摄像头入门 -- VCM音圈马达,原理、结构

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楼主 2019-01-16 05:32:59
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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)


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