CN107748445B - 一种小型有源光学模组的装配装置及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型有源光学模组的装配装置及装配方法。该装配装置包括：影像源传送机构，所述影像源传送机构用于承载影像源，所述影像源传送机构被配置为能将影像源传送至测试组装位；镜片校准执行机构，所述镜片校准执行机构用于将镜片装配于位于测试组装位的影像源上；影像分析组件，所述装配装置被配置为能启动位于测试组装位的影像源，所述影像分析组件被配置为透过镜片接收影像源的影像，影像分析组件对影像进行分析并控制镜片校准执行机构优化调节镜片在影像源上的位置。本发明达到的一个技术效果为提高小型有源光学模组的成像性能。

Description

一种小型有源光学模组的装配装置及装配方法

技术领域

本发明涉及有源光学模组技术领域，具体地，涉及一种小型有源光学模组的装配装置及装配方法。

背景技术

消费类电子产品几年来发展迅速，已广泛应用于人们的生活、娱乐活动中。其中，随着VR、投影等技术的发展，相关的小型有源光学电子产品也逐渐得到应用和发展。小型有源光学电子产品中通常具有产生影像的光源部件和镜片。光源部件产生的影像通过镜片投射到人眼、屏幕等处，形成图像。

这类小型有源光学电子产品在生产、装配时，需要对光源部件和镜片进行相对定位、组装。两者的相对位置对电子产品的最终光学影像输出性能有着至关重要的影响。但是，由于光源部件与中镜片自身的材料加工差异，通常不便于通过机械装配指标管控的方法限定两者之间的相对位置。所以，难以准确保证光源部件与镜片的相对位置以及最终产品的成像效果。

目前，在这一制程工艺中通常采用人工装配及人工判断成像效果的方法进行生产。由于人工检验的主观性因素，关键光学性能指标无法复制管控，无法保证批量产品的一致性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种小型有源光学模组的装配装置的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种小型有源光学模组的装配装置，包括：

影像源传送机构，所述传送机构用于承载影像源，所述传送机构被配置为能将影像源传送至测试组装位；

镜片校准执行机构，所述镜片校准执行机构用于将镜片装配于位于测试组装位的影像源上；

影像分析组件，所述装配装置被配置为能启动位于测试组装位的影像源，所述影像分析组件被配置为透过镜片接收影像源的影像，影像分析组件对影像进行分析并控制镜片校准执行机构优化调节镜片在影像源上的位置。

优选地，所述影像源传送机构被配置为能将影像源传送至点胶位，所述装配装置还包括点胶机构，所述点胶机构被配置为向位于点胶位的影像源点胶，镜片与影像源通过胶剂固定连接。

优选地，所述影像源传送机构被配置为将影像源先传送至点胶位，之后再传送至测试组装位，所述点胶机构被配置为在影像源上点胶紫外胶；

所述装配装置还包括紫外灯，所述紫外灯被配置为在镜片校准执行机构对镜片执行优化调节后，照射紫外胶以使镜片与影像源固定连接。

优选地，所述点胶位与测试组装位位置一致，所述点胶机构被配置为在镜片校准执行机构对镜片执行优化调节后对影像源点胶，以使镜片与影像源固定连接。

优选地，所述镜片校准执行机构被配置为在镜片与影像源固定连接后，与镜片分离。

优选地，所述装配装置还包括镜片上料机构和镜片搬运机构，所述镜片校准执行机构移动设置在镜片搬运机构上，所述镜片搬运机构被配置为能将镜片输送到镜片搬运机构处，所述镜片校准执行机构被配置为从镜片上料机构取镜片。

优选地，所述镜片校准执行机构包括三轴运动组件，所述三轴运动组件被配置为使镜片能在相互垂直的三个方向上移动。

优选地，所述影像分析组件包括影像采集相机、影像采集模块和计算机，所述影像采集相机被配置为采集影像源的影像，所述影像采集模块被配置为接收影像并进行预处理，所述计算机被配置为根据预定图像标准对预处理的影像进行分析，并控制镜片校准执行机构执行优化调节。

优选地，所述影像源传送机构为转盘，所述转盘上设置有影像源工装，所述影像源工装被配置为能固定承载影像源。

根据本发明的第二方面，还提供了一种小型有源光学模组的装配方法，包括：

在待装配的影像源上点胶；

将影像源置于测试组装位，将镜片设置于影像源上；

启动影像源，透过镜片接收影像源产生的影像；

对影像进行分析，并优化调节镜片在影像源上的位置；

使影像源上的胶剂固化，影像源与镜片通过胶剂固定连接。

根据本公开的一个实施例，通过机械装配提高了产品的组装效率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例提供的小型有源光学模组的装配装置的俯视图；

图2是本发明实施例提供的小型有源光学模组的装配装置的轴向侧视图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1和图2所示，本发明提供了一种小型有源光学模组的装配装置，包括影像源传送机构4、镜片校准执行机构10和影像分析组件。所述影像源传送机构4上可以均布搭载四个影像源定位工装，影像源定位工装用于固定承载影像源。装配装置具有上料位5，当影像源定位工装移动到上料位5时，可以将影像源9装载至影像源定位工装。装配装置还具有测试组装工位7，当影像源9被传送到此工位时，可以进行与镜片的组装以及测试操作。装配装置可以将位于测试组装位7的影像源9点亮，使其投射预定的测试图像，进而可以对影像源与镜片的装配位置进行测试。

所述镜片校准执行机构10用于将镜片8装配于位于测试组装位7的影像源9上。在影像源9通电点亮后，所述影像分析组件通过镜片8接收影像源9投射的影像。影像分析组件对接收的影像进行分析。如果影像缺陷，其可以根据分析的结果控制镜片校准执行机构10带动镜片微调移动，优化调节镜片8在影像源9上所处的位置。通过优化调节，可以使镜片8调整到更优的位置和姿态，使影像源9经镜片8投射的影像达到更好的可视效果。本发明提供的装配装置能够在影像分析组件和镜片校准执行机构的配合下，提高镜片在影像源上的装配精度，进而提高装配的小型有源光学模组的性能。其生成的影像质量更高。另一方面，本发明的装配装置也提高了产品组装效率以及关键光学性能指标管控一致性。进一步地，可根据指标管控等级方便地匹配设备设置参数。

所述影像源传送机构4上还可以包括点胶位6和点胶机构3，上述影像源固定工装可以移动到点胶位6。在点胶位6，可以对影像源9上用于固定装配镜片8的位置进行点胶，设置上胶剂。所述点胶机构3用于执行点胶作业，点胶后的影像源9与镜片8通过胶剂固定连接。所述点胶机构3包括三组伺服电机、直线导轨、滚珠丝杠等构成的单轴直线驱动模组，三轴联动可执行二、三维连续轨迹涂胶和二、三维多点离散点胶等作业。本领域技术人员还可以采用其他点胶机构，凡是能达到同样技术效果的技术方案，都属于本发明的保护范围。

可选地操作方式为，所述影像源传送机构4将影像源9先传送至点胶位6，点胶机构3对影像源9完成点胶作业后，影像源9再被传送至测试组装位7。所述点胶机构3在影像源9上设置紫外胶，装配装置还包括紫外灯。所述紫外灯被配置为在镜片校准执行机构10对镜片8执行完优化调节后，照射紫外胶以使紫外胶凝固，进而使镜片与影像源固定连接。本发明对胶剂的种类不做限制，本领域技术人员还可以采用其他胶剂，能达到将镜片粘接固定在影像源上的技术方案，都属于本发明的变换方式。

在另一种可选操作方式中，所述点胶位6与测试组装位7的位置一致。所述点胶机构3被配置为在镜片校准执行机构10对镜片8执行完优化调节后再对影像源9点胶，以使镜片8与影像源9固定连接。

优选地，在所述镜片与影像源固定连接后，所述镜片校准执行机构再与镜片分离，完成镜片的装配作业。这种操作方式能进一步提高镜片与影像源之间相对位置的准确性，避免镜片移动偏出经优化调节之后的位置。

进一步地，所述影像源传送机构4为转盘，包含四分位分度转盘，由旋转式直驱马达或电机加四分位凸轮分割器驱动。所述影像源定位工装设置在转盘上。所述转盘带动影像定位源工装上承载的影像源8进行转动，以完成各个装配步骤。采用转盘作为影像传送机构的优点在于，转盘能够轮转持续的将待加工的影像源输送到测试组装位，并将装配上镜片的影像源再输出到其它工位。轮转作业的效率更高，也有利于自动化生产。本发明并不限制必须采用转盘作为影像源传送机构，也可以采用传送带等装置。

所述装配装置还包括镜片上料机构1和镜片搬运机构2。所述镜片上料机构1用于将镜片8输送至镜片搬运机构2处。镜片上料机构1包括步进或伺服电机、直线导轨、滚珠丝杠等构成的单轴直线驱动模组，初终位置检测开关，以及用于定位镜片8的专用承载工装。镜片8在工装中依靠真空吸气保持位置，并配有真空压力开关检测元件是否被准确吸附在工装中。

所述镜片校准执行机构10设置在镜片搬运机构2上，镜片校准执行机构10可以在镜片搬运机构2上移动。镜片校准执行机构10从镜片上料机构1上的工装中将所要装配的镜片8取出，接着将镜片8搬运至测试组装位7处，用于与影像源9装配。所述镜片搬运机构2可以包括伺服电机、直线导轨、滚珠丝杠等构成的单轴直线驱动模组，初终位置检测开关等。本领域技术人员还可以采用具有其它结构特征的镜片搬运机构，以实现镜片的运输，本发明不对此进行限制。

所述镜片校准执行机构10包括三轴运动组件，所述三轴运动组件被配置为使镜片8能在相互垂直的三分方向上移动，以将调整镜片8处于最佳装配位置。三轴运动组件上搭载有镜片夹具，用于定位、抓取、移动镜片8。镜片夹具可选为镜片夹爪、镜片吸盘等抓取构件，本发明不对具体形式进行限制。所述三轴运动组件及镜片夹具的数量基于所装配的小型有源光学模组产品所确定。在如图2所示的实施方式中，所述镜片校准执行机构包括了两组三轴运动组件，每组三轴运动组件上配有一支镜片夹爪。

所述影像分析组件包括影像采集相机、影像采集模块和计算机，影像采集相机11通过位于影像源9中的镜片8，采集影像源9投射出的影像，并将影像传输至影像采集模块12。所述影像采集模块12对影像进行预处理，计算机13通过特定软件系统将影像采集模块12输入的预处理影像进行分析，根据预定图像标准判断影像的质量是否达到要求。可选地，上述预定图像标准可以包括相位、畸变、离焦等信息。其中，影像的相位和畸变与镜片在影像源中沿自身径向的位置有关，离焦则与影片在影像源中沿自身轴向的位置有关。通过对影像的上述参数进行计算分析，可以判断当前影像是否符合预定图像标准。如果不符合，则根据参数的量值换算输出：在当前影像源9与镜片8预组装位置下，镜片8需要向哪个方向移动以及移动的位移量。该信息被传输至镜片校准执行机构10搭载的三轴运动组件，其带动镜片8进行补偿位移，最终使镜片8处于影像源9的最佳位置。使影像源经镜片投射出的影像能够符合预定图像标准。

本发明采用影像分析组件，减少了人工组装过程中的主观性及由于较长时间工作造成的疲劳引起感官能力下降，提高了产品组装效率以及关键光学性能指标管控一致性，并可根据指标管控等级方便地匹配设备设置参数。机械操作镜片与影像源装配，提高了装配精度。进一步地，本发明提供的装配装置可以降低对影像源和镜片的非光学性能相关机械尺寸精度要求，减少成本。

本发明还提供了一种小型有源光学模组的装配方法，包括：

在待装配的影像源上进行点胶作业，该点胶作业可以通过配置的点胶机构进行。

将影像源置于测试组装位，然后将镜片设置于影像源上。其中，可以通过影像源传送机构将影像源传送至测试组装位。通过镜片校准执行机构将镜片设置在位于测试组装位的影像源上。

启动影像源，是影像源投射用于检测的影像。透过设置在影像源上的镜片收取影像源产生的影像。

对收集到的影像进行分析，根据分析的结果对影像源上的镜片的位置进行优化调节，使镜片处于最佳位置。提高影像源透过透镜投射的影像的质量。

镜片位置优化调节完成后，使影像源上的胶剂固化，影像源与镜片通过胶剂固定连接。

通过该方法，能够准确的将镜片装配在影像源上的最佳位置，提高小型有源光学模组的性能以及批量生产的一致性。本发明提供的装配方法并不限制点胶作业的执行顺序，只要在完成对镜片的优化调节操作后，使胶剂能够固定连接影像源和镜片即可。根据所采用的胶剂种类的不同，点胶作业可以在该方法的不同步骤顺序上执行。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种小型有源光学模组的装配装置，其特征在于，包括：

影像源传送机构，所述影像源传送机构用于承载影像源，所述影像源传送机构被配置为能将影像源传送至测试组装位；

镜片校准执行机构，所述镜片校准执行机构用于将镜片装配于位于测试组装位的影像源上；

影像分析组件，所述装配装置被配置为能启动位于测试组装位的影像源，所述影像分析组件被配置为透过镜片接收影像源的影像，影像分析组件对影像进行分析并控制镜片校准执行机构优化调节镜片在影像源上的位置；

所述影像分析组件包括影像采集相机、影像采集模块和计算机，所述影像采集相机被配置为采集影像源的影像，所述影像采集模块被配置为接收影像并进行预处理，所述计算机被配置为根据预定图像标准对预处理的影像进行分析，并控制镜片校准执行机构执行优化调节；

所述预定图像标准包括相位、畸变、离焦信息。

2.根据权利要求1所述的装配装置，其特征在于，所述影像源传送机构被配置为能将影像源传送至点胶位，所述装配装置还包括点胶机构，所述点胶机构被配置为向位于点胶位的影像源点胶，镜片与影像源通过胶剂固定连接。

3.根据权利要求2所述的装配装置，其特征在于，所述影像源传送机构被配置为将影像源先传送至点胶位，之后再传送至测试组装位，所述点胶机构被配置为在影像源上点胶紫外胶；

所述装配装置还包括紫外灯，所述紫外灯被配置为在镜片校准执行机构对镜片执行优化调节后，照射紫外胶以使镜片与影像源固定连接。

4.根据权利要求2所述的装配装置，其特征在于，所述点胶位与测试组装位位置一致，所述点胶机构被配置为在镜片校准执行机构对镜片执行优化调节后对影像源点胶，以使镜片与影像源固定连接。

5.根据权利要求3或4所述的装配装置，其特征在于，所述镜片校准执行机构被配置为在镜片与影像源固定连接后，与镜片分离。

6.根据权利要求1所述的装配装置，其特征在于，所述装配装置还包括镜片上料机构和镜片搬运机构，所述镜片校准执行机构移动设置在镜片搬运机构上，所述镜片搬运机构被配置为能将镜片输送到镜片搬运机构处，所述镜片校准执行机构被配置为从镜片上料机构取镜片。

7.根据权利要求1所述的装配装置，其特征在于，所述镜片校准执行机构包括三轴运动组件，所述三轴运动组件被配置为使镜片能在相互垂直的三个方向上移动。

8.根据权利要求1所述的装配装置，其特征在于，所述影像源传送机构为转盘，所述转盘上设置有影像源工装，所述影像源工装被配置为能固定承载影像源。

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