TWI383124B - 同心度檢測設備及其方法 - Google Patents

Description

同心度檢測設備及其方法

本發明涉及同心度檢測設備，尤其涉及一種應用於鏡頭模組之同心度檢測設備及同心度檢測方法。

近年來，隨著光學產品之發展，鏡頭模組之應用範圍持續擴大，如數位相機、具有照相功能之手機等電子產品。對於電子產品，特別係消費性電子產品，其發展趨勢係輕量化與薄型化，相應設置於其內之鏡頭模組也變得越來越小，精密度之要求也越來越高，所以鏡頭模組之組裝工藝也需要更高之精確度與穩定性，以保證生產效率與良率。

一般地，鏡頭模組之組裝步驟包括將光學鏡片、墊片、光圈片等光學元件組裝入鏡筒中後，再將內有光學元件之鏡筒組裝入鏡座。鏡筒與鏡座之間一般由相互嚙合之結構連接，如相互嚙合之螺紋結構或凸輪結構等。在鏡筒組裝入鏡座後，還包括一檢測鏡筒與鏡座之間之軸心同心度之步驟，通常之做法係在鏡筒之軸心方向之一側設置一光源，在鏡筒軸心之另一側鏡筒內光學鏡片之焦點位置附近設置一位置感測元件，利用所述光源發出光線照射所述鏡筒，光線進入鏡筒，而後在所述位置感測元件上形成一光斑；手動旋轉所述鏡筒，使鏡筒相對於鏡座旋轉一定角度，重複以上步驟，在所述位置感測元件上形成另一光斑；比較兩個光斑中心相互偏移之距離係否在誤差允許之範圍之內。

然而，通常用手動旋轉鏡筒之做法速度慢，效率與精度低，且由於人之疲勞度與心情等方面之影響，無法保證每次手動旋轉都能達到所要求之角度，有時會產生較大之誤差。

有鑒於此，有必要提供效率與精度高之同心度檢測設備及同心度檢測方法。

一種同心度檢測設備，用於檢測鏡座與設置於鏡座內之鏡筒之間之軸心同心度。所述同心度檢測設備包括一個位置記錄裝置與至少一個旋轉驅動裝置。所述位置記錄裝置用於記錄鏡筒軸心之位置。所述旋轉驅動裝置用於驅動鏡筒繞鏡筒之軸心旋轉。所述旋轉驅動裝置包括一個帶動輪。所述帶動輪之周緣設置與鏡筒端部外緣相嚙合之結構。

一種用於檢測上述鏡筒與鏡座間之軸心同心度之同心度檢測方法，採用上述同心度檢測設備，其包括以下步驟：提供一檢測平臺，將鏡座與鏡筒設置於檢測平臺上；提供包括一周緣設置有與鏡筒端部外緣相嚙合之結構之帶動輪之旋轉驅動裝置，並使所述帶動輪與鏡筒嚙合接觸；提供一位置記錄裝置，記錄所述鏡筒之位置為第一位置；啟動所述旋轉驅動裝置，使所述帶動輪驅動所述鏡筒繞鏡筒之軸心旋轉一預定角度；以及利用所述位置記錄裝置記錄所述鏡筒之位置為第二位置，判斷第二位置與第一位置之相對偏移量係否在誤差允許之範圍之內。

相對於先前技術，所述之同心度檢測設備包含了一個旋轉驅動裝置驅動鏡筒沿其光軸旋轉一定角度，採用所述旋轉驅動裝置可以節省人力，降低生產成本，效率也大大提升；且所述帶動輪之轉動角度與鏡筒之轉動角度具有確定之比例關係，通過精確控制帶動輪之轉動角度，可以精確控制鏡筒之轉動角度。因此，採用所述同心度檢測設備之同心度檢測方法可以使鏡筒與鏡座之間之軸心同心度檢測精度與效率提高。

下面將結合附圖，對本發明作進一步之詳細說明。

請參閱圖1與圖2，為本發明第一實施例之同心度檢測設備100與待檢測之鏡頭模組200之組合示意圖。所述同心度檢測設備100包括一個檢測平臺12、一個旋轉驅動裝置14及一位置記錄裝置16。所述鏡頭模組200包括一鏡座22、一個設置於鏡座22內並與鏡座22嚙合連接之鏡筒24及設置於鏡筒內之一個鏡片組26。所述同心度檢測設備100用於檢測所述鏡筒24組裝入鏡座22後所述鏡筒24與鏡座22之間之軸心同心度，即鏡筒24之軸心與鏡座22之軸心之間之位置偏差。所述鏡筒24之一端部之外緣設置多個缺口242，本實施例之所述多個缺口242均勻設置於鏡筒24之端部外緣。所述鏡片組26可以為一個鏡片組成，也可以為兩個或兩個以上之鏡片組成，本實施例以一個鏡片為例。

所述檢測平臺12表面設置有一個放置槽122及一個與放置槽122相鄰之滑槽124。本實施例鏡座22之底端為方形， 因此用於放置包括所述鏡座22之鏡頭模組200之放置槽122亦設計成方形，當然所述放置槽122可根據鏡座22之形狀而改變，並不限於本實施例。所述放置槽122內設置一通孔1222，使所述放置槽122成階梯狀，所述通孔1222用於使光線通過。所述滑槽124為一狹長凹槽，其延伸方向為靠近與遠離放置槽122之方向。

所述旋轉驅動裝置14包括一個驅動器142及連接於所述驅動器142之帶動輪144，用於驅動所述鏡筒24旋轉。所述驅動器142可以為步進馬達、伺服馬達、直流馬達等，當然也可以為其他形式之驅動器，並不限於本實施例。本實施例帶動輪144為一周緣設置多個凸起1442之圓柱體，所述多個凸起1442可與鏡筒24端部外緣之缺口242相嚙合。驅動器142與帶動輪144通過一轉軸146連接，所述轉軸146一端連接於帶動輪144之中心，另一端與驅動器142相連，所述驅動器142工作時使所述轉軸146轉動從而帶動所述帶動輪144沿其中心軸轉動。所述旋轉驅動裝置14與所述滑槽124配合設置，本實施例滑槽124貫穿所述檢測平臺12之槽體。所述轉軸146穿過所述滑槽124，所述帶動輪144位於檢測平臺12之一個表面之外側，所述驅動器142位於檢測平臺12之另一個表面之外側，所述旋轉驅動裝置14可沿滑槽124滑動。當鏡頭模組200置於放置槽122時，所述帶動輪144可沿滑槽124滑動並使其周緣之凸起1442與鏡筒24端部外緣之缺口242嚙合接觸。

所述位置記錄裝置16包括一個光源162與一個位置感測元件164。所述光源162設置於鏡筒24之軸心方向之一側。 所述位置感測元件164位於所述鏡筒24之軸心方向之與光源162之位置相對之另一側，一般地，所述位置感測元件164設置於鏡片組26之焦點附近，用於感測由光源162發出光線經過鏡筒24內之鏡片組26後得到之光斑，本實施例中鏡片組26之光軸與鏡筒24之軸心之間近似重合，因此所述光斑記錄了鏡筒24之軸心位置。所述位置感測元件164可以為一光敏感元件，如電荷耦合裝置(Charge Coupled Device,CCD)等。

本實施例還包括一個旋轉控制裝置(圖未示)，用於控制旋轉驅動裝置14對鏡筒24之旋轉。所述旋轉驅動裝置14根據其與鏡筒24之旋轉角度之比例關係，可以精確控制鏡筒24之旋轉角度，如旋轉驅動裝置14旋轉90°時，鏡筒對應旋轉45°，那麼旋轉驅動裝置14與鏡筒24之間對應之旋轉角度之比例關係為2：1，若需將鏡筒24旋轉90°，則只需使旋轉控制裝置控制旋轉驅動裝置14旋轉180°即可。

採用所述同心度檢測設備100對所述鏡筒24與鏡座22之間之軸心同心度檢測過程如下：(1)將待檢測之包括鏡座22與鏡筒24之鏡頭模組200放置於放置槽內122；(2)將旋轉驅動裝置14沿滑槽124滑動至帶動輪144與鏡筒24之間嚙合接觸；(3)開啟光源162照射所述鏡筒24，使光源162發出之光線在位置感測元件164上得到一第一光斑； (4)啟動所述旋轉驅動裝置14將鏡筒24繞鏡筒24之軸心旋轉一角度θ，本實施例以θ=180°為例；(5)重複步驟(3)，在位置感測元件164上得到一第二光斑，比較第二光斑之中心相對於第一光斑之偏移量，判斷所述偏移量係否在誤差允許之範圍之內，若係，則鏡筒24與鏡座22之間之軸心同心度符合要求；若否，則鏡筒24與鏡座22之間之光軸同心度不符合要求。可以理解，上述檢測過程之步驟順序可以根據實際情況作適當調整，如步驟(2)與步驟(3)之順序可以互換。

本實施例以旋轉180°一次比較兩個光斑之偏移量，實際應用中，可以旋轉其他角度，可多次旋轉測得多個數據可得到更高之檢測精度。在步驟(3)與步驟(5)中，由於鏡座22不動，鏡筒24發生旋轉，因此由所述位置感測元件164所記錄之第一光斑與第二光斑可以比較鏡筒24旋轉後鏡筒24與鏡座22發生之相對位置變動，可以理解，所述位置記錄裝置16可以為其他形式，只要能記錄鏡筒24之軸心位置即可。

可以理解，所述帶動輪144之形狀還可以設計為一個正多棱柱體周緣設置多個凸起之情況，並不限於本實施例。同樣可以理解，所述旋轉驅動裝置14與檢測平臺12之配合關係還可以為其他方式，只要可以使帶動輪144沿遠離與靠近放置槽122之方向移動即可，如滑槽124為一帶有底面之槽體，所述帶動輪144放置於槽體內並可沿槽體滑動。

相較於先前技術，本實施例之同心度檢測設備100包含了一個旋轉驅動裝置14驅動鏡筒24沿其軸心旋轉一定角度，採用所述旋轉驅動裝置14可以節省人力，降低生產成本，效率也大大提升；且由於採用旋轉控制裝置來控制旋轉驅動裝置14之旋轉，可以更精確地控制鏡筒24之旋轉。

請參閱圖3，本發明提供第二實施例之同心度檢測設備300。所述同心度檢測設備300與第一實施例之同心度檢測設備300基本相同，不同之處在於本實施例之同心度檢測設備300包括兩個旋轉驅動裝置14與兩個與旋轉驅動裝置14相對應之設置於本實施例之檢測平臺32之滑槽324。所述兩個旋轉驅動裝置14共同對鏡筒24作用使鏡筒24旋轉。可以理解，旋轉驅動裝置14之個數還可以為三個或更多，視實際需要而定，並不限於本實施例。

請參閱圖4，本發明還提供了第三實施例之同心度檢測設備400。所述同心度檢測設備400與第一實施例之同心度檢測設備100基本相同，不同之處在於本實施例之同心度檢測設備400之帶動輪444與鏡筒54之間之嚙合關係為帶動輪444周緣之缺口4442與端部外緣之凸起542之間之相互配合。當然，所述帶動輪444與鏡筒54間之嚙合還可以通過其他方式，並不限於本實施例。

採用同心度檢測設備300與400對所述鏡筒24與鏡座22之間之軸心同心度檢測過程與採用同心度檢測設備100之檢測過程類似，這裡不再贅述。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟習本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100,300,400‧‧‧同心度檢測設備

122‧‧‧放置槽

124,324‧‧‧滑槽

142‧‧‧驅動器

146‧‧‧轉軸

162‧‧‧光源

1442,542‧‧‧凸起

22‧‧‧鏡座

242,4442‧‧‧缺口

12,32‧‧‧檢測平臺

1222‧‧‧通孔

14‧‧‧旋轉驅動裝置

144,444‧‧‧帶動輪

16‧‧‧位置記錄裝置

164‧‧‧位置感測元件

200‧‧‧鏡頭模組

24,54‧‧‧鏡筒

26‧‧‧鏡片組

圖1係本發明第一實施例之同心度檢測設備與鏡頭模組之組合立體示意圖。

圖2係沿圖1中II-II方向之截面示意圖。

圖3與圖4分別係本發明第二及第三實施例之同心度檢測設備與鏡頭模組之組合立體示意圖。

100‧‧‧同心度檢測設備

122‧‧‧放置槽

1442‧‧‧凸起

22‧‧‧鏡座

242‧‧‧缺口

12‧‧‧檢測平臺

124‧‧‧滑槽

200‧‧‧鏡頭模組

24‧‧‧鏡筒

Claims (9)

1. 一種同心度檢測設備，用於檢測鏡座與設置於鏡座內之鏡筒之間之軸心同心度，所述同心度檢測設備包括一個位置記錄裝置，用於記錄鏡筒之軸心位置，所述同心度檢測設備進一步包括至少一個旋轉驅動裝置及一個檢測平臺，所述旋轉驅動裝置用於驅動鏡筒繞鏡筒之軸心旋轉，所述至少一個旋轉驅動裝置包括一個帶動輪，所述帶動輪之周緣設置與鏡筒端部外緣相嚙合之結構，所述檢測平臺表面設置一放置槽與一個滑槽，所述放置槽用於放置所述鏡座與鏡筒，所述滑槽為一狹長凹槽且沿靠近與遠離放置槽之方向延伸，所述滑槽用於使所述旋轉驅動裝置沿其滑動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之同心度檢測設備，其中，所述至少一個旋轉驅動裝置進一步包括一個驅動器，用於驅動所述帶動輪旋轉。
3. 如申請專利範圍第2項所述之同心度檢測設備，其中，所述至少一個旋轉驅動裝置包括一個旋轉控制裝置，用於控制所述驅動器對帶動輪之驅動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之同心度檢測設備，其中，所述位置記錄裝置包括一個光源與一個位置感測元件，所述光源與位置感測元件分別設置於鏡筒之沿鏡筒軸心方向之兩側，所述光源用於發出沿鏡筒軸心方向照射之光線，所述位置感測元件用於感測所述光線經鏡筒後形成之光斑。
5. 如申請專利範圍第1項所述之同心度檢測設備，其中，所述帶動輪周緣設置多個凸起，用於鏡筒端部外緣為缺口時與所述缺口嚙合接觸。
6. 如申請專利範圍第1項所述之同心度檢測設備，其中，所述帶動輪周緣設置多個缺口，用於鏡筒端部外緣為凸起時與所述凸起嚙合接觸。
7. 一種同心度檢測方法，用於檢測鏡座與設置於鏡座內之鏡筒之間之軸心同心度，所述同心度檢測方法包括以下步驟：提供一檢測平臺，所述檢測平臺表面設置一放置槽與一個滑槽，所述滑槽為一狹長凹槽且沿靠近與遠離放置槽之方向延伸；將鏡座與鏡筒設置於檢測平臺的放置槽內；提供包括一周緣設置與鏡筒端部外緣相嚙合之結構之帶動輪之旋轉驅動裝置，並使所述旋轉驅動裝置沿所述滑槽滑動至所述帶動輪與鏡筒嚙合接觸；提供一位置記錄裝置，記錄所述鏡筒之位置為第一位置；啟動所述旋轉驅動裝置，使所述帶動輪驅動所述鏡筒以鏡筒之軸心為軸旋轉一預定角度；以及利用所述位置記錄裝置記錄所述鏡筒之位置為第二位置，判斷第二位置與第一位置之相對偏移量係否在誤差允許之範圍之內。
8. 如申請專利範圍第7項所述之同心度檢測方法，其中，所述旋轉驅動裝置還包括一個驅動所述帶動輪旋轉之驅動器。
9. 如申請專利範圍第7項所述之同心度檢測方法，其中，所述位置記錄裝置包括一個光源與一個位置感測元件，記錄所述鏡筒之位置之步驟為：將所述光源與位置感測元件分別設置於鏡筒之沿鏡筒軸心方向之兩側，啟動所述光源發 出光線，所述位置感測元件感測所述光線經鏡筒後形成之光斑。