摄像头中音圈马达的应用及未来发展形势展望
VCM马达,别称音圈马达、音圈电机,因为原理和扬声器相似,所以叫音圈电机。它是一种特殊形式的直接驱动电机,具有结构简单、体积小、响应快、高加速、高速等特性。vcm马达的应用范围及其广泛,它用于手提电脑、网络摄像头、视频监控器、扫描仪、手机等设备的摄像头中,主要功能是对焦,而应用VCM马达最为多的就是手机产业。随着近几年全球智能手机双摄像头以及四摄像头的普及,VCM马达产业将迎来新一轮的快速爆发。
VCM马达的工作原理: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作。
音圈马达驱动器可分为移动部件与固定部件两大部分。移动部件包括镜头模组Lens、镜头座Holder以及两个永磁铁Magnets;固定部件包括一个霍尔元件(Hall element HG106C/HE72DX3U23)、两个线圈Coils、两根与固定座垂直的导杆Rods。
当自动对焦时,线圈与永磁铁会产生电磁交互作用因而会产生向上的作用力,来驱动镜头座和镜头模组。霍尔元件被固定在靠近永磁铁的一边,用来感测驱动器的移动部件的位移,并输出一个对应磁场强度之类比信号,将此类比信号经过处理后,适当的线圈保持电流会被计算出,并用来调整镜头模组的位置,使其可维持在焦距位置上。
摄像头模组变焦马达主要分为自动对焦马达和光学变焦马达。自动对焦已成为智能移动终端高精密微摄像头核心技术之一。目前智能手机摄像头采用的自动对焦马达主要分为三种:步进马达、超声波马达、音圈马达(VCM,VoiceCircleMotor/Voice Coil Actuator)。音圈马达以其结构简单、体积小等特点成为现阶段的主流。音圈马达工作原理是在一个永磁场内,通过调节线圈直流电流大小来控制承载有前后簧片的镜头载体运动,从而带动镜头移动,实现清晰成像。音圈马达主要由磁石、铁壳、上盖、线圈、载体、前簧片、后簧片、底座、霍尔芯片、PCB、电容等部分组成。音圈马达从功能上可分为开环马达(OpenLoop)、闭环马达(CloseLoop)、光学防抖(OIS,Optical Image Stabilization)马达(分平移式、移轴式、记忆金属式)、OIS+CloseLoop六轴马达等。
音圈马达结构示意图
音圈马达部分使用领域
一、 音圈马达行业发展规模分析预测
2016年全球手机音圈马达消费量14.9亿颗,预计2020年将达到28亿颗,2016~2020年年复合增长率17.1%。
2016年全球手机音圈马达市场规模17.11亿美元,预计2020年将达到28.56亿美元,2016~2020年年复合增长率13.7%。
2014~2020年全球音圈马达消费量
资料来源:公开资料整理
相关报告:智研咨询网发布的《2017-2023年中国音圈马达行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》
2014~2020年全球音圈马达市场规模
资料来源:公开资料整理
2016年全球开环马达出货占比65.8%。在苹果和三星手机的带动下,OIS马达出货占比13.5%。闭环马达占比3.5%。其他类型马达占比约17.2%。虽然闭环马达和OIS马达受到极大的关注和追捧,但是开环马达依旧占据主导地位。
二、音圈马达行业市场份额有望提升
手机界研究院统计的数据显示,2017年全球移动终端(手机+平板电脑)用VCM马达出货量达到1400kk,同比增长11%。预计2018年全球移动终端(手机+平板电脑)用VCM马达出货量将达到1600kk,同比增长14%。
日韩厂商由于发展比较早,掌握着VCM马达的先进技术和制造工艺,因此在全球市场上处于领先地位。但是国内庞大的市场需求以及产业链的不断完善,推动国产VCM马达快速发展。
以中蓝、新思考、比路等为代表的中国VCM马达厂商努力追赶,在技术和制造工艺上都取得了巨大进步。短短几年下来,中国VCM马达就攻城略地,不断抢下日韩厂商的市场份额。
中国VCM马达厂商加速崛起,正在逼迫日韩厂商改变经营策略。据第一手机界研究院了解到的信息,包括ALPS、MITSUMI等VCM马达国际厂商开始尝试中国VCM马达厂商ODM代工,以弥补产能的不足。这也说明,中国VCM马达厂商在生产质量、研发和技术层面已经媲美国际VCM马达大厂。
目前,国产VCM马达在资本、技术、人才、市场等成长迅速,竞争力越来越强,开始冲击日韩霸占的高端市场。同时,以华为、小米、OPPO、vivo为代表的中国手机品牌加速崛起,也让国产VCM厂商迎来了黄金的追赶机会。
第一手机界研究院认为,未来几年,国产VCM马达将在高端市场加速对日韩厂家的替代,最终成为VCM马达高端市场领域的领导者。
第一手机界研究院追踪行业发展,通过对全球VCM马达厂商的深入调研分析,从企业规模实力、技术实力、市场拓展能力三个角度,评选出2018年全球最具竞争力的VCM马达10强。
三、 VCM未来发展方向
未来音圈马达的发展以提高对焦速度、缩小对焦模组空间、降低功耗、增加用户体验稳定性为主,从传统弹片式马达、闭环马达逐渐向OIS马达发展,以解决拍照模糊的问题,并提升拍照和录像的图像稳定度。此外面对一些新问题,产业界在探索新的解决方案,比如MEMSOIS静电马达在研发之中,该技术可在双摄上实现双光学防抖(iPhone 7 Plus双摄一颗摄像头支持光学防抖技术,另一颗使用双自动对焦)。
OIS(光学防抖)是 VCM 的重要功能,由于 OIS 的存在,摄像头允许的快门速度可以更慢,这样曝光时间更长,进光量就能更多,从而在暗光环境下的图像更加清晰,因此这一功能在不断提高。2018 年,华为正在增加具备 OIS 功能的机型,oppo 和 vivo 也是如此。
Pre:霍尔元件在音圈马达中的应用及研究 2025-09-29
Next:磁阻效应传感器的磁阻传感器与霍尔传感器对比 2025-09-29