自清洁透镜系统技术方案

公开一种自清洁透镜系统，该自清洁透镜系统邻近于照相机设置。该系统可包含压电式透镜系统，该压电式(PZT)透镜系统具有第一PZT元件，该第一PZT元件固定于透镜元件的第一周界部分，并且可响应于施加于第一PZT元件的交流(AC)信号。AC信号可激励第一PZT元件，以致使沿相反纵向方向的剪切移位，并且产生用于第一PZT元件的摆动剪切运动。摆动剪切运动可致使透镜元件进行摆动旋转运动，该摆动旋转运动将环境元件从透镜元件的表面移除。

Self cleaning lens system

A self-cleaning lens system is disclosed, which is adjacent to the camera setup. The system may include a piezoelectric lens system having a first PZT element fixed to the first perimeter portion of the lens element and responsive to an AC signal applied to the first PZT element. AC signals can excite the first PZT element so that shear shifts in the opposite longitudinal direction and produce swing shear motions for the first PZT element. The swing shearing motion causes the lens element to swing and rotate, which removes the environmental element from the surface of the lens element.

【技术实现步骤摘要】
自清洁透镜系统
本专利技术涉及一种用于清洁照相机透镜的系统和方法，并且更具体地涉及一种能够在极端气候条件下、包括连续地清洁照相机透镜的系统和方法。
技术介绍
这里提供的
技术介绍
描述用于一般地呈现本专利技术的上下文的目的。当前署名的专利技术人的工作、就其在该背景部分以及在提交时可能并不另外作为现有技术的说明书其它方面所描述的程度，既不明确地也不隐含地|被认可为是本专利技术的现有技术。机动车辆上采用的许多当前和未来的特征依赖于这样一种能力，即车辆上承载的照相机例如在车辆正后方或者部分地后方能清楚地观察车辆附近的场景。用于清洁后置照相机的照相机洗涤清洁技术并不设计成用于诸如暴雨、大雪、冰雹或重度灰尘或污物之类的极端气候条件。相当大的挑战存在于提供这样一种机构，该机构能够在这些条件下持续地清洁照相机透镜。解决在暴雨、降雪等期间保持照相机透镜清洁这一挑战的各种尝试已包含使用空气泵来用于将直接的持续空气流施加到透镜上，以及使用设计成除水的各种类型透镜涂层(疏水性/亲水性)以及形状记忆合金(SMA)刮擦器。这些方案的每种均仅仅取得了有限的成功。因此，仍需要一种高度紧凑型照相机系统，其能够在倾盆大雨、降雪、冰雹以及其它恶劣气候条件期间持续地清洁照相机的透镜，并且以并不阻挡由照相机所获得图像的方式执行清洁，且该高度紧凑型照相机系统提供高度紧凑型组件，该高度紧凑型组件能容易地结合到机动车辆的各种车身面板和/或车身部件中。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术涉及一种自清洁透镜系统，其邻近于照相机设置。该系统可包括压电式透镜系统。该压电式透镜系统可包括透镜元件以及第一PZT元件，该第一PZT元件固定于透镜元件的第一周界部分，并且可响应于施加于第一PZT元件的交流(AC)信号。AC信号可激励第一PZT元件，以致使沿相反纵向方向的剪切移位，并且产生用于第一PZT元件的摆动剪切运动。摆动剪切运动可致使透镜元件进行摆动旋转运动，该摆动旋转运动将环境元件从透镜元件的表面移除。在另一个方面中，本专利技术涉及一种自清洁透镜系统，其邻近于照相机设置。该系统可包括压电式(PZT)透镜系统，其邻近于成像部件设置。压电式透镜系统可包括透镜元件、第一PZT元件和第二PZT元件，该第一PZT元件固定于透镜元件的第一周界部分，且该第二PZT元件在不同于第一周界部分的位置的位置处固定于透镜元件的第二周界部分。第一和第二PZT元件可响应于同时施加于第一和第二PZT元件的交流(AC)信号。AC信号可激励第一和第二PZT元件，以致使第一和第二PZT元件沿相反纵向方向的剪切移位，并且产生用于第一和第二PZT元件的每个的摆动剪切运动。摆动剪切运动可一起工作，以致使透镜元件进行摆动旋转运动，该摆动旋转运动将环境元件从透镜元件的表面移除。在又一个方面中，本专利技术涉及一种自清洁透镜系统的系统，其邻近于照相机设置。该系统可包括透镜元件和电动机，该电动机可包括定子和具有中心开口的转子。透镜元件可固定于转子以由该转子旋转。转子的旋转可致使已落在透镜元件上的环境元件从透镜元件甩掉。本专利技术的又一些可应用领域从详细描述、权利要求以及附图中会变得显而易见。详细描述和特定示例仅仅旨在说明的目的并且并不旨在限制本专利技术的范围。附图说明从详细描述和附图中，本专利技术会变得更易于理解，附图中：图1是根据本专利技术的照相机系统的示例的立体图，该照相机系统定位在机动车辆的外部车身面板上；图2是连同壳体和照相机一起的图1所示照相机系统的高速旋转透镜组件的分解立体图；图3是压电式透镜系统的侧视图，该压电式透镜系统定位在壳体上[在此的压电式透镜系统]以产生透镜的摆动旋转运动；图4是图3所示压电式透镜系统的平面图，以说明固定于透镜元件的两个压电式元件；图5A-5C说明剪切模式如何影响压电式元件，以在交流电施加于压电式元件时产生引起线性摆动剪切运动的变形；以及图6是说明作为确定剪切移位的一部分如何获得弧长的简化图。在附图中，附图标记可用于识别类似和/或相同的元件。具体实施方式参照图1和2，照相机系统10包括壳体12，该壳体容纳诸如内部照相机14的成像部件，该成像部件仅仅在图2中可见。壳体12可固定于车辆的车身面板或者固定于须使用照相机系统10的任何合适结构。为了有助于安装壳体12，可设有支腿12a，这些支腿能通过使用独立的紧固元件(例如，带螺纹紧固件、粘合剂等等)或者任何其它合适的附连部件紧固于壳体12，或者可形成壳体12的一体部分。支腿12a可使得壳体12能借助附加地紧固件或附连部件(在图1中并未确切地示出)固定地支承在与车辆或照相机系统10与其一起使用的结构相关联的车身面板11上，自清洁的旋转透镜组件16也操作地联接于壳体12。透镜组件16包括紧凑型电动机18和透镜元件20，该透镜元件固定于转子并且由电动机18以高速率旋转。在一个实施例中，电动机18使得透镜元件20以约2500rpm至7500rpm之间的速度、且更佳地以约5000rpm的速度旋转。然而，应意识到地是，该速度可显著地改变，以满足特定应用的需求。透镜元件20的高速旋转运动使用惯性以实际上瞬间地将落在透镜元件20上的环境元件从透镜元件“甩掉”或抛出。环境元件可包括落在透镜元件20上的雨水的液滴、冰雹、雪、污物或甚至灰尘颗粒。赋予透镜元件20的高速旋转动作能够从透镜元件移除雨水、冰雹、雪且甚至污物和灰尘颗粒，而无需将单独的流体(例如，洗涤溶液或空气)通过喷嘴施加于透镜元件。这使得透镜元件20能在暴风雨、冰雹、暴风雪期间且甚至粉尘条件下保持充分地清洁，以使得内部照相机14的成像能力不受影响。旋转透镜组件16提供附加的益处，即无需任何外部洗涤流体或空气源，来执行其在透镜元件20上的清洁动作。具体地参照图2，通过使用扁平的或“薄饼型”电动机构造来用于组件的电动机18，实现透镜组件16的高度紧凑型构造。电动机包括定子22和转子24，该定子具有高度紧凑的轴向长度，且该转子也具有紧凑的轴向长度。转子24在定子22的一部分内旋转。重要地是，转子24包括中心开口24a。中心开口24a的直径使得内部照相机14的视域不受转子24阻挡。较佳地是，中心开口24a的直径大致与内部照相机的外直径14a尺寸相同，或者可能刚好略大于照相机外直径14a(例如，0.005英寸至0.100英寸)，以确保甚至在内部照相机14于壳体12内的安装刚好略微相对于转子24的轴向中心偏心的情形下也不会发生阻挡。内部照相机14可部分地或甚至完全地安装在转子24的中心开口24a内。透镜元件20的周界区域可固定于转子24的各部分，且由此透镜元件能够由转子旋转。参照图3和4，示出根据本专利技术另一实施例的用于内部照相机14的自清洁压电式透镜系统100。除了使用电动机来实现透镜部件的旋转以外，系统100利用一对剪切模式压电式(“PZT”)元件(即，换能器)102a和102b，该对剪切模式压电式元件设置在相对侧部上并且固定于透镜元件104的周界部分。透镜元件104可在构造上与旋转透镜组件16的透镜元件20类似或相同。在一个示例中，透镜元件104具有约14mm的直径，但该尺寸也可广泛地改变以满足特定应用的需求。PZT透镜系统100可部分地支承在壳体103内，且照相机105安装在该壳体中。如图3中所示，透镜元件104的部分104a和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自清洁透镜系统，所述自清洁透镜系统邻近于照相机设置，且包括：压电式(PZT)透镜系统，所述压电式(PZT)透镜系统邻近于所述照相机设置，并且包括：透镜元件；第一压电式(PZT)元件，所述第一压电式(PZT)元件固定于所述透镜元件的第一周界部分，并且响应于施加于所述第一压电式(PZT)元件的交流(AC)信号；以及所述AC信号激励所述第一压电式(PZT)元件以致使沿相反纵向方向的剪切移位，由此使得所述第一压电式(PZT)元件产生摆动剪切运动，所述摆动旋转运动致使所述透镜元件进行摆动旋转运动，所述摆动旋转运动将所述环境元件从所述透镜元件的表面移除。

【技术特征摘要】
2017.01.25 US 15/4150941.一种自清洁透镜系统，所述自清洁透镜系统邻近于照相机设置，且包括：压电式(PZT)透镜系统，所述压电式(PZT)透镜系统邻近于所述照相机设置，并且包括：透镜元件；第一压电式(PZT)元件，所述第一压电式(PZT)元件固定于所述透镜元件的第一周界部分，并且响应于施加于所述第一压电式(PZT)元件的交流(AC)信号；以及所述AC信号激励所述第一压电式(PZT)元件以致使沿相反纵向方向的剪切移位，由此使得所述第一压电式(PZT)元件产生摆动剪切运动，所述摆动旋转运动致使所述透镜元件进行摆动旋转运动，所述摆动旋转运动将所述环境元件从所述透镜元件的表面移除。2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括第二压电式(PZT)元件，所述第二压电式(PZT)元件固定于所述透镜元件的不同于所述第一部分的第二部分，并且响应于所述AC信号，且配置成与所述第一压电式(PZT)元件协同地工作，以助于产生所述透镜元件的摆动运动。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一和第二压电式(PZT)元件固定在围绕所述透镜元件的周缘彼此隔开180的各点处。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第二压电式(PZT)元件相对于所述第一压电式(PZT)元件颠倒地翻转。5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述AC信号同时施加于所述第一和第二压电式(PZ...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·阿拉孔，N·J·魏格特，D·W·梅法姆，H·孙，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US