用于照相手机自动调焦、变焦的压电微马达

一、项目概述

一个专业的数码相机需要人工智能和精确的马达光学镜头技术，以实现自动聚焦功能，并使用组合的光学和数字变焦来调整图像。据报道，摄像手机正在朝着组合专业式相机/摄像机发展，并具有5.0兆像素，100分钟电影容量。然而，现在的摄像手机没有自动聚焦功能，因为传统电磁马达的效率和输出力矩随尺寸减小而明显降低，无法达到制作精确地驱动光学镜头系统的小马达的要求。

压电微马达/压电驱动器，是一种全新原理和结构的驱动装置，它不需要磁铁和线圈，而是利用压电材料的逆压电效应和超声振动来获得运动和力（矩）。它打破了电磁驱动的概念，具有低功耗、无电磁干扰等优点。有些结构简单价格低廉的压电驱动器已经成功地应用于许多精密仪器，但其无法满足连续工作、大行程、高精度、大力矩的要求，所以需要开发压电微马达。

本项目拟研发几种新型压电微马达（直径1.0mm～5.0mm）产品，以满足摄像手机、数码相机、摄像机的技术需求，包括：（1）基于多层压电陶瓷驱动器的杆状微马达，（2）压电陶瓷管状微马达，（3）基于压电单晶的微马达。

二、应用范围

用于摄像手机、数码相机、摄像机中的自动聚焦、变焦、和防抖动传感与驱动。

三、技术特点

压电马达是近年来发展的一门新技术，它以压电材料激励的超声波振动为动力源，通过接触摩擦转换能量，形成旋转或位移输出，具有电磁马达所没有的许多特点：结构简单；低速大转矩；响应快（毫秒级），断电自锁，电磁兼容性好；形状多样化：圆形、方形、空心、杆状等等。

四、技术水平

本项目负责人提出的压电微马达在国际上处于先进水平，已经在压电微型马达这项目上工作超过十年，并且已经发表了几十篇论文，拥有十多项中国和美国专利。并在2000年获美国宾州大学材料进步一等奖。

在压电马达上的主要成果包括以下部分：

1.第一个世界上最小的马达，直径仅1.5mm，在各种不同的压电马达中属于最高水准。

2.第一个低温环境下工作的压电单晶微型马达，可以在-200篊的温度下工作，适于太空应用。

3.第一个多自由度的压电电流变流体步进式马达。

4.发展了一种环型压电驱动器，以获得更大的驱动位移。

5.发展了一种中心摇摆式的压电马达驱动方法，以获得更大的动力，同时有更好的位移分辨率。

6.发展了一种剪切-剪切式行波方法，以促进下一代压电马达的发展。

7.发展了一种压电旋转型微型马达和马达镜头机制，有着12nm的位移分辨率。。五、项目所处阶段中试阶段。

六、市场状况及市场预测

随着精密光学镜头越来越多的应用于摄像手机、小型数码相机、电脑摄像头、监视器摄像机等设备，可以预见市场对精密定位装置的需求将持续增长。

因为在摄像手机、数码相机和摄像机上的巨大市场，三星公司从2003年开始研发新的摄像手机，这种手机包含压电马达精密驱动的自动变焦和聚焦光学镜头，大幅改善画面质量。三星的目标是每年一千万马达摄像手机。

除了摄像手机，我们还能找到压电微马达和马达驱动微型光学镜头系统的许多应用，比如微型的数码相机/摄像机，和电脑摄像头等等。估计基于压电微型马达驱动的微型光学镜头系统市场份额会达到每年10亿美元以上。七、所需设备及投资估算

精密机加工设备、微马达组装设备、性能检测设备。估计建设一条年产一千万微马达所需的设备投资约为5000万。八、受让方接产条件手表厂、压电元件制造厂、或电子元件厂。

九、效益分析

一个压电微马达的保守售价是1美元，成本是0.5美元。年产1千万微马达，将有500万美元的年利润。

十、合作方式

技术转让、联合开发。