CN111522104B - 用于coc准直透镜耦合设备 - Google Patents
用于coc准直透镜耦合设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111522104B CN111522104B CN202010393694.5A CN202010393694A CN111522104B CN 111522104 B CN111522104 B CN 111522104B CN 202010393694 A CN202010393694 A CN 202010393694A CN 111522104 B CN111522104 B CN 111522104B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- coupling
- optical device
- disposed
- lenses
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
- G02B6/4244—Mounting of the optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
- G02B6/4221—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements involving a visual detection of the position of the elements, e.g. by using a microscope or a camera
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Abstract
本发明提供了一种用于COC准直透镜耦合设备,包括透镜上料组件、透镜夹具组件、光器件夹持组件、耦合检测模块和点胶固化模块;透镜上料组件内预装有多个透镜,依次将透镜上料,透镜夹具组件将透镜上料组件上料的透镜夹取并移动至光器件夹持组件上对应的封装位置,与光器件上对应的发光芯片耦合,光器件被光器件夹持组件夹持固定,耦合检测模块用于检测透镜与发光芯片的耦合精度,点胶固化模块对耦合后的透镜点胶固化。本发明能自动地进行透镜的上料、耦合、点胶、固化过程等,各组件设计合理,衔接配合紧凑,有效地提升了透镜耦合的效率、精度和封装质量。
Description
技术领域
本发明涉及光器件自动耦合封装技术领域,特别涉及一种用于COC准直透镜耦合设备。
背景技术
随着光纤通信和光纤传感技术的发展,光器件的制备成为了光信息技术进步的关键。在光通信产品中,发光元件的需求量越来越多,它的功能主要是实现信号的光电转换。一种常见的发光元件(AWCOC)主要由基板+透镜+发光芯片组成,其封装制造的其中一道工序为将微型透镜与发光芯片耦合后,再点胶固化完成透镜封装。而如何提高光器件的性能、质量以及降低成本,是当前工业上封装制造的关键问题,其核心技术在于元件的耦合,光器件的制造成本主要也集中在此。
现有技术中,通过光器件的耦合封装设备,基本摆脱了先前依靠手工操作方式带来的产品质量不稳定、合格率低以及生产效率低的问题。对于上述发光元件,将透镜上料并移动至封装位置后,可通过发光芯片与透镜的光斑检测确认透镜的耦合精度,之后再进行点胶固化,完成透镜耦合封装过程。因此,透镜耦合的精度和点胶固化的质量显著地影响上述发光元件的封装质量。由于透镜为尺寸较小的微型透镜,使得透镜的储料、上料以及耦合过程更加精密复杂化,而采用常规的耦合设备难以满足上述光器件的封装要求,且生产效率不高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足,提供一种用于COC准直透镜耦合的设备,适用于微型化、精密化的透镜耦合封装工艺,耦合精度和封装质量相对于现有技术有明显提升。
为了达到上述目的,本发明提供了一种用于COC准直透镜耦合设备,所述透镜由方形部分和从所述方形部分沿厚度方向朝两侧外凸的镜面部分组成,所述设备包括透镜上料组件、透镜夹具组件、光器件夹持组件、耦合检测模块和点胶固化模块;所述透镜上料组件内预装有多个透镜,依次将所述透镜上料,所述透镜夹具组件将所述透镜上料组件上料的透镜夹取并移动至所述光器件夹持组件上对应的封装位置,与光器件上对应的发光芯片耦合,所述光器件被所述光器件夹持组件夹持固定,所述耦合检测模块用于检测所述透镜与所述发光芯片的耦合精度,所述点胶固化模块对耦合后的所述透镜点胶固化。
进一步地,所述透镜上料组件主要由装料盒和拨料结构组成,所述装料盒的一侧成型有装载透镜的装料槽,所述透镜并排放置于所述装料槽内,并被所述装料盒上设置的限位结构限制在所述装料槽中而防止从所述装料槽的侧面跑出,所述拨料结构包括拨料块和驱动所述拨料块移动的拨料块驱动部,所述拨料块插入所述装料槽中,将所述透镜依次从所述装料盒的顶端拨出,所述装料槽的底部还成型有一内槽,当所述透镜放置在所述装料槽中时,所述镜面部分悬空于所述内槽中。
进一步地,所述限位结构包括设置在所述装料槽的槽口两侧的两块限位板,两块所述限位板之间的距离小于所述装料槽以及所述方形部分的宽度,所述限位板的上表面设置为高度沿所述装料槽方向逐渐降低的斜面;所述拨料块设置为扁平状,宽度小于所述装料槽的宽度,所述拨料块的第一端伸入所述装料槽中,第二端通过一连接板与所述拨料块驱动部连接,所述拨料块驱动部驱动所述拨料块的第一端沿所述装料槽移动;所述拨料块驱动部包括螺母丝杠副,所述丝杠转动设置在一导向槽内,与设置在所述导向槽一端的拨料电机连接,所述导向槽上滑动设置有一导向块,所述导向块与套设在所述丝杠上的所述螺母固定连接,所述连接板固定安装在所述导向块上。
进一步地,所述透镜夹具组件包括设置在支架8上的多维运动平台和设置在所述多维运动平台上的透镜夹具,所述多维运动平台具有五维的运动自由度,包括设置在所述支架上的X轴运动平台、设置在所述X轴运动平台上的Y轴运动平台、设置在所述Y轴运动平台上的Z轴运动平台、设置在所述Z轴运动平台上的绕Z轴旋转平台、以及设置在所述绕Z轴旋转平台上的绕Y轴旋转平台,所述透镜夹具通过一连接臂与所述绕Y轴旋转平台连接,所述连接臂上设置有一压力传感器。
进一步地,所述透镜夹具包括一伺服电机,所述伺服电机的第一端设置有相互平行的两条导轨槽,每条所述导轨槽内均设置有一滑块,所述滑块上固定设置一控制块,每块所述控制块的外侧固定设置一透镜夹爪,所述伺服电机的转轴上套设有一凸轮,所述凸轮的两侧分别与两块所述控制块的内侧相接触,所述凸轮位于每块所述控制块的外侧和内侧之间,旋转时驱动两个所述控制块相向运动,形成两个所述透镜夹爪的夹紧动作;所述透镜夹爪的底端设置为长条形,与所述透镜的方形部分相对应,所述透镜夹爪的下表面成型有内凹的圆弧面,当夹取所述透镜时,所述圆弧面不会触碰所述透镜的镜面部分。
进一步地,所述光器件夹持组件包括光器件夹具和沿Y轴方向设置的光器件夹具导轨,所述光器件夹具滑动设置在所述光器件夹具导轨上,通过一前后伺服电机驱动;
所述光器件夹具包括底座,设置在所述底座上表面的放置槽,以及设置在所述放置槽第一侧的压固结构,所述光器件依次放置于所述放置槽内,且被所述压固结构压紧固定;
所述压固结构包括转动设置在所述底座第一侧的多个压块,每个所述压块与其中一个所述光器件相对应,所述压块设置呈“7”型,包括水平的第一压部件和竖直的第二压部件,两压部件的连接处与所述底座铰接,所述第一压部件的端部下表面设置有呈楔形的斜面,与所述光器件的第一侧上表面相接触;
所述底座的第一侧侧壁上成型有多个与所述压块对应的安装圆孔,每个所述安装圆孔内均设置有一弹簧,所述弹簧的外端与所述第二压部件的底端内侧相接触,所述底座的第一侧还设置有一限位板,所述限位板与所述第二压部件的底端外侧相接触。
进一步地,所述压块还包括第三压部件,所述第三压部件水平设置在所述第二压部件的中部,所述第三压部件的下表面与所述限位板的上表面相接触,所述限位板与所述底座活动连接,可以上下位移。
进一步地,所述耦合检测模块包括耦合检测相机,所述耦合检测相机的镜头对准所述光器件的耦合位置,所述耦合检测相机滑动设置在一耦合检测导轨上,并通过设置在所述耦合检测导轨端部的耦合检测电机驱动,所述耦合检测导轨与被检测的所述发光芯片的激光射线共线设置;所述耦合检测相机为CMOS相机。
进一步地,所述点胶固化模块主要由活动设置在所述支架上的点胶台和转动设置在所述点胶台上的点胶头、活动设置在所述支架上的固化台和转动设置在所述固化台上的UV固化灯组成,所述点胶头和所述UV固化灯均可自动旋转调整对准位置。
进一步地,所述设备还包括视觉检测模块,所述视觉检测模块包括沿X轴方向设置的透镜右视相机、沿Y轴方向设置的透镜后视相机、以及沿Z轴方向设置的光器件俯视相机,所述透镜右视相机和所述透镜后视相机对准所述透镜上料组件的上料位置,所述光器件俯视相机对准所述光器件的耦合位置。
本发明的上述方案有如下的有益效果:
本发明的耦合设备,透镜采用自动上料的方式,被透镜夹取组件依次装夹至光器件的封装位置,自动地进行耦合、点胶和固化等过程,完成光器件的透镜耦合封装工序,各组件设计合理,衔接配合紧凑,有效地提升了透镜耦合的效率、精度和封装质量;
本发明的透镜送料组件将微型透镜码垛装载在装料槽中,通过拨料结构将透镜逐个从装料槽的顶端拨出,被透镜夹具组件夹取、移动至对应的耦合位置进行耦合,适用于微型透镜的上料操作,有效地提高了上料效率,同时装料槽中设置的内槽、透镜夹爪上设置的内圆弧面等均能防止透镜的的镜面部分在上料过程中发生摩擦、碰撞等现象导致破坏;
本发明的透镜夹具组件通过伺服电机和凸轮结构,驱动透镜夹爪的夹取与松开动作,控制简单,透镜夹爪的开闭平滑无冲击,张开大小可调,即夹持力大小可调;另外透镜夹具的连接臂上还设置有压力传感器,依靠压力传感器检测透镜和光器件的接触情况,防止发生碰撞;
本发明设置有可调整间距的耦合检测相机,通过光斑检测透镜是否摆正(无偏角),以及透镜位置是否偏移,相比于固定检测光斑的形式,本发明设置的移动式耦合检测相机检测精度和可靠性更高。
本发明的视觉定位模块能图像化地检测透镜上料、夹取和耦合的过程,防止透镜被夹偏,或者在耦合过程中触碰发光芯片等导致元件损坏,进一步提升了耦合封装的可靠性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的透镜上料组件示意图;
图3为本发明的装料盒结构细节示意图;
图4为本发明的透镜夹具组件示意图;
图5为本发明的透镜夹具细节示意图;
图6为本发明的透镜夹爪夹持透镜示意图;
图7为本发明的光器件夹具示意图;
图8为本发明的光器件夹具示意图(隐藏底座);
图9为本发明的耦合检测模块示意图;
图10为本发明的光斑检测原理示意图;
图11为本发明的点胶固化模块和视觉检测模块示意图。
【附图标记说明】
1-透镜;1a-方形部分;1b-镜面部分;2-透镜上料组件;21-装料盒;22-装料槽;23-拨料块;24-内槽;25-限位板;26-连接板;27-螺母;28-丝杠;29-导向槽;210-拨料电机;211-导向块;3-透镜夹具组件;3-透镜夹具组件;31-X轴运动平台;32-Y轴运动平台;33-Z轴运动平台;34-绕Z轴旋转平台;35-绕Y轴旋转平台;36-连接臂;37-伺服电机;38-导轨槽;39-滑块;310-控制块;311-透镜夹爪;312-凸轮;4-光器件夹持组件;41-光器件夹具导轨;42-前后伺服电机;43-底座;44-放置槽;45-压块;45a-第一压部件;45b-第二压部件;45c-第三压部件;46-斜面;47-安装圆孔;48-弹性件;49-限位板;5-耦合检测模块;51-耦合检测相机;52-耦合检测导轨;53-耦合检测电机;6-点胶固化模块;61-点胶台;62-点胶头;63-固化台;64-UV固化灯;7-光器件;7a-发光芯片;7b-基板;8-支架;9-视觉检测模块;91-透镜右视相机;92-透镜后视相机;93-光器件俯视相机。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。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做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。此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在本实施例中透镜1由方形部分1a和从方形部分1a沿厚度方向朝两侧外凸的镜面部分1b组成,可参阅图6。同时如图1所示,本发明的实施例提供了一种用于COC准直透镜耦合设备,包括透镜上料组件2、透镜夹具组件3、光器件夹持组件4、耦合检测模块5和点胶固化模块6。透镜上料组件2内预装有多个透镜1,在封装流程中将透镜1依次上料,透镜夹具组件3将上料的透镜1依次夹取并移动至光器件7上对应的封装位置,由透镜夹具组件3的耦合动作与光器件7上的发光芯片7a耦合。其中,光器件7被光器件夹持组件4夹持固定,耦合检测模块5对准被夹持的光器件7,通过光斑检测确认透镜1与发光芯片7a的耦合精度,点胶固化模块6对耦合后的透镜1点胶固化,使其与光器件7的基板7b封装为一体。
进一步如图2、图3所示,透镜上料组件2主要由装料盒21和拨料结构组成。具体地,装料盒21的一侧成型有装载透镜1的装料槽22,透镜1并排地码垛在装料槽22内,并被装料盒21上设置的限位结构限制在装料槽22中而防止装料盒21在竖放时从侧面跑出。拨料结构包括拨料块23和驱动拨料块23移动的拨料块驱动部,拨料块23插入装料槽22的底端,将透镜1向装料槽22的顶端拨动,使透镜1依次从装料盒21的顶端移出,并被透镜夹具组件3逐个夹取、移动至对应的封装位置进行耦合。相适配地,在装料槽22的底部还设置一内槽24,当透镜1放置在装料槽22中时,透镜1的镜面部分1b悬空于内槽24中,而不与内槽24的底端或侧壁接触,使得透镜的镜面部分1b在上料过程中不会发生摩擦损坏。
进一步地,限位结构包括设置在装料槽22的槽口两侧的两块限位板25,两块限位板25内侧之间的距离小于装料槽22以及透镜1方形部分1a的宽度,因此可以防止透镜1沿装料槽22滑动时跑出。限位板25的上表面设置为高度沿装料槽22方向逐渐降低的斜面,能更好地引导拨料块23插入装料槽22中。拨料块23设置为扁平状,宽度小于装料槽22的宽度,在透镜1上料前拨料块23的第一端伸入装料槽22的最低位置,然后拨料块23向上移动,将透镜1从装料槽22的顶端依次拨出。其中,拨料块23的第二端通过一连接板26与拨料块驱动部连接,拨料块驱动部可驱动拨料块23的第一端沿装料槽22向上移动进行拨料。拨料块驱动部包括螺母27丝杠28副,丝杠28转动设置在一导向槽29内,与设置在导向槽29端部的拨料电机210连接,同时导向槽29上滑动设置一导向块211,导向块211与套设在丝杠28上的螺母27固定连接,而连接板26固定安装在导向块211上,因此拨料电机210驱动丝杠28旋转,进而驱动螺母27和导向块211沿导向槽29移动,带动拨料块23的第一端沿装料槽22向上移动。
进一步如图4所示,透镜夹具组件3包括设置在支架9上的多维运动平台和设置在多维运动平台上的透镜夹具。其中,多维运动平台具有五维的运动自由度,包括设置在支架上的X轴运动平台31、设置在X轴运动平台31上的Y轴运动平台32、设置在Y轴运动平台32上的Z轴运动平台33、设置在Z轴运动平台33上的绕Z轴旋转平台34、以及设置在绕Z轴旋转平台34上的绕Y轴旋转平台35,透镜夹具通过一连接臂36与绕Y轴旋转平台35连接,因此透镜夹具具有沿X轴、沿Y轴和沿Z轴的平移自由度,以及绕Z轴、绕Y轴的旋转自由度,提升了透镜夹具的灵活性以及耦合精度。其中,在连接臂36上设置有一压力传感器,通过压力传感器检测透镜1与光器件7的接触状况,防止发生碰撞。
进一步如图5所示,透镜夹具包括一伺服电机37,伺服电机37的外壳第一端设置有相互平行的两条导轨槽38,每条导轨槽38内均设置有一滑块39,滑块39上固定设置一控制块310,每个控制块310的外侧固定设置一透镜夹爪311,两个控制块310相对于伺服电机37的转轴旋转对称。同时,转轴上套设有一凸轮312,其两侧分别与两个控制块310的内侧相接触,凸轮312位于每个控制块310的外侧和内侧之间,控制块310的内侧向下延伸的部分与凸轮312面接触,而控制块310的外侧向外延伸的部分作为透镜夹爪311的安装连接部分。当凸轮312旋转时,较大外径的两端逐渐与控制块310的内侧接触,从而驱动两个控制块310沿导轨槽38相向运动,形成两个透镜夹爪311的夹紧动作。而当凸轮312旋转至较小外径的两端与控制块310靠近时,控制块310和透镜夹爪311为放松状态,将夹持的透镜1放下。因此,本发明的透镜夹具通过凸轮结构实现夹持动作的切换。
如图6所示,透镜夹爪311的底端设置为长条形,与透镜1的方形部分1a相对应,同时透镜夹爪311的下表面成型有内凹的圆弧面,当透镜夹爪311夹取透镜1时,圆弧面会预留出容纳透镜1的镜面部分的空间,使得透镜1被夹取后透镜夹爪311不会触碰镜面部分1b导致损坏。
进一步如图7-图8所示,光器件夹持组件4包括光器件夹具和沿Y轴方向设置的光器件夹具导轨41,光器件夹具滑动设置在光器件夹具导轨41上,通过一前后伺服电机42驱动。光器件夹具包括底座43,设置在底座43上表面的放置槽44,以及设置在放置槽44第一侧的压固结构。放置槽44内可以放置多个光器件7,因此能同时进行多个光器件7的封装作业,而无需在单个透镜1耦合封装完成后再重新装夹光器件7。当光器件7装夹后,基板7b被压固结构定位、压紧固定。由于设置有光器件夹具导轨41,因此当透镜夹具完成上一个光器件7上透镜1的耦合封装后,可以移动光器件夹具,使得下一个光器件7上的透镜1耦合位置移动至上一个的位置,从而透镜夹具可以沿相同路径再次进行耦合,减少了运动控制步骤,提高了耦合精度和可靠性。
压固结构包括转动设置在底座43第一侧的多个压块45,每个压块45与其中一个光器件7相对应。如图所示,压块设置呈“7”型,包括水平的第一压部件45a和竖直的第二压部件45b,两压部件的连接处与底座43铰接,可自由转动。第一压部件45a的端部下表面设置有楔形的斜面46,与基板7b的第一侧上表面相接触,通过斜面46,将基板7b向下压紧的同时还向底座43的第二侧压紧,使基板7b的第二侧与底座43的侧壁紧密接触,通过静摩擦作用形成固定。
同时,底座43的第一侧侧壁上成型有多个安装圆孔47,与压块45一一对应。每个安装圆孔47内均设置有一弹性件48,弹性件48的里端与安装圆孔47的孔底相接触,外端与第二压部件45b的底端内侧成型的凹槽相接触。弹性件48为压缩状态,因此通过弹性力将第二压部件45b的底端向外顶出,从而与底座43铰接的压块45形成了杠杆结构,第一压部件45a的端部向下将基板7b压紧在底座43上。另外,底座43的第一侧还设置有一限位板49,与第二压部件45b的底端外侧相接触,即第二压部件45b的底端位于底座43和限位板49之间。限位板49用于限制第二压部件45b的底端位移,防止弹性件48过量地将第二压部件45b的底端顶出,导致基板7b上的压紧力过大。
进一步地,压块45还包括第三压部件45c,第三压部件45c水平设置在第二压部件45b的中部,且第三压部件45c的下表面搭接在限位板49的上表面。同时,限位板49与底座43活动连接,可以上下位移。在安装好全部的光器件7后,第二压部件45b和第三压部件45c均与限位板49接触,且第二压部件45b向外稍微倾斜,第三压部件45c向上稍微翘起。当需要取下其中一个被夹持的光器件7时,只需按压第三压部件45c,则第三压部件45c会带动第二压部件45b的底端向内移动将弹性件48压缩,此时第一压部件45a的顶端向上抬起,不再压紧光器件7,因此可以取下对应的光器件7。而当耦合完成后需要取下全部的光器件7时,可直接下推限位板49,使得限位板49直接将全部第二压部件45b的底端向内挤压弹性件48,从而全部第一压部件45a的顶端均向上抬起,因此能同时取出所有的光器件7,操作灵活。
进一步如图9所示,耦合检测模块5包括耦合检测相机51,耦合检测相机51的镜头对准光器件7的耦合位置,接收发光芯片7a发射且穿过透镜1的激光。同时,耦合检测相机51滑动设置在一耦合检测导轨52上,并通过设置在耦合检测导轨52端部的耦合检测电机53驱动而滑动,调整耦合检测相机51相对于发光芯片7a及透镜1的距离,通过将耦合检测导轨52设置成与被检测的发光芯片7a激光射线共线,确保耦合检测相机51滑移至任意位置时镜头仍对准发光芯片7a和透镜1。设置耦合检测导轨52的目的主要是调整耦合检测相机51与发光芯片7a及透镜1的间距,使得耦合检测相机51在近点检测光斑是否为圆,从而确认透镜是否摆正(无偏角),再将耦合检测相机51移动至远点,检测透镜1的光斑位置相对近点检测时是否改变,从而检测光线的水平度,即透镜1位置是否偏移,光斑检测原理可进一步参照图10。相比于固定检测光斑的形式,本发明设置的移动式耦合检测相机51显然检测精度和可靠性更高。优选地,在本实施例中耦合检测相机51为CMOS相机。
进一步如图11所示,点胶固化模块6主要由活动设置在支架8上的点胶台61和转动设置在点胶台61上的点胶头62、活动设置在支架8上的固化台63和转动设置在固化台63上的UV固化灯64组成,点胶头62和UV固化灯64均可自动旋转,对准透镜的点胶、固化处,自动进行点胶固化的过程。
进一步地,本发明的设备还设置有视觉检测模块9,包括沿X轴方向设置的透镜右视相机91、沿Y轴方向设置的透镜后视相机92、以及沿Z轴方向设置的光器件俯视相机93。其中,透镜右视相机91和透镜后视相机92从右侧和后侧两个角度对准透镜上料组件2的上料位置,即装料槽22的顶端出口处,检测透镜夹具组件3夹持透镜1的姿态、以及夹取后的角度,防止透镜1被夹偏。而光器件俯视相机93从顶端对准光器件夹持组件4的位置,通过图像监控防止透镜1在耦合过程中触碰发光芯片7a等。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于COC准直透镜耦合设备,所述透镜由方形部分和从所述方形部分沿厚度方向朝两侧外凸的镜面部分组成,其特征在于,所述设备包括透镜上料组件、透镜夹具组件、光器件夹持组件、耦合检测模块和点胶固化模块;所述透镜上料组件内预装有多个透镜,依次将所述透镜上料,所述透镜夹具组件将所述透镜上料组件上料的透镜夹取并移动至所述光器件夹持组件上对应的封装位置,与光器件上对应的发光芯片耦合,所述光器件被所述光器件夹持组件夹持固定,所述耦合检测模块用于检测所述透镜与所述发光芯片的耦合精度,所述点胶固化模块对耦合后的所述透镜点胶固化;
所述光器件夹持组件包括光器件夹具和沿Y轴方向设置的光器件夹具导轨,所述光器件夹具滑动设置在所述光器件夹具导轨上,通过一前后伺服电机驱动;
所述光器件夹具包括底座,设置在所述底座上表面的放置槽,以及设置在所述放置槽第一侧的压固结构,所述光器件依次放置于所述放置槽内,且被所述压固结构压紧固定;
所述压固结构包括转动设置在所述底座第一侧的多个压块,每个所述压块与其中一个所述光器件相对应,所述压块设置呈“7”型,包括水平的第一压部件和竖直的第二压部件,两压部件的连接处与所述底座铰接,所述第一压部件的端部下表面设置有呈楔形的斜面,与所述光器件的第一侧上表面相接触;
所述底座的第一侧侧壁上成型有多个与所述压块对应的安装圆孔,每个所述安装圆孔内均设置有一弹簧,所述弹簧的外端与所述第二压部件的底端内侧相接触,所述底座的第一侧还设置有一限位板,所述限位板与所述第二压部件的底端外侧相接触。
2.根据权利要求1所述的用于COC准直透镜耦合设备,其特征在于,所述透镜上料组件包括装料盒和拨料结构,所述装料盒的一侧成型有装载透镜的装料槽,所述透镜并排放置于所述装料槽内,并被所述装料盒上设置的限位结构限制在所述装料槽中而防止从所述装料槽的侧面跑出,所述拨料结构包括拨料块和驱动所述拨料块移动的拨料块驱动部,所述拨料块插入所述装料槽中,将所述透镜依次从所述装料盒的顶端拨出,所述装料槽的底部还成型有一内槽,当所述透镜放置在所述装料槽中时,所述镜面部分悬空于所述内槽中。
3.根据权利要求2所述的用于COC准直透镜耦合设备,其特征在于,所述限位结构包括设置在所述装料槽的槽口两侧的两块限位板,两块所述限位板之间的距离小于所述装料槽以及所述方形部分的宽度,所述限位板的上表面设置为高度沿所述装料槽方向逐渐降低的斜面;所述拨料块设置为扁平状,宽度小于所述装料槽的宽度,所述拨料块的第一端伸入所述装料槽中,第二端通过一连接板与所述拨料块驱动部连接,所述拨料块驱动部驱动所述拨料块的第一端沿所述装料槽移动;所述拨料块驱动部包括螺母丝杠副,所述丝杠转动设置在一导向槽内,与设置在所述导向槽一端的拨料电机连接,所述导向槽上滑动设置有一导向块,所述导向块与套设在所述丝杠上的所述螺母固定连接,所述连接板固定安装在所述导向块上。
4.根据权利要求1所述的用于COC准直透镜耦合设备,其特征在于,所述透镜夹具组件包括设置在支架上的多维运动平台和设置在所述多维运动平台上的透镜夹具,所述多维运动平台具有五维的运动自由度,包括设置在所述支架上的X轴运动平台、设置在所述X轴运动平台上的Y轴运动平台、设置在所述Y轴运动平台上的Z轴运动平台、设置在所述Z轴运动平台上的绕Z轴旋转平台、以及设置在所述绕Z轴旋转平台上的绕Y轴旋转平台,所述透镜夹具通过一连接臂与所述绕Y轴旋转平台连接,所述连接臂上设置有一压力传感器。
5.根据权利要求4所述的用于COC准直透镜耦合设备,其特征在于,所述透镜夹具包括一伺服电机,所述伺服电机的第一端设置有相互平行的两条导轨槽,每条所述导轨槽内均设置有一滑块,所述滑块上固定设置一控制块,每块所述控制块的外侧固定设置一透镜夹爪,所述伺服电机的转轴上套设有一凸轮,所述凸轮的两侧分别与两块所述控制块的内侧相接触,所述凸轮位于每块所述控制块的外侧和内侧之间,旋转时驱动两个所述控制块相向运动,形成两个所述透镜夹爪的夹紧动作;所述透镜夹爪的底端设置为长条形,与所述透镜的方形部分相对应,所述透镜夹爪的下表面成型有内凹的圆弧面,当夹取所述透镜时,所述圆弧面不会触碰所述透镜的镜面部分。
6.根据权利要求1所述的用于COC准直透镜耦合设备,其特征在于,所述压块还包括第三压部件,所述第三压部件水平设置在所述第二压部件的中部,所述第三压部件的下表面与所述限位板的上表面相接触,所述限位板与所述底座活动连接,可以上下位移。
7.根据权利要求1所述的用于COC准直透镜耦合设备,其特征在于,所述耦合检测模块包括耦合检测相机,所述耦合检测相机的镜头对准所述光器件的耦合位置,所述耦合检测相机滑动设置在一耦合检测导轨上,并通过设置在所述耦合检测导轨端部的耦合检测电机驱动,所述耦合检测导轨与被检测的所述发光芯片的激光射线共线设置;所述耦合检测相机为CMOS相机。
8.根据权利要求4所述的用于COC准直透镜耦合设备,其特征在于,所述点胶固化模块包括活动设置在所述支架上的点胶台和转动设置在所述点胶台上的点胶头、活动设置在所述支架上的固化台和转动设置在所述固化台上的UV固化灯,所述点胶头和所述UV固化灯均可自动旋转调整对准位置。
9.根据权利要求1所述的用于COC准直透镜耦合设备,其特征在于,所述设备还包括视觉检测模块,所述视觉检测模块包括沿X轴方向设置的透镜右视相机、沿Y轴方向设置的透镜后视相机、以及沿Z轴方向设置的光器件俯视相机,所述透镜右视相机和所述透镜后视相机对准所述透镜上料组件的上料位置,所述光器件俯视相机对准所述光器件的耦合位置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010393694.5A CN111522104B (zh) | 2020-05-11 | 2020-05-11 | 用于coc准直透镜耦合设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010393694.5A CN111522104B (zh) | 2020-05-11 | 2020-05-11 | 用于coc准直透镜耦合设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111522104A CN111522104A (zh) | 2020-08-11 |
CN111522104B true CN111522104B (zh) | 2021-07-27 |
Family
ID=71908724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010393694.5A Active CN111522104B (zh) | 2020-05-11 | 2020-05-11 | 用于coc准直透镜耦合设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111522104B (zh) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112505852B (zh) * | 2020-12-08 | 2022-07-15 | 武汉光谷信息光电子创新中心有限公司 | 一种硅基芯片调节装置、耦合装置及耦合方法 |
CN112894136B (zh) * | 2021-03-01 | 2023-03-24 | 湖南中南鸿思自动化科技有限公司 | 同轴型准直器的耦合焊接设备及方法 |
CN113589452A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-02 | 福建中科光芯光电科技有限公司 | 一种200g/400g光器件手动光学贴片耦合装置及其工作方法 |
CN114114605B (zh) * | 2021-09-15 | 2023-01-03 | 中南大学 | 反射镜自动耦合封装设备 |
CN113740988B (zh) * | 2021-09-15 | 2022-10-14 | 中南大学 | 微透镜自动耦合封装设备 |
CN113777724A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-10 | 中南大学 | 准直式微透镜自动耦合封装方法 |
CN113745966B (zh) * | 2021-09-15 | 2024-03-19 | 中南大学 | 阵列式反射镜自动耦合封装方法 |
CN113764974B (zh) * | 2021-09-16 | 2023-03-10 | 中南大学 | Fac自动耦合封装设备 |
CN113820800B (zh) * | 2021-09-18 | 2023-04-14 | 福建中科光芯光电科技有限公司 | 一种光器件手动耦合固化装置及其工作方法 |
CN117008265B (zh) * | 2023-08-28 | 2024-03-22 | 盐城建兴通讯科技有限公司 | 一种利用光纤准直器实现透镜准直光耦合的设备 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006145620A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Fujikura Ltd | ホルダ用調心装置 |
CN207352252U (zh) * | 2017-10-24 | 2018-05-11 | 昆山诚宇德自动化设备有限公司 | 镜头组装检测点胶转换夹具 |
CN110061415A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-07-26 | 中南大学 | 透镜耦合定位装置及其耦合定位方法 |
CN110657146A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-07 | 东莞市耀野自动化有限公司 | 一种光学透镜耦合机 |
CN110803508A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-02-18 | 江苏菲速机电有限公司 | 一种齿轮下料装置 |
-
2020
- 2020-05-11 CN CN202010393694.5A patent/CN111522104B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006145620A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Fujikura Ltd | ホルダ用調心装置 |
CN207352252U (zh) * | 2017-10-24 | 2018-05-11 | 昆山诚宇德自动化设备有限公司 | 镜头组装检测点胶转换夹具 |
CN110061415A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-07-26 | 中南大学 | 透镜耦合定位装置及其耦合定位方法 |
CN110657146A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-07 | 东莞市耀野自动化有限公司 | 一种光学透镜耦合机 |
CN110803508A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-02-18 | 江苏菲速机电有限公司 | 一种齿轮下料装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111522104A (zh) | 2020-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111522104B (zh) | 用于coc准直透镜耦合设备 | |
CN111367029B (zh) | 用于多路单模cob模块的透镜耦合设备 | |
CN111308624B (zh) | 用于多路单模cob模块的透镜耦合方法及设备 | |
CN111290088B (zh) | 发光元件的透镜耦合方法及装置 | |
CN111443438B (zh) | 基于音圈电机驱动的透镜耦合设备 | |
CN111266732B (zh) | 基于功率与光斑检测的四件式光器件耦合焊接设备 | |
JP6621317B2 (ja) | 塗布装置、レンズ駆動モジュール組み立て装置、塗布方法 | |
US6373795B2 (en) | Apparatus for reproducing an optical disc | |
US20010004412A1 (en) | Automatic apparatus for assembling fiber jumper | |
CN113740989A (zh) | 准直透镜自动耦合封装设备 | |
US7062133B2 (en) | Methods and apparatus for alignment and assembly of optoelectronic components | |
CN111443437B (zh) | 基于音圈电机驱动的透镜耦合夹具 | |
CN113740988B (zh) | 微透镜自动耦合封装设备 | |
CN113290381B (zh) | 旋转取料的组装设备 | |
US7444650B2 (en) | Disk apparatus | |
EP1246180B1 (en) | Disc reproducing apparatus | |
EP1016081B1 (en) | Disc clamp mechanism for disc apparatus | |
CN114200625B (zh) | 偏心调整装置 | |
CN111474668A (zh) | 用于coc准直透镜耦合的夹具 | |
CN110186931B (zh) | 端子全视角视觉检测装置及其方法 | |
CN115201991A (zh) | 镜头调焦设备 | |
CN110186933B (zh) | 端子全自动视觉检测装置及其方法 | |
CN212539579U (zh) | 一种全自动光斑测试机台 | |
CN114879315B (zh) | 光纤端子全自动安装装置 | |
CN115155990B (zh) | 聚焦镜全自动耦合装配系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |