當技術帶來更高的自主性時，車輛、無人機、機器人等機械的攝影機和感測器數量成倍數增長，純電力驅動方式有助於保持清潔
如果您曾經看過狗甩水，那麼您就見證過何謂「四足物理學」，這也是全世界第一個特製超音波鏡頭清潔晶片組的靈感來源。
就像狗會本能地甩動身體清理自己一樣，超音波鏡頭清潔技術會在攝影機鏡頭變髒或弄濕時，利用精密控制的振動來自行清潔攝影機鏡頭。隨著世界變得更加自動化，汽車、機器人、工廠等處都加裝了更多的攝影機和感測器。由於污染物和濕氣會阻礙攝影機視野並影響即時決策，因此清潔能力變得益發重要。
我們公司的應用研究實驗室 Kilby Labs 的工程師 Dave Magee 表示：「約莫在 2015 年夏天，自動駕駛技術開始崛起，有人預測我們很快就會在一般汽車上安裝 10 到 15 個攝影機。這也帶來了一個非常實際的問題：如何使攝影機永遠保持清潔？」
傳統的清潔方法 (例如水壓或氣壓噴槍) 會需要將水管和空氣管路連接到圍繞汽車的所有鏡頭，使得安裝和維護變得越來越複雜。於是 Dave 開始研究，是否可以透過純電力驅動方式使用超音波振動，來保持攝影機鏡頭清潔。
負責執行超音波鏡頭清洗專案的產品行銷工程師 Avi Yashar 說道：「藉由使用稱為壓電轉換器的機電零組件，可以產生肉眼看不見的微小振動。鏡片有振動的固有頻率，在該頻率下施加超音波振動，玻璃會以需要用顯微鏡才可看見的極細微程度劇烈振動，排除表面上的水或污垢等可見污染物。」
甩掉髒污
開發可充分利用這種現象的超音波鏡頭清潔技術需要克服 Dave 所描述的一些「非常複雜的物理問題」，以協調鏡頭振動與轉換器振動。但是，他在 Kilby Labs 進行研究和測試時，不僅發現了一種在不震破玻璃的情況下安全可靠地控制這些振動的方法，他也開始與其他音訊事業處工程師合作，將控制和監控系統整合到全世界第一個特製超音波鏡頭清潔晶片組中。
系統工程師 Kelly Griffin 說道：「就演算法及如何以電力驅動超音波系統來說，這種技術非常獨特。其他解決方案需要多個晶片，外加一個單獨的微控制器。然而我們採用五晶片解決方案，並將其縮減為二晶片解決方案，這為設計人員提供一種精巧且經濟實惠的方式，將超音波鏡頭清潔整合到他們的系統中。」
我們公司的超音波鏡頭清潔晶片組整合多個系統，在鏡頭上出現障礙物時自動偵測，然後啟動清潔行程去除污染物，這能省去手動介入及維護需求。該晶片組可以針對各種類型的鏡頭進行校準，並能監控清潔系統以偵測故障。除了能甩掉水和灰塵之外，甚至還能運用快速振動產生熱量來融冰。
所有功能都經由兩條電線進行管理，而晶片組會嵌入配置的攝影機空間，並搭載在裝設於攝影機中的電源和資料傳輸線上。
自動清潔攝影機
在無法停止操作並以手動方式清潔鏡頭的場合中，超音波鏡頭清潔晶片組能確實提高應用效率。
除了自動駕駛系統，應用範圍還包括自動化生產線、醫療影像處理裝置或送貨無人機等等，任何附帶攝影機鏡頭或感測器的設備皆適用。
Kelly 說道：「不須關閉工廠機器，就能清潔鏡頭，您可以備妥一個系統，讓這些鏡頭定期自動清潔，不用停止生產線。或者，您可以讓送貨無人機在飛行途中清潔鏡頭。此功能的顯著優勢，是能讓這些應用在潮濕天氣中也能照常執行。」
工作團隊的下一步是延伸這項技術，清潔更大的玻璃片，例如光達系統中使用的幾英吋寬的玻璃片。
在預測超音波鏡頭清潔的未來應用時，最讓工作團隊興奮的，就是看到客戶提出的各種新想法。
Avi 說：「超音波鏡頭清潔技術適用於各行各業。20 年後，如果您告訴別人您曾經下車清潔後視攝影機，他們只會笑著想，攝影機鏡頭不是都應該會自行清潔嗎。他們會這麼想再正常不過了。」
Source : TI
