11 Apr 2024

更纤薄的智能手机摄像头方案 – SMA 自动对焦马达

作者:Marc Scholz博士,全球客户总监

形状记忆合金(SMA)特有的微型化特性为智能手机等尺寸受限的设备提供了巨大的优势。康郡机电有限公司(CML)是精确控制SMA线领域的专家,也是智能手机行业SMA摄像头微型马达系统的领导者。本文介绍了CML的超薄SMA自动对焦(SMA AF)马达,并通过SMA技术建立领先的智能手机摄像头功能并兼容于更纤薄的设备(包括折叠手机)中。

Camera module with ultra-slim SMA AF
图1:带SMA AF的摄像头模组

SMA在紧凑型设备中的优势

SMA材料的核心优势在于其特有的推力大且微型化的优势,这使其非常适合智能手机等尺寸受限的应用。CML领先全球所开发的SMA微型马达设计和控制(如:光学防抖OIS与可变光圈)非常适合各种市场需求。

随着智能手机向更轻薄的设计发展,包括折叠和翻盖风格,紧凑、低高度相机模组的必要性变得越来越重要。CML的SMA AF马达完全符合这些趋势,与传统的音圈马达(VCM)AF设计相比,在不影响性能的情况下,实现了Z高度的大幅降低。

SMA AF combined with a separate SMA OIS actuator

当SMA AF与SMA 镜头位移式OIS马达相结合时,与使用滚珠VCM AF+OIS技术的同等产品相比,配备 1/1.3”传感器的相机的总高度可降低0.9mm。SMA AF兼容性确保了未来的马达在设计变更时可以在对现有生产线进行最小调整的情况下生产。插图突出了SMA AF与SMA镜头位移式OIS马达相结合的纤薄配置。

SMA AF马达概述

SMA AF马达巧妙地将紧凑的SMA线与获得专利的轴承布置集成在一起,使对应1/1.3”图像传感器的马达厚度小于2.5mm。这种配置可以实现超过600µm的AF额定行程,便于拍摄接近7cm的微距摄影。轴承系统支持重量超过1克的镜头快速移动,同时保持动态倾斜低于5分(1/12度)。这是由于其新颖的轴承设计而实现的,尽管Z高度较低,但该轴承设计能够很好地控制镜头倾斜。

Figure 2: SMA AF actuator design图2:SMA AF马达设计

定制化

CML在与不同合作伙伴合作开发新产品定制马达方面拥有丰富的经验。SMA AF的专利轴承设计可以在最小的结构修改下进行相应调整,以适应广泛的行程要求。

高效的芯片利用率

控制CML的SMA AF只需要CML8通道集成芯片(CM824)中的两个通道,从而达到单一芯片驱动SMA镜头位移式OIS或SMA传感器位移式OISSMA可变光圈等附加功能。这种多功能单芯片突出了SMA技术为智能手机摄像系统带来的效率和紧凑性。

CML Cpntroller IC CM824图3:CML的CM824驱动芯片

磁干扰和部件减少

与VCM自动对焦系统不同,SMA技术不会产生磁干扰,这为智能手机系统中的部件放置提供了更大的灵活性。镜头的位置由SMA线控制,SMA线既是驱动力又是位置反馈机构,从而消除了对霍尔传感器的需求。值得注意的是,SMA AF仅由九个部件组成,其中包括三个滚珠轴承。

马达重量较低的优势

由于没有磁铁和其他大型驱动部件,马达重量显著降低。这不仅增加了整个相机系统的谐振频率,增强了可控性,还提高了可靠性。较低的重量降低了机械限位和轴承座圈损坏的可能性,与VCM AF马达中的滚珠轴承相比,使用更大的滚珠轴承进一步增强了这一点。这些较大的轴承在跌落情况下更均匀地分担接触压力,从而减轻轴承损坏。

总结

CML在开发超薄、高性能AF马达方面突破性地使用SMA技术,标志着智能手机相机紧凑型设备工程的又一个里程碑。SMA AF马达满足了智能手机市场不断发展的需求,有望以最小的尺寸与重量来增强相机功能。CML的专利创新突出了SMA马达在增强智能手机相机以及各种紧凑型电子设备方面的潜力。有关SMA AF的更多信息,请联系我们


关于CML:康郡机电有限公司(CML)是一家世界领先的研发公司,利用其形状记忆合金(SMA)平台整合技术,提供从机械、光学、电气、半导体到软件设计方面的系统级解决方案。采用SMA线(大小细如发丝)的马达解决方案,可以控制到光波长的精度。这些马达特别适用于生产快速和结构紧凑的轻便设计,并同时提供需要高精度和高强度的应用

有关SMA技术和康郡机电有限公司的更多详细信息,请联系我们