博立碼杰開啟超聲電機(jī)發(fā)展新紀(jì)元

文/代安娜 楊進(jìn)平

胡笑平（后排右二）與團(tuán)隊(duì)成員在一起

曾經(jīng)有人預(yù)言，21世紀(jì)將是超聲電機(jī)大放異彩的時代。如今，21世紀(jì)的第一個十年已經(jīng)過去，超聲電機(jī)發(fā)展的春天已經(jīng)高調(diào)拉開了序幕。

超聲電機(jī)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代的蘇聯(lián)，經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，開始成為諸多領(lǐng)域不可或缺的先進(jìn)設(shè)備。與傳統(tǒng)電機(jī)相比較，超聲電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、低速大轉(zhuǎn)矩、定位精度高、不受磁場干擾、體積小、噪聲小等諸多優(yōu)點(diǎn)，大到宇宙飛船、飛機(jī)、磁懸浮列車，小到掌上電腦、攝像機(jī)、照相機(jī)，都有超聲電機(jī)在其中起著重要作用。

在航空航天、汽車、醫(yī)療器械、工業(yè)控制、汽車、光學(xué)儀器等高新技術(shù)領(lǐng)域，超聲電機(jī)的重要性不言而喻，其應(yīng)用也大大推動了這些領(lǐng)域的快速發(fā)展。因其安靜、無電磁噪聲、調(diào)焦時間短、無齒輪減速等特點(diǎn)，在光學(xué)和照相機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。隨著科技水平的發(fā)展和人們對相機(jī)功能要求的不斷提高，更快、更精準(zhǔn)的自動變焦相機(jī)已經(jīng)成為市場需要的主流商品。而使用超聲電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動對焦、變焦就變成了廣受關(guān)注的一項(xiàng)技術(shù)，世界各國都在積極進(jìn)行相關(guān)研究。

我國在超聲電機(jī)方面的發(fā)展起步較晚，但是發(fā)展迅速，近年來出現(xiàn)了一批高水平的技術(shù)和產(chǎn)品。其中，博立碼杰通訊（深圳）有限公司（以下簡稱博立碼杰）在超聲電機(jī)以及相關(guān)技術(shù)研發(fā)方面，屬于業(yè)內(nèi)翹楚，長期致力于研發(fā)用于自動調(diào)焦/調(diào)距的高性能微型超聲電機(jī)，獲得了重要的創(chuàng)新成果，有望引領(lǐng)新一代攝像手機(jī)革命。

博立碼杰2000年由留美博士胡笑平創(chuàng)辦，主要致力于數(shù)字圖像處理產(chǎn)品的研發(fā)。胡笑平在超聲電機(jī)、鏡頭模組、感光芯片、計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理等研究方面均有很高造詣，曾成功研發(fā)近50項(xiàng)專利技術(shù)。他帶領(lǐng)著博立碼杰的諸多專業(yè)精英在超聲電機(jī)方面挑戰(zhàn)新的研究難題，在微型化自動對焦和變焦鏡頭方面，獲得了重要的研究成果，其中BolyUSM（Ultrasonic Motor超聲波馬達(dá)）及其驅(qū)動的自動對焦變焦系統(tǒng)是其中最重要的一項(xiàng)研究成果，發(fā)展?jié)摿薮?，前景廣闊。

B o l y U S M及其驅(qū)動的A F（Automatic Focus自動對焦）系統(tǒng)，是一項(xiàng)特殊機(jī)構(gòu)的電機(jī)模組，其光學(xué)系統(tǒng)和電機(jī)實(shí)現(xiàn)了一體化，不需要傳動機(jī)構(gòu)，客戶使用時無需二次加工。其設(shè)計(jì)包括超聲波電機(jī)部分、一體式超聲波電機(jī)AF算法部分、驅(qū)動電路部分、生產(chǎn)工藝以及生產(chǎn)測試設(shè)備部分。其中，每個部分都具備各自的優(yōu)點(diǎn)，具有多個技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。

超聲波電機(jī)部分。博立碼杰擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的BolyAF系列超聲微電機(jī)，其中2005年由清華大學(xué)物理系周鐵英研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)并獲得國內(nèi)獨(dú)家授權(quán)的發(fā)明專利—螺紋驅(qū)動多面體超聲電機(jī)（發(fā)明人包括博立碼杰的胡笑平等共8人），具有結(jié)構(gòu)簡單、大轉(zhuǎn)矩、體積小、重量輕、響應(yīng)快、納米級位移、不受電磁影響等諸多優(yōu)點(diǎn)。螺紋驅(qū)動多面體超聲電機(jī)，2006年由清華大學(xué)申請并獲得PTC國際專利，本專利轉(zhuǎn)讓給博立碼杰在光學(xué)領(lǐng)域獨(dú)家使用權(quán)，第一發(fā)明人為清華大學(xué)物理系教授周鐵英，周鐵英教授因此項(xiàng)專利兩次在國際會議上做特邀報告，該專利技術(shù)受到與會專家的高度評價。

電機(jī)驅(qū)動電路部分。博立碼杰做了大量研發(fā)工作，擁有自主研發(fā)定制的IC驅(qū)動芯片BCS1608和BCS1609。其中，BCS1608具備QFN-16封裝、3×3×0.8mm、內(nèi)置DC/DC、鋰電池單電源、外接電感僅22μH、驅(qū)動電路僅5×8mm等特點(diǎn)；BCS1609的特性包括封口更小、I2C接口、SMIA兼容、可與Sensor共用時鐘、控制性能更好、能耗更低等。

超聲電機(jī)的AF算法部分。多面體螺紋一體式超聲電機(jī)應(yīng)用在自動對焦中，采用BolyRAW圖像精密算法，通過對感光芯片的反饋信號進(jìn)行圖像清晰度計(jì)算，實(shí)時控制電機(jī)的運(yùn)動以達(dá)到自動對焦的目的。完成整個調(diào)焦的過程大致需要5～7個步驟，焦距的調(diào)節(jié)精度由步距決定，改變步距的大小可以改變調(diào)節(jié)的速度和精度。步距越小，定位的精度也就越高，速度越慢。

生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)測試部分。在超聲波電機(jī)的生產(chǎn)中，博立碼杰采取了一系列獨(dú)特的工藝和做法，主要包括：采用金屬件的精細(xì)清洗工藝與方式；定制用于陶瓷片自動置位的陶瓷片方向上的機(jī)械裝置；引進(jìn)焊接工藝，采用內(nèi)軸加熱焊接法；采用快干金屬材料粘接工藝，采用常溫常態(tài)稀土陶瓷極化工藝；通過提高輸出力矩減少姿態(tài)差并提高步距精度。

針對傳統(tǒng)電機(jī)存在的電磁干擾以及質(zhì)量、體積等方面的局限性，博立碼杰集中精力進(jìn)行技術(shù)攻堅(jiān)，取得了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)成果。除了依托清華大學(xué)的螺紋驅(qū)動多面體超聲電機(jī)作為主要的中心技術(shù)之外，其采用的由超聲電機(jī)驅(qū)動的手機(jī)用自動調(diào)焦照相模組BolyAF，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、承重性好，從而不需要傳動機(jī)構(gòu)，具有非常好的抗跌落性，且可支持1200萬像素或更高像素的鏡頭模組，而一般的電機(jī)系統(tǒng)只能支持500萬以下像素的鏡頭模組。此外，采用的一體式超聲波電機(jī)AF算法，能夠快速、精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)對焦。

多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，使得博立USM系統(tǒng)的競爭力逐漸增強(qiáng)，在很多高新技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)有所應(yīng)用，且收獲了良好口碑。在數(shù)碼顯微鏡領(lǐng)域，應(yīng)用了博立USM系統(tǒng)的可自動對焦500倍數(shù)碼顯微鏡具有成像清晰、對焦速度快、使用快捷方便等特點(diǎn)，目前在市場上已有幾千臺供應(yīng)，反應(yīng)良好；在精密光學(xué)通信設(shè)備領(lǐng)域，主要應(yīng)用于光線色散測量儀器中的光路調(diào)整，目前處在前期試驗(yàn)階段，樣品在整機(jī)上已經(jīng)集成成功，在光路調(diào)整過程中對焦效果明顯，后續(xù)需求量很大；在自動對焦監(jiān)控相機(jī)領(lǐng)域，USM系統(tǒng)已經(jīng)在博立碼杰SG560K系列監(jiān)控相機(jī)上進(jìn)行小規(guī)模試產(chǎn)，這是唯一一個將自動對焦技術(shù)應(yīng)用于這個領(lǐng)域的產(chǎn)品，預(yù)計(jì)將大規(guī)模應(yīng)用于各類高端監(jiān)控?cái)?shù)碼相機(jī)。

除了以上應(yīng)用領(lǐng)域，為攝像手機(jī)提供優(yōu)質(zhì)的超聲電機(jī)也是博立碼杰非常重要的一個發(fā)展目標(biāo)。隨著科技的發(fā)展和各類新技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，手機(jī)已經(jīng)逐漸成為集手機(jī)、電腦、相機(jī)、攝像機(jī)于一體的高新產(chǎn)品。因?yàn)槭謾C(jī)具有體積小、方便攜帶等特點(diǎn)，因此其隨身攜帶與使用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于相機(jī)、攝像機(jī)等設(shè)備。目前很多對突發(fā)事件第一時間關(guān)注的方式基本上都是采用手機(jī)拍照和手機(jī)攝像，因而人們對于手機(jī)拍照和攝像功能的要求也就越來越高，這一領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α２┝⒋a杰在手機(jī)攝像頭研發(fā)領(lǐng)域有著多年的研究經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)，在微型化自動對焦和變焦鏡頭方面擁有多項(xiàng)專利技術(shù)，其研發(fā)的超聲電機(jī)技術(shù)是目前唯一可以用于解決手機(jī)用Zoom（變焦鏡頭）的技術(shù)。目前博立碼杰正致力于在該領(lǐng)域的技術(shù)方案設(shè)計(jì)和生產(chǎn)引導(dǎo)，建設(shè)年產(chǎn)過千萬只手機(jī)用AF電機(jī)的工廠 ，屬于國內(nèi)首例。預(yù)計(jì)超聲電機(jī)驅(qū)動的AF和Zoom相機(jī)將引領(lǐng)新一代攝像手機(jī)革命，擁有廣闊的市場。

博立碼杰專注于數(shù)碼圖像處理、超聲波電機(jī)及其相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)工作。目前，除將攝像手機(jī)用超聲電機(jī)作為主要的研發(fā)目標(biāo)之外，博立碼杰還將觸角伸向DV、DC（數(shù)碼相機(jī)）、AOI（自動光學(xué)檢測）、醫(yī)療成像產(chǎn)品等領(lǐng)域，力求爭取到更多的發(fā)展主動權(quán)，開拓更為廣闊的市場，致力于成為國內(nèi)第一、國際一流的超聲波微電機(jī)產(chǎn)品公司。并希望為培育中國的手機(jī)照相市場、超聲微電機(jī)應(yīng)用以及數(shù)字監(jiān)控相機(jī)行業(yè)作出貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)以中國本土高科技加上中國制造去贏得世界市場的目標(biāo)。

以超聲電機(jī)為基礎(chǔ)，博立碼杰已經(jīng)申請了數(shù)項(xiàng)手機(jī)用變焦鏡頭模組的專利，預(yù)計(jì)將在未來三年試樣并投產(chǎn)。結(jié)合其在高靈敏度感光芯片技術(shù)方面的專利（其中兩個已獲中國專利）和先進(jìn)的、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的BolyRAW技術(shù)，博立碼杰立志成為世界一流的影像企業(yè)。

一步一個腳印地走過了十幾年的發(fā)展道路，博立碼杰成功研發(fā)出多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)與發(fā)明專利，尤其是在超聲電機(jī)領(lǐng)域，取得了諸多重要研發(fā)成果，產(chǎn)生了重要影響。在快速發(fā)展的基礎(chǔ)上，博立碼杰放眼全世界，懷著滿腔熱情與昂揚(yáng)斗志，希望在世界市場上占有一席之地，謀求更好的發(fā)展。