[發明專利]用于在光學通信模塊的組裝期間執行視覺輔助被動對準的方法及系統

有效

• 申請號: 201310153951.8
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103389584A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 彭國漢
• 申請（專利權）人: 安華高科技通用IP(新加坡)公司
• 主分類號: G02B27/62
• 分類號: G02B27/62;G06F19/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉國偉

技術領域

本發明涉及光學通信模塊。更特定來說，本發明涉及用于在光學通信模塊的組裝期間執行視覺輔助被動對準的系統及方法。

背景技術

在光學通信網絡中，使用包含光學傳輸器模塊、光學接收器模塊及光學收發器模塊的光學通信模塊在光纖上傳輸及/或接收光學信號。在此光學通信模塊的傳輸部分中，光源產生表示數據的經調制光學信號，所述經調制光學信號接著由光學器件系統耦合到光纖的一端中以供在所述光纖上傳輸。所述光源可為發光二極管或激光器，例如垂直腔表面發射激光器(VCSEL)或邊緣發射激光器。在此模塊的接收部分中，光學器件系統將從光纖的端傳播出的光引導到光學檢測器上，所述光學檢測器將光能轉換成電能。光學檢測器通常為半導體光電二極管裝置，例如PIN(p型/本征/n型)光電二極管。

通常通過以下操作來組裝光學通信模塊：將光電子裝置(即，激光器或光學檢測器)安裝于電路板上、在所述光電子裝置的電觸點與所述電路板的電觸點之間進行電連接，并將光學器件系統安裝于所述電路板上。在組裝過程期間，結合位于光電子裝置、電路板上及/或位于光學器件系統上的基準特征使用視覺輔助被動對準系統及方法以確保在整個安裝過程中所述光學器件系統及光電子裝置彼此恰當地對準。如果在安裝過程完成時光學系統及光電子裝置未彼此恰當地對準，那么經組裝光學通信模塊的光學耦合效率可不充分。

圖1A到1C圖解說明在安裝過程的各種階段期間正安裝于其上安裝有光電子裝置4的電路板3上的光學器件系統2的側視平面圖。這些圖示范了可在安裝過程期間(甚至在使用被動對準過程來防止不對準時)在光學系統2與光電子裝置4之間發生一種類型的不對準的方式的實例。還已知使用主動對準過程來防止在安裝過程期間發生不對準，但由于本發明是針對被動對準系統及過程，因此為簡潔起見本文中將不論述主動對準過程及系統。

在安裝過程期間，視覺系統(未展示)的仰視相機(未展示)隨著光學器件系統2及/或電路板3由定位系統(未展示)沿X、Y、Z笛卡爾坐標系統的X、Y及/或Z維度移動而捕獲安置于光學器件系統2的下部表面2a上的透鏡5的圖像。所述視覺系統的俯視相機(未展示)隨著光學器件系統2及/或電路板3沿X、Y及/或Z維度移動而捕獲光電子裝置4的圖像。由所述相機捕獲的圖像由所述視覺系統的處理器(未展示)處理。計算機計算需要對光電子裝置4及光學器件系統2的相對位置及/或定向做出以維持其對準或使其重新對準的位置調整。所述計算機接著致使將對應控制信號發送到定位系統，所述定位系統接著調整電路板3及/或光學器件系統2的相對位置及/或定向以確保其在安裝過程期間且直到完成均保持對準。

在圖1A中所展示的安裝過程階段處，光學器件系統2的兩個支座2d及2e的端表面2b及2c即將分別與電路板3的上部表面3a接觸。透鏡5的中心5a與光電子裝置4的孔口4a沿著X、Y、Z笛卡爾坐標系統的Z軸彼此對準。在圖1A中可看出，支座2d及2e的端表面2b及2c分別位于其中的X-Y平面并不與電路板3的上部表面3a位于其中的平面平行。理想地，在支座2d及2e的端表面2b及2c分別與電路板3的上部表面3a接觸時的時刻，這些表面彼此平行且平行于X-Y平面。換句話說，支座2d及2e的端表面2b及2c應精確地在相同時刻分別與電路板3的上部表面3a接觸。

在圖1A中所展示的情形中，雖然透鏡5的中心5a與光電子裝置4的孔口4a沿著Z軸對準，但支座2d及2e的表面2b及2c分別位于其中的X-Y平面相對于電路板3的上部表面3a位于其中的平面傾斜一傾斜角度。此傾斜角度的量值對應于光學器件系統2與光電子裝置4之間沿X維度的線性不對準量。沿X維度存在的線性不對準量可如此小以致視覺系統的計算機將處理由相機捕獲的圖像且做出透鏡5與光電子裝置4精確對準的錯誤確定。因此，所述計算機將致使運動系統繼續形成將光學器件系統2安裝于電路板3上所需要的沿Z維度的相對移動。還可存在相對于X-Z平面的傾斜不對準，從而導致沿Y維度的線性不對準，但為便于圖解說明且為簡潔起見，參考圖1A到1C僅描述相對于X-Y平面的傾斜不對準。