具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1、2所示，本发明的实施例包括一种水下镜头清洁装置，其包括：环形的固定座10，其内缘间隔设置有多数量的换能器20。相对的换能器20组成换能器对。控制组件30设置在固定座10内部的密封腔体中。控制组件30分别与各换能器20电性连接，被配置为控制各换能器对的换能器20按照指定的频率相对发射超声波以形成驻波，并通过调节超声波相位以控制驻波的波腹位置；驻波的波腹位置在驻波波腹候选位置中选取。每个换能器对具有至少两个驻波波腹候选位置，各驻波波腹候选位置相互配合，以波腹覆盖彼此的波节，从而避免波节处的清理盲区。

在一个具体实施例中，每个换能器对中的两个换能器的辐射面平行。控制组件30驱动换能器20发出的超声波的频率为20kHz～40kHz；每个换能器对中两个换能器20发出的超声波的频率相同。在一个具体实施例中，超声波的频率为40kHz。

在一个具体实施例中，每个换能器对具有两个驻波波腹候选位置；清洗过程中，各换能器对对轮流工作；在某个换能器对工作过程中，控制组件30选取与该换能器对上次采用的驻波波腹候选位置不同的驻波波腹候选位置；其中：

对于第一个驻波波腹候选位置，两个换能器20发出的超声波波形为：

s₁＝Acos 2πft

s₂＝Acos(2πft+kD-π)

对于第二个驻波波腹候选位置，两个换能器20发出的超声波波形为：

s₁＝Acos 2πft

s₂＝Acos(2πft+kD-π)

其中：A为调制幅度；f为换能器中心频率；k为波数D为该换能器对中两个换能器(20)之间的间距；C为水中声速。

从上面的表达式可以看出，第一个驻波波腹候选位置中，生成的驻波的波腹的位置为λ/4+jλ/2，j为正整数。第二个驻波波腹候选位置中，生成的驻波的波腹的位置为jλ/2，j为正整数。由上可知，在两个驻波波腹候选位置的波腹和波节为互补关系。例如，第一个驻波波腹候选位置下，驻波的波节(振幅最小处)会被第二个驻波波腹候选位置下的波腹(振幅最大处)所覆盖。因此，换能器对生成的驻波波腹位置会在两个互补的驻波波腹候选位置之间切换，两个驻波波腹候选位置的波腹和波节互补，可消除不同波腹位置下波节处的清洗死角。

控制组件30连接有水温传感器40，用于根据水温实测值调节调节上述表达式中的水中声速，并以此调节换能器20的输出相位，使得输出的超声波形成稳定的驻波。相比于普通的超声波，驻波的波腹处声压更大，驻波的能量持续集中在波腹处，使得波腹在液体中可形成更强的空化作用、加速作用及直进流作用，通过上述作用可有效清除镜头表面的附着物。

固定座10的内缘呈环形，换能器对的数目为3至6，各换能器20等间距分布在固定座10的内缘。在一些具体实施例中，换能器对的数目为4，8个换能器20间隔45度分布在固定座10的内缘。各换能器20的辐射面均朝向固定座10的圆心。由于换能器20的发射角度限制，需要配置多组换能器对，以使得各镜头的表面可以被波腹充分覆盖。

为了安装在水下摄影设备上，固定座10的一侧设置有若干个锁紧装置11。固定座10可通过锁紧装置11与水下摄影设备固定连接，并使得固定座10环绕水下镜头。

如3所示，在一个具体实施例中，控制组件包括单片机、两个功放单元以及若干个继电器。单片机分别与两个功放单元电性连接；各继电器具有两个通道，由单片机控制通断；两个功放单元的输出端分别与各继电器的两个通道输入端连接；继电器的两个通道的输出端分别与某个换能器对中的两个换能器电性连接。

例如，控制换能器1A换能器1B组成的换能器对产生超声波驻波的过程中，单片机首先选通继电器1的两个通道，使得功放模块A与换能器1A连通，并使得功放模块B与换能器1B连通。随后单片机根据水温以及两个换能器之间的间距计算两个激励信号相位，并通过调制器产生调制脉冲，通过功放模块放大后推动相应换能器。上述硬件架构扩展方便，仅需增加相应的继电器以及换能器对即可对系统进行扩展。

在工作过程中，控制组件30依次控制各换能器对的换能器20发出超声波以形成驻波。各换能器对依次生成驻波，对镜头进行分区清洗。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。