[發明專利]一種基于鏡像雙目視覺的自動光準直耦合定位裝置

在審

• 申請號: 202010610533.7
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111638578A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 瞿永順;余桂英;張寶武;趙美丹;林瑞杰
• 申請（專利權）人: 中國計量大學;杭州富光科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于鏡像雙目視覺的自動光準直耦合定位裝置，適用于光器件生產，包括控制臺、防振臺、輸入端準直器夾持機構、接收端準直器夾持機構、光器件基板夾持機構、機械臂吸取機構、激光光源、光功率計、鏡像雙目視覺檢測機構、多軸運動平臺，所述接收端準直器夾持機構、光器件基板夾持機構固定裝載在多軸運動平臺上，其余機構固定于防振臺上。本發明通過鏡像雙目視覺對光器件進行初步耦合后再根據光功率計所接受的光強信號進行高精度耦合，結構簡單、硬件成本，能高效、高精度地進行光準直耦合。

技術領域

本發明屬于光器件制作領域，具體涉及一種基于鏡像雙目視覺的自動光準直耦合裝置。

背景技術

隨著5G時代的到來，一些經濟新業態會在5G技術的賦能下得到進一步的推動和升級發展，其中就包括了視聯網與物聯網、移動電商、無人零售、虛擬社交、在線娛樂、遠程醫療、遠程教育、網絡辦公、智慧城市等。在這樣的背景下, 全球范圍內的網絡和數據中心運營商將爭奪帶寬,都需要大容量的傳輸系統搭建通信的基礎平臺，而其主要的技術手段就是采用光通信技術，光器件的需求將不斷增長。

在光通信領域，主要運用平面光波導（Planar Light-wave，簡寫PLC）技術及波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技術，前者是基于PLC芯片進行分光功率或者分光波長的技術；后者是基于無源光模塊在單一光纖內同步傳輸多個不同波長的光波，讓數據傳輸速度和容量獲得倍增的超高速的光纜技術。WDM可以細分為CWDM（稀疏波分復用）和DWDM（密集波分復用）。

光器件是尺寸極小的產品，透鏡的尺寸一般小于1mm，鍍有濾波膜層，極易損壞，不可觸碰。在耦合過程都是在極小的尺寸之間進行的，需要極高的定位精度（0.5微米），往往以在器件的一端通過光纖準直器發射激光，在另一端放置光纖準直器接收激光的方式來確定耦合位置。從光纖中發射出的激光是具有一定發散角的，兩耦合平面的平行度以及兩耦合平面之間距離均對耦合的器件光學參數指標（例如，影響器件插損、回損等）有決定性影響。當前市面上存在的光模塊自動耦合裝置成本極其高昂，大多數企業難以負擔，仍在人工耦合臺上進行純人工產生或者半自動化生產，透鏡的抓取、放置及耦合等操作都需要非常小心，生產效率較低，尤其是陣列波導類器件，其一般通過手動耦合，因此一致性較差。

將機器視覺引入光器件制作領域將大大提高生產效率，增加企業效益，目前存在幾個問題，一是照明方案設計，由于光器件為玻璃材質，尺寸較小，對精度要求高，需要解決邊緣衍射效應產生的誤差；二是成本控制。

公告號為CN110061415A，名稱為“光模塊自動耦合裝置”的中國專利中公開了一種裝置，包括光模塊托盤、透鏡托盤、耦合臺、光模塊抓取裝置、透鏡安裝裝置及三臺相機。該耦合裝置主要分為兩個步驟進行檢測：（1）通過光模塊的光信號和電信號將透鏡固定在最佳配合位置，（2）通過三臺相機確定透鏡安裝裝置的最佳配合位置對透鏡進行固定安裝。

針對該裝置檢測步驟順序：根據光模塊本身的光電信號轉換的定位精度比根據相機圖像的定位精度高，該檢測步驟順序存在不合理，最終將導致透鏡的安裝誤差較大。針對步驟（2）：該機器視覺檢測模塊采取了3個相機進行定位，結構冗雜，硬件成本高，且沒有設計合理的照明裝置將導致定位精度較低。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明提供了一種基于鏡像雙目視覺的自動光準直耦合裝置和方法，克服現有技術中的欠缺而提供一種結構簡單、成本較低、檢測精度較高的自動光準直耦合方法。在此基礎上進行無源光模塊生產，具有高效、穩定、準確等優點，提升工業制造水平。