(57)【要約】      （修正有）【課題】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する。【解決手段】薄型の統合的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、レンズ視野の中心軸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、レンズの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な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。【選択図】図１８Ｄ
2019112055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広角の画像センサの外部面の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で薄型のノズルアセンブリであって、内部流体伝導内腔を収納し、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を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の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互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の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）前記表示装置用の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。
【発明の詳細な説明】
【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を遠隔操作で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、歩行者や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方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も望むが、これら全てのカメラは必然的に道路のホコリや泥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。美的外観とスタイルのため、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が理想である。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を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】
運転者の視界を向上させ安全性を高めるために、キャンピングカーや乗用車に外部視界（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、バックミラーや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に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の出現と、ビデオ表示器のコスト／性能比率が向上し、自動車業界の規格に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の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、雪、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な密封を提供できず、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につながり得る。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、レンズの結露や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の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行目のコラム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の劣化、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の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で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の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に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の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の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の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と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】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】図１Ｂは、図１Ａの車両の平面図である。
【図１Ｃ】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】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】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】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】図３Ｂは、本発明に係る映像性能を図示する。
【図３Ｃ】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】図３Ｄは、本発明に係る映像性能を図示する。
【図４】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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】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と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、どちらもナショ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。表示場所は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が車両側の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、材料がリフローしクロスリンクし、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に露出し得る。）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」クラッセンら、ＥＣＣ２００２「スマートコーティング」論文集、１８１〜１９０ページ、(Classen et al., "Towards a 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の上にシールド層を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の外部ハウジング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）の排出流を創出する。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を横に流れ落ちる流水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は固く丈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や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、ノズルヘッドが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、弓状、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。
【０１２５】
ここで両面側方フィードマッシュルーム流体回路インサート１３００について、図２０Ａ及び図２０Ｂは図１８Ｃ〜１８Ｆの薄型ノズルアセンブリ１０３０と少しだけ違う実施形態を示す。図１２Ａ及び１２Ｂに示される段差プ付きマッシュルーム流体回路インサート５０１の動作と似た形態で動作をし、両面の側方フィードマッシュルーム流体回路インサート１３００は、特に車両８に目立たないように取り付けられる薄型レンズ洗浄システム（例えば７１０、８１０、もしくは１０１０）を可能にするために開発された。そして以前同様薄型のノズル（例えば７３０、８３０、１０３０）には小さい流量が望まれる。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（ＰＳＩ）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（例えば７２２、８２２、もしくは１０２２）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２０Ａ及び２０Ｂの両面側方フィードマッシュルーム流体回路インサート１３００が、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、両面、折りたたみ段差付きマッシュルームチップ１３００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１０３６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内腔寸法は最低０．０１４インチを保て、これは詰まりへの耐性に必要である。内腔幅が０．０１４インチ以下のパワーノズルは運転環境で詰まりによる故障の危険がある。流体回路にはまた内部フィルター（例えば、チップ５０１のポスト５２２に似たもので選択的に入口近くに設置される（例えば底側のチャンネルセグメント１３２６））、もしくは外部フィルターが備えられ得る。この回路設計はさらに小さな相互作用部１３２０を可能にし、大きなスプレー扇形角度をサポートし、それでもなお目標のパッケージング空間内に収まった。
【０１２６】
両面側方フィードマッシュルーム流体回路インサート１３００の流体力学特性は、ここにその全体が参照され援用される米国特許第７、２６７、２９０号に述べられている段差付きマッシュルーム流体オシレータと類似している。図２０Ａ及び図２０Ｂを再び参照して、取り外し可能な流体チップ１３００は上面１３００Ｔとその反対の下面１３００Ｂを持ち、振動チャンバ１３２０は挿入されたとき、流体チップ１３００の流体不透過表面及びノズルアセンブリハウジングのチップ受け入れ空洞（例えば図１８Ｆの１０１１Ｃ）の内面との間で形成される。上記の実施形態で説明されたとおり、前記インサートの厚み（上面１３００Ｔと下面１３００Ｂとの距離で定義される）はハウジング空洞の壁の間の距離と実質的に同じであり、インサートの左及び右の横壁は同様に空洞の左及び右の横壁の間の距離である空洞の開口部の幅、と実質的に同じである。1つの実施形態において、流体回路インサートは空洞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異なる場所で部分的に互いに向かい合うように作られ得る。
【０１２７】
相互反応チャンバ１３２０付きの両面側方フィードマッシュルーム流体回路インサート１３００は、首振り液滴スプレー（例えば１０３６）の排出の寒冷地での使用に適しており、圧縮液を相互反応チャンバ１３２０に加速して呼び込むために選択された幅と深さの一対のパワーノズル１３１４Ｌ及び１３１４Ｒを持つ。当該チャンバはパワーノズルから流れを受け、スプレー軸１３９０に添って出口オリフィス１３３０から液のスプレーを発生させる。
【０１２８】
両面側方フィードマッシュルーム流体回路インサート１３００を使った薄型ノズルアセンブリ（例えば７１０、８１０、１０１０）は、空洞の底面に沿って横から中に流れ込む流体をうける共形ハウジング（例えば１０１０、（例、空洞付き１０１０Ｃ））を持つ。インサートの左及び右のサイドチャンネルは、（図２０Ｂに示すとおり）底面１３００Ｂでサイド入水内腔１３２２、１３２４を形成し、流体は入水内腔１３２２、１３２４から底側の流体チャンネル入水セグメント１３２６に流れ、続いてインサートのエッジ１３００Ｂ越しにハウジングの空洞で形成された流路（図示無し）に沿って上側に流れ、インサート１３００の上面１３００Ｔで定義される形状に沿って流体チャンネル入水セグメント１３２６を通って上向きに相互反応チャンバ１３２０に流れ込む。流体回路インサート１３００の共形ハウジングの空洞は従って、インサート１３００の裏からそのような流れを許すチャンネルもしくは通路を持つが、空洞の前から後ろまでの奥行き（図示無し）は、非常に短い（例えば軸１２９０もしくは１３９０沿いに）。従って最終的なカメラ・洗浄ノズルアセンブリは、薄型で図１９に示される物と似ている。
【０１２９】
両面側方フィードマッシュルーム流体回路インサート１３００で形成される形状を通る流体の流れは、左及び右側の入水内腔１３２２、１３２４から始まる流体チャンネルとして特徴づけられる。内腔１３２２、１３２４は、図２０Ｂに示されるように底面側１３００Ｂで流体チャンネルの入水セグメント１３２６と流体連通し、圧縮液を供給する。流体チャンネルはインサートの後ろのエッジ１３００Ｂの周りの通路そして、左及び右のパワーノズル１３１４Ｌ及び１３１４Ｒも含む上面１３００Ｔ側で形成される通路も含む。１３１４Ｌ及び１３１４Ｒは圧縮液を流体チャンネル入水セグメント１３２６から受け相互反応チャンバ１３２０そして出口オリフィス１３３０に供給する。ここで定義される流体チャンネルは、パワーノズルからの流れの不安定性を増すために流れの不安定性を発生させる構造物とともに構成され得る。当該構造物は流体入水セグメント１３２６もしくはパワーノズル１３１４Ｌ及び１３１４Ｒの近くからなるグループの内から選ばれた場所にある。流れの不安定性を起こす構造とは流路を形成する内腔の壁が流体入水セグメント１３２６を横切るところで流体入水セグメント１３２６を形成する両側の壁から流路に向かって突き出る構造物を含み、形状から下流の領域で流れの分断を起こす。流れの不安定性を発生させる構造はまた、図２０Ａがもっともよく示すように、パワーノズル１３１４Ｌ及び１３１４Ｒの床の高さに、相互反応チャンバ１３２０の床と比べて段差もしくは床の深さの変化を設けることでも形成できる。
【０１３０】
本発明によると、車両用統合システムである流体回路ノズルアセンブリ（例えば、２１０、３１０、６１０、もしくは薄型の実施形態の７１０、８１０、１０１０）は首振りのスプレーで外部対物レンズ面に照準を合わせる方法の実行に有効である。運転者は汚れた対物レンズ面をいつ掃除するかの判断ができ、発進前にレンズが適正に清掃できていることを確認できる。
【０１３１】
本発明のレンズ洗浄システム（例えば、２１０、３１０、６１０、もしくは薄型の実施形態の７１０、８１０、１０１０）では、低流量流体回路ノズルが、ボトル洗浄の軽減、液の節約、圧力の保全ができるように構成され得る。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する場合においては、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の試作品実験を行い、実際に液をスプレーしている洗浄最中に画像がやや乱れるものの、良好な結果であった。振動しない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思える。
【０１３２】
本発明のレンズ洗浄スプレー方法は、非常にうまく分布された首振りスプレーパターンを示すとともに下記の利点がある。
カメラレンズとほぼ同じ高さの取り付けであり、カメラ洗浄アセンブリのパッケージが、ノズルを直接カメラに向ける場合のようにカメラの視野の邪魔にならない。
ノズルオリフィスがレンズ周の近くに置けるため全体のパッケージが小型になる。例えばドーム形もしくは凸型（目の飛び出たような）レンズではノズルスプレーがレンズの前を起点に、視界の邪魔にならないように工夫されなければならないと考えられ、より大きく長いパッケージとなってしまう。
【０１３３】
出願者は対物レンズアセンブリの外部面に平行に直接スプレーすると、スプレー完了後、水滴がレンズ上に発生し視界の邪魔になることなく、より少ない洗浄液（例えば水）がレンズに残留する結果になることを発見した。一方、試作開発実験において、ほぼレンズ軸上から直接衝突するスプレー法では視界の邪魔になる水滴が後まで残留する可能性が高い。
【０１３４】
新しくそして改良されたレンズ清掃システム及び方法の実施形態が説明されたが、ここに示された教授内容を考慮すると当業の技術者には別の修正、変化、及び交替案が示唆されることと考えられる。従って、それら全ての修正、変化、及び交替は本発明の範囲内に帰属するものと考えることを理解されたい。
【関連出願の参照】
【０１３５】
本出願は、その開示全体がここに参照されて援用される２０１４年４月１１日付の米国仮特許出願第６１／９７８、７７５号の優先権を主張する。本出願は、２０１１年３月１０日付の共有米国仮特許出願第６１／４５１、４９２号、２０１２年３月１０日付の国際特許出願ＰＣＴ/ＵＳ１２/２８８２８、２０１３年９月１０日付の米国特許出願１４０８６７４６号、２０１３年１１月２１日付米国特許出願１４０８６７４６号に関し、それら全体がここに参照されて援用される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１８Ｆ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年2月5日(2019.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広角の画像センサの外部面の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で薄型のノズルアセンブリであって、内部流体伝導内腔を収納し、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を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の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。
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月4日(2019.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリであって、
遠位側及び近位側を有し、画像センサ又はカメラを囲んで支持するよう構成されたスプレー照準固定具と、
前記遠位側から突き出ており、レンズ外周及びレンズ中心軸を有する前記画像センサ又はカメラの外部レンズ面と、
実質的に平面薄板状の洗浄液を前記外部レンズ面にスプレーするよう構成された前記スプレー照準固定具の前記遠位側から遠位に突き出るノズルヘッドと、
前記ノズルヘッドと流体連通する内部液体伝達導管とを含み、
前記内部液体伝達導管は前記スプレー照準固定具によって画定され、
前記ノズルヘッドは前記内部液体伝達導管と流体連通する第一及び第二の横開口部を有する空洞を含む、
レンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項２】
前記内部液体伝達導管が、前記空洞の前記第一及び第二の横開口部と流体連通する第一及び第二の分岐を含む、請求項１に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項３】
前記ノズルヘッドが、選択的に起動された圧縮洗浄液の流れに作用して首振り液滴流を発生させるよう構成された流体オシレータ相互反応チャンバをさらに含む、請求項１に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項４】
前記ノズルヘッドが、外部レンズ面の円周に向かってスプレー軸に沿った出口オリフィスからスプレーするように照準をあわせて構成され、前記出口オリフィスと前記外部レンズ面の円周との間の側方オフセットの距離は、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、請求項１に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項５】
前記ノズルヘッドが、終端に出口オリフィスがある相互反応チャンバを有する流体オシレータを含み、前記流体オシレータは前記空洞の中に支持され、前記出口オリフィスは前記スプレー軸を中心とする、請求項１に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項６】
前記流体オシレータの前記相互反応チャンバが、前記相互反応チャンバを流れる選択的に起動された圧縮洗浄液の流れに作用して前記出口オリフィスの首振り液滴流を発生させるように構成された対向する側方流入口を有する、請求項５に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項７】
前記流体オシレータが横向き放出の逆マッシュルーム流体オシレータを含む、請求項６に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項８】
前記流体オシレータが両面横向き放出のフィードマッシュルーム流体オシレータを含む、請求項６に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項９】
前記流体オシレータが、パワーノズルから流れる流体のジェットを形成するようにそれぞれの前記パワーノズルを通って流れる圧縮流体の移動を加速するよう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水セグメントを有し、これら全ては前記入口と前記パワーノズルの間を連結して前記流体の流れを可能にする流体チャンネル流路の一部であり、前記流体チャンネル流路は一対の横壁を含む境界面の間に画定され、前記相互作用チャンバは前記ノズルに接続し前記ジェット流を前記ノズルから受け、前記出口オリフィスは前記相互作用チャンバからのスプレーを排出する、請求項６に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項１０】
前記流体オシレータが外部対物レンズ面にある角度で衝突する高速液滴の首振りスプレーを生成するよう構成され、前記首振りスプレーが前記画像センサの視野全体を横切って洗浄し泥、ホコリ、及び障害物を前記対物レンズ面から取り除く、請求項９に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項１１】
前記首振りスプレーの扇形角度が約５０°から約９０°の範囲であり、前記液滴が実質的に前記外部対物レンズ面全体に衝突する、請求項１０に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項１２】
前記スプレー照準固定具及び前記画像センサが互いに固定され、一体型の統合的コンパクト薄型画像センサ及び洗浄ノズルアセンブリを提供し、前記ノズルヘッドは、画像センサの視野外でありながらレンズ外周から３ミリメートル以内のノズルヘッド配置にマッチした扇形角度の高速スプレーを生成するよう構成される、請求項１に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項１３】
前記流体オシレータは、第一の面、前記第一の面に対向する第二の面、左側面、及び右側面を有する取り外し可能なインサートとして構成され、前記相互反応チャンバは前記第一の面、前記第二の面、前記左側面、及び前記右側面のうちの少なくとも１つの中に画定される、請求項６に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項１４】
前記流体オシレータが、スプレー軸に沿って約３ミリメートルから約５ミリメートルの長さを有する、請求項６に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【請求項１５】
前記相互反応チャンバが、前記左側面、及び前記右側面で画定される対向する側方流入口又は流体供給口を有し、前記第一及び第二の横開口部は前記インサートが前記空洞に挿入されたとき前記インサートの前記左側面及び前記右側面で画定される前記インサートの側方流体供給口と流体連通しており、前記ノズルヘッドは前記取り外し可能なインサートが前記空洞に挿入されたとき選択的に起動された圧縮洗浄液の前記相互反応チャンバ内の流れを提供するよう構成される、請求項１３に記載のレンズ洗浄システム及びノズルのアセンブリ。
【外国語明細書】
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