申请/专利权人：中南大学;武汉锐科光纤激光技术股份有限公司

申请日：2019-04-10

公开（公告）日：2020-07-28

公开（公告）号：CN109940266B

主分类号：B23K26/035(20140101)

分类号：B23K26/035(20140101);B23K26/073(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.28#授权;2019.07.23#实质审查的生效;2019.06.28#公开

摘要：本发明实施例提供一种透镜定位装置及定位方法，包括：底座、激光器芯片、第一支架、探针、探头、第二支架、夹头、夹座和目标透镜，其中，第一支架固定在底座上，激光器芯片固定在第一支架上，探针固定在激光器芯片的一侧，第二支架固定在底座上，第二支架与第一支架垂直，探头安装在第二支架上，夹座安装在底座上，夹头安装在夹座上，目标透镜位于激光器芯片上方。本发明通过比较目标光斑与预设光斑在形状、位置和大小上的差异，以对目标透镜的位置进行实时的调整，直到目标光斑与预设光斑完全重合的时候，说明目标光斑达到最佳位置，将对目标透镜的位置调整转换为对目标光斑的调整，简化了调整的复杂度，并且实现了对目标透镜的自动化定位。

主权项：1.一种透镜定位方法，其特征在于，包括：通过探针为激光器芯片加电；其中，所述探针固定在所述激光器芯片的一侧，所述激光器芯片固定在第一支架上，所述第一支架固定在底座上；所述激光器芯片发射激光；若所述激光器芯片发出的激光经过目标透镜反射后能被探头探测到，则判断目标光斑与预设光斑是否相同；其中，所述目标透镜位于所述激光器芯片上方，所述探头安装在第二支架上，所述第二支架与所述第一支架垂直，所述第二支架固定在所述底座上，所述目标光斑由所述目标透镜反射的激光形成；若所述目标光斑与所述预设光斑相同，利用夹头将所述目标透镜放到所述激光器芯片上；其中，所述夹头安装在夹座上，所述夹座安装在所述底座上；若所述目标光斑与所述预设光斑不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的位姿，直到所述目标光斑与所述预设光斑相同，将所述目标透镜放到所述激光器芯片上；所述若所述目标光斑与所述预设光斑不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的位姿，具体包括：若所述目标光斑与所述预设光斑在位置和或大小上不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的位置；若所述目标光斑与所述预设光斑在形状上不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的倾斜角度。

全文数据：一种透镜定位装置及定位方法技术领域本发明实施例涉及激光技术领域，尤其涉及一种透镜定位装置及定位方法。背景技术在激光技术领域，经常需要把料盘上的透镜安装到芯片上，传统的方法中通常使用人工手动操作，但是通过人工的方法效率较低，并且工作量较大，难以适应工业化的需求。因此，亟需一种透镜定位装置及定位方法。发明内容针对上述问题，本发明实施例提供一种透镜定位装置及定位方法。第一方面，本发明实施例提供一种透镜定位装置，包括：底座、激光器芯片、第一支架、探针、探头、第二支架、夹头、夹座和目标透镜，其中，所述第一支架固定在所述底座上，所述激光器芯片固定在所述第一支架上，所述探针固定在所述激光器芯片的一侧，所述第二支架固定在所述底座上，所述第二支架与所述第一支架垂直，所述探头安装在所述第二支架上，所述夹座沿安装在所述底座上，所述夹头安装在所述夹座上，所述目标透镜位于所述激光器芯片上方，所述探针用于为所述激光器芯片加电，所述激光器芯片用于在通电之后发射激光，所述夹头用于夹持目标透镜，所述目标透镜用于将所述激光器芯片发射的激光反射出去，所述探头用于探测所述目标透镜反射的激光。第二方面，本发明实施例提供一种透镜定位方法，包括：通过所述探针为所述激光器芯片加电；所述激光器芯片发射激光；若所述激光器芯片发出的激光经过所述目标透镜反射后能被所述探头探测到；若判断获知所述探头探测到的目标光斑与预设光斑相同，利用所述夹头，将所述目标透镜放到所述激光器芯片上，所述目标光斑由所述目标透镜反射的激光形成。本发明实施例提供的一种透镜定位装置及定位方法，通过比较目标光斑与预设光斑的差异，对目标透镜的位置进行实时的调整，直到目标光斑与预设光斑完全重合的时候，说明目标光斑达到最佳位置，将对目标透镜的位置调整转换为对目标光斑的调整，简化了调整的复杂度，并且实现了对目标透镜的自动化定位。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种透镜定位装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种透镜定位方法的流程图。附图标记：101，底座；102，激光器芯片；103，第一支架；104，探针；105，探头；106，同步带；107，夹头；108，夹座；109，目标透镜。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明实施例提供的一种透镜定位装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：底座101、激光器芯片102、第一支架103、探针104、探头105、第二支架、夹头107、夹座108和目标透镜109，其中，所述第一支架103固定在所述底座101上，所述激光器芯片102固定在所述第一支架103上，所述探针104固定在所述激光器芯片102的一侧，所述第二支架固定在所述底座101上，所述第二支架与所述第一支架103垂直，所述探头105安装在所述第二支架上，所述夹座108沿安装在所述底座101上，所述夹头107安装在所述夹座108上，所述目标透镜109位于所述激光器芯片102上方，所述探针104用于为所述激光器芯片102加电，所述激光器芯片102用于在通电之后发射激光，所述夹头107用于夹持目标透镜109，所述目标透镜109用于将所述激光器芯片102发射的激光反射出去，所述探头105用于探测所述目标透镜109反射的激光。具体地，底座101是该装置的底板部分，其它模块均安装在底座101上，第一支架103沿着竖直方向安装在底座101上，激光器芯片102固定在第一支架103上端，探针104固定在激光器芯片102的一侧，第二支架沿水平方向固定在底座101上，并且第二支架与第一支架103垂直，探头105安装在第二支架上上，第二支架主要用来为探头105提供支撑作用，本发明实施例中以第二支架为同步带进行说明，同步带106在本发明实施例中除了提供支撑的作用外，还可以通过转动同步带上的皮带，带动上方的探头105运动。夹座108沿着水平方向安装在底座101上，夹头107安装在夹座108前端，并且，夹头107夹持目标透镜109，使得目标透镜109位于激光器芯片102的上方。需要说明的是，探头即传感器的再封装形式，是传感器的最基本单元，通过合理的电子电路与外部封装结构，对传感器进行封装，使它具有我们所需的一些独立功能的部件，探头和传感器一样，通常根据其基本感知功能分为热敏探头、光敏探头、气敏探头、力敏探头、磁敏探头、湿敏探头、声敏探头、放射线敏感探头、色敏探头和味敏探头、视频探头等几大类。本发明实施例中使用的是光敏探头，用来捕捉激光器芯片102发出的激光。在使用过程中，夹头107夹持目标透镜109在激光器芯片102的上端，探针104给激光器芯片102加电，激光器芯片102发射出激光，经过目标透镜109的反射，激光被照射到探头105方向的位置。若探头105能够捕捉到目标透镜109反射的激光，会形成目标光斑，显然，目标光斑会随着目标透镜109的位置的改变而改变，通过调整目标透镜109的位置，使得目标光斑与预设光斑能够完全重合，当重合时，说明目标透镜109处于最佳的位置，此时，将目标透镜109放在激光器芯片102上即可。这里所说的目标光斑与预设光斑能够完全重合，指的是目标光斑在大小、形状和位置上均与预设光斑相同。预设光斑是根据该激光器芯片102、理想状态的目标透镜109和探头105之间的位置关系，经过一系列的复杂计算得到，将预设光斑的形状、大小和位置存储起来，并作为参照标准。本发明实施例提供的一种透镜定位装置，通过比较目标光斑与预设光斑的差异，对目标透镜的位置进行实时的调整，直到目标光斑与预设光斑完全重合的时候，说明目标光斑达到最佳位置，将对目标透镜的位置调整转换为对目标光斑的调整，简化了调整的复杂度，并且实现了对目标透镜的自动化定位。在上述实施例的基础上，优选地，所述探头105还用于探测所述目标透镜109反射激光的发散角。利用同步带106驱动探头105运动，使得探头105调整位置，直到探头105能够捕捉到反射激光的发散角，发散角可以用来评价目标光斑的质量。在上述实施例的基础上，还包括：第一控制器，所述第一控制器与所述探头105连接，所述第一控制器用于根据所述目标光斑与预设光斑的对比结果，发送控制指令。具体地，该透镜定位装置上还包括第一控制器，第一控制器可以是安装在底座101上的内部控制器，也可以是其它的外接控制器，第一控制器主要是根据目标光斑与预设光斑的对比结果，生成控制指令，并将该控制指令发送出去，该控制指令中包含了目标光斑与预设光斑在大小、位置和形状上的偏差情况。在上述实施例的基础上，优选地，还包括：第二控制器，所述第二控制器与所述夹头107连接，所述第二控制器用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令控制所述夹头107运动。具体地，该透镜定位装置上还包括第二控制器，第二控制器可以是安装在底座101上的内部控制器，也可以是其它的外接控制器，第二控制器用来接收第一控制器发送的控制指令，并且根据控制指令中所包含的信息，控制夹头107的运动，以此来调整目标透镜109的位姿。本发明实施例给出了目标光斑和预设光斑的调整方法，在实际使用过程中，可以根据目标光斑的实际情况来调整目标透镜的位姿，而不是盲目的调整，从而提高调整效率。图2为本发明实施例提供一种透镜定位方法的流程图，如图2所示，该方法包括：S1，通过所述探针为所述激光器芯片加电；S2，所述激光器芯片发射激光；S3，若所述激光器芯片发出的激光经过所述目标透镜反射后能被所述探头探测到；S4，若判断获知所述探头探测到的目标光斑与预设光斑相同，利用所述夹头，将所述目标透镜放到所述激光器芯片上，所述目标光斑由所述目标透镜反射的激光形成。首先利用探针给激光器芯片加电，激光器芯片通电后发射激光，同时，目标透镜的初始位置位于激光器芯片的上方，若此时激光器芯片发射的激光经过目标透镜的反射后，刚好能够被探头探测到，形成目标光斑，将目标光斑的大小、位置和形状与预设光斑比较，如果目标光斑的大小、位置和形状与预设光斑均相同，说明目标透镜此刻处于最理想的位置和姿态，按照该位置和姿态将目标透镜安装在激光器芯片上。在上述实施例的基础上，优选地，还包括：若所述激光器芯片发出的激光经过所述目标透镜反射后，不能被所述探头探测到，利用所述夹头，调整所述目标透镜的位姿，直到所述激光器芯片发出的激光经过所述目标透镜反射后能被所述探头探测到。通过夹头不断的调整目标透镜的位置，以确保激光器芯片发出的光经过目标透镜反射后能被探头探测到，并形成目标光斑。在上述实施例的基础上，优选地，若判断获知所述目标光斑与所述预设光斑不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的位姿，直到所述目标光斑与所述预设光斑相同，将所述目标透镜放到所述激光器芯片上。如果探头探测到的目标光斑与预设光斑在大小、位置和形状这三个方面至少有一个方面不同，则需要调整目标透镜的位置和姿态，直到目标光斑与预设光斑完全重合。重合时目标透镜所在的位置和姿态为最佳位姿，在该位姿上将目标透镜安装在激光器芯片上。在上述实施例的基础上，优选地，所述若判断获知所述目标光斑与所述预设光斑不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的位姿，具体包括：若判断获知所述目标光斑与所述预设光斑在位置和或大小上不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的位置；若判断获知所述目标光斑与所述预设光斑在形状上不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的倾斜角度。具体地，根据目标光斑与预设光斑的差异，对目标透镜的位置进行具体的调整，调整方法如下：如果目标光斑和预设光斑在大小、位置这两个方面存在差异，可以通过调整目标透镜的位置来使得目标光斑与预设光斑相同。如果目标光斑和预设光斑在形状上存在差异，可以通过调整目标透镜的倾斜角度来对来使得目标光斑与预设光斑相同。如果目标光斑与预设光斑在大小、位置和形状三个方面均存在差异，可以同时调整目标透镜的倾斜角度和位置来使得目标光斑与预设光斑相同。本发明实施例给出了目标光斑和预设光斑的调整方法，在目标光斑与预设光斑在大小和位置上不同时，需要调整目标透镜的位置，在目标光斑与预设光斑在形状上不同时，需要调整目标透镜的倾斜角，在实际使用过程中，可以根据目标光斑的实际情况来调整目标透镜的位姿，而不是盲目的调整，从而提高调整效率。本发明实施例提供的一种透镜定位方法，通过比较目标光斑与预设光斑在形状、位置和大小上的差异，以对目标透镜的位置进行实时的调整，直到目标光斑与预设光斑完全重合的时候，说明目标光斑达到最佳位置，将对目标透镜的位置调整转换为对目标光斑的调整，简化了调整的复杂度，并且实现了对目标透镜的自动化定位。在上述实施例的基础上，优选地，还包括：驱动所述探头运动，以调整所述探头的位置；通过所述探头获取所述激光器芯片发射激光的发散角；根据所述发散角，对所述目标光斑的质量进行评价。具体地，利用同步带106驱动探头运动，探头运动是为了探测激光光束的发散角，同样的，发散角也是光斑质量的评判标准之一。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROMRAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

权利要求：1.一种透镜定位装置，其特征在于，包括：底座、激光器芯片、第一支架、探针、探头、第二支架、夹头、夹座和目标透镜，其中，所述第一支架固定在所述底座上，所述激光器芯片固定在所述第一支架上，所述探针固定在所述激光器芯片的一侧，所述第二支架固定在所述底座上，所述第二支架与所述第一支架垂直，所述探头安装在所述第二支架上，所述夹座安装在所述底座上，所述夹头安装在所述夹座上，所述目标透镜位于所述激光器芯片上方，所述探针用于为所述激光器芯片加电，所述激光器芯片用于在通电之后发射激光，所述夹头用于夹持目标透镜，所述目标透镜用于将所述激光器芯片发射的激光反射出去，所述探头用于探测所述目标透镜反射的激光。2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述第二支架为同步带，所述同步带用于驱动所述探头运动。3.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述探头还用于探测所述目标透镜反射激光的发散角。4.根据权利要求3所述装置，其特征在于，还包括：第一控制器，所述第一控制器与所述探头连接，所述第一控制器用于根据所述目标光斑与预设光斑的对比结果，发送控制指令。5.根据权利要求4所述装置，其特征在于，还包括：第二控制器，所述第二控制器与所述夹头连接，所述第二控制器用于接收所述控制指令，并根据所述控制指令控制所述夹头运动。6.一种基于权利要求1-5任一所述透镜定位装置的透镜定位方法，其特征在于，包括：通过所述探针为所述激光器芯片加电；所述激光器芯片发射激光；若所述激光器芯片发出的激光经过所述目标透镜反射后能被所述探头探测到；若判断获知所述探头探测到的目标光斑与预设光斑相同，利用所述夹头，将所述目标透镜放到所述激光器芯片上，所述目标光斑由所述目标透镜反射的激光形成。7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，还包括：若所述激光器芯片发出的激光经过所述目标透镜反射后，不能被所述探头探测到，利用所述夹头，调整所述目标透镜的位姿，直到所述激光器芯片发出的激光经过所述目标透镜反射后能被所述探头探测到。8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，还包括：若判断获知所述目标光斑与所述预设光斑不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的位姿，直到所述目标光斑与所述预设光斑相同，将所述目标透镜放到所述激光器芯片上。9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述若判断获知所述目标光斑与所述预设光斑不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的位姿，具体包括：若判断获知所述目标光斑与所述预设光斑在位置和或大小上不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的位置；若判断获知所述目标光斑与所述预设光斑在形状上不同，利用所述夹头调整所述目标透镜的倾斜角度。10.根据权利要求6所述方法，其特征在于，还包括：驱动所述探头运动，以调整所述探头的位置；通过所述探头获取所述激光器芯片发射激光的发散角；根据所述发散角，对所述目标光斑的质量进行评价。

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