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VCM基础知识员 工 培 训 讲 义 * 讲义大纲: 一.什么是VCM 二.VCM成像原理 三.VCM马达的用途 四.VCM马达的特点 五.马达种类 六.VCM马达结构介绍 七.VCM产品特性 * 一.什么是VCM？ VCM 取自Voice Coil Motor 首位英文字母的缩写,俗称音圈马达或音圈电机。 　因其原理和扬声器类似，所以叫音圈电机。 目前世界上的手机变焦和硬盘的磁臂的驱动电机一般都是VCM。 * 二．VCM成像原理 焦距f、物距u、像距v三者关系符合下列公式时，图像清晰 f 固定，物距u大→像距v小 　　　　物距u小→像距v大 凸透镜成像原理 * 马达对焦原理 5m 10cm 透镜成像计算公式： 例：镜头组焦距EFL：4.88mm 当镜头焦距一定、物距一定时： 物距u=5m时，像距v=4.885 mm 物距u=10cm时，像距v=5.130 mm 拍摄5m的物体和拍摄10cm的物体的像距差为0.245mm 以5m的物体为基准调焦后，要拍摄清楚10cm远的物体，只要将镜头位移0.245mm即可。 * 模组成像示意图 * 三、VCM马达的用途 随着照相手机向高像素发展，它对自动对焦功能开始提出要求。 　一般来说，用户希望200万像素以上的照相手机要具有自动对焦功能。但按传统方式，对焦功能会大大增加电路板尺寸和手机的厚度，而当今时代，电子产品短小轻薄的追求愈来愈苛刻， 　因此，VCM成为手机摄像模组的最佳选择． * 四、VCM马达的特点 VCM自动对焦马达，占用电路板面积小，可靠性高，能支持大功率，因此能降低系统成本和体积。 VCM靠簧片方式支持镜头伸缩，能实现平滑且连续镜头移动。 VCM能与所有镜头匹配，增加了手机/模块厂商的选择权。 * 超声波马达 步进马达 记忆合金马达 液体镜头 液晶对焦机 软件对焦 五、马达种类 * 各类马达优缺点比较 马达类别 优点 缺点 超声波马达 1、具有低转速大扭矩的输出特性；2、制动力矩大；3、结构简单；4、马达启动和制动的可控性非常好； 1、工艺复杂 2、成本高 步进马达 1、稳定性高2、适用于大型相机 1、尺寸规格难以做小 2、特性不如VCM 记忆合金马达 1、小型，重量轻。2、不易受到周围环境（温度除外）的影响3、价格低 新材料产品，不易实现 液体镜头 1、镜头耐磨2、不易破碎 1、成本高 2、产品尚未大批量用于消费电子市场 液晶对焦机 不详 不详 软件对焦 不详 1、微距拍摄效果不理想 2、不适用于高像素拍摄 * 六、VCM 马达结构介绍 Yoke F.Spacer Magnet F.Spring Carrier Coil B.Spacer B.Spring Base * 部件名 作用 材料及制造方法 常见问题 磁石 产生永久磁场 线切割，镀镍，充磁 尺寸，生锈，磁场弱，热减磁 Yoke 固定其他组件，导磁 冷冲压拉伸，镀镍 配合公差，生锈 马达零部件的作用及问题 * 部件名 作用 材料及制造方法 常见问题 线圈 通电产生驱动力矩 热熔接,自动圈线 变形，松散，尺寸，电阻 载体 承载镜头 注塑成型 尺寸，扭力配合，毛刺 后弹簧 承载载体，平衡力距 蚀刻 尺寸，变形，生锈 马达零部件的作用及问题 * 部件名 作用 材料及制造方法 常见问题 底座 固定部件 注塑成型 尺寸，毛刺 前垫片 绝缘 树脂带料冲压 毛刺，变形 马达零部件的作用及问题 * 马达零部件的作用及问题 部件名 作用 材料及制造方法 常见问题 后垫片 绝缘 树脂带料冲压 毛刺，变形 前簧片 承载载体，平衡力距 蚀刻 尺寸，变形，生锈 * 马达成品外观图 * 最大行程 80mA时移动距离 例：B85D59 STRK＞150μm 始动电流 始动行程达到10μm时 电流值 例：B85D59 STC＞5 mA 迟滞误差 间隔5mA测量去回的 行程差值 Hys≤10 μm 增益 40mA～60mA之间增加 的行程 七．VCM产品特性 * 位置差 间隔5mA测量 水平位置与向上位置 行程差值 水平位置与向下位置 行程差值 标准 向上位置差≤50μm 向下位置差≤50μm 例：B85D59实际值 向上位置差＜20μm 向下位置差＜20μm VCM产品特性 * 电磁驱动力： Fc=ｎ?BILb 弹簧力： Fs=K?⊿ 行程函数： ⊿=1/K?ｎ?BILbーｆ 可简略为： ⊿=G?Iーｆ AFL马达的电磁回路及驱动原理 磁场方向及线圈位置 线圈的电流方向 线圈中产生向上的力 按左手法则线圈中产生与电流成正比的驱动力，此力与弹