[发明专利]一种基于镜像双目视觉的自动光准直耦合定位装置

说明书

本发明涉及一种基于镜像双目视觉的自动光准直耦合定位装置，适用于光器件生产，包括控制台、防振台、输入端准直器夹持机构、接收端准直器夹持机构、光器件基板夹持机构、机械臂吸取机构、激光光源、光功率计、镜像双目视觉检测机构、多轴运动平台，所述接收端准直器夹持机构、光器件基板夹持机构固定装载在多轴运动平台上，其余机构固定于防振台上。本发明通过镜像双目视觉对光器件进行初步耦合后再根据光功率计所接受的光强信号进行高精度耦合，结构简单、硬件成本，能高效、高精度地进行光准直耦合。

技术领域

本发明属于光器件制作领域，具体涉及一种基于镜像双目视觉的自动光准直耦合装置。

背景技术

随着5G时代的到来，一些经济新业态会在5G技术的赋能下得到进一步的推动和升级发展，其中就包括了视联网与物联网、移动电商、无人零售、虚拟社交、在线娱乐、远程医疗、远程教育、网络办公、智慧城市等。在这样的背景下, 全球范围内的网络和数据中心运营商将争夺带宽,都需要大容量的传输系统搭建通信的基础平台，而其主要的技术手段就是采用光通信技术，光器件的需求将不断增长。

在光通信领域，主要运用平面光波导（Planar Light-wave，简写PLC）技术及波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术，前者是基于PLC芯片进行分光功率或者分光波长的技术；后者是基于无源光模块在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增的超高速的光缆技术。WDM可以细分为CWDM（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。

光器件是尺寸极小的产品，透镜的尺寸一般小于1mm，镀有滤波膜层，极易损坏，不可触碰。在耦合过程都是在极小的尺寸之间进行的，需要极高的定位精度（0.5微米），往往以在器件的一端通过光纤准直器发射激光，在另一端放置光纤准直器接收激光的方式来确定耦合位置。从光纤中发射出的激光是具有一定发散角的，两耦合平面的平行度以及两耦合平面之间距离均对耦合的器件光学参数指标（例如，影响器件插损、回损等）有决定性影响。当前市面上存在的光模块自动耦合装置成本极其高昂，大多数企业难以负担，仍在人工耦合台上进行纯人工产生或者半自动化生产，透镜的抓取、放置及耦合等操作都需要非常小心，生产效率较低，尤其是阵列波导类器件，其一般通过手动耦合，因此一致性较差。

将机器视觉引入光器件制作领域将大大提高生产效率，增加企业效益，目前存在几个问题，一是照明方案设计，由于光器件为玻璃材质，尺寸较小，对精度要求高，需要解决边缘衍射效应产生的误差；二是成本控制。

公告号为CN110061415A，名称为“光模块自动耦合装置”的中国专利中公开了一种装置，包括光模块托盘、透镜托盘、耦合台、光模块抓取装置、透镜安装装置及三台相机。该耦合装置主要分为两个步骤进行检测：（1）通过光模块的光信号和电信号将透镜固定在最佳配合位置，（2）通过三台相机确定透镜安装装置的最佳配合位置对透镜进行固定安装。

针对该装置检测步骤顺序：根据光模块本身的光电信号转换的定位精度比根据相机图像的定位精度高，该检测步骤顺序存在不合理，最终将导致透镜的安装误差较大。针对步骤（2）：该机器视觉检测模块采取了3个相机进行定位，结构冗杂，硬件成本高，且没有设计合理的照明装置将导致定位精度较低。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种基于镜像双目视觉的自动光准直耦合装置和方法，克服现有技术中的欠缺而提供一种结构简单、成本较低、检测精度较高的自动光准直耦合方法。在此基础上进行无源光模块生产，具有高效、稳定、准确等优点，提升工业制造水平。