(57)【要約】  車両に取り付けられる広角レンズの露出光学面のような、光学素子１２の露出面１１を清掃するための装置１０を開示する。本装置は、当該装置の清掃対象である光学素子の軸１６を中心として円周状に配置されるとともに、軸１６を中心として回転するよう構成されたカラー３０と、カラーの回転に伴って回転しながら露出面を清掃するようカラーに連結されたワイパーアーム２０と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子の露出面を清掃するための装置であって、
当該装置の清掃対象である光学素子の軸を中心として円周状に配置されるとともに、該軸を中心として回転するよう構成されたカラーと、
前記カラーの回転に伴って回転しながら前記露出面を清掃するよう前記カラーに連結されたワイパーアームと、
を含む装置。
【請求項２】
前記ワイパーアームは、前記カラーに対して、収納位置と、前記ワイパーアームが前記光学素子の前記露出面を清掃可能な動作位置と、の間を移動するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ワイパーアームは、前記露出面を横切って前記収納位置と動作位置の間を移動するために回転するよう前記カラーに連結される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ワイパーアームはさらに、前記収納位置と動作位置の間で前記光学素子に対して軸方向に移動するよう前記カラーに連結される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記光軸を中心とする前記カラーの回転が前記収納位置と動作位置の間で前記ワイパーアームを移動させるように構成される、請求項２から４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
カムトラックをさらに含み、前記ワイパーアームは、前記収納位置と動作位置の間で当該ワイパーアームを移動させるよう前記カラーの回転に伴って前記カムトラックに追動するカム従動子に連結される、請求項２から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記カムトラックは、前記収納位置と動作位置の間で前記ワイパーアームを移動させる第１部分と、前記カラーの回転に伴って前記露出面を清掃するための前記動作位置に前記ワイパーアームを保つ第２部分と、を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記カムトラックは、一方向への回転により、前記ワイパーアームが前記収納位置から前記動作位置へ移動し、露出面を拭い、前記動作位置から前記収納位置に戻るように、連続ループをなす、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記カラーはシャーシに隣接して配置されるとともに該シャーシに対して回転するように構成され、前記カムトラックは前記シャーシに含まれる、請求項６から８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記カラーの前方に配置された環状カバーをさらに含む、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記カラーの前方に配置された環状カバーをさらに含み、
前記環状カバーは、前記カムトラックの方へ前記カム従動子を偏らせるようにたわむ、
請求項６から９のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記環状カバーの一端は、前記カラーに固定され、前記環状カバーの他端は、前記収納位置から前記動作位置への前記ワイパーアームの軸方向移動により前記カラーから引き離されるよう構成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ワイパーアームは前記シャーシと前記カラーの間に取り付けられる、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
ワイパーアームの末端部は、前記収納位置及び動作位置の一方又は双方において、前記カラーの溝の内側に保たれる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記光学素子の前記軸を中心として前記カラーを回転させるよう構成されたモーターをさらに含む、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記ワイパーアームは、前記露出面に接触するよう配置されたワイパーブレードを含み、
前記ワイパーブレードは、可撓性材料から形成される、
前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
前記光学素子はカメラレンズである、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記露出面は透明な凸面である、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記露出面は回転対称の曲率を有する凸面である、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
前記光学素子は広角レンズであり、前記露出面は前記広角レンズの凸状の露出光学面である、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
前記露出面は、前記光学素子を使用するために、前記カラーの少なくとも部分的前方に配置される、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
使用のために前記露出面が配置される前記位置から前記露出面を後方に引くように構成された軸駆動装置をさらに含む、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
前記軸駆動装置は、前記カラーの回転に伴って前記光学素子の前記露出面を回転清掃するために前記露出面を後方に引くとともに、清掃後に前記露出面を再び軸方向前方に押し出すように構成される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記軸駆動装置は、前記光学素子の前記露出面を保護するために前記露出面を後方に引くように構成される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記軸駆動装置は、前記カラーと共に回転するように構成された円板カムを含み、
前記円板カムは、清掃前に前記光学素子を軸方向後方に押し戻すとともに、清掃後に前記光学素子を軸方向前方に張り出させるように構成された凹部を備える、
請求項２２又は２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記軸駆動装置は、前記露出面を引き戻すとともに押し出すように構成された軸駆動モーターを含む、請求項２２から２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
前記露出面の回転清掃中に該露出面を軸方向に移動するため前記軸駆動装置を使用して清掃効果を改善するように構成される、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記光学素子をさらに含む、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】
広角レンズを有するカメラと、
前記広角レンズの露出光学面を自動清掃するように構成された請求項１から２８のいずれかに記載の装置と、
を含む車両。
【請求項３０】
光学素子の露出面を清掃するための装置であって、
前記露出面を当該装置に向けて後寄りの位置に引くとともに、前記露出面を当該装置から離して作動位置に押し出すように構成された軸駆動装置と、
回転しながら前記露出面を清掃するように構成されたワイパーアームと、
を含む装置。
【請求項３１】
前記ワイパーアームは、前記後寄りの位置にあるときに回転しながら前記露出面を清掃するよう構成される、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記ワイパーアームと共に回転するよう構成されたカムをさらに含み、
前記カムは、清掃前に前記光学素子を軸方向後方に押し戻すとともに、清掃後に前記光学素子を軸方向前方に張り出させるように構成された形状を備える、
請求項３０又は３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記カムは、当該装置の清掃対象である光学素子の軸を中心として円周状に配置されるとともに、該軸を中心として回転するよう構成されたカラーのリムに設けられ、
前記ワイパーアームは、前記カラーの回転に伴って回転しながら前記露出面を清掃するように前記カラーに連結される、
請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記軸駆動装置は、前記作動位置と後寄りの位置の間で前記露出面を移動させるように構成された軸駆動モーターを含む、請求項３０又は３１に記載の装置。
【請求項３５】
請求項１から２９のいずれかに記載の特徴をさらに含む、請求項３０から３４のいずれかに記載の装置。
【請求項３６】
光学素子の凸状露出面を清掃する方法であって、
前記露出面上の半径方向にワイパーアームを配置するステップと、
前記露出面の外側を囲むように前記ワイパーアームの外周端を回転させるステップと、
を含む方法。
【請求項３７】
前記凸状露出面の清掃後、前記ワイパーアームを周囲の収納位置まで回転させるステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記凸状露出面は回転対称の透明な凸面である、請求項３６又は３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子（optical  element）の透明な露出面（exposed  surface）のような、表面を清掃する(clean)又は拭う(wipe)ための装置及び方法に関する。例えば、光学素子は凸状の露出面を有する広角レンズ(wide  angle  lens)でもよく、本発明は、自動車分野、セキュリティ分野、工業分野、及び自動清掃又は電動清掃が求められる他の分野において適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
導入
カメラ用レンズや照明装置のような光学素子の露出面を自動的に清掃することが必要となる様々な状況が発生する。例えば、セキュリティ、自動車、医療、工業プロセス、及びその他の応用分野におけるカメラレンズの清掃がある。こうした自動清掃を行うよう構成された機構が長期間にわたって丈夫で信頼できるものであることはもちろん望ましい。光学素子がほぼ平らであれば車両のフロントガラスに用いられるのと同様のワイパーブレード（wiper  blade）を用いることもできるが、放射状に動くがために、光学素子のほぼ全体を清掃することはその多くの形状に対して困難又は不可能であろう。また、より小型の光学素子やワイパーアーム（wiper  arm）の放射状の動きを妨害しやすい曲率の大きな露出面を有する光学素子用に、丈夫で信頼性の高いこの種のワイパーを設計するのは難しいかもしれない。
【０００３】
本発明はこれら及び関連する従来技術の他の制約に対処しようとするものである。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、光学素子の露出面等の露出面を清掃するための方法及び装置であって、露出面上の概ね半径方向に（又は実施形態によっては、より具体的に概ね直径方向に）配置されるワイパーアームを円周状に回転させる方法及び装置を提供する。これは、ワイパーアームを概ね半径方向又は直径方向の作動又は動作配置に保ちつつ、光学素子の清掃対象部分の外側を囲むようにワイパーアームの一端を円周状に移動させることにより実現することができる。清掃が完了した後、ワイパーアームは、光学素子の清掃された部分を覆い隠さない位置である収納位置（stowed  position）に移動できることが好ましい。
【０００５】
露出面は、特に、光学素子の清掃対象部分の中心部に頂点を持つ球対称又は他の回転対称の曲面等の凸状の曲面、又は同様の凸面でもよい。一般に、露出面は、上記頂点のような中心点又は中心部を中心として回転対称となるように湾曲していてもよい。
【０００６】
また、露出面の周縁は円形でもよい。露出面は透明又は半透明でもよいが、必要に応じて不透明な表面を清掃するために本発明を用いてもよい。
【０００７】
特に、光学素子は、例えば広角レンズ等、カメラレンズでもよい。広角レンズ又は他の光学素子は、例えば路上走行車のような車両に用いてもよい。しかしながら、光学素子は、その他のレンズ又は何らかの窓、例えばレンズ若しくは何か別の装置を保護するために使用される窓でもよい。
【０００８】
特に、露出面を清掃するために、本発明は、当該装置の清掃対象である光学素子の光軸を中心として円周状に配置されるとともに、光軸を中心として回転するよう構成されたカラー（collar）と、カラーの回転に伴って回転しながら露出面を拭うようカラーに連結されたワイパーアームと、を含む装置を提供する。なお、カラーは光学素子の周囲に配置されてもよいし、光学素子は当該光学素子の光軸を中心としてカラーが回転するようカラーから軸方向にずらされてもよい。
【０００９】
ワイパーアームは、カラーに対して、清掃が行われない収納位置と、ワイパーアームが光学素子の露出面を清掃可能な作動（deployed）又は動作位置（active  position）と、の間を移動するように構成されてもよい。通常、収納位置にあるとき、ワイパーアームは、光学素子を覆い隠さない、又は少なくとも光学素子の当該ワイパーアームで清掃される部分を覆い隠さない。
【００１０】
ワイパーアームは、露出面を横切って収納位置と動作位置の間を回転移動するために回転するようカラーに連結されてもよい。ワイパーアームはさらに、例えば当該ワイパーアームが露出面を清掃するための最適な位置にあることを確実にするために、収納位置と動作位置の間で光学素子に対して軸方向に移動するようカラーに連結されてもよい。特に、たとえ他の機構が使用可能でも、光軸を中心とするカラーの回転を用いて、収納位置と動作位置の間でワイパーアームを移動させてよい。後述するように、光学素子がワイパーアームによる清掃に最適又は好適な位置に来るよう、代わりに又は加えて、軸駆動装置（axial  drive）を用いて光学素子を軸方向に移動させてもよい。
【００１１】
本装置は、カムトラックをさらに含んでよく、ワイパーアームは、収納位置と動作位置の間で当該ワイパーアームを移動させるとともに、露出面の回転清掃中に当該ワイパーアームを誘導するように、カラーの回転に伴ってカムトラック（cam  track）に追動するカム従動子（cam  follower）に連結される又はそれを備える。このために、カムトラックは、収納位置と動作位置の間でワイパーアームを移動させる第１部分と、カラーの回転に伴って露出面を清掃するための動作位置にワイパーアームを保つ第２部分と、を含んでもよい。
【００１２】
カムトラックは、連続ループをなしてもよい。このようなループは、カラーが一方向に回転すると、ワイパーアームが収納位置から動作位置へ移動し、露出面を拭い、動作位置から収納位置に戻るように構成されてもよい。その他の構成、例えばカラーが両方向に回転するような構成もまた可能である。
【００１３】
カラーは、当該カラーと同心のシャーシ（chassis）に隣接して配置されるとともに、シャーシに対して回転するように構成されてもよい。また、カムトラックは、シャーシに例えばカラーに面するシャーシ表面内の溝として含まれてもよい。
【００１４】
本装置は、カラーの前方に配置された環状カバー（annular  cover）をさらに含んでもよい。環状カバーは、カムトラックの方へカム従動子を偏らせるようにたわんでもよい。例えば、環状カバーの一端は、カラーに固定されもよく、環状カバーの他端は、収納位置から動作位置へのワイパーアームの軸方向移動によりカラーから引き離されてもよい。環状カバーは、例えば、ステンレス鋼のような一枚の弾力のある材料からできてもよい。
【００１５】
他の実施形態では、ワイパーアームは、シャーシとカラーの間に回転するように取り付けられてもよい。ワイパーアームの末端部、例えばワイパーアームの先端は、拭い中に露出光学面（exposed  optical  surface）に対して当該ワイパーアームを押しつける又は保持するのを助けるために、シャーシとカラーの間に又はカラーの溝の内側に保たれてもよい。ワイパーアームが動作位置にあるとき、先端はこのように保たれてもよい。任意で、先端はまた、ワイパーアームが収納位置にあるとき及び任意で収納位置と動作位置の間を移動しているときにも、シャーシとカラーの間に又はカラーの溝の内側に保たれてもよい。
【００１６】
本装置は、光学素子の周りをカラーに回転させるよう構成されたモーターをさらに含んでもよい。そうすれば、収納位置と動作位置の間におけるワイパーアームの移動を駆動し、またワイパーアームの回転清掃動作を駆動することができる。
【００１７】
ワイパーアームは、エラストマーのような可撓性材料からでき、露出面に接触するように構成されたワイパーブレードを含んでもよい。ワイパーブレードに別の材料を用いるか否かにかかわらず、ワイパーアームは、清掃動作中の当該ワイパーアームの回転に伴って、露出面に接触しそれを清掃するように形成されることが好ましい。
【００１８】
本装置は、例えば電気モーター等のモーターにより駆動され、例えば使用のために光学面が配置される位置から光学素子及び露出光学面を後方に引くように構成された軸駆動装置を含んでもよい。光軸に沿うこの後方移動及び対応する前方移動は、様々な目的で、例えば光学素子をワイパーアームによる清掃に適した位置に引き戻すため、例えば泥、水、又は氷等の環境要因から保護するため、安全のため、拭っている最中に軸方向に移動させて清掃作用を高めるため、及び／又は他の目的のために、用いられてもよい。
【００１９】
例えば、もし（作動位置にある）光学素子を使用するために露出面がカラーの前方に配置されていれば、カラーの回転に伴って光学素子の露出面を回転清掃するために光学素子及び露出面をカラーに向けて後方に引くとともに、清掃後に再び作動位置に戻すため光学素子を軸方向前方に押し出すように軸駆動装置を構成してもよい。
【００２０】
より一般的には、本発明は、光学素子の露出光学面を移動させ任意でそれを清掃するための装置であって、露出面を当該装置に向けて後寄りの位置（清掃位置でもよい）に引くとともに、露出面を当該装置から離して作動位置に押し出すように構成された軸駆動装置と、後寄りの位置にあるときに回転しながら露出面を清掃するよう構成されたワイパーアームと、を含む装置を提供することができる。このような装置は、上記のような他の装置態様を含んでもよい。軸駆動装置を実現するために、本装置は、作動位置と後寄りの位置の間で露出光学面を移動させるように構成された軸駆動モーター（axial  drive  motor）をさらに含んでもよい。
【００２１】
他の実施形態では、軸駆動装置は、ワイパーアームと共に回転するように構成されたカムを用いて実現されてもよく、カムは、清掃前に光学素子を軸方向後方に押し戻すとともに、清掃後に光学素子を軸方向前方に張り出させるように構成された凹部を備える。カムは、例えば、ワイパーアームの駆動について既述したカラーのようなカラーの後向きリムに設けてもよい。そうすれば、リムは、例えばばねによりカムに対して前方に押しつけられるカメラの軸方向移動を制御する円板カム(circular  cam)として機能し得る。
【００２２】
本発明は、上記装置に対応する方法、例えば光学素子の凸状露出面を清掃する方法であって、露出面上の概ね又は約又は略半径方向にワイパーアームを配置するステップと（アームを概ね又は約又は略直径方向に配置してもよい）、露出面の外側を囲むように、例えば露出面の外側を完全に囲むように、ワイパーアームの少なくとも１つの外周端を回転させるステップと、を含む方法も提供する。
【００２３】
もちろん、ワイパーアームは露出面の半径又は直径に厳密に沿って配置される必要はないが、回転したときに露出面を十分に清掃するよう露出面の概ね周辺から中央部に延在していなければならない。そして、半径方向に及び直径方向にという用語はこのように理解されるべきである。通常、露出光学面を囲むワイパーアームの回転は、外面の周囲全体の完全な回転又は少なくとも略完全な回転を含み、必要に応じて同じ方向に引き続き回転してもよい。しかしながら、随意にその他の回転を用いてもよい。
【００２４】
本方法は、例えば、凸状露出面の清掃後にワイパーアームを周囲の収納位置まで回転させるステップさらに含んでもよく、その位置ではワイパーアームが光学素子を覆い隠さない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
以下、一例として図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【図１】光学素子の露出面を清掃するための装置の斜視図で示す。同図には光学素子を示していないが、光軸がその中を貫くよう示されている円筒状の開口の内側に配置することができる。
【図２】図１の装置を示すが、ここではワイパーアームが動作位置にある。さらに、ワイパーアーム及び隣接する環状カバーの回転方向を示す実線の矢印とともに、清掃対象の光学素子を示す。
【図３】光学素子を有しない本装置の斜視図である。この装置内でワイパーアームは収納位置と動作位置の間を移動している。
【図４】ワイパーアーム、シャーシ、及びワイパーアームのカム従動子とシャーシのカムトラックとの間の相互関係を示す。
【図５】収納位置と動作位置の間の途中にワイパーアームがある状態における、ワイパーアーム、カラー、シャーシ、及びモーターの切欠斜視図である。
【図６】ワイパーアームが動作位置にある状態における、ワイパーアーム、カラー、及びモーターを示す。
【図７】本装置と、カメラの一部として配置された光学素子と、の断面である。
【図８】露出面がカラーの前方に来るような位置に光学素子をどう配置するか、また露出面を清掃するための軸駆動装置（axial  drive）を用いて光学素子を後方に引いた後に軸駆動装置を用いて光学素子を作動位置にどのように戻すかを示す。
【図９】ばねに対してカメラアセンブリ（camera  assembly）を押しつけるとともにワイパーアームの収納位置への移動に伴ってカメラアセンブリをカラー内に向けて前方に押し出すために、カラーの後向きリムを円筒カムとして用いた軸駆動装置の特定の実施形態を示す。
【図１０】カラーのリムに係合する三角のカム従動子を所定位置に備えたカメラアセンブリとともに図９のいくつかの部品を示す。
【図１１】シャーシ、カラー、及びワイパーアームの別構成の切欠斜視図である。
【図１２】カムトラック、ワイパーアーム、及び図１１の構成用のモーター駆動機構を示す。
【図１３】カラーが所定位置にある状態における、図１１及び図１２の構成を示す。
【図１４】図１〜８又は図１１〜１３の構成で用いられる軸駆動装置の詳細を示す。
【図１５】カメラアセンブリを取り付け、使用のため露出光学面を張出し位置（extended  position）に配置した状態における、図１１〜１４の構成を示す。
【図１６】カメラアセンブリ及び露出光学面を後方に引き、ワイパーアームで清掃している最中における、図１５の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１を参照すると、光学素子の露出面又はその他の好適な露出面を清掃するための装置１０が示されている。本装置は、図１において略円筒状の開口１４であって、光学素子及び／又は光学素子を上に載せる部品を受け入れるための開口１４を含む。明確化のため、光学素子は同図に示されていないが、図２に示されている。光学素子は、例えば、広角のカメラレンズ、凸状の露出面を有する光学素子、又はそれらに類するもの等でもよい。光学素子は一般に開口１４の中心部を貫く光軸１６を有する。
【００２７】
本装置は図１において収納位置に示されているワイパーアーム２０を含み、その位置にあるワイパーアーム２０は光学素子の露出面を覆い隠さない。ワイパーアーム２０は、開口１４の少なくとも一部の形を定めるカラー３０に連結されている。収納位置にあるワイパーアームは、対応するように形成された切抜き２２であって開口１４と同心の環状カバー２４の切抜き（cut  out）２２に収まっており、そこではワイパーアーム２０の前面が環状カバーの前面と同じ高さになっている。環状カバー２４は、当該環状カバーとカラーとを取り囲むベゼル２６の内側に取り付けられる。ワイパーアーム２０が収納位置にあるとき、環状カバー２４はベゼルとそれら２つが出会う箇所で同じ高さになる。
【００２８】
ワイパーアームは単一の材料で形成されてもよい。しかしながら、ワイパーアームは、必要に応じて、露出面に接触するとともに露出面を清掃するための、エラストマーのようなより可撓性のある又は弾力のある材料でできたワイパーブレードをその一部として備えてもよい。
【００２９】
ベゼル２６の後部はシャーシ２８に固定されている。モーター３２もまたシャーシ２８に取り付けられ、光軸１６を中心としたカラー３０のシャーシ２８に対する回転運動を駆動し、そのカラーの回転に伴って回転しながら露出面を拭うために用いられる。カラー３０の回転運動は、図１に示す収納位置と図２に示す動作位置の間のワイパーアーム２０の移動をさらに駆動する。
【００３０】
図２は、ワイパーアームが動作位置にあり、同図に示す光学素子１２の露出面１１を拭い中である図１の装置を示す。図２はまた、光学素子１２及び露出面１１がその前部をなすカメラアセンブリ６０を例示する。動作位置では、ワイパーアーム２２が、収納位置のように外周に配置されるのではなく、露出面１１に対して略半径方向に配置される。動作位置にあるワイパーアームは、収納位置に戻るまで、光学素子１２の表面を拭うために光学素子１２の周りを回転するよう駆動される。
【００３１】
ワイパーアームは、動作位置に移動し、光学素子１２の周りを一方向に回転し切ってから、収納位置に戻ってもよい。そうすれば、ワイパーアームが光学素子１２の周りを常に同じ方向に回転することになる。あるいは、例えば異なる又は改良された清掃効果を得るため等、必要に応じて両方向に回転させてもよい。
【００３２】
図２から分かるように、ワイパーアームは収納位置と動作位置の間で軸方向前方に変位する。軸方向の所要変位量は、清掃対象となる露出面１１の位置及び形状に応じて異なってよい。例えば、より凸状の面又は例えば光学上の理由でカラーよりかなり前方に配置する必要のある露出面には、収納位置と動作位置の間のより前方への軸方向移動が必要となるかもしれない。場合によっては、軸方向の移動が必要ないかもしれないし、図８に関連してさらに詳述するにように、代わりに又は加えて、露出面及び光学素子を本装置に対して軸方向に移動させる必要があるかもしれない。
【００３３】
図２からさらに分かるように、ワイパーアームが収納位置から動作位置へ軸方向に移動すると、ワイパーアーム２０の近位にある環状カバー２４の端部はカラー３０及びベゼル２６から引き離される。一方、ワイパーアームの遠位にある環状カバー２４の端部はカラー３０に固定されている。次の図でより明確に分かるように、環状カバーはワイパーアーム又はワイパーアームが接続される部品をカラー３０の方へ押しつけるばねのように作用する。このために、環状カバーは、例えば、ステンレス鋼のような一枚の弾力のある材料ででき、ワイパーアームの遠位にあるカバーの端部に後向きタブ（rearward  facing  tab）を備えてもよい。このタブは、環状カバーの前面にほぼ直角に向けられ、ワイパーアームの近位にある端部で環状カバーを持ち上がらせたまま環状カバーとカラー３０とが共に回転するように環状カバーをカラー３０に連結する。ワイパーアームをカラーの方に偏らせる別の方法を用いてもよく、収納位置と作動位置の間でワイパーアームを軸方向に移動させる必要がなければ、環状カバーは固定された及び／又は曲がらない部品でもよい。
【００３４】
ワイパーアーム２０を収納位置から動作位置へ移動させるときの図２の環状カバー２４の持ち上がりは、明確化のため光学素子が省略された図３にも示されている。特に、ワイパーアーム２０が両位置で環状カバー２４の下にとどまる肩状部（shoulder）２１を含み、肩状部２１上の環状カバーが肩状部２１をカラー３０に向けて後方に押しつけるばねとして作用することが分かる。図３からさらに分かるように、ワイパーアーム２０はカラー３０の対応する開口部３６内に位置するピン３４を用いて回転するように取り付けられており、これによりワイパーアーム２０をカラーに対して両方向に回転させ、収納位置と動作位置の間で軸方向に変位させることができる。ワイパーアーム２０はまた、本例ではカラー３０内の弧状の細穴（arcuate  slot）４０を通ってワイパーアームから延びる他のピンであるカム従動子３８を備える。カム従動子３８は、図４に関連して後述するが、カムトラックに追動する。
【００３５】
図４は、ワイパーアーム２０に連結又は固定されたカム従動子３８がカムトラック４２にどのように係合しまたそれに追動するかを示すよう、明確化のためカラー３０及び他の部品を省略して、シャーシ２８及びワイパーアーム２０を斜視図で示したものである。本例では、カムトラック４２はシャーシ２８に当該シャーシ内の溝として設けられており、カム従動子３８の端部が環状カバーのばねとしての作用によりその中に押し込まれる。もちろん、カラー３０の前方又は後方に、高くした、凹んだ、又は他の形状をしたトラックとしてカムトラックを設け、異なる機構を用いてカム従動子をカムトラックに追動させる他の配置を本装置に適用することも可能である。
【００３６】
カムトラックの第１部分４４は、例えばカムトラックの深さ及び横方向のオフセットに好適な変化を与えることにより、シャーシ２８に対するカラー３０の回転に伴ってワイパーアームが収納位置と動作位置の間を移動するように形成されている。カムトラックの残りの第２部分４６は、シャーシ２８に対するカラー３０の回転に伴ってワイパーアームが動作位置にとどまったまま回転しながら露出面を拭うために露出面の周りを回転するように形成されている。図４では、第２部分が、ワイパーアーム２０が動作位置つまり略半径方向の位置（essentially  radial  position）にとどまるように配置された一定の半径を有する曲線をたどっており、ワイパーアーム２０が動作位置において軸方向に張り出した状態を保つような一定の深さを有している。カムトラックの第２部分はシャーシに対するカラーの全回転を占有できないため、カムトラックの第１及び第２部分が連携して露出面１１のほぼ全体に対して回転清掃作用をもたらすようにそれらを構成しなければならない。ワイパーアーム２０が収納位置に完全に収まっているとき、カム従動子はカムトラックの休止位置４５にある。本例における休止位置（rest  position）４５はカムトラックの最も奥に位置する箇所であり、そこではワイパーアームが軸方向に張り出さない。
【００３７】
図４はまた、シャーシ２８の内向き面に軸回転用として取り付けられ、モーター３２により直接的又は間接的に駆動されるピニオン４８を示す。ピニオン４８は図５に例示するようにカラーの回転を駆動するために用いられる。
【００３８】
図５は、モーター３２、カラー３０、シャーシ２８、及びワイパーアーム２０を切欠斜視図で示すが、ベゼル２６は省略している。カラー３０を切り取った箇所にカムトラック４２が見える。ワイパーアームは収納位置と動作位置の間の途中の位置に例示されている。ここでは、ワイパーアームが軸方向前方に変位しているが、露出面の回転清掃に用いられる半径方向の配置にはまだなっていない。
【００３９】
同図から分かるように、（この場合には駆動チェーン（drive  chain）５０を介して間接的に）モーター３２により駆動されるピニオン４８は、カラー３０の周囲に設けられた歯付きラック（toothed  rack）５２との噛み合いを通じてカラー３０の回転を駆動する。このように、モーターの作動に連動してピニオン４８が一方向に持続回転することにより、ワイパーアームが収納位置から動作位置へ移動し、回転しながら露出面１１を拭い、次の清掃周期までモーターが作動をやめる場合に収納位置に戻るよう、シャーシ２８に対するカラー３０の付随回転を駆動することができる。
【００４０】
モーター３２、駆動チェーン５０、ピニオン４８、及びカラー３０を斜視図で示す図６では、動作位置にあるワイパーアーム２０とともに、歯付きラック５２がよりはっきりと分かる。図６にはまた、カラーの詳細をさらにいくつか示す。特に、カラー３０の外側リム（external  rim）は、図２に関連して上述した環状カバーの後向きタブを受け入れるように構成されたタブ凹部（tab  recess）５６を含む。環状カバーの後向きタブは、ねじ又はボルトを用いてタブ凹部５６に固定してもよい。タブ凹部は、歯付きラック５２の外周形状を損なわないように配置される。
【００４１】
図７は装置１０の断面図であり、ここにはワイパーアーム２０、モーター３２、駆動チェーン５０、ピニオン４８、及び環状カバーのいずれも見えない。同図はまた、装置１０の中に取り付けられたカメラアセンブリ６０であって、露出面１１を有する光学素子１２を含むカメラアセンブリ６０を断面で示す。光学素子１２がカメラアセンブリの一部であろうと何か別の目的に用いられようと、装置１０は露出面１１が凸状の表面、例えば広角レンズの球状の又は他の回転対称の及び／又は凸状の表面を有する場合に特に有利である。同図には、光学素子がカラーの軸方向と同様の深さを有するように示されており、その大部分はカラーの内側にある。しかし、光学素子は軸方向の奥行きがより深く又はより浅くてもよいし、例えば比較的薄くまたカラーの軸方向前方にあってもよい。
【００４２】
ワイパーアーム２０の詳細及びその収納位置と動作位置の間の移動は、例えば露出面の曲率や本装置に対する露出面の位置に依存する。例えば、露出面１１が軸方向により大きな曲率と奥行きのある輪郭を有する場合、ワイパーアームを収納位置と動作位置の間で軸方向により大きく移動させる必要があるかもしれない。
【００４３】
ワイパーアームを軸方向に移動させるだけでは露出面１１を清掃するための好適な作動位置にワイパーアームを持って行けないような状況では、光学素子１２が本装置のかなり前方に位置している又はより高い凸状曲率を有している方が望ましいかもしれない。こうした状況は、例えば視野が１６０度又は１８０度さえも超えるような非常に広角のレンズが使われている場合に起こり得る。このような状況では、装置１０が、光学素子１２と、装置１０又はシャーシ２８のような装置１０のある特定の部品と、の相対的な軸方向位置を移動させるための軸駆動装置５８を備えてもよい。
【００４４】
これは、装置１０に連結されたカメラアセンブリ６０を示す図８において、露出面１１を光学上の配置及びワイパーアームによる清掃に適した位置に持って行くために、光学素子１２を含むカメラアセンブリ６０を装置１０の内側に軸方向に引き戻すことができるよう例示されている。軸駆動装置５８は、図８に非常に概略的に示されており、例えば、シャーシ２８に対するカラー３０の回転にすでに使用されているモーター３２に連結されたカム装置による駆動、又は図１２〜１６に関連して後述するように軸駆動モーターの使用等、実際にはいく通りかの方法で実装することができる。
【００４５】
図９は、軸駆動装置５８の実装例を示す。本例では、カラー３０の内側リム（inner  rim）７２が、モーター３２により駆動されシャーシ２８に対して回転するため、円板カムとして機能する。特に、リム７２の切込み（notch）７４は、装置１０が清掃動作中でない時に、カメラレンズの前面が図１０に示すようにはみ出る使用可能位置までカメラ（同図には図示せず）を前方に移動させるよう構成される。これは、ワイパーアーム２０が収納位置に完全に収まり、またワイパーアームのカム従動子３８が図４に示すワイパーアームカムトラックの休止位置４５にある時と同じ時である。図９にさらに示すように、カメラばね７６は軸方向にスライドするように又は別の方法で移動可能に取り付けられたカメラをリム７２の方に押しつける。カラーが回転してワイパーアームが収納位置から動作位置へ移動すると、リムの回転により、カメラに取り付けられたカメラカム従動子を介して、カメラがカラー３０から離れてカメラばねの方に押しつけられる。清掃動作が終わると、カメラカム従動子が切込み７４の中に戻るとともに、カメラばね７６が再びカメラ６０をカラーの方に戻るよう移動させる。
【００４６】
この動作は、明確化のためシャーシ２８、モーター３２、及びベゼル２６は省略するが、ワイパーアーム２０に清掃動作をさせるカラー２０の回転に伴ったリム７２及び切込み７４のカム作用に従動するカメラカム従動子７８を示す図１０の斜視図からさらによく分かる。
【００４７】
図１１を参照すると、本発明の第２実施形態を部分切欠斜視図で例示されている。特に、同図は、図１〜１０を参照しながら述べた構成を特定の方法でどのように変更することができるかを例示している。そこで、対応する機能を有するいくつかの部品には同一の参照符号を付している。
【００４８】
図１１の構成は、先の図に示したようなカラーの前方ではなく、シャーシ２８とカラー３０の間に取り付けられたワイパーアーム２０を示す。しかしながら、先の図に示したように、ワイパーアーム２０はピン３４によりカラー上に回転するよう取り付けられ、シャーシ２８に設けられたトラック４２に追動するカム従動子３８によって回転するよう駆動される。カラー３０は、カラー３０の周囲に設けられた歯付きラック５２と図１２に示すギア駆動機構とにより、光学素子（同図には図示せず）の光軸１６を中心として回転するよう駆動される。
【００４９】
図１１では、ワイパーアーム２０が、カラーとシャーシの間の収納位置と、光学素子（同図には図示せず）の露出面を略直径方向に横切るようにワイパーアームが配置される作動位置と、の中間にあたる半作動位置に示されている。図１〜１０の構成と比較して、図１１のワイパーアーム２０は、作動位置にあるときに光学素子の幅又は径の反対側に実質的に又は完全に届く程度にかなり長い。ワイパーアームの先端１０２は、作動位置にあるとき（任意で収納位置にあるとき及び作動位置と収納位置の間の全位置にあるときも）例えばカラーの溝等の溝の内側に又はカラーの後方に保たれてもよい。そうすれば、露出面を清掃する際に光学素子がワイパーアームにかける圧力に耐え、ワイパーアームと露出光学面との接触を改善するとともに安定させ、及び／又は剛性のより低いワイパーアーム２０を使うことができるようになる。
【００５０】
図１２は、図１１の構成においてワイパーアーム２０がシャーシ２８に対してどのように配置され、またカム従動子３８がカムトラック４２に対してどのように配置されるかを示す。ここで注目すべきは、ワイパーアームを収納位置から作動位置に移動させた後、拭う動作が完了した場合に再び戻るよう、カムトラック４２がカムトラックの第１部分４４の上で光軸に対して半径方向に円形から逸脱している点である。しかしながら、この構成では、カムトラックが軸方向に逸脱していないため、ワイパーアームは軸方向に押しやられることなく、代わりにその移動中ずっと一平面内にとどまることにも留意されたい。カムトラックに隣接するシャーシ内のスロットは、水及び泥を逃がすためのものであり、カム従動子を移動させる役割はない。
【００５１】
図１２はまた、カラー３０の回転を駆動するピニオン４８であって、それ自身駆動トレイン５０を介してワイパーモーター３２に駆動されるピニオン４８を示す。これはカラーをさらに示す図１３にも例示されている。
【００５２】
図８〜１０に関連して既述したとおり、光学素子は様々な方式をとり得る軸駆動装置５８により後方に引かれてもよい。図１２、図１３、及び図１４では、軸駆動モーター１１０によって軸駆動装置が実現されている。図１２及び図１３は、軸駆動モーター１１０の回転動作を親ねじ（lead  screw）１１４（図１２では省略）に伝える後方移動モーター駆動トレイン（retraction  motor  drive  train）１１２を示す。図１４においてより明確に分かるように、運び台（carriage）１１６は親ねじ１１４の回転により軸方向に移動する。光学素子は、軸駆動モーター１１０の作用により軸方向前方及び後方に移動できるよう直接的又は間接的に運び台１１６で運ばれる。通常、カメラアセンブリ６０（図１２〜１４には図示せず）が運び台１１６の上に取り付けられ、光学素子がそのカメラアセンブリの一部となる。もちろん、軸駆動装置５８は軸駆動モーター１１０を用いる他の様々な方法で実装されてもよい。
【００５３】
図１５及び図１６は、カメラアセンブリ６０を軸方向に移動させワイパーアーム２０を用いてカメラアセンブリ６０の露出光学面１２を清掃するように実装された図１１〜１４の機構の正面斜視図である。図１５では、光学面が軸方向に張り出した位置、例えば光学面１２の少なくとも一部が何らかのベゼル又はそれに類する当該カラー上に設けられた覆いを含むカラー３０を越えて張り出した位置にある。もし光学面１２が広角レンズの表面であれば、この位置で、カラー３０及び何らかのベゼル等によるレンズの視野の妨げが低減又は回避されるため、レンズの視野角が改善される。
【００５４】
動作中、軸駆動装置５８は、例えば図１２〜１４に関連して述べた機構又はその他の機構を用いてカメラアセンブリ６０を後方に引くことにより、光学面１２を図１６に示すような後寄りの位置に引き戻すために使用される。後方に引き戻されるとすぐに、ワイパーブレードを作動して回転清掃動作を行い、その後ワイパーブレードを収納するために、図１１〜１３に関連して述べた機構又はその他の機構を駆動するようワイパーモーター３２を用いてもよい。図１６は、回転清掃動作中の、作動位置にあるワイパーブレード２０を示す。
【００５５】
モーターを用いる軸駆動装置５８、例えば露出光学面の軸方向移動を駆動する電気モーターは、様々な方法において有益な場合がある。例えば、図１１〜１３の回転清掃機構には、図１〜６の機構ではっきりと分かるワイパーブレードの軸方向の配置移動がなく、また図１１〜１３ではこれが好適な範囲の移動と軸駆動装置５８の制御とに置き換わっていることに留意されたい。これにより、カムトラックを主体とした機構を簡素化し、カムトラック及び回転運動のうちのより多くの範囲を清掃動作に使うことができる。
【００５６】
また、モーターを用いた軸駆動装置５８を使用して、例えばワイパーブレードが作動位置にあるとき及び任意でワイパーブレードが回転している間にも光学面１２を軸方向に小さく移動させることにより、さらなる清掃作用をもたらすこともできる。このために、例えば小さな振動性の軸方向移動を用いてもよい。清掃中のこのような軸方向移動は、より徹底した又は強力な清掃作用を得るために用いてもよく、全て若しくは多くの清掃の一部として又は例えば通常の清掃では満足のいく結果が得られない場合（これはカメラアセンブリと適切なデータ処理を用いて自動的に検出可能である）等により低頻度で用いてもよい。
【００５７】
より一般的には、異なる軸方向速度で、両方向に、異なる張出し位置及び後寄り位置（positions  of  extension  and  retraction）に、及び選ばれた頻度及び時間でといった、目的に応じた異なる方法で軸方向移動を制御することができる。そのため、例えば安全の確保及び／又は他の方法による損傷からの保護を理由により清潔に保つため光学素子を後方に引くというように、使用中でないとき又は様々な目的で必要な若しくは望ましい場合に、光学素子を引き戻したり押し出したりすることができる。
【００５８】
また、軸方向にさらに押し出しせるように、モーター付きの軸駆動装置５８によって軸方向の移動量を増やしてもよい。そうすれば、露出光学面の清掃に必要となる機構を光学面が通り抜けるパネルの背後に隠せるようになる。例えば広角レンズの視野角をさらに広げるために、ボディパネル又はそれに類するものから外にさらに押し出すことによって軸方向の移動量を増してもよい。
【００５９】
モーター付きの軸駆動装置５８によって軸方向の移動量を増やすと、ワイパーブレードの実装に必要となる機構を直径方向に小型化することも可能となり、これによりその機構をより狭い空間に収容できるようになる。これは、例えば光学素子を自動車のサイドミラー（overtaking  mirror）又はそれに類するものに収容する場合等、空間が非常に限られる状況で役立ち得る。
【００６０】
ここまで本発明の特定の詳細な実施形態を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の改変が可能であることは言うまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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