集成汽車系統、用于清潔廣角圖像傳感器外表面的緊湊的低輪廓噴嘴組合件和緊湊的流體回路的制作方法

本申請要求于2014年4月11日提交的號為61/978,775的美國臨時專利申請的優先權，其全部公開內容通過引用并入本文。本申請涉及共同擁有的于2011年3月10日提交的號為61/451,492的美國臨時專利申請、于2012年3月10日提交的號為PCT/US12/28828的PCT申請、于2013年9月10日提交的號為14086746的美國申請，及于2013年11月21日提交的號為14086746的美國申請，上述申請的全部公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及車輛“倒車(backup)”攝像機系統和遠程控制的清潔系統，所述清潔系統用于清潔以暴露于臟污環境的配置安裝的廣角或“魚眼”視頻攝像機或傳感器上的弄臟的物鏡。

背景技術：

美國國家公路交通安全管理局(“NHTSA”)已經規定，到2018年新車必須包括后視或“倒車”攝像機系統以盡量減少“倒車碰撞(backover)”的可能性。倒車碰撞是具體限定的事故類型，其中車輛的非乘員(即，行人或騎自行車的人)被反向移動的車輛撞到。因此，汽車原始設備制造商(“OEM”)將外部后視攝像機添加到所有新車。此外，OEM希望更多的攝像機看到車輛周邊周圍(后面、到一側，或在前面)的任何其它盲點，并且所有的這些攝像機必定包括外部鏡頭表面，外部鏡頭表面將最終由道路塵垢、泥土等變得臟污。出于裝飾和造型的原因，車輛OEM希望具有不損害汽車設計師對車輛視覺設計的功能性攝像機和相應的鏡頭清潔裝置，因此完全不可見的攝像機和攝像機鏡頭清潔系統將是理想的。難以解決的是將攝像機系統及其伴隨的鏡頭清潔系統設置在這樣的組合件中，該組合件以在視覺上不顯眼且因此不會損害車輛設計的方式裝配到車輛的外部裝飾件內。

外部視野(例如，前保險杠、側視、后視或倒車)攝像機已被添加到休閑車輛和汽車上以增強駕駛員的視覺并提高安全性。越來越多的廣泛范圍的小汽車和SUV包括多個集成的視頻攝像機，其生成圖像以顯示給車輛內部中的駕駛員、操作者或其他乘員或使用者。由汽車制造商最近將前保險杠、側視和后視攝像機引入到小汽車和SUV內允許駕駛員使用安裝在后視鏡上或安裝在導航系統屏幕內的顯示屏幕看到他們車輛周圍是否有障礙物。

諸如已知為倒車或后視攝像機的那些外部圖像傳感器通常被不顯眼地安裝，并且并入到諸如車輛后部車牌的現有特征內。這些外部攝像機暴露于車輛的惡劣周圍環境下并通常由積聚在鏡頭上的泥土、鹽霧或臟物弄臟。積聚的灰塵和碎屑往往扭曲駕駛員所看到的圖像，從而由于依靠不清楚圖片的較差判斷力而造成混亂、不滿或安全問題。

使用固態傳感器技術(例如，CMOS像素傳感器技術)的低成本、可靠的成像裝置的出現，與能夠滿汽車規范的適于視頻顯示器的改進的成本/性能比，以及適于汽車導航系統視頻監視器的增加的應用率等相結合，已導致越來越多地使用攝像機或成像傳感器，所述攝像機或成像傳感器設計成給予駕駛員車輛周圍那些區域的視圖，那些區域不屬于駕駛員的正常直接視野內，其通常被稱為“盲點”。這些區域包括靠近車輛前部通常由車輛的前部結構遮住的區域、沿車輛乘客側的區域、沿駕駛員后方的車輛駕駛員側的區域，和通過后視鏡系統不能直接或間接地看到的緊接在車輛后方的區域。攝像機或成像傳感器可拍攝后方(或側面或其它盲點區域)視野的圖像，并且可將圖像顯示給車輛的駕駛員以在倒退或倒車或以其它方式驅動或操縱車輛時協助駕駛員。

在車輛成像系統中使用電子攝像機可在低速操縱之前或過程中顯著增加用心的駕駛員對緊鄰車輛周圍空間的了解，并且因此有助于這種操縱的安全完成。因此已知在車輛上提供攝像機或成像傳感器以便用于給駕駛員提供外部場景的圖像。這種攝像機可位于保護殼體內，其可圍繞攝像機或傳感器封閉并通過緊固件或螺釘等固定到一起。例如，可提供金屬保護殼體，諸如鋁或鋅等制成的壓鑄殼體。特別是，對于安裝在車輛外部上的攝像機傳感器而言，不受諸如雨、雪、道路飛濺和/或類似情況等環境影響的保護和諸如不受道路碎屑、污物、灰塵和/或類似物等影響的物理保護是重要的。因此，例如，在已知的外部攝像機傳感器的安裝座中，丁基密封件，諸如熱分配的丁基密封件或密封圈或其它密封構件或材料等已在殼體的部件之間設置以協助密封殼體，從而防止水或其它污染物進入殼體并損壞定位在其中的攝像機或傳感器。然而，這種殼體通常不能提供基本上不透水的密封，并且因此水滴可進入殼體。此外，攝像機傳感器由于其放置位置(諸如在車輛的外部處)的任何過度的震動有可能導致顯示給車輛駕駛員的圖像產生不希望的不穩定性。此外，這種攝像機或傳感器的制造和在車輛上的實施是昂貴的。

這樣的車輛視覺系統通常將攝像機或成像傳感器定位在車輛的外部部分處以拍攝外部場景的圖像。攝像機，特別是后方視覺系統的攝影機，因而通常被放置或安裝在趨于在攝像機上和/或攝像機鏡頭上大量積聚污物的位置內，而沒有清潔攝像機和/或鏡頭的簡單方法。為了減少污物或水分在這種攝像機鏡頭上的積聚，現有技術的開發者提出在鏡頭上使用親水性或疏水性涂層。然而，在鏡頭上使用這種親水性或疏水性涂層通常不是有效的，其原因在于缺乏橫過鏡頭的空氣流，特別是在密封的殼體內。還已經提出使用加熱裝置或元件以減少在密封殼體內的鏡頭上的水分。然而，在這樣的應用中使用加熱的鏡頭，同時減少鏡頭上的冷凝和結霧，可由于可存在于水分或水中的污染物而促進在鏡頭上形成膜。此外，在車輛后部部分上的這種攝像機的外觀往往對于車輛的造型而言是成問題的。例如參見現有技術的授予Bingle(賓果)等人的美國專利7,965,336，其中公開了一種具有容納圖像傳感器的塑料殼體的攝像機模塊，其可操作成拍攝在車輛外部出現的場景的圖像。Bingle的攝像機殼體組合件與包封在塑料殼體內的圖像傳感器和相關聯的組件焊接到一起，并包括“可透氣”的通風部分，其至少部分地可透過水蒸汽，以便允許內部水蒸汽排出而基本上排除水滴和其它污染物的通過，因此Bingle的設計試圖盡量減少因流體在殼體內沖擊或積聚而產生的問題。

Bingle還試圖使用經涂覆的鏡頭以保持物鏡視野清晰，并且Bingle的殼體或蓋22可選地諸如經由疏水涂層(或涂層疊層)涂覆以具有抗濕潤性能，諸如在號為5,724,187的美國專利中公開的那樣。Bingle注意到在蓋的最外表面上的疏水性可通過各種手段，諸如通過使用有機和無機涂層或利用金剛石狀碳涂層來實現。不過Bingle和其它人除了使用這種涂層或表面處理之外實際上沒有提出采取任何積極行動來移除道路碎屑(例如，積累的污垢、灰塵、泥土、路鹽或其它堆積的碎屑)。

根據消費者的喜好以及至少從圖像中提取重要信息(例如，孩子位置)的可感知的改進能力，期望給駕駛員呈現代表由正常人的視覺所感知的外部場景的圖像。還希望車輛的成像裝置或系統在所有的條件以及特別是在所有天氣和照明條件下都是有用的。但是，通常難于提供能夠在惡劣的天氣下提供清晰圖像的成像傳感器，尤其是在駕駛時。這是因為當攝像機的物鏡的一部分被積聚的碎屑(例如，積聚的污垢、灰塵、泥土、路鹽或其它堆積的碎屑)遮擋時現有的成像系統通常在解析場景信息方面存在困難。

為了在所有天氣條件下具有基于攝像機的能見度系統的有效使用，期望具有保持攝像機鏡頭(或保護物鏡的殼體表面)潔凈的有效方法，但是Bingle注意到的水分的潛在劣化影響仍存在。當在惡劣的天氣期間駕駛或操作車輛時，駕駛員都尤其不愿意離開車輛以便找到并檢查攝像機鏡頭。

這種不愿意可能解釋了為何美國專利6834906(授予Vaitus等人)的發明人包括“緊密接近”車輛攝像機或視覺單元71的鏡頭84的“噴嘴”92。Vaitus(瓦伊特斯)的‘904專利一般性公開了汽車內飾組合件，其被稱為“具有組件模塊貼花的汽車提升門”，其中貼花模塊50適于附接到車輛提升門20，并且如Vaitus的圖2中所示，模塊50包括噴嘴92，其接收來自導管94的流體，但是如在第5欄第5-25行的描述中所指出的那樣，“鏡頭84的清潔可以其它方式來實現”諸如疏水鏡頭涂層。其表明在Vaitus的‘904專利中如此淡然地描述的模塊和噴嘴布置并不被認為是切實可行的或者有效的解決方案，其值得進行進一步發展，因此關于該噴嘴是否能有效地進行清潔的任何論述看起來已經被忽略了。

攝像機或其它傳感器，諸如紅外線圖像傳感器越來越多地結合到現代車輛上以便給駕駛員提供附加信息。這些傳感裝置中的許多可由在駕駛環境中常見的污垢和碎屑而變臟和遮擋，最終導致傳感裝置功效的劣化或可能使得它無法使用，或者提供不希望的外觀。因此，希望定期清洗這些傳感裝置以減少或消除遮擋性碎屑的堆積。但是，也存在限制，其對于某些傳感器清洗應用中是獨特的，其中現有清洗器噴嘴的使用受限。后視攝像機或其它傳感器可能需要被放置在車輛中心線上或附近，緊密接近車輛上的品牌徽標或其它裝飾上的重要特征，并且不希望在該美學上的重要區域內添加可見的清洗器噴嘴。另一個限制是傳感器可具有非常廣的視野，高達或超過180度，所以現有鏡頭清洗器噴嘴配置將以下述方式突出超過鏡頭，所述方式是其將該清洗器噴嘴放置在傳感器的視野內以便能夠針對鏡頭以角度引導流體，該角度將提供可接受的清潔。

定位在傳感器視野內會擋住傳感器否則將能夠監測的區域的顯著部分。影響傳感器清洗應用的第三個限制是傳感器可能通常位于車輛的下述區域上，所述區域具有比諸如在前格柵或后提升門的典型清洗器噴嘴安裝位置更高的污染物水平。在這些位置中的清洗器噴嘴可能會處于由遮住傳感器的相同材料堵塞的較高風險下。因此需要有效但在視覺上不顯眼的系統和方法，其用于清潔外部物鏡或廣角傳感器的外表面，以及優選通過遠程控制進行清潔。

技術實現要素：

因此，本發明的目的在于通過提供有效和視覺上不顯眼的系統和方法來克服上述難題，該系統和方法用于清潔外部物鏡或廣角傳感器的外表面以去除積聚的碎屑(例如，積聚的污物、灰塵、泥土、路鹽或其它堆積的碎屑)。

根據本發明的示范性實施例，外部鏡頭清洗系統具有多種配置，其包括瞄準固定件，其配置成將清潔流體噴射到暴露于元件和易于變得被碎屑弄臟的外部鏡頭或傳感器表面上。視覺上不顯眼的噴嘴組合件配置成通過瞄準固定件支撐并朝向外部鏡頭表面瞄準，并具有至少一個橫向偏移的噴孔，所述噴孔配置成朝向外部鏡頭或傳感器表面噴射清洗流體，以選定的淺的、掃掠噴射瞄準角進行噴射以便撞擊到鏡頭外表面上并清洗鏡頭外表面。

可選地，集成的圖像傳感器和鏡頭清洗組合件配置成與適于與用于清潔外部物鏡表面的遠程控制方法一起使用，并且包括密封的圖像傳感器殼體組合件，其包括集成的可遠程控制的鏡頭清潔系統，所述鏡頭清潔系統具有優化的配置以便從一個或多個橫向偏移的流體振蕩器瞄準一個或多個清潔噴霧。

該集成系統的實施例使用一個或多個瞄準的噴霧(spray)來清潔外部物鏡表面，并且該方法使得駕駛員能夠確定何時清潔弄臟的外部視野攝像機物鏡，因此使得駕駛員能夠確保在移動之前將鏡頭上積聚的碎屑(例如積聚的污垢、灰塵、泥土、路鹽或其它堆積的碎屑)充分清潔掉。

本發明的系統提供一種圖像傳感器殼體組合件，其包括集成的可遠程控制的鏡頭清潔系統，其具有優化的配置用于瞄準來自所選定的流體振蕩器的一個或多個清潔噴霧，所述清潔噴霧瞄準到殼體的透明物鏡保護蓋以便安全且快速地去除積聚的碎屑(例如，積聚的污垢、灰塵、泥土、路鹽或其它堆積的碎屑)，并最大限度地減少遮擋視線的碎屑或清洗流體液滴留在攝像機視野內的可能性。

在本發明的鏡頭清潔系統的一個優選實施例中，低流動速率的流體回路噴嘴以使用很少的清洗流體的方式配置和瞄準。其結果是，在車輛中的本發明的集成系統使用來自車輛清洗流體瓶的較少清洗流體，并提供瓶清洗液的節省、流體節約，以及壓力節約。當攝像機鏡頭清潔系統被集成到現有的車輛設計的前部清洗系統內時，清洗流體的壓力節約是特別重要的，其中攝像機鏡頭清洗系統必須以不會不利地影響前部玻璃清潔的方式工作，特別是在動態駕駛條件下，其中前部玻璃清洗系統的性能對流體壓力是高度敏感的。但是本發明的系統和方法并不限于僅與低流率的噴嘴一起使用。申請人已造出在示例性系統上的相對高流率的噴嘴組合件的原型并且它工作良好，但當真正噴射流體和清洗時，攝像機的圖像稍微有所影響。其表明低流率最好通過選定的流體回路幾何結構來實現，所述流體回路幾何結構允許清洗流體，因為當相比于剪切噴嘴時液滴尺寸應保持更大。

對于廣角攝像機和傳感器而言，緊湊的、低輪廓的噴嘴組合件具有清洗器噴嘴，其定位成減少或消除視野問題，并允許屏蔽噴嘴孔免受否則可能堵塞它的污染。此外，噴嘴可被集成到帽或其它特征內，所述特征有效地隱藏噴嘴并允許它被放置在裝飾性方面的重要區域內而不產生美學上的負面影響。當激活時，噴嘴以可接受的噴射入射角度以寬的扇形角投射清洗流體，以允許高效和有效地清潔傳感器，最少地使用清洗流體。

在本發明系統的優選實施例中，緊湊的、視覺上不顯眼的低輪廓圖像傳感器鏡頭清洗系統包括第一橫向偏移的噴射噴嘴，其被供以清洗流體并通過共形(conformal)的流體傳輸管道進行物理支撐和瞄準。在示例性的實施例中，向遠側突出的圖像傳感器的物鏡是圓柱形的，并且所述物鏡表面的周邊邊緣是圓形的。緊湊的流體回路振蕩噴射器配置成產生清洗流體液滴的寬扇形振蕩橫向噴射，所述液滴橫過圖像傳感器的朝外表面或外表面而噴射。對于圓形的物鏡表面而言，共形的流體傳輸管道配置成為圓環形構件或圓周弧段形構件，所述構件包封限定流體流動通道的內部內腔。環形或弧形的共形流體傳輸管道配置成壓配合到圖像傳感器的向遠側突出的鏡頭構件的圓柱形側壁上或粘接到所述側壁，靠近所述鏡頭構件的自由遠端或物鏡端。低輪廓的噴嘴組合件的環形或弧形的共形流體傳輸管道包括與橫向偏移的清洗噴嘴流體連通的流體入口，所述噴嘴被支撐并瞄準成朝向外部物鏡表面并橫過圖像傳感器視野以所選定的淺瞄準角噴射清洗流體。

優選地，該低輪廓的噴嘴組合件包括至少一個流體振蕩器片形件，其限定相互作用腔室，所述腔室具有相對的第一橫向入口或流體饋送部和第二橫向入口或流體饋送部，其配置成對流動通過振蕩器腔室的加壓清洗流體的選擇性致動的流動進行操作以產生流體液滴的排出流動。噴嘴組合件的共形流體傳輸管道限定大致剛性的殼體，其具有空腔或凹窩，所述空腔或凹窩配置成接收流體插入件或片形件(chip)，流體插入件或片形件沿著噴射扇形軸線的中心觀察由前到后非常短。

噴嘴組合件以兩部件式配置示出。共形的流體傳輸管道具有向上凸出的凸臺，該凸臺限定大致剛性殼體的最遠端部分，其具有構成兩個主要噴嘴件中的一個的空腔或凹窩。流體插入件或片形件構成兩個主要噴嘴件中的另一個。共形的殼體具有限定于其中的大致平坦的空腔，其將寬的通常為矩形的開口終止于在所述殼體的向內或面向鏡頭一側中限定的表面。第一橫向延伸的通道或內腔和第二橫向延伸的通道或內腔在所述空腔或凹窩的相對表面之間限定，并且這些第一內腔和第二內腔在離開空腔平面的底部以及該平面下方的相反流體流動方向上與空腔連通。限定殼體和空腔的殼體或共形的流體傳輸導管構件配置有倒鉤端，其將傳輸加壓流體的管或軟管或其它裝置接收到殼體的內部流體通道或內腔內。

流體插入件或片形件是大致平坦的構件，其適于被迫入或壓入到殼體的空腔內并且通過由殼體空腔壁在插入件上施加的壓力而牢固地保持在其中。為此目的，殼體從其制成的材料是固體塑料，其在壓力下略微變形。該空腔具有頂壁和底壁，所述頂壁和底壁間隔開距離，所述距離基本上等于在插入件頂表面和底表面之間的插入件厚度。可選地，底部表面可能會略微成弓形，使得插入件沿著其中部稍厚。插入件的側壁也同樣地間隔開距離，所述距離基本上等于在其左側和右側或橫向邊緣之間插入件的寬度。在一個優選的實施例中，插入件可比空腔寬一英寸的千分之幾。插入件和空腔可沿其長度逐漸變細，在前端部更寬以及朝向后端逐漸變窄。錐度可以是逐漸的，或者可以朝向彼此稍微成角度的多個離散部段來實現。

流體振蕩器在插入件中限定為在頂部表面中的多個凹入部分。具體地，振蕩器包括相對的左側動力噴嘴文丘里管形通道和右側動力噴嘴文丘里管形通道，其朝向相互作用區域的中心向內指向。相互作用區域的前端終止于出口喉部或孔口，其與所述流體和噴射出口或出口孔口的中心軸線對準。所有的流體特征被限定為進入到插入件或片形件的頂表面內的具有相同或不同深度的凹部。當流體插入件完全插入到所述殼體的槽內時，殼體的第一橫向延伸的通道或內腔和第二橫向延伸的通道或內腔限定在左側和右側側壁表面之間的相對的左側開口和右側開口，并且這些左側側壁開口和右側側壁開口與插入件的相對的左側動力噴嘴文丘里管形通道和右側動力噴嘴文丘里管形通道對準并與其連通，使得流入到共形的流體傳輸管道內并進入到殼體空腔的左側側壁開口和右側側壁開口內的水在相反的流體流動方向上流入到相應的相對的左側動力噴嘴通道和右側動力噴嘴通道內并進入到相互作用腔室內。以這種方式，加壓流體傳輸通過共形的殼體的內部內腔并傳輸到振蕩器的相對的第一動力噴嘴和第二動力噴嘴，使得產生振蕩以及流體射流來回掃掠，并且通過出口孔口噴射出或排出。

在使用中，加壓的清洗流體流入到相對的第一橫向流體入口和第二橫向流體入口內，然后進入到相互作用腔室內，所述腔室將所述加壓的清洗流體向遠側傳遞到出口孔，所述出口孔配置成將清洗流體從相互作用腔室噴射出或排出，并產生朝向外部物鏡表面并橫過圖像傳感器視野瞄準的高速流體液滴的振蕩噴霧。低輪廓的噴嘴組合件的流體振蕩器優選配置成緊湊的橫向進料的反向蘑菇形流體振蕩器(具有約3毫米的軸向長度，其比先前振蕩器的約5毫米的長度更為緊湊)。本發明的集成的、緊湊的、低輪廓的噴嘴組合件產生具有很寬扇形角的高速噴霧，以便理想地良好地適于集成到非常小的、不顯眼的和緊湊的噴嘴組合件內，以便非常靠近鏡頭表面的周邊放置，同時保持不在攝像機的視野內，以提供低輪廓的一體式攝像機和攝像機清洗噴嘴組合件封裝，其可容易地隱藏在汽車裝飾件等內。

對于本發明的清洗器系統而言，在使用中，駕駛員、使用者或操作者在內部視頻顯示器上觀察由外部攝像機或圖像傳感器產生的圖像，并決定是否以及何時清潔外部攝像機的物鏡覆蓋件的表面，以去除積聚的碎屑(例如積聚的污垢、灰塵、泥土、路鹽或其它堆積的碎屑)。在操作者的方便抵達的區域內設置內部遠程致動控制輸入(例如，按鈕或瞬時接觸開關)，以便于在清潔鏡頭時使用，并且操作者致動該系統，并使得開始清潔噴射同時觀察在視頻顯示器上的圖像傳感器輸出，當操作者認為圖像傳感器的視野已經令人滿意時停止系統的致動。

在考慮到本發明的具體實施例的以下詳細描述時，特別是當結合附圖進行描述時，本發明的上述和進一步的目的、特征和優點將變得顯而易見，其中在各幅附圖中相同的附圖標記用于標記相同的組件。

附圖說明

圖1A是示出根據現有技術的具有典型的成像系統或倒車攝像機系統的車輛的后部透視圖。

圖1B是圖1A所示車輛的平面視圖。

圖1C是根據現有技術的密封的固態圖像傳感器或攝像機模塊的端視圖。

圖1D是圖1C所示的攝像機模塊沿著線D-D截取的剖視圖。

圖2是示出按照本發明的汽車成像系統的示意圖，其具有攝像機殼體和集成的噴嘴組合件，所述噴嘴組合件配置成與用于清潔成像系統的外部物鏡表面的遠程控制方法一起使用。

圖3A至圖3D示出根據本發明的成像系統、攝像機殼體和瞄準的噴嘴組合件的配置和顯示的性能。

圖4是示出根據本發明的來自圖3所示的攝像機殼體和集成的噴嘴組合件實施例的流體噴霧的示意圖。

圖5A和圖5B是示出根據本發明的流體片層的透視圖和側視圖的示意圖，所述流體片層由配置成適于與用于清潔成像系統的外部物鏡表面的方法一起使用的瞄準噴嘴組合件噴射。

圖6A和圖6B是示出一個實施例的俯視或平面視圖和側視圖的示意圖，所述實施例具有相對的瞄準的清洗流體射流，當通過根據本發明配置的清洗系統噴射時，所述流體射流使得流體在外凸的物鏡表面上擴散。

圖7是示出根據本發明的另一汽車成像系統的示意圖，其具有攝像機清洗噴嘴組合件，所述組合件配置成適于與用于清潔成像系統的外部物鏡表面的遠程控制方法一起使用。

圖8是示出根據本發明的又一汽車成像系統配置的示意圖，其具有攝像機清洗噴嘴組合件，所述組合件配置成適于與用于清潔成像系統的外部物鏡表面的遠程控制方法一起使用。

圖9是示出根據本發明的適于另一攝像機噴嘴組合件的瞄準噴射取向的透視圖，所述組合件配置成適于與用于清潔成像系統的外部物鏡表面的方法一起使用。

圖10是示出根據本發明的適于圖9所示系統和噴嘴組合件的瞄準的噴霧扇形角和入射角的側視圖。

圖11是示出根據本發明的適于圖9和圖10所示的系統和噴嘴組合件的流體振蕩器噴嘴安裝距離范圍的透視圖。

圖12A和圖12B示出適于與本發明的外部攝像機鏡頭清潔噴嘴組合件一起使用的示例性的梯級蘑菇形流體振蕩器的流體回路特征。

圖13A至圖13C示出適于本發明的外部鏡頭清洗系統和噴嘴組合件的另一實施例。

圖14A和圖14B示出根據本發明的集成的攝像機和低輪廓的噴嘴組合件，其具有限定大致剛性殼體的共形的流體傳輸管道。

圖15A至圖15E示出根據本發明的另一低輪廓的噴嘴組合件，其具有限定大致剛性殼體的共形流體傳輸管道。

圖16A和圖16B示出適于在本發明的低輪廓噴嘴組合件中使用的限定大致剛性殼體的另一共形流體傳輸管道。

圖17示出低輪廓攝像機清洗系統，其具有隱藏在汽車的外部裝飾件內的本發明的噴嘴組合件。

圖18A示出根據申請人自己的先前實踐的具有示例性無反饋的流體振蕩器的特征的較舊的更大流體回路插入件，其可在較大的外部噴嘴組合件的實施例中使用。

圖18B示出根據本發明的新的流體回路插入件，其與圖18C至圖18F中所示的新的共形流體傳輸管道和殼體空腔組合而在非常緊湊的低輪廓噴嘴組合件中提供較大噴嘴的噴霧以及清潔性能。

圖18C至圖18F示出根據本發明的另一低輪廓的噴嘴組合件，其具有限定大致剛性殼體的共形流體傳輸管道。

圖19示出攝像機清洗系統，其具有隱藏在汽車外部裝飾件內的圖18D至圖18F所示的低輪廓噴嘴組合件。

圖20A和圖20B示出根據本發明的另一新的流體回路插入件，其與共形流體傳輸管道和殼體空腔組合而在非常緊湊的低輪廓噴嘴組合件中提供較大噴嘴的噴霧以及清潔性能。

具體實施方式

為了提供示例性的上下文和基本術語，我們首先參照圖1A至圖1D，其示出適于車輛的現有技術的成像系統和如美國專利7,965,336(授予Bingle等人)中公開的攝像機模塊。本概述將有助于確定根據現有技術的命名和汽車工業的標準術語。

現在參照圖1A至圖1D，圖像拍攝系統或成像或視覺系統7定位在車輛8處，諸如定位在車輛8的后部外部部分8a處，并且可操作成拍攝在車輛的內部或外部(諸如車輛的后部)發生的場景的圖像，并且可操作成在車輛的顯示器或顯示系統9a處顯示可由車輛的駕駛員或乘員看到的圖像(例如參見圖1A和圖1B)。成像系統7包括攝像機模塊10，其可安裝在車輛上或安裝在車輛處或安裝在車輛內部以便接收在車輛的外部或內部發生的場景的圖像，成像系統7還包括控制件9b，其可操作成處理于處理由攝像機模塊10的圖像傳感器18所拍攝的圖像。攝像機模塊10包括塑料攝像機殼體11和金屬保護罩或外殼16(參見圖1C和圖1D)。

攝像機殼體11包括攝像機殼體部分12和連接器部分14，其配合或結合到一起，并且優選激光焊接或聲波焊接到一起，以基本密封殼體11，從而基本上限制或防止水侵入殼體或基本上限制或防止其它污染物進入殼體，如下面所論述的那樣。

攝像機模塊10的殼體11基本上包封攝像機或圖像傳感器或傳感裝置18(圖1C和圖1D)，其可操作成拍攝車輛外部或內部發生的場景的圖像，這取決于攝像機模塊10的具體應用。殼體11還包括在攝像機殼體部分的端部12處的蓋部分20。蓋部分20提供透明蓋板22，其允許車輛外部或內部場景的圖像通過殼體11并進入到殼體11內到達攝像機圖像傳感器18。攝像機模塊10可包括保護罩16，其基本上包封攝像機殼體部分12和連接器部分14的一部分，從而基本上限制或減少進出攝像機模塊的電子噪聲和/或保護塑料殼體11免受由于可能在車輛的外部會遇到的各種物件或碎屑的沖擊等造成的損壞。

攝像機模塊10提供攝像機圖像傳感器或圖像拍攝裝置18，以便拍攝車輛外部或在內部發生的場景的圖像。所拍攝的圖像可被通信到顯示器或顯示系統9a，其可操作成將圖像顯示給車輛的駕駛員。用于本發明的攝像機或攝像傳感器18可包括成像陣列傳感器，諸如CMOS傳感器或CCD傳感器等，諸如在為號5,550,677；5,670,935；5,796,094；6,097,023和7,339,149的美國專利中公開的那樣。攝像機模塊10和成像傳感器18可實施和操作成與各種車輛視覺系統連接，和/或可操作成利用這樣的其它車輛系統的原理，例諸如車輛視覺系統，諸如利用號為5,550,677；5,670,935；5,760,962；5,877,897；5,949,331；6,222,447；6,302,545；6,396,397；6,498,620；6,523,964；6,611,202；和6,201,642的美國專利中所公開原理的向前、側向或向后指向的車輛視覺系統；和/或諸如在號為7,005,974的美國專利中所公開類型的拖車故障援助或拖曳檢查系統；諸如適于車道變換輔助系統或者車道偏移警告系統的反向或側向成像系統，諸如在號為7,038,577的美國專利中所公開的類型；用于確定到前面車輛或尾隨車輛或物體的距離的系統，諸如利用在號為6,396,397的美國專利所公開原理的系統等。

例如，攝像機或傳感器可包括LM9618單色CMOS圖像傳感器或LM9628彩色CMOS圖像傳感器，這兩者在商業上可從National半導體公司獲得。來自其它供應商的合適攝像機或傳感器(例如，Magna^TM等)可用攝像機模塊來實現。

雖然在車輛8的后部8a處示出，但是攝像機18和攝像機模塊10可定位在車輛8的任何合適位置處，諸如定位在下述位置：車輛的后部面板或部分、車輛的側面板或部分、車輛的車牌安裝區域、車輛的外部后視鏡組合件、車輛的內部后視鏡組合件或任何其它位置，其中攝像機可定位和取向成提供在車輛的外部或內部所發生場景的所需視圖。攝像機模塊10特別適合用作外部攝像機模塊。由攝像機拍攝的圖像可在位于車輛車廂內的顯示屏等處顯示，諸如在內部后視鏡組合件處(諸如在號為6,690,268的美國專利中公開的那樣)，或車輛車廂的其它地方處或其它地方內，諸如通過利用在號為5,550,677；5,670,935；5,796,094；6,097,023和6,201,642的美國專利和/或號為6,717,610的美國專利中所公開的原理。

如在圖1C和1D中最佳所示，攝像機殼體部分12包括從基部部分12b向外延伸的基本上為圓柱形的部分12a。攝像機殼體部分12包括模制的塑料組件，并且可包括在圓柱形部分12a的壁內和/或沿著所述壁成型的一對加熱器端子或元件30a、30b。圓柱形部分12a將鏡頭或光學系統24接收在其中，其作用是將圖像聚焦到攝像機或傳感器18上，所述攝像機或傳感器18定位在安裝攝像機殼體部分12的基部部分12b內的電路板26處。

鏡頭系統24定位在攝像機部分12的圓柱形部分12a內，以通過在攝像機部分12的端部12c處的蓋22從外部或內部場景接收光。鏡頭系統24安裝到攝像機蓋或殼體28，諸如經由螺紋接合安裝，其作用是基本上覆蓋或包封攝像機或傳感器18以基本上防止或限制入射光由攝像機18接收，以及防止或限制其干擾由攝像機18通過蓋22和鏡頭系統24所接收到的圖像。鏡頭系統24可以是任何小的鏡頭或鏡頭系統，它可將攝像機模塊外部的場景的圖像聚焦到攝像機或圖像傳感器18上，諸如像在號為6,201,642的美國專利或號為6,757,109的美國專利中所公開的類型。鏡頭系統24可提供廣角視野，諸如約120度或更大(如在圖1A中所示)。

蓋部分20安裝在攝像機殼體部分12的與基部部分12b相對的外端部12c處，如圖1C和1D中所示。蓋部分20包括外部周邊環形件或蓋保持器20a，其接合透明蓋22的外表面并用于將透明蓋22保持在攝像機接收部分12的圓柱形部分12a的端部12c處的位置內。優選地，周邊環形件20a激光焊接或聲波焊接或以其它方式結合或粘接到攝像機接收部分12的圓柱形部分12a的外端部12c，以將蓋部分20基本密封和固定到攝像機接收部分12上，并可限制或基本上排除在外端部12c處有任何水侵入或污染物侵入到攝像機接收部分內。

在圖示的實施例中，基部部分12b是大致方形的并限定圍繞在基部部分12b周圍的大致正方形的配合邊緣12e，以便在接頭13處配合并固定到連接器部分14的相應邊緣14g。基部部分12b將電路板26和攝像機18接收在其中，而攝像機殼體或護罩28和鏡頭或鏡頭系統24延伸到攝像機部分12的圓柱形部分12a內以便通過透明蓋22接收圖像。

殼體11的連接器部分14是模制的塑料組件，并且包括從基部部分14b延伸的連接器端子或連接器14a，諸如多插腳卡扣式連接器等。基部部分14b形成為(諸如在示例性實施例中所示的方形形狀)基本上和均勻地配合或連接到攝像機殼體12的基部部分12b，如可參考圖1C和1D可看到的那樣。基部部分12b和14b配合到一起并限定容置部或空間以便將電路板26接收和固定在其中。基部部分14b和12b可在它們的配合接頭或連接部13處激光焊接或聲波焊接到一起。接頭的激光或聲波焊接將塑料邊緣或接縫熔融到一起以基本上氣密密封殼體11，以防止水侵入或其它污染物侵入到攝像機模塊10的殼體11內。可選地，但不太希望地，基部部分可以其它方式接合或基本上密封到一起(諸如經由合適的粘合劑和/或密封膠)。模塊可選地包括通風部分或半透膜以便使得模塊的內部通風。基部部分12b和14b還可包括安裝凸片或凸緣12d，其從基部部分12b向外延伸。當基部部分被固定到一起時凸片12d通常彼此對準，并且包括貫穿其的孔，以便經由合適的緊固件等(未示出)將攝像機模塊10安裝在車輛8處或安裝到車輛8。雖然示出為具有大致方形的配合部分，但是連接器部分14和攝像機部分12可具有其它形狀的配合部分或表面。

多插腳連接器14a從基部部分14b延伸，并包括多個插腳或端子14c，用于將攝像機模塊10與連接器(未示出)電連接，所述連接器與車輛的線束或電纜連接。例如，端子14c的一端部14d可連接到電路板26，而端子14c的另一端部14e連接到車輛的相應連接器。相應的連接器可部分地接收多插腳連接器14a處的插腳或端子14c的端部14e，并且可經由卡扣連接等與多插腳連接器14a卡扣到一起。如在圖1D中最佳示出的那樣，端子14c的端部14d從連接器部分14突出或延伸，使得當殼體部分11已組裝時端部14d可被接收在電路板26中的相應開口或孔26c內。

如圖1D中所示，連接器部分14可提供從殼體11的基部部分縱向延伸的大致筆直的多插腳連接器。然而可以實現連接器的其它形狀，諸如成角度的連接器或彎曲連接器等，這取決于攝像機模塊的特定應用。

可選地，攝像機模塊10可包括基本上氣密的模塊，使得限制或基本上排除水侵入到模塊內。攝像機殼體部分12的基部部分12b和連接器部分14的基部部分14b相應地形成，以便在它們的配合接縫13處基本配合或結合到一起，由此所述部分可被激光焊接或聲波焊接到一起或以其它方式結合到一起，同時蓋部分20也在攝像機部分12的相對端部12c處激光焊接或聲波焊接或以其它方式固定和基本上密封，以便基本上密封攝像機殼體。激光或聲波焊接技術是優選的，以便在材料能夠經由熱、振動或其它手段在重新流動的狀態下結合，使得材料重新流動和交聯，并成為一個整體部件。這樣的接合產生基本氣密密封的攝像機模塊。此外，在塑料中的孔以及插入件的成型銷和沖壓件周圍的任何空隙可用樂泰牌密封材料或其它合適的密封材料密封，以便進一步限制或基本上排除水滴和/或水蒸汽進入到基本密封攝像機模塊10的殼體內。

電路板26包括攝像機安裝電路板26a，其經由多線帶狀線等(未示出)連接到連接器接收電路板26b。攝像機安裝電路板26a安裝或固定到攝像機部分12的基部部分12b，而連接器電路板26b安裝或固定到連接器部分14的基部部分14b。攝像機或圖像傳感器18安裝在攝像機電路板26a的表面處，并在電路板26a處基本上由鏡頭覆蓋件28和鏡頭24包封(圖1C和圖1D)。攝像機電路板26a包括用于接收端子30a、30b的端部30c的一對孔26c。類似地，連接器電路板26b包括多個開口或孔26d，用于貫穿其接收連接器端子14c的端部14d。插腳或端子的端部也可在它們相應的開口內焊接到位。在進行了所有的連接之后，殼體可被折疊到其閉合位置并激光焊接或聲波焊接到一起或以其它方式結合或粘接到一起以便將電路板基本上密封在殼體內。

可選地，蓋22的外表面(其可暴露于攝像機模塊外部的大氣中)可涂覆為具有抗潤濕性能，諸如經由親水性涂層(或涂層的疊層)，諸如在號為6,193,378；5,854,708；6,071,606；和6,013,372的美國專利中公開的那樣。附加地或替代地，蓋22的外部或最外表面可選地涂敷為具有抗潤濕性能，諸如經由疏水性涂層(或涂層的疊層)，諸如在號為5,724,187的美國專利中公開的那樣。在蓋的最外表面上的這樣的疏水性可通過各種手段來實現，諸如通過使用利用硅氧烷結構部分(silicone moiety)(例如，摻入硅氧烷部分的氨基甲酸乙酯)的有機和無機涂層或利用金剛石狀碳涂層。例如，長期穩定的防水性及防油性的超疏水性涂層，諸如在號為WO0192179和WO0162682的世界知識產權組織PCT公開中描述的那樣，可設置在蓋的外表面上。這種超疏水性層包括用疏水劑覆蓋的納米結構化表面，其由底層補足層來供應(諸如在下述文獻中描述的那樣，Classen(克拉森)等人，“Towards a True'Non-Clean'Property:Highly Durable Ultra-Hydrophobic Coating for Optical Applications(朝向真實的“免清潔”性能：用于光學應用的高度耐用的超疏水性涂層)”,ECC 2002"Smart Coatings"Proceedings(“智能涂層”雜志),2002,181-190)。為了公開的能夠實現和完整性，所有上述參考文獻都通過引用并入本文。

在圖1A至圖1D中，示出攝像機模塊10包括保護性導電護罩或外殼16，它部分地包封塑料殼體11且用于限制或減少可進出攝像機模塊10的電子噪聲并保護塑料殼體免受來自所述攝像機模塊可在車輛的外部部分處會遇到的各種物件或碎屑的沖擊造成的損壞。

保護性護罩或外殼16包括一對外殼部分16a(其中一個在圖1C和1D中示出)。每個外殼部分16a圍繞攝像機模塊10的塑料殼體11的一半部分地包封并部分地重疊外殼部分16a的其它部分，以基本上將塑料殼體包封在保護性護罩16內。每個部分16a包括槽16b，用于接收通過其的安裝凸片12d，以便將攝像機模塊安裝在車輛的所需位置處。每個外殼部分16a包括重疊部分16c，其重疊另一外殼部分16a的邊緣以便圍繞塑料殼體11組裝外殼16。外殼部分16a可焊接、壓接、粘合、綁接，或以其它方式圍繞塑料殼體11結合或固定到一起，以便包封殼體11。優選地，保護性護罩16包括金屬護罩并在攝像機接收部分12的圓柱形部分12a的外表面處接觸加熱裝置30的接地端子30b，因此可經由接地端子30b接地到加熱裝置和/或攝像機模塊或單元。保護性護罩16可包括沖壓的金屬護罩或可通過真空在塑料殼體11上金屬化屏蔽層來形成，或者可包括箔片等。

現在參照圖2至圖13D，本發明的示例性實施例具有集成的攝像機殼體和清洗系統噴嘴組合件110，以及圖2至圖13D示出根據本發明的用于清潔攝像機或圖像傳感器的外部物鏡表面(例如，122)的方法。集成的攝像機殼體和噴嘴組合件110優選地包括一個或多個橫向偏移的噴嘴130、132，其配置成且瞄準以產生振蕩噴霧以便清潔外部物鏡表面122，并允許車輛的駕駛員、使用者或操作者使用內部顯示器9a來確定外視的攝像機物鏡表面或蓋122是否由積聚的碎屑(例如，積聚的污垢、灰塵、泥土、路鹽或其它堆積的碎屑，未示出)遮住或覆蓋。駕駛員將希望確保在車輛8行駛之前，外部物鏡表面122足夠清潔。橫向偏移的噴嘴130、132優選完全離開圖像傳感器的遠端視野且配置成并且瞄準以將清洗流體以窄的掃掠角噴射到外部物鏡表面122上，該掃掠角優選幾乎平行于物鏡組合件的外表面122，如將在下面更詳細地描述的那樣。

如在圖2中所示，攝像機殼體和噴嘴組合件110具有外部殼體111，其具有包封在不滲液的側壁內的中空內部，以及基本上不滲液的密封的攝像機模塊112攜載在殼體111的內部內，其限定封閉空間，所述封閉空間具有內部內腔或流體路徑140，所述內部內腔或流體路徑140優選地配置成限定至少一個流體振蕩器，其對流動通過振蕩器內部140的加壓流體的選擇性致動的流動進行操作以生成為流體液滴的振蕩噴霧形式的排出流動(未示出)，如將在下面描述的那樣。在流體路徑140中的振蕩器包括用于加壓清洗流體的近端入口142，在殼體流體路徑140內限定的相互作用腔室從入口142接收加壓清洗流體并將加壓流體向遠側傳遞到出口或噴嘴130、132，以便使得振蕩的清洗流體噴射從相互作用腔室140排出。

流體振蕩器可通過循環偏轉流體射流而提供多種液體噴射圖案。大多數流體振蕩器的操作的特征在于流體射流的循環偏轉而不使用機械移動部件。因此，流體振蕩器的一個優點是它們提供流體液滴的振蕩噴霧，但不需要移動部件，因此不經受磨損和破壞，而磨損和破壞會對其它振蕩噴射裝置的可靠性和操作產生不利影響。備選地，攝像機殼體和噴嘴組合件110可具有無特征的中空內部內腔，其限定從近端流體入口142到開放的遠端剪切噴嘴的圓柱形或環形流體路徑，其適于用清洗流體以幾乎平行于物鏡組合件外表面122的窄的掃掠角對外部物鏡表面122進行噴射。

攝像機殼體和噴嘴組合件110優選地包括在共同擁有的美國專利7267290(Gopalan(哥帕蘭)等人)中所描述類型的至少一個“梯級蘑菇形”的流體振蕩器，其全部公開內容通過引用并入本文。如圖12A和圖12B中所示(以及在并入的'290專利的描述中更充分地描述)，梯級蘑菇形流體振蕩器由作用于在流體路徑140內向遠側流動的流體上的向內突出的特征(在圖2中未示出)中限定，其限定在殼體流體路徑140中的相互作用腔室。清洗流體從近端流體入口142向遠側傳遞進入到相互作用腔室140內，以及加壓的振蕩流體射流傳遞到出口或噴嘴130、132，振蕩的清洗流體射流從所述出口或噴嘴130、132橫向投射到物鏡表面122上。優選的噴射流動速率在18psi下每個噴嘴為約200毫升/分鐘，以及噴射厚度(即，在橫向于噴射的扇形角平面的平面內看到，如圖5B中所示)為約2度。

如圖2中所示，具有殼體和噴嘴組合件110的外部鏡頭清洗系統提供基本剛性的瞄準固定件(即，殼體111)，其具有遠側和近側，并且配置成支撐和約束朝向遠側暴露的外部鏡頭122。外部鏡頭122具有外部鏡頭表面，其具有鏡頭周邊和從鏡頭表面向遠側突出的鏡頭中央軸線150，其中鏡頭的視野被限定為向遠側突出的立體角(例如，截頭圓錐或棱錐，未示出)，其包括鏡頭中央軸線150且起始于鏡頭周邊內。清洗系統包括至少一個第一噴嘴組合件110，其配置成通過由殼體111所限定的瞄準固定件支撐并朝向外部鏡頭122瞄準，以及第一噴嘴組合件包括用于流體入口142的倒鉤配件，其與從瞄準固定件的遠側突出的第一橫向偏移的清洗噴嘴132流體連通。第一噴嘴組合件110配置成并且瞄準成將清洗流體朝向外部鏡頭表面并橫過視野以相對于鏡頭外表面平面的第一選定的噴射瞄準角(例如，在1度和20度之間)噴射。第一噴嘴組合件取向成從選定側噴射，這意味著它瞄準成沿著相對于在鏡頭周邊上的選定固定參考點或基準的第一選定噴射方位角噴射。

可選地，第一橫向偏移的清洗噴嘴130配置成為非振蕩剪切噴嘴，其配置成產生基本上扁平的扇形噴射，其具有選定的噴射扇形角(例如，在15度至120度的范圍內選定的45度或其它角度)。備選地，第一橫向偏移的清洗噴嘴130可配置成非振蕩的蟲眼噴嘴，其配置成產生至少一個基本上為實心的流體射流(即，不具有扇形角的基本上實心的流體流)。

優選地，第一橫向偏移的清洗噴嘴130配置成從與所述物鏡外表面的中心相距第一選定的橫向偏移距離瞄準橫向偏移的清洗噴嘴(例如，該第一選定的橫向偏移距離優選在由10毫米和30毫米界定的范圍內)，以便使得噴射具有在15°至120°的范圍內的扇形角。

現在轉到圖3A至圖3D和圖4、圖3A至圖3D是根據本發明的照片，其示出成像系統的配置和顯示的“之前和之后”的性能，所述成像系統具有密封的攝像機殼體212和具有橫向偏移噴嘴230的瞄準的噴嘴組合件210。圖4是示意圖，其示出從具有橫向偏移噴嘴230的攝像機殼體212噴嘴組合件210噴出的流體噴霧236，以及圖5A和圖5B是示出根據本發明的流體片層236的透視圖和側視圖的示意圖，所述流體片層236由配置成適用于用于清潔成像系統的外部物鏡表面222的方法的瞄準噴嘴230噴出。

返回到圖3A，污染或弄臟的物鏡表面222已用代表性分布的“SAE泥”涂覆，其用作道路塵垢或碎屑223涂覆的標準范例。圖3B是由用碎屑223涂覆的攝像機212所產生圖像的照片，以及當顯示給使用者或駕駛員時碎屑223明顯地遮住所顯示的視圖209A。圖3C和3D是照片，其示出本發明的系統的清洗或碎屑去除效果，并且示出(在圖3C中)碎屑223通過噴霧236已從攝像機殼體212和鏡頭表面222的遠側表面完全去除。此外，操作清洗系統210的使用者已經能夠致動系統，以便在觀察顯示視圖209A的同時從瞄準的噴嘴230進行噴射，因此知曉何時停止清洗，因為碎屑223已從攝像機殼體212的遠側表面完全去除并且可看到不再遮住鏡頭表面222。

如圖3A至圖5B中所示，外部鏡頭清洗系統210包括基本上剛性的瞄準固定件，其具有遠側和近側并且配置成支撐和約束朝向遠側暴露的外部鏡頭222；外部鏡頭具有外部鏡頭表面，其具有鏡頭周邊和從鏡頭表面222向遠側突出的鏡頭中央軸線250，其中鏡頭的視野被限定為向遠側突出的立體角(例如，截頭棱錐，涵蓋在顯示視圖209A中的視野)，其包括鏡頭中央軸線250且起始于鏡頭周邊內。清洗系統210包括至少一個第一噴嘴組合件，其配置成由瞄準固定件支撐并朝向外部鏡頭222瞄準，以及第一噴嘴組合件包括與從瞄準固定件的遠側突出的第一橫向偏移的清洗噴嘴230流體連通的流體入口(未示出)。噴嘴230配置成并瞄準以便以基本上平面的片層236朝向外部鏡頭表面222并橫過視野噴射清洗流體，所述片層236具有選定厚度255，其以約1°的第一選定的噴射瞄準角噴射(即，優選以角度在近側傾斜的平面中噴射)。選定的瞄準角度可相對于切向于鏡頭外表面222的平面在1度至20度之間的范圍內(如在圖4和圖5B中可見的那樣)。噴嘴230取向成從選定側噴射，這意味著它瞄準成沿著相對于在鏡頭周邊上的選定固定參考點或基準251的第一選定噴射方位角進行噴射。

優選地，鏡頭清洗噴嘴230包括第一流體振蕩器相互作用腔室，其配置成對流動通過第一振蕩器腔室的加壓清洗流體的選擇性致動的流動進行操作，以產生流體液滴236的第一排出流動，以及第一噴嘴組合件的流體入口接收加壓的清洗流體，并與第一相互作用腔室處于流體連通，所述第一相互作用腔室將加壓的清洗流體向遠側傳遞到所述第一橫向偏移的出口噴嘴230，其配置成將清洗流體從第一相互作用腔室排出并產生朝向外部鏡頭表面222并橫過視野瞄準的流體液滴236的第一振蕩噴霧。優選地，流體振蕩器配置成梯級蘑菇形流體振蕩器(如在圖12A和圖12B中所示)。優選的噴射流動速率在18psi下每個噴嘴為約200毫升/分鐘，以及噴射厚度255(即，在橫向于噴射的扇形角平面的噴射平面內看到的厚度，如圖5B中所示)優選為約2度。通過由噴嘴230以這種方式瞄準的流體振蕩器產生的振蕩動作和大的液滴被發現非常迅速地潤濕鏡頭表面222，并提供動力學的沖擊作用，其被發現作為橫向離開鏡頭表面222的流動流出物238的一部分沖擊、淹沒和推動碎屑223。

可選地，橫向偏移的清洗噴嘴230配置成為非振蕩剪切噴嘴，其配置成產生基本上扁平的扇形噴射，其具有選定的噴射扇形角(例如，在15度至120度的范圍內選定的45度或其它角度)。備選地，第一橫向偏移的清洗噴嘴可配置成非振蕩的蟲眼噴嘴，其配置成產生至少一個基本上為實心的流體射流(即，不具有扇形角的基本上實心的流體流)。

優選地，第一橫向偏移的清洗噴嘴230配置成從約15毫米的第一選定的橫向偏移距離(從噴嘴的喉部或出口到物鏡外表面222的中心)瞄準噴霧236。選定的橫向偏移距離優選在由10毫米和30毫米界定的范圍內，以便保持整個封裝盡可能緊湊。

某些外部攝像機系統包括外凸或圓頂形的鏡頭表面，其會更難以清洗。如在圖6A和圖6B中所示，本發明的系統可配置有多個噴嘴組合件，其可有效地清潔不同的圖像傳感器殼體配置和不同的外部鏡頭表面形狀。可選地，如圖6A和圖6B中所示，圖3A至圖5B的外部鏡頭清洗系統210可包括第二噴嘴232，其配置成通過瞄準固定件支撐和瞄準，其中第二噴嘴232配置和瞄準成沿著第二選定的噴射方位角引導第二噴霧237，所述第二選定的噴射方位角從第一噴嘴組合件的噴射方位角以選定的噴射間角度(例如，180°)徑向間隔開，將第二噴霧237瞄準成與第一噴霧236相反。

對于圖6A和圖6B中所示的外部鏡頭清洗系統而言，第二噴嘴組合件232優選具有第二流體振蕩器相互作用腔室，其配置成對流動通過第二振蕩器腔室的加壓清洗流體的選擇性致動的流動進行操作以便產生液滴237的第二排出流動。第二噴嘴組合件232接收加壓的清洗流體，并與第二相互作用腔室流體連通，其將加壓的清洗流體向遠側傳遞到第二橫向偏移噴嘴的出口或喉部，所述出口或喉部配置成將清洗流體從第二相互作用腔室排出并產生流體液滴237的第二振蕩噴霧，其也朝向外部鏡頭表面222并橫過視野瞄準。第二流體振蕩器也優選配置成梯級蘑菇形流體振蕩器。

撞擊的流體噴霧236、237旨在產生特定的液壓作用并且合作以便在很短的時間內將流體橫過鏡頭表面分配。當碰撞和撞擊的流體噴霧236、237沖擊碎屑223(未示出)和鏡頭表面時，提供動力學沖擊作用，其被發現當湍流流動的流出物238橫向離開鏡頭表面222時去除、溶解和推動碎屑。適于每個噴嘴230、232的優選噴射流動速率在18psi下每個噴嘴為約200毫升/分鐘，以及噴射厚度255(即，在橫向于噴射的扇形角平面的噴射平面內看到的厚度，如圖5B和圖6B中所示)優選為約2度。

可選地，第二橫向偏移的清洗噴嘴232配置成為非振蕩剪切噴嘴，其配置成產生基本上扁平的扇形噴射，其具有選定的噴射扇形角(例如，在15度至120度的范圍內選定的45度或其它角度)。備選地，第二橫向偏移的清洗噴嘴232可配置成非振蕩的蟲眼噴嘴，其配置成產生至少一個基本上為實心的(solid)流體射流(即，不具有扇形角的基本上實心的流體流)。

優選地，第二橫向偏移的清洗噴嘴232配置成從約15毫米的第一選定的橫向偏移距離(從噴嘴的喉部或出口到物鏡外表面222的中心)瞄準噴霧237。選定的橫向偏移距離優選在由10毫米和30毫米界定的范圍內，以便保持整個清洗系統的封裝盡可能緊湊。

現在轉到系統的圖7和圖8，本發明的鏡頭清洗系統可容易地集成到已指定的包括在多種汽車和其它車輛(例如，8)中的標準設備內。如圖7中最佳可見，配置有現有的擋風玻璃清洗系統(“前部清洗”)或后窗清洗系統(“后部清洗”)的車輛(例如，8)需要使用清洗流體儲器和泵送系統以便提供加壓的清洗流體的供應。清洗器儲液罐或儲器290通常包括內部泵292，其被激活以從儲器290抽取清洗流體以及將加壓流體供應到管道網294(例如，包括內腔、管或軟管)，其供應擋風玻璃清洗噴嘴296和后窗清洗噴嘴298。在根據本發明的一個實施例中，本發明的系統(例如，110或210)響應于駕駛員控制輸入來致動鏡頭清洗或自動地致動鏡頭清洗。在自動操作中，響應于駕駛員使用擋風玻璃清洗系統或“前部清洗”，鏡頭清洗被啟動或觸發(例如，其中鏡頭清洗在每次擋風玻璃用前部清洗噴嘴296噴射時發生，或者備選地，鏡頭清洗可定期地選擇性地致動，其中每3至5次前部清洗事件就進行一個瞬時的鏡頭清洗循環)。類似地，后窗或提升門/后車燈清洗可鏈接到適于倒車攝像機系統的鏡頭清洗，其中倒車攝像機鏡頭清洗在每次后窗用后部清洗噴嘴298噴射時發生，或者備選地，倒車攝像機鏡頭清洗可定期地選擇性地致動，其中每3至5次后部清洗事件就進行一個瞬時的鏡頭清洗循環)。

備選地，攝像機鏡頭清洗可使用內部顯示器(例如，9a)而由使用者控制，其中遠程控制系統310包括至少一個噴嘴組合件210并配置成清潔所述外部圖像傳感器的物鏡表面，并且清洗掉積聚的使圖像扭曲的碎屑223，使用安裝在汽車內部9A內的顯示器，其連接到車輛的數據通信網絡以便接收用于顯示給駕駛員的圖像信號。外部圖像傳感器配置成產生外部圖像顯示，傳感器的外部物鏡表面222朝向車輛的外部(例如，車輛8的后方、前方或側面)瞄準，以及傳感器或攝像機具有所選的視野。當車輛在使用中時，圖像傳感器基本上暴露于周圍環境和積聚的使圖像扭曲的碎屑。圖像傳感器鏡頭清洗系統配置有橫向偏移的清洗噴嘴230，其配置成以窄的掃掠角選擇性地將清洗流體噴射到所述圖像傳感器的物鏡表面上，所述噴射沿著瞄準角橫過視野瞄準，所述瞄準角以相對于外部物鏡表面在由1°和20°界定的范圍內的選定的瞄準角瞄準，并且噴射響應于持續幾秒鐘的瞬時清洗控制信號來致動。清洗系統致動開關安裝在車輛8的內部，并且配置成當觀察顯示器9A時駕駛員需要鏡頭清洗系統210致動時選擇性地并且瞬時地產生清洗控制信號。

現在轉到圖8，本發明的鏡頭清洗系統可容易地集成到已指定的包括在多種汽車和其它車輛(例如，8)中的標準設備內。配置有前部清洗系統的車輛(例如，8)還需要使用清洗流體儲器和泵送系統以便提供加壓的清洗流體的供應。清洗器儲液罐或儲器290通常包括內部雙出口泵293，其被激活以從儲器290抽取清洗流體以及將加壓流體供應到管道網294(例如，包括內腔、管或軟管)，其供應擋風玻璃清洗噴嘴296并經由后部或輔助出口管道供應攝像機清洗系統210。加壓流體到攝像機系統210的傳輸可由泵293的選擇性致動或通過一個或多個閥(未示出)的控制進行控制，所述閥被放置成允許或停止清洗流體流動到鏡頭清洗組合件210。

根據本發明系統的另一實施例，鏡頭清洗系統311響應于駕駛員控制輸入致動或自動地致動。在自動操作中，響應于駕駛員使用擋風玻璃清洗系統或“前部清洗”，鏡頭清洗被啟動或觸發(例如，其中鏡頭清洗在每次擋風玻璃用前部清洗噴嘴296噴射時發生，或者備選地，鏡頭清洗可定期地選擇性地致動，其中每3至5次前部清洗事件就進行一個瞬時的鏡頭清洗循環)。

備選地，對于系統311而言，如圖8中所示，攝像機鏡頭清洗可使用內部顯示器(例如，9a)而是使用者可控制的，其中遠程控制系統311包括至少一個噴嘴組合件210并配置成清潔所述外部圖像傳感器的物鏡表面，并且清洗掉積聚的使圖像扭曲的碎屑223，使用安裝在汽車內部9A內的顯示器，其連接到車輛的數據通信網絡以便接收用于顯示給駕駛員的圖像信號。外部圖像傳感器配置成產生外部圖像顯示，傳感器的外部物鏡表面222朝向車輛的外部(例如，車輛8的后方、前方或側面)瞄準，以及傳感器或攝像機具有所選的視野。當車輛在使用中時，圖像傳感器基本上暴露于周圍環境和積聚的使圖像扭曲的碎屑。圖像傳感器鏡頭清洗系統配置有橫向偏移的清洗噴嘴230，以便以窄的掃掠角選擇性地將清洗流體噴射到所述圖像傳感器的物鏡表面上，所述噴射沿著瞄準角橫過視野瞄準，所述瞄準角以相對于外部物鏡表面在由1°和20°界定的范圍內的選定的瞄準角瞄準，并且噴射響應于持續幾秒鐘的瞬時清洗控制信號來致動。清洗系統致動開關安裝在車輛8的內部，并且配置成當觀察顯示器9A時的駕駛員需要鏡頭清洗系統210致動時選擇性地并且瞬時地產生清洗控制信號。

現在轉到圖9至圖11，示出托架轉位的外部鏡頭清洗系統310。如圖9中所示，外部鏡頭清洗系統310包括基本剛性的瞄準托架或固定件311，其具有遠側311D和近側311P(在圖10的橫截面視圖中最清楚地看到)。固定件或托架311是剛性耐用的支撐件，其制造和配置成支撐攝像機模塊312，從而定位及限制攝像機的外部鏡頭，其朝向組合件310的遠側暴露。攝像機鏡頭具有帶有鏡頭周邊的外部鏡頭表面322和從鏡頭表面322向遠側突出的鏡頭中央軸線350，并且鏡頭視野被限定為向遠側突出的立體角(例如，截頭圓錐或棱錐，例如產生具有顯示器209A中視野的圖像信號)。視野(“FOV，Field of View”)通常具有90°到170°的角寬度。攝像機或圖像傳感器312具有定中在鏡頭周邊內的鏡頭中央軸線350，以及鏡頭視野通常關于鏡頭中央軸線350是對稱的。

清洗系統310包括至少一個第一噴嘴組合件330，其配置成通過由瞄準固定件311支撐并朝向外部鏡頭322瞄準，以及第一噴嘴組合件包括流體入口142，其與從瞄準固定件的遠側311D的上方或遠側突出的第一橫向偏移的清洗噴嘴330流體連通。橫向偏移的噴嘴330配置成并瞄準以基本上平面的片層336朝向外部鏡頭表面322并橫過視野噴射清洗流體，所述片層336具有選定厚度(例如255)，所述噴射以約1°的第一選定的噴射瞄準角噴射(即，優選以角度在近側傾斜的平面中噴射)。選定的瞄準角度可相對于切向于鏡頭外表面322的平面在1度和20度之間的范圍內(如在圖10中可見的那樣)。噴嘴330取向成從選定側噴射，這意味著它瞄準成沿著相對于在鏡頭周邊上的選定固定參考點或基準351的第一選定噴射方位角噴射。

優選地，鏡頭清洗噴嘴330包括第一流體振蕩器相互作用腔室331，其配置成對流動通過第一振蕩器腔室331的加壓清洗流體的選擇性致動的流動進行操作，以產生流體液滴336的第一排出流動，以及第一噴嘴組合件的流體入口342接收加壓的清洗流體(例如，從儲器290)，并經由流體路徑340處于流體連通，所述流體路徑340將加壓的清洗流體向遠側傳遞到所述第一橫向偏移的出口噴嘴330，其配置成將清洗流體從第一相互作用腔室331排出并產生朝向外部鏡頭表面322并橫過視野瞄準的流體液滴336的第一振蕩噴霧。優選地，包括相互作用腔室331的流體振蕩器配置成梯級蘑菇形流體振蕩器(如在圖12A和圖12B中所示)。振蕩噴霧336中優選的流動速率優選地在18psi下每個噴嘴為約200毫升/分鐘，以及噴射厚度(即，在橫向于噴射的扇形角平面的噴射平面內看到的厚度，如圖10和圖5B中所示)優選為約2度。通過由噴嘴330以這種方式瞄準的流體振蕩器產生的振蕩動作和大的液滴被發現非常迅速地潤濕鏡頭表面322，并提供動力學的沖擊作用，其被發現作為橫向離開鏡頭表面222的流動流出物的一部分沖擊、溶解和推動碎屑(未示出，但類似碎屑223)。

可選地，第一橫向偏移的清洗噴嘴330配置成為非振蕩剪切噴嘴，其配置成產生基本上扁平的扇形噴射，其具有選定的噴射扇形角(例如，在15度至120度的范圍內選定的45度或其它角度)。備選地，第一橫向偏移的清洗噴嘴33可配置成非振蕩的蟲眼噴嘴，其配置成產生至少一個基本上為實心的流體射流(即，不具有扇形角的基本上實心的流體流)。

優選地，第一橫向偏移的清洗噴嘴330配置成從約15毫米的第一選定的橫向偏移距離(從噴嘴的喉部或出口到物鏡外表面222的中心，參見圖11)瞄準噴霧336。選定的橫向偏移距離優選在由10毫米和30毫米界定的范圍內，以便保持整個封裝盡可能緊湊。

在圖9至圖11中所示的實施例具有：攝像機312，其具有鏡頭322；噴嘴330，其安裝在遠側并將噴霧336幾乎平行于鏡頭322瞄準；和相關聯的托架(即，固定件311)，其是將噴嘴330相對于鏡頭(在橫向偏移和方位角上)從鏡頭的中心線和遠側或鏡頭上方保持在固定的位置所必需的。當設計該攝像機清潔系統和封裝時考慮幾個變量，包括：安裝方法、封裝空間、視野(FOV)的考慮和緩解不利的系統影響。依次論述各個變量：

用于噴嘴330與攝像機312的一種優選的安裝或者附接方法是直接位于攝像機模塊殼體或主體上。該安裝位置確保不管攝像機移動到哪，從噴嘴噴出的流體總是朝向鏡頭表面的中心在正確的位置瞄準。獨立于攝像機安裝的噴嘴可能會經受額外的公差堆疊，并且變得瞄不準。但是當然應理解的是將有一些攝像機設計，其不允許直接附接并且將需要分開的安裝方案。上述的良好的噴嘴放置的基本內容都是一樣的，而不管附接方法。

通常情況下，由于封裝和視線目的，車輛(例如，8)中的攝像機(例如，312)的位置被限制到某些特定區域。遺憾的是，對于攝像機清洗噴嘴封裝而言，最好的車輛面板外部位置也往往對于其它組件同樣有利：如對于提升門拉手或照明組件同樣有利。其結果是，這些車輛面板外部位置具有非常緊密的封裝約束，推動了對于非常小的噴嘴和攝像機到噴嘴的緊密包封的需求。

應當理解的是，許多現有的攝像機具有從120度至170度的視野角度(例如，如由圖9至圖11中的徑向線所示)。對系統功能的一個主要的約束是不能有東西侵入到攝像機的顯示視野(例如，209A)內，使得使用者不被鏡頭清洗噴嘴330的外觀分心。從而，噴嘴(例如，230或330)應當被橫向定位，使得它不在攝像機的視野內。在本發明的所示實施例中，噴嘴(例如，230或330)從固定的幾乎并行于鏡頭的位置取向和瞄準，遠離攝像機的視野以及在攝像機視野的后面。由于攝像機的視野接近和超過180度，這將變得不可能。然而，應當指出的是通過這些大角度，在車輛內的其它組件將變得對于攝像機而言是可見的。那么這將有必要將噴嘴(例如，230或330)放置成使得它與車輛的其它特征對準，并且由此不會超出車輛外表面的特征映出輪廓(因此是“隱藏”在車輛外表面的特征的散亂排列內)，最小限度地侵入到攝像機的“清晰”視野。在圖9至圖11的實施例中，噴嘴330產生流體分布，使得在噴嘴頭變得對于攝像機而言可見之前，鏡頭全部或盡可能多地由流體覆蓋并以-1度至-20度左右(“瞄準角”)沖擊鏡頭。噴霧336幾乎平行沖擊到鏡頭322的另一個顯著優點是，流體完全參與到將碎屑推掉或橫向橫過鏡頭，而不是傾斜沖擊鏡頭或彈離鏡頭,如在通過更直接撞擊的更高瞄準角所經歷的那樣。隨著瞄準角度的增加，噴嘴必須將進一步向遠側和向上移動到視野內，并且從攝像機相距更遠，使得裝飾方面有吸引力的封裝變得困難。因此，噴嘴應保持在10度(向下到鏡頭的對準角)內，以保持裝飾封裝合理。

除了考慮瞄準角之外，到鏡頭中心的噴嘴距離(如圖11中所示)是重要的。噴嘴330越接近鏡頭322的中心，則流體分布(和噴射扇形角)必須更寬以覆蓋整個鏡頭。過度接近于鏡頭中心出于多種原因是令人反感的。首先，噴嘴簡單地太靠近攝像機機身，并且可物理地碰撞到它。其次，需要更寬的分布角(或噴射扇形角)以便得到良好的覆蓋。更寬的噴射扇形角在較大的鏡頭清潔區域上分布相對小的流體流動速率，這可能會導致對于不同的分布幾何形狀或更高的流動速率的需求。申請人已經發現通過一種有效的分布幾何形狀，橫向偏移距離優選在18毫米至28毫米之間。這種橫向偏移是近似的，因為瞄準角和噴嘴遠端的高度變化趨于使得幾何形狀復雜化。

將清潔系統(例如，310)添加到車輛系統可以多種方式來完成。它們可被系附到現有的系統內，如在SUV中的后部玻璃清潔，因此每當后部玻璃被清潔時攝像機也被清潔，而反之亦然。系統也可設計成使得按要求清潔，并且需要添加泵(例如292)和控制器或控制系統(例如，9B)，其編程為執行上述的方法步驟。然而，非常優選的是保持清洗流體儲器(例如，290)的相同數量和大小。第二儲器或流體瓶將被添加到車輛8是極不可能的，從而攝像機清洗噴嘴系統(例如，310)有可能被看作是相對于車輛整體性能的寄生系統。由于車輛的封裝一般不允許較大的清洗器儲器，任何攝像機清潔系統必須消耗盡可能少的流體以便具有對車輛整體性能的最小影響。

由于期望將把鏡頭清洗系統(例如，310)添加到車輛8的系統的整體效果最小化，小的流動速率對于噴嘴(例如，330)而言是優選的。一個實施例使用流體噴嘴，其具有在18PSI下為200+/-40毫升/分鐘的目標流動速率，這經證明在清潔鏡頭322中用上述封裝準則是非常有效的。考慮到這些流動和封裝方面，對于圖9至圖11的優選流體遞送幾何形狀實施例而言，選擇圖12A和圖12B的梯級蘑菇形回路。該流體回路(例如，具有梯級蘑菇形的片形件501)能夠以0.06毫米的梯級在寒冷的天氣條件下良好地執行，并針對200毫升/分鐘的流動速率而言允許以5mm×5mm的非常小的封裝以及對于噴霧336而言的50°的噴射扇形角。最重要的是，這樣的設計可保持最小0.014”的動力噴嘴尺寸，對于良好的抗堵塞性能而言這是需要的。小于上述的動力噴嘴在汽車的情況下有堵塞的風險。流體回路還設有內部過濾器(例如，過濾柱522)。此外，該回路設計允許小的相互作用區域331，大約3.3毫米×2.5毫米，有助于支持高達50度的扇形角并且仍保持處于目標封裝空間內。

鏡頭清洗器噴嘴組合件(例如，110、210、310、610，或對于低輪廓實施例而言的710、810和1010)優選包括作為噴嘴組合件的一部分的流體振蕩器，以及優選包括如在共同擁有的美國專利7267290中所述的梯級蘑菇形流體振蕩器，該美國專利的全部內容通過引用并入本文。再次參照圖12A和圖12B，鏡頭清洗器噴嘴流體振蕩器可選地配置成可移除的流體片形件501，其具有在片形件501的流體不可透過的表面和噴嘴組合件的接收片形件的內表面之間限定的振蕩腔室(如在圖10中的截面圖中可見)。再次參照圖10、圖12A和圖12B，具有如在噴嘴組合件310中配置的相互作用腔室331的流體振蕩器適于在較低的溫度下使用，因為排出流為流體液滴336的振蕩噴霧形式，并具有配置成加速加壓流體移動的一對動力噴嘴514，連接并允許加壓流體在其入口512和動力噴嘴514之間流動的流體通路，附接到噴嘴并且從噴嘴接收流動的相互作用腔室518，噴射從相互作用腔室排出的流體噴射出口520，以及用于增加來自動力噴嘴的流體流動的不穩定性的產生流動不穩定性的結構特征，其中該結構特征定位在選自于由在流體通路內或靠近動力噴嘴的位置所構成組的位置內。產生流動不穩定性的特征優選包括突起，其從所述流體通路的每個側壁506向內延伸，以便產生突起下游的流動分離區域，但也可包括在動力噴嘴514的底部的相對于該相互作用腔室的底部的高度升高的梯級524A，如圖12B中最佳可見。

現在轉到圖13A至圖13C，適于外部鏡頭清洗系統和噴嘴組合件610的另一實施例包括基本上為剛性的框座或瞄準固定件611，其具有遠側611D和近側611P。框座或固定件611配置成支撐圖像傳感器或攝像機612并約束攝像機的外部鏡頭朝向遠側暴露；外部鏡頭具有外鏡頭表面622，其具有鏡頭周邊以及從鏡頭表面222向遠側突出的鏡頭中央軸線650，其中鏡頭的視野被限定為向遠側突出的立體角(例如，截頭圓錐或棱錐，包括在顯示器209A中的視野)，其包括鏡頭中央軸線650且起始于鏡頭周邊內。清洗系統610包括至少一個第一噴嘴組合件，其配置成通過框座或瞄準固定件611支撐并朝向外部鏡頭622瞄準，以及第一噴嘴組合件包括流體入口642，其與從瞄準固定件的遠側611D向遠側突出的第一橫向偏移的清洗噴嘴630流體連通。噴嘴630配置成并且瞄準成將清洗流體以基本上平面的片層636朝向外部鏡頭表面622并橫過視野噴射，所述片層636具有選定厚度，其以約1°的第一選定的噴射瞄準角噴射(即，優選以角度在近側傾斜的平面中噴射)。選定的瞄準角度可相對于切向于鏡頭外表面622的平面在1度和20度之間的范圍內(如在圖13B、圖13C和圖5B中可見的那樣)。噴嘴630取向成從選定側噴射，這意味著它瞄準成沿著相對于在鏡頭周邊上的選定固定參考點或基準651的第一選定噴射方位角噴射。

優選地，鏡頭清洗噴嘴630包括第一流體振蕩器相互作用腔室631，其配置成對流動通過第一振蕩器腔室的加壓清洗流體的選擇性致動的流動進行操作，以產生流體液滴636的第一排出流動，以及第一噴嘴組合件的流體入口642接收加壓的清洗流體，并與第一相互作用腔室631處于流體連通，所述第一相互作用腔室631將加壓的清洗流體向遠側傳遞到所述第一橫向偏移的出口噴嘴630，其配置成將清洗流體從第一相互作用腔室排出并產生朝向外部鏡頭表面622并橫過視野瞄準的流體液滴636的第一振蕩噴霧。優選地，如上所述，該流體振蕩器配置成梯級蘑菇形流體振蕩器(如在圖12A和圖12B中所示)。優選的噴射流動速率在18psi下每個噴嘴為約200毫升/分鐘，以及噴射厚度(即，在橫向于噴射的扇形角平面的噴射平面內看到的厚度，如圖5B中所示)優選為約2度。通過由噴嘴630以這種方式瞄準的流體振蕩器產生的振蕩動作和大的液滴被發現非常迅速地潤濕鏡頭表面622，并提供動力學的沖擊作用，其被發現作為橫向離開鏡頭表面622的流動流出物的一部分沖擊、溶解和推動碎屑(例如，像223，未示出)。

可選地，橫向偏移清洗噴嘴630配置成為非振蕩剪切噴嘴，其配置成產生基本上扁平的扇形噴射，其具有選定的噴射扇形角(例如，在15度至120度的范圍內選定的45度或其它角度)。備選地，第一橫向偏移的清洗噴嘴可配置成非振蕩的蟲眼噴嘴，其配置成產生至少一個基本上為實心的流體射流(即，不具有扇形角的基本上實心的流體流)。

優選地，第一橫向偏移的清洗噴嘴630配置成從約15毫米的第一選定的橫向偏移距離(從噴嘴的喉部或出口到物鏡外表面622的中心)瞄準噴霧636。選定的橫向偏移距離優選在由10毫米和30毫米界定的范圍內，以便保持整個封裝盡可能緊湊。

圖13A至圖13C中所示的攝像機鏡頭清洗組合件610優選配置成集成的汽車攝像機模塊和噴嘴組合件，其中攝像機模塊612和瞄準的噴嘴組合件一體地封裝成單件整體模塊，其配置成用于組裝到車輛8內。流體基本上不可透過的攝像機模塊612被固定在框座或殼體611內，并具有內部，該內部配置成包封和瞄準具有物鏡和像素化的圖像傳感器陣列(例如，如18)的成像傳感器，其中框座或殼體611配置成支撐和瞄準攝像機模塊612。攝像機模塊612包括自包含和密封的模塊，其包封所述圖像傳感器陣列(例如，如18)和相關聯的圖像信號處理組件(例如，如圖1D中所示)，并且基本上密封成限制或基本上排除水侵入到攝像機模塊的內部體積內。攝像機模塊612和一體的殼體611配置成作為攝像機鏡頭和鏡頭清洗器單元610定位在車輛8處或固定到車輛8上。攝像機模塊612還包括電連接器670，當攝像機模塊殼體定位在車輛8處時，其適于導電地連接到車輛電連接器。攝像機模塊的電連接器延伸成可在近端672處接近以便當攝像機模塊定位在車輛8處時連接到車輛的電連接器(或車輛控制器9B)以及攝像機模塊612響應于車輛控制器9B以便處理由成像傳感器拍攝的視頻圖像。

也已經開發出更緊湊的低輪廓的實施例。例如，在圖14A和14B中示出本發明的鏡頭清洗系統的第一低輪廓的實施例。低輪廓噴嘴組合件710(優選)配置有低輪廓的共形殼體固定件711，其瞄準非常緊湊的橫向進料的反向蘑菇形流體振蕩器(具有3毫米左右的噴射軸線長度，其比先前的振蕩器約5毫米的長度更緊湊)。可遠程控制的系統和低輪廓的噴嘴組合件提供緊湊或軸向上短的流體振蕩器，其以很寬的扇形角產生高速噴射，因此可集成到緊湊的噴嘴組合件內，以便非常靠近鏡頭表面的外周放置，同時保持不在攝像機的視野內，以便提供非常緊湊和低輪廓的一體式攝像機和攝像機清洗噴嘴組合件封裝。緊湊的噴嘴也可配置有配置成產生扇形剪切射流的噴嘴。

低輪廓的外部鏡頭清洗系統和噴嘴組合件710包括共形的流體傳輸殼體和噴射瞄準固定件711，其具有遠側711D和近側711P。共形殼體固定件711配置成環繞并支撐圖像傳感器或攝像機712，并約束攝像機的外部鏡頭朝向遠側暴露；外部鏡頭具有外部鏡頭表面722，其具有鏡頭周邊以及從鏡頭表面722向遠側突出的鏡頭中央軸線750，其中鏡頭的視野被限定為向遠側突出的立體角(例如，截頭圓錐或棱錐，包括在顯示器209A中的視野)，其包括鏡頭中央軸線750且起始于鏡頭周邊內。清洗系統710包括至少一個第一噴嘴組合件，其配置成通過瞄準固定件711的噴嘴頭730支撐并朝向外部鏡頭722瞄準，以及第一噴嘴組合件包括流體入口742，其與從瞄準固定件的遠側711D向遠側突出的第一橫向偏移的清洗噴嘴頭730流體連通。噴嘴頭730配置成并且瞄準成將清洗流體以基本上平面的片層736朝向外部鏡頭表面722并橫過視野噴射，所述片層736具有選定厚度，其以約1°的第一選定的噴射瞄準角噴射(即，優選以角度在近側傾斜的平面中噴射)。選定的瞄準角度可相對于切向于鏡頭外表面722的平面在1度至20度之間的范圍內(如在圖14B中可見的那樣)。噴嘴頭730取向成從選定側噴射，這意味著它瞄準成沿著相對于在鏡頭周邊上的選定固定參考點或基準751的第一選定噴射方位角噴射。換言之，向遠側突出的噴嘴頭730定位在旁邊并瞄準成沿著在遠側物鏡表面722的中心處瞄準的橫向噴射軸線噴射，所以從噴嘴頭733的噴射軸線優選瞄準成與鏡頭軸線750相交以及該噴射在參考點或基準751處越過鏡頭周邊邊緣。

優選地，低輪廓鏡頭清洗噴嘴頭730包括第一流體振蕩器相互作用腔室，其配置成對流動通過第一振蕩器腔室的加壓清洗流體的選擇性致動的流動進行操作，以產生流體液滴736的第一排出流動，以及第一噴嘴組合件的流體入口742接收加壓的清洗流體并與第一相互作用腔室處于流體連通，所述第一相互作用腔室將加壓的清洗流體向遠側傳遞到所述第一橫向偏移的出口噴嘴頭730，其配置成將清洗流體從第一相互作用腔室排出并產生朝向外部鏡頭表面722并橫過視野瞄準的流體液滴736的第一振蕩噴霧。優選地，如上所述，該流體振蕩器配置成緊湊的橫向進料的反向蘑菇形流體振蕩器(如在圖18B中所示)。優選的噴射流動速率在18psi下每個噴嘴為約200毫升/分鐘，以及噴射厚度(即，在橫向于噴射的扇形角平面的噴射平面內看到的厚度，如圖5B中所示)優選為約2度。通過由噴嘴730瞄準的流體振蕩器產生的振蕩動作和大的液滴被發現非常迅速地潤濕鏡頭表面722，并提供動力學的沖擊作用，其被發現作為橫向離開鏡頭表面722的流動流出物的一部分沖擊、溶解和推動碎屑(例如，像223，未示出)。

可選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴頭730配置成為非振蕩剪切噴嘴，其配置成產生基本上扁平的扇形噴射，由于與鏡頭的周邊邊緣非常緊密地接近，其具有選定的寬噴射扇形角(例如，90度)。備選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴頭730可配置成非振蕩的蟲眼噴嘴，其配置成產生至少一個基本上為實心的流體射流(即，不具有扇形角的基本上實心的流體流)。

優選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴頭730配置成從約3毫米的第一選定的橫向偏移距離(從噴嘴的喉部或出口到物鏡外表面722的最近的周邊邊緣751)瞄準噴霧736。選定的橫向偏移距離優選在由2毫米和10毫米界定的范圍內，以便保持整個封裝盡可能緊湊。

在圖14A至圖14B中所示的低輪廓(low-profile)攝像機鏡頭清洗組合件710優選配置成集成的汽車攝像機模塊和噴嘴組合件，其中攝像機模塊712和瞄準的噴嘴組合件一體地封裝成單件整體模塊，其配置成用于組裝到車輛8內。流體基本上不可透過的攝像機模塊712具有圓柱形的突起，其被環繞和固定到低輪廓的共形殼體固定件711內，并具有內部，該內部配置成包封和瞄準具有物鏡和像素化的圖像傳感器陣列(例如，如18)的成像傳感器，其中框座或低輪廓的共形殼體固定件711配置成支撐和瞄準攝像機模塊712。攝像機模塊712包括自包含和密封的模塊，其包封所述圖像傳感器陣列(例如，如18)和相關聯的圖像信號處理組件(例如，如圖1D中所示)，并且基本上密封成限制或基本上排除水侵入到攝像機模塊的內部體積內。攝像機模塊712和低輪廓的一體的殼體711配置成作為攝像機鏡頭和鏡頭清洗器單元710定位在車輛8處或固定到車輛8上。攝像機模塊712還包括電連接器770，當攝像機模塊殼體定位在車輛8處時，其適于導電地連接到車輛電連接器。攝像機模塊電連接器延伸成可在近端處接近以便當攝像機模塊定位在車輛8處時連接到車輛的電連接器(或車輛控制器9B)以及攝像機模塊712響應于車輛控制器9B以便處理由成像傳感器拍攝的視頻圖像。

現在轉到本發明的鏡頭清洗系統的另一低輪廓實施例。圖15A至圖15E示出低輪廓的噴嘴組合件810，其(優選)配置有低輪廓的共形殼體固定件811，其瞄準非常緊湊的橫向進料的反向蘑菇形流體振蕩器(具有3毫米左右的噴射軸線長度，其比先前振蕩器約5毫米的長度更緊湊)。可遠程控制的系統和低輪廓的噴嘴組合件提供緊湊或軸向上短的流體振蕩器，其以很寬的扇形角產生高速噴射，因此可集成到緊湊的噴嘴組合件內，以便非常靠近鏡頭表面的外周放置，同時保持不在攝像機的視野內，以便提供非常緊湊和低輪廓的一體式攝像機和攝像機清洗噴嘴組合件封裝。緊湊的噴嘴也可配置有配置成產生扇形剪切射流的噴嘴。

低輪廓的外部鏡頭清洗系統和噴嘴組合件810包括共形的流體傳輸殼體和噴射瞄準固定件811，其具有遠側811D和近側811P。共形殼體固定件811配置成環繞并支撐圖像傳感器或攝像機812(或712)，并約束攝像機的外部鏡頭朝向遠側暴露；外部鏡頭具有外部鏡頭表面822，其具有鏡頭周邊以及從鏡頭表面822向遠側突出的鏡頭中央軸線850，其中鏡頭的視野被限定為向遠側突出的立體角(例如，截頭圓錐或棱錐，包括在顯示器209A中的視野)，其包括鏡頭中央軸線850且起始于鏡頭周邊內。清洗系統810包括至少一個第一噴嘴組合件，其配置成通過低輪廓的共形殼體固定件811支撐并朝向外部鏡頭822瞄準，低輪廓的共形殼體固定件811限定封閉的內部流體傳輸管道或內腔，其在流體入口842和從瞄準固定件的遠側811D向遠側突出的橫向偏移、向內瞄準的清洗噴嘴頭830之間提供不受阻礙的連續流體連通(參見圖15E)。環形的共形殼體固定件811優選由塑料制成并帶有在近側表面811P和攝像機殼體之間的環形彈性體或橡膠密封。

噴嘴頭830配置成并且瞄準成將清洗流體以基本上平面的片層836朝向外部鏡頭表面822并橫過視野噴射，所述片層836具有選定厚度，其以約1°的第一選定的噴射瞄準角噴射(即，優選以角度在近側傾斜的平面中噴射)。選定的瞄準角度可相對于切向于鏡頭外表面822的平面在1度和20度之間的范圍內(如在圖15B中可見的那樣)。噴嘴頭830取向成從選定側噴射，這意味著它瞄準成沿著相對于在鏡頭周邊上的選定固定參考點或基準851的第一選定噴射方位角噴射。換言之，向遠側突出的噴嘴頭830定位在旁邊并瞄準成沿著在遠側物鏡表面822的中心處瞄準的橫向噴射軸線噴射，所以從噴嘴頭833的噴射軸線優選瞄準成與鏡頭軸線850相交以及該噴射在參考點或基準851處越過鏡頭周邊邊緣。

優選地，低輪廓的鏡頭清洗噴嘴頭830包括第一流體振蕩器相互作用腔室，其配置成對流動通過第一振蕩器腔室的加壓清洗流體的選擇性致動的流動進行操作，以產生流體液滴836的第一排出流動，以及第一噴嘴組合件的流體入口842接收加壓的清洗流體并與第一相互作用腔室處于流體連通，所述第一相互作用腔室將加壓的清洗流體向遠側傳遞到所述第一橫向偏移的出口噴嘴頭830，其配置成將清洗流體從第一相互作用腔室排出并產生朝向外部鏡頭表面822并橫過視野瞄準的流體液滴836的第一振蕩噴霧。可選地，如上所述，該流體振蕩器配置成緊湊的橫向進料的反向蘑菇形流體振蕩器(如在圖18B中所示)。優選的噴射流動速率在18psi下每個噴嘴為約200毫升/分鐘，以及噴射厚度(即，在橫向于噴射的扇形角平面的噴射平面內看到的厚度，如圖5B中所示)優選為約2度。通過由噴嘴830瞄準的流體振蕩器產生的振蕩動作和大的液滴被發現非常迅速地潤濕鏡頭表面822，并提供動力學的沖擊作用，其被發現作為橫向離開鏡頭表面822的流動流出物的一部分沖擊、溶解和推動碎屑(例如，像223，未示出)。

可選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴頭830配置成為非振蕩剪切噴嘴，其配置成產生基本上扁平的扇形噴射，由于與鏡頭的周邊邊緣非常緊密地接近，其具有選定的寬噴射扇形角(例如，90度)。備選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴頭830可配置成非振蕩的蟲眼噴嘴，其配置成產生至少一個基本上為實心的流體射流(即，不具有扇形角的基本上實心的流體流)。

優選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴頭830配置成從約3毫米的第一選定的橫向偏移距離(從噴嘴的喉部或出口到物鏡外表面822的最近的周邊邊緣851)瞄準噴霧836。選定的橫向偏移距離優選在由2毫米和10毫米界定的范圍內，以便保持整個封裝盡可能緊湊。

在圖15A至圖15E中所示的低輪廓攝像機鏡頭清洗組合件810優選配置成集成的汽車攝像機模塊和噴嘴組合件，其中攝像機模塊812和瞄準的噴嘴組合件一體地封裝成單件整體模塊，其配置成用于組裝到車輛8內。流體基本上不可透過的攝像機模塊812具有圓柱形的突起，其被環繞和固定到低輪廓的共形殼體固定件811內，并具有內部，該內部配置成包封和瞄準具有物鏡和像素化的圖像傳感器陣列(例如，如18)的成像傳感器，其中框座或低輪廓的共形殼體固定件811配置成支撐和瞄準攝像機模塊812。攝像機模塊812包括自包含和密封的模塊，其包封所述圖像傳感器陣列(例如，如18)和相關聯的圖像信號處理組件(例如，如圖1D中所示)，并且基本上密封成限制或基本上排除水侵入到攝像機模塊的內部體積內。攝像機模塊812和低輪廓的一體的殼體811配置成作為攝像機鏡頭和鏡頭清洗器單元810定位在車輛8處或固定到車輛8上。攝像機模塊812還包括電連接器870，當攝像機模塊殼體定位在車輛8處時，其適于導電地連接到車輛電連接器。攝像機模塊電連接器延伸成可在近端處接近以便當攝像機模塊定位在車輛8處時連接到車輛的電連接器(或車輛控制器9B)以及攝像機模塊812響應于車輛控制器9B以便處理由成像傳感器拍攝的視頻圖像。

在圖16A至圖16B中示出低輪廓的共形殼體固定件911的另一個實施例。低輪廓的共形殼體固定件911也可集成到緊湊的噴嘴組合件內以便非常靠近鏡頭表面的外周(例如，722、822)放置，同時保持不在攝像機的視野內，以便提供非常緊湊和低輪廓的一體式攝像機和攝像機清洗噴嘴組合件封裝。

共形的流體傳輸殼體和噴射瞄準固定件911具有遠側811D和近側811P并且配置成部分地環繞并支撐圖像傳感器或攝像機(812或712)，并約束攝像機的外部鏡頭朝向遠側暴露。具有低輪廓的共形殼體固定件911的鏡頭清洗系統(例如，如810或710)包括至少一個第一噴嘴組合件930，其配置成通過由剛性的低輪廓的共形殼體固定件811支撐并朝向外部鏡頭表面(例如，822)瞄準，低輪廓的共形殼體固定件811限定流體傳輸管道或內腔，其在流體入口942和從瞄準固定件的遠側811D向遠側突出的橫向偏移、向內瞄準的清洗噴嘴930之間提供不受阻礙的連續流體連通(參見圖16B)。噴嘴頭930配置成并且瞄準成將清洗流體以基本上平面的片層(未示出)朝向外部鏡頭表面并橫過視野噴射，所述片層具有選定厚度，其以約1°的第一選定的噴射瞄準角噴射(即，優選以角度在近側傾斜的平面中噴射)。選定的瞄準角度可相對于切向于鏡頭外表面的平面在1度和20度之間的范圍內。噴嘴930取向成從選定側噴射，這意味著它瞄準成沿著相對于在鏡頭周邊上的選定固定參考點或基準的第一選定噴射方位角噴射。

優選地，低輪廓鏡頭清洗噴嘴頭930包括第一流體振蕩器相互作用腔室，其配置成對流動通過第一振蕩器腔室的加壓清洗流體的選擇性致動的流動進行操作，以產生流體液滴(例如，像836)的第一排出流動，以及共形殼體固定件流體入口942接收加壓的清洗流體，并與第一相互作用腔室處于流體連通，所述第一相互作用腔室將加壓的清洗流體向遠側傳遞到所述第一橫向偏移的出口噴嘴頭930，其配置成將清洗流體從第一相互作用腔室排出并產生朝向外部鏡頭表面并橫過視野瞄準的流體液滴的第一振蕩噴霧。可選地，如上所述，該流體振蕩器配置成緊湊的橫向進料反向蘑菇形流體振蕩器(如在圖18B中所示)。優選的噴射流動速率在18psi下每個噴嘴為約200毫升/分鐘，以及噴射厚度(即，在橫向于噴射的扇形角平面的噴射平面內看到的厚度，如圖5B中所示)優選為約2度。通過由噴嘴頭930以這種方式瞄準的流體振蕩器產生的振蕩動作和大的液滴被發現非常迅速地潤濕鏡頭表面，并提供動力學的沖擊作用，其被發現作為橫向離開鏡頭表面的流動流出物的一部分沖擊、溶解和推動碎屑(例如，像223，未示出)。

可選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴頭930配置成為非振蕩剪切噴嘴，其配置成產生基本上扁平的扇形噴射，由于與鏡頭的周邊邊緣非常緊密地接近，其具有選定的寬噴射扇形角(例如，90度)。備選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴930可配置成非振蕩的蟲眼噴嘴，其配置成產生至少一個基本上為實心的流體射流(即，不具有扇形角的基本上實心的流體流)。

優選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴頭930配置成從約3毫米的第一選定的橫向偏移距離(從噴嘴的喉部或出口到物鏡外表面(例如，722)的最近的周邊邊緣(例如，751))瞄準噴射。選定的橫向偏移距離優選在由2毫米和10毫米界定的范圍內，以便保持整個封裝盡可能緊湊。

圖17示出低輪廓的攝像機清洗系統(例如，810或710)，其具有隱藏在汽車的外部裝飾件920內的噴嘴頭830，外部裝飾件920具有緊密圍繞攝像機鏡頭表面822配合的基本為圓形的孔。外部裝飾件具有不顯眼的凸起或泡罩，其完全覆蓋并基本上遮住噴嘴頭830，同時允許橫向噴霧836從噴嘴頭830以完全不受阻礙的流動射出，其中任何積聚的碎屑或污物將從鏡頭表面822清洗掉并越過外部裝飾件920的外部的朝外的下游表面930。

在圖18A至圖18F中示出本發明的鏡頭清洗系統的另一低輪廓實施例。低輪廓的噴嘴組合件1010(優選)配置有低輪廓的共形殼體固定件1011，其瞄準非常緊湊的橫向進料的反向蘑菇形流體振蕩器1200(如圖18B和圖18D至圖18F中所示具有3毫米左右的噴射軸線長度1210，其比以前振蕩器約5毫米的長度更緊湊(例如，參見圖18A))。低輪廓的噴嘴頭1030包括向遠側突出的凸臺1030，因為緊湊的或軸向上短的流體振蕩器1200以很寬的扇形角(例如，90度或更大)產生高速噴霧1036，因此凸臺1030鄰近鏡頭表面1022的周邊邊緣，以提供非常緊湊和低輪廓的一體式攝像機和攝像機清洗噴嘴組合件的封裝。低輪廓噴嘴頭1030還可配置成產生扇形剪切射流。

低輪廓的外部鏡頭清洗系統和噴嘴組合件1010包括共形的流體傳輸殼體和噴射瞄準固定件1011，其具有遠側1011D和近側1011P。共形殼體固定件1011配置成環繞并支撐圖像傳感器或攝像機1012(或712或812)，并約束攝像機的外部鏡頭朝向遠側暴露；外部鏡頭具有外部鏡頭表面1022，其具有鏡頭周邊以及從鏡頭表面1022向遠側突出的鏡頭中央軸線1050，其中鏡頭的視野被限定為向遠側突出的立體角(例如，截頭圓錐或棱錐，包括在顯示器209A中的視野)，其包括鏡頭中央軸線1050且起始于鏡頭周邊內。清洗系統1010包括至少一個第一噴嘴組合件，其配置成通過低輪廓的共形殼體固定件1011支撐并朝向外部鏡頭1022瞄準，低輪廓的共形殼體固定件1011限定封閉的在上部和下部水平內的內部流體傳輸管道或內腔，以便在流體入口1042和噴嘴頭1030之間提供不受阻礙的連續流體連通，所述噴嘴頭1030可選地包括配置成與流體回路插入件1200配合的空腔1011C。更具體地，噴嘴頭1030配置為向上或向遠側突出的凸臺或壁段，其從瞄準固定件的遠側1011D向遠側突出(參見圖18D和圖18F)。環形的共形殼體固定件1011優選由塑料制成并可選地帶有在近側表面1011P和攝像機殼體之間的環形彈性體或橡膠密封。

噴嘴1030配置成并且瞄準成將清洗流體以基本上平面的片層1036朝向外部鏡頭表面1022并橫過視野噴射，所述片層1036具有選定厚度，其以約1°的第一選定的噴射瞄準角噴射(即，優選以角度在近側傾斜的平面中噴射)。選定的瞄準角度可相對于切向于鏡頭外表面1022的平面在1度和20度之間的范圍內(如在圖18D中可見的那樣)。噴嘴1030取向成從選定側噴射，這意味著它瞄準成沿著相對于在鏡頭周邊上的選定固定參考點或基準1051的第一選定噴射方位角噴射。向遠側突出的噴嘴頭1030定位在旁邊并瞄準成沿著在遠側物鏡表面1022的中心處瞄準的橫向噴射軸線噴射，所以從噴嘴頭1033的噴射軸線優選瞄準成與鏡頭軸線1050相交以及該噴射在參考點或基準1051處越過鏡頭周邊邊緣。

優選地，低輪廓的鏡頭清洗噴嘴流體回路1200包括第一流體振蕩器相互作用腔室1220，其配置成對流動通過第一振蕩器腔室1220的加壓清洗流體的選擇性致動的流動進行操作，以產生流體液滴1036的第一排出流動，以及共形殼體的流體入口1042接收加壓的清洗流體并與第一相互作用腔室1220處于流體連通，所述第一相互作用腔室1220將加壓的清洗流體向遠側傳遞到所述第一橫向偏移的出口噴嘴1030，其配置成將清洗流體從第一相互作用腔室1220排出并產生朝向外部鏡頭表面1022并橫過視野瞄準的流體液滴1036的第一振蕩噴霧。優選地，該流體振蕩器1200配置成緊湊的橫向進料的反向蘑菇形流體振蕩器(如在圖18B至圖18F中所示)。優選的噴射流動速率在18psi下每個噴嘴為約200毫升/分鐘，以及噴射厚度(即，在橫向于噴射的扇形角平面的噴射平面內看到的厚度，如圖5B中所示)優選為約2度。通過由噴嘴1030以這種方式瞄準的流體振蕩器產生的振蕩動作和大的液滴被發現非常迅速地潤濕鏡頭表面1022，并提供動力學的沖擊作用，其被發現作為橫向離開鏡頭表面1022的流動流出物的一部分沖擊、溶解和推動碎屑(例如，像223，未示出)。

可選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴頭1030配置成為非振蕩剪切噴嘴，其配置成產生基本上扁平的扇形噴射，由于與鏡頭的周邊邊緣非常緊密地接近，其具有選定的寬噴射扇形角(例如，90度)。備選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴頭1030可配置成非振蕩的蟲眼噴嘴，其配置成產生至少一個基本上為實心的流體射流(即，不具有扇形角的基本上實心的流體流)。

優選地，橫向偏移的低輪廓的清洗噴嘴頭1030配置成從約3毫米的第一選定的橫向偏移距離(從噴嘴的喉部或出口到物鏡外表面1022的最近的周邊邊緣1051)瞄準噴霧1036。選定的橫向偏移距離優選在由2毫米和10毫米界定的范圍內，以便保持整個封裝盡可能緊湊。

在圖18A至圖18F中所示的攝像機鏡頭清洗組合件1010優選配置成集成的汽車攝像機模塊和噴嘴組合件，其中攝像機模塊1012和瞄準的噴嘴組合件一體地封裝成單件整體模塊，其配置成用于組裝到車輛8內。流體基本上不可透過的攝像機模塊1012具有圓柱形的突起，其被環繞和固定到低輪廓的共形殼體固定件1011內，并具有內部，該內部配置成包封和瞄準具有物鏡和像素化的圖像傳感器陣列(例如，如18)的成像傳感器，其中框座或低輪廓的共形殼體固定件1011配置成支撐和瞄準攝像機模塊1012。

攝像機模塊1012包括自包含和密封的模塊，其包封所述圖像傳感器陣列(例如，如18)和相關聯的圖像信號處理組件(例如，如圖1D中所示)，并且基本上密封成限制或基本上排除水侵入到攝像機模塊的內部體積內。攝像機模塊1012和低輪廓的一體的殼體1011配置成作為攝像機鏡頭和鏡頭清洗器單元1010定位在車輛8處或固定到車輛8上。攝像機模塊1012還包括電連接器1070，當攝像機模塊殼體定位在車輛8處時，其適于導電地連接到車輛電連接器。攝像機模塊電連接器延伸成可在近端處接近以便當攝像機模塊定位在車輛8處時連接到車輛的電連接器(或車輛控制器9B)以及攝像機模塊1012響應于車輛控制器9B以便處理由成像傳感器拍攝的視頻圖像。

根據本發明(例如參見圖18C至圖18F)，緊湊的在視覺上不顯眼的低輪廓圖像傳感器鏡頭清洗系統1010包括第一橫向偏移的噴嘴，其被供應以清洗流體且由共形的流體傳輸殼體1011物理地支撐和瞄準。向遠側突出的圖像傳感器的物鏡結構具有圓柱形的側壁，以及物鏡表面1022的周邊邊緣是圓形的。緊湊的流體回路振蕩噴射器頭1030配置成產生清洗流體液滴1036的寬扇形的振蕩橫向噴射，其橫過圖像傳感器的朝外或外表面1022噴射。對于圓形的物鏡表面而言，共形的流體傳輸管道配置成為圓環形的構件或圓周弧段形的構件1011，其包封限定流體流動通道的內部內腔1011L。環形或弧形的共形流體傳輸管道配置成壓配合到或粘接到所述圖像傳感器的向遠側突出的鏡頭構件的圓柱形側壁，鄰近所述鏡頭構件的自由遠端或物鏡端。低輪廓噴嘴組合件的環形或弧形的共形流體傳輸管道或低輪廓的共形殼體固定件1011包括與橫向偏移的清洗噴嘴頭1030流體連通的流體入口1042和向遠側突出的凸臺1011B，所述凸臺1011B支撐并瞄準流體振蕩器1200以便將以選定的淺瞄準角朝向外部物鏡表面1022并橫過圖像傳感器的視野引導噴霧1036。

優選地，低輪廓的噴嘴組合件的流體振蕩器插入件或片形件1200具有相對的第一橫向入口或流體進料部1222和第二橫向入口或流體進料部1224，其配置成對流入振蕩器的相互作用腔室1220內的加壓清洗流體的選擇性致動的流動進行操作，以便產生內部振蕩并射出流體液滴1036的橫向突出的排出流動。噴嘴組合件的共形流體傳輸殼體1011限定大致剛性的殼體其具有空腔或凹窩1011C，所述空腔或凹窩1011C配置成接收沿著噴射扇形軸線的中心觀察由前到后非常短的流體插入件或片形件1200，其與流體回路插入件1200的對稱中心軸線1290共軸。

噴嘴頭1030以兩部件式配置示出。共形流體傳輸殼體1011具有向上突出的凸臺1011B，其限定大致剛性封殼的最遠側部分，所述封殼具有空腔1011C或凹窩，其構成兩個主要噴嘴件中的一個。流體插入件或片形件1200構成兩個主要噴嘴件中的另一個。共形殼體1011具有在空腔1011C中限定的大致平坦的、平面的底部表面，其終止于殼體的向遠側突出的凸臺1011B的向內或面向鏡頭的側表面內的寬的、通常為矩形的開口(參照圖18F)。在內部，流體傳輸內腔1011L具有與共形殼體的內腔1011L流體連通的第一流體分支和第二流體分支，在凸臺1011B內升高的第一流體分支和第二流體分支限定橫向延伸的左側動力噴嘴供應通道或內腔和右側動力噴嘴供應通道或內腔，其終止于空腔1011C中的左右側壁表面中的相對的左開口和右開口。第一動力噴嘴和第二動力噴嘴供應內腔與在空腔1011C內限定的內部體積連通，并且當加壓的流體被泵入到并通過左動力噴嘴供應通道和右動力噴嘴供應通道時，流體通過左右側壁表面中的相對的左開口和右開口流入空腔1011C內。限定殼體和空腔1011C的共形流體傳輸管道構件1011配置成接收在入口1042上的管或軟管或可配置由將加壓流體傳輸到殼體空腔1011C內的其它裝置。

該流體插入件或片形件1200是大致平坦的構件，其適于被迫入或壓入到殼體的空腔1011C內，且通過由殼體空腔壁在插入件上施加的壓力而牢固地保持在其中。為此目的，殼體從其制成的材料是固體塑料，其在壓力下略微變形。空腔具有頂壁和底壁，所述頂壁和底壁間隔開距離，所述距離基本上等于在插入件頂表面和底表面之間的插入件1200的厚度。可選地，底部表面可能會略微成弓形，使得插入件沿著其中部稍厚。插入件的側壁也同樣地間隔開距離，所述距離基本上等于在其左側和右側或橫向邊緣之間插入件的寬度。在一個優選的實施例中，流體回路插入件1200可比空腔1011C寬一英寸的千分之幾。插入件和空腔可沿其長度逐漸變細，在前端部更寬以及朝向后端逐漸變窄。錐度可以是逐漸的，或者可以朝向彼此稍微成角度的多個離散部段來實現。

流體振蕩器在插入件1200中限定為在頂部表面中的多個凹入部分。具體地，振蕩器包括相對的左側動力噴嘴文丘里管形通道1222和右側動力噴嘴文丘里管形通道1224，其朝向相互作用區域1220的中心向內指向。相互作用區域的前端終止于出口喉部或孔口1230，其與所述流體的中心軸線1290對準，并且噴霧模式1036優選關于該軸線1290對稱。所有的流體特征被限定為進入到插入件或片形件的頂表面內的具有相同或不同深度的凹部。當流體插入件1200完全插入到所述殼體的槽或空腔1011C內時，殼體的第一橫向延伸的通道或內腔和第二橫向延伸的通道或內腔限定在左側和右側側壁表面之間的相對的左側開口和右側開口，并且這些左側側壁開口和右側側壁開口與插入件的相對的左側動力噴嘴文丘里管形通道1222和右側動力噴嘴文丘里管形通道1224對準并與其連通，使得流入到共形的流體傳輸管道1011L內并進入到殼體空腔的左側側壁開口和右側側壁開口內的水在相反的流體流動方向上流入到相應的相對的左側動力噴嘴通道1222和右側動力噴嘴通道1224內并進入到相互作用腔室內，以便在其中產生振蕩旋渦。以這種方式，加壓流體傳輸通過共形殼體的內部內腔1011L并傳輸到相對的第一動力噴嘴1222和第二動力噴嘴1224，使得產生振蕩以及流體射流來回掃掠，并且以便產生通過出口孔口1230排出的所需噴霧1036。當流體插入件1230被壓入或推入到空腔1011C內時，空腔的側壁略微伸展并依次沿著插入件的中部施加較高的壓力。形成在插入件的頂表面中的振蕩器基本上定中在插入件的邊緣之間并且非常緊密地密封抵靠所述空腔1011C的內壁，使得在插入件的表面中或在空腔的表面中形成的流體振蕩器可僅通過由壓配合接合所施加的壓力完全密封。

應當指出的是，雖然示出為基本上是平面的，但是空腔1011C和流體插入件1200可以是弧形的、有角度的或以其它方式配置的，這取決于所需的殼體形狀和噴射模式。類似地，振蕩器通道可在插入件的頂表面和底表面兩者中限定(例如參見，雙面的、折疊的梯級蘑菇形流體回路插入件1300，圖20A和圖20B)或限定在空腔1011C的頂壁和底壁中。唯一的限制是流體振蕩器，不管它限定在哪一個或哪些個表面內，都通過由壓配合在殼體的空腔(例如1011C)內產生的壓力而由抵靠的一個或多個表面密封。

當低輪廓的噴嘴組合件1010在使用時，加壓的清洗流體流入到相對的第一橫向流體入口和第二橫向流體入口內，然后進入到相互作用腔室內，所述相互作用腔室將加壓的清洗流體向遠側傳遞到出口孔口1230，其配置成協助瞄準成將清洗流體從相互作用腔室噴射或排出并產生朝向外部物鏡表面1022并橫過圖像傳感器視野瞄準的高速流體液滴1036的振蕩噴霧。如上所述，所示的流體振蕩器1200配置成為緊湊的橫向進料的反向蘑菇形振蕩回路(具有約3毫米的沿著軸線1290的長度，例如它比先前振蕩器的約5毫米的長度更為緊湊得多(例如，如圖18A中所示)。

本發明的集成的、緊湊的、低輪廓的噴嘴組合件產生具有很寬扇形角的所需高速噴霧1036，以便理想地良好地適于集成到非常小的、不顯眼的和緊湊的噴嘴組合件(例如，1010)內，以便非常靠近鏡頭表面的周邊放置，同時保持不在攝像機的視野內，以提供低輪廓的一體式攝像機和攝像機清洗噴嘴組合件的封裝，如圖19中所示，其示出低輪廓的攝像機清洗系統，其具有噴嘴頭1030，所述噴嘴頭1030基本隱藏或隱蔽在汽車外部裝飾件1420內，汽車外部裝飾件1420具有圍繞攝像機鏡頭表面1022緊密配合的大致圓形的孔。外部裝飾件1420具有不顯眼的隆起或泡罩，其完全覆蓋并基本上隱蔽向遠側突出的凸臺1011B和噴霧1036從其噴出的噴嘴孔口1230，同時允許橫向噴射以完全不受阻礙的流動從噴嘴射出，其中任何積聚的碎屑或污物將從鏡頭表面1022清洗掉并越過外部裝飾件1420的外部的朝外的下游表面1430。

現在轉到雙面橫向進料的蘑菇形流體回路插入件1300，圖20A和20B示出一個替代實施例，其與圖18C至圖18F的低輪廓的噴嘴組合件1030的稍微不同之處在于它以類似于圖12A和圖12B中所示的梯級蘑菇形流體振蕩器插入件501操作的方式進行操作，所以雙面橫向進料的蘑菇形流體回路插入件1300專門開發用于使得能夠開發低輪廓的鏡頭清洗器系統(例如，710、810或1010)以便不顯眼地安裝到車輛8上，并且如前述那樣，小的流動速率對于低輪廓的噴嘴(例如，730、830、1030)而言是優選的。一個實施例使用流體噴嘴，其具有在18PSI下為200+/-40毫升/分鐘的目標流動速率，這表明在清潔鏡頭(例如，722、822或1022)中用上述低輪廓的封裝準則是非常有效的。考慮到這些流動和封裝方面，圖20A和圖20B的雙面橫向進料的蘑菇形流體回路插入件1300被確定為所需的流體插入件配置。該流體回路(例如，具有雙面的、折疊梯級蘑菇形的片形件1300)能夠以0.06毫米的梯級在寒冷的天氣條件下良好地執行，并針對200毫升/分鐘的流動速率而言允許小于5mm×5mm的非常小的封裝以及對于噴霧(例如，1036)而言的50°的噴射扇形角。最重要的是，這樣的設計可保持最小的0.014”的動力噴嘴內腔尺寸，對于良好的抗堵塞性能而言這是需要的。內腔寬度小于0.014”的動力噴嘴在汽車的情況下有噴射堵塞的風險。流體回路還可選地設有內部過濾器(例如，類似于片形件501中的過濾柱522，可選地放置在入口附近(例如，在底側通道段1326內))，或具有外部過濾器。此外，這種回路設計允許小的相互作用區域1320，有助于支持大的流體噴射扇形角并仍保持處于目標封裝空間內。

雙面橫向進料的蘑菇形流體回路插入件1300的流體動力學性能類似于如在共同擁有的美國專利7267290中所述的梯級蘑菇形流體振蕩器，該美國專利的全文通過引用并入本文。再次參照圖20A和圖20B，可移動的流體片形件1300具有與底表面1300B相反的頂表面1300T，以及當插入時將在片形件1300的流體不可透過的表面和噴嘴組合件殼體的片形件接收空腔的內表面(例如，1011C，如圖18F中可見)之間限定振蕩腔室1320。如根據上述的實施例，插入件的厚度(由頂表面1300T和底表面1300B之間的距離限定)基本上等于所述殼體空腔的側壁之間的間距，并且插入件的左右側壁也類似地間隔開距離，所述距離基本上等于在空腔的左側和右側或橫向邊緣之間的空腔開口的寬度。在一個優選的實施例中，插入件可比空腔寬一英寸的千分之幾。插入件和空腔可沿其長度逐漸變細，在前端部更寬以及朝向后端逐漸變窄。錐度可以是逐漸的，或者可以朝向彼此稍微成角度的多個離散部段來實現(例如，如圖20A和圖20B中所示)。

具有相互作用腔室1320的雙面橫向進料的蘑菇形流體回路插入件1300適于在較低溫度下使用以便排出為流體液滴(例如，1036)的振蕩噴霧形式的流動，并具有一對動力噴嘴1314L和1314R，其具有選定的寬度和深度以便旨在將加壓流體加速到相互作用腔室1320內，相互作用腔室1320從動力噴嘴接收流動，并從出口孔口1330射出定中在噴射軸線1390上的流體噴射。

使用雙面橫向進料的蘑菇形流體回路插入件1300的低輪廓的噴嘴組合件(例如，710、810、1010)具有共形的殼體(例如，1010)，其具有空腔(例如，1010C)，所述空腔從側面接收流體，所述流體沿著空腔的底表面向內流動到插入件的左側通道和右側通道內，所述通道限定左側入口內腔1322和右側入口內腔1324，如在底表面1300B中所限定的那樣(在圖20B中可見)，并且流體從入口內腔1322、1324流入到并通過底側流體通道入口段1326，然后向上經由在殼體的空腔(未示出)內限定的通道越過插入件的后部邊緣1300B，以便沿著在插入件1300的頂表面1300T中限定的特征向遠側或向前方流動，并且通過流動通過流體通道入口段1326并向上流動而進入相互作用腔室1320。在適于流體回路插入件1300的共形殼體中的空腔因此具有允許在插入件1300后面的這種流動的通道或通路，但空腔(未示出)的從前到后的深度仍然是非常短的(例如，沿著軸線1290或1390)，因此，所得到的攝像機清洗噴嘴組合件仍然會提供非常低的輪廓，類似于圖19中所示那樣。

通過在雙面橫向進料的蘑菇形流體回路插入件1300中限定的特征的流體流動路徑被表征為流體流動通道，其起始于左側入口內腔1322和右側入口內腔1324開始，內腔1322、1324與流體通道的入口段1326流體連通并將加壓流體供應到流體通道的入口段1326，所有這些都在底表面1300B上，如圖20B中所示。流體流動通道還包括圍繞所述插入件的后部邊緣1300B并進入到在頂表面1300T中所限定特征的流體通道，包括左動力噴嘴1314L和右動力噴嘴1314R，所述左動力噴嘴1314L和右動力噴嘴1314R接收來自流體通道入口段1326的加壓流體，并提供流體連通進入到相互作用腔室1320和然后到達出口孔口1330。如這樣限定的流體流動通道可配置有產生流動不穩定性的結構特征，用于增加來自動力噴嘴的流體流動的不穩定性，其中該結構特征定位在選自于由下述位置所構成組中的位置：在流體通道入口段1326內，或鄰近流體通道入口段1326的位置或鄰近動力噴嘴1314L、1314R的位置。產生流動不穩定的特征可包括內腔壁的幾何特征，因為它們與流體通道入口段1326相交，且它們限定外部角形的特征，其從限定流體通道入口段1326的每個側壁向內突起或突出，因此可配置成產生角特征或突起下游的流動分離區域。產生流動不穩定性的特征也可被限定為在動力噴嘴1314L、1314R的底部的高度上相對于相互作用腔室1320的梯級或深度變化，如圖20A中最佳可見。

根據本發明，集成的汽車系統、流體回路噴嘴組合件(例如，210、310、610，或用于低輪廓的實施例，710、810、1010)有利于實施用于瞄準振蕩噴霧以便清潔外部物鏡表面的方法，并允許駕駛員確定何時清潔攝像機物鏡的弄臟的外部視野，使得駕駛員能夠確保在移動之前鏡頭被充分清潔。

在本發明的鏡頭清潔系統(如210、310、610，或用于低輪廓的實施例710、810、1010)中，低流動速率的流體回路噴嘴可配置成實現節省瓶裝清洗液、節約流體和節約壓力。當攝像機鏡頭清潔系統被集成到現有的前部清洗系統內時，壓力節約是特別重要的，其中攝像機鏡頭清洗系統必須起作用而不會不利地影響前部玻璃清潔，特別是在動態駕駛條件下，其中前部玻璃清潔系統的性能是對流體壓力非常敏感的。本發明的系統和方法并不限于專門與低流動速率的噴嘴一起使用。申請人已提出在示例性系統上的相對高流動速率的噴嘴組合件原型且其工作良好，但清洗時對攝像機圖像有所損害。看起來低流動速率最佳地通過選定的流體回路幾何形狀來實現，其允許控制液滴尺寸，因為當相比于剪切噴嘴的非振蕩噴霧時液滴尺寸應保持較大。

本發明的鏡頭清洗噴射方法呈現具有以下益處的非常良好分布的振蕩噴霧模式：

-幾乎平齊地安裝到攝像機鏡頭，使得攝像機清洗組合件封裝不會干擾攝像機視角，而定向沖擊噴嘴配置就會干擾攝像機視角；以及

-將噴嘴孔口放置于非常靠近鏡頭邊緣處以保持小的封裝總寬度；例如，圓頂形或外凸形(“蟲眼”)鏡頭可能會需要噴嘴噴射起始于鏡頭正前方、向后方成角度以及推離中心線以避免視線，但這會導致更寬和更長的封裝。

本申請人已經發現幾乎平行于物鏡組合件的外表面直接噴射使得在噴射完成之后較少的清洗流體(例如，水)留在鏡頭上，防止水滴形成在鏡頭上以及防止阻礙視野，而原型開發試驗中，更接近鏡頭軸線或直接撞擊噴射方法有可能在之后留下妨礙視野的液滴。

已經描述了新的和改進的鏡頭清潔系統和方法的優選實施例，但是據信鑒于本文所闡述的教導，其它修改、變化和改變由本領域內的技術人員明了。因此應當理解的是所有這樣的修改、變化和改變被認為落在本發明的范圍之內。