手机照相模组之vcm介绍
项目管理部训练教材之VCM介绍
讲 解：晏政波 日 期：2012.7.12
1
資料內容
1 VCM 基本結構 2 VCM 工作原理 3 VCM 工藝流程 4 VCM 應用
1 VCM 基本結構
VCM (Voice Coil Motor)
音圈馬達
2 VCM 工作原理
音圈馬達VCM (Voice Coil Motor) 屬於線性直流馬達(Linear Direct-Current Motor) 的一 種，音圈馬達的名稱由來是因為其結構與喇叭相似，如圖一所示，而其組成元件主 要包括永久磁鐵、軛鐵與線圈三部分，它是利用永久磁鐵與軛鐵所構成的具有直接 驅動、固定行程(Stroke)特性的致動器。音圈馬達所產生的推力與流經線圈電流成正 比，主要使用於需要線性推力、扭力、高加速度、高頻致動的線性或旋轉性運動上， 由於音圈馬達具有精度高、反應快的特性，配合閉路(Closed Loop)的控制系統，可以 提高磁碟機的軌道密度(Track Density)，增加容量，並降低資料擷取時間(Access Time)， 故主要應用是作為磁碟機讀寫頭的驅動馬達，用來移動磁頭到磁碟片上的各項軌道 去讀寫資料。
長度，使得推力相對於此行程的曲線相當的平坦，一般選擇行程兩極端的推力與行程終點的推力
衰減度以不超過5%為原則。
3 VCM 工藝流程
磁石組裝
磁石點膠
磁石框架 目檢
去除鏡桶 毛邊
繞線及后 處理
下彈片點膠 下彈片點焊 下彈片折彎 退漆與整線
繞線半成 品目檢
下彈片與鏡 桶目檢
五合一組裝
五合一點膠
五合一半 成品目驗
其中Kf＝LB，為力量常數。
對一音圈馬達而言B及L已被固定，唯一可控制的參數為電流I，由（2）是可知電流和力量成正比，
只要適當地控制電流即可控制其運動。音經
繞線線圈時，將產生軸向的推力，此推力大到足以克服摩擦力、慣性及繞線線圈上的負載時，則
定部磁場與動部繞線線圈會產生相對運動。基於馬達操作的行程考量，可選擇線圈與磁鐵的軸向
(图一)
2 VCM 工作原理
音圈馬達的作動原理：
當音圈馬達之線圈於磁場中，當施加電壓於線圈以產生電流時，依據勞倫師定律（Lorentz Law），
直接將電能轉換成機械能，如(1)是所示，會有力量作用於線圈上。(必歐-沙伐定律
＆安
培定律V=IR)
F＝rILxB…………………………………………………..……（1）
哈哈，下課啦！
课程完毕，欢迎提问!
上彈片點焊
外觀尺寸 檢驗
測試導通
組裝鐵殼
點膠半成 品目檢
上彈片點膠
性能評價 測試
傾角抽檢 測試
成品清潔 排盤
FQC
包裝入庫
4 VCM 應用
++
VCM
Lens
FPC
=
AF Module
VCM用于AF (Auto focus自動對焦) 模組，最終應用到高端 自動對焦手機上。
高端AF手機
Thanks for your time!
其中F 為作用於線圈上之力（又稱勞倫師力），I 為線圈上之電流，L 為導線之總長度，其方向為電
流之方向，B 為磁通密度，r 為線圈在磁場中之長度與總長度之比，若磁通密度、導線方向及作用
力方向三者互相垂直時，可改用純量式來表示，如（2）是所示
F＝rILB＝rIKf………………………...………………………（2）
手机光学基础知识
• e. Blemish 在3100K和5100K两个标准灯光内分别拍摄一张图，判断是否有坏点脏污等在摄像头镜头光学 区域。
• 3.FQC &OQC检查：品质管理部门模拟用户体验对手机摄像头进行拍照等检测发现图片有偏红或偏蓝等现 象。
• b .SFR MAR 在10CM物距条件下，开启camera自动对焦，依据软体演算法，拍出对焦最清楚的一张照片， 然后分析照片上的既定感测区块（由内而外那些黑方块）的SFR解析度，判断清晰度是否在规格内.
• c. OIS_Shift 光学防抖，这有两个不同原理测试防抖的方法，一个是手机固定不动拍摄一张图，然后通过 adb 指令推动VCM让镜头抖动，等镜头恢复正常后，再拍摄一张图，对比前后两张图的差异是否在规格内。
• 1.QT Test ：Camera ping test 用测试软件下adb 指令对摄像头是否连接开机的简单测试。
• BO Test ：
• a .SFR INF在10M物距条件下，开启camera自动对焦，依据软体演算法，拍出对焦最清楚的一张照片， 然后分析照片上的既定感测区块（由内而外那些黑方块）的SFR解析度，判断清晰度是否在规格内.
手机光学基础知识
一、手机摄像头模组器件 二、手机主要测试项目 三、手机摄像头主要不良及原因
一、手机摄像头模组器件
•LTER. • 图像传感器SENSOR • FPC,连接器和周边电子元件 • VCM AF驱动组件
二、手机主要测试项目
• 3.OIS_Shift不良原因：马达焊接不良，驱动IC损坏，镜头被卡住，测试环境不稳定，测试设备及其软体问 题等。
音圈马达驱动芯片行业概况
音圈马达驱动芯片行业概况
（1）音圈马达驱动芯片分类及功能介绍
音圈马达（Voice Coil Motor, VCM）属于线性直流马达，是用于推动镜头移动产生自动聚焦的装置。
音圈马达按照其功能主要可以分为开环式马达（Open loop）、闭环式马达（Close loop）、中置马达（Alternate）、OIS光学防抖马达（分平移式、移轴式、记忆金属式等）、OIS+Close loop六轴马达等，其中开环式马达、闭环式马达和OIS光学防抖马达是最为常见的三种。
音圈马达驱动芯片（VCM Driver）为与音圈马达匹配的驱动芯片，主要用于控制音圈马达来实现自动聚焦功能，常见的三类芯片包括开环式音圈马达驱动芯片、闭环式音圈马达驱动芯片和OIS光学防抖音圈马达驱动芯片。
（2）音圈马达驱动芯片市场概况
智能手机的摄像头模组是音圈马达驱动芯片的重要应用领域，对智能手机的需求增加以及更高的照片拍摄需求促使目前音圈马达驱动芯片市场保持稳定增长。
根据沙利文统计，2014年到2018年期间，全球音圈马达驱动芯片市场规模的复合年均增长率为4.48%，2018年全球市场规模达到1.43亿美元。
随着双摄像头和前置自动对焦摄像头应用的增加，音圈马达驱动芯片市场规模将进一步增长，预计到2023年全球市场规模将达到2.73亿美元。
VCM介绍
VCM介绍
何为VCM
VCM是Voil Coil Motor 的缩 写，中文叫音圈马达。原用于扬 声器产生振动发声，现用于推动 镜头移动产生自动对焦的成像模 组。
其基本原理是：线圈和镜头筒 固定在一起，磁铁和铁壳构成的 磁场穿过线圈，当线圈中有电流 通过时产生力，使镜筒带镜头前 后移动。
VCM 基本结构
VCM 基本结构
图面仅供参考
Coil Lower case
Upper case Upper spring Wire spring Magnet
Housing
Holder
Lower spring
VCM的主要性能指标总表
�Rated Current 额定电流 �Voltage Range 电压范围 �Terminal Resistance (25oC) 电阻值 �Rated Stroke (Horizontal) 额定行程 �Max Stroke 最大行程 �Starting Current (Horizontal) 启动电流 �Linear Fit Slope 线性斜率 �Hysteresis 回滞误差 �Posture Difference 方向偏差 �Settling time 稳定时间 �Static Tilt 静态偏斜. �Dynamic Tilt 动态偏摆 �Torque for Lens Assy. 镜头扭力
YOKE铁壳品质管控
测量工具
高度规 高度规 高度规 二次元 二次元 二次元 二次元 高度规 二次元 二次元 二次元 二次元
测量说明
4边台阶(共8个)均须测量，每边记录最大值 每个圆弧至少点2个位置，最大、最小值须合格，记录最大值 每个台阶至少点2个位置，记录最大值 每个圆弧(黑边)靠中间、左边、右边位置各取1点，共12点画圆 放置45°斜块治具上测量最小处 每边平均至少取5点构成一条直线，计算直线到直线的距离 每边(白边)平均至少取5点构成一条直线，计算直线到直线的距离(见附图6) 4边台阶(共8个)均须测量，每边记录最大值 白边取点位置见附图7 每个圆弧靠中间、左边、右边位置各取1点，共12点画圆 取点位置见附图8 内框构造的中心与内圆中心的偏差
音圈马达图片
内部结构图片
YOKE铁壳作用：固定 其他零件，与磁石一起 产生磁场回路。
2. Camera模组
3. 国内主要的马达厂商：新思考、比路、金诚泰、中蓝、浩泽等； 国内主要的模组厂商：欧菲光、丘钛、舜宇、光宝、富士康等。
三、测量方法介绍
1. 测量注意事项 (1) 二次元十字线较粗(宽度0.01~0.015左右)，取点或靠边时应采用
YOKE铁壳
测量和品质管控培训
日期：2017.3.23
一、VCM音圈马达简介
1. VCM (Voice Coil Motor)，即音圈马达，用于推动镜头移动产生自动 对焦的成像模组。其工作原理：线圈和镜头筒固定在一起，磁铁和铁 壳构成的磁场穿过线圈，当线圈中有电流通过时产生力，使镜筒带着 镜头前后移动。
同一边或位置，以免所测数据多一个或少一个十字线宽度(如下图1)。
(2) 因YOKE铁壳尺寸公差比较小，部分尺寸公差只有0.02~0.03，为 避免测量误差，二次元放大倍率至少调为2.0 (如下图2) 。
第8课：手机照相模组之vcm介绍.pptx
2 VCM 工作原理
音圈馬達的作動原理：
當音圈馬達之線圈於磁場中，當施加電壓於線圈以產生電流時，依據勞倫師定律（Lorentz Law），直接
將電能轉換成機械能，如(1)是所示，會有力量作用於線圈上。(必歐-沙伐定律
＆安培定律
1 VCM 基本結構
VCM (Voice Coil Motor)
音圈馬達 欧菲光科技股份有限公司CCM事业部,打造世界一流的照相模组团队。
2 VCM 工作原理
音圈馬達VCM (Voice Coil Motor) 屬於線性直流馬達(Linear Direct-Current Motor) 的一 種，音圈馬達的名稱由來是因為其結構與喇叭相似，如圖一所示，而其組成元件主要包括永 久磁鐵、軛鐵與線圈三部分，它是利用永久磁鐵與軛鐵所構成的具有直接驅動、固定行程 (Stroke)特性的致動器。音圈馬達所產生的推力與流經線圈電流成正比，主要使用於需要線 性推力、扭力、高加速度、高頻致動的線性或旋轉性運動上，由於音圈馬達具有精度高、反 應快的特性，配合閉路(Closed Loop)的控制系統，可以提高磁碟機的軌道密度(Track Density)，增加容量，並降低資料擷取時間(Access Time)，故主要應用是作為磁碟機讀寫 頭的驅動馬達，用來移動磁頭到磁碟片上的各項軌道去讀寫資料。
4 VCM 應用
++
VCM
Lens
FPC
=
AF Module
VCM用于AF (Auto focus自動對焦) 模組，最終應用到高端 自動對焦手機上。
欧菲光科技股份有限公司CCM事业部,打造世界一流的照相模组团队。
VCM与镜头运作关系
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。
马达种类 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
马达对焦原理示意图：
VCM 电流驱动与拍摄物体距离关系图示：
当镜头焦距一定、物距一定时:
透镜成像计算公式:
例:镜头组焦距 EFL: 4. 88mm 物距 u=5m 时，像距 v=4.885mm 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。）
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.
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.
摄像头模组成像结构示意图：
AFL 马达的电磁回路及驱动原理
按左手法则线圈中产生与电流成正比的驱动力，此力与弹簧的拉力取得平衡，从而控制镜头 的位置。
电磁驱动力:Fc=n·BILb 弹簧力：Fs=K·∆ 行程函数：∆=1/K·N·BILb－f 可简化为：∆=G·I－F
CCM介绍
CMOS Camera Module 摄像头模组知识培训手机摄像头模组的应用手机摄像头模组结构介绍摄像头Sensor的相关技术摄像头模组的相关技术自动变焦摄像头模组摄像头Sensor的相关技术1）Sensor的工作原理2）Sensor的像素3）Sensor的类型4）Sensor的封装形式5）Sensor的厂商和型号6）目前国内及全球Sensor使用现况光是一种波，可见光只是整个光波中的一段。
Lens就是一个能够截止不可见光波，而让可见光通过的带通滤波器。
Sensor 的工作原理其实传感器Sensor中感光的部分是由许多个像素按照一定规律排列的，如左图：光照--〉电荷--〉弱电流--〉RGB数字信号波形--〉YUV数字信号信号Sensor 的工作原理Sensor的工作原理Sensor的像素★30万像素最大点阵640×480 （VGA）★130万像素最大点阵1280×960 （SXGA）★200万像素最大点阵1600×1280 （UXGA）★300万像素最大点阵2048×1536Sensor的类型此类感光元件有两种，CCD和CMOS。
CCD（Charge Coupled Device）为电荷藕合器件图像传感器。
目前有能力生产CCD 的公司分别为：SONY、Philips、Kodak、Matsushita、Fuji和Sharp，大半是日本厂商。
CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）为互补性氧化金属半导体图像传感器。
对于CMOS来说，具有便于大规模生产，且速度快、成本较低，将是数字相机关键器件的发展方向。
CMOS感光器以已经有逐渐取代CCD感光器的趋势，并有希望在不久的将来成为主流的感光器。
Sensor的封装形式目前的Sensor有两种封装形式，即CSP和DICE。
在模组厂商加工制造中，CSP所对应的制程是SMT，DICE所对应的制程是COB。
VCM介绍
VCM介绍Henry Wu2012.6.21何为VCMVCM是Voil Coil Motor 的缩写，中文叫音圈马达。
原用于扬声器产生振动发声，现用于推动镜头移动产生自动对焦的成像模组。
其基本原理是：线圈和镜头筒固定在一起，磁铁和铁壳构成的磁场穿过线圈，当线圈中有电流通过时产生力，使镜筒带镜头前后移动。
VCM 基本结构VCM主要由以下零件组成：1. SHIELD CASE外壳或外罩，其作用是保护和使磁场不外泄。
有些VCM 没有。
2. YOKE 铁壳，可以分为几块，其作用是导磁，同磁铁一起产生磁场回路。
3. MAGNET磁铁，不同的设计有不同的磁铁样式和充磁方式，可以分为几块，产生磁场。
4. COIL线圈，通电后产生推动力。
5. BOBBIN(LENS HOLDER) 绕线支架(镜筒），固定线圈，内部带螺纹用于旋入镜头。
6. SPRING 弹簧，片状，上下各一。
产生与磁力相反的拉力，另一作用是给线圈导电。
7. CASE 端盖，大多分为上下盖，形式多样，用于固定，限位等作用。
8. SENSOR HOLDER，用于连接VCM。
一体式可省略此零件。
9. 其它，某些VCM还有其它的零件，用于产生初始保持力，防尘，固定，绝缘等作用。
VCM 基本结构Upper caseUpper springWire springHolderCoilMagnetHousingLower springLower case 图面仅供参考VCM的主要性能指标总表�Rated Current 额定电流�Voltage Range 电压范围�Terminal Resistance (25oC) 电阻值�Rated Stroke (Horizontal) 额定行程�Max Stroke 最大行程�Starting Current (Horizontal) 启动电流�Linear Fit Slope 线性斜率�Hysteresis 回滞误差�Posture Difference 方向偏差�Settling time 稳定时间�Static Tilt 静态偏斜.�Dynamic Tilt 动态偏摆�Torque for Lens Assy. 镜头扭力VCM的主要性能指标�Rated Current 额定电流镜头达到额定的行程时的电流，一般定为80mA，也有定义90mA或100mA的。
vcm名词解释
vcm名词解释
摘要：
一、VCM 名词简介
1.VCM 的定义
2.VCM 的应用领域
二、VCM 的组成及原理
1.VCM 的组成成分
2.VCM 的工作原理
三、VCM 的特点与优势
1.VCM 的特点
2.VCM 的优势
四、VCM 的发展趋势与展望
1.VCM 技术的创新与发展
2.VCM 在我国的应用前景
正文：
【VCM 名词解释】
VCM（Voice Coil Motor，音圈马达）是一种将电能转化为机械能的装置，广泛应用于各种电子设备中，如手机、摄像头、打印机等。
VCM 具有体积小、响应快、精度高等特点，能实现高精度的定位和控制。
【VCM 的组成及原理】
VCM 主要由线圈、磁铁、弹片和壳体等组成。
当给线圈通电时，会产生
磁场，与磁铁磁场相互作用，使磁铁产生位移，进而带动弹片运动。
线圈和磁铁之间的间隙越小，转矩越大，运动精度也越高。
【VCM 的特点与优势】
VCM 的特点包括：高精度、高转矩、响应速度快、体积小、低噪音等。
VCM 的优势主要体现在其广泛的应用领域和优越的性能。
随着科技的发展，VCM 在智能手机、无人机、自动驾驶等领域的应用将越来越广泛。
【VCM 的发展趋势与展望】
未来，VCM 技术将继续发展，以满足更高精度的定位需求。
例如，通过采用多线圈设计、优化磁场分布等方式，提高VCM 的性能。
VCM教程
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．
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。
增益 40mA～60mA之间增加 的行程
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
AFL马达的电磁回路及驱动原理
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
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，此力与弹簧的拉力取得平衡，从而 控制镜头的位置。
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
凸透镜成像原理
焦距f、物距u、像距v三者关系符合下列公式时，图像清晰
1 =1+1 f uv
f 固定，物距u大→像距v小 物距u小→像距v大