CN104215645A - 光电透镜检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

一种光电透镜检测装置，所述光电透镜检测装置包括第一检测元件及第二检测元件，所述第一检测元件包括一个第一图像传感器及搭载于所述第一图像传感器物侧的第一物镜及第一变焦镜头，所述第一图像传感器、第一物镜及第一变焦镜头的光轴重合。所述第二检测元件包括一个第二图像传感器及搭载于所述第二图像传感器物侧的第二物镜及第二变焦镜头，所述第二图像传感器、第二物镜及第二变焦镜头的光轴重合。本发明还提供一种采用上述光电透镜检测装置对光电透镜进行检测的方法。

Description

光电透镜检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种四通道小型可插拔光模块中的光电透镜的检测装置及检测方法。

背景技术

四通道小型可插拔光模块（QSFP，Quad Small Form-factor Pluggable）包括一传输端、一光电透镜及一接收端，传输端为一激光元件，接收端为一光侦测二极管。所述光电透镜主要是用于将传输端所发出的激光光源做45度的转折，耦合到传输端光纤中，反之，接收端光纤经由45度转折将光源耦合到光侦测二极管上。所述光电透镜的相邻表面分别凸设有第一透镜单元及第二透镜单元，所述第一透镜单元及第二透镜单元的光轴相垂直。所述第一透镜单元用于在传输端上将激光光线聚焦到光纤上，所述第二透镜单元用于在接收端上将光纤光线聚焦到光侦测二极管上。

所述光电透镜为塑料射出元件，常常会因为模仁上的脏污、刮伤或射出参数的问题，导致在第一及第二透镜单元端上有脏污、凹陷、刮伤、凸点、黑点、白点、以及灰尘覆盖，从而会使得光电透镜的光传输损耗过大，故需要对所述第一及第二透镜单元表面进行检测，但第一及第二透镜单元尺寸很小，大约直径约250um左右，故，必须通过显微物镜做量测，目前多用人工量测，此需一人一台显微镜，量测成本较高；另外因所述光电透镜具有第一及第二透镜单元，此两个镜片形成于光电透镜的不同表面，故要对光电透镜的两个表面分别进行检测，即对所述第一及第二透镜单元分别进行检测，人工操作时耗时较多。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种四通道小型可插拔光模块中的光电透镜检测装置及检测方法，以降低人力成本，减少检测工作耗时。

一种光电透镜检测装置，所述光电透镜的相邻表面分别凸设有第一透镜单元及第二透镜单元，所述光电透镜检测装置包括第一检测元件及第二检测元件，所述第一检测元件与所述第一透镜单元相对应，所述第二检测元件与所述第二透镜单元相对应，所述第一检测元件及第二检测元件分别用于检测所述光电透镜的第一及第二透镜单元的表面状况。所述第一检测元件包括一个第一图像传感器及搭载于所述第一图像传感器物侧的第一物镜及第一变焦镜头，所述第一图像传感器、第一物镜及第一变焦镜头的光轴重合。所述第二检测元件包括一个第二图像传感器及搭载于所述第二图像传感器物侧的第二物镜及第二变焦镜头，所述第二图像传感器、第二物镜及第二变焦镜头的光轴重合。

一种光电透镜检测方法，包括步骤：提供所述的光电透镜检测装置。提供一待检测的光电透镜，其中所述光电透镜的相邻表面分别凸设有第一透镜单元及第二透镜单元。使所述第一检测元件与所述第一透镜单元相对设置且光轴重合，及使所述第二检测元件与所述第二透镜单元相对设置且光轴重合。调整所述第一变焦镜头及第二变焦镜头的放大倍率至可以得到所述第一透镜单元及第二透镜单元表面的清晰的影像。以及通过所述第一检测元件及第二检测元件分别摄取所述第一透镜单元及第二透镜单元的影像，并分析所述影像从而得到所述第一透镜单元及第二透镜单元的表面状况，从而完成对所述光电透镜的检测。

本实施例的光电透镜检测装置及检测方法中的光电透镜检测装置可以自动对所述光电透镜的第一及第二透镜单元进行检测，从而可以替代人工检测，降低人力成本；并且因电透镜检测装置具有两个检测元件，两个感测元件可以同时对第一及第二透镜单元进行检测，故，还能进一步减少检测耗时。

附图说明

图1是本发明实施例提供的光电透镜检测装置的示意图。

图2是本发明实施例提供的光电透镜检测的流程图。

主要元件符号说明

光电透镜	200
		第一透镜单元	201
第二透镜单元	202
		光电透镜检测装置	100
驱动件	23
		抓取部	20
精密定位工作台	30
		感测部	40
检测部	50
		放料部	60
处理器	70
		控制器	80
机械手臂	21
		抓取头	22
平台	31
		滑动驱动件	32
第一图像摄取装置	41
		第二图像摄取装置	42
第一检测元件	51
		第二检测元件	52
第一图像传感器	511
		第一物镜	512
第一变焦镜头	513
		第二图像传感器	521
第二物镜	522
		第二变焦镜头	523
来料盘	61
		收料盘	62

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图对本技术方案实施方式作进一步的详细说明。

请参阅图1，为本技术方案提供的光电透镜检测装置100。所述光电透镜检测装置100用于检测光电透镜200的第一透镜单元201及第二透镜单元202的表面状况。

光电透镜200的相邻表面分别凸设有第一透镜单元201及第二透镜单元202，所述第一透镜单元201及第二透镜单元202的光轴相垂直。本实施例中，第一透镜单元201和第二透镜单元202的横截面为圆形，且所述圆形的直径为250um。

所述光电透镜检测装置100包括抓取部20、精密定位工作台30、感测部40、检测部50、放料部60、处理器70以及控制器80。

所述精密定位工作台30（XY-Table）包括平台31及与平台31相连的滑动驱动件32。所述平台31具有方形表面，定义所述方形表面相邻两边所在的方向分别为XY轴方向，垂直于所述方形表面的方向为Z轴方向。以与所述平台31表面共面的某一预定点为原点，以图1中所示的X轴方向和Y轴方向为坐标轴方向建立直角坐标系，即所述平台31表面的每个点均对应一个二维坐标值，即所述平台31表面的点的坐标可以表示为（x,y）。所述滑动驱动件32用于驱动所述平台31在X、Y方向移动。本实施例中，所述滑动驱动件32驱动所述精密定位工作台30在X、Y方向移动的精度为2微米。

所述抓取部20包括机械手臂21及固定于机械手臂21一端的抓取头22。所述机械手臂21与一驱动件23相连接，从而可使所述抓取头22沿X、Y、Z轴方向移动及沿所述抓取头22的轴向旋转。所述抓取头22用于抓取所述光电透镜200。本实施例中，所述抓取头22为一吸嘴，且所述抓取头22与一气泵（图未示）相连。当然，所述抓取头22也可以直接在所述驱动件23的驱动下绕其中心轴相对于所述机械手臂21旋转，此时设置所述抓取头22通过转轴与所述机械手臂21相连，使所述抓取头22可以相对所述机械手臂21旋转；另外，所述抓取头22也可以为抓爪等其他抓取部件。

所述感测部40包括第一图像摄取装置41及第二图像摄取装置42。所述第一图像摄取装置41固设于所述机械手臂21上并位于所述机械手臂21的下方。所述第一图像摄取装置41用于感测经过所述机械手臂21的下方的物件，并在感测到经过所述机械手臂21下方的物件时发出感测信号。所述第二图像摄取装置42用于摄取待测的所述光电透镜200的图像以获取所述光电透镜200上的所述第一及第二透镜单元201、202的位置关系。所述第二图像摄取装置42固设于所述平台31预设位置，且所述第二图像摄取装置42在平台31上具有预定位置坐标。

所述检测部50包括第一检测元件51及第二检测元件52。所述第一检测元件51及第二检测元件52用于同时检测待测的所述光电透镜200的第一及第二透镜单元201、202的表面状况。所述第一检测元件51对应于所述第一透镜单元201，所述第二检测元件52对应于所述第二透镜单元202。本实施例中，所述第一检测元件51包括一个第一图像传感器511及搭载于所述第一图像传感器511物侧的第一物镜512及第一变焦镜头513，所述第一图像传感器511、第一物镜512及第一变焦镜头513的光轴重合。所述第二检测元件52包括一个第二图像传感器521及搭载于所述第二图像传感器521物侧的第二物镜522及第二变焦镜头523，所述第二图像传感器521、第二物镜522及第二变焦镜头523的光轴重合。所述第一物镜512及第二物镜522均为放大倍率为10倍的光学镜头，所述第一变焦镜头513及第二变焦镜头523均为放大倍率为10至40倍的变焦光学镜头，也即所述第一物镜512与第一变焦镜头513配合及所述第二物镜522与第二变焦镜头523均可以达到100至400倍的光学放大倍率，从而可以清楚观察直径为250微米左右大小的第一及第二透镜单元201和202。本实施例中，所述第一检测元件51与所述第二检测元件52的光轴相垂直。所述第一检测元件51与所述第二检测元件52均固设于所述平台31预定位置，也即所述第一检测元件51与所述第二检测元件52在平台31上具有预定位置坐标。

当然，所述第一及第二透镜单元201，202的尺寸并不限于本案的250微米，其还可以为其它较小尺寸，如1000微米、500微米、150微米等，一般为百微米量级至毫米量级；如果所述第一及第二透镜单元201，202的尺寸为其它，且调整所述第一变焦镜头513及第二变焦镜头523的放大倍率也不能得到所述第一及第二透镜单元201、202的清晰的影像，则，所述第一物镜512及第二物镜522则不限于放大倍率为10倍的光学镜头，所述第一变焦镜头513及第二变焦镜头523也不限于放大倍率为10至40倍的变焦光学镜头，即可以根据所述第一及第二透镜单元201，202的尺寸相应选用其它放大倍率的第一物镜512、第二物镜522、第一变焦镜头513及第二变焦镜头523。

所述放料部60包括来料盘61及收料盘62。所述来料盘61用于放置待检测的光电透镜200，所述来料盘61与一驱动器（图未示）相连，从而可以在所述驱动器的驱动下移动。所述收料盘62用于放置检测后的光电透镜。本实施例中，所述收料盘62包括有多个分区，每个分区对应于不同的检测结果的光电透镜200，例如良品区及不良品的脏污区、刮伤区、黑点区及白点区等。

所述处理器70与所述精密定位工作台30、感测部40、检测部50、放料部60以及控制器80均相连。所述处理器70用于获取所述精密定位工作台30、感测部40以及检测部50反馈的信息，并对所述信息进行分析处理，以及将所述信息的处理结果以指令的形式发出至控制器80。

所述控制器80与抓取部20、精密定位工作台30、处理器70、感测部40、放料部60以及检测部50均相连。所述控制器80用于根据从所述处理器70接收到的指令，控制所述抓取部20、精密定位工作台30、感测部40以及检测部50依照指令运作。

为对本实施例进行清楚描述，图1中对光电透镜200的大小与光电透镜检测装置100的大小的比例关系进行了放大，在实际的光电透镜200检测过程中，并不以本实施例为限。

请参阅图2，应用所述光电透镜检测装置100对所述光电透镜200检测的方法包括如下步骤：

S1，抓取待测的所述光电透镜200。

驱动所述机械手臂21至所述精密定位工作台30的一侧，驱动所述来料盘61相所述机械手臂21方向移动，当所述来料盘61移动至所述机械手臂21下方的预定位置时，被所述第一图像摄取装置41感测到，之后所述第一图像摄取装置41发出感测信号至所述处理器70，所述处理器70收到感测信号后发出停止的指令至控制器80，控制器80控制所述来料盘61停止移动，从而所述来料盘61停至所述机械手臂21下方的预定位置；之后驱动所述抓取部20沿Z轴下降抓取所述来料盘61上的其中一个待测的所述光电透镜200，其中，被抓取的光电透镜200的第一透镜单元201远离所述抓取部，即所述光电透镜200远离所述第一透镜单元201的一侧与所述抓取部20相对。

S2，驱动机械手臂21移动，带动抓取头22抓取的待测的所述光电透镜200移动至所述第二图像摄取装置42的正上方，并驱动所述机械手臂21移动从而带动抓取头22沿Z轴移动，至使所述光电透镜200的侧面的所述第二透镜单元202的光轴与所述第二检测元件52位于同一水平面。

S3，利用第二图像摄取装置42和处理器70感测第二透镜单元202的位置，并驱动所述机械手臂21带动抓取头22以Z轴方向为轴旋转以调整待测的所述光电透镜200第二透镜单元202的位置，使所述第二透镜单元202的光轴与所述第二检测元件52的光轴平行，且使所述第二透镜单元202的朝向与所述第二检测元件52的朝向相反。

通过所述第二图像摄取装置42对待测的所述光电透镜200进行图像摄取，并将摄取的图像信息反馈给所述处理器70，所述处理器70根据摄取图像中所述第一及第二透镜单元201、202的位置关系，并根据所述第一及第二检测元件51、52的坐标，判断所述第二透镜单元202的光轴与所述第二检测元件52的光轴是否相平行，以及判断所述第二透镜单元202与所述第二检测元件52的位置是否相对应，即所述第二透镜单元202的朝向与所述第二检测元件52的朝向是否相反；如果所述第二透镜单元202的光轴与所述第二检测元件52的光轴相平行，且所述第二透镜单元202的朝向与所述第二检测元件52的朝向相反，则进行下一步，如果所述第二透镜单元202的光轴与所述第二检测元件52的光轴不平行，且/或所述第二透镜单元202的朝向与所述第二检测元件52的朝向相同，则计算出所述光电透镜200需要旋转的角度以使所述第二透镜单元202的朝向与所述第二检测元件52的朝向相反且光轴平行，之后将所述需要旋转的角度以指令的形式发出至所述控制器80，所述控制器80控制驱动所述抓取部20旋转预定角度使待测的所述光电透镜200的第二透镜单元202的光轴与所述第二检测元件52的光轴相平行，并使所述第二透镜单元202朝向与所述第二检测元件52的朝向相反。

S4，驱动所述机械手臂21移动从而带动抓取头22沿XY方向移动，使所述光电透镜200的第一透镜单元201移动至所述第一检测元件51的正上方，并使所述光电透镜200的第二透镜单元202与所述第二检测元件52正对。

即，使所述第一检测元件51的光轴与所述第一透镜单元201的光轴重合，使所述第二检测元件52的光轴与所述第二透镜单元202的光轴重合。

当然，也可以驱动所述平台31沿XY方向移动，从而使所述光电透镜200的第一透镜单元201位于所述第一检测元件51的正上方，并使所述光电透镜200的第二透镜单元202与所述第二检测元件52正对。

S5，通过所述第一检测元件51及第二检测元件52摄取所述第一透镜单元201及第二透镜单元202的影像，并通过对摄取的影像进行分析，得到第一透镜单元201及第二透镜单元202的表面状况，从而得知所述光电透镜200是良品还是不良品，以及如果是不良品，则分析不良品的类型。

调整所述第一变焦镜头513及第二变焦镜头523至可以得到所述第一透镜单元201及第二透镜单元202的清晰的影像，通过所述第一检测元件51及第二检测元件52可以同时得到所述第一透镜单元201及第二透镜单元202的影像，并将所述影像反馈给所述处理器70，所述处理器70对所述影像进行影像分析并确定是否为良品以及不良品的类型，即，根据所述第一检测元件51及第二检测元件52获取到的影像信息进行分析，将所述第一透镜单元201及所述第二透镜单元202分为良品及不良品的脏污、刮伤、黑点及白点等类别。

S6，根据步骤S5得出的已检测的光电透镜200的类别将检测后的所述光电透镜200移至所述收料盘62的相应分区内，完成对所述光电透镜200的检测及分类。

本实施例的光电透镜检测装置100及检测方法中的光电透镜检测装置100可以自动对所述光电透镜200的第一及第二透镜单元201和202进行检测，从而可以替代人工检测，降低人力成本；并且光电透镜检测装置100具有两个感测元件及两个检测元件，其中一个图像摄取装置可以感测来料，另一图像摄取装置可以准确感测第一透镜单元201和第二透镜单元202的相对位置，从而可根据第一透镜单元201和第二透镜单元202的相对位置调整所述第二透镜单元202与其对应的检测元件光轴平行且朝向相反，两个检测元件可以同时对第一及第二透镜单元201和202进行检测，故，还能进一步提高检测的准确性并减少检测耗时。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光电透镜检测装置，所述光电透镜的相邻表面分别凸设有第一透镜单元及第二透镜单元，所述光电透镜检测装置包括第一检测元件及第二检测元件，所述第一检测元件与所述第一透镜单元相对应，所述第二检测元件与所述第二透镜单元相对应，所述第一检测元件及第二检测元件分别用于检测所述光电透镜的第一及第二透镜单元的表面状况；所述第一检测元件包括一个第一图像传感器及搭载于所述第一图像传感器物侧的第一物镜及第一变焦镜头，所述第一图像传感器、第一物镜及第一变焦镜头的光轴重合；所述第二检测元件包括一个第二图像传感器及搭载于所述第二图像传感器物侧的第二物镜及第二变焦镜头，所述第二图像传感器、第二物镜及第二变焦镜头的光轴重合。

2.如权利要求1所述的光电透镜检测装置，其特征在于，所述光电透镜检测装置还包括抓取部，所述抓取部包括机械手臂、与机械手臂相连的抓取头及驱动器，所述抓取头用于抓取待检测的光电透镜，所述驱动器用于驱动所述抓取头移动及旋转。

3.如权利要求2所述的光电透镜检测装置，其特征在于，所述光电透镜检测装置还包括第二图像摄取装置，所述第二图像摄取装置用于摄取待测的所述光电透镜的图像以获取所述光电透镜的第一及第二透镜单元的位置关系。

4.如权利要求3所述的光电透镜检测装置，其特征在于，所述光电透镜检测装置还包括精密定位工作台及处理器；所述第一检测元件、第二检测元件及第二图像摄取装置均固设于所述精密定位工作台预设位置，且在所述精密定位工作台上具有预定位置坐标；所述处理器用于根据从所述第二图像摄取装置获取的所述光电透镜的第一及第二透镜单元的位置关系，以及所述第一及第二检测元件的坐标位置关系，判断所述第二透镜单元的光轴与所述第二检测元件的光轴是否相平行以及朝向是否相反，以及计算所述光电透镜需旋转的角度以使所述第二透镜单元的光轴与所述第二检测元件的光轴是否相平行以及朝向相反，并用于发出相应旋转角度指令至所述机械手臂的驱动器。

5.如权利要求4所述的光电透镜检测装置，其特征在于，所述精密定位工作台包括平台及与平台相连的滑动驱动件，所述第一检测元件及第二检测元件固设于所述平台上，所述滑动驱动件用于带动所述平台在与所述平台表面平行的方向移动。

6.如权利要求5所述的光电透镜检测装置，其特征在于，所述光电透镜检测装置还包括控制器，所述控制器用于根据所述处理器的指令控制所述驱动器驱动所述抓取头移动及旋转，及用于根据所述处理器的指令控制所述滑动驱动件带动所述平台在与所述平台表面平行的方向移动。

7.如权利要求1所述的光电透镜检测装置，其特征在于，所述第一物镜及所述第二物镜均为放大倍率为10倍的光学镜头，所述第一变焦镜头及所述第二变焦镜头均为放大倍率为10至40倍的变焦光学镜头。

8.一种光电透镜检测方法，包括步骤：

提供如权利要求1所述的光电透镜检测装置；

提供一待检测的光电透镜，其中所述光电透镜的相邻表面分别凸设有第一透镜单元及第二透镜单元；

使所述第一检测元件与所述第一透镜单元相对设置且光轴重合，及使所述第二检测元件与所述第二透镜单元相对设置且光轴重合；

调整所述第一变焦镜头及第二变焦镜头的放大倍率至可以得到所述第一透镜单元及第二透镜单元表面的清晰的影像；以及

通过所述第一检测元件及第二检测元件分别摄取所述第一透镜单元及第二透镜单元的影像，并分析所述影像从而得到所述第一透镜单元及第二透镜单元的表面状况，从而完成对所述光电透镜的检测。

9.如权利要求8所述的光电透镜检测方法，其特征在于，所述光电透镜检测装置还包括第二图像摄取装置、抓取部及处理器，所述抓取部包括机械手臂、与机械手臂相连的抓取头及驱动器，所述抓取头用于抓取待检测的光电透镜，所述驱动器用于驱动所述抓取头移动及旋转；所述第二图像摄取装置用于摄取待测的所述光电透镜的图像以获取所述光电透镜的第一及第二透镜单元的位置关系；使所述第一检测元件与所述第一透镜单元相对设置且光轴重合，及使所述第二检测元件与所述第二透镜单元相对设置且光轴重合的步骤包括：

驱动机械手臂移动，带动抓取头抓取的所述光电透镜移动至将所述光电透镜移动至所述第二图像摄取装置的正上方，驱动所述机械手臂移动从而带动抓取头沿Z轴移动，至使所述光电透镜的侧面的所述第二透镜单元的光轴与所述第二检测元件位于同一水平面；

通过所述第二图像摄取装置对所述光电透镜进行图像摄取，并根据摄取图像中所述第一及第二透镜单元的位置关系，以及根据所述第一及第二检测元件的坐标，判断所述第二透镜单元的光轴与所述第二检测元件的光轴是否相平行以及判断所述第二透镜单元的朝向与所述第二检测元件的朝向是否相反；

如果所述第二透镜单元的光轴与所述第二检测元件的光轴相平行，且所述第二透镜单元的朝向与所述第二检测元件的朝向相反，则驱动所述机械手臂移动从而带动抓取头沿XY方向移动，使所述光电透镜的第一透镜单元移动至所述第一检测元件的正上方，并使所述光电透镜的第二透镜单元与所述第二检测元件正对；

否则，则通过处理器计算出所述光电透镜需要旋转的角度以使所述第二透镜单元的朝向与所述第二检测元件的朝向相反且光轴平行，驱动所述抓取部旋转预定角度使待测的所述光电透镜的第二透镜单元的光轴与所述第二检测元件的光轴相平行，并使所述第二透镜单元朝向与所述第二检测元件的朝向相反，之后驱动所述机械手臂移动从而带动抓取头沿XY方向移动，使所述光电透镜的第一透镜单元移动至所述第一检测元件的正上方，并使所述光电透镜的第二透镜单元与所述第二检测元件正对。

10.如权利要求9所述的光电透镜检测方法，其特征在于，所述光电透镜检测装置还包括精密定位工作台；所述第一检测元件、第二检测元件及第二图像摄取装置均固设于所述精密定位工作台预设位置，且在所述精密定位工作台上具有预定位置坐标。