CN201584402U - 光学元件的对准装置及具有该对准装置的封盖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光学元件的对准装置及具有该对准装置的封盖系统，该装置包括：输出第一电信号的输出部；与该输出部连接并与该光学元件接触的多个探针，以将该第一电信号自该输出部传送至该光学元件；以及接收自该光学元件所发出的光信号的接收部。通过本实用新型所提供的光学元件对准装置，除可增加光学元件的制程速度以及提升光学元件的制造良率外，更可因而缩小光学元件的体积以及降低光学元件的制造成本。

Description

光学元件的对准装置及具有该对准装置的封盖系统

技术领域

本实用新型涉及一种光学元件的对准装置，尤有涉及一种具有对准装置的光学元件的封盖系统。

背景技术

在光学元件的相关产业中，主要的产品可以约略初分为“光主动元件”(optical active component)与“光被动元件”(optical passivecomponent)，其中，所谓的光主动元件是指涉及光信号的产生和接收的相关元件，其与光电能量的转换有关，亦即，所谓的光主动元件主要是将光信号转换成电信号，或是相反地将电信号转换成光信号。另一方面，所谓的光被动元件通常则是泛指不涉及光信号的产生和接收的其他相关元件。

一般而言，在光信号的传送过程当中，首先由发送端经由光主动元件将电信号转换成光信号，紧接着，该光信号经由如光纤网路等的光被动元件传送至接收端，随后，再经由接收端将该光信号转换成电信号，以将电信号进行后续的处理。因此，如何在光信号传送的过程中保持光信号的强度，并且维持光信号的正确性，肯定是光学元件的相关产业中所相当关切的重要课题。

已有研究显示，在光学元件的制程当中，光主动元件的“封盖”制程，是影响光信号的强弱以及光信号正确与否的其中一个重要因素。详言之，如图1所示，为现有用于光学元件的封盖制程的封盖装置，该封盖装置100包括用于承载光学元件110的承载平台(未图示)，其中，该光学元件110包含载体112、设于该载体112上并与该载体112电性连接的发光元件114，以及与该载体112电性连接的多个管芯116。此外，具有透镜122的盖体120接置于该光学元件110上，并进一步通过将该盖体120与该载体112固接，而完成该光学元件110的封盖制程。

在上述现有的光学元件的封盖制程中，由于仅在封盖的制程当中单纯地将该盖体120与该载体112进行固接，因此，通常并无法确认该光学元件110中的该发光元件114是否确实与该盖体120中的该透镜122对准。举例而言，如图2(a)所示，当在光学元件的封盖制程中，该光学元件110中的该发光元件114未能与该盖体120中的该透镜122对准时，将会导致自该发光元件114所发出的光信号150无法准确地通过该盖体120中的该透镜122，进而正确地传送该光信号150至如光纤网路的光被动元件140中，因此，明显地影响了光信号的品质；然而，如图2(b)所示，当在光学元件的封盖制程中，该光学元件110中的该发光元件114确实与该盖体120中的该透镜122对准时，则自该发光元件114所发出的光信号150便能够准确地通过该盖体120中的该透镜122，进而正确地传送该光信号150至如光纤网路的光被动元件140中。由此可见，在光学元件的封盖制程中，该光学元件110中的该发光元件114是否与该盖体120中的该透镜122准确地对准，确实将严重地影响光信号的品质。

为了提升光学元件的光信号品质，曾有人尝试以机械封盖辅以人工对准的方式进行前述的光学元件的封盖制程，然而，以人工对准的方式使该透镜122与该发光元件114对准，虽然确实较现有的封盖制程略为提升光学元件的制造良率，不过可想而知的，以人工的方式进行对准，非但严重地拖累封盖制程的速度，以人工的方式进行对准所造成的人为误差以及精确度无法提升，亦导致光学元件的制造良率始终无法显著地改善。

近年来，曾经有人尝试通过电脑视讯系统协助使该盖体120的该透镜122与该光学元件110的该发光元件114对准，以改善通过人工的方式进行对准的制程作业，然而，尽管这样的尝试确实改善了诸多人工对准的缺失，但是通过电脑视讯系统逐一检视封盖制程中该透镜122与该发光元件114的相对位置，非但无益于提升封盖制程的速度，光学元件的制造良率亦因此受限于电脑视讯系统的解析度，而无法获得很好的改善。况且，电脑视讯系统的价格通常会随着解析度的提升而明显地增加，因而在提升光学元件制造良率的同时，却往往无形中增加光学元件的制造成本。

此外，也曾经有人尝试在完成封盖制程后，于该盖体120之外另外再附加具有透镜的外罩(未图示)，以修正因发光元件114与透镜122无法准确对准所可能导致的光轴倾斜的问题，进而增进光信号的品质。然而，尽管这样的尝试确实可略为提高光信号的品质，但是却也因此增加了制程时间，此外，所额外附加的外罩不仅增加了光学元件的体积，同时也增加了光学元件的制造成本。

有鉴于此，如何提供一种有效的光学元件对准装置，并且能够提升光学元件的制造良率以及加快光学元件封盖制程的速度，甚而缩小光学元件的体积以及降低光学元件的制造成本，已成为目前业界所亟待解决的课题。

发明内容

为了解决前述现有技术的问题，本实用新型的目的在于提供一种光学元件的对准装置及具有该对准装置的封盖系统。同样地，为了解决前述现有技术的问题，本实用新型的另一目的则是在于提供一种光学元件的封盖装置。

为达上述目的，本实用新型所提供的一种光学元件的对准装置包括：输出部，其输出第一电信号；多个探针，其与该输出部连接，并与该光学元件接触，以将该第一电信号自该输出部传送至该光学元件；以及接收部，其接收自该光学元件所发出的光信号。

在本实用新型的其中一个实施例中，该光学元件包括：载体；发光元件，其设于该载体上以与该载体电性连接，并将该第一电信号转换为该光信号；以及多个管芯，其与该载体电性连接，其中，所述多个管芯的至少其中之一与该探针接触，且其中该发光元件为激光二极管或发光二极管。

根据本实用新型，该光学元件进一步包括具有透镜的盖体，且该盖体与该载体固接，此外，该光信号沿着该透镜的纵轴传送至该接收部，且该接收部进一步包括光电转换元件，以接收该光信号并转换为第二电信号。

在本实用新型的另一个实施例中，本实用新型的对准装置进一步包括与该光电转换元件连接的测量元件，以接收该第二电信号，并测量该盖体的该透镜与该发光元件的相对位置。

为达前述目的，本实用新型所提供的一种具有所述对准装置的封盖系统包括：第一承载盘，其承载至少一个所述光学元件；第二承载盘，其承载至少一个具有透镜的盖体；第一机械臂，其夹持所述至少一个光学元件的其中一个；第二机械臂，其夹持所述至少一个盖体的其中一个；以及封盖本体，其具有工作平台和所述对准装置，其中，该对准装置用以将该其中一个盖体的该透镜与该其中一个光学元件对准。

在本实用新型的其中一个实施例中，该对准装置包括：输出部，其输出第一电信号；多个探针，其与该输出部连接，并与该其中一个光学元件接触，以将该第一电信号自该输出部传送至该其中一个光学元件；以及接收部，其接收自该其中一个光学元件所发出的光信号，其中，该光信号沿着该透镜的纵轴传送至该接收部，且该接收部包括光电转换元件，以接收该光信号并转换为第二电信号。

根据本实用新型，所述至少一个光学元件的每一个包括：载体；发光元件，其设于该载体上以与该载体电性连接，并将该第一电信号转换为该光信号；以及多个管芯，其与该载体电性连接，其中，所述多个管芯的至少其中之一与该探针接触。

在本实用新型的另一个实施例中，本实用新型的封盖系统进一步包括与该光电转换元件连接的测量元件，以接收该第二电信号，并测量该其中一个盖体的该透镜与该其中一个光学元件的该发光元件的相对位置。

在本实用新型的又另一个实施例中，本实用新型的封盖系统进一步包括具有操控介面的电脑设备，以操控该第一机械臂、该第二机械臂和该封盖本体的动作。

相比于现有技术，本实用新型所提供的光学元件的对准装置及具有该对准装置的封盖系统，通过发光元件所发出的光信号而使盖体的透镜与光学元件得以对准。再者，通过本实用新型所提供的光学元件的封盖装置，除了得以提高光学元件的制造良率外，亦具有加快制程速度、缩小光学元件的体积以及降低制造成本的优点。

附图说明

图1为现有经封盖的光学元件的剖面示意图；

图2(a)为未良好封盖的光学元件的剖面示意图；

图2(b)为经良好封盖的光学元件的剖面示意图；

图3为本实用新型的对准装置的剖面示意图；

图4为本实用新型的管芯与探针接触的俯视示意图；以及

图5为本实用新型的封盖装置的剖面示意图。

【主要元件符号说明】

100封盖装置

110、310、550光学元件

112、312载体

114、314发光元件

116、316、410、412、414、416管芯

120、320、560盖体

122、322透镜

140光被动元件

150光信号

300对准装置

324透镜的纵轴

326透镜的横轴

330、420、422、424、426探针

340输出部

350接收部

360光电转换元件

370测量元件

500封盖系统

510封盖本体

512第一机械臂

514第二机械臂

516工作平台

520第一承载盘

530第二承载盘

540    对准装置

570    电脑设备

580    操控介面

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。

应注意的是，以下参照图式说明本实用新型的实施例，且以下的图式为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，因此，图式中仅例示与本实用新型有关的元件而非按照实际实施时的元件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各元件的型态、数目及比例并非以图式为限，可依实际设计需要而作变化。

首先，请参见图3，其为本实用新型的光学元件的对准装置300的剖面示意图，该对准装置300包括输出部340、多个探针330以及接收部350，而该光学元件310则包括载体312、设于该载体312上以与该载体312电性连接的发光元件314，以及与该载体312电性连接的多个管芯316，其中，该发光元件314可为激光二极管或发光二极管，在本实施例中，该发光元件为发光二极管。在本实用新型中，所述管芯316的数目可为一个或多个，在本实用新型优选的情况中为3个或4个，且所述管芯的排列方式并无特别的限制，在本实施例中，所述管芯的数目为4个，且所述4个管芯的排列方式如图4所示，以平均相互对称的方式排列，但可以理解的，本实用新型的管芯并不以此为限。

在本实施例中，盖体320具有透镜322，且于该透镜322中，通过该透镜322中心的垂直轴定义为该透镜的纵轴324，而通过该透镜322中心的水平轴定义为该透镜的横轴326，且该纵轴324与该横轴326于该透镜的中心相交并相互垂直。

在本实施例中，该输出部340输出第一电信号，且所述多个探针330与该输出部340连接，当所述多个探针330与该光学元件310接触时，该第一电信号自该输出部340经由所述探针330传送至该光学元件310，其中，所述探针330的材质选自任何导电的金属，在本实施例中，所述探针330是由铜所制成。然而，必须说明的是，所述探针330与所述多个管芯316的至少其中之一接触，在本实施例中，所述探针330与所述4个管芯316中的其中两个相互对称的管芯316接触。

在本实施例中，该接收部350接收自该光学元件310所发出的光信号。因此，当输出部340输出第一电信号至与管芯316接触的探针330后，该第一电信号经由管芯316和载体312而传送至发光元件314，该发光元件314将该第一电信号转换为光信号，而该光信号通过该盖体320上的该透镜322并沿着该透镜322的纵轴324传送至接收部350。

在本实施例中，该接收部350进一步包括光电转换元件360和测量元件370，其中，该光电转换元件360接收该光信号并转换为第二电信号，而测量元件370与该光电转换元件360连接，以接收该第二电信号，并藉以测量该盖体320的该透镜322与该发光元件314的相对位置。当该测量元件370所测量的结果显示该透镜322与该发光元件314对准时，则该盖体320将与该载体312固接。在本实施例中，该固接的步骤以焊接的方式进行，但可以理解的是，该盖体320与该载体312可以任何可能的方式固接，并不以此为限。

请进一步参阅图4，其为本实用新型的管芯与探针接触的俯视示意图。在图4中，管芯的数目为4个，但可以理解的是，图4仅为例示说明，也就是说，所述管芯的数目及排列方式并不以图式为限。另一方面，所述探针的数目及排列方式可视需要而不同于所述管芯或与所述管芯相对应，在一般的情况下所述探针与所述管芯相对应，而在图4所示的实施例中，所述探针的数目为4个，且相应于所述管芯而相互对称地排列。在图4中，探针420、422、424、426分别与管芯410、412、414、416接触。在本实用新型的其他实施例中，可仅设置相对的探针420、424以分别与管芯410、414接触，或仅设置相对的探针422、426以分别与管芯412、416接触，但可以理解的，本实用新型的实施例可视实际需要而适度地调整，并不以此为限。

本实用新型的另一个实施例为光学元件的对准方法，该方法包括设置光学元件310，其中，该光学元件310包括载体312、设于该载体312上以与该载体312电性连接的发光元件314，以及与该载体312电性连接的多个管芯316；将具有透镜322的盖体320接置于该载体312和该发光元件314上；设置多个探针330，使所述探针330与所述多个管芯316的至少其中之一接触；设置输出部340，使第一电信号自该输出部340输出，并驱动所述探针330与所述管芯316接触，进而使第一电信号经由所述探针330传送至该光学元件310，其中，该光学元件310的该发光元件314将该第一电信号转换为光信号；以及移动该盖体320(或可称为“寻面”的步骤)，使自该光学元件310所发出的该光信号通过该盖体320的该透镜322，并沿着该透镜322的纵轴324传送。

在本实施例中，进一步包括设置接收部350，以接收自该光学元件310所发出的该光信号，且该接收部350进一步包括光电转换元件360，以接收该光信号并转换为第二电信号。在本实用新型的实施例中进一步包括设置测量元件370，以接收该第二电信号，并测量该盖体320的该透镜322与该发光元件314的相对位置，当该测量元件370所测量的结果显示该透镜322与该发光元件314对准时，则进一步移除与所述管芯316接触的所述探针330，并将该盖体320与该载体312固接。

请参阅图5，其为本实用新型的具有所述对准装置的封盖系统500的剖面示意图，该封盖系统500包括封盖本体510、第一承载盘520、第二承载盘530、第一机械臂512以及第二机械臂514。该第一承载盘520承载至少一个光学元件550，而该第二承载盘530承载至少一个具有透镜的盖体560，其中，该光学元件550以及该盖体560的详细结构如图3所示。

在本实施例中，该第一机械臂512用以夹持该光学元件550，而该第二机械臂514用以夹持该盖体560，且该封盖本体510具有工作平台516与对准装置540，其中，该对准装置540的详细结构如图3所示，在此不再赘述。

在本实施例中，进一步包括有电脑设备570，且该电脑设备与该封盖本体510、第一机械臂512和第二机械臂514电性连接，并通过操控介面580以操控该封盖本体510、第一机械臂512以及第二机械臂514的动作，在本实施例中，该操控介面580为触控式屏幕，但并不以此为限。

在本实施例中，通过该第一机械臂512夹持该光学元件550以及通过该第二机械臂514夹持该盖体560，使该光学元件310的发光元件314的上表面与该透镜322的横轴326保持平行，以利于该对准装置540将该盖体320的该透镜322与该发光元件314对准，藉以增加光学元件的制造良率。

本实用新型的另一个实施例为具有所述对准装置的封盖方法，该方法包括设置第一承载盘520，以承载至少一个所述光学元件550，其中，所述至少一个光学元件550的每一个包括载体312、设于该载体312上以与该载体312电性连接的发光元件314，以及与该载体312电性连接的多个管芯316；设置第二承载盘530，以承载至少一个具有透镜的盖体560；设置具有工作平台516和对准装置540的封盖本体510；设置第一机械臂512，以自该第一承载盘520夹持和移动所述至少一个光学元件550的其中一个至该工作平台516上；设置第二机械臂514，以自该第二承载盘540夹持和移动所述至少一个盖体560的其中一个至该其中一个光学元件310上方；以及通过该对准装置540，使该其中一个盖体320的该透镜322与该其中一个光学元件310对准，其对准方法如前所述的光学元件的对准方法，故在此不再赘述。

在本实施例中，通过该第一机械臂512夹持该光学元件550以及通过该第二机械臂514夹持该盖体560，使该光学元件310的发光元件314的上表面与该盖体320的透镜322的横轴326保持平行，藉以协助光学元件的对准。

在本实施例中，进一步包括在当该测量元件370(参见图3)所测量的结果显示该透镜322与该发光元件314对准后，进一步移除与所述管芯316接触的探针，并将该盖体320与该载体312固接，随后利用该第一机械臂512将固接后的该其中一个光学元件置回该第一承载盘520上。

在本实用新型的实施例中，进一步包括设置电脑设备570，且该电脑设备570与该封盖本体510、第一机械臂512以及第二机械臂514电性连接，并通过操控介面580操控该封盖本体510、第一机械臂512以及第二机械臂514在前述封盖方法中的动作。在本实施例中，该操控介面为一触控式屏幕，但可以理解的，本实用新型的实施例并不以此为限。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型，任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范围的前提下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本实用新型的权利保护范围，应如权利要求范围所列。

Claims (10)

1.一种光学元件的对准装置，其特征在于，其包括：

输出部，其输出第一电信号；

多个探针，其与该输出部连接，并与该光学元件接触，以将该第一电信号自该输出部传送至该光学元件；以及

接收部，其接收自该光学元件所发出的光信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该光学元件包括：

载体；

发光元件，其设于该载体上以与该载体电性连接，并将该第一电信号转换为该光信号；以及

多个管芯，其与该载体电性连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该光学元件进一步包括具有透镜的盖体，且该盖体与该载体固接。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该发光元件为激光二极管或发光二极管。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个管芯的至少其中之一与所述探针接触。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，该接收部包括光电转换元件，以接收该光信号并转换为第二电信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，其进一步包括与该光电转换元件连接的测量元件，以接收该第二电信号，并测量该盖体的该透镜与该发光元件的相对位置。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，该透镜包括一纵轴，以供该光信号沿着该纵轴传送。

9.一种具有如权利要求1至8中任一项所述的对准装置的封盖系统，其特征在于，其包括：

第一承载盘，其承载至少一个该光学元件；

第二承载盘，其承载至少一个具有透镜的盖体；

第一机械臂，其夹持所述至少一个光学元件的其中一个；

第二机械臂，其夹持所述至少一个盖体的其中一个；以及

封盖本体，其具有工作平台和该对准装置，其中，该对准装置用以将该其中一个盖体的该透镜与该其中一个光学元件对准。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，其进一步包括具有操控介面的电脑设备，以操控该第一机械臂、该第二机械臂和该封盖本体的动作。

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