「结构知识」手机结构设计光距离感失效问题分析方法

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前面介绍了光感的原理和相关设计规范，但是光感问题在试产过程中还是会经常碰到，什么原因可能会导致光感失效，该怎么分析解决呢，结合以往几个项目的经验，我做了如下几个总结，供大家参考：

一、 整体分析

1. 当发现光距离感失效问题时，总体上说：可从光感器本体/光感器贴片PCB或FPC焊接可靠性/TW IR孔透光率一致性/软件的设置合理性或版本一致性/硬件电源设计的稳定性/机构组装的差异性/光感硅胶套的差异性，组装是否漏装硅胶套或装反等方面上分析；

2.绝大部分是距离感失效，表现为一直“靠近”和一直“远离”，大多与硅胶套设计的合理性和软件参数设计的匹配性有关系，特别是由于硅胶套设计不合理导致内部绕射饱和情况较多；

3.如是光感器本体/光感器贴片PCB或FPC焊接可靠性问题都可以通过交叉验证测试出来；

4.如是TW IR孔透光率一致性问题可以通过送TW厂测试TW上IR孔的红外光和可见光透光率，看是否在设计规格内；

5.当祼机测试多次测量Crosstalk值差异很大时，甚至出现Crosstalk值为0或负数(内部值，但显示是0)时，就可能是硬件供电源设计电压不稳定问题，可以通过增加电阻/电容稳压方式改善；

6.当Crosstalk值很小或都是0时，有可能是硅胶套孔被堵或软件设计LED发射功率太小或设置的脉冲太小的原因；

7.当Crosstalk值很大大卡超过1000以上(饱和1023)时，有可能是内部绕射太大，需要增加硅胶套隔断或硅胶套中间开槽太深；也有可能是软件设计的LED发射功率太大或脉冲太大的原因，也有可能是硅胶套漏装了；

8.软件更新后需重启手机后进行光感校准才能重新测试，否则会出现软件与整机结构匹配性而有偏差导致部分功能失效。

二、光感结构&垫高设计分析

2.1当光感器直接贴在PCB上时，注意检查支撑PCB的筋位或螺母高度是否有超差，要保证机构公差在+/-0.05mm;

2.2当光感器采用垫高方案时，要检查每个垫高器件、FPC、背胶辅料的厚度和总厚度，注意管控每个重点尺寸公差，以防累积公差对光感器Airgap (D1)的影响；

2.3光感器垫高支撑要可靠，不能存在装配后光感器下陷影响Airgap变化的风险；

2.4如果TW抬高或下沉需要重评做Airgap变化后的光感结构设计；

2.5由于光感硅胶套是依Airgap (D1)尺寸来设计的，所有结构上有影响D1尺寸的相关零件都要检查，如有变更，需要检查光感硅胶套设计是否要更改。

三、其它硬软件设定对光感功能实现的影响(仅供参考学习)

3.1硬件方面

对Sensor供电电源的设计影响电压的稳定性，从而影响光感接收（采集信号）的准确度，也即是对光的接收或红外Crosstalk值判断误差；

有单电源设计与双电源设计方式，单电源是指光感VDD(接收器)和LED（发射器）是共用电源，反之分开供电方式就是双电源，一般双电源设计电压稳定性高；

采用两路分电压设计后，还是需要增加滤波电容，一般建议一大一小。

3.2 软件方面

产品设计完成组装成整机后，PCB贴片焊接/组装/油墨涂层均存在一致性问题，从而必然后导致内部绕射的值不同，所以需要通过软件设置补偿方法保持功能正常，一般有如下几个关键参数可以校准：

0e寄存器值（脉冲寄存器）的设定，结合电流设置和实际机构情况和油墨条件设定其LED脉冲个数，光感器内部配置有1~255个脉冲可选，一般情况会使用4,8,10,12，16，裸测时建议0x04或者0x08;电流一定的情况下，可以通过设置脉冲的值来调节LED发射的功率；

0f寄存器值（控制寄存器）的设定，其决定了LED发射电流，Prox开启时使用的PD和Prox/ALS的增益值；目前有8种电流设置：12.5mA，25mA，50mA，100mA，和小电流12.5*1/9mA，25*1/9mA，50*1/9mA，100*1/9mA(只有二代Taos光感器才有小电流这个功能)；

0x1e偏移寄存器值（Prox offset寄存器）的设定，是对实际机构检测值Crosstalk偏大或偏小的情况下，通过设置偏移值增加或减少其Crosstalk值的补偿方式来达到开屏关屏的门限内; (只有二代Taos光感器有Prox offset这个功能)；

0x1e偏移寄存器值（Prox offset寄存器）的设定能有效消除内部绕射，对保持整机一致性有帮助；

如下几种软件设置和Prox校准方式供参考：

非拨号校准：不加Rubber情况下的校准方式，这种条件下内部绕射较严重，建议使用较小的发射功率并增加offset设置(第一代传感器没offset功就不需要)；

说明: 依经验先固定LED发射小电流和脉冲相对较大点在0x12,而offset值是(0x1e)就是设置 增加Crosstalk 值，反之如offset值是(0x00)设置减少Crosstalk值; 当参数配置好后，校准时采取的值在300~800门限内(这个也是软件依实际组装机构原来设定好的)，那么校准就成功，光感开屏关屏功能正常，反之采集的Croostalk值过大，就需重新设置参数，如降低LED工作脉冲等来降低发射功率。

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本文转自：贤集网论坛

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