CN112798232A - 一种摄像头部件光学性能的检测设备 - Google Patents

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刘建辉
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董文学
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Abstract

本发明公开一种摄像头部件光学性能的检测设备，包括用于放置摄像头部件的物料平台装置、设于物料平台装置下方的激光发射装置，以及设于物料平台装置上方的检测装置；所述激光模组用于发射激光束照射摄像头部件，以使摄像头部件输出光束图；所述激光模组经第一驱动机构以及检测模组经第二驱动机构驱动调整位置，以使激光模组的中心与检测模组的检测中心同心；所述检测模组用于检测摄像头部件输出的光束图，以判断摄像头部件的光学性能。本发明通过激光模组发射激光束照射摄像头部件，以使摄像头部件输出光束图并投影至投影屏，检测模组通过检测投影屏上的图形来判断摄像头部件的光学性能，自动化程度高，检测效率高。

Description

一种摄像头部件光学性能的检测设备
技术领域
本发明涉及摄像头部件光学性能检测技术领域，尤其涉及一种摄像头部件光学性能的检测设备。
背景技术
摄像头模组中的部件DOE(Diffractive Optical Elements)/Diffuser在组装前需要进行光学性能检测，DOE和Diffuser是两个功能类似的摄像头部件，应用的场合有些不同，DOE主要用在3D结构光摄像头、DTOF摄像头，Diffuser主要用在ITOF摄像头，DOE和Diffuser都是高端摄像头模组(3D)的组成部分。其中，DOE是衍射光学元件，是一种利用光的衍射现象，在空间上对激光进行分束的元件，DOE表面具有通过模拟设计的微细结构，可对分束后的激光光束进行控制，从而输出各种光束图；Diffuser是光学扩散片，将激光束均匀化，提高测距的准确性。
目前，市场上对摄像头模组部件DOE/Diffuser的检测设备基本是空缺的，如果DOE/Diffuser未经光学性能检测即组装进摄像头模组，会影响摄像头模组组装后的良率，降低客户体验感。
发明内容
本发明的目的是提供一种摄像头部件光学性能的检测设备，通过激光模组发射激光束照射摄像头部件，以使摄像头部件输出光束图并投影至投影屏，检测模组通过检测投影屏上的图形来判断摄像头部件的光学性能，自动化程度高，检测效率高。
为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种摄像头部件光学性能的检测设备，包括用于放置摄像头部件的物料平台装置、设于物料平台装置下方的激光发射装置，以及设于物料平台装置上方的检测装置；所述激光发射装置包括第一驱动机构，以及经第一驱动机构驱动调整位置的激光模组；所述激光模组用于发射激光束照射摄像头部件，以使摄像头部件输出光束图；所述检测装置包括第二驱动机构，以及经第二驱动机构驱动调整位置的检测模组；所述激光模组经第一驱动机构以及检测模组经第二驱动机构驱动调整位置，以使激光模组的中心与检测模组的检测中心同心；所述检测模组用于检测摄像头部件输出的光束图，以判断摄像头部件的光学性能。
较佳地，所述激光发射装置还包括设于激光模组底部的温控平台；所述温控平台用于提供激光模组所需的温度，以使激光模组发射出与摄像头部件相适应的光路。
较佳地，所述激光发射装置还包括设于第一驱动机构一侧的标定相机；所述标定相机的镜头前方设有光源，标定相机及该光源用于拍摄物料平台装置内的摄像头部件实现对位。
较佳地，还包括设于物料平台装置一侧的打点标记机构；所述打点标记机构包括旋转打点驱动模组、设于旋转打点驱动模组顶部的打点升降模组，以及一端连接于打点升降模组顶部的打点连接杆；所述打点连接杆的另一端延伸至物料平台装置的上方，且该端设有打点器，打点器用于给不良品打点标记。
较佳地，还包括设于物料平台装置一侧的手动对准机构；所述手动对准机构包括旋转摆台、第一连杆、第二连杆、对准相机；所述第一连杆的两端分别与旋转摆台的顶部、第二连杆的一端旋转连接；所述对准相机的镜头前方设有光源，且对准相机及该光源设于第二连杆的另一端上。
较佳地，所述物料平台装置包括中部开设有物料孔的圆盘，以及用于驱动圆盘调整位置的第三驱动机构；所述摄像头部件摆放于料盘内下方，料盘置于圆盘的物料孔内。
较佳地，所述第三驱动机构包括用于驱动圆盘旋转的圆盘旋转驱动模组、用于驱动圆盘沿X轴直线运动的第一X轴驱动模组，以及用于驱动圆盘沿Y轴直线运动的第一Y轴驱动模组。
较佳地，所述第一驱动机构、第二驱动机构均包括第二X轴驱动模组、第二Y轴驱动模组、第一Z轴驱动模组、Tx轴驱动模组、Ty轴驱动模组、Tz轴驱动模组；所述第二X轴驱动模组、第二Y轴驱动模组、第一Z轴驱动模组分别用于驱动激光模组或检测模组沿X轴、Y轴、Z轴做直线运动；所述Tx轴驱动模组、Ty轴驱动模组、Tz轴驱动模组分别用于驱动激光模组或检测模组绕X轴、Y轴、Z轴做旋转运动。
较佳地，所述检测装置还包括设于检测模组下方的投影屏机构；所述投影屏机构包括投影屏、设于投影屏两端并与投影屏滑动连接的各一升降架，以及用于驱动投影屏在升降架上滑动升降的投影升降模组。
较佳地，所述第二驱动机构的第一Z轴驱动模组包括若干升降导杆、第一丝杆，以及与第一丝杆驱动连接的手摇轮；所述若干升降导杆分设于两个升降架的顶部，且两个升降架顶部的升降导杆上滑动套设有安装板；所述检测模组以及第二驱动机构的第二X轴驱动模组、第二Y轴驱动模组、Tx轴驱动模组、Ty轴驱动模组、Tz轴驱动模组设于安装板的底部；所述安装板的中部与第一丝杆驱动连接，手摇轮用于驱动第一丝杆带动安装板沿升降导杆滑动升降。
采用上述方案，本发明的有益效果是：
本发明通过激光模组发射激光束照射摄像头部件，以使摄像头部件输出光束图并投影至投影屏，检测模组通过检测投影屏上的图形来判断摄像头部件的光学性能。同时，激光模组经第一驱动机构以及检测模组经第二驱动机构驱动调整位置，以使激光模组的中心(激光发射点)与检测模组的检测中心同心，保证检测的精确度。此外，本发明通过设置打点标记机构在不合格的摄像头部件上做好记号，方便人工挑出。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明省却机架的立体图；
图3为本发明的激光发射装置的立体图；
图4为本发明的打点标记机构的立体图；
图5为本发明的手动对准机构的立体图；
图6为本发明的物料平台装置的立体图；
图7为本发明的检测装置的立体图；
图8为本发明的第二驱动机构及检测模组的立体图；
图9为图8省却第一Z轴驱动模组的立体图；
图10为本发明的使用状态结构示意图；
其中，附图标识说明：
1—物料平台装置， 2—激光发射装置，
3—检测装置， 4—打点标记机构，
5—手动对准机构， 6—料盘，
7—机架， 8—进出料口，
11—圆盘， 12—第三驱动机构，
21—第一驱动机构， 22—激光模组，
23—温控平台， 24—标定相机，
31—第二驱动机构， 32—检测模组，
33—投影屏机构， 34—安装板，
41—旋转打点驱动模组， 42—打点升降模组，
43—打点连接杆， 44—打点器，
51—旋转摆台， 52—第一连杆，
53—第二连杆， 54—对准相机，
121—圆盘旋转驱动模组， 122—第一X轴驱动模组，
123—第一Y轴驱动模组， 211/311—第二X轴驱动模组，
212/312—第二Y轴驱动模组， 213/313—第一Z轴驱动模组，
214/314—Tx轴驱动模组， 215/315—Ty轴驱动模组，
216/316—Tz轴驱动模组， 331—投影屏，
332—升降架， 333—投影升降模组，
3131—升降导杆， 3132—第一丝杆，
3133—手摇轮。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
参照图1至10所示，本发明提供一种摄像头部件光学性能的检测设备，包括用于放置摄像头部件的物料平台装置1、设于物料平台装置1下方的激光发射装置2，以及设于物料平台装置1上方的检测装置3；所述激光发射装置2包括第一驱动机构21，以及经第一驱动机构21驱动调整位置的激光模组22；所述激光模组22用于发射激光束照射摄像头部件，以使摄像头部件输出光束图；所述检测装置3包括第二驱动机构31，以及经第二驱动机构31驱动调整位置的检测模组32；所述激光模组22经第一驱动机构21以及检测模组32经第二驱动机构31驱动调整位置，以使激光模组22的中心(激光发射点)与检测模组32的检测中心同心；所述检测模组32用于检测摄像头部件输出的光束图，以判断摄像头部件的光学性能。
一具体实施例中，料盘6为wafer盘，多个DOE/Diffuser放置于wafer盘进行上下料。摄像头部件主要包括DOE/Diffuser，但不仅限于DOE/Diffuser。本发明还包括机架7，机架7的背面设有进出料口8，wafer盘从该进出料口8上下料。
检测装置3：
所述检测装置3还包括设于检测模组32下方的投影屏机构33；所述投影屏机构33包括投影屏331、设于投影屏331两端并与投影屏331滑动连接的各一升降架332，以及用于驱动投影屏331在升降架332上滑动升降的投影升降模组333。摄像头部件输出的光束图投影在投影屏331上，检测模组32检测在投影屏331上的图案。
所述第二驱动机构31的第一Z轴驱动模组313包括若干升降导杆3131、第一丝杆3132，以及与第一丝杆3132驱动连接的手摇轮3133；所述若干升降导杆3131分设于两个升降架332的顶部，且两个升降架332顶部的升降导杆3131上滑动套设有安装板34；所述检测模组32以及第二驱动机构31的第二X轴驱动模组311、第二Y轴驱动模组312、Tx轴驱动模组314、Ty轴驱动模组315、Tz轴驱动模组316设于安装板34的底部；所述安装板34的中部与第一丝杆3132驱动连接，手摇轮3133用于驱动第一丝杆3132带动安装板34沿升降导杆3131滑动升降。
检测模组32包括检测相机，检测相机采用型号为MV-CH080-60GM的相机，检测模组32的检测中心即检测相机的视野中心；投影升降模组333包括升降驱动电机，投影屏331最大支持800*600mm。
激光发射装置2：
所述激光发射装置2还包括设于激光模组22底部的温控平台23；所述温控平台23用于提供激光模组22所需的温度，以使激光模组22发射出与摄像头部件相适应的光路。所述激光发射装置2还包括设于第一驱动机构21一侧的标定相机24；所述标定相机24的镜头前方设有光源，标定相机24及该光源用于拍摄物料平台装置1内的摄像头部件实现对位。
标定相机24固定在第一驱动机构21的一侧，用于标定DOE/Diffuser的中心位置，标定相机24采用型号为MV-CA0500-11U的相机。激光模组22设于治具平台上，治具平台通电点亮激光模组22上的灯(激光束)，激光束发射出光路照射到wafer盘的DOE/Diffuser上，DOE/Diffuser输出各种光束图；激光模组22是摄像头模组的发射部分，有控制连接线通电点亮，通过外部与其通电产生激光束。
由于在不同温度下激光模组22产生的激光束有一些差别，温控平台23通过内置水路及外置控制器控制温度，通过加热及降温系统(水循环系统)控制治具平台的温度，从而控制激光模组22所需要的温度，以达到效果；温控平台23控制的温度范围为10～60℃，通过RS232通信。
激光束通过DOE/Diffuser衍射出的图形投影到投影屏331上，顶部检测相机通过检测投影屏331上的图形来判断DOE/Diffuser的光学性能。
所述第一驱动机构21、第二驱动机构31均包括第二X轴驱动模组211/311、第二Y轴驱动模组212/312、第一Z轴驱动模组213/313、Tx轴驱动模组214/314、Ty轴驱动模组215/315、Tz轴驱动模组216/316；所述第二X轴驱动模组211/311、第二Y轴驱动模组212/312、第一Z轴驱动模组213/313分别用于驱动激光模组22或检测模组32沿X轴、Y轴、Z轴做直线运动；所述Tx轴驱动模组214/314、Ty轴驱动模组215/315、Tz轴驱动模组216/316分别用于驱动激光模组22或检测模组32绕X轴、Y轴、Z轴做旋转运动。
第一驱动机构21、第二驱动机构31的第二X轴驱动模组211/311、第二Y轴驱动模组212/312、Tx轴驱动模组214/314、Ty轴驱动模组215/315、Tz轴驱动模组216/316均设置为手动调节，其中第一驱动机构21的X轴手动调节+/-5mm，Y轴手动调节+/-5mm，Z轴自动调节+/-10mm，Tx轴手动调节+/-3°，Ty轴手动调节+/-3°，Tz轴手动调节0-360°；第二驱动机构31的X轴手动调节+/-5mm，Y轴手动调节+/-5mm，Z轴自动调节+/-5mm，Tx轴手动调节+/-5°，Ty轴手动调节+/-5°，Tz轴手动调节0-360°。
第一驱动机构21的第一Z轴驱动模组213的行程为25mm。继续参照图10，检测相机与投影屏331之间的高度通过第二驱动机构31的第一Z轴驱动模组313手动(手摇轮3133)调节，调节范围设置为200～500mm；投影屏331与wafer盘之间的高度通过投影升降模组333自动调节，调节范围设置为80～350mm；wafer盘与激光模组22之间的高度通过第一驱动机构21的第一Z轴驱动模组213自动调节。
打点标记机构4：
设于物料平台装置1一侧，打点标记机构4包括旋转打点驱动模组41、设于旋转打点驱动模组41顶部的打点升降模组42，以及一端连接于打点升降模组42顶部的打点连接杆43；所述打点连接杆43的另一端延伸至物料平台装置1的上方，且该端设有打点器44。
旋转打点驱动模组41的摆动角度90+/-10°，旋转打点驱动模组41包括旋转电机以及与旋转电机连接的转盘；打点升降模组42设于转盘顶部，其包括升降驱动电机以及若干升降杆；利用打点器44做标记，角度可调+/-15°。整个wafer盘上的DOE/Diffuser检测完后，根据数据记录结果，旋转打点驱动模组41驱动打点器44旋转到wafer盘上方，并通过打点升降模组42驱动升降在不合格的DOE/Diffuser上做好记号。
手动对准机构5：
设于物料平台装置1一侧，手动对准机构5包括旋转摆台51、第一连杆52、第二连杆53、对准相机54；所述第一连杆52的两端分别与旋转摆台51的顶部、第二连杆53的一端旋转连接；所述对准相机54的镜头前方设有光源，且对准相机54及该光源设于第二连杆53的另一端上，方便手动寻找料盘6内第一个测试产品的中心位置。
由于wafer盘上来料的尺寸和位置存在一些偏差，需要通过对准相机54确定好第一个DOE/Diffuser的位置，以便检测的展开
物料平台装置1：
所述物料平台装置1包括中部开设有物料孔的圆盘11，以及用于驱动圆盘11调整位置的第三驱动机构12；所述摄像头部件摆放于料盘6内，料盘6置于圆盘11的物料孔内。所述第三驱动机构12包括用于驱动圆盘11旋转的圆盘旋转驱动模组121、用于驱动圆盘11沿X轴直线运动的第一X轴驱动模组122，以及用于驱动圆盘11沿Y轴直线运动的第一Y轴驱动模组123。
第一X轴驱动模组122，行程设为260mm；第一Y轴驱动模组123，行程设为400mm；圆盘旋转驱动模组121，行程设为-20～20°；圆盘11中部开设的物料孔周向设置有真空吸附，用于吸附固定wafer盘；圆盘旋转驱动模组121包括旋转驱动电机以及环绕套设在圆盘11外周向的传送带，该旋转驱动电机驱动传送带带动圆盘11旋转调整角度方向；第一X轴驱动模组122、第一Y轴驱动模组123均包括滑轨、滑块、电机，实现自动调节。
本申请中提出的检测设备检测原理为：
开始工作前，先调好投影屏331至水平，然后调节好顶部检测模组32与投影屏331平行，再调底部激光模组22与顶部检测模组32的各位置使之同心；调节好之后顶部检测模组32(此时检测模组32只有第二驱动机构31的第一Z轴驱动模组313可手摇调节)和底部激光模组22保持不动(此时激光模组22只有第一驱动机构21的第一Z轴驱动模组213可自动调节)，通过标定相机24去找DOE/Diffuser的中心位置，在此次对位过程中，圆盘11通过第一X轴驱动模组122、第一Y轴驱动模组123、圆盘旋转驱动模组121自动调节X、Y及旋转角度方向，以使标定相机24可定位DOE/Diffuser的中心位置。
上述的调整完成之后，再放入带DOE/Diffuser的wafer盘至物料平台装置1，通过手动对准机构5找好wafer盘上第一个DOE/Diffuser的位置，即可开始对DOE/Diffuser的检测，检测完成后，可通过打点标记机构4对不合格的DOE/Diffuser进行打点标记，方便人工挑出。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摄像头部件光学性能的检测设备，其特征在于，包括用于放置摄像头部件的物料平台装置、设于物料平台装置下方的激光发射装置，以及设于物料平台装置上方的检测装置；所述激光发射装置包括第一驱动机构，以及经第一驱动机构驱动调整位置的激光模组；所述激光模组用于发射激光束照射摄像头部件，以使摄像头部件输出光束图；所述检测装置包括第二驱动机构，以及经第二驱动机构驱动调整位置的检测模组；所述激光模组经第一驱动机构以及检测模组经第二驱动机构驱动调整位置，以使激光模组的中心与检测模组的检测中心同心；所述检测模组用于检测摄像头部件输出的光束图，以判断摄像头部件的光学性能。
2.根据权利要求1所述的摄像头部件光学性能的检测设备，其特征在于，所述激光发射装置还包括设于激光模组底部的温控平台；所述温控平台用于提供激光模组所需的温度，以使激光模组发射出与摄像头部件相适应的光路。
3.根据权利要求2所述的摄像头部件光学性能的检测设备，其特征在于，所述激光发射装置还包括设于第一驱动机构一侧的标定相机；所述标定相机的镜头前方设有光源，标定相机及该光源用于拍摄物料平台装置内的摄像头部件实现对位。
4.根据权利要求1所述的摄像头部件光学性能的检测设备，其特征在于，还包括设于物料平台装置一侧的打点标记机构；所述打点标记机构包括旋转打点驱动模组、设于旋转打点驱动模组顶部的打点升降模组，以及一端连接于打点升降模组顶部的打点连接杆；所述打点连接杆的另一端延伸至物料平台装置的上方，且该端设有打点器，打点器用于给不良品打点标记。
5.根据权利要求1所述的摄像头部件光学性能的检测设备，其特征在于，还包括设于物料平台装置一侧的手动对准机构；所述手动对准机构包括旋转摆台、第一连杆、第二连杆、对准相机；所述第一连杆的两端分别与旋转摆台的顶部、第二连杆的一端旋转连接；所述对准相机的镜头前方设有光源，且对准相机及该光源设于第二连杆的另一端上。
6.根据权利要求1所述的摄像头部件光学性能的检测设备，其特征在于，所述物料平台装置包括中部开设有物料孔的圆盘，以及用于驱动圆盘调整位置的第三驱动机构；所述摄像头部件摆放于料盘内下方，料盘置于圆盘的物料孔内。
7.根据权利要求6所述的摄像头部件光学性能的检测设备，其特征在于，所述第三驱动机构包括用于驱动圆盘旋转的圆盘旋转驱动模组、用于驱动圆盘沿X轴直线运动的第一X轴驱动模组，以及用于驱动圆盘沿Y轴直线运动的第一Y轴驱动模组。
8.根据权利要求1所述的摄像头部件光学性能的检测设备，其特征在于，所述第一驱动机构、第二驱动机构均包括第二X轴驱动模组、第二Y轴驱动模组、第一Z轴驱动模组、Tx轴驱动模组、Ty轴驱动模组、Tz轴驱动模组；所述第二X轴驱动模组、第二Y轴驱动模组、第一Z轴驱动模组分别用于驱动激光模组或检测模组沿X轴、Y轴、Z轴做直线运动；所述Tx轴驱动模组、Ty轴驱动模组、Tz轴驱动模组分别用于驱动激光模组或检测模组绕X轴、Y轴、Z轴做旋转运动。
9.根据权利要求8所述的摄像头部件光学性能的检测设备，其特征在于，所述检测装置还包括设于检测模组下方的投影屏机构；所述投影屏机构包括投影屏、设于投影屏两端并与投影屏滑动连接的各一升降架，以及用于驱动投影屏在升降架上滑动升降的投影升降模组。
10.根据权利要求9所述的摄像头部件光学性能的检测设备，其特征在于，所述第二驱动机构的第一Z轴驱动模组包括若干升降导杆、第一丝杆，以及与第一丝杆驱动连接的手摇轮；所述若干升降导杆分设于两个升降架的顶部，且两个升降架顶部的升降导杆上滑动套设有安装板；所述检测模组以及第二驱动机构的第二X轴驱动模组、第二Y轴驱动模组、Tx轴驱动模组、Ty轴驱动模组、Tz轴驱动模组设于安装板的底部；所述安装板的中部与第一丝杆驱动连接，手摇轮用于驱动第一丝杆带动安装板沿升降导杆滑动升降。
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