超声波马达（UltraSonic 摩托车，简称USM）最初应用于Canon EF系列镜头，其中最早配备USM马达的镜头是Canon EF 300/2.8L USM。传统马达的工作原理是将电磁能量转化为转动能量，而USM则是利用超声波振动能量转化成转动能量的新原理运作。

历史沿革

超声波马达的发展始于19世纪末，当时已经有利用压电材料振动特性的压电马达，尽管其频率不限于超声波范围。1948年，威廉和布朗提出了“压电马达”的概念并获得了美国专利。1961年，宝路华钟表公司推出了音叉驱动的手表。1970年至1972年间，西门子股份公司和松下电器研发出了线型压电步进马达，但由于输出力和效率的问题未能广泛应用。1973年，美国IBM公司的巴特首次提出利用压电组件以超声波振动的方式驱动马达，但因磨损问题未得到实际应用。同年，俄罗斯科学家V.H. Lavrinenko也设计了类似的马达结构。1978年，P.E. Vasiliev利用超声波转换器作为马达的驱动来源，但仍未能形成完整的马达结构。1980年，日本的Toshiiku Sashida研制出了以振动片驱动的超声波马达，具有更完善的马达结构。1982年，Sashida再次改进了超声波马达的设计，解决了磨损问题，成为首个具有商业应用价值的超声波马达，并首次应用于照相机的自动对焦系统中。

工作原理

超声波马达分为驻波型、行波型和振簧型三种类型。佳能 EF镜头中使用的USM均为行波型。环形USM的结构包括弹性定子和转子，定子为金属环，底部设有压电陶瓷元件，上部分布有梯形凸起。定子采用特殊材料制成，热膨胀系数与压电陶瓷元件一致，以减少温度影响。转子为铝质环，通过凸缘状弹簧与定子连接，转子表面经过特殊处理以提高耐磨性。

应用与发展

1987年，Canon发布了首款搭载环形USM的镜头——EF 300/2.8L USM。1990年，Canon实现了环形USM的量产，并将其广泛应用于普通镜头。1992年，佳能推出了微型USM，加速了EF镜头的全面USM化进程。

产品特点

超声波马达具有低转速大扭矩的输出特性、大的制动力矩、简单的结构、良好的启动和制动可控性以及极低的噪音水平。Canon环形USM还具有高效、低功耗、与镜身完美结合、适用于镜头AF驱动、可在0.2rpm至80rpm范围内自由调节转速、支持灵敏度可调的电子MF以及广温工作范围等特点。Canon曾公布的三种规格环形USM分别为USM-M1、USM-L1和USM-L2，其中USM-L2已不再使用。

参考资料

镜头中的对焦马达你真的了解？你知道哪个更震撼吗？.搜狐.2024-08-07

超声波电动机原理.豆丁.2024-08-07

超声马达的特性及其应用.豆丁网.2024-08-07