CN113497400A - 一种高精度激光器组装设备以及激光器组装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种高精度激光器组装设备以及激光器组装方法，用于提高激光器生产的效率和保障激光器焦距大小和焦距处光斑偏移的一致性。本申请实施例中，重复调节镜片位置，使入射激光经过分光镜的反射光在辅助成像面相同的预设区域成像，可以保障激光焦距处的光斑位置偏移的一致性，而且基于CCD传感器获取光斑图像数据，自动识别出符合相同预设条件的光斑图像对应的镜片安装位置，保障了焦距的一致性，实现了镜片安装位置的自动选择，无需人眼识别调整激光器的焦距，提高了激光器的生产效率，减小了激光器的加工误差，保障激光器焦距大小和焦距处光斑偏移的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及激光设备制造技术领域，尤其涉及一种高精度激光器组装设备以及激光器组装方法。
背景技术
近年来，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域，比如激光制版领域，大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。
在激光制版领域，需要采用多路焦距相同的激光在焦点处对感光涂层进行曝光成像。在曝光成像过程中，多个激光器的激光焦距差异是影响曝光成像分辨率的重要因素。为此，在激光器组装生产过程中，需要调节透镜与光源之间的位置，保持多个激光器激光焦距一致且光斑偏移一致。
相关技术中，激光器组装往往是基于人眼观测激光器的焦点位置，以标定透镜与光源之间的安装距离，由于人眼观测的不可控，导致激光器的焦距大小和焦点处光斑偏移方向难以控制。
发明内容
本发明实施例提供了一种高精度激光器组装设备以及激光器组装方法，用于提高激光器生产的效率和保障激光器焦距大小和焦距处光斑偏移的一致性。
本发明实施例第一方面提供了一种高精度激光器组装设备，可包括：
电荷耦合器件CCD传感器、显微镜组件、分光定位组件以及控制系统；其中，
所述显微镜组件、所述分光定位组件以及所述CCD传感器同轴依次连接，且轴线与所述待加工激光器的激光传播方向平行；
所述分光定位组件包含用于对入射激光进行分光的分光镜，以及用于供反射光成像的辅助成像面；
所述CCD传感器设置在预设高度，用于接收穿过所述显微镜组件以及所述分光镜的光信号，并生成光斑图像数据；
点亮所述待加工激光器之后，重复调节镜片位置使入射激光经过分光镜的反射光在所述辅助成像面相同的预设区域成像时，所述控制系统采集折射光在所述CCD传感器中生成的光斑图像数据，并记录各个光斑图像数据对应的镜片位置；
所述控制系统从多个所述光斑图像数据中识别符合预设条件的目标光斑图像，以根据所述目标光斑图像对应的镜片位置安装镜片。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述控制系统从多个所述光斑图像数据中识别符合预设条件的目标光斑图像，包括：
所述控制系统从多个所述光斑图像数据识别亮度最大的光斑图像作为目标光斑图像。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的高精度激光器组装设备，还可以包括镜片夹持组件，用于自动夹持和移动待加工激光器的镜片。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述镜片夹持组件包括三轴移动平台以及夹爪部件；
所述控制系统用于控制所述镜片夹持组件在固定高度的水平面上移动镜片，以使得生成的光斑图像在相同的成像区域。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的高精度激光器组装设备，还可以包括光源支架以及固化光源，用于固化粘接激光器镜片的光学胶。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述固化光源的数量为多个。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述固化光源为紫外光UV光源。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，还包括固定平台和底座固定件；所述底座固定件固定在所述固定平台的上平面，用于固定所述待加工激光器的底座。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中，所述底座固定件包括两组夹持组件，基于气缸或电机驱动夹持组件自动夹持固定所述待加工激光器。
本发明实施例第二方面提供了一种激光器组装方法，应用于如第一方面中任一项实施例中的高精度激光器组装设备，可包括：
点亮所述待加工激光器之后，调节镜片使入射激光经过分光镜的反射光在所述辅助成像面的预设区域成像，所述控制系统采集折射光在所述CCD传感器中生成的光斑图像数据，并记录各个光斑图像数据对应的镜片位置；
所述控制系统从多个所述光斑图像数据中识别符合预设条件的目标光斑图像，以根据所述目标光斑图像对应的镜片位置安装镜片。
可选的，作为一种可能的实施方式，本发明实施例中的激光器组装方法还包括：在固定高度的水平面上移动镜片，以使得入射激光经过分光镜的反射光在所述辅助成像面相同的预设区域成像。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
相对于相关技术，本申请实施例中，重复调节镜片位置，使入射激光经过分光镜的反射光在辅助成像面相同的预设区域成像，可以保障激光焦距处的光斑位置偏移的一致性，而且基于CCD传感器获取光斑图像数据，自动识别出符合相同预设条件的光斑图像对应的镜片安装位置，保障了焦距的一致性，实现了镜片安装位置的自动选择，无需人眼识别调整激光器的焦距，提高了激光器的生产效率，减小了激光器的加工误差，保障激光器焦距大小和焦距处光斑偏移的一致性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的高精度激光器组装设备的一个实施例示意图；
图2为本发明实施例提供的高精度激光器组装设备中的分光定位组件的工作场景示意图；
图3为本发明实施例提供的高精度激光器组装设备的另一个实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种高精度激光器组装设备以及激光器组装方法，用于提高激光器生产的效率和保障激光器焦距大小和焦距处光斑偏移的一致性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了便于理解，下面对本发明实施例中的具体结构进行描述，请参阅图1，本发明实施例中提供的高精度激光器组装设备可包括：电荷耦合器件CCD传感器10、显微镜组件20、分光定位组件30以及控制系统40。其中，
显微镜组件20、分光定位组件30以及CCD传感器10同轴依次连接，且轴线与待加工激光器的激光传播方向平行，激光可以沿同轴线依次通过显微镜组件20、分光定位组件30传播至CCD传感器10的感光区域。
本申请中的显微镜组件20是由一个透镜或几个透镜的组合构成，用于放大微小物体的光学仪器，具体的显微镜构造可以参照相关技术，此处不做赘述。
如图2所示，分光定位组件30包含用于对入射激光进行分光的分光镜301以及用于供反射光成像的辅助成像面302。其中，分光镜301是一种镀膜玻璃，在光学玻璃表面镀上一层或多层薄膜，当一束光投射到镀膜玻璃上后，通过反射和折射，光束就被分为至少两束。为了防止焦距相同的激光在同一平面上的偏移方向不同，本申请中，需要保障反射光在辅助成像面302的预设区域303成像，而折射光在CCD传感器10上预设区域101预设区域被检测。分光镜301所在的面与水平面的夹角可以是45度或其他小于直角的锐角，具体此处不做限定。
CCD传感器10设置在预设高度，用于接收依次穿过显微镜组件20以及分光镜301的光信号，并生成光斑图像数据。
基于该高精度激光器组装设备的激光器组装方法可以包括如下步骤：先基于所需的激光器的预设焦距设置CCD传感器的高度，然后点亮激光器，调节镜片位置使入射激光经过分光镜的反射光在辅助成像面预设区域成像，此时折射光在CCD传感器中生成的光斑图像数据，为保障激光的焦点处光斑的偏移方向一致，需要反射光在辅助成像面预设区域成像且折射光在CCD传感器的相同区域成像(具体的，可以在上位机上显示CCD传感器的成像区域中选择固定的成像显示区域，在CCD传感器位置固定的前提下，光斑所在的成像显示区域相同即可保障折射光在CCD传感器的相同区域成像)，然后采集折射光在CCD传感器中生成的光斑图像数据；一次采集数据之后，重新调节镜片位置使入射激光经过分光镜的反射光在辅助成像面相同的预设区域成像(即重复执行)；每次成像之后采集折射光在CCD传感器中生成的光斑图像数据，并记录当前光斑图像数据对应的镜片位置；如此，控制系统可以记录满足条件的多个镜片位置，并接收不同镜片位置下CCD传感器发送的多个光斑图像数据；控制系统可以识别符合预设条件的目标光斑图像，以根据目标光斑图像对应的镜片位置安装镜片。在镜片被安装在目标光斑图像对应的镜片位置，待加工激光器的即可认为是预设焦距。
需要说明的是，筛选目标光斑图像的预设条件，可以是记录亮度最大的光斑图像对应的目标高度，也可以是记录光斑图像预设区域亮度超过预设值的光斑图像对应的目标高度，也可以是记录光斑图像清晰度超过预设阈值，具体的预设条件此处不做限定。
由以上实施例可知，相对于相关技术，本申请实施例中，重复调节镜片位置，使入射激光经过分光镜的反射光在辅助成像面相同的预设区域成像，且折射光在CCD传感器的相同区域成像，可以保障激光焦距处的光斑位置偏移的一致性，保障激光器焦距大小和焦距处光斑偏移的一致性。而且基于CCD传感器获取光斑图像数据，自动识别出符合相同预设条件的光斑图像对应的镜片安装位置，保障了焦距的一致性，实现了镜片安装位置的自动选择，无需人眼识别调整激光器的焦距，提高了激光器的生产效率，减小了激光器的加工误差，进一步保障激光器焦距大小和焦距处光斑偏移的一致性。
可选的，为了提高控制系统采集数据的效率，如图3所示，可以设置基于步进电机或伺服电机驱动的镜片夹持组件50，实现自动化夹持和移动待加工激光器的镜片，和位置数据的自动精确采集。
可选的，作为一种可能的实施方式，在上述实施例的基础上，本申请实施例中的镜片夹持组件50包括三轴移动平台501以及夹爪部件502；控制系统既可以控制镜片夹持组件50在激光传播方向上下移动镜片，还可以控制镜片夹持组件50在固定高度的水平面上移动镜片，以使入射激光经过分光镜301的反射光在辅助成像面302相同的预设区域成像，保障焦距处的光斑位置偏移量一致。
在实际应用中，采用光学胶粘接镜片之后，需要对光学胶进行固化。为了进一步提高生产效率，可选的，作为一种可能的实施方式，在上述任一个实施例提供的高精度激光器组装设备，还可以包括光源支架以及固化光源，用于固化粘接激光器镜片的光学胶。可选的，固化光源的数量为多个，固化光源可以为紫外光UV光源，也可以是其他光源，具体可以根据所选择的光学胶进行确定，此处不做限定。
可选的，作为一种可能的实施方式，为了保障提高高精度激光器组装设备的稳定，高精度激光器组装设备还可以包括底座固定件，基于气缸或电机驱动夹持组件自动夹持固定待加工激光器。可选的，底座固定件包括两组夹持组件，基于气缸或电机驱动夹持组件自动夹持固定待加工激光器的多个位置。
以上所述，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 (10)
1.一种高精度激光器组装设备，其特征在于，包括：
电荷耦合器件CCD传感器、显微镜组件、分光定位组件以及控制系统；其中，
所述显微镜组件、所述分光定位组件以及所述CCD传感器同轴依次连接，且轴线与待加工激光器的激光传播方向平行；
所述分光定位组件包含用于对入射激光进行分光的分光镜，以及用于供反射光成像的辅助成像面；
所述CCD传感器设置在预设高度，用于接收穿过所述显微镜组件以及所述分光镜的光信号，并生成光斑图像数据；
点亮所述待加工激光器之后，重复调节镜片位置使入射激光经过分光镜的反射光在所述辅助成像面相同的预设区域成像时，所述控制系统采集折射光在所述CCD传感器中生成的光斑图像数据，并记录各个光斑图像数据对应的镜片位置；
所述控制系统从多个所述光斑图像数据中识别符合预设条件的目标光斑图像，以根据所述目标光斑图像对应的镜片位置安装镜片。
2.根据权利要求1所述的高精度激光器组装设备，其特征在于，所述控制系统从多个所述光斑图像数据中识别符合预设条件的目标光斑图像，包括：
所述控制系统从多个所述光斑图像数据识别亮度最大的光斑图像作为目标光斑图像。
3.根据权利要求1或2所述的高精度激光器组装设备，其特征在于，还包括镜片夹持组件，用于自动夹持和移动待加工激光器的镜片。
4.根据权利要求3所述的高精度激光器组装设备，其特征在于，所述镜片夹持组件包括三轴移动平台以及夹爪部件；
所述控制系统用于控制所述镜片夹持组件在固定高度的水平面上移动镜片，以使得入射激光经过分光镜的反射光在所述辅助成像面相同的预设区域成像。
5.根据权利要求2所述的高精度激光器组装设备，其特征在于，还包括光源支架以及固化光源，用于固化粘接激光器镜片的光学胶。
6.根据权利要求5所述的高精度激光器组装设备，其特征在于，所述固化光源的数量为多个。
7.根据权利要求6所述的高精度激光器组装设备，其特征在于，所述固化光源为紫外光UV光源。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的高精度激光器组装设备，其特征在于，还包括：固定平台和底座固定件；所述底座固定件固定在所述固定平台的上平面，用于固定所述待加工激光器的底座。
9.根据权利要求8所述的高精度激光器组装设备，其特征在于，所述底座固定件包括两组夹持组件，基于气缸或电机驱动夹持组件自动夹持固定所述待加工激光器。
10.一种激光器组装方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9中任一项所述的高精度激光器组装设备，所述方法包括：
将CCD传感器设置在预设高度，接收穿过所述显微镜组件以及所述分光镜的光信号，并生成光斑图像数据；
点亮所述待加工激光器，调节镜片使入射激光经过分光镜的反射光在所述辅助成像面的预设区域成像之后，记录镜片位置，并采集当前位置对应的光斑图像数据；
从多个所述光斑图像数据中识别符合预设条件的目标光斑图像，并根据所述目标光斑图像对应的镜片位置。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113888449A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-01-04 | 深圳市先地图像科技有限公司 | 一种激光成像用的图像处理方法、系统及相关设备 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001150171A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-06-05 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | レーザ加工機のフォーカス調整方法およびその装置 |
| CN107621356A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-23 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种显微镜焦点偏移测量设备 |
| CN109366015A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-02-22 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | 带内同轴定位的切割装置 |
| CN109556836A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-04-02 | 深圳市先地图像科技有限公司 | 一种激光模组高精度自动寻焦检测的装置及其使用方法 |
| CN211627931U (zh) * | 2020-03-16 | 2020-10-02 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种用于显微镜的实时自动对焦系统 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001150171A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-06-05 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | レーザ加工機のフォーカス調整方法およびその装置 |
| CN107621356A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-23 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种显微镜焦点偏移测量设备 |
| CN109556836A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-04-02 | 深圳市先地图像科技有限公司 | 一种激光模组高精度自动寻焦检测的装置及其使用方法 |
| CN109366015A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-02-22 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | 带内同轴定位的切割装置 |
| CN211627931U (zh) * | 2020-03-16 | 2020-10-02 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种用于显微镜的实时自动对焦系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113888449A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-01-04 | 深圳市先地图像科技有限公司 | 一种激光成像用的图像处理方法、系统及相关设备 |
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