闭环马达检测方法
技术领域
本发明是关于一种闭环马达检测方法,尤指一种能快速而准确的检测合格或不合格的闭环马达,能节省成本及减少作业时间。
背景技术
具有传感器而能进行记录与补偿的闭环马达,已广泛使用在手机镜头的对焦统上,当手机上的镜头以音圈马达进行对焦时,由于马达内设有一个电磁场,借着改变马达内线圈的直流电流大小,将电流转化为机械力,来控制避震弹簧片的拉伸位置,从而带动透镜的向上、向下运动而达成透镜聚焦的功能,可以达到微距离移动整个镜头,改变焦距,实现清晰影像的效用。
但是,该闭环马达与镜头组装后,除了本身制造上有可能具有误差值之外,在进行组装配置之后,也可能会有组装的误差范围,再则因各摄影统或手机上的设计,指定需达到近拍距离仍然清晰,或者远拍要能足够到达所设定的标准,因此每次的成品均需要有一个检测的程序,来确保该马达是否能同时符合制造误差、组装误差及成品所指定的目标,以免消费者购买到达不到预定性能目标的产品。
闭环马达搭配了具有位置传感器及控制算法的驱动IC,能针对每一颗马达的组装差异(包括上下行程、感度、传感器位置、线性度、磁滞等处)进行记录与补偿;特别是马达测试方法,会严重影响到后续影像模块的调焦与对焦精度及对焦影像的质量。上述的闭环马达与镜头在检测时,其中的重要步骤如图3所示,以马达中的镜头位置(Lens position:由激光位移计所测得)为Y坐标,以镜头在位置传感器所感知到的位移量(Position code)为X坐标,该驱动IC有一个校准(calibration)功能,能求得马达上、下的机械死点(Macro/Infinity end position),据此得到一数据数据线L,同时在该数据数据线L的中央位置可找出一段线区域L0,且该线区域L0介于两个端点P1、P2之间,在该上端点P1以上及下端点P2以下均为非线性区域L1,L2,这是由于感应磁场与传感器的特性,在上、下行程的顶部与底部位置产生一小段非线性区域L1、L2的特性,将影响到整颗马达的线性度,也就是位置控制的精准度不高,所以会将此区间去除,称为EPA(End Position Adjustment);一般EPA的做法是由上下死点往下及往上切,则截取该上、下两端点P1、P2间的线区域L0,将原下端点P2移至X轴的零位置成新端点P2’,而原上端点P1则平行位移至新的坐标端点P1’,再将该线区域L0进行线性补偿程序,并进行线性度判准,当线性度(<10um)时,则此马达为合格产品,若线性度(>10um),则此马达为即为非合格产品。
理论上,该线区域L0内能得到优良的马达的合格产品,但事实上却不是如此,因为马达生产的总行程常有变异,该马达在组装完成后,受到上、下两弹片的悬吊变形因素,以及组装上的误差,加上零件本身的误差,使得马达内可动部的原始平衡位置(neutralposition)会有飘移,有可能是更偏上或偏下,但习用检测方法却无法查知这个因素,使每一个马达内部受到了制程的因素而使原始平衡点已位移,因此,造成马达的平衡位置、上行程、下行程及感度也一样受到变异的波及,在检测上,理论是通过合格,但其实因为起始位置的位移,其实却是个不佳的产品,这样一来此种通过测试但实际效能不佳的产品仍会逃过检测,进而影响到后续手机相机模块(Cell-phone Camera Module;简称为CCM)的生产效能为现有技术主要的缺点。
发明内容
本发明的主要目的,是依据马达组合后,先测得马达可动部自然下垂位置,并以此为基准点作为测试的基准,如此一来检测的准确度将更为提高,较习用以理论上的基准点更接近实际,可以针对每一颗马达虽是因为不可避免的生产组装的差异(包括上行程、下行程、感度、线性度等因素),仍可进行补偿(calibration)。
为了达到上述的目的,本发明的检测方法的步骤可以下列的方式来达成:
(1)将马达的驱动IC进行校准步骤,以取得马达可动部行程中的上、下机械死点;(2)将马达的电流进行断电;(3)取得马达可动部自然下垂位置,并以此为检测的基准点;(4)设定上行程及下行程的范围调整;(5)进行线性补偿;(6)线性度判准,当上述进行线性补偿的线性度小于10um时,则此马达为合格产品,若线性度大于10um,则此马达为即为非合格产品。
附图说明
图1为闭环马达检测方法的方块图。
图2为闭环马达检测方法的重要步骤辅助说明图。
图3为检测步骤中主要的流程示意图。
附图标记说明:L-数据数据线;L0-线区域;L1-非线性区域;L2-非线性区域;P1-端点;P1’-端点;P2-端点;P2’-端点;P3-端点;P3’-端点;P4-端点;P4’-端点;NP-自然下垂位置;Lu-上行程;Lb-下行程。
具体实施方式
请配合参看图1所示,为本发明闭环马达检测方法的方块流程图,检测的方法至少包含有:
步骤101:进行校准步骤,以取得马达可动部行程中的上、下机械死点。
请配合参看图1、图2所示,以马达中的镜头位置(Lens position)为Y坐标,以镜头在位置传感器感知到的位移量(Position code)为X坐标,该马达的驱动IC具有一个校准(calibration)功能,经由控制程序下达指令,以求得马达上、下的机械死点(Macro/Infinity end position),据此得到一数据数据线L,同时在该数据数据线L的中央位置可找出一段线区域L0,且该线区域L0介于两个端点P3、P4之间,而在该上端点P3以上,和下端点P4以下,均分别为非线性区域L1、L2;其中在该线区域L0内时,镜头实际位置及镜头在位置传感器的位移量呈一定斜率的直线关系,表示能得到精确的控制;而在非线性区域L1、L2则表示镜头位置及镜头位移量已无法精确控制,即相对的运动并不精确。
步骤102:将马达的电流进行断电;当马达的电流被断电之后,所有的马达状态回复至组装后的原始位置,包括承受了零件本身的误差、组装的误差、马达内部两个悬吊弹片的变形量等,回归一产品被制造后所呈现出的原始状态。
步骤103:取得马达可动部自然下垂位置。
请配合参看图1、图2所示,在第一个步骤101所做出数据数据线L的线区域L0里可以找到因步骤102将马达的电流进行断电后,找到马达内部因断电所呈现的自然下垂位置NP(Neutral Position),这个自然下垂位置NP将落在线区域L0上,且该自然下垂位置NP不一定是落在线区域L0的固定位置,即是因为在制造中承受了零件本身的误差、组装的误差、马达内部两个悬吊弹片的变形量,而呈现平衡状态的真实位置,在图2的仅是一个示意实施例,该自然下垂位置NP为线区域L0的中央位置略偏下位置,而实际每一个产品应有不同的位置。
取得该自然下垂位置NP,使用激光测试机为较佳的实施例之一,即使用激光定位找出该自然下垂位置NP;另使用3D影像位移仪亦是实施的方式之一。
步骤104:设定上行程及下行程的范围调整。
请配合参看图1、图2所示,不论是设定上行程Lu及下行程Lb皆是以在前步骤103所取得马达可动部自然下垂位置NP为基准,即依据可动部自然下垂位置NP为参考点,设定上行程Lu,并使上行程Lu的最末端在该线区域L0设出上端点P3;此上行程Lu的参数一般为产品的要求规格(最佳的范围是>250um);又设定下行程Lb,并使下行程Lb的最末端在该线区域L0设出下端点P4;此下行程Lb的参数一般为产品的要求规格(最佳的范围是<-100um);该上行程Lu即(产品规格)近拍距离的距离,而下行程Lb即(产品规格)可进行公差调整的范围,也和远拍距离的距离有关。
步骤105:进行线性补偿。
请配合参看图1、图2所示,承上步骤104设定上行程Lu及下行程Lb的范围,即截取该线区域L0的上、下两端点P3、P4间的线区域L0,将原下端点P4移至X轴的零位置成新端点P4’,而原上端点P3则平行位移至新的坐标端点P3’,再将该线区域L0进行线性化补偿程序。
步骤106:线性度判准。
请配合参看图1、图2所示,线性度判准的依据,当该线区域L0进行线性化程序之后的线性度小于10um时,则此马达为合格产品,若线性度大于10um,则此马达为即为非合格产品。
本发明实际的应用场合,在执行上述之步骤101至106之后,可再进入第二次的测试程序,并且记录上述的步骤101至106的原始数据,并进行数据存盘。
本发明在精心设计之下,在实施上将具有如下的优点:
由于本发明的检测方法,采用马达组合后,在测试时先断电,能使马达可动部自然下垂位置,以此为基准点作为测试的基准,如此一来检测的准确度将更为提高,较现有技术以理论上的基准点更接近实际,是本发明的主要优点。
本发明检测设马达可动部自然下垂位置,利用了激光测试机或3D影像位移仪为实施例之一,能精确的找到最切实的原始位置,是本发明的另一优点。
由于本发明的测试中,是由该马达可动部自然下垂位置为基准点,故可以配合产品设计的要求,如步骤104中设定上行程及下行程的范围调整,不同的标准皆可在检测时输入数据,取得精准的上下行程及斜率(um/Dec),符合客户端的要求,是本发明的再一优点。
以上所述的方法,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用以限定本发明的使用机械或程序;故当熟习此技艺所作出等效或轻易的变化者,在不脱离本发明的精神与范围下所作的均等变化与修饰,例如:使用相关的机具,在检测步骤中加入习知或无关紧要的内容,但实际仍为本发明的方法特征所在时,皆应涵盖于本发明的保护范围内。