集成汽车系统、用于清洁广角图像传感器外表面的紧凑的低轮廓喷嘴组合件和紧凑的流体回路的制作方法

本申请要求于2014年4月11日提交的号为61/978,775的美国临时专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。本申请涉及共同拥有的于2011年3月10日提交的号为61/451,492的美国临时专利申请、于2012年3月10日提交的号为PCT/US12/28828的PCT申请、于2013年9月10日提交的号为14086746的美国申请，及于2013年11月21日提交的号为14086746的美国申请，上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及车辆“倒车(backup)”摄像机系统和远程控制的清洁系统，所述清洁系统用于清洁以暴露于脏污环境的配置安装的广角或“鱼眼”视频摄像机或传感器上的弄脏的物镜。

背景技术：

美国国家公路交通安全管理局(“NHTSA”)已经规定，到2018年新车必须包括后视或“倒车”摄像机系统以尽量减少“倒车碰撞(backover)”的可能性。倒车碰撞是具体限定的事故类型，其中车辆的非乘员(即，行人或骑自行车的人)被反向移动的车辆撞到。因此，汽车原始设备制造商(“OEM”)将外部后视摄像机添加到所有新车。此外，OEM希望更多的摄像机看到车辆周边周围(后面、到一侧，或在前面)的任何其它盲点，并且所有的这些摄像机必定包括外部镜头表面，外部镜头表面将最终由道路尘垢、泥土等变得脏污。出于装饰和造型的原因，车辆OEM希望具有不损害汽车设计师对车辆视觉设计的功能性摄像机和相应的镜头清洁装置，因此完全不可见的摄像机和摄像机镜头清洁系统将是理想的。难以解决的是将摄像机系统及其伴随的镜头清洁系统设置在这样的组合件中，该组合件以在视觉上不显眼且因此不会损害车辆设计的方式装配到车辆的外部装饰件内。

外部视野(例如，前保险杠、侧视、后视或倒车)摄像机已被添加到休闲车辆和汽车上以增强驾驶员的视觉并提高安全性。越来越多的广泛范围的小汽车和SUV包括多个集成的视频摄像机，其生成图像以显示给车辆内部中的驾驶员、操作者或其他乘员或使用者。由汽车制造商最近将前保险杠、侧视和后视摄像机引入到小汽车和SUV内允许驾驶员使用安装在后视镜上或安装在导航系统屏幕内的显示屏幕看到他们车辆周围是否有障碍物。

诸如已知为倒车或后视摄像机的那些外部图像传感器通常被不显眼地安装，并且并入到诸如车辆后部车牌的现有特征内。这些外部摄像机暴露于车辆的恶劣周围环境下并通常由积聚在镜头上的泥土、盐雾或脏物弄脏。积聚的灰尘和碎屑往往扭曲驾驶员所看到的图像，从而由于依靠不清楚图片的较差判断力而造成混乱、不满或安全问题。

使用固态传感器技术(例如，CMOS像素传感器技术)的低成本、可靠的成像装置的出现，与能够满汽车规范的适于视频显示器的改进的成本/性能比，以及适于汽车导航系统视频监视器的增加的应用率等相结合，已导致越来越多地使用摄像机或成像传感器，所述摄像机或成像传感器设计成给予驾驶员车辆周围那些区域的视图，那些区域不属于驾驶员的正常直接视野内，其通常被称为“盲点”。这些区域包括靠近车辆前部通常由车辆的前部结构遮住的区域、沿车辆乘客侧的区域、沿驾驶员后方的车辆驾驶员侧的区域，和通过后视镜系统不能直接或间接地看到的紧接在车辆后方的区域。摄像机或成像传感器可拍摄后方(或侧面或其它盲点区域)视野的图像，并且可将图像显示给车辆的驾驶员以在倒退或倒车或以其它方式驱动或操纵车辆时协助驾驶员。

在车辆成像系统中使用电子摄像机可在低速操纵之前或过程中显著增加用心的驾驶员对紧邻车辆周围空间的了解，并且因此有助于这种操纵的安全完成。因此已知在车辆上提供摄像机或成像传感器以便用于给驾驶员提供外部场景的图像。这种摄像机可位于保护壳体内，其可围绕摄像机或传感器封闭并通过紧固件或螺钉等固定到一起。例如，可提供金属保护壳体，诸如铝或锌等制成的压铸壳体。特别是，对于安装在车辆外部上的摄像机传感器而言，不受诸如雨、雪、道路飞溅和/或类似情况等环境影响的保护和诸如不受道路碎屑、污物、灰尘和/或类似物等影响的物理保护是重要的。因此，例如，在已知的外部摄像机传感器的安装座中，丁基密封件，诸如热分配的丁基密封件或密封圈或其它密封构件或材料等已在壳体的部件之间设置以协助密封壳体，从而防止水或其它污染物进入壳体并损坏定位在其中的摄像机或传感器。然而，这种壳体通常不能提供基本上不透水的密封，并且因此水滴可进入壳体。此外，摄像机传感器由于其放置位置(诸如在车辆的外部处)的任何过度的震动有可能导致显示给车辆驾驶员的图像产生不希望的不稳定性。此外，这种摄像机或传感器的制造和在车辆上的实施是昂贵的。

这样的车辆视觉系统通常将摄像机或成像传感器定位在车辆的外部部分处以拍摄外部场景的图像。摄像机，特别是后方视觉系统的摄影机，因而通常被放置或安装在趋于在摄像机上和/或摄像机镜头上大量积聚污物的位置内，而没有清洁摄像机和/或镜头的简单方法。为了减少污物或水分在这种摄像机镜头上的积聚，现有技术的开发者提出在镜头上使用亲水性或疏水性涂层。然而，在镜头上使用这种亲水性或疏水性涂层通常不是有效的，其原因在于缺乏横过镜头的空气流，特别是在密封的壳体内。还已经提出使用加热装置或元件以减少在密封壳体内的镜头上的水分。然而，在这样的应用中使用加热的镜头，同时减少镜头上的冷凝和结雾，可由于可存在于水分或水中的污染物而促进在镜头上形成膜。此外，在车辆后部部分上的这种摄像机的外观往往对于车辆的造型而言是成问题的。例如参见现有技术的授予Bingle(宾果)等人的美国专利7,965,336，其中公开了一种具有容纳图像传感器的塑料壳体的摄像机模块，其可操作成拍摄在车辆外部出现的场景的图像。Bingle的摄像机壳体组合件与包封在塑料壳体内的图像传感器和相关联的组件焊接到一起，并包括“可透气”的通风部分，其至少部分地可透过水蒸汽，以便允许内部水蒸汽排出而基本上排除水滴和其它污染物的通过，因此Bingle的设计试图尽量减少因流体在壳体内冲击或积聚而产生的问题。

Bingle还试图使用经涂覆的镜头以保持物镜视野清晰，并且Bingle的壳体或盖22可选地诸如经由疏水涂层(或涂层叠层)涂覆以具有抗湿润性能，诸如在号为5,724,187的美国专利中公开的那样。Bingle注意到在盖的最外表面上的疏水性可通过各种手段，诸如通过使用有机和无机涂层或利用金刚石状碳涂层来实现。不过Bingle和其它人除了使用这种涂层或表面处理之外实际上没有提出采取任何积极行动来移除道路碎屑(例如，积累的污垢、灰尘、泥土、路盐或其它堆积的碎屑)。

根据消费者的喜好以及至少从图像中提取重要信息(例如，孩子位置)的可感知的改进能力，期望给驾驶员呈现代表由正常人的视觉所感知的外部场景的图像。还希望车辆的成像装置或系统在所有的条件以及特别是在所有天气和照明条件下都是有用的。但是，通常难于提供能够在恶劣的天气下提供清晰图像的成像传感器，尤其是在驾驶时。这是因为当摄像机的物镜的一部分被积聚的碎屑(例如，积聚的污垢、灰尘、泥土、路盐或其它堆积的碎屑)遮挡时现有的成像系统通常在解析场景信息方面存在困难。

为了在所有天气条件下具有基于摄像机的能见度系统的有效使用，期望具有保持摄像机镜头(或保护物镜的壳体表面)洁净的有效方法，但是Bingle注意到的水分的潜在劣化影响仍存在。当在恶劣的天气期间驾驶或操作车辆时，驾驶员都尤其不愿意离开车辆以便找到并检查摄像机镜头。

这种不愿意可能解释了为何美国专利6834906(授予Vaitus等人)的发明人包括“紧密接近”车辆摄像机或视觉单元71的镜头84的“喷嘴”92。Vaitus(瓦伊特斯)的‘904专利一般性公开了汽车内饰组合件，其被称为“具有组件模块贴花的汽车提升门”，其中贴花模块50适于附接到车辆提升门20，并且如Vaitus的图2中所示，模块50包括喷嘴92，其接收来自导管94的流体，但是如在第5栏第5-25行的描述中所指出的那样，“镜头84的清洁可以其它方式来实现”诸如疏水镜头涂层。其表明在Vaitus的‘904专利中如此淡然地描述的模块和喷嘴布置并不被认为是切实可行的或者有效的解决方案，其值得进行进一步发展，因此关于该喷嘴是否能有效地进行清洁的任何论述看起来已经被忽略了。

摄像机或其它传感器，诸如红外线图像传感器越来越多地结合到现代车辆上以便给驾驶员提供附加信息。这些传感装置中的许多可由在驾驶环境中常见的污垢和碎屑而变脏和遮挡，最终导致传感装置功效的劣化或可能使得它无法使用，或者提供不希望的外观。因此，希望定期清洗这些传感装置以减少或消除遮挡性碎屑的堆积。但是，也存在限制，其对于某些传感器清洗应用中是独特的，其中现有清洗器喷嘴的使用受限。后视摄像机或其它传感器可能需要被放置在车辆中心线上或附近，紧密接近车辆上的品牌徽标或其它装饰上的重要特征，并且不希望在该美学上的重要区域内添加可见的清洗器喷嘴。另一个限制是传感器可具有非常广的视野，高达或超过180度，所以现有镜头清洗器喷嘴配置将以下述方式突出超过镜头，所述方式是其将该清洗器喷嘴放置在传感器的视野内以便能够针对镜头以角度引导流体，该角度将提供可接受的清洁。

定位在传感器视野内会挡住传感器否则将能够监测的区域的显著部分。影响传感器清洗应用的第三个限制是传感器可能通常位于车辆的下述区域上，所述区域具有比诸如在前格栅或后提升门的典型清洗器喷嘴安装位置更高的污染物水平。在这些位置中的清洗器喷嘴可能会处于由遮住传感器的相同材料堵塞的较高风险下。因此需要有效但在视觉上不显眼的系统和方法，其用于清洁外部物镜或广角传感器的外表面，以及优选通过远程控制进行清洁。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于通过提供有效和视觉上不显眼的系统和方法来克服上述难题，该系统和方法用于清洁外部物镜或广角传感器的外表面以去除积聚的碎屑(例如，积聚的污物、灰尘、泥土、路盐或其它堆积的碎屑)。

根据本发明的示范性实施例，外部镜头清洗系统具有多种配置，其包括瞄准固定件，其配置成将清洁流体喷射到暴露于元件和易于变得被碎屑弄脏的外部镜头或传感器表面上。视觉上不显眼的喷嘴组合件配置成通过瞄准固定件支撑并朝向外部镜头表面瞄准，并具有至少一个横向偏移的喷孔，所述喷孔配置成朝向外部镜头或传感器表面喷射清洗流体，以选定的浅的、扫掠喷射瞄准角进行喷射以便撞击到镜头外表面上并清洗镜头外表面。

可选地，集成的图像传感器和镜头清洗组合件配置成与适于与用于清洁外部物镜表面的远程控制方法一起使用，并且包括密封的图像传感器壳体组合件，其包括集成的可远程控制的镜头清洁系统，所述镜头清洁系统具有优化的配置以便从一个或多个横向偏移的流体振荡器瞄准一个或多个清洁喷雾。

该集成系统的实施例使用一个或多个瞄准的喷雾(spray)来清洁外部物镜表面，并且该方法使得驾驶员能够确定何时清洁弄脏的外部视野摄像机物镜，因此使得驾驶员能够确保在移动之前将镜头上积聚的碎屑(例如积聚的污垢、灰尘、泥土、路盐或其它堆积的碎屑)充分清洁掉。

本发明的系统提供一种图像传感器壳体组合件，其包括集成的可远程控制的镜头清洁系统，其具有优化的配置用于瞄准来自所选定的流体振荡器的一个或多个清洁喷雾，所述清洁喷雾瞄准到壳体的透明物镜保护盖以便安全且快速地去除积聚的碎屑(例如，积聚的污垢、灰尘、泥土、路盐或其它堆积的碎屑)，并最大限度地减少遮挡视线的碎屑或清洗流体液滴留在摄像机视野内的可能性。

在本发明的镜头清洁系统的一个优选实施例中，低流动速率的流体回路喷嘴以使用很少的清洗流体的方式配置和瞄准。其结果是，在车辆中的本发明的集成系统使用来自车辆清洗流体瓶的较少清洗流体，并提供瓶清洗液的节省、流体节约，以及压力节约。当摄像机镜头清洁系统被集成到现有的车辆设计的前部清洗系统内时，清洗流体的压力节约是特别重要的，其中摄像机镜头清洗系统必须以不会不利地影响前部玻璃清洁的方式工作，特别是在动态驾驶条件下，其中前部玻璃清洗系统的性能对流体压力是高度敏感的。但是本发明的系统和方法并不限于仅与低流率的喷嘴一起使用。申请人已造出在示例性系统上的相对高流率的喷嘴组合件的原型并且它工作良好，但当真正喷射流体和清洗时，摄像机的图像稍微有所影响。其表明低流率最好通过选定的流体回路几何结构来实现，所述流体回路几何结构允许清洗流体，因为当相比于剪切喷嘴时液滴尺寸应保持更大。

对于广角摄像机和传感器而言，紧凑的、低轮廓的喷嘴组合件具有清洗器喷嘴，其定位成减少或消除视野问题，并允许屏蔽喷嘴孔免受否则可能堵塞它的污染。此外，喷嘴可被集成到帽或其它特征内，所述特征有效地隐藏喷嘴并允许它被放置在装饰性方面的重要区域内而不产生美学上的负面影响。当激活时，喷嘴以可接受的喷射入射角度以宽的扇形角投射清洗流体，以允许高效和有效地清洁传感器，最少地使用清洗流体。

在本发明系统的优选实施例中，紧凑的、视觉上不显眼的低轮廓图像传感器镜头清洗系统包括第一横向偏移的喷射喷嘴，其被供以清洗流体并通过共形(conformal)的流体传输管道进行物理支撑和瞄准。在示例性的实施例中，向远侧突出的图像传感器的物镜是圆柱形的，并且所述物镜表面的周边边缘是圆形的。紧凑的流体回路振荡喷射器配置成产生清洗流体液滴的宽扇形振荡横向喷射，所述液滴横过图像传感器的朝外表面或外表面而喷射。对于圆形的物镜表面而言，共形的流体传输管道配置成为圆环形构件或圆周弧段形构件，所述构件包封限定流体流动通道的内部内腔。环形或弧形的共形流体传输管道配置成压配合到图像传感器的向远侧突出的镜头构件的圆柱形侧壁上或粘接到所述侧壁，靠近所述镜头构件的自由远端或物镜端。低轮廓的喷嘴组合件的环形或弧形的共形流体传输管道包括与横向偏移的清洗喷嘴流体连通的流体入口，所述喷嘴被支撑并瞄准成朝向外部物镜表面并横过图像传感器视野以所选定的浅瞄准角喷射清洗流体。

优选地，该低轮廓的喷嘴组合件包括至少一个流体振荡器片形件，其限定相互作用腔室，所述腔室具有相对的第一横向入口或流体馈送部和第二横向入口或流体馈送部，其配置成对流动通过振荡器腔室的加压清洗流体的选择性致动的流动进行操作以产生流体液滴的排出流动。喷嘴组合件的共形流体传输管道限定大致刚性的壳体，其具有空腔或凹窝，所述空腔或凹窝配置成接收流体插入件或片形件(chip)，流体插入件或片形件沿着喷射扇形轴线的中心观察由前到后非常短。

喷嘴组合件以两部件式配置示出。共形的流体传输管道具有向上凸出的凸台，该凸台限定大致刚性壳体的最远端部分，其具有构成两个主要喷嘴件中的一个的空腔或凹窝。流体插入件或片形件构成两个主要喷嘴件中的另一个。共形的壳体具有限定于其中的大致平坦的空腔，其将宽的通常为矩形的开口终止于在所述壳体的向内或面向镜头一侧中限定的表面。第一横向延伸的通道或内腔和第二横向延伸的通道或内腔在所述空腔或凹窝的相对表面之间限定，并且这些第一内腔和第二内腔在离开空腔平面的底部以及该平面下方的相反流体流动方向上与空腔连通。限定壳体和空腔的壳体或共形的流体传输导管构件配置有倒钩端，其将传输加压流体的管或软管或其它装置接收到壳体的内部流体通道或内腔内。

流体插入件或片形件是大致平坦的构件，其适于被迫入或压入到壳体的空腔内并且通过由壳体空腔壁在插入件上施加的压力而牢固地保持在其中。为此目的，壳体从其制成的材料是固体塑料，其在压力下略微变形。该空腔具有顶壁和底壁，所述顶壁和底壁间隔开距离，所述距离基本上等于在插入件顶表面和底表面之间的插入件厚度。可选地，底部表面可能会略微成弓形，使得插入件沿着其中部稍厚。插入件的侧壁也同样地间隔开距离，所述距离基本上等于在其左侧和右侧或横向边缘之间插入件的宽度。在一个优选的实施例中，插入件可比空腔宽一英寸的千分之几。插入件和空腔可沿其长度逐渐变细，在前端部更宽以及朝向后端逐渐变窄。锥度可以是逐渐的，或者可以朝向彼此稍微成角度的多个离散部段来实现。

流体振荡器在插入件中限定为在顶部表面中的多个凹入部分。具体地，振荡器包括相对的左侧动力喷嘴文丘里管形通道和右侧动力喷嘴文丘里管形通道，其朝向相互作用区域的中心向内指向。相互作用区域的前端终止于出口喉部或孔口，其与所述流体和喷射出口或出口孔口的中心轴线对准。所有的流体特征被限定为进入到插入件或片形件的顶表面内的具有相同或不同深度的凹部。当流体插入件完全插入到所述壳体的槽内时，壳体的第一横向延伸的通道或内腔和第二横向延伸的通道或内腔限定在左侧和右侧侧壁表面之间的相对的左侧开口和右侧开口，并且这些左侧侧壁开口和右侧侧壁开口与插入件的相对的左侧动力喷嘴文丘里管形通道和右侧动力喷嘴文丘里管形通道对准并与其连通，使得流入到共形的流体传输管道内并进入到壳体空腔的左侧侧壁开口和右侧侧壁开口内的水在相反的流体流动方向上流入到相应的相对的左侧动力喷嘴通道和右侧动力喷嘴通道内并进入到相互作用腔室内。以这种方式，加压流体传输通过共形的壳体的内部内腔并传输到振荡器的相对的第一动力喷嘴和第二动力喷嘴，使得产生振荡以及流体射流来回扫掠，并且通过出口孔口喷射出或排出。

在使用中，加压的清洗流体流入到相对的第一横向流体入口和第二横向流体入口内，然后进入到相互作用腔室内，所述腔室将所述加压的清洗流体向远侧传递到出口孔，所述出口孔配置成将清洗流体从相互作用腔室喷射出或排出，并产生朝向外部物镜表面并横过图像传感器视野瞄准的高速流体液滴的振荡喷雾。低轮廓的喷嘴组合件的流体振荡器优选配置成紧凑的横向进料的反向蘑菇形流体振荡器(具有约3毫米的轴向长度，其比先前振荡器的约5毫米的长度更为紧凑)。本发明的集成的、紧凑的、低轮廓的喷嘴组合件产生具有很宽扇形角的高速喷雾，以便理想地良好地适于集成到非常小的、不显眼的和紧凑的喷嘴组合件内，以便非常靠近镜头表面的周边放置，同时保持不在摄像机的视野内，以提供低轮廓的一体式摄像机和摄像机清洗喷嘴组合件封装，其可容易地隐藏在汽车装饰件等内。

对于本发明的清洗器系统而言，在使用中，驾驶员、使用者或操作者在内部视频显示器上观察由外部摄像机或图像传感器产生的图像，并决定是否以及何时清洁外部摄像机的物镜覆盖件的表面，以去除积聚的碎屑(例如积聚的污垢、灰尘、泥土、路盐或其它堆积的碎屑)。在操作者的方便抵达的区域内设置内部远程致动控制输入(例如，按钮或瞬时接触开关)，以便于在清洁镜头时使用，并且操作者致动该系统，并使得开始清洁喷射同时观察在视频显示器上的图像传感器输出，当操作者认为图像传感器的视野已经令人满意时停止系统的致动。

在考虑到本发明的具体实施例的以下详细描述时，特别是当结合附图进行描述时，本发明的上述和进一步的目的、特征和优点将变得显而易见，其中在各幅附图中相同的附图标记用于标记相同的组件。

附图说明

图1A是示出根据现有技术的具有典型的成像系统或倒车摄像机系统的车辆的后部透视图。

图1B是图1A所示车辆的平面视图。

图1C是根据现有技术的密封的固态图像传感器或摄像机模块的端视图。

图1D是图1C所示的摄像机模块沿着线D-D截取的剖视图。

图2是示出按照本发明的汽车成像系统的示意图，其具有摄像机壳体和集成的喷嘴组合件，所述喷嘴组合件配置成与用于清洁成像系统的外部物镜表面的远程控制方法一起使用。

图3A至图3D示出根据本发明的成像系统、摄像机壳体和瞄准的喷嘴组合件的配置和显示的性能。

图4是示出根据本发明的来自图3所示的摄像机壳体和集成的喷嘴组合件实施例的流体喷雾的示意图。

图5A和图5B是示出根据本发明的流体片层的透视图和侧视图的示意图，所述流体片层由配置成适于与用于清洁成像系统的外部物镜表面的方法一起使用的瞄准喷嘴组合件喷射。

图6A和图6B是示出一个实施例的俯视或平面视图和侧视图的示意图，所述实施例具有相对的瞄准的清洗流体射流，当通过根据本发明配置的清洗系统喷射时，所述流体射流使得流体在外凸的物镜表面上扩散。

图7是示出根据本发明的另一汽车成像系统的示意图，其具有摄像机清洗喷嘴组合件，所述组合件配置成适于与用于清洁成像系统的外部物镜表面的远程控制方法一起使用。

图8是示出根据本发明的又一汽车成像系统配置的示意图，其具有摄像机清洗喷嘴组合件，所述组合件配置成适于与用于清洁成像系统的外部物镜表面的远程控制方法一起使用。

图9是示出根据本发明的适于另一摄像机喷嘴组合件的瞄准喷射取向的透视图，所述组合件配置成适于与用于清洁成像系统的外部物镜表面的方法一起使用。

图10是示出根据本发明的适于图9所示系统和喷嘴组合件的瞄准的喷雾扇形角和入射角的侧视图。

图11是示出根据本发明的适于图9和图10所示的系统和喷嘴组合件的流体振荡器喷嘴安装距离范围的透视图。

图12A和图12B示出适于与本发明的外部摄像机镜头清洁喷嘴组合件一起使用的示例性的梯级蘑菇形流体振荡器的流体回路特征。

图13A至图13C示出适于本发明的外部镜头清洗系统和喷嘴组合件的另一实施例。

图14A和图14B示出根据本发明的集成的摄像机和低轮廓的喷嘴组合件，其具有限定大致刚性壳体的共形的流体传输管道。

图15A至图15E示出根据本发明的另一低轮廓的喷嘴组合件，其具有限定大致刚性壳体的共形流体传输管道。

图16A和图16B示出适于在本发明的低轮廓喷嘴组合件中使用的限定大致刚性壳体的另一共形流体传输管道。

图17示出低轮廓摄像机清洗系统，其具有隐藏在汽车的外部装饰件内的本发明的喷嘴组合件。

图18A示出根据申请人自己的先前实践的具有示例性无反馈的流体振荡器的特征的较旧的更大流体回路插入件，其可在较大的外部喷嘴组合件的实施例中使用。

图18B示出根据本发明的新的流体回路插入件，其与图18C至图18F中所示的新的共形流体传输管道和壳体空腔组合而在非常紧凑的低轮廓喷嘴组合件中提供较大喷嘴的喷雾以及清洁性能。

图18C至图18F示出根据本发明的另一低轮廓的喷嘴组合件，其具有限定大致刚性壳体的共形流体传输管道。

图19示出摄像机清洗系统，其具有隐藏在汽车外部装饰件内的图18D至图18F所示的低轮廓喷嘴组合件。

图20A和图20B示出根据本发明的另一新的流体回路插入件，其与共形流体传输管道和壳体空腔组合而在非常紧凑的低轮廓喷嘴组合件中提供较大喷嘴的喷雾以及清洁性能。

具体实施方式

为了提供示例性的上下文和基本术语，我们首先参照图1A至图1D，其示出适于车辆的现有技术的成像系统和如美国专利7,965,336(授予Bingle等人)中公开的摄像机模块。本概述将有助于确定根据现有技术的命名和汽车工业的标准术语。

现在参照图1A至图1D，图像拍摄系统或成像或视觉系统7定位在车辆8处，诸如定位在车辆8的后部外部部分8a处，并且可操作成拍摄在车辆的内部或外部(诸如车辆的后部)发生的场景的图像，并且可操作成在车辆的显示器或显示系统9a处显示可由车辆的驾驶员或乘员看到的图像(例如参见图1A和图1B)。成像系统7包括摄像机模块10，其可安装在车辆上或安装在车辆处或安装在车辆内部以便接收在车辆的外部或内部发生的场景的图像，成像系统7还包括控制件9b，其可操作成处理于处理由摄像机模块10的图像传感器18所拍摄的图像。摄像机模块10包括塑料摄像机壳体11和金属保护罩或外壳16(参见图1C和图1D)。

摄像机壳体11包括摄像机壳体部分12和连接器部分14，其配合或结合到一起，并且优选激光焊接或声波焊接到一起，以基本密封壳体11，从而基本上限制或防止水侵入壳体或基本上限制或防止其它污染物进入壳体，如下面所论述的那样。

摄像机模块10的壳体11基本上包封摄像机或图像传感器或传感装置18(图1C和图1D)，其可操作成拍摄车辆外部或内部发生的场景的图像，这取决于摄像机模块10的具体应用。壳体11还包括在摄像机壳体部分的端部12处的盖部分20。盖部分20提供透明盖板22，其允许车辆外部或内部场景的图像通过壳体11并进入到壳体11内到达摄像机图像传感器18。摄像机模块10可包括保护罩16，其基本上包封摄像机壳体部分12和连接器部分14的一部分，从而基本上限制或减少进出摄像机模块的电子噪声和/或保护塑料壳体11免受由于可能在车辆的外部会遇到的各种物件或碎屑的冲击等造成的损坏。

摄像机模块10提供摄像机图像传感器或图像拍摄装置18，以便拍摄车辆外部或在内部发生的场景的图像。所拍摄的图像可被通信到显示器或显示系统9a，其可操作成将图像显示给车辆的驾驶员。用于本发明的摄像机或摄像传感器18可包括成像阵列传感器，诸如CMOS传感器或CCD传感器等，诸如在为号5,550,677；5,670,935；5,796,094；6,097,023和7,339,149的美国专利中公开的那样。摄像机模块10和成像传感器18可实施和操作成与各种车辆视觉系统连接，和/或可操作成利用这样的其它车辆系统的原理，例诸如车辆视觉系统，诸如利用号为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的美国专利中所公开原理的向前、侧向或向后指向的车辆视觉系统；和/或诸如在号为7,005,974的美国专利中所公开类型的拖车故障援助或拖曳检查系统；诸如适于车道变换辅助系统或者车道偏移警告系统的反向或侧向成像系统，诸如在号为7,038,577的美国专利中所公开的类型；用于确定到前面车辆或尾随车辆或物体的距离的系统，诸如利用在号为6,396,397的美国专利所公开原理的系统等。

例如，摄像机或传感器可包括LM9618单色CMOS图像传感器或LM9628彩色CMOS图像传感器，这两者在商业上可从National半导体公司获得。来自其它供应商的合适摄像机或传感器(例如，Magna^TM等)可用摄像机模块来实现。

虽然在车辆8的后部8a处示出，但是摄像机18和摄像机模块10可定位在车辆8的任何合适位置处，诸如定位在下述位置：车辆的后部面板或部分、车辆的侧面板或部分、车辆的车牌安装区域、车辆的外部后视镜组合件、车辆的内部后视镜组合件或任何其它位置，其中摄像机可定位和取向成提供在车辆的外部或内部所发生场景的所需视图。摄像机模块10特别适合用作外部摄像机模块。由摄像机拍摄的图像可在位于车辆车厢内的显示屏等处显示，诸如在内部后视镜组合件处(诸如在号为6,690,268的美国专利中公开的那样)，或车辆车厢的其它地方处或其它地方内，诸如通过利用在号为5,550,677；5,670,935；5,796,094；6,097,023和6,201,642的美国专利和/或号为6,717,610的美国专利中所公开的原理。

如在图1C和1D中最佳所示，摄像机壳体部分12包括从基部部分12b向外延伸的基本上为圆柱形的部分12a。摄像机壳体部分12包括模制的塑料组件，并且可包括在圆柱形部分12a的壁内和/或沿着所述壁成型的一对加热器端子或元件30a、30b。圆柱形部分12a将镜头或光学系统24接收在其中，其作用是将图像聚焦到摄像机或传感器18上，所述摄像机或传感器18定位在安装摄像机壳体部分12的基部部分12b内的电路板26处。

镜头系统24定位在摄像机部分12的圆柱形部分12a内，以通过在摄像机部分12的端部12c处的盖22从外部或内部场景接收光。镜头系统24安装到摄像机盖或壳体28，诸如经由螺纹接合安装，其作用是基本上覆盖或包封摄像机或传感器18以基本上防止或限制入射光由摄像机18接收，以及防止或限制其干扰由摄像机18通过盖22和镜头系统24所接收到的图像。镜头系统24可以是任何小的镜头或镜头系统，它可将摄像机模块外部的场景的图像聚焦到摄像机或图像传感器18上，诸如像在号为6,201,642的美国专利或号为6,757,109的美国专利中所公开的类型。镜头系统24可提供广角视野，诸如约120度或更大(如在图1A中所示)。

盖部分20安装在摄像机壳体部分12的与基部部分12b相对的外端部12c处，如图1C和1D中所示。盖部分20包括外部周边环形件或盖保持器20a，其接合透明盖22的外表面并用于将透明盖22保持在摄像机接收部分12的圆柱形部分12a的端部12c处的位置内。优选地，周边环形件20a激光焊接或声波焊接或以其它方式结合或粘接到摄像机接收部分12的圆柱形部分12a的外端部12c，以将盖部分20基本密封和固定到摄像机接收部分12上，并可限制或基本上排除在外端部12c处有任何水侵入或污染物侵入到摄像机接收部分内。

在图示的实施例中，基部部分12b是大致方形的并限定围绕在基部部分12b周围的大致正方形的配合边缘12e，以便在接头13处配合并固定到连接器部分14的相应边缘14g。基部部分12b将电路板26和摄像机18接收在其中，而摄像机壳体或护罩28和镜头或镜头系统24延伸到摄像机部分12的圆柱形部分12a内以便通过透明盖22接收图像。

壳体11的连接器部分14是模制的塑料组件，并且包括从基部部分14b延伸的连接器端子或连接器14a，诸如多插脚卡扣式连接器等。基部部分14b形成为(诸如在示例性实施例中所示的方形形状)基本上和均匀地配合或连接到摄像机壳体12的基部部分12b，如可参考图1C和1D可看到的那样。基部部分12b和14b配合到一起并限定容置部或空间以便将电路板26接收和固定在其中。基部部分14b和12b可在它们的配合接头或连接部13处激光焊接或声波焊接到一起。接头的激光或声波焊接将塑料边缘或接缝熔融到一起以基本上气密密封壳体11，以防止水侵入或其它污染物侵入到摄像机模块10的壳体11内。可选地，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(诸如经由合适的粘合剂和/或密封胶)。模块可选地包括通风部分或半透膜以便使得模块的内部通风。基部部分12b和14b还可包括安装凸片或凸缘12d，其从基部部分12b向外延伸。当基部部分被固定到一起时凸片12d通常彼此对准，并且包括贯穿其的孔，以便经由合适的紧固件等(未示出)将摄像机模块10安装在车辆8处或安装到车辆8。虽然示出为具有大致方形的配合部分，但是连接器部分14和摄像机部分12可具有其它形状的配合部分或表面。

多插脚连接器14a从基部部分14b延伸，并包括多个插脚或端子14c，用于将摄像机模块10与连接器(未示出)电连接，所述连接器与车辆的线束或电缆连接。例如，端子14c的一端部14d可连接到电路板26，而端子14c的另一端部14e连接到车辆的相应连接器。相应的连接器可部分地接收多插脚连接器14a处的插脚或端子14c的端部14e，并且可经由卡扣连接等与多插脚连接器14a卡扣到一起。如在图1D中最佳示出的那样，端子14c的端部14d从连接器部分14突出或延伸，使得当壳体部分11已组装时端部14d可被接收在电路板26中的相应开口或孔26c内。

如图1D中所示，连接器部分14可提供从壳体11的基部部分纵向延伸的大致笔直的多插脚连接器。然而可以实现连接器的其它形状，诸如成角度的连接器或弯曲连接器等，这取决于摄像机模块的特定应用。

可选地，摄像机模块10可包括基本上气密的模块，使得限制或基本上排除水侵入到模块内。摄像机壳体部分12的基部部分12b和连接器部分14的基部部分14b相应地形成，以便在它们的配合接缝13处基本配合或结合到一起，由此所述部分可被激光焊接或声波焊接到一起或以其它方式结合到一起，同时盖部分20也在摄像机部分12的相对端部12c处激光焊接或声波焊接或以其它方式固定和基本上密封，以便基本上密封摄像机壳体。激光或声波焊接技术是优选的，以便在材料能够经由热、振动或其它手段在重新流动的状态下结合，使得材料重新流动和交联，并成为一个整体部件。这样的接合产生基本气密密封的摄像机模块。此外，在塑料中的孔以及插入件的成型销和冲压件周围的任何空隙可用乐泰牌密封材料或其它合适的密封材料密封，以便进一步限制或基本上排除水滴和/或水蒸汽进入到基本密封摄像机模块10的壳体内。

电路板26包括摄像机安装电路板26a，其经由多线带状线等(未示出)连接到连接器接收电路板26b。摄像机安装电路板26a安装或固定到摄像机部分12的基部部分12b，而连接器电路板26b安装或固定到连接器部分14的基部部分14b。摄像机或图像传感器18安装在摄像机电路板26a的表面处，并在电路板26a处基本上由镜头覆盖件28和镜头24包封(图1C和图1D)。摄像机电路板26a包括用于接收端子30a、30b的端部30c的一对孔26c。类似地，连接器电路板26b包括多个开口或孔26d，用于贯穿其接收连接器端子14c的端部14d。插脚或端子的端部也可在它们相应的开口内焊接到位。在进行了所有的连接之后，壳体可被折叠到其闭合位置并激光焊接或声波焊接到一起或以其它方式结合或粘接到一起以便将电路板基本上密封在壳体内。

可选地，盖22的外表面(其可暴露于摄像机模块外部的大气中)可涂覆为具有抗润湿性能，诸如经由亲水性涂层(或涂层的叠层)，诸如在号为6,193,378；5,854,708；6,071,606；和6,013,372的美国专利中公开的那样。附加地或替代地，盖22的外部或最外表面可选地涂敷为具有抗润湿性能，诸如经由疏水性涂层(或涂层的叠层)，诸如在号为5,724,187的美国专利中公开的那样。在盖的最外表面上的这样的疏水性可通过各种手段来实现，诸如通过使用利用硅氧烷结构部分(silicone moiety)(例如，掺入硅氧烷部分的氨基甲酸乙酯)的有机和无机涂层或利用金刚石状碳涂层。例如，长期稳定的防水性及防油性的超疏水性涂层，诸如在号为WO0192179和WO0162682的世界知识产权组织PCT公开中描述的那样，可设置在盖的外表面上。这种超疏水性层包括用疏水剂覆盖的纳米结构化表面，其由底层补足层来供应(诸如在下述文献中描述的那样，Classen(克拉森)等人，“Towards a True'Non-Clean'Property:Highly Durable Ultra-Hydrophobic Coating for Optical Applications(朝向真实的“免清洁”性能：用于光学应用的高度耐用的超疏水性涂层)”,ECC 2002"Smart Coatings"Proceedings(“智能涂层”杂志),2002,181-190)。为了公开的能够实现和完整性，所有上述参考文献都通过引用并入本文。

在图1A至图1D中，示出摄像机模块10包括保护性导电护罩或外壳16，它部分地包封塑料壳体11且用于限制或减少可进出摄像机模块10的电子噪声并保护塑料壳体免受来自所述摄像机模块可在车辆的外部部分处会遇到的各种物件或碎屑的冲击造成的损坏。

保护性护罩或外壳16包括一对外壳部分16a(其中一个在图1C和1D中示出)。每个外壳部分16a围绕摄像机模块10的塑料壳体11的一半部分地包封并部分地重叠外壳部分16a的其它部分，以基本上将塑料壳体包封在保护性护罩16内。每个部分16a包括槽16b，用于接收通过其的安装凸片12d，以便将摄像机模块安装在车辆的所需位置处。每个外壳部分16a包括重叠部分16c，其重叠另一外壳部分16a的边缘以便围绕塑料壳体11组装外壳16。外壳部分16a可焊接、压接、粘合、绑接，或以其它方式围绕塑料壳体11结合或固定到一起，以便包封壳体11。优选地，保护性护罩16包括金属护罩并在摄像机接收部分12的圆柱形部分12a的外表面处接触加热装置30的接地端子30b，因此可经由接地端子30b接地到加热装置和/或摄像机模块或单元。保护性护罩16可包括冲压的金属护罩或可通过真空在塑料壳体11上金属化屏蔽层来形成，或者可包括箔片等。

现在参照图2至图13D，本发明的示例性实施例具有集成的摄像机壳体和清洗系统喷嘴组合件110，以及图2至图13D示出根据本发明的用于清洁摄像机或图像传感器的外部物镜表面(例如，122)的方法。集成的摄像机壳体和喷嘴组合件110优选地包括一个或多个横向偏移的喷嘴130、132，其配置成且瞄准以产生振荡喷雾以便清洁外部物镜表面122，并允许车辆的驾驶员、使用者或操作者使用内部显示器9a来确定外视的摄像机物镜表面或盖122是否由积聚的碎屑(例如，积聚的污垢、灰尘、泥土、路盐或其它堆积的碎屑，未示出)遮住或覆盖。驾驶员将希望确保在车辆8行驶之前，外部物镜表面122足够清洁。横向偏移的喷嘴130、132优选完全离开图像传感器的远端视野且配置成并且瞄准以将清洗流体以窄的扫掠角喷射到外部物镜表面122上，该扫掠角优选几乎平行于物镜组合件的外表面122，如将在下面更详细地描述的那样。

如在图2中所示，摄像机壳体和喷嘴组合件110具有外部壳体111，其具有包封在不渗液的侧壁内的中空内部，以及基本上不渗液的密封的摄像机模块112携载在壳体111的内部内，其限定封闭空间，所述封闭空间具有内部内腔或流体路径140，所述内部内腔或流体路径140优选地配置成限定至少一个流体振荡器，其对流动通过振荡器内部140的加压流体的选择性致动的流动进行操作以生成为流体液滴的振荡喷雾形式的排出流动(未示出)，如将在下面描述的那样。在流体路径140中的振荡器包括用于加压清洗流体的近端入口142，在壳体流体路径140内限定的相互作用腔室从入口142接收加压清洗流体并将加压流体向远侧传递到出口或喷嘴130、132，以便使得振荡的清洗流体喷射从相互作用腔室140排出。

流体振荡器可通过循环偏转流体射流而提供多种液体喷射图案。大多数流体振荡器的操作的特征在于流体射流的循环偏转而不使用机械移动部件。因此，流体振荡器的一个优点是它们提供流体液滴的振荡喷雾，但不需要移动部件，因此不经受磨损和破坏，而磨损和破坏会对其它振荡喷射装置的可靠性和操作产生不利影响。备选地，摄像机壳体和喷嘴组合件110可具有无特征的中空内部内腔，其限定从近端流体入口142到开放的远端剪切喷嘴的圆柱形或环形流体路径，其适于用清洗流体以几乎平行于物镜组合件外表面122的窄的扫掠角对外部物镜表面122进行喷射。

摄像机壳体和喷嘴组合件110优选地包括在共同拥有的美国专利7267290(Gopalan(哥帕兰)等人)中所描述类型的至少一个“梯级蘑菇形”的流体振荡器，其全部公开内容通过引用并入本文。如图12A和图12B中所示(以及在并入的'290专利的描述中更充分地描述)，梯级蘑菇形流体振荡器由作用于在流体路径140内向远侧流动的流体上的向内突出的特征(在图2中未示出)中限定，其限定在壳体流体路径140中的相互作用腔室。清洗流体从近端流体入口142向远侧传递进入到相互作用腔室140内，以及加压的振荡流体射流传递到出口或喷嘴130、132，振荡的清洗流体射流从所述出口或喷嘴130、132横向投射到物镜表面122上。优选的喷射流动速率在18psi下每个喷嘴为约200毫升/分钟，以及喷射厚度(即，在横向于喷射的扇形角平面的平面内看到，如图5B中所示)为约2度。

如图2中所示，具有壳体和喷嘴组合件110的外部镜头清洗系统提供基本刚性的瞄准固定件(即，壳体111)，其具有远侧和近侧，并且配置成支撑和约束朝向远侧暴露的外部镜头122。外部镜头122具有外部镜头表面，其具有镜头周边和从镜头表面向远侧突出的镜头中央轴线150，其中镜头的视野被限定为向远侧突出的立体角(例如，截头圆锥或棱锥，未示出)，其包括镜头中央轴线150且起始于镜头周边内。清洗系统包括至少一个第一喷嘴组合件110，其配置成通过由壳体111所限定的瞄准固定件支撑并朝向外部镜头122瞄准，以及第一喷嘴组合件包括用于流体入口142的倒钩配件，其与从瞄准固定件的远侧突出的第一横向偏移的清洗喷嘴132流体连通。第一喷嘴组合件110配置成并且瞄准成将清洗流体朝向外部镜头表面并横过视野以相对于镜头外表面平面的第一选定的喷射瞄准角(例如，在1度和20度之间)喷射。第一喷嘴组合件取向成从选定侧喷射，这意味着它瞄准成沿着相对于在镜头周边上的选定固定参考点或基准的第一选定喷射方位角喷射。

可选地，第一横向偏移的清洗喷嘴130配置成为非振荡剪切喷嘴，其配置成产生基本上扁平的扇形喷射，其具有选定的喷射扇形角(例如，在15度至120度的范围内选定的45度或其它角度)。备选地，第一横向偏移的清洗喷嘴130可配置成非振荡的虫眼喷嘴，其配置成产生至少一个基本上为实心的流体射流(即，不具有扇形角的基本上实心的流体流)。

优选地，第一横向偏移的清洗喷嘴130配置成从与所述物镜外表面的中心相距第一选定的横向偏移距离瞄准横向偏移的清洗喷嘴(例如，该第一选定的横向偏移距离优选在由10毫米和30毫米界定的范围内)，以便使得喷射具有在15°至120°的范围内的扇形角。

现在转到图3A至图3D和图4、图3A至图3D是根据本发明的照片，其示出成像系统的配置和显示的“之前和之后”的性能，所述成像系统具有密封的摄像机壳体212和具有横向偏移喷嘴230的瞄准的喷嘴组合件210。图4是示意图，其示出从具有横向偏移喷嘴230的摄像机壳体212喷嘴组合件210喷出的流体喷雾236，以及图5A和图5B是示出根据本发明的流体片层236的透视图和侧视图的示意图，所述流体片层236由配置成适用于用于清洁成像系统的外部物镜表面222的方法的瞄准喷嘴230喷出。

返回到图3A，污染或弄脏的物镜表面222已用代表性分布的“SAE泥”涂覆，其用作道路尘垢或碎屑223涂覆的标准范例。图3B是由用碎屑223涂覆的摄像机212所产生图像的照片，以及当显示给使用者或驾驶员时碎屑223明显地遮住所显示的视图209A。图3C和3D是照片，其示出本发明的系统的清洗或碎屑去除效果，并且示出(在图3C中)碎屑223通过喷雾236已从摄像机壳体212和镜头表面222的远侧表面完全去除。此外，操作清洗系统210的使用者已经能够致动系统，以便在观察显示视图209A的同时从瞄准的喷嘴230进行喷射，因此知晓何时停止清洗，因为碎屑223已从摄像机壳体212的远侧表面完全去除并且可看到不再遮住镜头表面222。

如图3A至图5B中所示，外部镜头清洗系统210包括基本上刚性的瞄准固定件，其具有远侧和近侧并且配置成支撑和约束朝向远侧暴露的外部镜头222；外部镜头具有外部镜头表面，其具有镜头周边和从镜头表面222向远侧突出的镜头中央轴线250，其中镜头的视野被限定为向远侧突出的立体角(例如，截头棱锥，涵盖在显示视图209A中的视野)，其包括镜头中央轴线250且起始于镜头周边内。清洗系统210包括至少一个第一喷嘴组合件，其配置成由瞄准固定件支撑并朝向外部镜头222瞄准，以及第一喷嘴组合件包括与从瞄准固定件的远侧突出的第一横向偏移的清洗喷嘴230流体连通的流体入口(未示出)。喷嘴230配置成并瞄准以便以基本上平面的片层236朝向外部镜头表面222并横过视野喷射清洗流体，所述片层236具有选定厚度255，其以约1°的第一选定的喷射瞄准角喷射(即，优选以角度在近侧倾斜的平面中喷射)。选定的瞄准角度可相对于切向于镜头外表面222的平面在1度至20度之间的范围内(如在图4和图5B中可见的那样)。喷嘴230取向成从选定侧喷射，这意味着它瞄准成沿着相对于在镜头周边上的选定固定参考点或基准251的第一选定喷射方位角进行喷射。

优选地，镜头清洗喷嘴230包括第一流体振荡器相互作用腔室，其配置成对流动通过第一振荡器腔室的加压清洗流体的选择性致动的流动进行操作，以产生流体液滴236的第一排出流动，以及第一喷嘴组合件的流体入口接收加压的清洗流体，并与第一相互作用腔室处于流体连通，所述第一相互作用腔室将加压的清洗流体向远侧传递到所述第一横向偏移的出口喷嘴230，其配置成将清洗流体从第一相互作用腔室排出并产生朝向外部镜头表面222并横过视野瞄准的流体液滴236的第一振荡喷雾。优选地，流体振荡器配置成梯级蘑菇形流体振荡器(如在图12A和图12B中所示)。优选的喷射流动速率在18psi下每个喷嘴为约200毫升/分钟，以及喷射厚度255(即，在横向于喷射的扇形角平面的喷射平面内看到的厚度，如图5B中所示)优选为约2度。通过由喷嘴230以这种方式瞄准的流体振荡器产生的振荡动作和大的液滴被发现非常迅速地润湿镜头表面222，并提供动力学的冲击作用，其被发现作为横向离开镜头表面222的流动流出物238的一部分冲击、淹没和推动碎屑223。

可选地，横向偏移的清洗喷嘴230配置成为非振荡剪切喷嘴，其配置成产生基本上扁平的扇形喷射，其具有选定的喷射扇形角(例如，在15度至120度的范围内选定的45度或其它角度)。备选地，第一横向偏移的清洗喷嘴可配置成非振荡的虫眼喷嘴，其配置成产生至少一个基本上为实心的流体射流(即，不具有扇形角的基本上实心的流体流)。

优选地，第一横向偏移的清洗喷嘴230配置成从约15毫米的第一选定的横向偏移距离(从喷嘴的喉部或出口到物镜外表面222的中心)瞄准喷雾236。选定的横向偏移距离优选在由10毫米和30毫米界定的范围内，以便保持整个封装尽可能紧凑。

某些外部摄像机系统包括外凸或圆顶形的镜头表面，其会更难以清洗。如在图6A和图6B中所示，本发明的系统可配置有多个喷嘴组合件，其可有效地清洁不同的图像传感器壳体配置和不同的外部镜头表面形状。可选地，如图6A和图6B中所示，图3A至图5B的外部镜头清洗系统210可包括第二喷嘴232，其配置成通过瞄准固定件支撑和瞄准，其中第二喷嘴232配置和瞄准成沿着第二选定的喷射方位角引导第二喷雾237，所述第二选定的喷射方位角从第一喷嘴组合件的喷射方位角以选定的喷射间角度(例如，180°)径向间隔开，将第二喷雾237瞄准成与第一喷雾236相反。

对于图6A和图6B中所示的外部镜头清洗系统而言，第二喷嘴组合件232优选具有第二流体振荡器相互作用腔室，其配置成对流动通过第二振荡器腔室的加压清洗流体的选择性致动的流动进行操作以便产生液滴237的第二排出流动。第二喷嘴组合件232接收加压的清洗流体，并与第二相互作用腔室流体连通，其将加压的清洗流体向远侧传递到第二横向偏移喷嘴的出口或喉部，所述出口或喉部配置成将清洗流体从第二相互作用腔室排出并产生流体液滴237的第二振荡喷雾，其也朝向外部镜头表面222并横过视野瞄准。第二流体振荡器也优选配置成梯级蘑菇形流体振荡器。

撞击的流体喷雾236、237旨在产生特定的液压作用并且合作以便在很短的时间内将流体横过镜头表面分配。当碰撞和撞击的流体喷雾236、237冲击碎屑223(未示出)和镜头表面时，提供动力学冲击作用，其被发现当湍流流动的流出物238横向离开镜头表面222时去除、溶解和推动碎屑。适于每个喷嘴230、232的优选喷射流动速率在18psi下每个喷嘴为约200毫升/分钟，以及喷射厚度255(即，在横向于喷射的扇形角平面的喷射平面内看到的厚度，如图5B和图6B中所示)优选为约2度。

可选地，第二横向偏移的清洗喷嘴232配置成为非振荡剪切喷嘴，其配置成产生基本上扁平的扇形喷射，其具有选定的喷射扇形角(例如，在15度至120度的范围内选定的45度或其它角度)。备选地，第二横向偏移的清洗喷嘴232可配置成非振荡的虫眼喷嘴，其配置成产生至少一个基本上为实心的(solid)流体射流(即，不具有扇形角的基本上实心的流体流)。

优选地，第二横向偏移的清洗喷嘴232配置成从约15毫米的第一选定的横向偏移距离(从喷嘴的喉部或出口到物镜外表面222的中心)瞄准喷雾237。选定的横向偏移距离优选在由10毫米和30毫米界定的范围内，以便保持整个清洗系统的封装尽可能紧凑。

现在转到系统的图7和图8，本发明的镜头清洗系统可容易地集成到已指定的包括在多种汽车和其它车辆(例如，8)中的标准设备内。如图7中最佳可见，配置有现有的挡风玻璃清洗系统(“前部清洗”)或后窗清洗系统(“后部清洗”)的车辆(例如，8)需要使用清洗流体储器和泵送系统以便提供加压的清洗流体的供应。清洗器储液罐或储器290通常包括内部泵292，其被激活以从储器290抽取清洗流体以及将加压流体供应到管道网294(例如，包括内腔、管或软管)，其供应挡风玻璃清洗喷嘴296和后窗清洗喷嘴298。在根据本发明的一个实施例中，本发明的系统(例如，110或210)响应于驾驶员控制输入来致动镜头清洗或自动地致动镜头清洗。在自动操作中，响应于驾驶员使用挡风玻璃清洗系统或“前部清洗”，镜头清洗被启动或触发(例如，其中镜头清洗在每次挡风玻璃用前部清洗喷嘴296喷射时发生，或者备选地，镜头清洗可定期地选择性地致动，其中每3至5次前部清洗事件就进行一个瞬时的镜头清洗循环)。类似地，后窗或提升门/后车灯清洗可链接到适于倒车摄像机系统的镜头清洗，其中倒车摄像机镜头清洗在每次后窗用后部清洗喷嘴298喷射时发生，或者备选地，倒车摄像机镜头清洗可定期地选择性地致动，其中每3至5次后部清洗事件就进行一个瞬时的镜头清洗循环)。

备选地，摄像机镜头清洗可使用内部显示器(例如，9a)而由使用者控制，其中远程控制系统310包括至少一个喷嘴组合件210并配置成清洁所述外部图像传感器的物镜表面，并且清洗掉积聚的使图像扭曲的碎屑223，使用安装在汽车内部9A内的显示器，其连接到车辆的数据通信网络以便接收用于显示给驾驶员的图像信号。外部图像传感器配置成产生外部图像显示，传感器的外部物镜表面222朝向车辆的外部(例如，车辆8的后方、前方或侧面)瞄准，以及传感器或摄像机具有所选的视野。当车辆在使用中时，图像传感器基本上暴露于周围环境和积聚的使图像扭曲的碎屑。图像传感器镜头清洗系统配置有横向偏移的清洗喷嘴230，其配置成以窄的扫掠角选择性地将清洗流体喷射到所述图像传感器的物镜表面上，所述喷射沿着瞄准角横过视野瞄准，所述瞄准角以相对于外部物镜表面在由1°和20°界定的范围内的选定的瞄准角瞄准，并且喷射响应于持续几秒钟的瞬时清洗控制信号来致动。清洗系统致动开关安装在车辆8的内部，并且配置成当观察显示器9A时驾驶员需要镜头清洗系统210致动时选择性地并且瞬时地产生清洗控制信号。

现在转到图8，本发明的镜头清洗系统可容易地集成到已指定的包括在多种汽车和其它车辆(例如，8)中的标准设备内。配置有前部清洗系统的车辆(例如，8)还需要使用清洗流体储器和泵送系统以便提供加压的清洗流体的供应。清洗器储液罐或储器290通常包括内部双出口泵293，其被激活以从储器290抽取清洗流体以及将加压流体供应到管道网294(例如，包括内腔、管或软管)，其供应挡风玻璃清洗喷嘴296并经由后部或辅助出口管道供应摄像机清洗系统210。加压流体到摄像机系统210的传输可由泵293的选择性致动或通过一个或多个阀(未示出)的控制进行控制，所述阀被放置成允许或停止清洗流体流动到镜头清洗组合件210。

根据本发明系统的另一实施例，镜头清洗系统311响应于驾驶员控制输入致动或自动地致动。在自动操作中，响应于驾驶员使用挡风玻璃清洗系统或“前部清洗”，镜头清洗被启动或触发(例如，其中镜头清洗在每次挡风玻璃用前部清洗喷嘴296喷射时发生，或者备选地，镜头清洗可定期地选择性地致动，其中每3至5次前部清洗事件就进行一个瞬时的镜头清洗循环)。

备选地，对于系统311而言，如图8中所示，摄像机镜头清洗可使用内部显示器(例如，9a)而是使用者可控制的，其中远程控制系统311包括至少一个喷嘴组合件210并配置成清洁所述外部图像传感器的物镜表面，并且清洗掉积聚的使图像扭曲的碎屑223，使用安装在汽车内部9A内的显示器，其连接到车辆的数据通信网络以便接收用于显示给驾驶员的图像信号。外部图像传感器配置成产生外部图像显示，传感器的外部物镜表面222朝向车辆的外部(例如，车辆8的后方、前方或侧面)瞄准，以及传感器或摄像机具有所选的视野。当车辆在使用中时，图像传感器基本上暴露于周围环境和积聚的使图像扭曲的碎屑。图像传感器镜头清洗系统配置有横向偏移的清洗喷嘴230，以便以窄的扫掠角选择性地将清洗流体喷射到所述图像传感器的物镜表面上，所述喷射沿着瞄准角横过视野瞄准，所述瞄准角以相对于外部物镜表面在由1°和20°界定的范围内的选定的瞄准角瞄准，并且喷射响应于持续几秒钟的瞬时清洗控制信号来致动。清洗系统致动开关安装在车辆8的内部，并且配置成当观察显示器9A时的驾驶员需要镜头清洗系统210致动时选择性地并且瞬时地产生清洗控制信号。

现在转到图9至图11，示出托架转位的外部镜头清洗系统310。如图9中所示，外部镜头清洗系统310包括基本刚性的瞄准托架或固定件311，其具有远侧311D和近侧311P(在图10的横截面视图中最清楚地看到)。固定件或托架311是刚性耐用的支撑件，其制造和配置成支撑摄像机模块312，从而定位及限制摄像机的外部镜头，其朝向组合件310的远侧暴露。摄像机镜头具有带有镜头周边的外部镜头表面322和从镜头表面322向远侧突出的镜头中央轴线350，并且镜头视野被限定为向远侧突出的立体角(例如，截头圆锥或棱锥，例如产生具有显示器209A中视野的图像信号)。视野(“FOV，Field of View”)通常具有90°到170°的角宽度。摄像机或图像传感器312具有定中在镜头周边内的镜头中央轴线350，以及镜头视野通常关于镜头中央轴线350是对称的。

清洗系统310包括至少一个第一喷嘴组合件330，其配置成通过由瞄准固定件311支撑并朝向外部镜头322瞄准，以及第一喷嘴组合件包括流体入口142，其与从瞄准固定件的远侧311D的上方或远侧突出的第一横向偏移的清洗喷嘴330流体连通。横向偏移的喷嘴330配置成并瞄准以基本上平面的片层336朝向外部镜头表面322并横过视野喷射清洗流体，所述片层336具有选定厚度(例如255)，所述喷射以约1°的第一选定的喷射瞄准角喷射(即，优选以角度在近侧倾斜的平面中喷射)。选定的瞄准角度可相对于切向于镜头外表面322的平面在1度和20度之间的范围内(如在图10中可见的那样)。喷嘴330取向成从选定侧喷射，这意味着它瞄准成沿着相对于在镜头周边上的选定固定参考点或基准351的第一选定喷射方位角喷射。

优选地，镜头清洗喷嘴330包括第一流体振荡器相互作用腔室331，其配置成对流动通过第一振荡器腔室331的加压清洗流体的选择性致动的流动进行操作，以产生流体液滴336的第一排出流动，以及第一喷嘴组合件的流体入口342接收加压的清洗流体(例如，从储器290)，并经由流体路径340处于流体连通，所述流体路径340将加压的清洗流体向远侧传递到所述第一横向偏移的出口喷嘴330，其配置成将清洗流体从第一相互作用腔室331排出并产生朝向外部镜头表面322并横过视野瞄准的流体液滴336的第一振荡喷雾。优选地，包括相互作用腔室331的流体振荡器配置成梯级蘑菇形流体振荡器(如在图12A和图12B中所示)。振荡喷雾336中优选的流动速率优选地在18psi下每个喷嘴为约200毫升/分钟，以及喷射厚度(即，在横向于喷射的扇形角平面的喷射平面内看到的厚度，如图10和图5B中所示)优选为约2度。通过由喷嘴330以这种方式瞄准的流体振荡器产生的振荡动作和大的液滴被发现非常迅速地润湿镜头表面322，并提供动力学的冲击作用，其被发现作为横向离开镜头表面222的流动流出物的一部分冲击、溶解和推动碎屑(未示出，但类似碎屑223)。

可选地，第一横向偏移的清洗喷嘴330配置成为非振荡剪切喷嘴，其配置成产生基本上扁平的扇形喷射，其具有选定的喷射扇形角(例如，在15度至120度的范围内选定的45度或其它角度)。备选地，第一横向偏移的清洗喷嘴33可配置成非振荡的虫眼喷嘴，其配置成产生至少一个基本上为实心的流体射流(即，不具有扇形角的基本上实心的流体流)。

优选地，第一横向偏移的清洗喷嘴330配置成从约15毫米的第一选定的横向偏移距离(从喷嘴的喉部或出口到物镜外表面222的中心，参见图11)瞄准喷雾336。选定的横向偏移距离优选在由10毫米和30毫米界定的范围内，以便保持整个封装尽可能紧凑。

在图9至图11中所示的实施例具有：摄像机312，其具有镜头322；喷嘴330，其安装在远侧并将喷雾336几乎平行于镜头322瞄准；和相关联的托架(即，固定件311)，其是将喷嘴330相对于镜头(在横向偏移和方位角上)从镜头的中心线和远侧或镜头上方保持在固定的位置所必需的。当设计该摄像机清洁系统和封装时考虑几个变量，包括：安装方法、封装空间、视野(FOV)的考虑和缓解不利的系统影响。依次论述各个变量：

用于喷嘴330与摄像机312的一种优选的安装或者附接方法是直接位于摄像机模块壳体或主体上。该安装位置确保不管摄像机移动到哪，从喷嘴喷出的流体总是朝向镜头表面的中心在正确的位置瞄准。独立于摄像机安装的喷嘴可能会经受额外的公差堆叠，并且变得瞄不准。但是当然应理解的是将有一些摄像机设计，其不允许直接附接并且将需要分开的安装方案。上述的良好的喷嘴放置的基本内容都是一样的，而不管附接方法。

通常情况下，由于封装和视线目的，车辆(例如，8)中的摄像机(例如，312)的位置被限制到某些特定区域。遗憾的是，对于摄像机清洗喷嘴封装而言，最好的车辆面板外部位置也往往对于其它组件同样有利：如对于提升门拉手或照明组件同样有利。其结果是，这些车辆面板外部位置具有非常紧密的封装约束，推动了对于非常小的喷嘴和摄像机到喷嘴的紧密包封的需求。

应当理解的是，许多现有的摄像机具有从120度至170度的视野角度(例如，如由图9至图11中的径向线所示)。对系统功能的一个主要的约束是不能有东西侵入到摄像机的显示视野(例如，209A)内，使得使用者不被镜头清洗喷嘴330的外观分心。从而，喷嘴(例如，230或330)应当被横向定位，使得它不在摄像机的视野内。在本发明的所示实施例中，喷嘴(例如，230或330)从固定的几乎并行于镜头的位置取向和瞄准，远离摄像机的视野以及在摄像机视野的后面。由于摄像机的视野接近和超过180度，这将变得不可能。然而，应当指出的是通过这些大角度，在车辆内的其它组件将变得对于摄像机而言是可见的。那么这将有必要将喷嘴(例如，230或330)放置成使得它与车辆的其它特征对准，并且由此不会超出车辆外表面的特征映出轮廓(因此是“隐藏”在车辆外表面的特征的散乱排列内)，最小限度地侵入到摄像机的“清晰”视野。在图9至图11的实施例中，喷嘴330产生流体分布，使得在喷嘴头变得对于摄像机而言可见之前，镜头全部或尽可能多地由流体覆盖并以-1度至-20度左右(“瞄准角”)冲击镜头。喷雾336几乎平行冲击到镜头322的另一个显著优点是，流体完全参与到将碎屑推掉或横向横过镜头，而不是倾斜冲击镜头或弹离镜头,如在通过更直接撞击的更高瞄准角所经历的那样。随着瞄准角度的增加，喷嘴必须将进一步向远侧和向上移动到视野内，并且从摄像机相距更远，使得装饰方面有吸引力的封装变得困难。因此，喷嘴应保持在10度(向下到镜头的对准角)内，以保持装饰封装合理。

除了考虑瞄准角之外，到镜头中心的喷嘴距离(如图11中所示)是重要的。喷嘴330越接近镜头322的中心，则流体分布(和喷射扇形角)必须更宽以覆盖整个镜头。过度接近于镜头中心出于多种原因是令人反感的。首先，喷嘴简单地太靠近摄像机机身，并且可物理地碰撞到它。其次，需要更宽的分布角(或喷射扇形角)以便得到良好的覆盖。更宽的喷射扇形角在较大的镜头清洁区域上分布相对小的流体流动速率，这可能会导致对于不同的分布几何形状或更高的流动速率的需求。申请人已经发现通过一种有效的分布几何形状，横向偏移距离优选在18毫米至28毫米之间。这种横向偏移是近似的，因为瞄准角和喷嘴远端的高度变化趋于使得几何形状复杂化。

将清洁系统(例如，310)添加到车辆系统可以多种方式来完成。它们可被系附到现有的系统内，如在SUV中的后部玻璃清洁，因此每当后部玻璃被清洁时摄像机也被清洁，而反之亦然。系统也可设计成使得按要求清洁，并且需要添加泵(例如292)和控制器或控制系统(例如，9B)，其编程为执行上述的方法步骤。然而，非常优选的是保持清洗流体储器(例如，290)的相同数量和大小。第二储器或流体瓶将被添加到车辆8是极不可能的，从而摄像机清洗喷嘴系统(例如，310)有可能被看作是相对于车辆整体性能的寄生系统。由于车辆的封装一般不允许较大的清洗器储器，任何摄像机清洁系统必须消耗尽可能少的流体以便具有对车辆整体性能的最小影响。

由于期望将把镜头清洗系统(例如，310)添加到车辆8的系统的整体效果最小化，小的流动速率对于喷嘴(例如，330)而言是优选的。一个实施例使用流体喷嘴，其具有在18PSI下为200+/-40毫升/分钟的目标流动速率，这经证明在清洁镜头322中用上述封装准则是非常有效的。考虑到这些流动和封装方面，对于图9至图11的优选流体递送几何形状实施例而言，选择图12A和图12B的梯级蘑菇形回路。该流体回路(例如，具有梯级蘑菇形的片形件501)能够以0.06毫米的梯级在寒冷的天气条件下良好地执行，并针对200毫升/分钟的流动速率而言允许以5mm×5mm的非常小的封装以及对于喷雾336而言的50°的喷射扇形角。最重要的是，这样的设计可保持最小0.014”的动力喷嘴尺寸，对于良好的抗堵塞性能而言这是需要的。小于上述的动力喷嘴在汽车的情况下有堵塞的风险。流体回路还设有内部过滤器(例如，过滤柱522)。此外，该回路设计允许小的相互作用区域331，大约3.3毫米×2.5毫米，有助于支持高达50度的扇形角并且仍保持处于目标封装空间内。

镜头清洗器喷嘴组合件(例如，110、210、310、610，或对于低轮廓实施例而言的710、810和1010)优选包括作为喷嘴组合件的一部分的流体振荡器，以及优选包括如在共同拥有的美国专利7267290中所述的梯级蘑菇形流体振荡器，该美国专利的全部内容通过引用并入本文。再次参照图12A和图12B，镜头清洗器喷嘴流体振荡器可选地配置成可移除的流体片形件501，其具有在片形件501的流体不可透过的表面和喷嘴组合件的接收片形件的内表面之间限定的振荡腔室(如在图10中的截面图中可见)。再次参照图10、图12A和图12B，具有如在喷嘴组合件310中配置的相互作用腔室331的流体振荡器适于在较低的温度下使用，因为排出流为流体液滴336的振荡喷雾形式，并具有配置成加速加压流体移动的一对动力喷嘴514，连接并允许加压流体在其入口512和动力喷嘴514之间流动的流体通路，附接到喷嘴并且从喷嘴接收流动的相互作用腔室518，喷射从相互作用腔室排出的流体喷射出口520，以及用于增加来自动力喷嘴的流体流动的不稳定性的产生流动不稳定性的结构特征，其中该结构特征定位在选自于由在流体通路内或靠近动力喷嘴的位置所构成组的位置内。产生流动不稳定性的特征优选包括突起，其从所述流体通路的每个侧壁506向内延伸，以便产生突起下游的流动分离区域，但也可包括在动力喷嘴514的底部的相对于该相互作用腔室的底部的高度升高的梯级524A，如图12B中最佳可见。

现在转到图13A至图13C，适于外部镜头清洗系统和喷嘴组合件610的另一实施例包括基本上为刚性的框座或瞄准固定件611，其具有远侧611D和近侧611P。框座或固定件611配置成支撑图像传感器或摄像机612并约束摄像机的外部镜头朝向远侧暴露；外部镜头具有外镜头表面622，其具有镜头周边以及从镜头表面222向远侧突出的镜头中央轴线650，其中镜头的视野被限定为向远侧突出的立体角(例如，截头圆锥或棱锥，包括在显示器209A中的视野)，其包括镜头中央轴线650且起始于镜头周边内。清洗系统610包括至少一个第一喷嘴组合件，其配置成通过框座或瞄准固定件611支撑并朝向外部镜头622瞄准，以及第一喷嘴组合件包括流体入口642，其与从瞄准固定件的远侧611D向远侧突出的第一横向偏移的清洗喷嘴630流体连通。喷嘴630配置成并且瞄准成将清洗流体以基本上平面的片层636朝向外部镜头表面622并横过视野喷射，所述片层636具有选定厚度，其以约1°的第一选定的喷射瞄准角喷射(即，优选以角度在近侧倾斜的平面中喷射)。选定的瞄准角度可相对于切向于镜头外表面622的平面在1度和20度之间的范围内(如在图13B、图13C和图5B中可见的那样)。喷嘴630取向成从选定侧喷射，这意味着它瞄准成沿着相对于在镜头周边上的选定固定参考点或基准651的第一选定喷射方位角喷射。

优选地，镜头清洗喷嘴630包括第一流体振荡器相互作用腔室631，其配置成对流动通过第一振荡器腔室的加压清洗流体的选择性致动的流动进行操作，以产生流体液滴636的第一排出流动，以及第一喷嘴组合件的流体入口642接收加压的清洗流体，并与第一相互作用腔室631处于流体连通，所述第一相互作用腔室631将加压的清洗流体向远侧传递到所述第一横向偏移的出口喷嘴630，其配置成将清洗流体从第一相互作用腔室排出并产生朝向外部镜头表面622并横过视野瞄准的流体液滴636的第一振荡喷雾。优选地，如上所述，该流体振荡器配置成梯级蘑菇形流体振荡器(如在图12A和图12B中所示)。优选的喷射流动速率在18psi下每个喷嘴为约200毫升/分钟，以及喷射厚度(即，在横向于喷射的扇形角平面的喷射平面内看到的厚度，如图5B中所示)优选为约2度。通过由喷嘴630以这种方式瞄准的流体振荡器产生的振荡动作和大的液滴被发现非常迅速地润湿镜头表面622，并提供动力学的冲击作用，其被发现作为横向离开镜头表面622的流动流出物的一部分冲击、溶解和推动碎屑(例如，像223，未示出)。

可选地，横向偏移清洗喷嘴630配置成为非振荡剪切喷嘴，其配置成产生基本上扁平的扇形喷射，其具有选定的喷射扇形角(例如，在15度至120度的范围内选定的45度或其它角度)。备选地，第一横向偏移的清洗喷嘴可配置成非振荡的虫眼喷嘴，其配置成产生至少一个基本上为实心的流体射流(即，不具有扇形角的基本上实心的流体流)。

优选地，第一横向偏移的清洗喷嘴630配置成从约15毫米的第一选定的横向偏移距离(从喷嘴的喉部或出口到物镜外表面622的中心)瞄准喷雾636。选定的横向偏移距离优选在由10毫米和30毫米界定的范围内，以便保持整个封装尽可能紧凑。

图13A至图13C中所示的摄像机镜头清洗组合件610优选配置成集成的汽车摄像机模块和喷嘴组合件，其中摄像机模块612和瞄准的喷嘴组合件一体地封装成单件整体模块，其配置成用于组装到车辆8内。流体基本上不可透过的摄像机模块612被固定在框座或壳体611内，并具有内部，该内部配置成包封和瞄准具有物镜和像素化的图像传感器阵列(例如，如18)的成像传感器，其中框座或壳体611配置成支撑和瞄准摄像机模块612。摄像机模块612包括自包含和密封的模块，其包封所述图像传感器阵列(例如，如18)和相关联的图像信号处理组件(例如，如图1D中所示)，并且基本上密封成限制或基本上排除水侵入到摄像机模块的内部体积内。摄像机模块612和一体的壳体611配置成作为摄像机镜头和镜头清洗器单元610定位在车辆8处或固定到车辆8上。摄像机模块612还包括电连接器670，当摄像机模块壳体定位在车辆8处时，其适于导电地连接到车辆电连接器。摄像机模块的电连接器延伸成可在近端672处接近以便当摄像机模块定位在车辆8处时连接到车辆的电连接器(或车辆控制器9B)以及摄像机模块612响应于车辆控制器9B以便处理由成像传感器拍摄的视频图像。

也已经开发出更紧凑的低轮廓的实施例。例如，在图14A和14B中示出本发明的镜头清洗系统的第一低轮廓的实施例。低轮廓喷嘴组合件710(优选)配置有低轮廓的共形壳体固定件711，其瞄准非常紧凑的横向进料的反向蘑菇形流体振荡器(具有3毫米左右的喷射轴线长度，其比先前的振荡器约5毫米的长度更紧凑)。可远程控制的系统和低轮廓的喷嘴组合件提供紧凑或轴向上短的流体振荡器，其以很宽的扇形角产生高速喷射，因此可集成到紧凑的喷嘴组合件内，以便非常靠近镜头表面的外周放置，同时保持不在摄像机的视野内，以便提供非常紧凑和低轮廓的一体式摄像机和摄像机清洗喷嘴组合件封装。紧凑的喷嘴也可配置有配置成产生扇形剪切射流的喷嘴。

低轮廓的外部镜头清洗系统和喷嘴组合件710包括共形的流体传输壳体和喷射瞄准固定件711，其具有远侧711D和近侧711P。共形壳体固定件711配置成环绕并支撑图像传感器或摄像机712，并约束摄像机的外部镜头朝向远侧暴露；外部镜头具有外部镜头表面722，其具有镜头周边以及从镜头表面722向远侧突出的镜头中央轴线750，其中镜头的视野被限定为向远侧突出的立体角(例如，截头圆锥或棱锥，包括在显示器209A中的视野)，其包括镜头中央轴线750且起始于镜头周边内。清洗系统710包括至少一个第一喷嘴组合件，其配置成通过瞄准固定件711的喷嘴头730支撑并朝向外部镜头722瞄准，以及第一喷嘴组合件包括流体入口742，其与从瞄准固定件的远侧711D向远侧突出的第一横向偏移的清洗喷嘴头730流体连通。喷嘴头730配置成并且瞄准成将清洗流体以基本上平面的片层736朝向外部镜头表面722并横过视野喷射，所述片层736具有选定厚度，其以约1°的第一选定的喷射瞄准角喷射(即，优选以角度在近侧倾斜的平面中喷射)。选定的瞄准角度可相对于切向于镜头外表面722的平面在1度至20度之间的范围内(如在图14B中可见的那样)。喷嘴头730取向成从选定侧喷射，这意味着它瞄准成沿着相对于在镜头周边上的选定固定参考点或基准751的第一选定喷射方位角喷射。换言之，向远侧突出的喷嘴头730定位在旁边并瞄准成沿着在远侧物镜表面722的中心处瞄准的横向喷射轴线喷射，所以从喷嘴头733的喷射轴线优选瞄准成与镜头轴线750相交以及该喷射在参考点或基准751处越过镜头周边边缘。

优选地，低轮廓镜头清洗喷嘴头730包括第一流体振荡器相互作用腔室，其配置成对流动通过第一振荡器腔室的加压清洗流体的选择性致动的流动进行操作，以产生流体液滴736的第一排出流动，以及第一喷嘴组合件的流体入口742接收加压的清洗流体并与第一相互作用腔室处于流体连通，所述第一相互作用腔室将加压的清洗流体向远侧传递到所述第一横向偏移的出口喷嘴头730，其配置成将清洗流体从第一相互作用腔室排出并产生朝向外部镜头表面722并横过视野瞄准的流体液滴736的第一振荡喷雾。优选地，如上所述，该流体振荡器配置成紧凑的横向进料的反向蘑菇形流体振荡器(如在图18B中所示)。优选的喷射流动速率在18psi下每个喷嘴为约200毫升/分钟，以及喷射厚度(即，在横向于喷射的扇形角平面的喷射平面内看到的厚度，如图5B中所示)优选为约2度。通过由喷嘴730瞄准的流体振荡器产生的振荡动作和大的液滴被发现非常迅速地润湿镜头表面722，并提供动力学的冲击作用，其被发现作为横向离开镜头表面722的流动流出物的一部分冲击、溶解和推动碎屑(例如，像223，未示出)。

可选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴头730配置成为非振荡剪切喷嘴，其配置成产生基本上扁平的扇形喷射，由于与镜头的周边边缘非常紧密地接近，其具有选定的宽喷射扇形角(例如，90度)。备选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴头730可配置成非振荡的虫眼喷嘴，其配置成产生至少一个基本上为实心的流体射流(即，不具有扇形角的基本上实心的流体流)。

优选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴头730配置成从约3毫米的第一选定的横向偏移距离(从喷嘴的喉部或出口到物镜外表面722的最近的周边边缘751)瞄准喷雾736。选定的横向偏移距离优选在由2毫米和10毫米界定的范围内，以便保持整个封装尽可能紧凑。

在图14A至图14B中所示的低轮廓(low-profile)摄像机镜头清洗组合件710优选配置成集成的汽车摄像机模块和喷嘴组合件，其中摄像机模块712和瞄准的喷嘴组合件一体地封装成单件整体模块，其配置成用于组装到车辆8内。流体基本上不可透过的摄像机模块712具有圆柱形的突起，其被环绕和固定到低轮廓的共形壳体固定件711内，并具有内部，该内部配置成包封和瞄准具有物镜和像素化的图像传感器阵列(例如，如18)的成像传感器，其中框座或低轮廓的共形壳体固定件711配置成支撑和瞄准摄像机模块712。摄像机模块712包括自包含和密封的模块，其包封所述图像传感器阵列(例如，如18)和相关联的图像信号处理组件(例如，如图1D中所示)，并且基本上密封成限制或基本上排除水侵入到摄像机模块的内部体积内。摄像机模块712和低轮廓的一体的壳体711配置成作为摄像机镜头和镜头清洗器单元710定位在车辆8处或固定到车辆8上。摄像机模块712还包括电连接器770，当摄像机模块壳体定位在车辆8处时，其适于导电地连接到车辆电连接器。摄像机模块电连接器延伸成可在近端处接近以便当摄像机模块定位在车辆8处时连接到车辆的电连接器(或车辆控制器9B)以及摄像机模块712响应于车辆控制器9B以便处理由成像传感器拍摄的视频图像。

现在转到本发明的镜头清洗系统的另一低轮廓实施例。图15A至图15E示出低轮廓的喷嘴组合件810，其(优选)配置有低轮廓的共形壳体固定件811，其瞄准非常紧凑的横向进料的反向蘑菇形流体振荡器(具有3毫米左右的喷射轴线长度，其比先前振荡器约5毫米的长度更紧凑)。可远程控制的系统和低轮廓的喷嘴组合件提供紧凑或轴向上短的流体振荡器，其以很宽的扇形角产生高速喷射，因此可集成到紧凑的喷嘴组合件内，以便非常靠近镜头表面的外周放置，同时保持不在摄像机的视野内，以便提供非常紧凑和低轮廓的一体式摄像机和摄像机清洗喷嘴组合件封装。紧凑的喷嘴也可配置有配置成产生扇形剪切射流的喷嘴。

低轮廓的外部镜头清洗系统和喷嘴组合件810包括共形的流体传输壳体和喷射瞄准固定件811，其具有远侧811D和近侧811P。共形壳体固定件811配置成环绕并支撑图像传感器或摄像机812(或712)，并约束摄像机的外部镜头朝向远侧暴露；外部镜头具有外部镜头表面822，其具有镜头周边以及从镜头表面822向远侧突出的镜头中央轴线850，其中镜头的视野被限定为向远侧突出的立体角(例如，截头圆锥或棱锥，包括在显示器209A中的视野)，其包括镜头中央轴线850且起始于镜头周边内。清洗系统810包括至少一个第一喷嘴组合件，其配置成通过低轮廓的共形壳体固定件811支撑并朝向外部镜头822瞄准，低轮廓的共形壳体固定件811限定封闭的内部流体传输管道或内腔，其在流体入口842和从瞄准固定件的远侧811D向远侧突出的横向偏移、向内瞄准的清洗喷嘴头830之间提供不受阻碍的连续流体连通(参见图15E)。环形的共形壳体固定件811优选由塑料制成并带有在近侧表面811P和摄像机壳体之间的环形弹性体或橡胶密封。

喷嘴头830配置成并且瞄准成将清洗流体以基本上平面的片层836朝向外部镜头表面822并横过视野喷射，所述片层836具有选定厚度，其以约1°的第一选定的喷射瞄准角喷射(即，优选以角度在近侧倾斜的平面中喷射)。选定的瞄准角度可相对于切向于镜头外表面822的平面在1度和20度之间的范围内(如在图15B中可见的那样)。喷嘴头830取向成从选定侧喷射，这意味着它瞄准成沿着相对于在镜头周边上的选定固定参考点或基准851的第一选定喷射方位角喷射。换言之，向远侧突出的喷嘴头830定位在旁边并瞄准成沿着在远侧物镜表面822的中心处瞄准的横向喷射轴线喷射，所以从喷嘴头833的喷射轴线优选瞄准成与镜头轴线850相交以及该喷射在参考点或基准851处越过镜头周边边缘。

优选地，低轮廓的镜头清洗喷嘴头830包括第一流体振荡器相互作用腔室，其配置成对流动通过第一振荡器腔室的加压清洗流体的选择性致动的流动进行操作，以产生流体液滴836的第一排出流动，以及第一喷嘴组合件的流体入口842接收加压的清洗流体并与第一相互作用腔室处于流体连通，所述第一相互作用腔室将加压的清洗流体向远侧传递到所述第一横向偏移的出口喷嘴头830，其配置成将清洗流体从第一相互作用腔室排出并产生朝向外部镜头表面822并横过视野瞄准的流体液滴836的第一振荡喷雾。可选地，如上所述，该流体振荡器配置成紧凑的横向进料的反向蘑菇形流体振荡器(如在图18B中所示)。优选的喷射流动速率在18psi下每个喷嘴为约200毫升/分钟，以及喷射厚度(即，在横向于喷射的扇形角平面的喷射平面内看到的厚度，如图5B中所示)优选为约2度。通过由喷嘴830瞄准的流体振荡器产生的振荡动作和大的液滴被发现非常迅速地润湿镜头表面822，并提供动力学的冲击作用，其被发现作为横向离开镜头表面822的流动流出物的一部分冲击、溶解和推动碎屑(例如，像223，未示出)。

可选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴头830配置成为非振荡剪切喷嘴，其配置成产生基本上扁平的扇形喷射，由于与镜头的周边边缘非常紧密地接近，其具有选定的宽喷射扇形角(例如，90度)。备选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴头830可配置成非振荡的虫眼喷嘴，其配置成产生至少一个基本上为实心的流体射流(即，不具有扇形角的基本上实心的流体流)。

优选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴头830配置成从约3毫米的第一选定的横向偏移距离(从喷嘴的喉部或出口到物镜外表面822的最近的周边边缘851)瞄准喷雾836。选定的横向偏移距离优选在由2毫米和10毫米界定的范围内，以便保持整个封装尽可能紧凑。

在图15A至图15E中所示的低轮廓摄像机镜头清洗组合件810优选配置成集成的汽车摄像机模块和喷嘴组合件，其中摄像机模块812和瞄准的喷嘴组合件一体地封装成单件整体模块，其配置成用于组装到车辆8内。流体基本上不可透过的摄像机模块812具有圆柱形的突起，其被环绕和固定到低轮廓的共形壳体固定件811内，并具有内部，该内部配置成包封和瞄准具有物镜和像素化的图像传感器阵列(例如，如18)的成像传感器，其中框座或低轮廓的共形壳体固定件811配置成支撑和瞄准摄像机模块812。摄像机模块812包括自包含和密封的模块，其包封所述图像传感器阵列(例如，如18)和相关联的图像信号处理组件(例如，如图1D中所示)，并且基本上密封成限制或基本上排除水侵入到摄像机模块的内部体积内。摄像机模块812和低轮廓的一体的壳体811配置成作为摄像机镜头和镜头清洗器单元810定位在车辆8处或固定到车辆8上。摄像机模块812还包括电连接器870，当摄像机模块壳体定位在车辆8处时，其适于导电地连接到车辆电连接器。摄像机模块电连接器延伸成可在近端处接近以便当摄像机模块定位在车辆8处时连接到车辆的电连接器(或车辆控制器9B)以及摄像机模块812响应于车辆控制器9B以便处理由成像传感器拍摄的视频图像。

在图16A至图16B中示出低轮廓的共形壳体固定件911的另一个实施例。低轮廓的共形壳体固定件911也可集成到紧凑的喷嘴组合件内以便非常靠近镜头表面的外周(例如，722、822)放置，同时保持不在摄像机的视野内，以便提供非常紧凑和低轮廓的一体式摄像机和摄像机清洗喷嘴组合件封装。

共形的流体传输壳体和喷射瞄准固定件911具有远侧811D和近侧811P并且配置成部分地环绕并支撑图像传感器或摄像机(812或712)，并约束摄像机的外部镜头朝向远侧暴露。具有低轮廓的共形壳体固定件911的镜头清洗系统(例如，如810或710)包括至少一个第一喷嘴组合件930，其配置成通过由刚性的低轮廓的共形壳体固定件811支撑并朝向外部镜头表面(例如，822)瞄准，低轮廓的共形壳体固定件811限定流体传输管道或内腔，其在流体入口942和从瞄准固定件的远侧811D向远侧突出的横向偏移、向内瞄准的清洗喷嘴930之间提供不受阻碍的连续流体连通(参见图16B)。喷嘴头930配置成并且瞄准成将清洗流体以基本上平面的片层(未示出)朝向外部镜头表面并横过视野喷射，所述片层具有选定厚度，其以约1°的第一选定的喷射瞄准角喷射(即，优选以角度在近侧倾斜的平面中喷射)。选定的瞄准角度可相对于切向于镜头外表面的平面在1度和20度之间的范围内。喷嘴930取向成从选定侧喷射，这意味着它瞄准成沿着相对于在镜头周边上的选定固定参考点或基准的第一选定喷射方位角喷射。

优选地，低轮廓镜头清洗喷嘴头930包括第一流体振荡器相互作用腔室，其配置成对流动通过第一振荡器腔室的加压清洗流体的选择性致动的流动进行操作，以产生流体液滴(例如，像836)的第一排出流动，以及共形壳体固定件流体入口942接收加压的清洗流体，并与第一相互作用腔室处于流体连通，所述第一相互作用腔室将加压的清洗流体向远侧传递到所述第一横向偏移的出口喷嘴头930，其配置成将清洗流体从第一相互作用腔室排出并产生朝向外部镜头表面并横过视野瞄准的流体液滴的第一振荡喷雾。可选地，如上所述，该流体振荡器配置成紧凑的横向进料反向蘑菇形流体振荡器(如在图18B中所示)。优选的喷射流动速率在18psi下每个喷嘴为约200毫升/分钟，以及喷射厚度(即，在横向于喷射的扇形角平面的喷射平面内看到的厚度，如图5B中所示)优选为约2度。通过由喷嘴头930以这种方式瞄准的流体振荡器产生的振荡动作和大的液滴被发现非常迅速地润湿镜头表面，并提供动力学的冲击作用，其被发现作为横向离开镜头表面的流动流出物的一部分冲击、溶解和推动碎屑(例如，像223，未示出)。

可选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴头930配置成为非振荡剪切喷嘴，其配置成产生基本上扁平的扇形喷射，由于与镜头的周边边缘非常紧密地接近，其具有选定的宽喷射扇形角(例如，90度)。备选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴930可配置成非振荡的虫眼喷嘴，其配置成产生至少一个基本上为实心的流体射流(即，不具有扇形角的基本上实心的流体流)。

优选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴头930配置成从约3毫米的第一选定的横向偏移距离(从喷嘴的喉部或出口到物镜外表面(例如，722)的最近的周边边缘(例如，751))瞄准喷射。选定的横向偏移距离优选在由2毫米和10毫米界定的范围内，以便保持整个封装尽可能紧凑。

图17示出低轮廓的摄像机清洗系统(例如，810或710)，其具有隐藏在汽车的外部装饰件920内的喷嘴头830，外部装饰件920具有紧密围绕摄像机镜头表面822配合的基本为圆形的孔。外部装饰件具有不显眼的凸起或泡罩，其完全覆盖并基本上遮住喷嘴头830，同时允许横向喷雾836从喷嘴头830以完全不受阻碍的流动射出，其中任何积聚的碎屑或污物将从镜头表面822清洗掉并越过外部装饰件920的外部的朝外的下游表面930。

在图18A至图18F中示出本发明的镜头清洗系统的另一低轮廓实施例。低轮廓的喷嘴组合件1010(优选)配置有低轮廓的共形壳体固定件1011，其瞄准非常紧凑的横向进料的反向蘑菇形流体振荡器1200(如图18B和图18D至图18F中所示具有3毫米左右的喷射轴线长度1210，其比以前振荡器约5毫米的长度更紧凑(例如，参见图18A))。低轮廓的喷嘴头1030包括向远侧突出的凸台1030，因为紧凑的或轴向上短的流体振荡器1200以很宽的扇形角(例如，90度或更大)产生高速喷雾1036，因此凸台1030邻近镜头表面1022的周边边缘，以提供非常紧凑和低轮廓的一体式摄像机和摄像机清洗喷嘴组合件的封装。低轮廓喷嘴头1030还可配置成产生扇形剪切射流。

低轮廓的外部镜头清洗系统和喷嘴组合件1010包括共形的流体传输壳体和喷射瞄准固定件1011，其具有远侧1011D和近侧1011P。共形壳体固定件1011配置成环绕并支撑图像传感器或摄像机1012(或712或812)，并约束摄像机的外部镜头朝向远侧暴露；外部镜头具有外部镜头表面1022，其具有镜头周边以及从镜头表面1022向远侧突出的镜头中央轴线1050，其中镜头的视野被限定为向远侧突出的立体角(例如，截头圆锥或棱锥，包括在显示器209A中的视野)，其包括镜头中央轴线1050且起始于镜头周边内。清洗系统1010包括至少一个第一喷嘴组合件，其配置成通过低轮廓的共形壳体固定件1011支撑并朝向外部镜头1022瞄准，低轮廓的共形壳体固定件1011限定封闭的在上部和下部水平内的内部流体传输管道或内腔，以便在流体入口1042和喷嘴头1030之间提供不受阻碍的连续流体连通，所述喷嘴头1030可选地包括配置成与流体回路插入件1200配合的空腔1011C。更具体地，喷嘴头1030配置为向上或向远侧突出的凸台或壁段，其从瞄准固定件的远侧1011D向远侧突出(参见图18D和图18F)。环形的共形壳体固定件1011优选由塑料制成并可选地带有在近侧表面1011P和摄像机壳体之间的环形弹性体或橡胶密封。

喷嘴1030配置成并且瞄准成将清洗流体以基本上平面的片层1036朝向外部镜头表面1022并横过视野喷射，所述片层1036具有选定厚度，其以约1°的第一选定的喷射瞄准角喷射(即，优选以角度在近侧倾斜的平面中喷射)。选定的瞄准角度可相对于切向于镜头外表面1022的平面在1度和20度之间的范围内(如在图18D中可见的那样)。喷嘴1030取向成从选定侧喷射，这意味着它瞄准成沿着相对于在镜头周边上的选定固定参考点或基准1051的第一选定喷射方位角喷射。向远侧突出的喷嘴头1030定位在旁边并瞄准成沿着在远侧物镜表面1022的中心处瞄准的横向喷射轴线喷射，所以从喷嘴头1033的喷射轴线优选瞄准成与镜头轴线1050相交以及该喷射在参考点或基准1051处越过镜头周边边缘。

优选地，低轮廓的镜头清洗喷嘴流体回路1200包括第一流体振荡器相互作用腔室1220，其配置成对流动通过第一振荡器腔室1220的加压清洗流体的选择性致动的流动进行操作，以产生流体液滴1036的第一排出流动，以及共形壳体的流体入口1042接收加压的清洗流体并与第一相互作用腔室1220处于流体连通，所述第一相互作用腔室1220将加压的清洗流体向远侧传递到所述第一横向偏移的出口喷嘴1030，其配置成将清洗流体从第一相互作用腔室1220排出并产生朝向外部镜头表面1022并横过视野瞄准的流体液滴1036的第一振荡喷雾。优选地，该流体振荡器1200配置成紧凑的横向进料的反向蘑菇形流体振荡器(如在图18B至图18F中所示)。优选的喷射流动速率在18psi下每个喷嘴为约200毫升/分钟，以及喷射厚度(即，在横向于喷射的扇形角平面的喷射平面内看到的厚度，如图5B中所示)优选为约2度。通过由喷嘴1030以这种方式瞄准的流体振荡器产生的振荡动作和大的液滴被发现非常迅速地润湿镜头表面1022，并提供动力学的冲击作用，其被发现作为横向离开镜头表面1022的流动流出物的一部分冲击、溶解和推动碎屑(例如，像223，未示出)。

可选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴头1030配置成为非振荡剪切喷嘴，其配置成产生基本上扁平的扇形喷射，由于与镜头的周边边缘非常紧密地接近，其具有选定的宽喷射扇形角(例如，90度)。备选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴头1030可配置成非振荡的虫眼喷嘴，其配置成产生至少一个基本上为实心的流体射流(即，不具有扇形角的基本上实心的流体流)。

优选地，横向偏移的低轮廓的清洗喷嘴头1030配置成从约3毫米的第一选定的横向偏移距离(从喷嘴的喉部或出口到物镜外表面1022的最近的周边边缘1051)瞄准喷雾1036。选定的横向偏移距离优选在由2毫米和10毫米界定的范围内，以便保持整个封装尽可能紧凑。

在图18A至图18F中所示的摄像机镜头清洗组合件1010优选配置成集成的汽车摄像机模块和喷嘴组合件，其中摄像机模块1012和瞄准的喷嘴组合件一体地封装成单件整体模块，其配置成用于组装到车辆8内。流体基本上不可透过的摄像机模块1012具有圆柱形的突起，其被环绕和固定到低轮廓的共形壳体固定件1011内，并具有内部，该内部配置成包封和瞄准具有物镜和像素化的图像传感器阵列(例如，如18)的成像传感器，其中框座或低轮廓的共形壳体固定件1011配置成支撑和瞄准摄像机模块1012。

摄像机模块1012包括自包含和密封的模块，其包封所述图像传感器阵列(例如，如18)和相关联的图像信号处理组件(例如，如图1D中所示)，并且基本上密封成限制或基本上排除水侵入到摄像机模块的内部体积内。摄像机模块1012和低轮廓的一体的壳体1011配置成作为摄像机镜头和镜头清洗器单元1010定位在车辆8处或固定到车辆8上。摄像机模块1012还包括电连接器1070，当摄像机模块壳体定位在车辆8处时，其适于导电地连接到车辆电连接器。摄像机模块电连接器延伸成可在近端处接近以便当摄像机模块定位在车辆8处时连接到车辆的电连接器(或车辆控制器9B)以及摄像机模块1012响应于车辆控制器9B以便处理由成像传感器拍摄的视频图像。

根据本发明(例如参见图18C至图18F)，紧凑的在视觉上不显眼的低轮廓图像传感器镜头清洗系统1010包括第一横向偏移的喷嘴，其被供应以清洗流体且由共形的流体传输壳体1011物理地支撑和瞄准。向远侧突出的图像传感器的物镜结构具有圆柱形的侧壁，以及物镜表面1022的周边边缘是圆形的。紧凑的流体回路振荡喷射器头1030配置成产生清洗流体液滴1036的宽扇形的振荡横向喷射，其横过图像传感器的朝外或外表面1022喷射。对于圆形的物镜表面而言，共形的流体传输管道配置成为圆环形的构件或圆周弧段形的构件1011，其包封限定流体流动通道的内部内腔1011L。环形或弧形的共形流体传输管道配置成压配合到或粘接到所述图像传感器的向远侧突出的镜头构件的圆柱形侧壁，邻近所述镜头构件的自由远端或物镜端。低轮廓喷嘴组合件的环形或弧形的共形流体传输管道或低轮廓的共形壳体固定件1011包括与横向偏移的清洗喷嘴头1030流体连通的流体入口1042和向远侧突出的凸台1011B，所述凸台1011B支撑并瞄准流体振荡器1200以便将以选定的浅瞄准角朝向外部物镜表面1022并横过图像传感器的视野引导喷雾1036。

优选地，低轮廓的喷嘴组合件的流体振荡器插入件或片形件1200具有相对的第一横向入口或流体进料部1222和第二横向入口或流体进料部1224，其配置成对流入振荡器的相互作用腔室1220内的加压清洗流体的选择性致动的流动进行操作，以便产生内部振荡并射出流体液滴1036的横向突出的排出流动。喷嘴组合件的共形流体传输壳体1011限定大致刚性的壳体其具有空腔或凹窝1011C，所述空腔或凹窝1011C配置成接收沿着喷射扇形轴线的中心观察由前到后非常短的流体插入件或片形件1200，其与流体回路插入件1200的对称中心轴线1290共轴。

喷嘴头1030以两部件式配置示出。共形流体传输壳体1011具有向上突出的凸台1011B，其限定大致刚性封壳的最远侧部分，所述封壳具有空腔1011C或凹窝，其构成两个主要喷嘴件中的一个。流体插入件或片形件1200构成两个主要喷嘴件中的另一个。共形壳体1011具有在空腔1011C中限定的大致平坦的、平面的底部表面，其终止于壳体的向远侧突出的凸台1011B的向内或面向镜头的侧表面内的宽的、通常为矩形的开口(参照图18F)。在内部，流体传输内腔1011L具有与共形壳体的内腔1011L流体连通的第一流体分支和第二流体分支，在凸台1011B内升高的第一流体分支和第二流体分支限定横向延伸的左侧动力喷嘴供应通道或内腔和右侧动力喷嘴供应通道或内腔，其终止于空腔1011C中的左右侧壁表面中的相对的左开口和右开口。第一动力喷嘴和第二动力喷嘴供应内腔与在空腔1011C内限定的内部体积连通，并且当加压的流体被泵入到并通过左动力喷嘴供应通道和右动力喷嘴供应通道时，流体通过左右侧壁表面中的相对的左开口和右开口流入空腔1011C内。限定壳体和空腔1011C的共形流体传输管道构件1011配置成接收在入口1042上的管或软管或可配置由将加压流体传输到壳体空腔1011C内的其它装置。

该流体插入件或片形件1200是大致平坦的构件，其适于被迫入或压入到壳体的空腔1011C内，且通过由壳体空腔壁在插入件上施加的压力而牢固地保持在其中。为此目的，壳体从其制成的材料是固体塑料，其在压力下略微变形。空腔具有顶壁和底壁，所述顶壁和底壁间隔开距离，所述距离基本上等于在插入件顶表面和底表面之间的插入件1200的厚度。可选地，底部表面可能会略微成弓形，使得插入件沿着其中部稍厚。插入件的侧壁也同样地间隔开距离，所述距离基本上等于在其左侧和右侧或横向边缘之间插入件的宽度。在一个优选的实施例中，流体回路插入件1200可比空腔1011C宽一英寸的千分之几。插入件和空腔可沿其长度逐渐变细，在前端部更宽以及朝向后端逐渐变窄。锥度可以是逐渐的，或者可以朝向彼此稍微成角度的多个离散部段来实现。

流体振荡器在插入件1200中限定为在顶部表面中的多个凹入部分。具体地，振荡器包括相对的左侧动力喷嘴文丘里管形通道1222和右侧动力喷嘴文丘里管形通道1224，其朝向相互作用区域1220的中心向内指向。相互作用区域的前端终止于出口喉部或孔口1230，其与所述流体的中心轴线1290对准，并且喷雾模式1036优选关于该轴线1290对称。所有的流体特征被限定为进入到插入件或片形件的顶表面内的具有相同或不同深度的凹部。当流体插入件1200完全插入到所述壳体的槽或空腔1011C内时，壳体的第一横向延伸的通道或内腔和第二横向延伸的通道或内腔限定在左侧和右侧侧壁表面之间的相对的左侧开口和右侧开口，并且这些左侧侧壁开口和右侧侧壁开口与插入件的相对的左侧动力喷嘴文丘里管形通道1222和右侧动力喷嘴文丘里管形通道1224对准并与其连通，使得流入到共形的流体传输管道1011L内并进入到壳体空腔的左侧侧壁开口和右侧侧壁开口内的水在相反的流体流动方向上流入到相应的相对的左侧动力喷嘴通道1222和右侧动力喷嘴通道1224内并进入到相互作用腔室内，以便在其中产生振荡旋涡。以这种方式，加压流体传输通过共形壳体的内部内腔1011L并传输到相对的第一动力喷嘴1222和第二动力喷嘴1224，使得产生振荡以及流体射流来回扫掠，并且以便产生通过出口孔口1230排出的所需喷雾1036。当流体插入件1230被压入或推入到空腔1011C内时，空腔的侧壁略微伸展并依次沿着插入件的中部施加较高的压力。形成在插入件的顶表面中的振荡器基本上定中在插入件的边缘之间并且非常紧密地密封抵靠所述空腔1011C的内壁，使得在插入件的表面中或在空腔的表面中形成的流体振荡器可仅通过由压配合接合所施加的压力完全密封。

应当指出的是，虽然示出为基本上是平面的，但是空腔1011C和流体插入件1200可以是弧形的、有角度的或以其它方式配置的，这取决于所需的壳体形状和喷射模式。类似地，振荡器通道可在插入件的顶表面和底表面两者中限定(例如参见，双面的、折叠的梯级蘑菇形流体回路插入件1300，图20A和图20B)或限定在空腔1011C的顶壁和底壁中。唯一的限制是流体振荡器，不管它限定在哪一个或哪些个表面内，都通过由压配合在壳体的空腔(例如1011C)内产生的压力而由抵靠的一个或多个表面密封。

当低轮廓的喷嘴组合件1010在使用时，加压的清洗流体流入到相对的第一横向流体入口和第二横向流体入口内，然后进入到相互作用腔室内，所述相互作用腔室将加压的清洗流体向远侧传递到出口孔口1230，其配置成协助瞄准成将清洗流体从相互作用腔室喷射或排出并产生朝向外部物镜表面1022并横过图像传感器视野瞄准的高速流体液滴1036的振荡喷雾。如上所述，所示的流体振荡器1200配置成为紧凑的横向进料的反向蘑菇形振荡回路(具有约3毫米的沿着轴线1290的长度，例如它比先前振荡器的约5毫米的长度更为紧凑得多(例如，如图18A中所示)。

本发明的集成的、紧凑的、低轮廓的喷嘴组合件产生具有很宽扇形角的所需高速喷雾1036，以便理想地良好地适于集成到非常小的、不显眼的和紧凑的喷嘴组合件(例如，1010)内，以便非常靠近镜头表面的周边放置，同时保持不在摄像机的视野内，以提供低轮廓的一体式摄像机和摄像机清洗喷嘴组合件的封装，如图19中所示，其示出低轮廓的摄像机清洗系统，其具有喷嘴头1030，所述喷嘴头1030基本隐藏或隐蔽在汽车外部装饰件1420内，汽车外部装饰件1420具有围绕摄像机镜头表面1022紧密配合的大致圆形的孔。外部装饰件1420具有不显眼的隆起或泡罩，其完全覆盖并基本上隐蔽向远侧突出的凸台1011B和喷雾1036从其喷出的喷嘴孔口1230，同时允许横向喷射以完全不受阻碍的流动从喷嘴射出，其中任何积聚的碎屑或污物将从镜头表面1022清洗掉并越过外部装饰件1420的外部的朝外的下游表面1430。

现在转到双面横向进料的蘑菇形流体回路插入件1300，图20A和20B示出一个替代实施例，其与图18C至图18F的低轮廓的喷嘴组合件1030的稍微不同之处在于它以类似于图12A和图12B中所示的梯级蘑菇形流体振荡器插入件501操作的方式进行操作，所以双面横向进料的蘑菇形流体回路插入件1300专门开发用于使得能够开发低轮廓的镜头清洗器系统(例如，710、810或1010)以便不显眼地安装到车辆8上，并且如前述那样，小的流动速率对于低轮廓的喷嘴(例如，730、830、1030)而言是优选的。一个实施例使用流体喷嘴，其具有在18PSI下为200+/-40毫升/分钟的目标流动速率，这表明在清洁镜头(例如，722、822或1022)中用上述低轮廓的封装准则是非常有效的。考虑到这些流动和封装方面，图20A和图20B的双面横向进料的蘑菇形流体回路插入件1300被确定为所需的流体插入件配置。该流体回路(例如，具有双面的、折叠梯级蘑菇形的片形件1300)能够以0.06毫米的梯级在寒冷的天气条件下良好地执行，并针对200毫升/分钟的流动速率而言允许小于5mm×5mm的非常小的封装以及对于喷雾(例如，1036)而言的50°的喷射扇形角。最重要的是，这样的设计可保持最小的0.014”的动力喷嘴内腔尺寸，对于良好的抗堵塞性能而言这是需要的。内腔宽度小于0.014”的动力喷嘴在汽车的情况下有喷射堵塞的风险。流体回路还可选地设有内部过滤器(例如，类似于片形件501中的过滤柱522，可选地放置在入口附近(例如，在底侧通道段1326内))，或具有外部过滤器。此外，这种回路设计允许小的相互作用区域1320，有助于支持大的流体喷射扇形角并仍保持处于目标封装空间内。

双面横向进料的蘑菇形流体回路插入件1300的流体动力学性能类似于如在共同拥有的美国专利7267290中所述的梯级蘑菇形流体振荡器，该美国专利的全文通过引用并入本文。再次参照图20A和图20B，可移动的流体片形件1300具有与底表面1300B相反的顶表面1300T，以及当插入时将在片形件1300的流体不可透过的表面和喷嘴组合件壳体的片形件接收空腔的内表面(例如，1011C，如图18F中可见)之间限定振荡腔室1320。如根据上述的实施例，插入件的厚度(由顶表面1300T和底表面1300B之间的距离限定)基本上等于所述壳体空腔的侧壁之间的间距，并且插入件的左右侧壁也类似地间隔开距离，所述距离基本上等于在空腔的左侧和右侧或横向边缘之间的空腔开口的宽度。在一个优选的实施例中，插入件可比空腔宽一英寸的千分之几。插入件和空腔可沿其长度逐渐变细，在前端部更宽以及朝向后端逐渐变窄。锥度可以是逐渐的，或者可以朝向彼此稍微成角度的多个离散部段来实现(例如，如图20A和图20B中所示)。

具有相互作用腔室1320的双面横向进料的蘑菇形流体回路插入件1300适于在较低温度下使用以便排出为流体液滴(例如，1036)的振荡喷雾形式的流动，并具有一对动力喷嘴1314L和1314R，其具有选定的宽度和深度以便旨在将加压流体加速到相互作用腔室1320内，相互作用腔室1320从动力喷嘴接收流动，并从出口孔口1330射出定中在喷射轴线1390上的流体喷射。

使用双面横向进料的蘑菇形流体回路插入件1300的低轮廓的喷嘴组合件(例如，710、810、1010)具有共形的壳体(例如，1010)，其具有空腔(例如，1010C)，所述空腔从侧面接收流体，所述流体沿着空腔的底表面向内流动到插入件的左侧通道和右侧通道内，所述通道限定左侧入口内腔1322和右侧入口内腔1324，如在底表面1300B中所限定的那样(在图20B中可见)，并且流体从入口内腔1322、1324流入到并通过底侧流体通道入口段1326，然后向上经由在壳体的空腔(未示出)内限定的通道越过插入件的后部边缘1300B，以便沿着在插入件1300的顶表面1300T中限定的特征向远侧或向前方流动，并且通过流动通过流体通道入口段1326并向上流动而进入相互作用腔室1320。在适于流体回路插入件1300的共形壳体中的空腔因此具有允许在插入件1300后面的这种流动的通道或通路，但空腔(未示出)的从前到后的深度仍然是非常短的(例如，沿着轴线1290或1390)，因此，所得到的摄像机清洗喷嘴组合件仍然会提供非常低的轮廓，类似于图19中所示那样。

通过在双面横向进料的蘑菇形流体回路插入件1300中限定的特征的流体流动路径被表征为流体流动通道，其起始于左侧入口内腔1322和右侧入口内腔1324开始，内腔1322、1324与流体通道的入口段1326流体连通并将加压流体供应到流体通道的入口段1326，所有这些都在底表面1300B上，如图20B中所示。流体流动通道还包括围绕所述插入件的后部边缘1300B并进入到在顶表面1300T中所限定特征的流体通道，包括左动力喷嘴1314L和右动力喷嘴1314R，所述左动力喷嘴1314L和右动力喷嘴1314R接收来自流体通道入口段1326的加压流体，并提供流体连通进入到相互作用腔室1320和然后到达出口孔口1330。如这样限定的流体流动通道可配置有产生流动不稳定性的结构特征，用于增加来自动力喷嘴的流体流动的不稳定性，其中该结构特征定位在选自于由下述位置所构成组中的位置：在流体通道入口段1326内，或邻近流体通道入口段1326的位置或邻近动力喷嘴1314L、1314R的位置。产生流动不稳定的特征可包括内腔壁的几何特征，因为它们与流体通道入口段1326相交，且它们限定外部角形的特征，其从限定流体通道入口段1326的每个侧壁向内突起或突出，因此可配置成产生角特征或突起下游的流动分离区域。产生流动不稳定性的特征也可被限定为在动力喷嘴1314L、1314R的底部的高度上相对于相互作用腔室1320的梯级或深度变化，如图20A中最佳可见。

根据本发明，集成的汽车系统、流体回路喷嘴组合件(例如，210、310、610，或用于低轮廓的实施例，710、810、1010)有利于实施用于瞄准振荡喷雾以便清洁外部物镜表面的方法，并允许驾驶员确定何时清洁摄像机物镜的弄脏的外部视野，使得驾驶员能够确保在移动之前镜头被充分清洁。

在本发明的镜头清洁系统(如210、310、610，或用于低轮廓的实施例710、810、1010)中，低流动速率的流体回路喷嘴可配置成实现节省瓶装清洗液、节约流体和节约压力。当摄像机镜头清洁系统被集成到现有的前部清洗系统内时，压力节约是特别重要的，其中摄像机镜头清洗系统必须起作用而不会不利地影响前部玻璃清洁，特别是在动态驾驶条件下，其中前部玻璃清洁系统的性能是对流体压力非常敏感的。本发明的系统和方法并不限于专门与低流动速率的喷嘴一起使用。申请人已提出在示例性系统上的相对高流动速率的喷嘴组合件原型且其工作良好，但清洗时对摄像机图像有所损害。看起来低流动速率最佳地通过选定的流体回路几何形状来实现，其允许控制液滴尺寸，因为当相比于剪切喷嘴的非振荡喷雾时液滴尺寸应保持较大。

本发明的镜头清洗喷射方法呈现具有以下益处的非常良好分布的振荡喷雾模式：

-几乎平齐地安装到摄像机镜头，使得摄像机清洗组合件封装不会干扰摄像机视角，而定向冲击喷嘴配置就会干扰摄像机视角；以及

-将喷嘴孔口放置于非常靠近镜头边缘处以保持小的封装总宽度；例如，圆顶形或外凸形(“虫眼”)镜头可能会需要喷嘴喷射起始于镜头正前方、向后方成角度以及推离中心线以避免视线，但这会导致更宽和更长的封装。

本申请人已经发现几乎平行于物镜组合件的外表面直接喷射使得在喷射完成之后较少的清洗流体(例如，水)留在镜头上，防止水滴形成在镜头上以及防止阻碍视野，而原型开发试验中，更接近镜头轴线或直接撞击喷射方法有可能在之后留下妨碍视野的液滴。

已经描述了新的和改进的镜头清洁系统和方法的优选实施例，但是据信鉴于本文所阐述的教导，其它修改、变化和改变由本领域内的技术人员明了。因此应当理解的是所有这样的修改、变化和改变被认为落在本发明的范围之内。