CN109901304A - 一种透镜定位装置及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种透镜定位装置及定位方法，该装置包括：底座、第一支架、料盘、第二支架、第一相机、第二相机、第三相机、第三支架和目标部件，其中，所述第一支架沿X轴方向安装在所述底座上，所述料盘安装在所述第一支架上，所述第一相机和所述第三相机安装均在所述第二支架上，所述第二相机安装在所述第三支架上，所述第一相机位于目标部件的上方，所述第二相机和所述目标部件位于同一高度，所述第三相机位于所述料盘的上方，所述目标透镜需要放置在所述目标部件上。本发明实施例为了将目标透镜能够准确的放置在激光器芯片上，利用第一相机和第二相机，分别调整目标透镜在X方向和Y方向的位置，以实现对目标透镜的初步定位。

Description

一种透镜定位装置及定位方法

技术领域

本发明实施例涉及激光技术领域，尤其涉及一种透镜定位装置及定位方法。

背景技术

在激光技术领域，经常需要把料盘上的透镜安装到芯片上，传统的方法中通常使用人工手动操作，但是通过人工的方法效率较低，并且工作量较大，难以适应工业化的需求。

因此，亟需一种透镜定位装置及定位方法。

发明内容

本发明实施例提供一种透镜定位装置及方法，用以解决现有技术中人工定位效率低、精度不高的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种透镜定位装置，包括：底座、第一支架、料盘、第二支架、第一相机、第二相机、第三相机、第三支架、夹头、控制器和目标部件，其中，以任意竖直方向为X轴方向，以X轴为参照对象水平向左的方向作为Y轴方向，所述第一支架沿X轴方向安装在所述底座上，所述料盘安装在所述第一支架上，所述第二支架沿Y轴方向安装在所述底座上，所述第一相机和所述第三相机均安装在所述第二支架上，所述第三支架沿X轴方向安装在所述底座上，所述第二相机安装在所述第三支架上，所述第一相机位于所述目标部件的上方，所述第二相机和所述目标部件位于同一高度，所述第三相机位于所述料盘的上方，所述控制器固定在所述底座上，所述控制器与所述夹头连接，所述控制器用于控制所述夹头运动，所述料盘用于装载目标透镜，所述目标部件安装在所述底座上，或，所述目标部件安装在第四支架上，所述第四支架沿X轴安装在所述底座上。

第二方面，本发明实施例提供一种透镜定位方法，包括：

通过所述第三相机获取所述夹头与所述目标透镜的第一初始图片；

根据所述第一初始图片，获取所述夹头与所述目标透镜之间的初始距离；

根据所述初始距离，利用所述夹头将所述目标透镜夹取到所述目标部件上方；

利用所述第二相机获取所述目标透镜与所述目标部件的第二初始图片；

根据所述第二初始图片，获取所述目标透镜与所述目标部件的上表面之间的第一垂直距离、所述目标透镜与所述目标部件的上表面之间第一夹角，所述目标部件的上表面为最接近所述第二相机的侧面；

根据所述第一垂直距离和所述第一夹角，调整所述目标透镜在X轴方向的位置；

利用所述第一相机获取所述目标透镜与所述目标部件的第三初始图片；

根据所述第三初始图片，获取所述目标透镜与所述目标部件的出光面之间的第二垂直距离、所述目标透镜与所述目标部件的出光面之间的第二夹角，所述目标部件的出光面为最接近所述第一相机的侧面；

根据所述第二垂直距离和所述第二夹角，调整所述目标透镜在Y轴方向的位置。

本发明实施例提供的一种透镜定位装置及定位方法，通过第三相机，拍摄夹头与目标透镜之间的距离，并利用夹头夹取目标透镜，为了将目标透镜能够准确的放置在激光器芯片上，利用第一相机和第二相机，分别调整目标透镜在X方向和Y方向的位置，以实现对目标透镜的初步定位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种透镜定位装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种透镜定位方法的流程图；

图3为本发明实施例一种透镜定位方法中利用夹头夹取目标透镜的状态过程示意图；

图4为本发明实施例一种透镜定位方法中利用第二相机进行定位的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种透镜定位方法中第一相机定位的示意图。

附图标记：

101，底座； 102，料盘； 103，第一支架；

104，第二支架； 105，第三支架； 106，第一相机；

107，第二相机； 108，第三相机； 109，夹头；

1010，激光器芯片； 1011，第四支架； 1012，第一光源；

1013，第二光源； 301，第一夹头状态； 302，第二夹头状态；

303，第三夹头状态； 304，第四夹头状态； 305，初始距离；

401，第一垂直距离； 402，第一夹角； 501，第二垂直距离；

502，第二夹角； 1014，控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种透镜定位装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：底座101、第一支架103、料盘102、第二支架104、第一相机106、第二相机107、第三相机108、第三支架105、夹头109、控制器1014和目标部件，其中，由上向下的方向为X轴方向，以X轴为参照对象水平向左的方向作为Y轴方向，所述第一支架103沿X轴方向安装在所述底座101上，所述料盘102安装在所述第一支架103上，所述第二支架104沿Y轴方向安装在所述底座101上，所述第一相机106和所述第三相机108安装均在所述第二支架104上，所述第三支架105沿X轴方向安装在所述底座101上，所述第二相机107安装在所述第三支架105上，所述第一相机106位于所述目标部件的上方，所述第二相机107和所述目标部件位于同一高度，所述第三相机108位于所述料盘102的上方，所述控制器1014固定在所述底座101上，所述控制器1014与所述夹头109连接，所述控制器1014用于控制所述夹头109运动，所述料盘102用于装载目标透镜，所述目标部件安装在所述底座上，或，所述目标部件安装在第四支架上，所述第四支架沿X轴安装在所述底座上。

为了方便描述，将由上向下的方向作为X轴方向，以X轴方向为参照对象，将水平向左的方向作为Y轴方向。

需要说明的是，由于激光技术领域经常用到的是将透镜贴合到激光器芯片中，所以本发明实施例中以激光器芯片作为目标部件来进行说明，相应地，由于激光器芯片的高度不能满足与第二相机107处于同一高度的要求，所以本发明实施例中将激光器芯片安装在第四支架1011上。

具体地，该透镜定位装置的最下方为底座101，其它部件都固定在底座101上，第一支架103固定在底座101上，料盘102固定在第一支架103上，料盘102被划分为许多个小方块，每个小方块都可以放置一片透镜，将需要夹取的透镜作为目标透镜。

第二支架104也固定在底座101上，在第二支架104上安装有第一相机106和第三相机108，第三相机108需要拍摄目标透镜与夹头109的初始图片，通过对初始图片进行处理来得到目标透镜与夹头109之间的距离，为了拍摄方便，第三相机108位于料盘102的正上方，第一相机106安装在第三相机108的旁侧。

具体地，夹头109的运动可以通过该定位装置内设的控制器1014进行控制，控制器1014根据夹头109的初始位姿和末端位姿可以规划处夹头的运动轨迹，从而控制夹头109运动，夹取目标透镜。

第三支架105固定在底座101上，第三支架105上安装有第二相机107，第二相机107和激光器芯片1010位于同一高度，第一相机106对目标透镜在Y轴方向的位置进行调整，第二相机107对目标透镜在X轴方向的位置进行调整。

本发明实施例提供的一种透镜定位装置，通过第三相机，拍摄夹头与目标透镜之间的距离，并利用夹头夹取目标透镜，为了将目标透镜能够准确的放置在目标部件上，利用第一相机和第二相机，分别调整目标透镜在X方向和Y方向的位置，以实现对目标透镜的初步定位。

在上述实施例的基础上，优选地，还包括：第一光源1012，所述第一光源1012位于所述激光器芯片1010旁侧，且所述第一光源1012与所述第二相机107相对，所述第一光源1012用于为所述第二相机107提供光线。

具体地，该透镜定位装置还包括第一光源1012，第一光源1012位于激光器芯片1010的旁侧，并且第一光源1012与第二相机107相对，当第一光源1012的光照打开后，可以为第二相机107的拍摄提供光线，便于第二相机107拍摄照片。

在上述实施例的基础上，优选地，还包括：第二光源1013，所述第二光源1013位于所述料盘102旁侧，且所述第二光源1013与所述第三相机相对，所述第二光源1013用于为所述第三相机提供光线。

具体地，还包括第二光源1013，第二光源1013位于料盘102的旁侧，并且与第三相机相对，当第二光源1013的光照打开后，可以为第三相机提供光线，便于第三相机对目标透镜和夹头进行拍摄，这样，即使在黑暗或者光线比较弱的环境中，该透镜定位装置依然能够使用。

图2为本发明实施例提供的一种透镜定位方法的流程图，如图2所示，该方法包括：

S1，通过所述第三相机获取所述夹头与所述目标透镜的第一初始图片；

S2，根据所述第一初始图片，获取所述夹头与所述目标透镜之间的初始距离；

S3，根据所述初始距离，利用所述夹头将所述目标透镜夹取到所述目标部件上方；

S4，利用所述第二相机获取所述目标透镜与所述目标部件的第二初始图片；

S5，根据所述第二初始图片，获取所述目标透镜与所述目标部件的上表面之间的第一垂直距离、所述目标透镜与所述目标部件的上表面之间第一夹角，所述目标部件的上表面为最接近所述第二相机的侧面；

S6，根据所述第一垂直距离和所述第一夹角，调整所述目标透镜在X轴方向的位置；

S7，利用所述第一相机获取所述目标透镜与所述目标部件的第三初始图片；

S8，根据所述第三初始图片，获取所述目标透镜与所述目标部件的出光面之间的第二垂直距离、所述目标透镜与所述目标部件的出光面之间的第二夹角，所述目标部件的出光面为最接近所述第一相机的侧面；

S9，根据所述第二垂直距离和所述第二夹角，调整所述目标透镜在Y轴方向的位置。

同样地，将由上向下的方向作为X轴方向，以X轴方向为参照对象，将水平向左的方向作为Y轴方向。由于激光技术领域经常用到的是将透镜贴合到激光器芯片1010中，所以本发明实施例中以激光器芯片1010作为目标部件来进行说明。

基于上面提供的一种透镜定位装置，本发明另一实施例还提供一种该透镜定位装置的定位方法，该方法首先通过第三相机对目标透镜和夹头进行拍照，得到第一初始图片，对夹头进行拍照的时候，夹头是放在料盘上的。

对第一初始图片进行处理，得到目标透镜和夹头的初始距离，图3为本发明实施例一种透镜定位方法中利用夹头夹取目标透镜的状态过程示意图，如图3所示，夹头初始的状态为第一夹头状态301，然后依次经过第二夹头状态302、第三夹头状态303，最后落在第四夹头状态304处，可以看到夹头处于304状态时，夹头正好处于目标透镜上，然后夹取目标透镜，由于目标透镜与夹头的初始距离305已经计算出来，根据该初始距离305，将目标透镜夹取到激光器芯片1010上方。

然后利用第二相机对目标透镜和激光器芯片1010拍照，获取第二初始图片，然后对第二初始图片进行处理，得到目标透镜与激光器芯片1010上表面之间的第一垂直距离和第一夹角，图4为本发明实施例一种透镜定位方法中利用第二相机进行定位的示意图，如图4所示，第一垂直距离401是指目标透镜与激光器平行时的两者的垂直距离，激光器芯片1010上表面为最接近第二相机的那个侧面，第一夹角402为目标透镜与水平方向的之间的锐角。

然后根据第一垂直距离401和第一夹角402，调整目标透镜在X轴方向的位置。使得目标透镜更接近理想位置。具体地，现将目标透镜转动第一夹角的角度，使得目标透镜与激光器芯片平行，然后在将目标透镜移动第一垂直距离，使得目标透镜在X轴方向更加靠近激光器芯片。

然后利用第一相机对目标透镜在Y轴方向上的位置进行调整，利用第一相机拍摄目标透镜和激光器芯片之间的第三初始图片，对第三初始图片进行图像处理，得到目标透镜与激光器芯片出光面之间的第二垂直距离和第二夹角，图5为本发明实施例提供的一种透镜定位方法中第一相机定位的示意图，如图5所示，第二垂直距离501是当目标透镜与激光器芯片平行时两者之间的垂直距离，第二夹角502是指目标透镜与竖直方向之间的锐角。

根据第二垂直距离和第二夹角，调整目标透镜在Y轴方向的位置，通过在X轴、Y轴两个方向上对目标透镜的位置进行调整，实现了对目标透镜的初步定位，使得目标透镜进一步接近理想位置。

具体地，先将目标透镜转过第二夹角，使得目标透镜与激光器芯片平行，然后再将目标透镜移动第二垂直距离，使得目标透镜在Y轴方向更加接近激光器芯片。

在上述实施例的基础上，优选地，所述根据所述第一垂直距离和所述第一夹角，调整所述目标透镜在X轴方向的位置，具体包括：

根据所述第一夹角，调整所述目标透镜的位置，使得所述目标透镜与所述芯片平行；

根据所述垂直距离，调整所述目标透镜在X轴方向的位置。

具体地，利用第二相机拍摄的第一初始图片后，通过对第一初始图片进行图像处理，得到第一垂直距离和第一夹角，首先根据第一夹角，调整目标透镜的倾斜角度，使得目标透镜与激光器芯片平行，然后再根据第一垂直距离，调整目标透镜的位置。

在上述实施例的基础上，优选地，所述根据所述第二垂直距离和所述第二夹角，调整所述目标透镜在Y轴方向的位置，具体包括：

根据所述第二夹角，调整所述目标透镜的位置，使得所述目标透镜与所述芯片平行；

根据所述第二垂直距离，调整所述目标透镜在Y轴方向的位置。

同理，对目标透镜在Y轴方向的位置进行调整，也是同样的道理，利用第一相机拍摄得到的第二初始图片后，通过对第二初始图片进行图像处理，得到第二垂直距离和第二夹角，根据第二夹角，调整目标透镜的倾斜角度，使得目标透镜与激光器芯片平行，然后再根据第二垂直距离，调整目标透镜在Y轴方向的位置。

通过在X轴、Y轴两个方向上对目标透镜的位置进行调整，实现了对目标透镜的初步定位，使得目标透镜进一步接近理想位置。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种透镜定位装置，其特征在于，包括：底座、第一支架、料盘、第二支架、第一相机、第二相机、第三相机、第三支架、夹头、控制器和目标部件，其中，以任意竖直方向为X轴方向，以X轴为参照对象水平向左的方向作为Y轴方向，所述第一支架沿X轴方向安装在所述底座上，所述料盘安装在所述第一支架上，所述第二支架沿Y轴方向安装在所述底座上，所述第一相机和所述第三相机均安装在所述第二支架上，所述第三支架沿X轴方向安装在所述底座上，所述第二相机安装在所述第三支架上，所述第一相机位于所述目标部件的上方，所述第二相机和所述目标部件位于同一高度，所述第三相机位于所述料盘的上方，所述控制器固定在所述底座上，所述控制器与所述夹头连接，所述控制器用于控制所述夹头运动，所述料盘用于装载目标透镜，所述目标部件安装在所述底座上，或，所述目标部件安装在第四支架上，所述第四支架沿X轴安装在所述底座上。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括：第一光源，所述第一光源位于所述目标部件的旁侧，且所述第一光源与所述第二相机相对，所述第一光源用于为所述第二相机提供光线。

3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，还包括：第二光源，所述第二光源位于所述料盘旁侧，且所述第二光源与所述第三相机相对，所述第二光源用于为所述第三相机提供光线。

4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述目标部件为激光器芯片。

5.一种基于权利要求1-4任一所述透镜定位装置的透镜定位方法，其特征在于，包括：

通过所述第三相机获取所述夹头与所述目标透镜的第一初始图片；

根据所述第一初始图片，获取所述夹头与所述目标透镜之间的初始距离；

根据所述初始距离，利用所述夹头将所述目标透镜夹取到所述目标部件上方；

利用所述第二相机获取所述目标透镜与所述目标部件的第二初始图片；

根据所述第二初始图片，获取所述目标透镜与所述目标部件的上表面之间的第一垂直距离、所述目标透镜与所述目标部件的上表面之间第一夹角，所述目标部件的上表面为最接近所述第二相机的侧面；

根据所述第一垂直距离和所述第一夹角，调整所述目标透镜在X轴方向的位置；

利用所述第一相机获取所述目标透镜与所述目标部件的第三初始图片；

根据所述第三初始图片，获取所述目标透镜与所述目标部件的出光面之间的第二垂直距离、所述目标透镜与所述目标部件的出光面之间的第二夹角，所述目标部件的出光面为最接近所述第一相机的侧面；

根据所述第二垂直距离和所述第二夹角，调整所述目标透镜在Y轴方向的位置。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述根据所述第一垂直距离和所述第一夹角，调整所述目标透镜在X轴方向的位置，具体包括：

根据所述第一夹角，调整所述目标透镜的位置，使得所述目标透镜与激光器芯片平行；

根据所述垂直距离，调整所述目标透镜在X轴方向的位置。

7.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述根据所述第二垂直距离和所述第二夹角，调整所述目标透镜在Y轴方向的位置，具体包括：

根据所述第二夹角，调整所述目标透镜的位置，使得所述目标透镜与激光器芯片平行；

根据所述第二垂直距离，调整所述目标透镜在Y轴方向的位置。