用于挡风玻璃的光学元件支架总成、挡风玻璃组件与车辆

技术领域

本申请涉及玻璃技术领域，特别是涉及一种用于挡风玻璃的光学元件支架总成、挡风玻璃组件与车辆。

背景技术

随着车辆行业的飞速发展，以摄像头为基础的安全系统的应用正在迅速增长，这类系统，尤其是使用摄像头为主要传感器以及控制模块为主的高级驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System，简称ADAS)，要求宽广的视野和高水准的光学清晰度。然而，当空气湿度增大，尤其是在秋冬交替时，车窗玻璃上经常会形成一层霜，车窗玻璃上的结霜将会严重阻碍摄像头的视野区域(又称为FOV区域)。

相关技术中，为了能去除车窗玻璃上的霜雾，一般会在车窗玻璃表面上印刷加热线、布置钨丝等加热丝、在摄像头支架底部黏贴加热模块或者通过设置风机并使得风机的热风从下往上吹，以去除视野区域内的霜雾。

然而，当在车窗玻璃上设置加热丝或加热线时，除雾除霜的效率低，仍然无法达到要求，且容易导致照相机的光线发生衍射缺陷；此外，当采用风机的热风从下往上吹作用于车窗玻璃表面时，会同步使得水汽往上吹，水汽接触摄像头的镜头时容易导致模糊镜头，且由于通风口被挖空，存在漏光与反射杂光的缺陷。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种用于挡风玻璃的光学元件支架总成、挡风玻璃组件与车辆，它能够提高除雾除霜效率，同时不会影响照相机的性能。

一种用于挡风玻璃的光学元件支架总成，所述用于挡风玻璃的光学元件支架总成包括：

支架，所述支架用于固定至挡风玻璃的内表面上；

光学元件，所述光学元件通过所述支架固定至挡风玻璃的内表面；

吹风机构，所述吹风机构与所述支架相连，所述吹风机构的风吹向所述光学元件的视野区域，所述吹风机构位于所述视野区域的上方；及

加热机构，所述加热机构与所述吹风机构相连，所述加热机构用于对所述吹风机构的进风和/或出风进行加热。

在其中一个实施例中，所述吹风机构布置在所述挡风玻璃上所述视野区域以外的区域。

在其中一个实施例中，所述吹风机构的风吹向至所述挡风玻璃的内表面上的区域完全覆盖所述视野区域。

在其中一个实施例中，所述吹风机构的风吹向至所述挡风玻璃的内表面上的区域面积设为S

在其中一个实施例中，所述支架上设有至少一个支撑部，所述支撑部与所述光学元件相连，以使得所述光学元件与所述支架形成有间隔空间，所述吹风机构设置于所述间隔空间中。

在其中一个实施例中，所述用于挡风玻璃的光学元件支架总成还包括设置于所述吹风机构与所述支架之间的减震部件。

在其中一个实施例中，所述吹风机构的外侧设有隔音部件。

在其中一个实施例中，所述加热机构包括设置于所述吹风机构上的至少一个电加热丝、电加热棒、电加热管、电加热片或LED灯。

在其中一个实施例中，所述用于挡风玻璃的光学元件支架总成还包括保护罩，所述保护罩至少罩设于所述支架、所述光学元件、所述吹风机构及所述视野区域的外部。

在其中一个实施例中，所述用于挡风玻璃的光学元件支架总成还包括控制器与环境温度感应器；所述环境温度感应器用于获取车外的环境温度，所述控制器分别与所述环境温度感应器、所述吹风机构、所述加热机构及所述光学元件电性连接；所述控制器用于根据所述环境温度控制所述吹风机构和/或所述加热机构工作。

在其中一个实施例中，所述光学元件包括光学信号接收端和遮光结构，所述光学信号接收端用于接收视野区域内的光学信号，所述遮光结构覆盖视野区域并能够与挡风玻璃之间形成空腔，所述吹风机构用于从所述视野区域的上方向位于空腔内的视野区域吹风。

在其中一个实施例中，所述吹风机构的工作音量小于或等于45分贝。

一种挡风玻璃组件，所述挡风玻璃组件包括所述的用于挡风玻璃的光学元件支架总成，还包括挡风玻璃，所述用于挡风玻璃的光学元件支架总成设置于所述挡风玻璃的内表面，所述挡风玻璃上设有信号透过区，所述视野区域位于所述信号透过区内。

在其中一个实施例中，一种车辆，所述车辆包括所述的挡风玻璃组件。

上述的用于挡风玻璃的光学元件支架总成、挡风玻璃组件与车辆，吹风机构工作时，吹风机构的风从视野区域的上方由上至下吹向至视野区域，对视野区域起到除霜除雾作用，同时加热机构可以对吹风机构的风进行加热，以提高除霜除雾效率。并由于吹风机构的风是由上至下吹向至视野区域，使得不会与光学元件的镜头相互接触，从而能避免导致水汽模糊镜头的缺陷。此外，由于无需在视野区域设置通风口，即不会导致漏光及反射杂光等缺陷，光学元件的性能不会被影响。

附图说明

图1为本申请一实施例的挡风玻璃组件的分解结构图。

图2为本申请一实施例的挡风玻璃组件的剖视结构图。

图3为本申请一实施例的风扇工作于不同频率时的噪音变化曲线图。

10、支架；11、支撑部；12、间隔空间；20、光学元件；21、光学信号接收端；22、遮光结构；30、吹风机构；40、加热机构；50、挡风玻璃；51、避空区；60、减震部件；70、隔音部件；80、保护罩；90、接头。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1与图2，图1示出了本申请一实施例的挡风玻璃组件的分解结构图。图2示出了本申请一实施例的挡风玻璃组件的剖视结构图。本申请一实施例提供的一种用于挡风玻璃的光学元件支架总成，用于挡风玻璃的光学元件支架总成包括：支架10、光学元件20、吹风机构30及加热机构40。支架10用于固定至挡风玻璃50的内表面上。光学元件20用于通过支架10固定设置于挡风玻璃50的内表面。其中，光学元件20包括但不限于为照相机、摄像机、ADAS相机、激光雷达或其他光学传感器等。吹风机构30与支架10相连，吹风机构30的风吹向光学元件20的视野区域(如图2中的b所示)，吹风机构30位于视野区域的上方。加热机构40与吹风机构30相连，加热机构40用于对吹风机构30的进风和/或出风进行加热。

上述的用于挡风玻璃的光学元件支架总成，吹风机构30工作时，吹风机构30的风从视野区域的上方由上至下吹向至视野区域，对视野区域起到除霜除雾作用，同时加热机构40可以对吹风机构30的风进行加热，以提高除霜除雾效率。并由于吹风机构30的风是由上至下吹向至视野区域，使得不会与光学元件20的镜头相互接触，从而能避免导致水汽模糊镜头的缺陷。此外，由于无需在视野区域设置通风口，即不会导致漏光及反射杂光等缺陷，光学元件20的性能不会被影响。

需要说明的是，吹风机构30位于视野区域的上方，指的是在用于挡风玻璃的光学元件支架总成装设于车辆的挡风玻璃50上后，且车辆处于正常摆放于地面上时，吹风机构30与视野区域间的位置关系。

还需要说明的是，吹风机构30的风由上至下吹向至视野区域，并非指的是吹风机构30的风向是严格意义上的竖直方向，而只需要使得吹风机构30的风能吹向至视野区域即可，吹风机构30的风例如为与竖直方向呈夹角设置，也即吹风结构的风以与竖直方向呈锐角的方向吹向至视野区域。

请参阅图1与图2，在一些实施例中，挡风玻璃50包括但不限于为前挡风玻璃、后挡风玻璃、左右车窗、角窗等。本实施例中，将以挡风玻璃50为前挡风玻璃为例进行展开，但是并不以此为限。

请参阅图1与图2，在一些实施例中，吹风机构30布置在挡风玻璃50上视野区域以外的区域。如此，吹风机构30能避开光学元件20作用于视野区域的光线，不会对光学元件20作用于视野区域的光线造成干涉，使得光学元件20能正常工作而不会受到影响。

在一些实施例中，吹风机构30包括但不限于为风扇或压缩气源等能够提供热风的机构，具体可以根据实际需求进行灵活选取，在此不进行限定。本实施例中，吹风机构30具体例如为电风扇或风机。

请参阅图1与图2，在一个实施例中，吹风机构30的风吹向至挡风玻璃50的内表面上的区域(如图2中的a所示)完全覆盖视野区域(如图2中的b所示)；且吹风机构30的风吹向至挡风玻璃50的内表面上的区域面积设为S

请参阅图1与图2，在一个实施例中，吹风机构30位于光学元件20面向于挡风玻璃50内表面的一侧。如此，吹风机构30出风时，能直接将风吹向视野区域进行除雾除霜，除雾除霜效果好。

当然，作为一些可选的方案，还可以将吹风机构30布置于光学元件20背离于挡风玻璃50的一侧，也能实现将风吹向视野区域进行除雾除霜。

请参阅图1与图2，在一个实施例中，支架10上设有至少一个支撑部11，支撑部11与光学元件20相连，以使得光学元件20与支架10形成有间隔空间12，吹风机构30设置于间隔空间12中。

具体而言，支架10的相对两侧各自设有至少两个支撑部11，以支架10内表面为参考面，支架10每一侧的所有支撑部11的高度，从挡风玻璃50的上至下，及沿光学元件20的长度方向上(如图1中的L所示)呈减小趋势，如此能使得支撑部11上连接的光学元件20与挡风玻璃50内表面呈锐角设置，从而光学元件20的光学信号接收端21对着视野区域。

需要说明的是，该“支撑部11”可以为“支架10的一部分”，即“支撑部11”与“支架10的其他部分”一体成型制造；也可以与“支架10的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“支撑部11”可以独立制造，再与“支架10的其他部分”组合成一个整体。

在一个实施例中，光学元件20包括但不限于卡接、粘接、焊接、或者采用销钉、铆钉、螺钉、螺栓等紧固件连接于支撑部11上。

在一个实施例中，吹风机构30包括但不限于卡接、粘接、焊接、或者采用销钉、铆钉、螺钉、螺栓等紧固件连接于支架10上。

请参阅图1与图2，在一个实施例中，用于挡风玻璃的光学元件支架总成还包括设置于吹风机构30与支架10之间的减震部件60。如此，减震部件60对吹风机构30起到减震作用，从而减小震动噪音与减小因震动导致的损耗。

请参阅图1与图2，在一个实施例中，减震部件60包括但不限于为减震垫。其中，当设置为减震垫时，减震垫的厚度例如小于或等于0.5mm，具体例如为0.4mm、0.3mm、0.2mm等。如此，能使得光学元件支架总成的整体体积尺寸减小。

当然，作为一些可选的方案，减震垫的厚度还可以是大于0.5mm的任意数值，具体可以根据实际需求灵活调整与设置。

在一些实施例中，减震垫的材质包括但不限于为天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、异戊橡胶(IR)等，也可以是其他可复原的缓冲材料，具体可以根据实际需求灵活调整与设置，在此不进行限定。

请参阅图1与图2，在一个实施例中，吹风机构30的外侧设有隔音部件70。

具体而言，吹风机构30设为电风扇。可选地，隔音部件70设置于电风扇的风机的出声口处。如此，通过隔音部件70封堵住风机的出声口，从而能阻隔电机运转时的噪音向外传出。

具体而言，隔音部件70位于吹风机构30与光学元件20之间。

请参阅图2，件在一个实施例中，隔音部件70包括但不限于为隔音棉，隔音棉的厚度为0.3mm～0.7mm，具体例如为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm等数值。如此，隔音棉的厚度足够厚，起到较好的隔音效果，同时隔音棉的厚度不至于过厚而导致整体体积尺寸增大。

其中，隔音棉包括但不限于为聚酯纤维隔音棉、高密度的鸡蛋棉、玻璃纤维隔音棉、梯度棉、岩棉等，也可以是其他可吸收声波的材料，具体可以根据实际需求灵活调整与选取。

在一个实施例中，加热机构40包括设置于吹风机构30上的至少一个电加热丝、电加热棒、电加热管、电加热片或LED灯。

具体而言，本实施例中的加热机构40具体例如设置为吹风机构30的出风口处的多个电加热丝。各个电加热丝依次间隔设置。

请参阅图2，在一个实施例中，用于挡风玻璃的光学元件支架总成还包括用于连接于挡风玻璃50的内表面的保护罩80。保护罩80罩设于支架10、光学元件20、吹风机构30及视野区域的外部。

请参阅图1，在一个实施例中，用于挡风玻璃的光学元件支架总成还包括接头90。接头90分别与吹风机构30、电加热机构40、光学元件20电性连接。接头90还用于与电源电性连接。通过接头90接入电源，便实现给吹风机构30、电加热机构40、光学元件20供电。

在一个实施例中，用于挡风玻璃的光学元件支架总成还包括控制器与环境温度感应器。环境温度感应器用于获取车外的环境温度，控制器分别与环境温度感应器、吹风机构30、加热机构40及光学元件20电性连接。控制器用于根据环境温度控制吹风机构30和/或加热机构40工作。如此，根据环境温度感应器所感应的环境温度大小，控制器相应控制吹风机构30、加热机构40灵活工作，能实现除雾除霜得到更好的控制。

其中，夏天温度高于冬天温度，在夏天的时候，控制器控制加热机构40无需开启，仅控制吹风机构30工作，便能实现除雾功能；在冬天的时候，控制器控制加热机构40与吹风机构30各自同步工作，采用热风来对视野区域进行除雾除霜操作，以保障除雾除霜效率。

在一些实施例中，当环境温度处于第一预设范围时，控制器控制吹风机构30工作，加热机构40停止工作，即采用冷风对视野区域进行除雾操作；当环境温度处于第二预设范围时，控制器控制吹风机构30与加热机构40同步工作，采用热风来对视野区域进行除雾除霜操作，以保障除雾除霜效率。其中，第二预设范围低于第一预设范围。作为一个示例，第一预设范围例如为小于5℃，第二预设范围例如大于5℃。

在一个实施例中，用于挡风玻璃的光学元件支架总成还包括控制器。控制器分别与吹风机构30、加热机构40及光学元件20电性连接；控制器用于控制吹风机构30的出风速度大小，和/或控制加热机构40的工作功率大小。如此，通过控制器对吹风机构30的出风速度大小和/或加热机构40的工作功率大小进行调整与控制，能实现视野区域的快速除雾除霜。

在一些实施例中，当车辆例如处于启动阶段，或者处于环境温度突然降低阶段时，挡风玻璃50的视野区域存在大量的雾与霜，控制器相应控制增大吹风机构30的出风速度，以及增大加热机构40的工作功率，从而能实现视野区域的快速除雾除霜。当车辆例如处于正常运行阶段，或者环境温度处于第三预设范围时，挡风玻璃50的视野区域上的雾与霜较少甚至没有，控制器相应控制吹风机构30以较低的速度运行，以及控制加热机构40以较低的工作功率运行，从而能节省能源，同时能降低噪音。

在一些实施例中，控制器上例如设置触控屏或触控开关，通过触控屏或触控开关能对吹风机构30的出风速度，以及增大加热机构40的工作功率分别进行灵活地调整与控制。

在一些实施例中，光学元件20包括光学信号接收端21和遮光结构22。光学信号接收端21用于接收视野区域内的光学信号，遮光结构22覆盖视野区域并能够与挡风玻璃50之间形成空腔，吹风机构30用于从视野区域的上方向位于空腔内的视野区域吹风。

在一些实施例中，吹风机构30的工作音量小于或等于45分贝。

请参阅图3，图3示出了本申请一实施例的风扇工作于不同频率时的噪音变化曲线图，在一个实施例中，吹风机构30设为电风扇，电风扇的频率范围可以为1000HZ～10000HZ。其中，图3是根据下表电风扇处于不同频率下的噪音绘制得到，从图3与下表可以看出，当电风扇处于该范围的频率工作时，经研究发现，所产生的噪音小于41DB，符合要求。

其中，电风扇工作于不同频率时的噪音表格如下：

请参阅图1与图2，在一个实施例中，一种挡风玻璃组件，挡风玻璃组件包括上述任意一实施例的用于挡风玻璃的光学元件支架总成，还包括挡风玻璃50，用于挡风玻璃的光学元件支架总成设置于挡风玻璃50的内表面，挡风玻璃50上设有信号透过区，视野区域位于信号透过区内。

上述的挡风玻璃组件，吹风机构30工作时，吹风机构30的风从视野区域的上方由上至下吹向至视野区域，对视野区域起到除霜除雾作用，同时加热机构40可以对吹风机构30的风进行加热，以提高除霜除雾效率。并由于吹风机构30的风是由上至下吹向至视野区域，使得不会与光学元件20的镜头相互接触，从而能避免导致水汽模糊镜头的缺陷。此外，由于无需在视野区域设置通风口，即不会导致漏光及反射杂光等缺陷，光学元件20的性能不会被影响。

请参阅图1，在一个实施例中，挡风玻璃50例如设置为夹层玻璃。其中，挡风玻璃50上设置有黑边区域，黑边区域上设有光阻隔层，包括但不限于印刷油墨层，从而能实现阻隔光线，起到遮挡作用。此外，黑边区域上设有避空区51，避空区51处未设置光阻隔层，视野区域相应设置与避空区51内。

请参阅图1与图2，在一个实施例中，一种车辆，车辆包括上述任意一实施例的挡风玻璃组件。

上述的车辆，吹风机构30工作时，吹风机构30的风从视野区域的上方由上至下吹向至视野区域，对视野区域起到除霜除雾作用，同时加热机构40可以对吹风机构30的风进行加热，以提高除霜除雾效率。并由于吹风机构30的风是由上至下吹向至视野区域，使得不会与光学元件20的镜头相互接触，从而能避免导致水汽模糊镜头的缺陷。此外，由于无需在视野区域设置通风口，即不会导致漏光及反射杂光等缺陷，光学元件20的性能不会被影响。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。