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Tecnologia di pulizia a ultrasuoni degli obiettivi: alcuni concetti fondamentali Avi Yashar Product Marketing Manager Texas Instruments Questo articolo tratterà la tecnologia di pulizia a ultrasuoni degli obiettivi, nota come ULC (Ultrasonic Lens Cleaning), e il modo in cui può contribuire a tramutare in realtà le applicazioni di pulizia automatica delle telecamere Probabilmente avete sentito dire che un urlo particolar- mente acuto può frantumare il vetro, ma avete mai sentito parlare della possibilità di pulire il vetro urlando? La tec- nologia di pulizia a ultrasuoni è in grado di pulire le super- fici in vetro con vibrazioni controllate ad alta frequenza. Questa tecnologia potrebbe essere utilizzata per rilevare e pulire le gocce di pioggia in una giornata piovosa pulendo l’obiettivo della telecamera posteriore di un’automobile senza bisogno dell’intervento da parte del conducente. Questo articolo tratterà la tecnologia di pulizia a ultrasuoni degli obiettivi, nota come ULC ( Ultrasonic Lens Cleaning ), e il modo in cui può contribuire a tramutare in realtà le appli- cazioni di pulizia automatica delle telecamere. Tecnologia di pulizia a ultrasuoni degli obiettivi: principi di funzionamento Partiamo dalla fisica. Tutti gli oggetti hanno una frequenza naturale determinata dalla loro struttura e geometria mo- lecolare. Si tratta di una frequenza univoca alla quale l’og- getto vibra oppure oscilla dopo aver applicato dell’energia all’oggetto stesso. Ad esempio, una corda di chitarra vibra alla sua frequenza naturale quando viene pizzicata. Ana- logamente, un bicchiere di vino vibra alla sua frequenza naturale quando viene colpito. Se si applica energia ripetu- tamente a unmateriale inmodo specifico alla sua frequen- za naturale, le onde introdotte vanno a interferire in modo costruttivo con le onde esistenti, rendendole più intense ma sempre alla stessa fase. Questo fenomeno è noto come risonanza. Per capire meglio la risonanza, si immagini di spingere qualcuno su un’altalena. Spingendo esattamente nel mo- mento giusto quando l’altalena è al picco del movimento di ritorno, si riesce a spingere l’altra persona più in alto. Viceversa, se si spinge nel momento sbagliato (ad esem- pio se non si è sincronizzati con la persona sull’altalena), si assorbe parte dell’energia meccanica sulle proprie braccia, attenuando all’altezza del movimento oscillante. Gli obiettivi in vetro, silicio e policarbonato presentano tutti delle frequenze naturali a seconda della loro forma e del loro spessore. Questi materiali vanno in risonanza se si applica una vibrazione ultrasonica (o una vibrazione al di fuori della gamma udibile dall’essere umano) alla fre- quenza naturale di questi materiali. Così come urlando alla frequenza naturale di un oggetto in vetro lo si fa risuona- re fino al punto di frantumarlo, un’applicazione precisa di una vibrazione ultrasonica, applicando speciali modelli per mezzo di trasduttori piezoelettrici e semiconduttori avan- zati, può spazzare via acqua, sporco e altre contaminazioni da una superficie inmodo efficace. La figura 1 in bassomo- stra una sezione trasversale di un sistema di pulizia a ul- trasuoni degli obiettivi. La figura 2 mostra l’animazione di un sistema di pulizia a ultrasuoni degli obiettivi che espel- le l’acqua. L’animazione è esagerata a scopi dimostrativi in Lighting EO LIGHTING - APRILE 2023 X