CN106714989A - 用于保护光学传感器的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保护光学传感器的设备，包括‑用于在所述光学传感器(3)前面投射空气的至少一个喷嘴(9)，投射喷嘴被设置在所述光学传感器的一侧上，并经由排放管道(15)连接到空气排放泵(13)，使得由空气投射喷嘴投射的空气与所述光学传感器是齐平的，‑至少一个抽吸管道(17)，其设置在所述光学传感器的与所述投射喷嘴相对的一侧上。所述抽吸管道连接到泵的于该泵的下游的排放管道，使得通过文丘里效应实现所述抽吸管道中的抽吸。

Description

用于保护光学传感器的设备

技术领域

本发明涉及一种用于保护光学传感器的设备。

背景技术

现今，后视摄像机装备了大量的机动车辆并特别地形成停车辅助系统的一部分，该停车辅助系统方便在停车空间中停车，而无需转身，并使得检测定位在车辆后方的障碍物是可行的。

存在抵靠着后窗而安装在乘客厢内并从车辆的后窗向后看的已知的视频摄像机。这些视频摄像机被良好地保护免受外部气候的影响，并例如具有用于除冰和清洁后窗的系统的好处，例如加热线缆被集成到后窗玻璃中。

然而，视角不是最佳的，尤其是对于停车辅助，为此原因，对于摄像机优选的被设置在车辆的后保险杠的水平处或后车牌号牌的水平处。

在该情况下，摄像机因此大程度地暴露于污垢飞溅，污垢可能沉积在其光学器件上，并因此减弱其效力或甚至使其不起作用。

特别地在雨天天气中，观察到雨和污垢的飞溅可大程度低影响视觉系统的可操作性。

为了抵制污垢在视频摄像机上的沉积，已知的是在视频摄像机的附近提供用于清洁其光学器件的设备(通常为清洁流体喷嘴)，以消除随时间沉积的污染元素。

然而，摄像机的光学器件为相对易碎的元件，其未被保护以免受可损害它的投射物的损害。

还已知的是，在车辆的外车身内安装视频摄像机，并通过固定到车身的保护窗保护该视频摄像机免受外部侵害。

尽管视频摄像机被保护免受外部侵害，视频摄像机继续经受车辆的车身内的污染物沉积，且在这种设置中，清洁视频摄像机是特别困难的。

从申请人名下的文献WO2005039934已知，将后视视频摄像机安装在包括观察窗的保护壳体中。该组件还包括用于将清洁流体喷洒到观察窗上的设备。因此，视频摄像机被良好地保护，同时，使得提供清洁之后的最佳视野是可行的。

然而，该组件证明为体积过大，当前在市场上可用的视频摄像机是密封的，使得优选的是将他们在车身元件上直接安装在保险杠或车号牌的水平处。

此后出现了一种新概念，该新概念不倾向于一旦视频摄像机脏了就对其进行清洁以保持其可操作性，而是持久性地使其防备雨或污垢投射物以保持清洁。为此，已知的是在视频摄像机前面连续地投射空气帘幕，形成防止污垢沉积的屏幕。

然而，为了允许后置摄像机具有非常宽的视野，后置摄像机配备有具有高度弯曲的凸透镜(也称为鱼眼镜头)的广角光学器件。然后，通过计算机器件使图像扭曲，使得用户可以在屏幕上看到平面化图像。当弯曲的鱼眼光学器件被基本垂直于光轴的空气帘幕扫过时，该弯曲的鱼眼光学器件的结果是，空气投射喷嘴的近端部分被良好地清洁，但是远端部分虽然受到空气帘幕的保护，但是形成难以通过空气帘幕进行干燥或除冰的区域。

为了解决该问题，从文献JP2012-201122已知一种视频摄像机，其包括用于从凸透镜的外部周边的一部分将压缩空气投射到透镜表面上的喷嘴。

此外，视频摄像机壳体在压缩空气的下游方向上具有设置在凸透镜下方的位置处的分支流动通道，这使得可以将投射的空气帘幕的一小部分朝着透镜的远端部分重新定向是可行的。

然而，考虑到该通道的尺寸和其构成的压头损失，这种设置证明是相对低效的，特别是当车辆以例如90km/h移动时，并且空气帘幕通过车辆周围的空气动力学现象被拉向车辆的后部。

从文献WO03104052已知看起来更有效的另一个解决方案，特别是如该文献的图3所示的。在这种情况下，压缩空气泵安装在视频摄像机附近。该泵的出口连接到用于将空气射流投射到视频摄像机的透镜的一侧上的喷嘴，并且经由用于保护泵的过滤器连接的抽吸管道放置在视频摄像机的透镜的与投影喷嘴相对的侧上。

这种组件是复杂和昂贵的。事实上，需要在抽吸管道中安装过滤器，以便能够保护泵，该过滤器必须以规则的间隔更换以保持设备的可操作性。事实上，一旦过滤器堵塞，泵空转，且投射的空气流减少或甚至不存在。

此外，由于泵必须既连接到投射喷嘴又连接到抽吸管道，因此泵和过滤器必须安装在视频摄像机附近，考虑到保险杠的水平处或车号牌的水平处的小的可用空间量，这通常是困难的。

最后，在下雨天气中，在闭合回路中再循环的空气非常潮湿，存在雾沉积在摄像机的光学器件上的风险。不能进行任何干燥。这不能通过在抽吸或排放管道中提供昂贵的除湿器被抵消。

发明内容

本发明提出通过提供一种用于保护光学传感器的设备来至少部分地克服上述缺点，该设备易于安装并具有相对低的成本且需要较少的维护。

为此，本发明旨在一种用于保护光学传感器的设备，包括：

-用于在光学传感器前面投射空气的至少一个喷嘴，投射喷嘴布置在光学传感器的一侧上，并经由排放管道连接到空气排放泵，使得由空气投射喷嘴投射的空气在光学传感器的表面上流动，以及

-至少一个抽吸管道，其布置在光学传感器的关于投射喷嘴而相对的一侧上，

其特征在于，抽吸管道连接到泵的于该泵的下游的排放管道，使得通过文丘里效应(Venturi effect)发生抽吸管道中的抽吸。

因此，空气帘幕有效地围绕光学传感器输送，从而保护它。考虑到抽吸管道根据文丘里效应的原理工作，泵甚至可以安装在距视频摄像机大距离处。该抽吸管道不需要维护，并且特别地，不需要在其中安装过滤器。此外，根据本发明的设备比现有技术的解决方案成本更低。

根据本发明的保护设备还可以单独地或组合地具有以下特征中的一个或多个：

抽吸管道可连接到排放管道，使得排放管道中的流动方向与抽吸管道中的流动方向形成小于或等于90°的角度。

根据一个方面，所述设备在将抽吸管道连接到排放管道的连接部的水平处包括文丘里效应投射器。

例如，文丘里效应投射器包括收缩部，该收缩部具有比排放管道更小的直径。

收缩部的直径可为排放管道的直径的0.1至0.9倍。

根据另一个方面，抽吸管道的直径小于排放管道的直径，且抽吸管道的直径尤其是排放管道的直径的0.1至0.9倍。

所述设备可包括加热元件，该加热元件布置在排放管道和抽吸管道之间的连接部与泵之间。

例如，在投射喷嘴的出口处的空气流是层流式空气流。

根据另一个方面，空气排放泵包括在机动车辆的乘客厢内的空气入口。

抽吸管道可以在底部部分中包括开口，以主要用于排出可能滞留的水的残余。

本发明还涉及一种用于机动车辆的后视系统，其包括光学传感器和如上限定的设备。

附图说明

通过阅读本发明的描述和参照附图，其它优点和特征将变得显而易见，在附图中：

图1是示出根据本发明的设备的第一实施例的示意图；

图2是示出根据本发明的设备的第二实施例的示意图；

图3是示出根据本发明的设备的第三实施例的示意图。

在这些附图中，相同的元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了一种用于机动车辆的后视系统1，其包括光学传感器3和用于保护该传感器3的设备5。

光学传感器3例如是意图安装在机动车辆的后部处的视频摄像机，例如安装在保险杠或车号牌(未示出)的水平处。

光学传感器3例如包括凸(弯曲)光学器件7，诸如鱼眼光学器件。

如图1所示，保护设备5包括设置在光学传感器3前面的至少一个空气投射喷嘴9。

在图1中，空气流与光学传感器3的光轴11基本垂直地指向。在本示例中，空气流朝着地面(未示出)向下地指向，但是可行的替代方案是空气流从右到左地指向或反之亦然。

因此，投射喷嘴9布置在光学传感器3的一侧上，使得投射的空气在光学传感器3，特别是其凸光学器件7的表面上流动。

投射喷嘴9由空气排放泵13供给空气，并经由排放管道15连接到空气排放泵13的空气出口。

排放泵13例如是空气脉冲发生器(特别是具有离心或轴向叶轮的空气脉冲发生器)或是压缩机。在重型货车的情况下，泵可以是车辆的制动系统的压缩空气压缩机连同其压缩空气存储器。

保护设备5还包括至少一个抽吸管道17，其设置在光学传感器3的与投射喷嘴9相对的一侧上。

如图所示，抽吸管道17连接到泵13的于该泵13的下游的排放管道15，使得通过文丘里效应发生抽吸管道中的抽吸。

因此看出，已经由喷嘴9投射的空气中的一些被抽吸管道17吸入，使得通过空气流在传感器3的凸光学器件7周围形成一种保护屏幕。

因为管道17中的抽吸通过文丘里效应产生，该管道17可以相对较短并且在光学传感器3附近连接到排放管道15。

因为管道17基于文丘里效应起作用，所以不需要特别的维护，并且排放泵13可以布置在更远处，例如在乘客厢内。为此，空气排放泵包括在机动车辆的乘客厢内的空气入口19。因此，沿光学传感器的方向上吹送的空气已经被车辆的空调系统过滤和调节，特别是在其温度和相对湿度方面。

为了形成一种提供防污垢屏幕的空气帘幕，在喷射喷嘴9的出口处的空气流是层流式空气流。

关于抽吸管道17连接到排放管道15，排放管道15中的流动方向与抽吸管道17中的流动方向形成小于或等于90°的角度α。

此外，抽吸管道17的直径小于排放管道15的直径，且抽吸管道17的直径尤其是排放管道15的直径的0.1至0.9倍。

如图1所示，抽吸管道17包括优选地设置在抽吸管道的底部部分中的开口20。该开口20的目的是防止水或污垢滞留在抽吸管道17中并因此阻塞该抽吸管道。

图2示出了另一实施例，其与图1的实施例的不同之处在于，设备包括位于将抽吸管道17连接到排放管道15的连接部处的文丘里效应投射器23。

文丘里效应投射器23包括收缩部25，该收缩部25具有比排放管道15更小的直径，例如其具有的直径为排放管道15的直径的0.1至0.9倍。

这样做的效果是增强抽吸并使装置更有效。

图3示出了另一实施例，其与图1的实施例的不同之处在于，设备包括加热元件29，该加热元件29布置在抽吸管道15和排放管道17之间的连接部与泵13之间。加热元件29可以例如是电加热元件或PTC(例如陶瓷或塑料)部件。

该实施例对于实现传感器3的凸光学器件7的快速除冰或干燥是特别有益的。

因此，清楚的是，根据本发明的保护设备5提供了一种简单的方式来在光学传感器3周围产生有效的保护性空气屏幕。

当然，在不脱离本发明的范围的情况下，其他变型也是可行的。因此，例如，可以组合图2和图3的实施例。

Claims (12)

1.一种用于保护光学传感器(3)的设备(5)，包括：

-用于在所述光学传感器(3)前面投射空气的至少一个喷嘴(9)，所述投射喷嘴(9)被设置在所述光学传感器(3)的一侧上，并经由排放管道(15)连接到空气排放泵(13)，使得由空气投射喷嘴(9)投射的空气在所述光学传感器(3)的表面上流动，以及

-至少一个抽吸管道(17)，其布置在所述光学传感器(3)的相对于所述投射喷嘴(9)的相对的一侧上，

其特征在于，所述抽吸管道(17)连接到泵(13)的于所述泵(13)的下游的所述排放管道(15)，使得通过文丘里效应产生所述抽吸管道(17)中的抽吸。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述抽吸管道(17)连接到所述排放管道(15)，使得所述排放管道(15)中的流动方向与所述抽吸管道(17)中的流动方向形成小于或等于90°的角度。

3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，其在将所述抽吸管道(17)连接到所述排放管道(15)的连接部的水平处包括文丘里效应投射器(23)。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述文丘里效应投射器(23)包括收缩部(25)，所述收缩部(25)具有比所述排放管道(15)更小的直径。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述收缩部(25)的直径为所述排放管道(15)的直径的0.1至0.9倍。

6.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述抽吸管道(17)的直径小于所述排放管道(15)的直径。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述抽吸管道(17)的直径为所述排放管道(15)的直径的0.1至0.9倍，包括0.1和0.9倍。

8.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，其包括加热元件(29)，所述加热元件(29)布置在所述排放管道(15)和所述抽吸管道(17)之间的连接部与所述泵(13)之间。

9.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述抽吸管道(17)在底部部分中包括开口(20)。

10.如权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于，在所述投射喷嘴(9)的出口处的空气流是层流式空气流。

11.如权利要求1至10中任一项所述的设备，其特征在于，所述空气排放泵(13)包括在机动车辆的乘客厢内的空气入口(19)。

12.一种用于机动车辆的后视系统(1)，包括光学传感器(3)和如权利要求1至11中任一项所述的设备(5)。