TI 前瞻技術 – 超音波鏡頭清潔技術去除鏡頭髒汙

TI 前瞻技術 – 超音波鏡頭清潔技術去除鏡頭髒汙

超音波鏡頭清洗技術 (ULC) 用實惠的價格讓汽車自助清潔攝影機和感測器，全天候守護清楚的視野！
https://youtu.be/BrLBPmgL95U

TI ULC 運用透過共振進行建設性干擾的概念，將微觀振動的能量放大到足以移動或霧化水的能量，幫助排出鏡頭表面的水水分，並達到快速清除碎屑的效果！

TI 的 ULC1001 專用標準產品透過在一個裝置中加入多種功能來降低成本並縮減尺寸。包含隨時監控鏡頭系統的情況來提高效率，以及有助於進行冰的偵測和清除的溫度感測。

致動

為了獲得適當的振動，致動器必須產生必要的力、達到寬頻寬和小尺寸，並且符合成本效益。壓電致動器通常稱為壓電換能器，此裝置能夠滿足這些要求，並且對於軍事和汽車應用來說足夠可靠。極化壓電材料在對於鍍層表面施加電壓時會改變形狀。如果電勢本質上是交流電，壓電材料將以交流訊號的頻率進行諧振，因此，壓電換能器是在 ULC 中產生振動的有效致動器。這些壓電材料在致動後會慢速振動。


清潔

只要簡單的方法即可讓鏡頭以其中一個固有頻率產生共振，因而產生稱為模式的駐波。表面上的高加速度可以將水排出。在直徑為 10 公釐至 40 公釐、厚度為 0.5 公釐至 2 公釐的圓形玻璃鏡頭上，驅動模式的一般頻率通常在 20 kHz 至 100 kHz 之間。由於共振頻率會隨著污染物而略微變化，因此清潔週期可能會對於鏡頭的固有頻率掃掠數千赫茲。例如，如果固有頻率為 30 kHz，則 ULC 系統可以從 28 kHz 掃掠到 32 kHz，達到確實清潔的效果。單模清潔的缺點是加速度梯度-- 較低的加速點可能導致清潔效果不佳，並留下肉眼可見的殘留物。圖 2 顯示單模清潔系統和加速度梯度的模擬，突顯這個缺點。

鏡頭蓋系統

TI 發明的一個 ULC 方法為使用支架接合厚度均勻的鏡頭和環形壓電換能器。環形換能器佔用的額外空間很小，支架不需要玻璃與壓電的任何直接接觸 (壓電換能器可能很難接合)，因此實現可擴展的製程和可靠的結果。這個組件稱為鏡頭蓋系統 (LCS)，位於攝影機鏡頭上方，類似於智慧型手機攝影機的平面玻璃窗孔。如圖 4 所示，曲面 LCS 可以容納較大的 FoV，而且光學畸變最小。


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