第八章：拆解VCM音圈马达，原理、结构

慧眼网 邓林供稿

 

第一章我们介绍了小孔成像的原理，实验中通过移动标尺即可在光屏上投影出清晰的蜡烛图像。在手机摄像头中，这个移动标尺的功能由VCM马达承担。

 

一、VCM是什么

 

VCM（Voice Coil Motor），电子学里面的音圈电机，是马达的一种。因为原理和扬声器类似，所以叫音圈电机，具有高频响、高精度的特点。

 

其主要原理是在一个永久磁场内，通过改变马达内线圈的直流电流大小，来控制弹簧片的拉伸位置，从而带动上下运动。

 

手机摄像头广泛的使用VCM实现自动对焦功能，通过VCM可以调节镜头的位置，呈现清晰的图像。

 

 

二、VCM工作原理

 

VCM和喇叭的工作原理一样，都是在固定磁场中加电流或电荷产生力的原理，从而产生运动的过程，即初中物理所谈左手定则。

 

左手定则：左手平展，让磁感线穿过手心，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极(叉进点出)，四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。

 

 

手机摄像头的VCM需要Driver IC配合完成对焦，通过Driver IC控制VCM供电电流的大小，来确定VCM搭载的镜头移动的距离，从而调节到适当的位置拍摄清晰图像。

 

 

三、VCM结构

 

不同厂商的VCM结构略有差异，大致分几大部件如下：

 

Shield Case：外壳

Frame：支架

F.Spacer：前垫片，用于绝缘

F.Spring：前簧片，用于承载载体，平衡力矩

Yoke：用于固定其他组件，导磁

Magnet：磁石，产生永久磁场

Coil：线圈，通电产生驱动力矩

Carrier：载体，用于承载镜头

B.Spacer：后垫片，用于绝缘

B.Spring：后弹簧，用于承载载体，平衡力矩

Base：底座，用于固定部件。

 

 

四、VCM分类

 

从结构上大致可分三类：

 

1.弹片式结构

2.滚珠式结构

3.摩擦式结构

 

从功能上大致分为五类：

 

1.Open loop开马达

2.Close loop闭环马达

3.Alternate中置马达

4.OIS光学防抖马达（分平移式、移轴式、记忆金属式等）

5. OIS+Close loop六轴马达

 

 

五、实现对焦的其他方法

 

实现摄像头对焦有很多方法，其中音圈马达使用最广泛：

 

1.音圈马达

2.超声波马达

3.步进马达

4.记忆合金马达

5.液体镜头对焦

6.液晶镜头对焦

7.MEMS镜头对焦

8.软件对焦（阵列式摄像头）

 

以上简单介绍VCM音圈马达，想更详细了解相关信息的朋友，请@慧眼网沟通。谢谢！