[发明专利]透镜耦合定位装置及其耦合定位方法

权利要求书

1.一种透镜耦合定位装置，其特征在于，包括底座、底座调整机构、夹头、夹头调整机构和视觉图像检测机构；用于放置多个芯片的所述底座安装于所述底座调整机构上，所述底座调整机构用于将待耦合的所述芯片移动至观测区域；

用于夹持透镜的所述夹头连接于所述夹头调整机构的输出端，所述夹头调整机构的输入端电连接于所述视觉图像检测机构，以调节所述透镜的位置；

所述视觉图像检测机构的镜头朝向所述底座，以测量所述透镜和所述待耦合的芯片的相对位置；

所述底座沿所述底座的长度方向设置有与多个所述芯片一一对应的台阶面；

所述底座调整机构包括第一Y轴滑台和第一Z轴滑台，所述第一Y轴滑台的导轨方向平行于所述底座的长度方向，所述第一Y轴滑台的滑块固定连接于所述第一Z轴滑台的导轨，所述第一Z轴滑台的滑块固定连接于所述底座。

2.根据权利要求1所述的透镜耦合定位装置，其特征在于，所述视觉图像检测机构包括X轴视觉图像检测组件、Z轴视觉图像检测组件和图像处理单元，所述X轴视觉图像检测组件包括朝向所述底座的侧面的第一镜头，所述Z轴视觉图像检测组件包括朝向所述底座的顶面的第二镜头，所述图像处理单元根据所述第一镜头和所述第二镜头采集的图像信息获取所述透镜和所述待耦合的芯片的相对位置，所述夹头调整机构根据所述透镜和所述待耦合的芯片的相对位置调整所述夹头的位置。

3.根据权利要求2所述的透镜耦合定位装置，其特征在于，所述X轴视觉图像检测组件还包括与所述第一镜头相对设置的第一光源，所述第一光源和所述第一镜头分别设于所述底座的两侧；所述Z轴视觉图像检测组件还包括与所述第二镜头相邻设置的第二光源。

4.根据权利要求1所述的透镜耦合定位装置，其特征在于，所述夹头调整机构包括X轴滑台、第二Z轴滑台、三维角位移平台；所述第二Z轴滑台的导轨固定连接于所述X轴滑台的滑块，所述第二Z轴滑台的滑块固定连接于所述三维角位移平台的底座，所述三维角位移平台的输出端连接于所述夹头。

5.根据权利要求4所述的透镜耦合定位装置，其特征在于，所述夹头调整机构还包括摆缸，所述摆缸的缸座连接于所述三维角位移平台的输出端，所述摆缸的输出轴连接于所述夹头。

6.根据权利要求1所述的透镜耦合定位装置，其特征在于，还包括光斑检测机构，所述光斑检测机构包括探针和探头，所述探针和所述探头相对设置于所述底座的两侧；所述探针用于接触所述待耦合的芯片，以使所述待耦合的芯片通电发出光束；所述探头用于检测所述光束形成的光斑，所述夹头调整机构电连接于所述探头，以根据所述光斑的状态调节所述透镜的位置。

7.根据权利要求6所述的透镜耦合定位装置，其特征在于，所述光斑检测机构还包括第二Y轴滑台和第三Z轴滑台，所述第三Z轴滑台的导轨固定连接于所述第二Y轴滑台的滑块，所述第三Z轴滑台的滑块固定连接于所述探针。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的透镜耦合定位装置，其特征在于，所述夹头包括壳体、气缸、压片以及错位叠设的第一夹爪和第二夹爪；所述第一夹爪可滑动地设于所述第二夹爪上，所述第一夹爪的杆部连接于所述压片的第一连接位，所述第二夹爪的杆部连接于所述壳体，所述第一夹爪的夹钩位于所述第二夹爪的夹钩的一侧；所述气缸的缸体固定连接于所述壳体，所述气缸的活塞杆连接于所述压片的第二连接位；所述压片的第一连接位和第二连接位之间还设有第三连接位，所述第三连接位转动连接于所述壳体。

9.一种利用如权利要求1至8中任一项所述的透镜耦合定位装置的透镜耦合定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将多个芯片放置于底座上；

S2、利用底座调整机构将待耦合的所述芯片移动至观测区域，利用夹头调整机构将夹持有透镜的夹头移动至所述观测区域；

S3、利用视觉图像检测机构获取所述透镜和所述待耦合的芯片的相对位置；

S4、所述视觉图像检测机构将所述透镜和所述待耦合的芯片的相对位置信息传递给所述夹头调整机构，所述夹头调整机构根据所述相对位置信息计算出耦合位置；

S5、所述夹头调整机构调节所述夹头的位置至所述耦合位置；

S6、所述夹头释放所述透镜，使所述透镜与所述待耦合的芯片耦合；

S7、判断是否所有所述芯片均为耦合状态；

若是，则结束；

若否，则所述夹头调整机构驱动所述夹头夹持下一个透镜，跳转执行步骤S2。