博立碼杰開啟超聲電機發展新紀元

文/代安娜 楊進平

胡笑平（后排右二）與團隊成員在一起

曾經有人預言，21世紀將是超聲電機大放異彩的時代。如今，21世紀的第一個十年已經過去，超聲電機發展的春天已經高調拉開了序幕。

超聲電機最早出現在20世紀60年代的蘇聯，經過半個多世紀的發展，開始成為諸多領域不可或缺的先進設備。與傳統電機相比較，超聲電機具有結構簡單、低速大轉矩、定位精度高、不受磁場干擾、體積小、噪聲小等諸多優點，大到宇宙飛船、飛機、磁懸浮列車，小到掌上電腦、攝像機、照相機，都有超聲電機在其中起著重要作用。

在航空航天、汽車、醫療器械、工業控制、汽車、光學儀器等高新技術領域，超聲電機的重要性不言而喻，其應用也大大推動了這些領域的快速發展。因其安靜、無電磁噪聲、調焦時間短、無齒輪減速等特點，在光學和照相機領域的應用相當廣泛。隨著科技水平的發展和人們對相機功能要求的不斷提高，更快、更精準的自動變焦相機已經成為市場需要的主流商品。而使用超聲電機實現自動對焦、變焦就變成了廣受關注的一項技術，世界各國都在積極進行相關研究。

我國在超聲電機方面的發展起步較晚，但是發展迅速，近年來出現了一批高水平的技術和產品。其中，博立碼杰通訊（深圳）有限公司（以下簡稱博立碼杰）在超聲電機以及相關技術研發方面，屬于業內翹楚，長期致力于研發用于自動調焦/調距的高性能微型超聲電機，獲得了重要的創新成果，有望引領新一代攝像手機革命。

博立碼杰2000年由留美博士胡笑平創辦，主要致力于數字圖像處理產品的研發。胡笑平在超聲電機、鏡頭模組、感光芯片、計算機視覺、圖像處理等研究方面均有很高造詣，曾成功研發近50項專利技術。他帶領著博立碼杰的諸多專業精英在超聲電機方面挑戰新的研究難題，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）及其驅動的自動對焦變焦系統是其中最重要的一項研究成果，發展潛力巨大，前景廣闊。

B o l y U S M及其驅動的A F（Automatic Focus自動對焦）系統，是一項特殊機構的電機模組，其光學系統和電機實現了一體化，不需要傳動機構，客戶使用時無需二次加工。其設計包括超聲波電機部分、一體式超聲波電機AF算法部分、驅動電路部分、生產工藝以及生產測試設備部分。其中，每個部分都具備各自的優點，具有多個技術創新點。

超聲波電機部分。博立碼杰擁有完全自主知識產權的BolyAF系列超聲微電機，其中2005年由清華大學物理系周鐵英研究團隊研發并獲得國內獨家授權的發明專利—螺紋驅動多面體超聲電機（發明人包括博立碼杰的胡笑平等共8人），具有結構簡單、大轉矩、體積小、重量輕、響應快、納米級位移、不受電磁影響等諸多優點。螺紋驅動多面體超聲電機，2006年由清華大學申請并獲得PTC國際專利，本專利轉讓給博立碼杰在光學領域獨家使用權，第一發明人為清華大學物理系教授周鐵英，周鐵英教授因此項專利兩次在國際會議上做特邀報告，該專利技術受到與會專家的高度評價。

電機驅動電路部分。博立碼杰做了大量研發工作，擁有自主研發定制的IC驅動芯片BCS1608和BCS1609。其中，BCS1608具備QFN-16封裝、3×3×0.8mm、內置DC/DC、鋰電池單電源、外接電感僅22μH、驅動電路僅5×8mm等特點；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。

超聲電機的AF算法部分。多面體螺紋一體式超聲電機應用在自動對焦中，采用BolyRAW圖像精密算法，通過對感光芯片的反饋信號進行圖像清晰度計算，實時控制電機的運動以達到自動對焦的目的。完成整個調焦的過程大致需要5～7個步驟，焦距的調節精度由步距決定，改變步距的大小可以改變調節的速度和精度。步距越小，定位的精度也就越高，速度越慢。

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

針對傳統電機存在的電磁干擾以及質量、體積等方面的局限性，博立碼杰集中精力進行技術攻堅，取得了多項創新技術成果。除了依托清華大學的螺紋驅動多面體超聲電機作為主要的中心技術之外，其采用的由超聲電機驅動的手機用自動調焦照相模組BolyAF，結構簡單、緊湊、承重性好，從而不需要傳動機構，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，而一般的電機系統只能支持500萬以下像素的鏡頭模組。此外，采用的一體式超聲波電機AF算法，能夠快速、精準地實現對焦。

多項創新技術的應用，使得博立USM系統的競爭力逐漸增強，在很多高新技術領域已經有所應用，且收獲了良好口碑。在數碼顯微鏡領域，應用了博立USM系統的可自動對焦500倍數碼顯微鏡具有成像清晰、對焦速度快、使用快捷方便等特點，目前在市場上已有幾千臺供應，反應良好；在精密光學通信設備領域，主要應用于光線色散測量儀器中的光路調整，目前處在前期試驗階段，樣品在整機上已經集成成功，在光路調整過程中對焦效果明顯，后續需求量很大；在自動對焦監控相機領域，USM系統已經在博立碼杰SG560K系列監控相機上進行小規模試產，這是唯一一個將自動對焦技術應用于這個領域的產品，預計將大規模應用于各類高端監控數碼相機。

除了以上應用領域，為攝像手機提供優質的超聲電機也是博立碼杰非常重要的一個發展目標。隨著科技的發展和各類新技術的創新和應用，手機已經逐漸成為集手機、電腦、相機、攝像機于一體的高新產品。因為手機具有體積小、方便攜帶等特點，因此其隨身攜帶與使用率遠遠高于相機、攝像機等設備。目前很多對突發事件第一時間關注的方式基本上都是采用手機拍照和手機攝像，因而人們對于手機拍照和攝像功能的要求也就越來越高，這一領域具有巨大的發展潛力。博立碼杰在手機攝像頭研發領域有著多年的研究經歷和經驗，在微型化自動對焦和變焦鏡頭方面擁有多項專利技術，其研發的超聲電機技術是目前唯一可以用于解決手機用Zoom（變焦鏡頭）的技術。目前博立碼杰正致力于在該領域的技術方案設計和生產引導，建設年產過千萬只手機用AF電機的工廠 ，屬于國內首例。預計超聲電機驅動的AF和Zoom相機將引領新一代攝像手機革命，擁有廣闊的市場。

博立碼杰專注于數碼圖像處理、超聲波電機及其相關應用領域的技術研發、生產、銷售及服務工作。目前，除將攝像手機用超聲電機作為主要的研發目標之外，博立碼杰還將觸角伸向DV、DC（數碼相機）、AOI（自動光學檢測）、醫療成像產品等領域，力求爭取到更多的發展主動權，開拓更為廣闊的市場，致力于成為國內第一、國際一流的超聲波微電機產品公司。并希望為培育中國的手機照相市場、超聲微電機應用以及數字監控相機行業作出貢獻，實現以中國本土高科技加上中國制造去贏得世界市場的目標。

以超聲電機為基礎，博立碼杰已經申請了數項手機用變焦鏡頭模組的專利，預計將在未來三年試樣并投產。結合其在高靈敏度感光芯片技術方面的專利（其中兩個已獲中國專利）和先進的、擁有自主知識產權的BolyRAW技術，博立碼杰立志成為世界一流的影像企業。

一步一個腳印地走過了十幾年的發展道路，博立碼杰成功研發出多項創新技術與發明專利，尤其是在超聲電機領域，取得了諸多重要研發成果，產生了重要影響。在快速發展的基礎上，博立碼杰放眼全世界，懷著滿腔熱情與昂揚斗志，希望在世界市場上占有一席之地，謀求更好的發展。