CN110908228A - 光学模组组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学模组组装方法，包括以下步骤：光学模组中的三基色激光管对应发出三基色激光，分别经各自光路中的光学组件射出光学模组；将三基色激光分成射向第一方向和第二方向的两束激光；捕捉第一方向、第二方向的激光，分别对激光中三基色进行分析，得出各基色激光的X、Y、Z轴的数据；通过分析数据，对三基色光路中的光学组件进行调整，以使第一方向的光斑中心重合，第二方向上的光斑最小。本发明的一个技术效果在于，通过同时对光学模组发出的三种基色的激光进行分析，能够根据分析的数据组装调整光学模组中的光学组件，实现三基色激光光路中的组件同时调整，减少组装光学模组的时间，提高组装效率。

Description

光学模组组装方法

技术领域

本发明涉及激光投影技术领域，更具体地，涉及一种光学模组组装方法。

背景技术

目前，市场上具有多种具备独立功能的光学模组，这些光学模组可以与其他设备组成不同的产品。例如，手机摄像头模组、车载摄像头模组、VR(Virtual Reality，虚拟现实)光学模组、AR(Augmented Reality，增强现实)光学模组、激微光投影模组等。

光学模组是由多个光学组件以及其他元件装配在一起得到，例如微激光投影模组，主要由MEMS激光模组(包括MEMS微镜、RGB微激光管及光学镜片组)、MEMS驱动电路、激光驱动电路、图像处理控制电路。其中，光学镜片与MEMS微镜的组装对微激光投影仪起到至关重要的作用。对光学模组的精度有很大影响。

现有技术中，为提高组装精度通过搭建光路，对光学模组发出的单一基色进行监测分析，以调整光学模组中的光学组件进行组装。这样需要依次对不同基色的激光进行监测分析，光学模组完成组装过程复杂、耗时较长。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种光学模组组装方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种光学模组组装方法，包括以下步骤：

光学模组中的三基色激光管对应发出红、绿、蓝三基色激光，分别经各自光路中的光学组件射出光学模组；

将射出光学模组的红、绿、蓝三基色激光分成分别射向第一方向和第二方向的含有红、绿、蓝三基色的两束激光；

捕捉第一方向的激光，分别对第一方向的激光中红、绿、蓝三基色激光进行分析，得出各基色激光的X、Y轴的数据，捕捉第二方向的激光，分别对第二方向的激光中红、绿、蓝三基色激光进行分析，得出各基色激光的Z轴的数据；

通过分析出的对应基色激光的X、Y、Z轴的数据，对三基色光路中的光学组件进行调整，以使第一方向的光斑中心重合，第二方向上的光斑最小。

可选地，通过第一分光棱镜将射出光学模组的红、绿、蓝三基色激光分成分别射向第一方向和第二方向的含有红、绿、蓝三基色的两束激光。

可选地，射向第一方向中的激光需要先透过中继镜。

可选地，射向第二方向中的激光需要先透过扩散片。

可选地，将射向第一方向的激光分成分别射向不同光路的三束激光后，分别捕捉红、绿、蓝三基色的激光进行分析，以得出各基色激光的X、Y轴的数据；

将射向第二方向激光分成分别射向不同光路的三束激光，分别捕捉红、绿、蓝三基色的激光进行分析，以得出各基色激光的Z轴的数据。

可选地，通过第一棱镜分光相机对第一方向的激光进行捕捉，分析得出红、绿、蓝三基色中各基色激光的X、Y轴的数据。

可选地，通过第二棱镜分光相机对第二方向的激光进行捕捉，分析得出红、绿、蓝三基色中各基色激光的Z轴的数据。

可选地，调整组装光学组件时，

先调整X、Y轴，使X、Y轴光斑中心重合；

再调整Z轴，使Z轴光斑最小。

可选地，调整Z轴，使Z轴光斑最小后，再次调整X、Y轴，使X、Y轴光斑中心重合。

可选地，通过分析出的对应颜色激光的X、Y、Z轴的数据对光学组件进行调整组装后，重复调整步骤进行调整。

根据本发明的一个实施例，通过同时对光学模组发出的三种基色的激光进行分析，能够根据分析的数据组装调整光学模组中的光学组件，实现三基色激光光路中的组件同时调整，减少组装光学模组的时间，提高组装效率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明中需要进行调整的光学模组的结构示意图。

图2是现有技术中的组装光学模组的组装光路图。

图3是现有技术中的组装流程图。

图4是本发明一个实施例中的光学模组组装光路图。

图5是本发明一个实施例中的光学模组组装流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1，2所示，在现有技术中，对需要组装的光学模组设置组装光路。三基色激光分别通过光学镜片4、5、6打到反光镜7、8、9上，最后通过MEMS反射镜10达到准确的位置，实现模组的功能。为保证整个光学模组的性能，要求最终三束激光的光斑中心重合且在对应距离处光斑最小。因此，镜片4、5、6的组装精度需严格把控，组装时需要对镜片4、5、6进行X、Y、Z轴的调整，以保证最后光斑中心重合且面积最小。其中，X、Y、Z轴方向如图2,4所示。

现有技术中的组装光路通过光束质量分析仪分析激光光束，一次只能对一种基色进行调整，这样一次只能调整一个基色经过的光学组件。

其调整流程如图3所示，测试方法只能对单一颜色进行顺序调整，将一种颜色的X、Y、Z三个轴调整完成后再对另一种颜色进行调整。调整整完光学模组的耗时严重，效率低。

并且，在分析激光束时，需要对光束进行计算。现有技术中在在查找最小光束时，通过计算光束宽度来衡量光束大小。沿通过光束质心的两条垂直线，分别计算超过当前峰值能量值的夹取百分数的所有像素点来确定光束宽度。该光束宽度是超过当前峰值能量值的夹取百分数的所有点的总数乘以像素宽度。当前峰值能量值的获取意味着图像灰度值不能过曝，对于曝光的要求较高，很难适应所有镜头产品；由于计算光束宽度仅仅通过沿光束质心的两条垂直线，获取样本点较少，受图像噪声影响会变大，造成计算结果的不稳定。

针对现有技术的不足，本发明提供了以下实施例，以解决上述问题。

根据本公开的一个实施例，提供了一种光学模组组装方法，如图4所示，该方法包括以下步骤：

光学模组中的三基色激光管对应发出红、绿、蓝三基色激光，分别经各自光路中的光学组件射出光学模组；

将射出光学模组的红、绿、蓝三基色激光分成分别射向第一方向和第二方向的含有红、绿、蓝三基色的两束激光；

捕捉第一方向的激光，分别对第一方向的激光中红、绿、蓝三基色激光进行分析，得出各基色激光的X、Y轴的数据，捕捉第二方向的激光，分别对第二方向的激光中红、绿、蓝三基色激光进行分析，得出各基色激光的Z轴的数据；

其中，X、Y、Z轴方向如图2，4所示。

通过分析出的对应基色激光的X、Y、Z轴的数据，对三基色光路中的光学组件进行调整，以使第一方向的光斑中心重合，第二方向上的光斑最小。

在该实施例中，通过同时对光学模组发出的三种基色的激光进行分析，能够根据分析的数据组装调整光学模组中的光学组件，实现三基色激光光路中的组件同时调整，减少组装光学模组的时间，提高组装效率。

组装光学膜组时，通过光学模组中三基色激光管同时发出激光。每种激光通过各自光路射出光学模组。

射出激光模组的激光被分为分别射向第一方向和第二方向的含有红、绿、蓝三基色的两束激光；

可选地，通过第一分光棱镜11将射出光学模组的红、绿、蓝三基色激光分成分别射向第一方向和第二方向的含有红、绿、蓝三基色的两束激光。例如，图4所示，虚线框B所在方向为第一方向，虚线框A所在方向为第二方向。

应注意的是，第一方向和第二方向中的激光是同时分出的。因此，将第一方向和第二方向的激光捕捉是不分先后进行的。

例如，通过第一分光棱镜11将射出光学模组的激光分为两个方向射出。其中，分为两个方向后，便于分别对激光的X、Y、Z进行调整。

通过第一棱镜分光相机对第一方向的激光进行捕捉，分析得出红、绿、蓝三基色中各基色激光的X、Y轴的数据。棱镜分光相机能够同时对第一方向中的红、绿、蓝三基色激光分别进行捕捉，能够同时得到三基色的X、Y轴的数据，方便同时进行三基色所经过的光学组件的X、Y轴的调整。

通过第二棱镜分光相机对第二方向的激光进行捕捉，分析得出红、绿、蓝三基色中各基色激光的Z轴的数据。棱镜分光相机能够同时对第一方向中的红、绿、蓝三基色激光分别进行捕捉，能够同时得到三基色的Z轴的数据，方便同时进行三基色所经过的光学组件的Z轴的调整。

最后，通过分析出的对应基色激光的X、Y、Z轴的数据，对三基色光路中的光学组件进行调整，以使第一方向的光斑中心重合，第二方向上的光斑最小。

在一个实施例中，对棱镜分光相机捕捉到的激光进行分析时，通过分析光束能量横向的投影积分，计算光束在某一位置处能量的横向分布发现，在光束越小的位置处，横向能量分布越聚拢，随光束变大，横向能量分布变分散。通过对横向分布数据进行高斯拟合，获取拟合数据的半高宽作为衡量光束大小的标准。

相比于现有的分析方法，本公开通过对整个光束能量横向投影积分而不是仅通过两条垂直线统计，减小噪声影响，增加计算结果的鲁棒性；以及，通过高斯拟合获得拟合数据的半高宽，而不是查找当前峰值能量值，减弱了镜头产品对曝光的要求，能适应更多镜头产品。

其中，对得到的激光光斑处理方法是：通过棱镜分光相机技术对每个像素的R,G,B值分别采集，可以输出异常精准的彩色数据而不会出现重叠区域输出不确定的数据。应用棱镜分光相机可以取得精准的RGB值和全空间分辨率。

处理方法的原理为：通过分析光束能量横向的投影积分，计算光束在某一位置处能量的横向分布发现，在光束越小的位置处，横向能量分布越聚拢，随光束变大，横向能量分布变分散。通过对横向分布数据进行高斯拟合，获取拟合数据的半高宽作为衡量光束大小的标准。

该处理方法能够解决现有技术中的图像噪声影响、仅通过沿光束质心两条垂直线获取光束宽度带来的不稳定性。

该处理方法的优点在于，通过对整个光束能量横向投影积分而不是仅通过两条垂直线统计，减小噪声影响，增加计算结果的鲁棒性。以及，通过高斯拟合获得拟合数据的半高宽，而不是查找当前峰值能量值，减弱了镜头产品对曝光的要求，能适应更多镜头产品。

通过得到的X、Y、Z轴的数据对光学模组中的光学组件进行调整组装。

在一个实施例中，如图4所示，在激光被分为射向第一方向和第二方向后，将射向第一方向的激光分成分别射向不同光路的三束激光后，分别捕捉红、绿、蓝三基色的激光进行分析，以得出各基色激光的X、Y轴的数据；

将射向第二方向激光分成分别射向不同光路的三束激光，分别捕捉红、绿、蓝三基色的激光进行分析，以得出各基色激光的Z轴的数据。

其中，第一方向和第二方向中的射向不同光路的三束激光中均含有三种基色的激光。

应注意的是，第一方向和第二方向中的激光是同时分出的。因此，将第一方向和第二方向的激光捕捉是不分先后进行的。

可选地，第一方向的激光通过第三分光棱镜13分为三束不同光路的激光。第二方向的激光通过第二分光棱镜14分为三束不同光路的激光。

将第一方向和第二方向的激光各自分到不同光路中后，在第一方向的三个光路中分别捕捉红、绿、蓝三基色的激光进行分析。在第二方向的三个光路中分别捕捉红、绿、蓝三基色的激光进行分析。

其中，三个光路中每个光路只捕捉一种颜色，三个光路完成对红、绿、蓝三基色的激光的捕捉，并且这样能够同时对三个基色光路中的光学组件进行分析调整。例如，第一方向的三个光路对应设置三个相机进行接收，三个相机接收不同颜色的激光。第二方向的三个光路对应设置三个相机进行接收，三个相机接收不同颜色的激光。

例如，第一方向上设置第一相机15对应捕捉激光发射器1激光的X、Y轴数据，以及第二相机17对应捕捉激光发射器2激光的X、Y轴数据，以及第三相机16对应捕捉激光发射器3激光的X、Y轴数据。

第二方向上设置第四相机19对应捕捉激光发射器1激光的Z轴数据，以及第五相机18对应捕捉激光发射器2激光的Z轴数据，以及第六相机20对应捕捉激光发射器3激光的Z轴数据。

对第一方向的三个相机接收到的三基色激光进行分析，得出三基色激光的X、Y轴的数据。

对第二方向的三个相机接收到的三基色激光进行分析，得出三基色激光的Z轴的数据。

得到X、Y、Z轴的数据后，同时对光学模组内的三基色对应的光学组件进行调整。

对第一方向和第二方向上的调整可以同时进行，这样能够同时对激光光斑的X、Y、Z轴同时调整，以调整好三基色对应的光学组件的组装位置。提高了光学模组的组装效率。

可选地，通过分析出的对应颜色激光的X、Y、Z轴的数据对光学组件进行调整组装后，重复前面步骤进行调整。以使光学模组发出的激光的光斑中心重合且面积最小。这样进行重复调整，能够提高对光学组件调整的精度。

其中，调整X、Y轴时，通过计算第一方向上的棱镜分光相机上接收到的激光光斑位置，对X、Y轴进行调整，以使光斑重合。

调整Z轴时，通过计算第二方向上的棱镜分光相机即受到的光斑亮度以及半高宽，对Z轴进行调整，以使光斑最小。

优选地，对X、Y、Z轴同时进行调整，使X、Y轴的光斑中心重合，使Z轴的光斑最小。即对第一方向和第二方向的调整同时进行，可以同时实现三束光路的组装过程。

调整过程中，通过棱镜分光相机接收到的光斑情况，对光学组件进行调整，以对射出的三基色激光进行调整，将光斑调整到设定的情形，确定了光学组件的调整位置。即可达到调整光学模组的目的。对三基色激光管发出的三束光路同时调整，缩减了整个光学模组的组装流程。既保证了组装的精确度又提高了组装效率。

在一个实施例中，调整组装光学组件时，

先调整X、Y轴，使X、Y轴光斑中心重合；

第一方向上的三个光路对应调整三种基色的X、Y轴，使X、Y轴光斑中心重合。这样能够实现三个光路光学组件的X、Y轴调整到精确的位置。

再调整Z轴，使Z轴光斑最小。

第二方向上的三个光路对应调整三种基色的Z轴，使Z轴光斑达到最小。这样能够实现三个光路光学组件的Z轴调整到精确的位置。

在一个实施例中，如图5所示，先调整X、Y轴，使X、Y轴光斑中心重合。再调整Z轴，使Z轴光斑最小后，再次调整X、Y轴，使X、Y轴光斑中心重合。这样再次进行调整能够使X、Y轴调整得更加精确。

在一个实施例中，射向第一方向中的激光需要先透过中继镜12。

中继镜12能够保障透过的激光保持稳定，使激光形成的光斑不会发生变化。方便对光斑进行计算，以及保障调整过程中光斑大小不会变化。便于将第一方向的光斑调整到中心重合。

在一个实施例中，射向第二方向中的激光需要先透过扩散片21。

扩散片21能够使透过的激光形成的光斑分布均匀，使捕捉到的光斑分布均匀。便于将第二方向的光斑调整到最小。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种光学模组组装方法，其特征在于，包括以下步骤：

光学模组中的三基色激光管对应发出红、绿、蓝三基色激光，分别经各自光路中的光学组件射出光学模组；

将射出光学模组的红、绿、蓝三基色激光分成分别射向第一方向和第二方向的含有红、绿、蓝三基色的两束激光；

捕捉第一方向的激光，分别对第一方向的激光中红、绿、蓝三基色激光进行分析，得出各基色激光的X、Y轴的数据，捕捉第二方向的激光，分别对第二方向的激光中红、绿、蓝三基色激光进行分析，得出各基色激光的Z轴的数据；

通过分析出的对应基色激光的X、Y、Z轴的数据，对三基色光路中的光学组件进行调整，以使第一方向的光斑中心重合，第二方向上的光斑最小。

2.根据权利要求1所述的光学模组组装方法，其特征在于，通过第一分光棱镜将射出光学模组的红、绿、蓝三基色激光分成分别射向第一方向和第二方向的含有红、绿、蓝三基色的两束激光。

3.根据权利要求1所述的光学模组组装方法，其特征在于，射向第一方向中的激光需要先透过中继镜。

4.根据权利要求1所述的光学模组组装方法，其特征在于，射向第二方向中的激光需要先透过扩散片。

5.根据权利要求1所述的光学模组组装方法，其特征在于，将射向第一方向的激光分成分别射向不同光路的三束激光后，分别捕捉红、绿、蓝三基色的激光进行分析，以得出各基色激光的X、Y轴的数据；

将射向第二方向激光分成分别射向不同光路的三束激光，分别捕捉红、绿、蓝三基色的激光进行分析，以得出各基色激光的Z轴的数据。

6.根据权利要求1所述的光学模组组装方法，其特征在于，通过第一棱镜分光相机对第一方向的激光进行捕捉，分析得出红、绿、蓝三基色中各基色激光的X、Y轴的数据。

7.根据权利要求1所述的光学模组组装方法，其特征在于，通过第二棱镜分光相机对第二方向的激光进行捕捉，分析得出红、绿、蓝三基色中各基色激光的Z轴的数据。

8.根据权利要求1所述的光学模组组装方法，其特征在于，调整组装光学组件时，

先调整X、Y轴，使X、Y轴光斑中心重合；

再调整Z轴，使Z轴光斑最小。

9.根据权利要求8所述的光学模组组装方法，其特征在于，调整Z轴，使Z轴光斑最小后，再次调整X、Y轴，使X、Y轴光斑中心重合。

10.根据权利要求1所述的光学模组组装方法，其特征在于，通过分析出的对应颜色激光的X、Y、Z轴的数据对光学组件进行调整组装后，重复调整步骤进行调整。

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