УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ВИДЕОКАМЕРЫ АВТОМОБИЛЯ
DEVICE FOR CLEANING AUXILIARY CAR VIDEO CAMERA

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области вспомогательных средств вождения, и более конкретно к телевизионным камерам, установленным на определенных автомобилях. Конкретнее, изобретение относится к устройству для очистки вспомогательной видеокамеры для оптимизации качества информации, транслируемой водителю.
Уровень техники
Некоторые автомобили в настоящее время оснащают средствами передачи изображения, конкретнее видеокамерами для оказания помощи водителю, в частности, при парковке или при маневрах перестроения. Чем четче изображение, подаваемое средствами передачи изображения, тем более ценной будет информация, получаемая водителем.
Настоящее изобретение относится именно к этой области, его цель предложить омывающее устройство для очистки видеокамеры, которое обладает особой эффективностью. В этом отношении задача настоящего изобретения заключается в создании омывающего устройства объектива видеокамеры автомобиля, предназначенной для получения изображений по продольной оси, в котором имеется несущая головка, на которой смонтированы средства очистки, расположенная, по меньшей мере, частично вокруг видеокамеры и скомпонованная таким образом, что часть головки находится вдоль оптической оси за объективом в фиксированном положении относительно видеокамеры и предпочтительно вне поля зрения видеокамеры.
То, что в тексте настоящей заявки названо «за объективом», представляет собой положение, в котором часть головки за объективом на оптической оси расположена между объективом и предметами изображения дорожной обстановки, которая захвачена объективом. Более того, то, что названо положением омывающего устройства «вне поля зрения видеокамеры», фактически означает, что часть омывающего устройства, находящаяся за объективом, не препятствует видеокамере захватывать детали дорожной обстановки в непосредственной близости от автомобиля таким образом, что информация, помогающая водителю выполнять функцию вождения и транслируемая ему, является надежной и полезной, в частности потому, что изображение особенно четко, благодаря регулярному использованию указанных средств очистки в соответствии с настоящим изобретением.
То обстоятельство, что омывающая головка закреплена на видеокамере, упрощает конструкцию омывающего устройства, на котором нет никаких движущихся деталей. Таким образом, омывающее устройство при установке на автомобиль, можно рассматривать как единое целое, а простота изготовления и высокая надежность устройства превосходят существующие системы.
Раскрытие изобретения
В соответствии с признаками одного из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, оптическая часть, составляющая объектив, имеет круговое очертание, а несущей головке, на которой смонтированы средства очистки, придана общая кольцевая форма, что хорошо сочетается с круговым очертанием объектива, таким образом, головка расположена вокруг объектива. Несущая головка, на которой смонтированы средства очистки, размещена по отношению к объективу видеокамеры таким образом, что ось, определяющая продольное положение головки, совпадает с осью видеокамеры, в частности, с оптической осью объектива. Более того, в составе головки имеется внутренняя кольцевая стенка с находящимися на ней средствами очистки, которые расположены таким образом, что указанные средства очистки ориентированы в направлении объектива.
Можно предусмотреть, чтобы несущая головка, на которой смонтированы средства очистки, содержала, по меньшей мере, две различные части, первая из которых представляет собой некое кольцо, которое служит основой, и размеры которого позволяют расположить его вокруг объектива видеокамеры, а вторая часть играет роль опорной конструкции для средств очистки. Вторая часть скомпонована таким образом, что средства очистки расположены за объективом в продольном направлении и направлены в его сторону.
В соответствии с одним из наборов признаков одного из вариантов осуществления настоящего изобретения, рассматривая их по одному или в комбинации, средства очистки в конструкции головки состоят из опрыскивателей, типа форсунок, способных распрыскивать омывающую жидкость на объектив. Внутренняя кольцевая стенка головки может, кроме того, быть снабжена некоторым числом распыляющих форсунок, которые составляют комплект форсунок распыления, через которые омывающая жидкость получает возможность подаваться в направлении объектива. В этом случае омывающей головке можно придать дополнительный признак: содержать внутренний канал циркуляции жидкости, устроенный в пределах толщины головки, который будет обслуживать каждую форсунку и будет соединен, по меньшей мере, с одной трубкой подачи воды. Одна конкретная компоновка устройства в рассматриваемом первом варианте осуществления состоит в том, что внутренняя кольцевая стенка параллельна оси кольцевой головки, причем форсунки сформированы посредством высверленных в кольцевой стенке каналов, отходящих от канала циркуляции жидкости, при этом каждому высверленному каналу придан уклон относительно перпендикуляра к внутренней кольцевой стенке в направлении той части головки, которая охватывает объектив, заставляя тем самым струи жидкости направляться к объективу, который расположен в продольном направлении обращенный к указанным форсункам.
Можно также предусмотреть, чтобы омывающая головка содержала два диаметрально расположенных отверстия для поступления воды, и в комбинации или иным путем, омывающая головка должна содержать сливную прорезь, которая радиально проходит от внутренней стенки за пределы головки, при этом указанная прорезь должна быть отходить вертикально от основания головки в зафиксированном положении головки относительно видеокамеры.
В соответствии с одним из наборов признаков одного из вариантов осуществления настоящего изобретения, рассматривая их по одному или в комбинации, средства очистки, размещенные на головке, состоят из противообледенительных средств для очистки объектива ото льда. В этом случае можно предусмотреть такие противообледенительные средства, которые, как вариант, состоят из нагревательного элемента, расположенного на внутренней стенке головки, и этот нагревательный элемент, возможно, будет состоять из кольца, простирающегося вокруг периметра внутренней стенки. Нагревательный элемент может быть прикреплен к внутренней стенке или отформован совместно с внутренней стенкой. Следует предусмотреть, чтобы головка, по возможности, содержала отверстие, пригодное для размещения в нем контрольного кабеля, по которому могли бы подаваться сигналы, управляющие указанными противообледенительными средствами.
Далее, признаки двух рассмотренных вариантов осуществления могут быть скомбинированы таким образом, что средства очистки, расположенные на головке, состоят из распыляющих форсунок и нагревательных элементов, раздельно размещенных на внутренней кольцевой стенке головки. Более конкретно, распыляющие форсунки и нагревательные элементы, которые приварены или прикреплены по всему периметру кольцевой стенки головки, размещены вперемешку.
Изобретение также относится к автомобилю, содержащему омывающее устройство, каковое только что было описано выше в настоящей заявке.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, видеокамера, которую можно очистить указанным омывающим устройством, является камерой заднего вида, расположенной в задней части автомобиля и ориентированной на фиксацию событий, происходящих на дороге сзади автомобиля. Таким образом, настоящее изобретение находит особенно полезное, хотя и неисключительное применение в области вспомогательных средств при парковке автомобиля.
Краткое описание чертежей
Прочие признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными с помощью описания и чертежей, среди которых:
фиг. 1 представляет собой фронтальную в три четверти перспективу омывающего устройства в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения, изображающую омывающую головку и видеокамеру в разобранном виде;
фиг. 2 представляет собой фронтальную в три четверти перспективу омывающего устройства по фиг. 1, но на этот раз в собранном виде;
фиг. 3 представляет собой продольный разрез устройства по фиг. 2;
фиг. 4 представляет собой перспективный вид сверху на омывающее устройство по одному из вариантов первого осуществления;
фиг. 5 представляет собой фронтальную перспективу в три четверти омывающего устройства по второму варианту осуществления изобретения в собранном виде, причем второй вариант заметно отличается от первого варианта тем, что средства очистки, встроенные в головку, на фигуре представлены средствами нагрева, а не опрыскивания;
фиг. 6 представляет собой продольный разрез устройства по фиг. 5.
Осуществление изобретения
Омывающее устройство 1 по настоящему изобретению, очевидно, содержит видеокамеру 2 и несущую головку 4, на которой установлены средства очистки 6, эти два элемента: видеокамера и головка неподвижны относительно друг друга. Камера 2 представляет собой средство приема изображения дорожной обстановки, имеющей место в зоне вокруг автомобиля и преимущественно сзади автомобиля, чтобы представить водителю информацию при движении задним ходом.
Видеокамера заднего вида 2 закреплена в элементе конструкции автомобиля, например, вблизи заднего бампера. При взгляде в продольном направлении в данном случае, направленная в сторону от автомобиля, камера содержит объектив 7, которому придана форма цилиндра кругового поперечного сечения и который, на свободном конце которого расположена оптическая часть 8, которую нужно очищать через нормированные регулярные интервалы времени или перед каждым использованием камеры заднего вида. Важно, чтобы при проектировании видеокамеру и омывающую головку устанавливали на конструкции автомобиле таким образом, чтобы объектив камеры позволял съемку с позиции, возможно более близкой к корпусу автомобиля, что даст возможность получить по возможности наиболее широкоформатный обзор обстановки на дороге.
Головка 4, несущая на себе средства очистки, содержит, по меньшей мере, одну кольцевую первую часть 10, служащую базой, внутренний диаметр которой существенно больше наружного диаметра объектива 7, и вторую часть 12, также кольцевую, служащую несущей базой для средств очистки и в рассматриваемом случае имеющую диаметр, немного меньший, чем диаметр базы 10. Когда головка смонтирована неподвижно вокруг оптической части, первая часть находится вокруг объектива, а вторая часть расположена в продольном направлении за оптической частью. Средства очистки ориентированы в сторону оптики.
Вторая часть 12 головки, которая является опорной конструкцией для средств очистки, в продольном направлении ограничена с одной стороны посредством торцевой плоскости кольца 14, максимально отдаленного от автомобиля. Максимально удаленный торец 14 показан как плоскость, однако следует отдавать отчет, что он может иметь иную форму, а именно такую, которая «впишется» в конструкцию автомобиля, окружающую видеокамеру, и может быть выполнена заподлицо с наружными элементами корпуса автомобиля.
Вторая часть 12, кроме того, ограничена в поперечном направлении внутренней кольцевой стенкой 16, расположенной в непосредственной близости от оптической части объектива. В различных иллюстрированных вариантах осуществления можно заметить, что именно внутренняя кольцевая стенка 16 служит несущим элементом для средств очистки оптической части объектива в то время, как средства управления этими средствами очистки подсоединены к наружной поверхности омывающей головки.
Как описывалось ранее, головка 4, несущая средства очистки, смонтирована неподвижно относительно видеокамеры. Однако камера и омывающая головка могут быть скреплены друг с другом посредством регулирующего устройства, например, с использованием зажимного установочного винта 18, показанного на фигурах 3 и 6. Следует также предусмотреть, чтобы головка 4 крепилась к конструктивным элементам автомобиля, предпочтительно к тем же, к которым прикреплена видеокамера 2. Необходимо отдавать себе отчет в том, что, когда головка и камера находятся в собранном виде, важно, чтобы в первую очередь средства очистки были ориентированы к оптической части объектива, с целью обеспечить их работоспособность к моменту включения камеры, и, во-вторых, чтобы указанные средства очистки и внутренняя кольцевая стенка 16, на которой они смонтированы, не оказались в поле зрения видеокамеры.
Положение головки относительно видеокамеры должно соответствовать положению, предусмотренному настоящим изобретением со ссылкой, в первую очередь, на фиг. 3. В проекции на вертикальную и поперечную плоскость, перпендикулярную оптической оси и обозначенную буквой "Р" на фиг. 3, внутренняя кольцевая стенка окружает оптическую часть, в то время как в продольном направлении внутренняя кольцевая стенка, в сущности, находится заподлицо с линзами, позади оптической части, что иными словами означает, между линзами и дорожной обстановкой, которую снимает видеокамера.
В соответствии с различными вариантами, два из которых были выбраны в качестве примера, рассмотренного ниже, тип средств очистки и уклон внутренней кольцевой стенки, в которой они вмонтированы, могут изменяться при условии, что средства очистки эффективно очищают оптическую часть объектива.
В первом варианте осуществления, наглядно иллюстрированном на фигурах с 1 по 4, средства очистки, вмонтированные во внутреннюю кольцевую стенку 16 головки, состоят из средств распыления, по типу распыляющей форсунки, способные распылить на линзы жидкость, которая может быть, в частности, омывающей жидкостью или сжатым воздухом.
По этой причине головка 4 содержит бандаж 22, охватывающий первую и вторую части и простирающийся в продольном направлении, в нем расположен закрытый внутренний канал 24 циркуляции жидкости, который проходит кольцом в толще головки примерно в середине ее длины. Канал устроен таким образом, что от него, с одной стороны, отходит, по меньшей мере, один высверленный наружу радиальный канал 26, к которому подведена трубка 28 подачи воды через выступающий прилив 29 бандажа, который позволяет подведение трубки без необходимости внедрения трубки внутрь омывающей головки, и, с другой стороны, некоторое число внутренних радиальных каналов 30, противоположные концы которых открываются во внутреннюю кольцевую стенку головки, образуя тем самым во внутренней кольцевой стенке 16 головки некоторое число форсунок 32, которые создают средство распыления по типу форсуночного распыления. Через указанные форсунки, направляемые на линзы, могут выбрасываться омывающая жидкость или воздух.
Распылительные форсунки 32 предпочтительно размещены по всему периметру головки. Предполагается равномерное распределение этих форсунок, определение числа форсунок и расстояния между форсунками оставляется на усмотрение изготовителя. Форсунки расположены по окружности вокруг оси омывающей головки на внутренней кольцевой стенке 16; как форсунки 32, так и внутренняя кольцевая стенка 16 скомпонованы таким образом, что форсунки ориентированы так, что они выбрасывают жидкость с поперечной составляющей, направленной к центру головки, а именно по направлению оси кольцевой омывающей головки, и с продольной составляющей в сторону первой части омывающей головки, которая представляет собой указанную базу. В соответствии с иллюстрированным вариантом, внутренняя кольцевая стенка параллельна оси кольцевой головки, и внутренние радиальные каналы, формирующие форсунки, наклонены относительно перпендикуляра к внутренней кольцевой стенке в сторону базы головки и размещены вокруг объектива для того, чтобы направить выбрасываемую жидкость в контакт с линзами, в продольном направлении расположенными перед указанными форсунками.
В качестве варианта, приведенного на фиг. 4, можно предусмотреть, что омывающая головка содержит две трубки подачи омывающей жидкости, соединенные с внутренним каналом каждая через соответствующий высверленный наружу радиальный канал, при этом питающие трубки расположены друг против друга по диаметру. Следует принимать во внимание, что без отступления от сущности изобретения, количество питающих трубок и их расположение могут отличаться, и также возможно иметь одну питающую трубку, как и их некоторое количество. Трубки подачи омывающей жидкости другим концом соединены с источником жидкости, находящимся под давлением от устройства, подобного насосу, таким образом, что подаваемая жидкость будет находиться под давлением, достаточным для распыления распылительными форсунками. Следует иметь в виду, что в другом варианте трубки и циркуляционный канал внутри омывающей головки могут прогонять по кругу не только омывающую жидкость, но и сжатый воздух таким образом, что распылительные форсунки могут выбрасывать струю воздуха, которая сдует любое загрязнение, накопившееся на линзах.
Омывающая головка, кроме того, содержит сливную прорезь 34, простирающуюся радиально от внутренней стенки за пределы головки. Эта прорезь особенно целесообразна для отвода под действием силы тяжести загрязнений, удаленных с линз, и омывающей жидкости, когда указанная жидкость разбрызгана средствами очистки. Для этой цели омывающая головка нуждается в таком положении относительно конструкции автомобиля, чтобы указанная прорезь располагалась вертикально внизу головки, как можно видеть на фигурах 1, 2 и 4.
Во втором варианте осуществления, приведенном на фигурах 5 и 6, средства очистки, устроенные на головке, состоят из средств противообледенения 36 линз, и более конкретно из нагревательного элемента, размещенного на внутренней кольцевой стенке 16, омывающей головки.
Нагревательный элемент должен быть гибким, чтобы повторять кривизну внутренней кольцевой стенки, и может быть сконструирован обычным способом с использованием проволоки большого электрического сопротивления, погруженной в гибкий лист, повышение температуры регулируется сигналом, вырабатываемым управляющим модулем, связанным с омывающим устройством.
Можно предусмотреть, чтобы указанному нагревательному элементу была придана форма кольца, расположенного по замкнутому периметру внутренней стенки, однако следует отдавать отчет в том, что в качестве альтернативы и, в частности, когда оба варианта осуществления, описывающиеся отдельно друг от друга, комбинируются в едином описании, нагревательный элемент может быть расположен прерывисто вокруг периметра внутренней стенки, элемент за элементом. В обоих случаях нагревательный элемент, который составляет средства противообледенения 36, может быть прикреплен к внутренней кольцевой стенке 16 в технологической операции, на шаг более поздней, чем изготовление омывающей головки, или может альтернативно быть встроен во внутреннюю кольцевую стенку в процессе отливки омывающей головки.
В указанном втором варианте осуществления изобретения внутренний канал также формируется в толще омывающей головки таким образом, чтобы снаружи омывающего устройства через него можно было пропустить контрольные кабели 38 для указанных противообледенительных средств, к внутренней кольцевой стенке и к нагревательному элементу, при этом противоположные концы кабелей присоединяются к исполнительным механизмам, не рассматриваемым в заявке и получающим сигналы от управляющего модуля.
Способ, согласно которому работает омывающее устройство по настоящему изобретению, ниже будет описан в основном со ссылкой на фигуры с 1 по 4, которые иллюстрируют первый вариант. Следует иметь в виду, что независимо от того, соответствует ли указанное устройство первому или второму варианту осуществления, и при условии, что видеокамера и омывающая головка остаются в фиксированном положении, общие принципы работы указанного устройства неизменны.
Омывающая головка 4 прикреплена к камере и к линзам 8 таким образом, что она не попадает в поле зрения камеры. Таким образом, головка не ухудшает качество полученного изображения и не снижает ценности информации, транслируемой водителю.
При возникновении ситуации, в которой потенциально может появиться необходимость в видеокамере заднего вида, например, при переключении сцепления, или, альтернативно, когда закончился установленный цикл очистки, управляющий модуль посылает сигнал на проведение очистки, и в тот же момент подает омывающую жидкость во внутреннюю сеть омывающей головки через одну или более питающих трубок.
Находящаяся под давлением омывающая жидкость через питающую трубку распространяется по внутренней сети и выбрасывается через каждую омывающую форсунку. Ориентация канала, характерная для каждой форсунке, способствует выбросу жидкости в сторону передней части омывающей головки относительно оптической оси таким образом, что она оказывается направленной на указанную оптическую ось для обильного обмывания линз. Затем омывающая жидкость стекает под действием силы тяжести к прорези, радиально устроенной в толще омывающей головки, и этот отвод жидкости сопровождается сбросом загрязнений, первоначально присутствующих на линзах.
Следует отдавать себе отчет в том, что признаки указанного омывающего устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления могут быть скомбинированы с признаками омывающей головки по первому варианту осуществления. Таким образом, в качестве резерва возникает предложение, что средства борьбы с обледенением, в частности, отдельные нагревательные элементы могут быть смонтированы между двумя распылительными форсунками, а модуль управления, способный вырабатывать ту или иную команду, может подавать конкретный сигнал на впрыск омывающей жидкости в трубки подачи воды, или сигнал на электрику с командой на повышение температуры отдельным нагревательным элементам в зависимости от поступающей информации, например, относительно наружной температуры. Указанные команды могут быть отправлены одновременно, так борьба с обледенением и подача жидкости на линзы могут происходить в одно и то же время, в частности, если омывающим материалом служит воздух, а не жидкость, как было описано выше, или же эти сигналы могут быть поданы с разрывом по времени.
Следует учитывать, что указанная комбинация может оказаться полезной, поскольку нагревательный элемент, прикрепленный к внутренней кольцевой стенке между распыляющими форсунками, может функционировать в качестве средства борьбы с обледенением линз, как описано выше, но также и как средство обогрева самих распылительных форсунок для предотвращения образования льда на выходе из указанных форсунок.
Приведенное выше описание четко объясняет, каким образом настоящее изобретение позволяет достичь своих заявленных целей и, в частности, на каком основании оно предлагает омывающее устройство, в котором головка может надлежащим образом отчистить видеокамеру, причем видеокамеру заднего вида с линзами, не требуя, с одной стороны, дополнительного механизма для привода в движение указанной омывающей головки, направленной к линзам в позиции активной очистки, и с дугой стороны, без того, чтобы омывающая головка попадала в поле зрения видеокамеры, или ухудшала принимаемое изображение.
Естественно, что специалисты в данной области техники могут предложить различные модификации конструкции омывающего устройства, при условии, что они исходят из задачи очистки объектива видеокамеры с использованием омывающей головки, которая постоянно находится позади объектива по отношению к ее оптической оси, однако, без попадания в поле зрения камеры, благодаря размерам, которые позволяют ей оставаться на периферии объектива. Подобная комбинация признаков означает, что линзы могут быть очищены механизмом, не содержащим подвижных деталей, и поэтому надежным, однако, постоянство его положения не является препятствием для захвата изображения и для помощи, предоставляемой водителю при движении автомобиля. Рассмотренные варианты осуществления, которые были подробно описаны в настоящей заявке выше, не накладывают каких-либо ограничений на настоящее изобретение. В любом случае настоящее изобретение не ограничено вариантами, конкретно описанными в настоящем документе, и оно, в частности, распространяется на любые эквивалентные средства и на любые технически возможные комбинации этих средств.