用于保护光学传感器的装置和包括光学传感器的驾驶辅助系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于保护机动车辆的光学传感器13的装置3，所述装置用于连接到光学传感器，其特征在于，所述装置包括：‑透明光学元件9，其具有旋转对称性并且围绕旋转轴线可旋转地安装，其被配置为定位在光学传感器13的上游，使得光学元件9的旋转轴线与光学传感器13的光轴15合并；以及‑致动器5，其联接到光学元件9以旋转光学元件9，以便通过离心效应去除污垢。

Devices for protecting optical sensors and driving aids including optical sensors

The invention relates to a device 3 for protecting an optical sensor 13 of a motor vehicle. The device is used for connecting to an optical sensor. The device comprises a transparent optical element 9, which has rotational symmetry and can be rotatably mounted around a rotational axis. The device is configured to be positioned upstream of the optical sensor 13 so that the rotational axis and light of the optical element 9 can be obtained. The optical axis 15 of the optical sensor 13 is combined; and the actuator 5 is connected to the optical element 9 to rotate the optical element 9 in order to remove fouling by centrifugal effect.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于保护光学传感器的装置和包括光学传感器的驾驶辅助系统
本专利技术涉及驾驶员辅助领域，特别地涉及安装在一些车辆中的驾驶辅助系统，该驾驶辅助系统可能包括光学传感器，例如包括镜头的摄像机。更具体地，本专利技术涉及一种用于保护这种光学传感器的装置，该光学传感器可以放置在例如机动车辆的车身部分内。
技术介绍
目前，许多机动车辆都安装了前视、后视或侧视摄像机。值得注意的是，这种摄像机构成驾驶辅助系统的一部分，例如停车辅助系统或跨线检测系统。车辆的乘客舱内安装有摄像机，以协助停车。这些摄像机可以很好地被保护，免受天气危害和由有机或矿物污染物造成的污垢的影响。然而，特别是对于停车辅助装置，安装在乘客舱内的这种摄像机的视角不是最佳的，因为它们不提供例如位于车辆后部附近的障碍物的视图。因此，优选地，根据它们的期望用途，将这些驾驶辅助系统，特别是驾驶辅助系统的摄像机安装在车辆外部的不同位置。在这种情况下，驾驶辅助系统，特别是这种系统的摄像机，高度暴露于天气危害和矿物或有机污垢的投射，这可能降低其有效性或甚至使其不起作用。为了抵御污垢在驾驶辅助系统上的沉积，存在一种已知的方式，其布置用于清洁摄像机的光学部件的装置，通常是位于照摄像机附近的清洁液喷雾器，用于消除随时间沉积的污染物。然而，使用这些喷雾器会增加这种驾驶辅助系统的运行成本，因为它们需要使用相当大量的清洁液。另一方面，摄像机的光学部件通常由镜头组成，是相对易碎的装置。因此必须保护它免受可能损坏它的投射。因此，这种摄像机通常容纳在保护外壳中，保护外壳包括面向镜头设置的保护窗。然而，镜头的清洁或保护镜头的外壳中的窗对于摄像机的正确操作是非常重要的。文献FR2841488公开了这样一种外壳，其包围光学传感器，该外壳具有用于清洁外壳的器件，该器件由喷雾器和用于引起面向摄像机的窗的振动的器件组成。然而，在某些情况下，特别是当要安装在车辆的车牌、前保险杠或后保险杠上，或后视镜上时，该装置可能太笨重。此外，该装置仅允许清洁液流过窗，并且尽管有玻璃窗的振动和后者经历的催化处理，其对顽固和嵌入的污垢的效果仍可能有限。为了使该驾驶辅助系统能够安装在车辆上的任何有用位置，可以省去包括如上所述的清洁器件的保护外壳。在这种情况下，必须提供适合于光学传感器尺寸的较小保护外壳以保护传感器。还必须提供用于清洁驾驶辅助系统的光学部件的器件，以使其具有良好的操作条件，例如捕获清晰和干净的图像，如果这种系统的光学部件受到有机或矿物污染物或水迹的污染，这将是困难的。文献US8899761公开了这样的保护外壳，其设计用于接收光学传感器，例如用于机动车辆的摄像机，并且该保护外壳被设计成安装在车辆的外部。该文献中描述的保护外壳包括外固定盖和压电换能器，外固定盖用于保护摄像机镜头，压电换能器用于使组件振动从而允许污垢从盖掉落。然而，组件的这种振动大大增加了制造摄像机镜头或者盖的材料断裂和/或破裂的风险，所述盖密封保护外壳，摄像机位于保护外壳中。因此，为了制造这些元件，必须使用对冲击和振动具有高抗性并且没有制造缺陷的玻璃或塑料。这种约束增加了这种系统的制造成本，因为能够承受这些机械应力的玻璃和塑料通常很昂贵，并且避免缺陷的必要自由度可能会增加部件的废品率。此外，组件的振动可能损坏摄像机的内部系统，特别是其电子元件。为了在不需要保护外壳的情况下将驾驶辅助系统安装在车辆外部，存在一种已知的方法，其将这些系统安装在特定车身部分内，例如后视镜或前后保险杠，以便他们从这些车身部分略微突出。摄像机镜头通常覆盖有保护盖，以防止投射和/或撞击。还必须为这种安装提供清洁系统。文献US2012/0000024公开了一种用于保护以这种方式安装的光学传感器的装置。该保护装置包括可旋转地安装在外壳中的透明盘。外壳包括清洁垫和用于对透明盘除冰的加热元件。该外壳还可以包括擦拭器刮片，用于去除可以沉积在旋转盘上的固体污垢。安装在该保护装置上的旋转盘具有比摄像机镜头更大的直径，通常至少为摄像机镜头直径的两倍，其旋转轴线偏离摄像机的光轴。然而，因为光学传感器位于该外壳的后面，这种保护装置不能使光学传感器具有宽阔的视野。因此，外壳的厚度使得难以获得这种光学传感器的宽阔视野。为了最佳操作，这种驾驶辅助系统必须提供宽阔视野。此外，可能难以清洁垫，因为它们可能由于湿度、温度和沉积在其上的任何残留污垢而变得堵塞和/或发霉。此外，透明盘可能具有由可能在擦拭器和透明盘之间卡住的小残留物引起的微划痕，这将妨碍安装在这种外壳中的光学传感器的正确操作，因为这些微划痕可能会伤害图像的质量。另外，文献DE102008027430公开了一种用于保护光学传感器的装置，其使用旋转盖，该旋转盖具有疏水特性和/或能够限制污垢与盖的粘附，该盖被设计成通过电马达旋转。保护装置还包括喷嘴、清洗元件和干燥元件，喷嘴用于投射清洁液，清洗元件可以是刮水片。然而，特别是由于盖和刮水片之间的摩擦，如果使盖以高速旋转，这种保护装置可能是有噪声的。此外，由于盖以相当高的速度连续旋转，清洁元件和干燥元件可能经受过早磨损。另外，因为旋转盖是相对于光学传感器偏移的，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部件的直径的两倍，这种保护装置安装起来可能相当笨重。如果固体颗粒沉积在擦拭器和旋转盖之间，则也可能在盖上出现微划痕。这可能导致视野和光学传感器捕获的图像的质量受到影响。最后，因为光学传感器布置在承载盖的外壳内，而不会从该外壳突出，使用这种保护系统使得不可能具有宽阔视野。
技术实现思路
本专利技术旨在通过提出一种从传感器突出的装置来至少部分地克服现有技术的上述缺点，该装置用于保护光学传感器的光学部件，例如摄像机的镜头。本专利技术的另一个目的是提出一种用于快速有效地清洁镜头的保护装置。本专利技术的目的还在于提出一种保护装置，用于减少清洁光学元件所需的清洁液的量。为此，本专利技术提出一种用于保护机动车辆的光学传感器的装置，该装置设计成固定在光学传感器上，其特征在于，该装置包括：-透明光学元件，其具有旋转对称性并且围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上游，使得所述光学元件的旋转轴线与光学传感器的光轴重合，以及-致动器，其联接到光学元件，用于使光学元件旋转，以通过离心效应去除污垢。因此，保护装置可以安装在安装于车辆的车身部分内的光学传感器上，或者可选地安装在车辆的外部，同时允许光学传感器保持宽阔视野。术语“污垢”是指水滴以及有机或矿物污染物。在多雨或干燥天气中，存在污垢可能沉积在光学元件上并且可能妨碍光学传感器的正确操作的风险。当通过致动器使光学元件以相对高的速度旋转时，通过离心效应排出任何污垢。这是因为以这种方式产生的离心力的作用大于污垢粘附到光学元件上的力。因此，光学传感器继续以正确的方式操作，并且无论天气条件如何，其阻碍都是有限的。因此，驾驶辅助系统保持良好的可视性水平。根据本专利技术的用于保护光学传感器的装置还可以具有以下特征中的一个或多个，单独地或组合地考虑：致动器包括用于驱动光学元件的电马达，例如无刷电马达。电马达构造成使光学元件以1000至50000转/分钟的范围内的速度旋转，优选地在5000至20000转/分钟的范围内，甚至更优选地在7000至15000转/分钟的范围内。致动器通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于保护机动车辆的光学传感器(13)的装置(3)，其被设计成固定在光学传感器(13)上，其特征在于，所述装置(3)包括：‑透明光学元件(9)，其具有旋转对称性并且围绕旋转轴线可旋转地安装，所述光学元件(9)被配置为布置在光学传感器(13)的上游，使得所述光学元件(9)的旋转轴线与光学传感器(13)的光轴(15)重合，以及‑致动器(5)，其联接到光学元件(9)，用于使光学元件(9)旋转，以能够通过离心效应去除污垢。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.28 FR 16573201.一种用于保护机动车辆的光学传感器(13)的装置(3)，其被设计成固定在光学传感器(13)上，其特征在于，所述装置(3)包括：-透明光学元件(9)，其具有旋转对称性并且围绕旋转轴线可旋转地安装，所述光学元件(9)被配置为布置在光学传感器(13)的上游，使得所述光学元件(9)的旋转轴线与光学传感器(13)的光轴(15)重合，以及-致动器(5)，其联接到光学元件(9)，用于使光学元件(9)旋转，以能够通过离心效应去除污垢。2.如权利要求1所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述致动器(5)包括电马达，用于驱动光学元件(9)。3.如权利要求2所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述电马达构造成使光学元件(9)以1000至50000转/分钟的范围内的速度旋转，该速度优选地在5000至20000转/分钟的范围内，甚至更优选地在7000至15000转/分钟的范围内。4.如前述权利要求中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述致动器(5)通过从以下列表中选择的联接器件(7)联接到光学元件(9)：带、齿轮传动装置(传动装置感觉是“带”的上位)、弹性驱动辊和滚子。5.如权利要求1至4中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述光学元件(9)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：疏水性、光催化性、超疏水性、疏油性、亲水性和超亲水性。6.如前述权利要求中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述光学元件(9)由光学传感器(13)的物镜的外镜头形成。7.如权利要求1至5中任一项所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述光学元件(9)与光学传感器(13)的物镜分开。8.如权利要求7所述的用于保护光学传感器(13)的装置(3)，其特征在于，所述光学元件(9)连接到固定框架(30)，所述固定框架(30)配置成接收光学传感器(13)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：F布雷塔格诺尔，G格拉索，G科拉诺夫斯基，M特雷布埃，
申请(专利权)人：法雷奥系统公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR