珩兴VCM基础知识

1、何为何为VCMVCM VCM是Voil oil Motor的缩写，中文叫音圈马达。源与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各项参数 电压 ：3V 基本尺寸：8.5*8.5* 电阻：173 电 流：0-100mA 镜头接口尺寸：M6P0.35（依实际情况而定） 功 率：50mW 工作温度：-3070 10-90%RH 无结露 保存环境：-4085 10-90%RH 无结露 额定行程：0.25mm(施加电流为80mA情况下) 始动电流：10mA(水平放

2、置） 增 益：0.1mm（水平放置，施加始动电流） 斜 率：5m/mA 倾 角：20分（在250 m动范围内动作时的角度偏差） 线性误差：10m以， 。在30m到250m相同电流位置的行程误差。VCM基本结构VCMVCM主要有以下零件组成：主要有以下零件组成：1.Shield Case1.Shield Case外壳或罩，其作用是保护和使磁场不外泄。有些外壳或罩，其作用是保护和使磁场不外泄。有些VCMVCM没有。没有。2.YOKE2.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。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.Magnet3.Magnet磁铁，不

3、同的设计有不同的磁铁样式和充磁方式，可状以分为几块，产生磁场。磁铁，不同的设计有不同的磁铁样式和充磁方式，可状以分为几块，产生磁场。4.Coil4.Coil线圈，通电生产生推动力。线圈，通电生产生推动力。5.Bobbin(LensHolder)5.Bobbin(LensHolder)绕线支架（镜筒），固定线圈，内部带螺纹用于旋入镜头。绕线支架（镜筒），固定线圈，内部带螺纹用于旋入镜头。6.Spring 6.Spring 弹簧，片状，上下各一。产生与磁力相反的拉力，下弹片另一作用是给线圈弹簧，片状，上下各一。产生与磁力相反的拉力，下弹片另一作用是给线圈导电。导电。7.Case7.Case端盖，在

4、多分为上下盖，形式多样，用于固定，限位。端盖，在多分为上下盖，形式多样，用于固定，限位。8.Sensor Holder,8.Sensor Holder,用于连接用于连接VCMVCM。一体式可以省略此零件。一体式可以省略此零件。9.9.其它，某些其它，某些VCMVCM还有其它零件，用于产生初始保持力，防尘，固定，绝缘等作用。还有其它零件，用于产生初始保持力，防尘，固定，绝缘等作用。VCMVCM各部件材料、制作及常见问题分析各部件材料、制作及常见问题分析VCM马达工作原理VCM：Voice Coil Motor(音圈马达） 工作原理：利用永久磁铁与对手件（线圈）通电后产生的磁场相互对应而有规律的动

5、作。 音圈马达中加入上、下两片弹簧，利用弹簧力来推拉、受控制的电流让活动件来载动物体让物体可以朝限定的方向动作，此时可以达到微距离移动整个镜头，改变焦距，实现清晰影像的目的。VCM原理：弗莱明左手法则 通电导体穿过磁场，会产生一个垂直于磁场线的力F，力的大小取决于磁场强弱B，电流I，以及磁场和电流的方向，若长度为L的N根导线放在磁场中，根据安培力原理：上弹片的力可表示为FKBILN,K为常数。VCM马达工作原理 虎克定理 X的位移量在VCM中就是Stroke(行程值）音圈马达是一个简单的装置，将电流转化为机械力。得其行程动作精度完全取决于反馈系统和控制系统，与音圈马达无关。CCM靠Driver

6、 IC来控制。采用合适的定位反馈系统及感应装置，其定位精度可轻易达到10nm。VCM主要性能指标Rated Current 额定电流 镜头达到额定和行程时的电流，一般定为80mA,也有定义90m或100mA的。Voltage Range电压范围 驱动马达所供给的电压范围，一般定义为3.0V以下。Terminal Resistance(25)电阻值 马达的电阻值为设计值，各不相同，本公司为173Rated Stroke(Horizonta)额定行程 马达在额定电流时的行程，这是根据镜头的对焦移动量来要求的。Max Stroke最大行程 马达可达到的最大行程Satic Tilt 静态偏斜 在静态时

7、镜头光轴和Sensor垂直轴线的偏差角度。Dynamic Tilt动态偏摆 镜头在移动时光轴和Sensor垂直轴线的偏差角度。Torque for Lens Assy.镜头扭力 镜头旋入时的扭力，这是一个控制要求。主要作用是针对镜头在装配到VCM时对焦的准确性和稳定性，另外是保护VCM的弹簧不会被损害。 VCM的主要性能指标Stating Current(Horizontal)启动电流（一般要明示测试方向） VCM镜头在不同的拍照方向由于重力的原因需要的磁力是不同的，为了保持镜头的初始状态，需要预加一个初始力，所以在控制电流示增加的开始状态镜头是不动的，那么使镜头开始移动的电流就是启动电流。在

8、实际测量时，马达的性能曲线并不是严格的线性曲线，所以启动电流是在曲线上选取了两个点出来的。以下是一种计算方式：Starting current Co calculation:c0=c1*(s2-s0)/(s2-s1)-c2*(s1-s2)/(s2-s1)VCM的主要性能指标Linear Fit Slope 线性斜率 在行程中的曲线斜率 计算方法： (A1-A2)/(B2-B1)Hysteresis 回滞误差 镜头在前进和后退的过程中，在同一电流下行程会有些偏差，这个偏差就是回滞误差Posture Difference 方向偏差 在不同方向，由于重力的不同，在同样的电流时，行程是不同的。要求测试

9、三个方向，分别是镜头向上、水平、向下，行程的不同就是方向偏差。水平方向为基准值。 VCM依赖性实验 高温保存： 705 低温保存：305高温高湿： 605500h 305 705各30min300循环热冲击 ：单品落下：150g夹具中，1.5m高，混凝土地面，6面各三循环（18次）包装落下：出货规格包装。90cm,一角三棱六面（共10）冲击实验：马达固定在夹具上，加速度为40G，脉冲芝6msec 方向X 、Y、Z、方向各一次（共三次）振动实验：10-55Hz 振辐：1.5mm(p-p) 往复时间：1min 方向：X=2h Y=2h Z=2h 605(905%RH) 255(655%RH) -205寿命实验：2.5VDC1循环0.5sON+0.5sOFF 30万次 各温度条件和各方向2pcs (共计18pcs20pcs10pcs常温常湿下放置6h行程变化50m实验结束后满足正常良品的所有属性值珩兴VCM优势l 嵌 塑 成 型 (套憋）：底座（品质好，稳定，但成本高）l 热铆接（超声波铆接）：弹片与上下盖（稳固，不易松动、保护弹片，成本高，量产时对良率有影响）l 双向诱磁: YOKE 提高诱磁强度，增加磁场线利用率，利用较小电流即可达到需磁力，省电）l 电阻小：15-18（延长电池使用寿命）l 四面限位：Bobbin(保护下弹片，减少不良