JP3219928U - 光学検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボイスコイルモータの高度偏差、傾斜角度及び左右の移動量を同時に検出できる光学検出装置を提供する。
【解決手段】被検体８を検出することに適用される光学検出装置であって、第１発光部２０、第１分光レンズ２２、第１コリメートレンズ２１、第１感光部２４、第２分光レンズ２５、第２感光部２７、第２フォーカスレンズ２６、第２発光部３０、第２コリメートレンズ３１、反射鏡８１、第３感光部３３、及び第３フォーカスレンズ３２を含む。第１仮想直線１Ｌは、第２仮想直線２Ｌに垂直で、第３仮想直線３Ｌに平行であり、かつ第４仮想直線４Ｌと第５仮想直線５Ｌの間に挟み角θを有する。
【選択図】図２

Description

本考案は、光学検出装置に関し、特に、ボイスコイルモータの高度偏差（Ｚ値）、傾斜角度（α値及びβ値）及び左右の移動量（Ｘ値及びＹ値）を同時に検出できる光学検出装置に関する。

ＶＣＭ（Voice Coil Motor）は、モータの一種である。原理は、スピーカと類似しているので、ボイスコイルモータと称され、高周波、高精度の特長を有する。その主な原理は、１つの永久磁界内にあり、モータ内のコイルの直流電流の大きさを変化させることによってバネのストレッチ位置を制御し、それにより、上下の運動を連動する。現在、スマートフォンのカメラモジュールは、ボイスコイルモータを広く使用して自動照準機能を実現し、ボイスコイルモータによってレンズの位置を調節し、明確なイメージを呈している。

また、該カメラモジュールを組み立てる前に、通常、従来の三軸検出の光学検出装置１を使用し（図１参照、図１が示すのは、従来の光学検出装置１の説明図である）、ボイスコイルモータの傾斜角度(α値及びβ値)及高度偏差(Z値)に対して検出を行い、カメラモジュールの結像品質を確保する。また、ボイスコイルモータが移動時に発生する左右の移動量（Ｘ値及びＹ値）も該カメラモジュールの結像品質に間接的に影響を及ぼす。しかしながら、光学検出装置１は、ボイスコイルモータの左右の移動量を検出し、従って、光学検出装置１によって検出するカメラモジュールは、依然として少数の瑕疵品の発生がある。

従って、ボイスコイルモータの高度偏差、傾斜角度及び左右の移動量を同時に検出できる光学検出装置を如何に設計するかは、当業者が思量するに値することである。

本考案の目的は、ボイスコイルモータの高度偏差、傾斜角度及び左右の移動量を同時に検出できる光学検出装置を提供することにある。

本考案が提供する光学検出装置は、被検体を検出することに適用され、第１発光部、第１分光レンズ、第１コリメートレンズ、第１感光部、第２分光レンズ、第２感光部、第２フォーカスレンズ、第２発光部、第２コリメートレンズ、第３感光部、及び第３フォーカスレンズを含む。そのうち、第１発光部は、第１色光を発生することに用いられ、第１分光レンズは、該第１発光部の下方に位置し、且つ第１コリメートレンズは、第１発光部及び第１分光レンズの間に位置する。また、第１発光部、第１コリメートレンズ、第１分光レンズ、第１フィルタ及び被検体は、順に直線状配列を呈し、且つ第１発光部、第１コリメートレンズ、第１分光レンズ、第１フィルタ及び被検体が形成する直線状配列を第１仮想直線として定義する。また、第１感光部は、第１分光レンズのうちの一側に位置し、第１感光部、第２分光レンズ及び第１分光レンズは、順に直線状配列を呈し、且つ第１感光部、第２分光レンズ及び第１分光レンズが形成する直線状配列を第２仮想直線として定義する。また、第２感光部は、第２分光レンズのうちの一側に位置し、第２分光レンズ、第２フォーカスレンズ及び第２感光部は、順に直線状配列を呈し、且つ第２分光レンズ、第２フォーカスレンズ及び第２感光部が形成する直線状配列を第３仮想直線として定義する。また、第２発光部は、第２色光を発生することに用いられ、第２発光部、第２コリメートレンズ及び被検体は、順に直線状配列を呈し、且つ第２発光部、第２コリメートレンズ及び被検体が形成する直線状配列を第４仮想直線として定義する。また、第３感光部及び第２発光部は、第１仮想直線により異なる一側に分けられ、第３感光部、第３フォーカスレンズ及び被検体は、順に直線状配列を呈し、且つ第３感光部、第３フォーカスレンズ及び被検体が形成する直線状配列を第５仮想直線として定義する。そのうち、第１仮想直線は、該第２仮想直線に垂直であり、第１仮想直線は、該第３仮想直線に平行であり、且つ第４仮想直線及び該第５仮想直線の間に挟み角を有する。

上記光学検出装置において、前記第１色光の直径の大きさは、５ｍｍであり、該第２色光の直径の大きさは、０．３ｍｍである。

上記光学検出装置において、前記被検体は、ボイスコイルモータである。

上記光学検出装置において、前記被検体の上方に反射鏡を設ける。

上記光学検出装置において、前記挟み角は、鋭角である。

上記光学検出装置において、前記第１フィルタは、該反射鏡から反射して戻る第２色光をフィルタリングすることに用いられる。

上記光学検出装置において、更に、ハウジング及び制御パネルを含み、該第１感光部、該第２感光部、該第３感光部及び該制御パネルは、何れも該ハウジング内部に設置される。

本考案の光学検出装置は、ボイスコイルモータの高度偏差、傾斜角度及び左右の移動量を同時に検出できる。

従来の光学検出装置１の説明図である。 本実施例の光学検出装置２及び被検体８の間の位置関係の説明図である。 光学検出装置２の立体図である。 第１色光のうち１つの移動経路の説明図である。 第１色光の他の１つの移動経路の説明図である。 第２色光の移動経路の説明図である。 第１色光及び第２色光の移動経路の説明図である。

図２及び図３を参照し、図２が示すのは、本実施例の光学検出装置２及び被検体８の間の位置関係の説明図であり、図３が示すのは、光学検出装置２の立体図である。光学検出装置２は、被検体８の高度偏差（Ｚ値）、傾斜角度（α値及びβ値）及び左右の移動量（Ｘ値及びＹ値）を検出することに用いられ、被検体８は、例えば、ボイスコイルモータであり、且つ被検体８の上方は、反射鏡８１を設ける。光学検出装置２は、ハウジング２００、第１発光部２０、第１コリメートレンズ２１、第１分光レンズ２２、第１フィルタ２３、第１感光部２４、第２分光レンズ２５、第２感光部２７、第２フォーカスレンズ２６、第２発光部３０、第２コリメートレンズ３１、第３感光部３３及び第３フォーカスレンズ３２を含む。そのうち、第１発光部２０は、第１色光を発生し、第２発光部３０は、第２色光を発生し、第１発光部２０及び該第２発光部３０は、何れもレーザダイオードであり、且つ第１色光の波長範囲は、第２色光の波長範囲と異なる。また、本実施例において、第１色光は、赤色のレーザビームであり、そのビームの直径の大きさは、０．３ｍｍである。

また、第１分光レンズ２２は、第１発光部２０の下方に位置し、第１コリメートレンズ２１は、第１分光部２０及び第１分光レンズ２２の間に位置する。そのうち、第１発光部２０、第１コリメートレンズ２１、第１分光レンズ２２、第１フィルタ２３及び被検体８は、順に直線状配列を呈する。詳細に述べれば、第１発光部２０、第１コリメートレンズ２１、第１分光レンズ２２、第１フィルタ２３及び被検体８が形成する直線状配列は、ここでは、第１仮想直線１Ｌとして定義する。

また、第１感光部２４は、第１分光レンズ２２のうちの一側に位置し、第２分光レンズ２５は、第１感光部２４及び第１分光レンズ２２の間に位置し、且つ第１感光部２４、第２分光レンズ位２５及び第１分光レンズ２２は、順に直線状配列を呈する。詳細に述べれば、該第１感光部２４、第２分光レンズ位２２及び第１分光レンズ２２が形成する直線式配列は、ここでは、第２仮想直線２Ｌとして定義する。

また、第２感光部２７は、第２分光レンズ２５のうちの一側に位置し、且つ第２フォーカスレンズ２６は、第２感光部２７及び第２分光レンズ２５の間に位置し、且つ第２分光レンズ２５、第２フォーカスレンズ２６及び第２感光部２７は、順に直線状配列を呈する。詳細に述べれば、第２分光レンズ２５、第２フォーカスレンズ２６及び第２感光部２７が形成する直線状配列は、ここでは、第３仮想直線３Ｌとして定義する。

また、第２コリメートレンズ３１は、第２発光部３０及び被検体８の間に位置し、且つ第２発光部３０、第２コリメートレンズ３１及び被検体８は、順に直線状配列を呈する。詳細に述べれば、第２発光部３０、第２コリメートレンズ３１及び被検体８が形成する直線状配列は、ここでは、第４仮想直線４Ｌとして定義する。

また、第３感光部３３及び第２発光部３０は、第１仮想直線１Ｌにより異なる側に分けられ、且つ第３感光部３３、第３フォーカスレンズ３２及び被検体８は、順に直線状配列を呈する。詳細に述べれば、第３感光部３３、第３フォーカスレンズ３２及び被検体８が形成する直線状配列は、ここでは、第５仮想直線５Ｌとして定義する。そのうち、第１仮想直線１Ｌは、第２仮想直線２Ｌに垂直であり、第１仮想直線１Ｌは、第３仮想直線３Ｌに平行である。また、第４仮想直線４Ｌ及び五仮想直線５Ｌの間は、挟み角θを有し、挟み角θは、鋭角である。

図４を参照し、図４が示すのは、第１色光のうちの１つの移動経路の説明図であり、この移動経路は、主に被検体８の左右の移動量（Ｘ値及びＹ値）を検出する。該第１色光の詳細な移動過程は、以下である。先ず、第１発光部２０が該第１色光を第１コリメートレンズ２１に発し、第１コリメートレンズ２１は、第１色光の前進を略平行に到達させ、第１色光の発散が光エネルギーの損耗を招くことを回避する。その後、第１色光は、直接、第１分光レンズ２２及び第１フィルタ２３を通過して被検体８上方の反射鏡８１上に至る（図４において、第１分光レンズ２２及び第１フィルタ２３を通過した第１色光は実線で示す）。その後、第１色光は、反射鏡８１から第１フィルタ２３に反射する（図４において、反射鏡８に反射された第１色光は、破線で示す）。その後、第１色光は、第１フィルタ２３によって第１分光レンズ２２に戻され、第１分光レンズ２２から第２分光レンズ２５に反射する。その後、一部分の第１色光は、第２分光レンズ２５を通過し、且つ第１感光部２４の表面上に投射される。上記において、被検体８の移動前及び移動後は、第１色光を第１感光部２４の異なる位置に投射することになる。従って、光学検出装置２は、第１色光が投射される位置の差に基づき、被検体８の左右の移動量（Ｘ値及びＹ値）を計算することができる。

図５に基づき、図５が開示するのは、第１色光の他の移動経路の説明図である。この移動経路は、主に被検体８の傾斜角度（α値及びβ値）である。詳細な移動過程は、以下である。先ず、第１発光部２０が第１色光を第１コリメートレンズ２１に発し、第１コリメートレンズ２１は、第１色光の前進を略平行に到達させ、第１色光が発散して光エネルギーの損耗を招くことを回避する。その後、第１色光は、直接、第１分光レンズ２２及び第１フィルタ２３を通過して被検体上方の反射鏡８１上に至る（図５において、第１分光レンズ２２及び第１フィルタ２３を通過した第１色光は、実線で示す）。その後、第１色光會は、反射鏡８１から第１フィルタ２３に反射して戻る（図５において、反射鏡８１に反射される第１色光は、破線で示す）。その後、第１色光は、第１フィルタ２３を通過して第１分光レンズ２２に戻り、第１分光レンズ２２からさらに第２分光レンズ２５に反射する。その後、他の部分の第１色光は、第２分光レンズ２５によって第２フォーカスレンズ２６に反射し、第２フォーカスレンズ２６は、第１色光を第２感光部２７の表面上にフォーカスさせる。上記において、被検体８の移動前及び移動後に第１光色を第２感光部２７の異なる位置にフォーカスさせる。従って、光学検出装置２は、第１色光がフォーカスする位置の差に基づき、被検体８の移動時の傾斜角度（α値及びβ値）を算出することができる。

図６を参照し、図６が示すのは、第２色光の移動経路の説明図である。この移動経路は、主に被検体８の高度偏差（Ｚ値）である。第２色光の詳細な移動過程は以下である。先ず、第２発光部３０は、第２色光を第２コリメートレンズ３１に発し、第２コリメートレンズ３１は、第２色光の前進を略平行に到達させ、第２色光が発散して光エネルギーの損耗を招くことを回避する。その後、第２色光は、被検体８上方の反射鏡８１に斜めに照射する（図６において、反射鏡８１に斜めに照射する第２色光は実線で示す）。その後、第２色光は、反射鏡８１から第３フォーカスレンズ３２に反射される（図６において、被検体８に反射される第２色光は破線で示す）。その後、第３フォーカスレンズ３２は、第２色光を第３感光部３３の表面にフォーカスする。上記において、被検体８の移動前及び移動後に第２色光を第３感光部３３の異なる位置にフォーカスさせる。従って、光学検出装置２は、第２色光の焦点の位置の差に基づき、被検体８の上下移動時の高度偏差（Ｚ値）を計算することができる。

図７を参照し、図７が示すのは、第１色光及び第２色光の移動経路の説明図である。光学検出装置２が被検体８を実際に検出する動作において、光学検出装置２は、第１色光及び第２色光を同時に応用して反射鏡８１に投射する。このように、光学検出装置２は、同一時間内で被検体２８の高度偏差（Ｚ値）、傾斜角度（α値及びβ値）及び左右の移動量（Ｘ値及びＹ値）を検出する。従って、従来の光学検出装置１に比較して、本実施例の光学検出装置２は、更に、ボイスコイルモータの左右の移動量（光学検出装置２は、Ｚ値、α値、β値、Ｘ値及びＹ値を検出し、５軸の光学検出装置に属する）を複数検出ことができ、従って、光学検出装置２が検出するボイスコイルモータによってそのカメラモジュールの結像品質を更に確保することができ、また、瑕疵品を発生させ難くなる。

上記において、第２色光が被検体８に照射する時、一部分の第２色光は、反射鏡８１から第１フィルタ２３に反射して戻るが、第１フィルタ２３は、反射鏡８１から反射して戻った第２色光をフィルタリングし、従って、第２色光は、第１感光部２４に投射し、第２感光部２７の表面上にフォーカスしない。詳細に述べれば、光学検出装置２の第１色光及び第２色光は、相互に干渉しない。

また、図３を更に参照し、本実施例の光学検出装置２は、制御パネル７を更に含む。また、制御パネル７は、ハウジング２００内部に設置されるものである。このように、第１感光部２４、第２感光部２７及び第３感光部３３が受け取った信号は、制御パネル７に直接伝送することができ、従って、該信号は、ハウジング２００外部に引き出した後に処理を行う必要がない。このため、本実施例の光学検出装置２は、更に、アナログ信号の高速伝送時のノイズ信号を減少することができる。

１Ｌ 第１仮想直線
２ 光学検出装置
２０ 第１発光部
２００ ハウジング
２１ 第１コリメートレンズ
２２ 第１分光レンズ
２３ 第１フィルタ
２４ 第１感光部
２５ 第２分光部
２６ 第２フォーカスレンズ
２７ 第２感光部
２Ｌ 第２仮想直線
３０ 第２発光部
３１ 第２コリメートレンズ
３２ 第３フォーカスレンズ
３３ 第３感光部
３Ｌ 第３仮想直線
４Ｌ 第４仮想直線
５Ｌ 第５仮想直線
８ 被検体
８１ 反射鏡

Claims (7)

1. 被検体を検出することに適用される光学検出装置であって、該光学検出装置は、
   第１色光を発生することに用いられる第１発光部と、
   該第１発光部の下方に位置する第１分光レンズと、
   該第１発光部及び該第１分光レンズの間に位置する第１コリメートレンズと、
   第１フィルタと、
   該第１分光レンズのうちの一側に位置する第１感光部と、
   第２分光レンズと、
   該第２分光レンズのうちの一側に位置する第２感光部と、
   第２フォーカスレンズと、
   第２色光を発生する第２発光部と、
   第２コリメートレンズと、
   第３感光部と、
   第３フォーカスレンズと、を含み、
   該第１発光部、該第１コリメートレンズ、該第１分光レンズ、該第１フィルタ及び該被検体は、順に直線状配列を呈し、且つ該第１発光部、該第１コリメートレンズ、該第１分光レンズ、該第１フィルタ及び該被検体が形成する直線状配列を第１仮想直線として定義し、
   該第１感光部、該第２分光レンズ及び該第１分光レンズは、順に直線状配列を呈し、且つ該第１感光部、該第２分光レンズ及び該第１分光レンズが形成する直線状配列を第２仮想直線として定義し、
   該第２分光レンズ、該第２フォーカスレンズ及び該第２感光部は、順に直線状配列を呈し、且つ該第２分光レンズ、該第２フォーカスレンズ及び該第２感光部が形成する直線式配列を第３仮想直線として定義し、
   該第２発光部、該第２コリメートレンズ及び該被検体は、順に直線状配列を呈し、且つ該第２発光部、該第２コリメートレンズ及び該被検体が形成する直線状配列を第４仮想直線として定義し、
   該第３感光部及び該第２発光部は、該第１仮想直線により異なる側に分けられ、
   該第３感光部、該第３フォーカスレンズ及び該被検体は、順に直線状配列を呈し、且つ該第３感光部、該第３フォーカスレンズ及び該被検体が形成する直線状配列を第５仮想直線として定義し、
   該第１仮想直線は、該第２仮想直線に垂直であり、該第１仮想直線は、該第３仮想直線に平行であり、且つ該第４仮想直線及び該第５仮想直線の間に挟み角を有する、光学検出装置。
2. 前記第１色光の直径の大きさは、５ｍｍであり、該第２色光の直径の大きさは、０．３ｍｍである請求項１に記載の光学検出装置。
3. 前記被検体は、ボイスコイルモータである請求項１に記載の光学検出装置。
4. 前記被検体の上方に反射鏡を設ける請求項１に記載の光学検出装置。
5. 前記挟み角は、鋭角である請求項１に記載の光学検出装置。
6. 前記第１フィルタは、該反射鏡から反射して戻る第２色光をフィルタリングすることに用いられる請求項４に記載の光学検出装置。
7. 更に、ハウジング及び制御パネルを含み、該第１感光部、該第２感光部、該第３感光部及び該制御パネルは、何れも該ハウジング内部に設置される請求項１に記載の光学検出装置。