第8课：手机照相模组之vcm介绍
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
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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行业现状
15
16 17 18 19 20
三美达
东勤 松诺 …… …… ……
数据来源：伙伴产业研究院PAISI
数据来源：伙伴产业研究院PAISI
2017年产品现状：双摄时代来临，VCM迎来新的增长
按照像素分类：500万（5M）、800万（8M）、1300万（13M）、1600（16M）。 按照功能分类：开环马达（OPEN-LOOP）、闭环马达（CLOSE-LOOP）、中置马达 （Alternate）、OIS（光学防抖）
一文看懂全球摄像头VCM行业现状
摄像头VCM介绍
VCM：英文Voice Coil Motor，俗称音圈电机或音圈马达，作用是调节镜头的位置，使 摄像呈现最清晰的状态。目前大量应用于手机摄像头自动调焦。
中 国 智 造 产 业 智 库
伙伴产业研究院
你的智能手机能够自动调焦和防抖， 全靠这个小马达。
规模现状：2018年全球VCM出货量将达到15.3亿颗
全球后置摄像头自动对焦渗透率进一步提高 双摄（AF+AF，AF+OIS）带来新的增长点
20 14% 12%
中国智造产业第一智库
伙伴产业研究院
16
10%
12
8% 6% 4%
8
4
2%
0 2014 2015 2016 2017 2018E 2019F 2020F 数据来源：伙伴产业研究院PAISI 0%
数据来源：伙伴产业研究院PAISI
竞争格局：日韩大幅领先，国产快速崛起
中国智造产业第一智库
伙伴产业研究院
阿尔卑斯
东电化
三美
三星电机
磁化
新思考
中蓝电商（阿尔卑斯、东 电化、三美）大幅领先 韩国VCM厂商（三星电机、磁 化）处于第二梯队 国产VCM厂商在快速崛起
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
自动对焦原理
自动对焦技术探究—101190039 黄建建【图片鉴赏】图中的“AF”意思是可自动对焦图为相机自动对焦原理图为相机上自动对焦的一些选项【概念解析】“自动对焦”（AF，是英文Auto Focus的缩写）又称为“自动调焦”，是照相机上所设的一种通过电子及机械装置自动完成对被摄物对焦，并达到使影像清晰的功能。
自动对焦最主要的特点是聚焦准确性高，操作方便，特别是对被摄物的聚焦，自动对焦更具优势，同时也有利于摄影者把精力更多地集中在所拍摄的画面上。
自动对焦可分为主动式自动对焦和被动式自动对焦两类。
主动式自动对焦主要是利用发射红外线或超声波量度被摄物的距离，自动对焦系统根据所获得的距离资料驱动镜头调节像距，从而完成自动对焦；被动式自动对焦主要是通过接受来自被摄物的光线，以电子视测或相位差检测的方式完成自动对焦。
图为自动对焦概念图【自动对焦分类】作为成像系统的一项关键技术，自动对焦技术于20世纪70年代最初应用于照相系统，传统的对焦技术大部分是基于测距原理的1，如超声波测距法、反射能量法2、3和一些基于三角测距原理的方法4；随着电子技术和信号处理技术的发展，人们找到了一些手段对准确对焦图像的信号和离焦图像的信号进行鉴别，由此产生了基于视频信号分析的自动对焦技术，并应用于摄像系统5,6；进入20世纪90年代后，以CCD(或CMOS获取的图像作为对焦的基本信息，以图像分析与处理为基础的智能化自动对焦技术蓬勃发展，在以数字相机为代表的现代数字成像系统中广泛采用71．像偏移法像偏移法像偏移法应用三角测量原理，如图1-1所示。
由被摄物体所发出的光线，同时进入测距器的左、右两端，右端为可动扫描反光镜，左端为固定反光镜。
从近距离到远距离，反光镜作大约1o扫描运动，测距计上左、右两光束，分别成像在两组各由五个硅光二极管组成的线阵接收元件上，通过两组间的信号比较，求得合适的对焦位置。
用CCD代替硅光二极管作为接收元件可形成固态三角测距自动对焦系统.它的两侧光路中的反光镜均为固定方式，被摄物体的距离信息通过在CCD上的成像位置的差异反映出来，可直接由CCD元件进行检测和分辨。
第8课：手机照相模组之VCM介绍
高端AF手機
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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）
(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）
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。音圈馬達的機械行程運作在可動部線圈部分，當電流流經繞線線圈時，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
下彈片點膠
下彈片點焊
下彈片折彎
退漆與整線
繞線及后 處理
手机摄像模组基本知识
4. 模组生产相关技术及图纸
4.1.2 镜片材质
• •
• • •
光学塑料 主要优点：1.非球面镜片的面型是由多项方程式决定的，其表面各点 的半径各不相同，在光学系统中引进非球面，可以校正球差、慧差、 畸变、像散等像差，使光学系统像质提高。 2.塑料非球面光学零件由于具有重量轻、成本低 、易于模压 成型以及耐冲击性能好等优点，在军事、摄影、医学、工业等领域有 着非常广阔的应用前景。 主要缺点：热膨胀系数和折射率的温度系数比光学玻璃大的多。 塑胶材料：PMMA、PC、PS、ZONEX、TOPAS等。
1.6.2 CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）
定义：即互补型金属氧化物半导体。它被看作未来的成像器件，因为CMOS结 构相对简单，与现有的大规模集成电路生产工艺相同，从而生产成本可以降 低。从原理上，CMOS的信号是以点为单位的电荷信号，更为敏感，速度也更 快，更为省电。现在高级的CMOS并不比一般CCD差，但是CMOS工艺还不是十分 成熟，普通的 CMOS 分辨率低而成像较差，太容易出现杂色点。
4. 模组生产相关技术及图纸
4.1 镜头
4. 模组生产相关技术及图纸
4.ive Focal Length) 一般用 f 表示。 定义：在光学系统中，主平面到焦点的距离。 视场角：View Angle (Field Of View) 一般用ω表示半视角。 定义：入瞳中心对物的张角或出瞳中心对像的张角。 光圈（相对孔径） 定义：焦距与入瞳直径之比，一般用F或F/NO表示。 畸变：Distortion 定义：实际像高与理想像高的差异，分桶形和枕形畸变，在光学设计中，通 常用q’来表示，一般采用百分比形式。 相对照度：Relative Illumination 定义：边缘亮度与中心亮度之比，一般要大于55%，否则容易出现黑角现象。 分辨率：Resolution 定义：是反映光学系统能分辨物体细节的能力，它是一个很重要的性能，用 来作为光学系统的成像质量最重要指标。
手机摄像模组知识简介
宁波舜宇光电信息有限公司NINGBO SUNNY OPOTECH CO.,LTD手机摄像模组知识简介宁波舜宇光电信息有限公司研发部电子课CCM名词解释手机摄像模组又称为CCM英文为：Contraction/Chip Camera Module 中文为：紧凑型/单芯片型摄像模组手机摄像模组CCM结构CCM结构手机摄像头模组由镜头(lens)、镜座（lens holder）、传感器(sensor)、电容、FPC板（Flexible Printed Circuitry）、连接器(Connector)组成。
Sensor简介图像传感器（Image Sensor）图像传感器（Image Sensor）是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。
光电二极管受到光照射时，就会产生电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号。
目前有两种：一种是CCD（Charge Coupled Device电荷藕合器件）；另一种是CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor互补金属氧化物导体）。
Sensor简介Wafer PLCC DIPCLCC CSPImage Sensor的应用范围CCD CMOS区别CMOS器件产生的图像质量相比CCD来说要低一些。
到目前为止，市面上绝大多数的消费级别的数码相机都使用CCD作为感应器；CMOS则作为中低端产品应用于一些摄像头上。
CMOS影像传感器的优点之一是电源消耗量比CCD低，CCD为提供优异的影像品质，付出代价即是较高的电源消耗量，为使电荷传输顺畅，噪声降低，需由高压差改善传输效果。
但CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压，读取前便将其放大，利用3.3V的电源即可驱动，电源消耗量比CCD低。
CMOS影像传感器的另一优点，是与周边电路的整合性高，可将ADC与信号处理器整合在一起，使体积大幅缩小，例如，CMOS影像传感器只需一组电源，CCD却需三或四组电源，由于CCD的ADC与信号处理器的制程与CMOS不同，要缩小CCD套件的体积很困难。
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。
摄像头VCM 最全培训资料Sky_VCM Study_201609
震動 D10
特性檢查 D20
外觀檢查 D30
離子清洗 烘箱烘10分鐘 裝托盤
D40
D50
D60
出貨檢查 D70
包裝入庫 D80
包裝材料
Hon Hai Precision Industry VCM特性參數
Sensitivity(灵敏度): 為了確保每顆產品的行程與電流都在一定的規格內, 以避免因不同 斜率造成對焦不同
Hon Hai Precision Industry VCM設計 2. 抗扭設計
Case翻边和Carrier卡槽设计，起到抗扭效果。
Hon Hai Precision Industry VCM設計 3. B. Spring防短路設計
Base设计挡柱，防止B.spring移动
Hon Hai Precision Industry VCM設計 4. 端子焊接改善
2. 原理
簡言之 F = qvxB = I LxB， 下圖是方便記憶的手勢
F = 電磁力。通常又叫「洛倫茲力」(洛倫茨力量)
I = 電流; B = 磁通密度; L = 電流的路徑長度。x 運算符號指只計L 與B 垂直的分量。LxB =磅因Sin T， 通常我們會故意配置讓T = 90 度,以期有最大的值。
Hon Hai Precision Industry
VCM廠商介紹
廠商
Top
Bottom
Side
TDK
Shicoh
ALPS
Hon Hai Precision Industry
VCM廠商介紹
廠商
Top
Bottom
Side
比路
金城泰
Foxconn
Hon Hai Precision Industry
手机摄像模组基本知识讲解
UV固化 功能FQC 外观FQC OQC 贴膜 OQC 包装 OQA出货
炉后QC
2、COB/COF工艺流程
PQC 贴板 烘烤后检查 调焦
分粒
振动
S M T 阶 段
锡膏印刷 印刷QC 贴片 炉前QC来自回流焊 炉后QC百级 组装 阶段 （百 级无 尘车 间）
烘烤 H/M W/B后清洗 W/B后检查 W/B Plasma Clean Snap Cure D/B SMT板清洗 镜头清洁
点螺纹胶
千级 检测 阶段 （千 级无 尘车 间）
UV固化 功能FQC 外观FQC OQC 贴膜 OQC 包装 OQA出货
3、AF模组工艺流程
SMT阶段（流程同上）
SMT板清洗 D/B 功测 调焦 VCM引脚焊接 烘烤后检查 烘烤 Holder清洗 IR贴付 UV照射 VCM组装 画胶 IR清洁 半成品功测 烘烤 烘烤后检查 PQC 振动 分粒 OQA出货 Lens VCM锁配 点螺纹胶 UV固化 功能FQC 外观FQC OQC 贴膜 OQC 包装
Sensor简介
Sensor：图像传感器，又称芯片、晶圆、Wafer。是感光元器件，主要作用 是将光信号转换为电信号。主要分为CCD和CMOS两种。 CMOS Sensor根据其封装 方式可以分为CSP、COB 两种结构。
我们模组的像素划分就是 以Sensor的像素为依据的。
滤光片简介
滤光片：简称IR片，主要组成分三部分，载体（白玻璃）、截止面镀层（IR 面）、增透面镀层（AR面）。 如下图，为手机模组普通IR的光谱图 IR主要作用是透过 人眼可见光波段， 截止非可见光。主 要波长范围是380700nm之间。 IR用会导致模组出 现偏色、杂光、解 析NG等不良现象。
手机摄像模组相关知识
• 焦距固定的镜头，即定焦镜头；焦距可以调节变化的镜头， 就是变焦镜头。
右图 Sensor成像角太小，导致红色 光线无法聚焦在Sensor上，相差较大 ，图像模糊。
Xenon 闪光灯模组
• 数码相机内带的闪光灯通 常可以照亮9-10英寸(约三 米左右)的距离.
• 手机使用的Xenon照亮距离 一般为1米-1.5米左右。
手机摄像模组的发展趋势
像素发展趋势
手机摄像模组发展趋势
像素 1.3M
2.0M 3.0M
芯片 OV9660 OV2640 OV2650 OV3640
尺寸 cm 10*10*6.0 10*10*6.0 10*10*6.0 10*10*6.0
拍摄范围 8cm-INF 8cm-INF 8cm-INF 8cm-INF
强、电荷也就越多，这些电荷就成为判断光线强弱大小的依据。
CCD与CMOS区别 二
CCD元件上内建有通道线路，藉 以将这些电荷传输至放大解码 元件，使之能还原所有CCD 上感光元件产生的信号，并构 成了一幅完整的画面。由于此 一特性，使得CCD被广泛应 用在数字相机与扫瞄器上，并 成为目前最大宗之感光元件来 源；而在CMOS影像感测器中， 每个画素都会接邻一个放大器 及A/D转换电路，用类似存储 器电路的方式进行资料输出的 动作。
普通的Sensor 没有此功能的 ，OV3640,OV3642均支持该 方式的对焦。
ZOOM摄像模组一
• 传统机械光学变焦
通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变 化而产生的。当成像面在水平方向运动的 时候，如下图，视觉和焦距就会发生变化， 更远的景物变得更清晰，让人感觉像物体 递进的感觉。
vcm文档说明
VCM程式流程说明VCM测试包括两项，具体流程如下：VCM测试一般在测试之前有OTPcheck一站，目的是为了检查前一站是否漏烧。
OTPcheck 要check的内容不确定，要根据实际情况和TE要求check具体项，一般包括模组基本信息，AWB和Lens等内容。
VCM的测试的目的是检查马达运动是否是有规率的，马达的code（0-1023），code和电流成正比关系，通过给马达下code，使马达运动，从而带动镜头运动。
VCMData.iStartCod为马达的起始code，VCMData.iEndCode为马达的终止code，VCMData.iStepCode为马达的每一步跑的code，VCMData.iSleepTime为每跑一步休息的时间（稳定马达），这些都可以从设定档OFSet.Ini设置.马达全程跑一个来回，从起始code 终止code 起始code，即正向和逆向.在马达跑的过程中，我们用正向高度差dUpOffset和逆向高度差dDownOffse进行卡控，即前一步与后一步高度差不能超过正向高度差dUpOffset或逆向高度差dDownOffse。
用磁滞Hytheresis 去卡控在马达跑的过程中对应同一code正向高度和逆向高度之差马达的高度是从镭射获得，电流是从度信获得，我们把code和对应的高度依次存入VCMData结构体中，VCMData为正向的数据存储，DownVCMData为逆向数据的存储，用图表进行显示，横坐标为code值，纵坐标为高度值，采取高度为30-200之间的数据采用最小二乘法进直线拟合，拟合的直线与最低高度的交点对应的code为启动code，对应的电流为启动电流，拟合直线与最高高度的交点对应的code为截止code，对应的电流为截止电流。
为了保证拟合直线最接近马达实际跑的路径，用线性度进行卡控（拟合直线与实际曲线的高度差不能超过线性度），线性度的管控区域一般在高度的30-200间。
手机Camera 模组及VCM 与VCM Driver 介绍
VCM Driver IC
• VCM Driver IC 範例
VCM Driver IC
• 因VCM Driver IC 是使用I2C 控制, 每個I2C 的零 件都有一個專屬的Address, 這是很重要, 有很多 VCM Driver 不會動都是Address 設錯,通常VCM Driver Write Address 為0x18, 而VCM Driver Read Address 為0x19, 目前手機通常有前後鏡頭, 但 由於前後鏡頭不會同時動作, 所以VCM Driver Address 可以一樣, 但需使用GPIO 切換Camera 模組即可, 但有些新型手機後鏡頭使用2個以上 的Camera 模組, 並且要同時動作, 在VCM Driver Address設計上就要注意。
手機Camera 模組及VCM 與VCM Driver 介紹
尚立高級工程師 Aladdin E-mail: aladdin_lin@
前言
• 在協助客戶調整AF 時, 常發現Camera 內的 對焦鏡片完全不動, 根本無法調AF, 會造成對 焦鏡便完全不動的原因有三, 一是Camera 模 組內的VCM 故障, 二是外掛的VCM Driver IC 故障, 三是VCM Driver 程式有問題, 前兩問題 屬於H/W, 第三個問題屬於F/W, 針對這三個 問題, 所以分三個部分介紹, 分別是Camera 模組, VCM 模組, VCM Driver 。
Camera 模組應注意事項
• 1. FPC 排線一定要Layout 對, Camera 傳輸Data 使用MIPI 模式,所以Layout 決定信號傳輸的好 壞
• 2. Camera 模組有3組電壓分別為1.2V, 1.8V, 2.8V, 這三組電壓一定要穩定, 這決定Sensor 動作, 並 影響Camera 模組的使用壽命
手机摄像头VCM音圈马达，原理、结构
手机摄像头VCM音圈马达，原理、结构一、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）。
手机照相感测元件的技术概观
手機照相感測元件的技術概觀2007/01/08照相手機趨勢現況圖說：照相手機的出貨量。
（資料來源：IDC）手機應用已經逐漸超脫通訊上的需求，而逐漸邁向多媒體與數位影像的整合。
除了多媒體特性的支援以外，數位相機的功能也成為目前手機主打的趨勢之一。
早期（2004年以前）手機內建相機功能大多僅為30畫素左右，而且缺乏外部擴充儲存媒體，首先從畫質來說，由於製程技術的限制，早期照相元件微縮不易，照相手機為了顧慮體積，內建的感光元件無法做得太複雜，除了畫素低以外，顏色解像力也明顯不足，加上當時缺乏儲存媒體的擴充能力，因此雖然當時就已經有廠商喊出取代傳統數位相機的口號，但是實際上，即使畫素已經進展到300萬，且平價記憶卡動輒2GB以上的儲存胃納量的現在，相較起傳統的數位相機，在照相功能與品質上仍要有所不及。
價格與定位因素取代傳統數位相機效應仍弱圖說：高畫素相機最高已突破1000萬畫素。
（資料來源：三星）邁入2007之後，相機的功能在手機中，仍然只是起點綴的作用，而非主打，不過即便如此，照相手機的主流畫素已經邁入300萬，2007年第一季可望走向500萬畫素，並且在少數高階機種中，逐漸進逼目前數位相機的主流畫素，雖然早從2004年起，以照相手機取代傳統數位相機的論調聲就已經不斷，但是筆者認為，一款中低階數位相機價格可能在5,000元台幣以內，如果以整合了照相元件的手機來說，要達到中低階數位相機的畫素以及解像能力（假定為500萬畫素），以手機廠商的定價思維來看，大約會接近2萬元台幣左右的等級，這對於有基本照相以及手機通訊需求的消費者而言，是個與照相品質不相稱的相對高價位，以消費者的角度來看，倒不如轉而採購價位低很多的中低階手機，再以剩餘的預算購買單純的數位相機。
圖說：K800i的320萬畫素雖非前無古人，但是其拍照為導向的功能設計，卻使其成為真正的300萬畫素照相手機普及推手。
（資料來源：Sony Ericsson）照相手機廠商大多將高畫素照相能力定位為高階手機的推手，廠商為了將產品定位區隔開來，因此照相元件所佔成本也是考量之一，要將高畫素照相能力內建到中低階手機中，其實有執行上的困難。
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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。
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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
上彈片點焊
外觀尺寸 檢驗
測試導通
組裝鐵殼
欧菲光科技股份有限公司
项目管理部训练教材之VCM介绍
讲 解：晏政波 日 期：2012.7.12
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資料內容
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VCM 基本結構 VCM 工作原理 Leabharlann CM 工藝流程 VCM 應用2
3
4
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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
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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 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。
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。
(图一) 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） 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） 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。音圈馬達的機械行程運作在可動部線圈部分，當電流流經繞線線圈時，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。