CN219829791U - 一种发散角度测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发散角度测试装置，属于测试设备技术领域；试装置包括：测试平台、移位机构、拍摄设备、移动底座、测试夹具以及定位底座；移位机构固设在测试平台上；拍摄设备固设在移动底座上，移动底座与移位机构的移动部连接；测试夹具开设有适配扩散片的夹持部，且所述测试夹具设置在所述测试平台上；定位底座设置在测试平台上，且定位底座上开设有适配VCSEL的固定部；其中，移动底座、测试夹具以及定位底座依次沿移动底座的移动方向布置，且所述移动部的移动方向为所述拍摄设备的光轴方向。本申请实施例提供的发散角度测试装置能够简洁高效的同步实施扩散片和VCSEL发散角度测试，且装置结构简单，成本低廉。

Description

一种发散角度测试装置

技术领域

本申请属于测试设备技术领域，尤其涉及一种发散角度测试装置。

背景技术

扩散片和垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL)是摄像成像技术领域中的常规器件，在装配使用时，需要分别测试扩散片和VCSEL的发散角度。

在实施扩散片的发散角测试时，需要通过拍摄设备拍摄投射在扩散片上的光斑图像，而后分别基于扩散片到拍摄设备和光源的距离换算得到发散角。在实施VCSEL的发散角测试时，需要沿光轴方向在两个不同的位置拍摄点亮的VCSEL的光斑图，并基于光斑图片的高度差和换算得到的两个位置光斑图的半径差来求得实际的VCSEL发散角度。

为此，需要分别针对所述扩散片和所述VCSEL配置拍摄设备、移动设备以及光源等辅助元件组合装配在测试操作平台上，形成两套测试系统，分别实施发散角的测试；相应的，这也就导致测试系统的整体结构的规格和布置空间需求较大，配置成本也较高，测试效率不理想，不利于批量使用。

发明内容

本申请提供了一种发散角度测试装置，旨在至少能够在一定程度上解决所述扩散片和所述VCSEL的发散角的测试系统结构规模大，空间占用高，配置成本高，测试效率不理想的技术问题。为此，

本申请实施例提供的一种发散角度测试装置，包括：测试平台、移位机构、拍摄设备、移动底座、测试夹具以及定位底座；

所述移位机构连接在所述测试平台上；

所述拍摄设备固设在所述移动底座上，所述移动底座与所述移位机构的移动部连接；

所述测试夹具开设有适配扩散片的夹持部，且所述测试夹具设置在所述测试平台上；

所述定位底座设置在所述测试平台上，且所述定位底座上开设有适配VCSEL的固定部；

其中，所述移动底座、所述测试夹具以及所述定位底座依次沿所述移动部的移动方向布置，且所述移动部的移动方向为所述拍摄设备的光轴方向。

进一步地，所述拍摄设备、所述测试夹具以及所述定位底座沿竖直方向依次布置，所述移位机构的移动部的移动行程方向为竖直方向。

进一步地，所述移位机构采用竖向升降机构。

进一步地，所述竖向升降机构包括：移位支架、推拉电动缸和移位滑块；

所述移位支架固设在所述测试平台上，所述推拉电动缸的缸体固设在所述移位支架上，所述推拉电动缸的缸杆与所述移位滑块连接，且所述移位滑块可滑动地固设在所述移位支架上，所述移动底座以及所述测试夹具固设在所述移位滑块上。

进一步地，所述竖向升降机构包括：伺服电机，滚珠丝杆以及滑动支架；

所述伺服电机固设在所述滑动支架上，所述滚珠丝杆的螺杆可转动地设置在所述滑动支架上，且所述伺服电机与所述螺杆连接；

所述滚珠丝杆的螺母可滑动地设置在所述滑动支架上，且所述移动底座和所述测试夹具与所述螺母连接。

进一步地，所述移位机构还包括：测距组件；

所述测距组件连接所述移位机构的移动部和主体之间，以测量所述移动部相对于所述主体的移动距离。

进一步地，所述测距组件包括：激光测距仪；

所述激光测距仪设置在所述移动部或者所述主体上。

进一步地，所述移位机构包括：导向滑轨、滑块和锁紧件；

所述滑块可滑动地设置在所述导向滑轨上，所述锁紧件连接在所述导向滑轨和所述滑块之间。

进一步地，所述导向滑轨上沿所述导向滑轨延伸方向设置有距离标识，所述滑块上设置有标识部。

进一步地，所述滑块包括第一分支滑块和第二分支滑块；

所述第一分支滑块和所述第二分支滑块分别滑动设置在所述导向滑轨上，所述移动底座固设在所述第一分支滑块上，所述测试夹具固设在所述第二分支滑块上。

本申请实施例至少具有如下有益效果：

本申请实施例提供的发散角度测试装置，以测试平台为基础依次设置移动底座、测试夹具以及定位底座，分别用于对应固定拍摄设备、待检测的扩散片和VCSEL，从而可拍摄VCSEL投射在扩散片上的光斑，以完成扩散片发散角检测光斑图像的获取；进一步的，基于在测试平台上设置的移位机构配合移动底座调节拍摄设备的拍摄位置，以拍摄获取第二幅光斑图像，从而完成VCSEL发散角测量的两幅光斑图像的获取；本实施例提供的测试装置可利用待测的VCSEL作为扩散片发散角检测的光源，并将待测扩散片作为VCSEL发散角检测的光斑载体，从而可将扩散片和VCSEL发散角检测统一在一个拍摄流程中，而不用单独配置独立的拍摄结构，也不用进行两次独立的拍摄操作，从而整体上降低了测试系统的装置配置复杂性，缩小装置规模和空间占用，降低配置成本，也提升了测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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示出了本申请实施例中扩散片和VCSEL发散角度测试装置的结构示意图；

图2示出了本申请实施例中的VCSEL发散角度的测试原理示意图。

附图标记：

10-移位机构，20-拍摄设备，30-扩散片，31-第一光斑，32-第二光斑，40-VCSEL，50-定位底座，60-测试平台，70-移动底座，80-测试夹具。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：

为了实施扩散片的发散角测量，需要在扩散片一侧设置光源，向扩散片透射光斑，并在扩散片另一侧通过拍摄设备拍摄光斑，而后通过光斑图像以及扩散片到拍摄设备和光源的距离换算得到发散角。为了得到光斑图片，需要配置可调支架，拍摄设备，光源等组件。

为了实现VCSEL的发散角测量，需要沿VCSEL的光轴方向上的两个不同位置拍摄点亮的VCSEL的光斑图片，并基于两侧拍摄光斑图片的高度差和换算得到的两个位置光斑图的半径差来求得VCSEL发散角度。为了得到光斑图片，需要配置可调支架，拍摄设备等组件。

考虑到实施扩散片和VCSEL的发散角测量需要的检测机构的配置不同，为此需要设置独立的检测机构，这就导致装置规模庞大，配置成本较高，不适宜批量检测使用。

为此，本申请实施例提供一种发散角度测试装置，能够同步实现扩散片和VCSEL发散角测量操作，一定程度上降低设备结构规模，提升操作效率，降低装置成本。

参见图1，具体来说，所述扩散片和VCSEL发散角度测试装置包括：测试平台60、移位机构10、拍摄设备20、移动底座70、测试夹具80以及定位底座50。

具体来说，所述移位机构10可安装在所述测试平台60上，所述移动底座70可移动地连接在所述移位机构10上，所述拍摄设备20设置在所述移动底座70上，所述测试夹具80接连接在所述测试平台60上，所述定位底座设置在所述测试平台60上；且，所述拍摄设备20和所述定位座50沿所述拍摄设备20的光轴方向Z设置在所述测试夹具80的两侧，所述测试夹具80用于安装固定待测扩散片30，所述定位底座50用于安装固定VCSEL 40。

其中，所述测试平台60为测试操作的平台，用于承载各功能组件实施相关操作，以获取光斑图像，通常可设置成一个机架平台，能够在平面和高度方向具备移动和操作空间，并还可设置为用电设备提供电源和通信组件等的配置结构。

所述拍摄设备20用于对应拍摄光斑图像，可采用具备拍照或者摄像功能的成品设备，如CCD相机；为了便于安装固定，可根据所述拍摄设备20结构形态设置相适配的所述移动底座70，从而将所述拍摄设备20通过所述移动底座70和所述移位机构10间接安装到所述测试平台60上。为了在两个位置拍摄光斑图像，所述拍摄设备20可通过所述移动底座70与所述移位机构10组成的移动结构相对于所述测试平台60的移动，以实现所述拍摄设备20的位置调节。为了便于说明，将所述拍摄设备20的移动方向设置为所述拍摄设备20的光轴方向Z，并可将所述光轴方向Z设置为竖直方向；但上述方向设置仅做说明之用，而不是限制。

所述测试夹具80可直接或者间接连接在所述测试平台60上，用于夹持固定待测的扩散片30，为此，所述测试夹具80开设有适配所述扩散片30的夹持部。值得说明的是，所述夹持部的具体形式不做特定限制，可灵活选择，如可采用双面夹持型夹具，可采用单侧支撑型框架，或者悬吊框架等。

所述定位底座50用于将待测的VCSEL 40固定到所述测试平台60上，且所述定位底座50上开设有适配所述VCSEL40的固定部，便于定位安装所述VCSEL 40。一般来说，可在所述定位底座50上开设一与所述VCSEL40的形态匹配的凹槽，可通过简单的插装实现位置固定；通常，还可在所述定位底座50上设置供电接头，为所述VCSEL 40连接供电，如顶针接头，与所述VCSEL 40的电源接头匹配对应，从而在插装所述VCSEL40时，实现便捷电连接。

为了提升所述扩散片30的发散角检测可靠性，降低拍摄设备或者操作本身对检测结果的影响，所述拍摄设备20的两个位置原则上是在所述拍摄设备20光轴方向Z上的两个到所述VCSEL 40距离不同的位置，以拍摄到大小不同的光斑图像。

为此，可将所述移动底座70连接在所述移位机构10的移动部上，并将所述移动部的移动方向设置成所述拍摄设备20的光轴方向Z，从而使得所述拍摄设备20可沿其光轴方向Z移动，靠近或者远离所述VCSEL 40，拍摄不同大小的光斑图像。

相匹配的，所述定位底座50和所述测试夹具80也可沿所述移动部20的移动方向设置，即沿所述拍摄设备20的光轴方向Z设置，从而在所述拍摄设备20整个切换位置拍摄光斑图像的操作中，所述拍摄设备20相对于待测的所述扩散片30和所述VCSEL 40的位移仅在光轴方向Z上，因此避免垂直于光轴方向Z的移位，造成光斑拍摄图形的变形等问题，保证发散角测试的可靠性。

在一些实施例中，可将所述扩散片30的两侧面垂直于所述拍摄设备20的光轴设置，且所述VCSEL设置在所述拍摄设备20的光轴上，并基于上述原则协调所述测试夹具80、所述定位底座50以及所述移动底座70的位置关系，以获得高质量的光斑图像。

本申请实施例提供的用于扩散片和VCSEL的发散角度测试装置，以测试平台为基础依次设置移动底座、测试夹具以及定位底座，分别用于对应固定拍摄设备、待检测的扩散片和VCSEL，从而可拍摄VCSEL投射在扩散片上的光斑，以完成扩散片发散角检测光斑图像的获取；进一步在测试平台上设置移位机构配合移动底座调节拍摄设备的拍摄位置，以拍摄获取第二幅光斑图像，从而完成VCSEL发散角测量的两幅光斑图像的获取；即本实施例提供的测试装置可利用待测的VCSEL作为扩散片发散角检测的光源，并将待测扩散片作为VCSEL发散角检测的光斑载体，从而可将扩散片和VCSEL发散角检测统一在一个拍摄流程中，而不用单独配置独立的拍摄结构，也不用进行两次独立的拍摄操作，从而整体上降低了测试系统的装置配置复杂性，缩小装置规模和空间占用，降低配置成本，也提升了测试效率。

参见图2，在实施所述VCSEL 40的发散角测量时获得的第一光斑31以及第二光斑32，拍摄移动距离H，所述第一光斑31的半径X₁，所述第二光斑32的半径X₂。

基于三角函数换算关系，tanβ＝(X₂-X₁)/H

则VCSEL的发散角度为2β，即2arctan(X₂-X₁)/H。

在一些实施例中，考虑到所述拍摄设备20，待测的所述扩散片30和所述VCSEL 40的移动和安置结构具备一定的体积，且还需要位移空间，使得整体安置空间和操作空间较大；为此，可将所述移位机构10的移动部的移动行程方向设置为竖直方向，从而操作空间主要在竖向上，装置的布置方向也沿竖向，因此可大幅降低横向上的空间需求，便于现场批量安装使用。

在一些实施例中，为了满足具备一定重量的所述拍摄设备20和所述扩散片30以及配置的移动底座70和测试夹具80的移动，可将所述移位机构10设置成具备驱动机构的竖向升降机构。

具体来说，可将所述竖向升降机构设置成移位支架、推拉电动缸和移位滑块的组合结构。所述移位支架固设在所述测试平台60上，所述推拉电动缸的缸体固设在所述移位支架上，所述推拉电动缸的缸杆与所述移位滑块连接，且所述移位滑块可滑动地固设在所述移位支架上，所述移动底座70以及所述测试夹具80固设在所述移位滑块上，从而整体驱动所述摄像设备20和所述扩散片30移动，以调整拍摄位置以及所述VCSEL 40投射到所述扩散片30上的光斑的大小，从而可拍摄到大小不同的两个光斑。

在另一些实施例中，所述竖向升降机构还可设置成伺服电机，滚珠丝杆以及滑动支架的组合结构；所述滑动支架固定在所述测试平台60上，所述伺服电机固设在所述滑动支架上，所述滚珠丝杆的螺杆可转动地设置在所述滑动支架上，且所述伺服电机与所述螺杆连接；所述滚珠丝杆的螺母可滑动地设置在所述滑动支架上，且所述移动底座70和所述测试夹具80与所述螺母连接。

在一些实施例中，为了准确获取所述扩散片30的发散角测量过程中两侧拍摄之间的位移量，可在所述移位机构上设置测距组件，以通过测量所述移动部的位移量，从而直接获取两侧拍摄之间的距离。

一般来说，可将所述测距组件连接所述移位机构10的移动部和主体之间，以测量所述移动部相对于所述主体的移动距离。

在一些实施例中，还可以采用非接触的方式实现测距，可将所述测距组件设置成激光测距仪；将激光测距仪的主体和标志物分别设置在所述移动部和所述主体上，以实施测距。

或者还可以通过标识刻度的方式量化所述移动部的位移量，从而可快速读取两侧拍摄位置的距离；可具体在所述主体上设置距离标识刻度，在所述移动部上设置指针，刻槽等结构对应指向距离标识刻度。

在一些实施例中，还可以将所述移位机构10平放在所述测试平台60上，即可将上述竖向升降机构平放到所述测试平台即可。

另一方面，考虑到平放所述移位机构10可通过人工推拉的方式，调整所述测试夹具80和所述移动底座70的位置；动力的组件并不是必需的，因此可简化所述移位机构10的结构组成。

具体来说，可将所述移位机构10设置成导向滑轨、滑块和锁紧件的组合结构；所述滑块可滑动地设置在所述导向滑轨上，所述锁紧件连接在所述导向滑轨和所述滑块之间，以将所述滑块锁定在所述导向滑轨上。

相应的，可在所述导向滑轨上沿所述导向滑轨延伸方向设置有距离标识，所述滑块上设置有标识部，也采用简洁的测距结构，整体上降低结构和操作的复杂性，提升操作效率。

在一些实施例中，为了使得整个测试装置具备更好的兼容性和适用性，可将所述滑块设置成第一分支滑块和第二分支滑块；且所述第一分支滑块和所述第二分支滑块分别滑动设置在所述导向滑轨上，所述移动底座70固设在所述第一分支滑块上，所述测试夹具80固设在所述第二分支滑块上。从而所述拍摄设备20和所述扩散片30均可独立调整位置，从而更具调整的灵活性。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定方法。

Claims (10)

1.一种发散角度测试装置，其特征在于，包括：测试平台、移位机构、拍摄设备、移动底座、测试夹具以及定位底座；

所述移位机构连接在所述测试平台上；

所述拍摄设备固设在所述移动底座上，所述移动底座与所述移位机构的移动部连接；

所述测试夹具开设有适配扩散片的夹持部，且所述测试夹具设置在所述测试平台上；

所述定位底座设置在所述测试平台上，且所述定位底座上开设有适配VCSEL的固定部；

其中，所述移动底座、所述测试夹具以及所述定位底座依次沿所述移动部的移动方向布置，且所述移动部的移动方向为所述拍摄设备的光轴方向。

2.如权利要求1所述的发散角度测试装置，其特征在于，所述拍摄设备、所述测试夹具以及所述定位底座沿竖直方向依次布置，所述移位机构的移动部的移动行程方向为竖直方向。

3.如权利要求2所述的发散角度测试装置，其特征在于，所述移位机构采用竖向升降机构。

4.如权利要求3所述的发散角度测试装置，其特征在于，所述竖向升降机构包括：移位支架、推拉电动缸和移位滑块；

所述移位支架固设在所述测试平台上，所述推拉电动缸的缸体固设在所述移位支架上，所述推拉电动缸的缸杆与所述移位滑块连接，且所述移位滑块可滑动地固设在所述移位支架上，所述移动底座以及所述测试夹具固设在所述移位滑块上。

5.如权利要求3所述的发散角度测试装置，其特征在于，所述竖向升降机构包括：伺服电机，滚珠丝杆以及滑动支架；

所述伺服电机固设在所述滑动支架上，所述滚珠丝杆的螺杆可转动地设置在所述滑动支架上，且所述伺服电机与所述螺杆连接；

所述滚珠丝杆的螺母可滑动地设置在所述滑动支架上，且所述移动底座和所述测试夹具与所述螺母连接。

6.如权利要求1所述的发散角度测试装置，其特征在于，所述移位机构还包括：测距组件；

所述测距组件连接所述移位机构的移动部和主体之间，以测量所述移动部相对于所述主体的移动距离。

7.如权利要求6所述的发散角度测试装置，其特征在于，所述测距组件包括：激光测距仪；

所述激光测距仪设置在所述移动部或者所述主体上。

8.如权利要求1所述的发散角度测试装置，其特征在于，所述移位机构包括：导向滑轨、滑块和锁紧件；

所述滑块可滑动地设置在所述导向滑轨上，所述锁紧件连接在所述导向滑轨和所述滑块之间。

9.如权利要求8所述的发散角度测试装置，其特征在于，所述导向滑轨上沿所述导向滑轨延伸方向设置有距离标识，所述滑块上设置有标识部。

10.如权利要求8所述的发散角度测试装置，其特征在于，所述滑块包括第一分支滑块和第二分支滑块；

所述第一分支滑块和所述第二分支滑块分别滑动设置在所述导向滑轨上，所述移动底座固设在所述第一分支滑块上，所述测试夹具固设在所述第二分支滑块上。