德州仪器 (TI) 宣布推出首款超声波镜头清洁芯片组

计算机视觉和高级成像技术催生了许多革命性技术，其中最重要的技术之一是高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶汽车。

无论车辆的成像来自摄像头、雷达还是 LiDAR，一个不变的是传感器需要畅通无阻的视野才能完成工作。出于这个原因，汽车行业一直在寻求防止和清除车辆图像传感器上的碎屑和污染物堆积的方法。

德州仪器声称已开发出首款具有自动材料检测功能的超声波镜头清洁 IC。图片由德州仪器提供

本周，德州仪器 (TI) 发布了两款新的互补芯片，它们协同工作以保持图像传感器不受污染。在本文中，我们将了解该公司提出的镜头清洁方法以及为支持该方法而发布的新芯片组。

在现代车辆中，外向图像传感器暴露在外部环境中，灰尘、碎屑和水可能会落在传感器的镜头上。这会遮挡传感器的视线并损害整个系统的功能。清洁镜头主要是手动过程，会导致不必要的设备停机。

虽然有几种建议的自动镜头清洁技术，但德州仪器 (TI) 支持超声波镜头清洁：振动图像传感器的镜头以去除污染物的过程。

通过超声波清洗镜头排出水的动画。图片由 德州仪器提供。（点击图片打开gif动画）

超声波镜片清洁背后的理论是，每种材料都有一个共振频率，即材料自然振动的频率。超声波镜头清洁的目的是在存在污染物时迫使镜头以其共振频率振动，从而使表面上的任何污染物振动并离开传感器的视野。

实际上，这可以通过压电换能器来实现，压电换能器是一种在施加电压时会改变形状的设备。如果施加的电压本质上是交变的（换句话说，AC），则材料将以 AC 信号的频率产生共振。因此，如果以与镜头共振频率相同的频率向换能器施加交流信号，则换能器可以帮助去除镜头上的污染物。

本周，德州仪器 (TI) 发布了两款新的免费芯片，可在汽车解决方案中实现超声波镜头清洁。ULC1001 和DRV2901这两个芯片旨在在压电换能器系统中协同工作，以帮助实时检测和清除图像传感器中的污染物。

ULC1001 是一款可配置的 PWM 调制器，具有电流和电压感应功能，专为基于压电的镜头清洁系统而设计。该控制器与片上算法集成，可通过镜头系统校准自动感应和清洁污染物。另一方面，DRV2901 是镜头清洁传感器驱动器。该芯片具有一个单通道半桥，可输出调制控制信号，输出端仅需一个简单的无源 LC 解调滤波器即可为压电换能器提供高质量、高效率的放大。

包含 ULC1001 和 DRV2901 的简化系统框图。图片由德州仪器提供。（点击图片放大）

这两个芯片一起工作以感测压电换能器的状态，通过集成 DSP 算法检测污染物的存在，并最终根据需要控制换能器以实现清洁系统。