[發明專利]一種光組件耦合裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201711002906.7
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107678105B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 周艷陽;曹芳;何明陽;高繁榮;付永安;孫麗萍
• 申請（專利權）人: 武漢電信器件有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 44341 深圳市愛迪森知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 何婷

本發明涉及光組件耦合技術領域，提供了一種光組件耦合裝置及其使用方法。裝置中十字反射鏡1由兩塊相互形成預設夾角的第一反射鏡11和第二反射鏡12組成，第一反射鏡11用于反射位于機械臂4上待耦合器件41的圖像，第二反射鏡12用于反射位于底座3上基板31的圖像；伺服系統5用于維持十字反射鏡1和采集攝像頭2的相對位置；第一反射鏡11與第二反射鏡12的有效反射面之間的距離為預設值，預設值參考基板31和/或待耦合器件41中能夠采集到的標識對象之間的距離而定。本發明光組件耦合裝置相比傳統的無源耦合識別系統由于使用同一相機識別耦合貼裝基準物與光學組件，因此改善了相機位置變動導致的識別誤差，識別精度更高。

【技術領域】

本發明涉及光組件耦合技術領域，特別是涉及一種光組件耦合裝置及其使用方法。

【背景技術】

隨著大數據時代的到來，用于數據通訊的光模塊需求越來越旺盛。光模塊是一類能夠完成光電信號相互轉換功能的模塊。光模塊主要由電路部分和光路部分兩大部分組成；電路部分主要用于電信號的處理傳輸，光路部分主要負責光信號傳輸，對于光模塊的生產過程光路相關的光組件位置對準過程是比較重要的，稱之為光路耦合或者光組件耦合。

光組件的耦合質量直接決定光模塊光信號的傳輸質量，目前光組件的耦合方法包括有源耦合和無源耦合兩種。

有源耦合系統通常包括：光模塊測試系統、位置電機控制系統和軟件控制計算系統等硬件系統組成。耦合過程根據改變電機位置實時測試模塊光學性能指標輸出位置坐標-性能曲線從而判定固化耦合的最佳位置；

無源耦合系統通常包括：光學識別系統、位置電機控制系統及軟件計算控制系統等硬件系統組成。耦合過程首先光學識別系統識別給出待貼裝組件位置以及貼裝目標位置，計算機系統計算出二者位置偏差，電機系統控制待貼光組件移動至目標貼裝位置。

有源耦合在耦合過程中直接監控器件性能因此具有耦合成品率高的特點，但有源耦合過程中電機需要在一個相對較大搜索區域中反復尋找貼裝位置多次輸出位置-性能曲線才能找到最佳耦合位置因此耦合過程耗時比較長導致耦合工序生產效率很低。

無源耦合過程較短因此耦合生產效率大大提高，因此近年來逐漸成為商用光器件生產過程中光學組件耦合的首選技術方案。無源貼裝過程主要通過相機識別特征圖像判定光組件位置坐標，光學識別系統識別精度的高低決定著整個耦合過程的效率影響光組件耦合完成后光信號傳輸質量。高效率高精度的光學識別系統是無源耦合的關鍵。

光學系統中不同部件的光路耦合過程就是將部件光接口位置對準的過程，不同光組件的光接口面需要相向對準。目前常見無源光路耦合系統中光學位置識別系統如圖1所示。在識別系統中相機位置一般固定不動相機根據被識別物體在相機視場中的相對位置判定被識別位置；識別系統包括下視相機(位置坐標X1,Y1)和上視相機(位置坐標X2,Y2)兩套識別系統分別識別PCB上部基準點坐標(X1+△X1,Y1+△Y1)以及被耦合光組件底部基準點坐標(X2+△X2,Y2+△Y2)，計算機系統計算出PCB上部基準點與被耦合光組件底部基準點距離(X1-X2+△X1-△X2，Y1-Y2+△Y1-△Y2)。

由上述原理闡述可以看出常見無源耦合技術中存在的問題包括：識別系統由2套相機組成過于復雜，貼裝基準與被貼裝物體的位置識別偏差與相機相對間距(X1-X2，Y1-Y2)以及兩相機的識別偏差(△X1-△X2，△Y1-△Y2)都有關系,因此識別誤差比較大，尤其是當兩個相機位置發生變化導致兩個相機的相對位置間距變化時，整個系統的識別誤差會放大；因此采用這種系統的耦合系統精度難以達到高水平，加上兩套識別系統的引入會導致耦合系統成本上升。

【發明內容】