能である(図15Bに示されるとおり)。ノズルヘッド830は選択された側からスプレーするように向けられ、つまりレンズ周の選ばれた固定基準点もしくはデータム851に関連して第一に選択された方位角に沿ってスプレーされる。言い換えると遠位に突き出たノズルヘッド830は、遠位の対物レンズ面822の中心を狙って横向きにスプレーするように横に置かれ、ノズルヘッド833からのスプレー軸はレンズ軸850と交差するよう照準をあわせ、参照ポイントもしくはデータム851にてスプレーがレンズ周のエッジの上を通過することが望ましい。

0099

薄型レンズ洗浄ノズルヘッド830は、選択的に起動された圧縮洗浄液の流れに作用する第一の流体オシレータ相互反応チャンバを含むことが望ましい。当該圧縮洗浄液は第一オシレータのチャンバの中を流れ、液滴の第一の排出流836を生み出す。第一ノズルのアセンブリの流体入口842は圧縮洗浄液を受け、それは第一の相互反応チャンバと流体連通しており、圧縮洗浄液は第一の側方オフセットされた位置のアウトレットノズル830に送られる。ノズルは第一相互反応チャンバからの洗浄液を排出するように構成されており、外部レンズ面822とその視界全体に照準をあわせた首振り液滴スプレー836を発生させる。上記のように流体オシレータはコンパクト横向き放出の逆マッシュルーム流体オシレータ(図18Bに示されるとおり)であってもよい。望ましいスプレー流量は、18ポンド/平方インチにおいて、ノズルごとに毎分約200ミリリットルであり、スプレーの厚み(図5Bに示されるとおり扇形スプレー面を横から見たとき)は約2°である。首振り動作と、このような方法により流体オシレータで発生しノズル830で照準された大きな水滴とが、レンズ面822を素早く濡らし、レンズ面822を横に流れ落ちる流水の一部としてゴミ(図示は無いが例えば223のような)に衝突し、溶かし、流し落とす動的効果を持つことが発見された。

0100

側方オフセット位置の薄型洗浄ノズルヘッド830は、レンズ周のエッジに非常に近いため、選択された広い扇形角度(例えば90°)をもつ実質的に平らな扇形スプレーの首振りしない剪断ノズルとして構成されてもよい。あるいは、第一の側方オフセット位置の薄型洗浄ノズルヘッド830は、少なくとも1つの実質的に固定された流体ジェットを発するように構成された首振りしない丸く飛び出たノズルでもあり得る(すなわち扇形に広がらない実質的に固定された流れ)。

0101

側方オフセット位置の薄型洗浄ノズルヘッド830は、スプレー836を、(ノズルのスロートもしくは出口から対物レンズの外面822周囲の最も近いエッジ851までの)の側方オフセット約3ミリメートルの距離から、スプレーするよう構成されることが望ましい。側方オフセットの距離は、全体のパッケージを可能な限りコンパクトに保つため、2ミリメートルから10ミリメートルの範囲内で選択されることが望ましい。

0102

図15A〜15Bに図示される前記薄型カメラレンズ洗浄アセンブリ810は、カメラモジュール812及び照準ノズルアセンブリが車両8に組み込まれるように統合モジュールとしてパッケージされ、統合的な自動車カメラモジュール及びノズルアセンブリとして構成されることが望ましい。実質的に流体不透過性のカメラモジュール812は円柱状突起を持ち、それは丸く囲まれてベゼルもしくは薄型共形ハウジング固定具811内に支持され、対物レンズと画素化された画像センサアレイ(例えば18のような)を持つ画像センサを包んでカメラモジュール812の照準をあわせるような内部構造を持っている。カメラモジュール812は、(例えば18のような)画像センサアレイ及び(例えば図1Dに示されるような)関連の画像処理部品を包み、自立し密封されたモジュールを含み、モジュールへ内への水分の侵入が制限もしくは実質的に排除されるように実質的に密封される。カメラモジュール812と薄型統合ハウジング固定具811は、カメラレンズとレンズ洗浄器の1つのユニット810として車両8に置かれるもしくは取り付けられるように構成される。カメラモジュール812はまた、カメラモジュールハウジングが車両8に置かれたときに車両の電気コネクタと電気的な接続ができるのに適した電気コネクタ870を含む。カメラモジュールの電気コネクタは、カメラモジュールが車両8に置かれたとき車両の電気コネクタ(もしくは車両の制御器9B)につなぐために近位の端でアクセス可能なように伸びる。カメラモジュール812は車両制御器9Bが、画像センサで取得したビデオ画像を処理するのに応答する。

0103

薄型共形ハウジング固定具911の別の実施形態が図16A〜16Bに示される。薄型共形ハウジング固定具911はまた、カメラの視界に入ること無く、コンパクトなノズルアセンブリの中にレンズ面周(例えば722、822)の至近距離で一体化可能であり、カメラとカメラ洗浄ノズルアセンブリの非常にコンパクトで薄型の一体パッケージが提供できる。

0104

共形流体伝導ハウジング及びスプレー照準固定具911は、遠位側911D及び近位側911Pを持ち、画像センサもしくはカメラ(例えば812もしくは712)を部分的に丸く取り囲んで支持するように構成され、遠位側に向かって露出したカメラの外部レンズを固定する。薄型共形ハウジング固定具911を持つ(例えば810もしくは710のような)レンズ洗浄システムは、少なくとも第一ノズルヘッドアセンブリ930を含み、それは、固定の薄型共形ハウジング固定具811により外部レンズ(例えば822)に向かって照準をあわせて支持されるように構成されている。ハウジング固定具811は、流体入口942と側方オフセットされた内向きの洗浄ノズルヘッド930との間を流体が妨害なく移動できるように流体連通させる閉じられた内部流体伝導導管もしくは内腔を形成し、当該洗浄ノズルヘッド930は照準部品の遠位端811D(図16B)から遠位に突き出す。前記ノズルヘッド930は外部レンズ面822とその視界全体に向かって選択された厚みの実質的に平面薄板状の液(図示無し)としてスプレーするように照準をあわせて支持されるように構成されている。スプレーは第一の選択照準角度約1°で行われる(すなわちスプレーの角度は、近位に傾斜した面で行われるのが望ましい)。選択照準角度は、レンズの外部面に接する面から1°から20°の範囲が可能である。ノズル930は選択された側からスプレーするように向けられ、つまりレンズ周の選ばれた固定基準点に関連して第一に選択された方位角に沿ってスプレーされる。

0105

薄型レンズ洗浄ノズルヘッド930は、選択的に起動された圧縮洗浄液の流れに作用する第一の流体オシレータ相互反応チャンバを含むことが望ましい。当該圧縮洗浄液は第一オシレータの中を流れ、(例えば836のような)液滴の第一の排出流を生み出す。共形ハウジング固定具の流体入口942は圧縮洗浄液を受け、それは第一の相互反応チャンバと流体連通しており、圧縮洗浄液は第一の側方オフセット位置のアウトレットノズルヘッド930に送られる。ノズルは第一相互反応チャンバからの洗浄液を排出するように構成されており、外部レンズ面とその視界全体に照準をあわせた首振り液滴スプレーを発生させる。上記のように流体オシレータはコンパクト横向き放出の逆マッシュルーム流体オシレータ(図18Bに示されるとおり)であってもよい。望ましいスプレー流量は、18ポンド/平方インチにおいて、ノズルごとに毎分約200ミリリットルであり、スプレーの厚み(図5Bに示されるとおり扇形スプレー面を横から見たとき)は約2°である。首振り動作と、このような方法により流体オシレータで発生しノズルヘッド930で照準された大きな水滴とが、レンズ面822を素早く濡らし、レンズ面を横に流れ落ちる流水の一部としてゴミ(図示は無いが例えば223のような)に衝突し、溶かし、流し落とす動的効果を持つことが発見された。

0106

選択的に、側方オフセット位置の薄型洗浄ノズルヘッド930は、レンズ周のエッジに非常に近いため、選択された広い扇形角度(例えば90°)をもつ実質的に平らな扇形スプレーを発生させるよう構成された首振りしない剪断ノズルとして構成される。あるいは、側方オフセット位置の薄型洗浄ノズル930は、少なくとも1つの実質的に固定された流体ジェットを発するように構成された首振りしない丸く飛び出たノズルとして構成され得る(すなわち扇形に広がらない実質的に固定された流れ)。

0107

側方オフセットされた薄型洗浄ノズルヘッド930は、スプレーを、(ノズルのスロートもしくは出口から対物レンズの(例えば722のような)外面周囲の(例えば751のような)最も近いエッジまでの)第一の選択位置の側方オフセット約3ミリメートルの距離から、スプレーするよう構成されることが望ましい。側方オフセットの距離は、全体のパッケージを可能な限りコンパクトに保つため、2ミリメートルから10ミリメートルの範囲内で選択されることが望ましい。

0108

図17は、薄型カメラ洗浄システム(例えば810もしくは710)を示し、ノズルヘッド830は、実質的に円形でカメラのレンズ面822の周りにはまる自動車の外部トリム部品の中に隠されている。前記外部トリム部品は目立たない盛り上がりもしくはふくれがありノズルヘッド830を完全に覆い、実質的に隠すが、横向きスプレー836はノズルヘッド830からの障害物のない出水を可能にし、溜まったゴミや土はレンズ面822から洗い落とされ外部トリム部品920の外向きの面930を流れ落ちてゆく。

0109

本発明のレンズ洗浄システムの別の薄型実施形態は図18A〜18Fに示される。薄型ノズルアセンブリ1010は、(望ましくは)非常にコンパクトな横向き放出の逆マッシュルーム流体オシレータ1200で照準をあわせる薄型共形ハウジング固定具1011で構成される(図19B及び図18D〜18Fで示すとおり、スプレー軸の長さ1210は約3ミリメートルでこれは前述のオシレータの長さ約5ミリメートルよりもかなりコンパクトといえる(例えば図18Aを参照))。薄型ノズルヘッド1030は遠位に突き出る突起1030を含み、それはレンズ面1022の外周エッジに最も近い、なぜならコンパクトなもしくは軸方向に短い流体オシレータ1200は、コンパクトで薄型の一体型カメラとカメラ洗浄ノズルアセンブリを提供するため、高速スプレー1036を広角度(例えば90°もしくはそれ以上)で発生させる。薄型ノズルヘッド1030はまた扇形剪断ジェットを発生させるように構成され得る。

0110

薄型外部レンズ洗浄システム及びノズルアセンブリ1010は、遠位側1011D及び近位側1011Pを持ち、共形流体伝導ハウジングとスプレー照準固定具1011を含む。共形流体伝導ハウジング固定具1011は、画像センサもしくはカメラ1012(もしくは712もしくは812)を丸く取り囲んで支持するように構成され、遠位側に向かって露出したカメラの外部レンズを固定する。前記外部レンズはレンズの外周及びレンズの中心軸1050がレンズ面1022から遠位に突き出た形状の外部レンズ面1022を持ち、レンズの視界は、レンズの中心軸1050を含み、レンズの円周内から発祥の遠位に投射される固定の角度として定義される(例えば短縮円錐形もしくはピラミッド型で、表示器209Aでの視野を含む)。洗浄システム1010は少なくとも第一ノズルアセンブリを含み、それは、薄型共形ハウジング固定具1011により外部レンズ1022に向かって照準をあわせて支持されるように構成されている。ハウジング固定具1011は、流体入口1042と側方オフセットされた内向きの洗浄ノズルヘッド1030との間を流体が妨害なく移動できるように流体連通させる閉じられた内部流体伝導導管もしくは内腔を形成し、ノズルヘッド1030は選択的に流体回路インサート1200と協力するよう構成された空洞1011Cを含む。より具体的には、ノズルヘッド1030は、照準部品の遠位端1011D(図18D及び18Fを参照)から遠位に突き出す上向きもしくは遠位向きに突き出た突起もしくは壁のセグメントとして構成される。リング型の共形ハウジング固定具1011は、プラスチック製で、近位の横面1011Pとカメラハウジングとの間に環状エラストマもしくはゴム密封剤を持つことが望ましい。

0111

前記ノズルヘッド1030は外部レンズ面1022及びその視界全体に向かって選択された厚みの実質的に平面薄板状の液1036としてスプレーするように照準をあわせて支持されるように構成されている。スプレーは第一の選択照準角度約1°で行われる(すなわちスプレーの角度は、近位に傾斜した面で行われるのが望ましい)。選択照準角度は、レンズの外部面1022に接する面から1°から20°の範囲が可能である(図15Bに示されるとおり)。ノズルヘッド1030は選択された側からスプレーするように向けられ、つまりレンズ周の選ばれた固定基準点もしくはデータム1051に関連して第一に選択された方位角に沿ってスプレーされる。遠位に突き出たノズルヘッド1030は、遠位の対物レンズ面1022の中心を狙って横向きの軸に沿ってスプレーするように横に置かれ、ノズルヘッド1033からのスプレー軸はレンズ軸1050と交差するよう照準をあわせ、参照基準点もしくはデータム1051にてスプレーがレンズ周のエッジの上を通過することが望ましい。

0112

薄型レンズ洗浄ノズル流体回路1200は、選択的に起動された圧縮洗浄液の流れに作用する第一の流体オシレータ相互反応チャンバ1220を含むことが望ましい。当該圧縮洗浄液は第一オシレータのチャンバ1220の中を流れ、液滴の第一の排出流1036を生み出す。共形ハウジングの流体入口1042は圧縮洗浄液を受け、それは第一の相互反応チャンバと流体連通しており、圧縮洗浄液は第一の側方オフセットされた位置のアウトレットノズルヘッド1030に送られる。ノズルは第一相互反応チャンバからの洗浄液を排出するように構成されており、外部レンズ面1022とその視界全体に照準をあわせた首振り液滴スプレー1036を発生させる。上記のように流体オシレータ1200はコンパクト横向き放出の逆マッシュルーム流体オシレータ(図18B〜Fに示されるとおり)であってもよい。望ましいスプレー流量は、18ポンド/平方インチにおいて、ノズルごとに毎分約200ミリリットルであり、スプレーの厚み(図5Bに示されるとおり扇形スプレー面を横から見たとき)は約2°である。首振り動作と、このような方法により流体オシレータで発生しノズル1030で照準された大きな水滴とが、レンズ面1022を素早く濡らし、レンズ面1022を横に流れ落ちる流水の一部としてゴミ(図示は無いが例えば223のような)に衝突し、溶かし、流し落とす動的効果を持つことが発見された。

0113

側方オフセット位置の薄型洗浄ノズルヘッド1030は、レンズ周のエッジに非常に近いため、選択された広い扇形角度(例えば90°)をもつ実質的に平らな扇形スプレーの首振りしない剪断ノズルとして構成されてもよい。あるいは、第一の側方オフセット位置の洗浄ノズルヘッド1030は、少なくとも一つの実質的に固定された流体ジェットを発するように構成された首振りしない丸く飛び出たノズルでもありうる(すなわち扇形に広がらない実質的に固定された流れ)。

0114

側方オフセット位置の薄型洗浄ノズルヘッド1030は、スプレー1036を、(ノズルのスロートもしくは出口から対物レンズの外面1022周囲の最も近いエッジ1051までの)の側方オフセット約3ミリメートルの距離、もしくはオシレータインサート1200のスプレー軸の長さ1210よりも短い距離から、スプレーするよう構成されることが望ましい。側方オフセットの距離は、全体のパッケージを可能な限りコンパクトに保つため、2ミリメートルから10ミリメートルの範囲内で選択されることが望ましい。

0115

図18A〜18Fに図示される前記薄型カメラレンズ洗浄アセンブリ1010は、カメラモジュール1012及び照準ノズルアセンブリが車両8に組み込まれるように統合モジュールとしてパッケージされ、統合的な自動車カメラモジュール及びノズルアセンブリとして構成されることが望ましい。実質的に流体不透過性のカメラモジュール1012は円柱状突起を持ち、それは丸く囲まれてベゼルもしくは薄型共形ハウジング固定具1011内に支持され、対物レンズと画素化された画像センサアレイ(例えば18のような)を持つ画像センサを収納して照準をあわせるような内部構造を持ち、ベゼルもしくは薄型共形ハウジング固定具1011はカメラモジュール1012をサポートして照準を合わせるように構成されている。

0116

カメラモジュール1012は、(例えば18のような)画像センサアレイ及び(例えば図1Dに示されるような)関連の画像処理部品を収納し、自立し密封されたモジュールを含み、モジュールへ内への水分の侵入が制限もしくは実質的に排除されるように実質的に密封される。カメラモジュール1012と薄型統合ハウジング1011は、カメラレンズとレンズ洗浄器の1つのユニット1010として車両8に置かれる又は取り付けられるように構成される。カメラモジュール1012はまた、カメラモジュールハウジングが車両8に置かれたときに車両の電気コネクタと電気的な接続ができるのに適した電気コネクタ1070を含む。カメラモジュールの電気コネクタは、カメラモジュールが車両8に置かれたとき車両の電気コネクタ(もしくは車両の制御器9B)につなぐために近位の端でアクセス可能なように伸びる。カメラモジュール1012は車両制御器9Bが、画像センサで取得したビデオ画像を処理するのに反応する。

0117

本発明(例えば図18C〜18Fを参照)においては、小型で目立たず薄型のセンサレンズ洗浄システム1010が、第一の側方オフセット場所にあり洗浄液の供給を受けるスプレーノズルを含み、共形液体伝達ハウジング1011により物理的に支持され照準する。画像センサの遠位に突き出た対物レンズは円柱形状の横壁を持ち対物レンズの外周エッジの表面1022は円形である。小型流体回路振動スプレー器のヘッド1030は、画像センサの外向きの外面1022全体に洗浄液水滴1036の広い扇形の首振り横向きスプレーを発生させるように構成されている。円形の対物レンズ面の場合、共形液体伝達導管は円形リング状の部材もしくは円周弧セグメント状の部材1011を持ち、流体水路を形成する内腔1011Lを収納する。リング状もしくは弧状の共形液体伝達導管は画像センサの遠位に突き出た対物レンズの円柱の外壁にプレスフィットもしくは接着されるようにレンズ部材の遠位自由端もしくは対物レンズ端部に近接して構築される。薄型ノズルアセンブリのリング状もしくは弧状の共形液体伝達導管もしくは薄型共形ハウジング固定具1011は、支持され洗浄液1036を外部対物レンズ面1022に画像センサの視界全体にわたって所定の浅い角度でスプレーするように流体オシレータ1200を照準した側方オフセットされた場所の洗浄ノズルのヘッド1030及び遠位に突き出た突起1011Bと流体連通している流体入口1042を含む。

0118

薄型ノズルアセンブリ流体オシレータインサートもしくはチップ1200は対向する第一及び第二の側方流入口もしくは液体供給口1222、1224を持ち、内部振動を生じさせて横向きに吹き出す排出液1036を生むためにオシレータの相互反応チャンバ1220に流れ込む選択的に起動された圧縮洗浄液の流れに作用するように構成される。前記ノズルアセンブリの共形液体伝達ハウジング1011は、スプレー扇形の軸の中心、すなわち流体インサート1200の対称軸1290、に沿って見た場合に前から後ろへ異常に短い流体インサートもしくはチップ1200を受け入れるように構成された空洞もしくはソケット1011Cを持つ実質的に固定のハウジングを形成する。

0119

前記ノズルヘッド1030は、部品2個の構成で示される。共形液体伝達ハウジング1011は上向きに突き出た突起1011Bを持つ。当該突起が、空洞1011Cもしくはソケットを持つ実質的に強固なハウジングの最も遠い部分を形成し、前記ハウジングは、ノズルの2個の重要部品のうちの1個である。流体インサートもしくはチップ1200が、残りの1個である。共形ハウジング1011は概して平らな空洞1011Cをその中に持ち、当該空洞はハウジングの突起1011Bの内向き、もしくはレンズ向きの側の表面にある広く概して長方形の開口部(図18F参照)まで続く。内部的には内腔1011Lは第一及び第二の横に伸びた分岐が共形ハウジング内腔1011Lと流体連通し、突起部1011Bの中で、第一及び第二の分岐は左と右に横に伸びるパワーノズル供給チャンネルもしくは内腔を形成する。第一及び第二のパワーノズル供給内腔は空洞1011C内に形成された内部容積と連通し、圧縮された流体が左及び右のパワーノズル供給チャンネルから送られると、その流体は対向する左及び右の横壁にある左及び右の開口部から空洞1011Cに流れ込む。ハウジングと空洞1011Cを形成する共形流体伝導管1011は入口1042でチューブもしくはホースとつながるように構成される、もしくは圧縮液をハウジング空洞1011Cに運ぶ他の方法とつながるように構成される。

0120

流体インサートもしくはチップ1200は概して平らな部材であり、ハウジング空洞1011Cにはめ入れられるように適合され、ハウジングの空洞の壁からインサートに働く圧力により、そこに安定して留まる。この目的のため、ハウジングが製造される原材料は固形プラスチックで、圧力下で微量だけ変形する。空洞は天井と床がありそれらはインサート1200の上面から下面までの厚みと実質的に同じ距離だけ離れている。選択的に床面を少し窪ませてもよく、その場合インサートは中央部分が少し厚くなる。インサートの側壁は同様に、インサートの左と右との横面もしくは横エッジ間の幅と実質的に同じ距離だけ離れている。1つの実施形態においては流体回路インサート1200の幅は空洞1011Cの幅より数ミリインチ大きく作られる。インサート及び空洞は、それらの長さに沿って、前が広く、後ろ向かって狭くなるようにテーパがつけられ得る。テーパは連続的に一様であるかもしくは複数の別の場所で部分的に互いに向かい合うように作られ得る。

0121

流体オシレータは前記インサート1200の中で、上面の複数の窪みとして形成される。具体的には、前記オシレータは、相互反応領域1220の中心へ内側に向けられた左及び右の対向するパワーノズルのベンチュリ形チャンネル1222、1224を含む。相互反応領域の最前端には、水路及びスプレー出口もしくは出口穴の中心線1290と一直線上にある排出スロートもしくはオリフィス1230があり、スプレーパターン1036も軸1290に関して対称であることが望ましい。流路の特徴の全てはインサートもしくはチップの上面の、均一深さもしくは異なる深さの凹み群として形成される。流体インサート1200がハウジングのスロットもしくは空洞1011Cに完全に挿入されると、ハウジングの横に伸びる第一及び第二のチャンネルもしくは内腔が、左右の横壁面の間の左右の対向する開口部を形成し、これら横壁の左右の対向する開口部が、前記インサートの左右の対向するパワーノズルのベンチュリ形チャンネル1222、1224と直線上に並び、共形液体伝達導管1011Lおよびハウジング空洞の左右の横壁の開口部に流れ込む水が、左右の対向するパワーノズル1222、1224に逆行する流れ方向で相互反応チャンバに流れ込み、振動する渦巻きを発生するように、接続する。このような状態で、振動が確立され流体のジェットが前後交互に望ましいスプレー1036として出口オリフィス1230から押し出されるように、加圧された流体は共形ハウジングの内腔1011Lを通り、オシレータの第一及び第二のパワーノズル1222、1224に送られる。流体インサート1230が空洞1011Cに押し込まれるとき、空洞の横壁は少し広がり、その分インサートの中央部に沿って高い圧力が発生する。インサートの上面に形成されるオシレータは実質上インサートの両端の中央に置かれ空洞1011Cの内壁に非常にきつく密封されるためインサートの表面もしくは空洞の表面に形成される流体オシレータは、はめ合いからくる圧力だけで密封される。

0122

空洞1011C及び流体インサート1200は、実質的に平面として示されているが、ハウジングの形状及び望むスプレーパターンにより、状、角度付き、もしくは他の形状を持ち得ることは明らかである。同様にオシレータチャンネルはインサートの上面と下面の両方で(例として図20A及び20Bの両面折りたたみ段差付きマッシュルーム流体回路インサート1300を参照)、もしくは空洞1011Cの天井と床の両方で形成され得る。唯一の条件は、どの面もしくはどの複数の面で形成されていようが流体オシレータは面同士のはめ合いの方法からくる圧力でハウジング空洞の中に密封されるということである(例えば1011C)。

0123

薄型ノズルアセンブリ1010の作動中、圧縮洗浄液は対向する第一及び第二の側方流入口に、そして相互反応チャンバに流れ込み、圧縮洗浄液は、相互反応チャンバから洗浄液をスプレーもしくは排出するように構成されている遠位の出口オリフィス1230に送られ、外部対物レンズ面1022に画像センサの視界全体にわたってスプレーするように照準された高速の首振り液滴スプレー1036を生み出す。上記のとおり薄型ノズルアセンブリの流体オシレータ1200はコンパクト横向き放出の逆マッシュルーム流体オシレータ回路(スプレー軸290の長さは約3ミリメートルでこれは前述のオシレータの長さ約5ミリメートルよりもかなりコンパクトといえる)として構成される(例として図18Aを参照)。

0124

本発明の統合的でコンパクトな薄型ノズルアセンブリは、望む高速のスプレー1036を非常に広い扇形角度で発生させるため、カメラの視界に入ること無く、レンズ面周りの至近距離に設置するための非常に小型で目立たずコンパクトなノズルアセンブリ(例えば1010)への一体化に理想的に適し、ノズルヘッド1030が図9に示すように実質的に円形の穴がカメラレンズ面1022の近くにある車両のトリム部品1420等の中に容易に隠せる薄型一体型カメラとカメラ洗浄ノズルアセンブリが提供できる。前記外部トリム部品1420は目立たない盛り上がりもしくはふくれがあり突き出た突起1011B及び、スプレー1036がでてくるノズルオリフィス1230を完全に覆い、実質的に隠すが、横向きスプレーはノズルヘッドからの障害物のない出水を可能にし、溜まったゴミや土はレンズ面1022から洗い落とされ外部トリム部品1420の外向きの面1430を流れ落ちてゆく。

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