CN219714702U - 光学模组标定装置 - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种光学模组标定装置，属于光学模组标定技术领域。所述标定装置包括标定板、调整机构和定位机构；所述标定板和所述调整机构同轴排布，所述定位机构安装在所述调整机构；所述定位机构包括第一光学平台、定位件和多个激光测距仪，待测光学模组通过所述定位件，安装在所述第一光学平台上，所述多个激光测距仪和所述待测光学模组的发射端面齐平或平行，用于实现初始化调整和距离标定。采用本申请，该标定装置可以针对各种外形的光学模组进行标定，不受限于光学模组的外形，进一步增强标定装置的普适性，能够满足多种光学模组的标定需求。

Description

光学模组标定装置

技术领域

本申请是关于光学模组标定技术领域，尤其是关于一种光学模组标定装置。

背景技术

光学模组标定装置用来对光学模组进行标定，以筛选出合格的光学模组，以及评估光学模组的测量精度。

而目前光学模组标定装置，通常其局限性较多，难以满足光学模组的标定需求。

实用新型内容

本申请提供了一种光学模组标定装置，能够克服相关技术中存在的局限性较多，难以满足光学模组的标定需求的问题。所述技术方案如下：

根据本申请，提供了一种光学模组标定装置，所述标定装置包括标定板、调整机构和定位机构；

所述标定板和所述调整机构同轴排布，所述定位机构安装在所述调整机构；

所述定位机构包括第一光学平台、定位件和多个激光测距仪，待测光学模组通过所述定位件，安装在所述第一光学平台上，所述多个激光测距仪和所述待测光学模组的发射端面齐平或平行，用于实现初始化调整和距离标定。

在一种可能的实施方式中，所述定位件包括转接板，所述转接板垂直安装在所述第一光学平台；

所述多个激光测距仪和所述待测光学模组均安装在所述转接板。

在一种可能的实施方式中，所述激光测距仪的数量为三个，呈品字型排布。

在一种可能的实施方式中，所述定位件包括弹性压片和多个支撑件；

所述多个支撑件位于所述第一光学平台和所述待测光学模组之间；

所述弹性压片的一端固定在所述第一光学平台，另一端压在所述待测光学模组的顶部。

在一种可能的实施方式中，所述支撑件包括标准质量块。

在一种可能的实施方式中，所述支撑件包括支撑柱。

在一种可能的实施方式中，所述调整机构包括第二光学平台、XY轴转台和Z轴转台；

所述XY轴转台安装在所述第二光学平台上，所述Z轴转台安装在所述XY轴转台上，所述第一光学平台安装在所述Z轴转台上。

在一种可能的实施方式中，所述调整机构包括轨道和滑块；

所述滑块和所述轨道滑动安装，所述定位机构安装在所述滑块上。

在一种可能的实施方式中，所述标定装置还包括第三光学平台，所述标定板和所述调整机构均位于所述第三光学平台上。

在一种可能的实施方式中，所述待测光学模组包括激光雷达模组、飞行时间TOF模组和线激光模组。

在本申请所示的实施例中，该标定装置能够通过激光测距仪，确定出待测光学模组与标定板之间的距离，所以，使用激光测距仪能够实现距离标定，而且，能够实现近距离和远距离标定，远距离标定不受限于标定工作台的长度限制，进而可以满足光学模组的远近距离标定，增强标定装置的普适性。

另外，标定装置的定位件包括转接板、弹性压片和多个支撑件，这样，外形较为规则的光学模组，可以通过转接板定位在标定装置上，而外形不规则的光学模组，可以通过弹性压片和多个支撑件定位在标定装置上。进而，该标定装置可以针对各种外形的光学模组进行标定，不受限于光学模组的外形，进一步增强标定装置的普适性，能够满足多种光学模组的标定需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。在附图中：

图1是根据实施例示出的一种标定装置的结构示意图；

图2是根据实施例示出的一种标定装置的结构示意图；

图3是根据实施例示出的一种待测光学模组和多个激光测距仪在转接板上的安装示意图；

图4是根据实施例示出的一种弹性压片将待测光学模组定位在第一光学平台上的示意图；

图5是根据实施例示出的一种弹性压片将待测光学模组定位在第一光学平台上的示意图。

图例说明

1、标定板；2、调整机构；3、定位机构；4、第三光学平台；5、待测光学模组。

21、第二光学平台；22、XY轴转台；23、Z轴转台；24、轨道；25、滑块。

31、第一光学平台；32、定位件；33、激光测距仪。

321、转接板；322、弹性压片；323、支撑件。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

本公开的实施方式部分使用的术语仅用于对本公开的实施例进行解释，而非旨在限定本公开。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

本申请实施例提供了一种光学模组标定装置，用于对光学模组进行标定，光学模组，例如，可以是激光雷达模组、飞行时间(time of flight，TOF)模组和线激光模组等。

而目前的标定装置通常局限性较多，例如，受限于标定装置的工作台的长度限制，难以进行较远距离的标定，只能进行近距离标定。又例如，受限于标定装置的定位机构的限制，只能对特定外形的光学模组进行标定，难以对多种外形的光学模组进行标定。可见，目前的标定装置的局限性较多，难以满足光学模组的标定需求。

而本申请所提供的标定装置可以对光学模组进行近距离标定以及远距离标定，还能对多种外形的光学模组进行标定，还可以对多种类型的光学模组进行标定。

如图1和图2所示，标定装置包括标定板1、调整机构2和定位机构3。其中，标定板1和调整机构2同轴排布，定位机构3安装在调整机构2上，待测光学模组5定位在定位机构3上。

其中，标定板1和调整机构2同轴排布，例如，如图1所示，标定板1的沿着X轴的中轴线与调整机构2的沿着X轴的中轴线重合。

其中，调整机构2可以包括位移调整机构，还可以包括姿态调整机构，还可以包括位移调整机构和姿态调整机构，关于调整机构2，下文将会详细介绍。

在一种示例中，定位机构3安装在调整机构2上，而待测光学模组5定位在定位机构3上，所以，调整机构2调整时，便可以促使待测光学模组5的位置和/或姿态发生改变，因此，待测光学模组5的位置和/或姿态可以通过调整机构2进行调整。

其中，待测光学模组5可以是激光雷达模组、TOF模组和线激光模组等。

关于待测光学模组5定位在定位机构3上，具体的，可以参见图2所示，定位机构3可以包括第一光学平台31、定位件32和多个激光测距仪33。其中，待测光学模组5通过定位件32，定位在第一光学平台31上，多个激光测距仪33和待测光学模组5的发射端面齐平或平行，多个激光测距仪33用于实现初始化调整和距离标定。

其中，第一光学平台为定位件32和多个激光测距仪33提供支撑并保证绝对水平的条件，其上有标准螺钉安装孔。

其中，定位件32主要实现夹持定位功能，可以保证标定过程中，待测光学模组能够始终稳定放置在合适位置。

在一种示例中，多个激光测距仪33的激光发射端面与待测光学模组5的激光发射端面齐平或平行，这样通过激光测距仪33的读数便可以确定待测光学模组5与标定板1之间的距离。

例如，激光测距仪的发射端面与待测光学模组的发射端面齐平，那么，激光测距仪与标定板1之间的距离，和待测光学模组与标定板1之间的距离相等，进而，激光测距仪的距离读数为待测光学模组与标定板1之间的距离。

又例如，激光测距仪的发射端面与待测光学模组的发射端面平行，那么，可以通过激光测距仪与标定板1之间的距离，以及激光测距仪与待测光学模组之间的间距，可以确定出待测光学模组与标定板1之间的距离。

因此，通过激光测距仪可以对待测光学模组，进行距离标定，而且可以进行近距离标定，也可以进行远距离标定。

激光测距仪33可以实现距离标定，而多个激光测距仪33配合使用还可以实现初始化调整。

其中，初始化是待测光学模组在标定装置上的一种状态，该状态可以作为参考状态，后续待测光学模组在各种状态下的标定，均是在初始化状态的基础上进行的。

其中，待测光学模组的初始化状态可以是，其光轴与标定板1垂直。或者，待测光学模组包括多个激光发射端，且多个激光发射端的光轴相交时，待测光学模组的初始化状态可以是，多个激光发射端的光轴均与第一光学平台31平行。

通过多个激光测距仪33实现初始化调整的过程可以是，通过调整机构2的调整使多个激光测距仪33的读数相等时，便可以认为待测光学模组处于初始化状态，其光轴与标定板1垂直。

在一种示例中，激光测距仪的数量可以是三个，可以如图3所示，三个激光测距仪可以呈品字型排布，那么，三个激光测距仪唯一确定一个平面，当三个激光测距仪的读数相等时，可以认为三个激光测距仪所在平面与标定板平行。而激光测距仪的发射端面与待测光学模组的发射端面齐平或平行，所以，待测光学模组的发射端面也与标定板平行，进而其光轴与标定板垂直。

基于上述所述，激光测距仪能够确定出待测光学模组与标定板之间的距离，所以，使用激光测距仪能够实现距离标定，而且，能够实现近距离和远距离标定，远距离标定不受限于标定工作台的长度限制，进而可以满足光学模组的远近距离标定，增强标定装置的普适性。

在一种示例中，标定装置可以通过定位件32所包括的多种结构，对多种外形的光学模组进行标定，从而进一步增强激光测距仪的普适性。

例如，如图2所示，定位件32可以包括转接板321，转接板321垂直安装在第一光学平台31上，多个激光测距仪33和待测光学模组5均安装在转接板321上。

作为一种示例，如图3所示，激光测距仪33的数量为三个，一个位于待测光学模组5的上方，另外两个位于待测光学模组5的下方，三个激光测距仪33构成品字型排布。

在一种示例中，待测光学模组5安装在转接板321上以后，便可以实现待测光学模组5的光轴与转接板321垂直，所以，在标定之前，只需要将转接板321调整至与标定板平行即可。

而为了实现待测光学模组5安装在转接板321上以后，即与转接板321垂直，相应的，待测光学模组5为外形较为规则的光学模组。例如，封装后的光学模组，其外形较为规则，所以，定位件包括转接板321的标定装置，可以用来标定封装后的光学模组。

在一种示例中，由于转接板321与第一光学平台31的关系已经通过标定，转接板321与标定板1之间的关系也已经经过标定，所以，将待测光学模组5定位在转接板321上进行标定的精度较高。

又例如，如图4和图5所示，定位件32可以包括弹性压片322和多个支撑件323，其中，多个支撑件323位于第一光学平台31和待测光学模组5之间，而弹性压片322的一端固定在第一光学平台31，另一端压在待测光学模组5的顶部。

定位件32包括弹性压片322和多个支撑件323的方案中，可以用来标定外形不规则的光学模组。例如，支撑件323可以是标准质量块，如果待测光学模组5的底部有若干个高度不一致的小平面，那么，可以在待测光学模组的底部放置标准质量块，使待测光学模组处于水平状态，其光轴能够与标定板垂直。为了保持待测光学模组的稳定性，弹性压片322再压在待测光学模组的顶部。

又例如，支撑件323可以是支撑柱，如图5所示，待测光学模组的外形为任意非规则形状，那么，待测光学模组的底部可以由多个支撑柱支撑，这些支撑柱的高度不全部相等，可以让待测光学模组处于水平状态，其光轴能够与第一光学平台平行。然后使用弹性压片322压在待测光学模组的顶部，完成待测光学模组的定位。

通常情况下，光学模组在前期，例如，在封装之前，可以选用包括弹性压片322和多个支撑件323，对光学模组进行定位，然后进行标定，来筛选出合格的光学模组，然后再对合格的光学模组进行封装，这些光学模组封装以后，外形较为规则，可以再选用转接板321对光学模组进行定位，然后进行高精度的标定与测试。

基于上述所述，该标定装置的定位件32包括转接板321、弹性压片322和多个支撑件323，那么，如果待测光学模组的外形较为规则，或者，如果待测光学模组对标定精度要求比较高，那么，可以选用转接板321对待测光学模组进行定位，然后进行高精度标定。而如果待测光学模组的外形不太规则，或者，外形比较复杂，或者待测光学模组对标定精度要求不高，那么，可以选用弹性压片322和多个支撑件323对待测光学模组进行定位，然后进行标定。

可见，该标定装置可以标定外形较为规则的光学模组，也能标定外形不规则，甚至外形较为复杂的光学模组，进而，该标定装置可以标定多种外形的光学模组，增强标定装置的普适性。

上述是关于定位件32所包括的结构，下面将介绍调整机构2所包括的结构。

在一种示例中，由于该标定装置包括激光测距仪，可以通过激光测距仪进行距离标定，那么，调整机构2可以只进行姿态调整，待测光学模组与标定板之间的位移调整，可以交由激光测距仪来实现。

那么，相应的，调整机构2可以包括姿态调整组件，其中，姿态调整组件包括第二光学平台21、XY轴转台22和Z轴转台23，其中，第二光学平台21的作用与第一光学平台31的作用类似，为所支撑的XY轴转台22和Z轴转台23提供水平的条件，其上有标准螺钉安装孔。

其中，XY轴转台22能够绕着X轴旋转，也能够绕着Y轴旋转，Z轴转台23能够绕着Z轴旋转，其中，绕着每个轴旋转的角度范围可以根据需求设定。

如图2所示，XY轴转台22安装在第二光学平台21上，Z轴转台23安装在XY轴转台上，而定位机构3的第一光学平台31安装在Z轴转台23上。这样，便可以通过控制调整机构2绕着各个轴旋转一定角度，便可以实现待测光学模组的姿态调整，进而在各个姿态下，对待测光学模组进行标定。

在一种示例中，调整机构2也可以进行位移调整，相应的，调整机构2也可以包括位移调整组件，如图1并参考图2所示，调整机构2的位移调整组件可以包括轨道24和滑块25，滑块25和轨道24滑动安装，定位机构3安装在滑块25上。

例如，定位机构3可以通过调整机构2的姿态调整组件，安装在滑块25上，具体的，姿态调整组件的第二光学平台21安装在滑块25上，而XY轴转台22安装在第二光学平台21上，Z轴转台23安装在XY轴转台上，定位机构3的第一光学平台31安装在Z轴转台23上。这样，定位机构3便可以通过姿态调整组件，安装在滑块25上。

由于轨道24的长度有限，所以标定装置可以通过调整机构2的位移调整组件，对待测光学模组进行近距离标定，而通过激光测距仪，对待测光学模组进行远距离标定。

在近距离标定时，在将待测光学模组安装在标定装置上以后，完成一次初始化调整即可，后续只需要控制滑块25在轨道24上移动的距离，便可以实现在多个距离下的标定。

在一种示例中，如图1所示，该标定装置还可以包括第三光学平台4，第三光学平台4为标定装置的其他部件提供支撑和绝对水平的条件。那么，如图1所示，标定板1和调整机构2均位于第三光学平台4上，在第三光学平台4上同轴排布。

例如，标定板1和轨道24在第三光学平台4上，沿着X轴同轴排布，也即是，标定板1在X轴的中轴线与轨道24在X轴的中轴线重合。而滑块25滑动安装在轨道24上。第二光学平台21固定在滑块25上，XY轴转台22安装在第二光学平台21上，Z轴转台23安装在XY轴转台22上，第一光学平台31安装在Z轴转台23上。而待测光学模组5通过定位件32，定位在第一光学平台31上。例如，如图2所示，待测光学模组5定位在转接板321上。又例如，如图4和图5所示，待测光学模组5通过弹性压片322和多个支撑件323，定位在第一光学平台31上。

基于上述所述，该标定装置可以在如下场景下，对待测光学模组进行标定。

其中，可以以待测光学模组的初始化状态为其光轴与标定板垂直进行示例，例如，待测光学模组可以是TOF模组。

场景1，对待测光学模组进行近距离标定，标定过程可以如下：

首先，根据待测光学模组的外形和标定精度要求，选择定位件32。

例如，如果待测光学模组的外形较为规则，或者，待测光学模组对标定精度要求较高，可以选择转接板321对待测光学模组进行夹持定位。而如果待测光学模组的外形不太规则，或者外形较为复杂，那么，可以选择弹性压片322和多个支撑件323，对待测光学模组进行夹持定位。

其次，对待测光学模组进行初始化调整。

如果选择转接板321对待测光学模组进行夹持定位，那么，由于转接板321与标定板8之间的平行关系已经标定好，而待测光学模组安装在转接板321上以后，即可实现其光轴与转接板321垂直，所以，选用转接板321定位待测光学模组时，便无需进行初始化调整。

而如果选择弹性压片322和多个支撑件323，对待测光学模组进行夹持定位时，需要借助多个激光测距仪和调整机构2，对待测光学模组进行初始化调整。例如，控制调整机构2对待测光学模组进行姿态调整，直至多个激光测距仪的读数相等，便可以实现待测光学模组的光轴与标定板垂直。

最后，对待测光学模组在各个需要标定的位姿下进行标定。

例如，在姿态标定时，通过调整机构2的XY轴转台22和Z轴转台23，将待测光学模组，调整至需要标定的姿态，然后在该姿态下，待测光学模组发射的激光射向标定板1，经标定板反射至待测光学模组，便可以获得当前姿态下的标定数据。这样，便可以获得待测光学模组在各个需要标定的姿态下的标定数据。

又例如，在距离标定时，通过调整机构2的轨道24和滑块25，将待测光学模组，调整至需要标定的位移，然后在该位移下，待测光学模组发射的激光射向标定板1，经标定板反射至待测光学模组，便可以获得当前位移下的标定数据。这样，便可以获得待测光学模组在各个需要标定的位移下的标定数据。

需要指出的是，在距离标定时，由于待测光学模组是沿着轨道24移动来调整其位移，而轨道24和滑块25，在组装中已完成标定，也即是，轨道24处于绝对水平状态，无论滑块25如何滑行，都不会改变待测光学模组的光轴与标定板的垂直关系，所以，在距离标定之前完成一次初始化调整即可。

场景2：对待测光学模组进行远距离标定，标定过程可以如下：

首先，根据待测光学模组的外形和标定精度要求，选择定位件32。

其中，选择定位件32的过程可以参考上述所述，此处不再赘述。

其次，对待测光学模组进行初始化调整。

由于是远距离标定，那么，调整机构2不再是安装在滑块25上，那么，无论选择哪一种定位件32，均需要进行初始化调整。

例如，控制调整机构2对待测光学模组进行姿态调整，直至多个激光测距仪的读数相等，便可以实现待测光学模组的光轴与标定板垂直。

最后，对待测光学模组在各个需要标定的位姿下进行标定。

例如，在姿态标定时，通过调整机构2将待测光学模组，调整至需要标定的姿态，然后在该姿态下，待测光学模组发射的激光射向标定板1，经标定板反射至待测光学模组，便可以获得当前姿态下的标定数据。这样，便可以获得待测光学模组在各个需要标定的姿态下的标定数据。

在距离标定时，由于所需标定的距离较大，已经超出轨道24的形成，所以，要么是滑块25从轨道24上脱离，来进行距离标定，要么是将调整机构2从滑块25上拆下来，进行距离标定。

而待测光学模组与标定板1之间的距离，可以通过激光测距仪的读数来确定，进而可以通过调整激光测距仪的读数，将待测光学模组调整至需要标定的位移，然后在该位移下，待测光学模组发射的激光射向标定板1，经标定板反射至待测光学模组，便可以获得当前位移下的标定数据。这样，便可以获得待测光学模组在各个需要标定的位移下的标定数据。

需要指出的是，当待测光学模组进行距离标定时，由于待测光学模组并不是在绝对水平的平台上调整位移，那么，每改变一次位移，都不能保证当前位移下，待测光学模组的光轴与标定板是垂直的，所以，每改变一次位移，在当前位移下进行标定之前，均需要进行初始化调整。

在本申请所示的实施例中，该标定装置能够通过激光测距仪，确定出待测光学模组与标定板之间的距离，所以，使用激光测距仪能够实现距离标定，而且，能够实现近距离和远距离标定，远距离标定不受限于标定工作台的长度限制，进而可以满足光学模组的远近距离标定，增强标定装置的普适性。

另外，标定装置的定位件包括转接板、弹性压片和多个支撑件，这样，外形较为规则的光学模组，可以通过转接板定位在标定装置上，而外形不规则的光学模组，可以通过弹性压片和多个支撑件定位在标定装置上。进而，该标定装置可以针对各种外形的光学模组进行标定，不受限于光学模组的外形，进一步增强标定装置的普适性。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学模组标定装置，其特征在于，所述标定装置包括标定板(1)、调整机构(2)和定位机构(3)；

所述标定板(1)和所述调整机构(2)同轴排布，所述定位机构(3)安装在所述调整机构(2)；

所述定位机构(3)包括第一光学平台(31)、定位件(32)和多个激光测距仪(33)，待测光学模组(5)通过所述定位件(32)，安装在所述第一光学平台(31)上，所述多个激光测距仪(33)和所述待测光学模组(5)的发射端面齐平或平行，用于实现初始化调整和距离标定。

2.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述定位件(32)包括转接板(321)，所述转接板(321)垂直安装在所述第一光学平台(31)；

所述多个激光测距仪(33)和所述待测光学模组(5)均安装在所述转接板(321)。

3.根据权利要求2所述的标定装置，其特征在于，所述激光测距仪(33)的数量为三个，呈品字型排布。

4.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述定位件(32)包括弹性压片(322)和多个支撑件(323)；

所述多个支撑件(323)位于所述第一光学平台(31)和所述待测光学模组(5)之间；

所述弹性压片(322)的一端固定在所述第一光学平台(31)，另一端压在所述待测光学模组(5)的顶部。

5.根据权利要求4所述的标定装置，其特征在于，所述支撑件(323)包括标准质量块。

6.根据权利要求4所述的标定装置，其特征在于，所述支撑件(323)包括支撑柱。

7.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述调整机构(2)包括第二光学平台(21)、XY轴转台(22)和Z轴转台(23)；

所述XY轴转台(22)安装在所述第二光学平台(21)上，所述Z轴转台(23)安装在所述XY轴转台(22)上，所述第一光学平台(31)安装在所述Z轴转台(23)上。

8.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述调整机构(2)包括轨道(24)和滑块(25)；

所述滑块(25)和所述轨道(24)滑动安装，所述定位机构(3)安装在所述滑块(25)上。

9.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述标定装置还包括第三光学平台(4)，所述标定板(1)和所述调整机构(2)均位于所述第三光学平台(4)上。

10.根据权利要求1至9任一所述的标定装置，其特征在于，所述待测光学模组包括激光雷达模组、飞行时间TOF模组和线激光模组。