CN218470146U - 光学器件自动测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光学器件自动测试设备。该测试设备包括：底座，设有两组平行的轨道；测试装置，设置于底座上，底座上还设有与测试装置相对设置的测试台；周转装置，配设为两组并分别设置于测试台的两侧，周转装置可移动地连接于轨道；载物台，配设为两组，并分别设置于周转装置和测试装置之间，周转装置能够拾取物料并将物料在载物台和测试台之间周转；位置检测装置，配设为两组，并设置于周转装置上；控制器，分别通信连接于周转装置、测试装置和位置检测装置，以根据位置检测装置所传输的物料当前位置信息，控制测试装置和周转装置执行相应的动作。由此解决了当前光学器件测试结果不准确和效率低的问题。

Description

光学器件自动测试设备

技术领域

本实用新型属于光学器件检测设备领域，具体涉及一种光学器件自动测试设备。

背景技术

光学器件在进行组装之后，会对例如波分复用器这样的光学器件的通光性能等参数进行检测，从而筛选出符合生产需求的高质量光学器件。

测试设备所测试的光学器件都是这种形态，具体地，光学器件的形态为：大玻璃片下方为光入射位置，出射光从产品上方四个光学晶圆出来。

在对光学器件产品进行质量评估时，一般需要对光学器件进行三类测试。测试项目1为光斑测试，光斑测试可以评估光学器件的出射光的平行度；测试项目2为通道测试，通道测试可以评估光学器件的通道波长是否混料；测试项目3为性能测试，性能测试评估光学器件的通光性及其损耗。这样一来，通过对该光学器件进行光斑测试，可以评估出射的四条光线是否平行，通道测试评估的是四个光学晶圆有无贴错位置；通光测试评估的是光通过晶圆之后的光能量损耗及波长偏移。

但目前，这三种测试项目需要在对应地三个测试平台分别进行。并且在各个平台进行测试时，都需要对产品位置进行调整，从而保证入射光位置的正确性，但其测试效率低且一致性无法保证，同时，人工容易出现过程疲劳以及个体测试方法差异等因素而导致器件产品的品质控制得不到有效保障。

针对现有技术中存在的光学器件测试结果不准确和效率低的问题，还需要提出一种更为合理的技术方案，以解决当前的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光学器件自动测试设备，以解决现有技术中存在的光学器件测试结果不准确和效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种光学器件自动测试设备包括：

底座，设有两组平行的轨道；

测试装置，设置于所述底座上，所述底座上还设有与所述测试装置相对设置的测试台，所述测试装置用于对光学器件进行检测；

周转装置，配设为两组并分别设置于所述测试台的两侧，所述周转装置可移动地连接于所述轨道，所述周转装置用于吸附和释放物料；

载物台，配设为两组，并分别一一对应地设置于所述周转装置和所述测试装置之间，所述周转装置能够拾取物料并将所述物料在所述载物台和所述测试台之间周转；

位置检测装置，配设为两组，并一一对应连接于所述周转装置，以用于检测所述载物台上物料的当前位置信息；以及

控制器，分别通信连接于所述周转装置、测试装置和位置检测装置，以根据所述位置检测装置所传输的物料当前位置信息，控制所述测试装置和周转装置执行相应的动作。

在一种可能的设计中，所述周转装置包括龙门架、安装座、驱动件和吸附组件，所述龙门架通过驱动结构连接于所述轨道；所述安装座连接于所述龙门架，所述吸附组件通过所述驱动件连接于所述安装座，以在所述驱动件的推动下沿竖直方向运动。

在一种可能的设计中，所述吸附组件可升降地连接于所述安装座或者所述龙门架，以能够靠近或者远离所述载物台。

在一种可能的设计中，所述吸附组件包括空压机、套管和由硅胶或者橡胶材料制成的吸嘴，所述套管的一端连通于所述空压机，所述套管的另一端连通于所述吸嘴，所述吸嘴具有正对光学器件的气孔，以当所述吸嘴贴附于所述光学器件时，能够产生负压以吸附所述光学器件。

在一种可能的设计中，所述测试装置包括分光器、光功率仪器、摄像机和固定夹具，所述分光器、光功率仪器和固定夹具分别沿所述测试台的周向方向均匀布设，且所述分光器、光功率仪器、固定夹具和所述固定夹具分别通过机械臂连接于所述底座，所述固定夹具用于固定入射光源；所述摄像机配设为至少三组，其中一组位于所述测试台的上方，一组与所述固定夹具相对设置，另一端与所述分光器相对设置。

在一种可能的设计中，所述固定夹具配设为夹爪。

在一种可能的设计中，所述载物台上设有至少两组料盒，所述料盒上设有多排呈阵列排布的且用于放置光学器件的限位穴组，每组限位穴组包括多个限位穴。

在一种可能的设计中，所述料盒的边缘设有限位槽，所述载物台和所述载物台上均设有与所述限位槽相适配的限位柱，以当所述限位柱插设于所述限位槽中时能够保持所述料盒的位置。

在一种可能的设计中，所述设备还包括两组牵引装置，所述牵引装置分别连接于所述周转装置和所述周转装置，以能够带动所述周转装置和所述周转装置沿所述轨道移动。

在一种可能的设计中，所述牵引装置配设为气缸，所述气缸的驱动轴连接于所述周转装置；或者，所述牵引装置配设为带传动组件或者链传动组件，并且连接于所述周转装置。

通过这种方式，可以对置于载物台上的光学器件进行自动拾取并放置于测试台上，由此通过测试装置对单个光学器件进行检测(光斑测试、通道测试、通光性能测试)，由此缩短整体的检测时间，提高检测效率。另外，该设备能够完全通过自动化测试的方式来实现对光学器件的检测和周转工作，从而有效避免人工检测时存在的误差大和检测结果不稳定和不准确的缺点，并且通过自动周转的方式来减少对于光学器件的影响，进而在一定程度上对光学器件的表面质量起到保护作用。

另外，在对光学器件进行测试的过程中，光学器件本身并不会出现位移，能够在测试平台上完成对光学器件的通光、通道和光斑这三项项目进行有效测试。进而，可以准确地评估出射的四条光线是否平行，判断光学器件上所设置的四个光学晶圆有无贴错位置，评估光通过光学器件上的晶圆后，出射光的光能量损耗及波长偏移。由于测试过程中光学器件的位置不会进行移动，故而可以避免位移误差，保证测试结果的准确性和有效性。三种测试项目可以同时进行，因此还可以节约等待时间，进一步提高测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的光学器件自动测试设备在第一视角的立体结构示意图；

图2是本实用新型提供的光学器件自动测试设备在第二视角的立体结构示意图；

图3是料盒的结构示意图；

图4是吸附组件中套管的结构示意图。

11-底座，12-轨道，2-周转装置，21-龙门架，22-安装座，23-驱动件，24-吸附组件，3-测试台，4-测试装置，41-分光器，42-光功率仪器，43-摄像机，44-固定夹具，5-载物台，61-料盒，62-限位穴，63-限位槽，7-位置检测装置。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型示例的实施例。

根据本公开的内容，提供了一种光学器件自动测试设备，图1至图4示出了其中一种具体实施方式。

光学器件自动测试设备的技术构思是：将杂乱无序的光学器件逐一放入载物台5的料盒中。此时，位置检测装置7(例如CCD相机)可以对载物台5上的光学器件进行图像识别，通过控制器可以对拍摄到的光学器件的图像进行处理，从而识别出当前的光学器件的当前位置信息，以对光学器件的位置进行定位。控制器在收到光学器件的位置信息后，可以根据当前位置信息发出指令，从而使周转装置2移动，并使得周转装置上的吸附组件24有效拾取载物台5上的光学器件。此后，周转装置2载着光学器件移动至测试台3相对的位置，然后使吸附组件24释放光学器件，以将光学器件移动至测试台3上。

在这种情况下，测试装置4可以对测试台3上的光学器件的位置进行分析和识别，并将位置信息传递给控制器，这样，控制器可以发出指令，从而通过对光学器件的位置进行调整，使其能够准确地设置于标定的位置。

在完成光学器件的位置校正之后，通过相机(即下文所述的摄像机)获取光学器件的光斑图片，并将获取的图片信息传输给控制器，控制器对该图片进行分析和评价，从而判断当前光学器件的光斑是否满足预设标准。与此同时，还可以对光学器件的通道波长信息和通光信息分别进行测试，控制器根据接收到的通道波长信息和通光信息分别进行分析和判断，由此评价当前的光学器件的品质。至此，即完成对于光学器件的光斑、通光和通道的性能测试。控制器根据预设的公式对测试的数据进行分析和处理，从而对于当前光学器件的品质进行判断，以便于工作人员根据所反馈的结果反向去调试生产参数，有益于对产品过程质量进行有效控制，从而间接地提高光学器件的产品质量。

在光学器件完成测试后，控制器会发出指令，使得周转装置能够移动至测试台所在的位置，并拾取(吸附)已完成测试的光学器件，然后沿着轨道移动，最后将光学器件放置于载物台上，完成下料工作。在这种情况下，工人可以将载物台上的料盒取走，从而为后续的物料周转做准备。

需要说明的是，如果光学器件的三项测试项目，如果有一项不符合预设值域，则会判定为不合格品，周转装置在拾取光学器件时，会将其移动至对应的料盒内，使其与合格品区分开。

在本公开中，料盒上设有五个料盒，并根据产品质量等级分成A、B、C、D和NG这五类，并且料盒依次排列。

具体地，下文将对测试设备的具体结构进行详细描述。

如图1至图4所示，本实施例提供的光学器件自动测试设备包括底座11，设有两组平行的轨道12；测试装置4，设置于底座11上，底座11上还设有与测试装置4相对设置的测试台3，测试装置4用于对光学器件进行检测；周转装置2，配设为两组并分别设置于测试台3的两侧，周转装置2可移动地连接于轨道12，周转装置2用于吸附和释放物料；载物台5，配设为两组，并分别一一对应地设置于周转装置2和测试装置4之间，周转装置2能够拾取物料并将物料在载物台5和测试台3之间周转；位置检测装置7，配设为两组，并一一对应连接于周转装置2，以用于检测载物台5上物料的当前位置信息；控制器，分别通信连接于周转装置2、测试装置4、吸附组件24和位置检测装置7，以根据位置检测装置7所传输的物料当前位置信息，控制周转装置2和测试装置4执行相应的动作。

通过这种方式，可以对置于载物台5上的光学器件进行自动拾取并放置于测试台3上，由此通过测试装置4对单个光学器件进行检测(光斑测试、通道测试、通光性能测试)，由此缩短整体的检测时间，提高检测效率。另外，该设备能够完全通过自动化测试的方式来实现对光学器件的检测和周转工作，从而有效避免人工检测时存在的误差大和检测结果不稳定和不准确的缺点，并且通过自动周转的方式来减少对于光学器件的影响，进而在一定程度上对光学器件的表面质量起到保护作用。

另外，在对光学器件进行测试的过程中，光学器件本身并不会出现位移，能够在测试平台上完成对光学器件的通光、通道和光斑这三项项目进行有效测试。进而，可以准确地评估出射的四条光线是否平行，判断光学器件上所设置的四个光学晶圆有无贴错位置，评估光通过光学器件上的晶圆后，出射光的光能量损耗及波长偏移。由于测试过程中光学器件的位置不会进行移动，故而可以避免位移误差，保证测试结果的准确性和有效性。三种测试项目可以同时进行，因此还可以节约等待时间，进一步提高测试效率。

在一种可能的设计中，周转装置2包括龙门架21、安装座22、驱动件23和吸附组件24，龙门架21通过驱动结构连接于轨道12；安装座22连接于龙门架21，吸附组件24通过驱动件23连接于安装座22，以在驱动件23的推动下沿竖直方向运动。

具体的工作过程是：首先，使位置检测装置靠近载物台5并对当前的光学器件的图像信息进行提取，然后将该信息传递给控制器，控制器根据预设的程序或者分析方法对图像信息进行识别和判断，从而得到当前光学器件的位置信息。根据该位置信息，控制器发出指令使得驱动件动作，从而使吸附组件24从载物台5上吸附光学器件，然后朝向测试台3移动。移动到预设点位后，吸附组件24释放光学器件，将光学器件放置在测试台3上。然后，龙门架复位，驱动件复位，吸附组件复位，以准备下次的物料周转工作。

具体地，吸附组件24配置为CCD相机；驱动件23配设为气缸、直线模组、液压缸中的任一者。

在本公开中，驱动件23配设为气缸，由此使吸附组件24可升降地连接于安装座22，从而靠近或者远离载物台5。而在其它实施例中，吸附组件24还可以是通过例如直线模组等任意合适的线性调位件连接安装座。

在一种具体实施方式中，吸附组件24包括空压机、套管和由硅胶或者橡胶材料制成的吸嘴，套管的一端连通于空压机，套管的另一端连通于吸嘴，吸嘴具有正对光学器件的气孔，以当吸嘴贴附于光学器件时，能够产生负压以吸附光学器件。而在空压机停机时，可以释放光学器件。图4为吸附组件的一种结构。

在一种实施例中，测试装置4包括分光器41、光功率仪器42、摄像机43和固定夹具44，分光器41、光功率仪器42和固定夹具44分别沿测试台3的周向方向均匀布设，且分光器41、光功率仪器42、固定夹具44和固定夹具44分别通过机械臂连接于底座11，固定夹具44用于固定入射光源；摄像机43配设为至少三组，其中一组位于测试台3的上方，一组与固定夹具44相对设置，另一端与分光器41相对设置。这样，可以在测试台3上，完成对光学器件的不同测试项目，因为在测试过程中光学器件的位置没有移动，故可以避免位移误差，进而提高测试结果的准确性和有效性。

对于测试装置，在本公开中，光斑测试方案需要两个摄像机43进行测试；通道测试方案需要一个摄像机43进行测试；通光测试方案主要是通过光功率仪器42进行测试。需要说明的是，对于测试装置4的组成结构和布置位置，本领域技术人员在本公开所提供的技术构思下可以进行常规性配设或者改进，本公开于此仅做示例性展示。

可以理解的是，在本公开中，对于每“组”的数量，本领域技术人员亦可以根据测试环境灵活配设。例如，可以是1个相机为一组，也可以是2个相机为一组，亦可以是3个相机为一组。

在本公开中，固定夹具44配设为夹爪，从而夹持和释放入射的光源。当然，夹具亦可以配设为其他类型的定位工装或者定位夹具，对此，本领技术人员可以根据实际测试环境进行灵活配设。

具体地，摄像机43配设为现有技术中的CCD相机。当然，摄像机也可以配置为其它类型的工业相机或者高清相机，对此，本领域技术人员在本公开的技术构思下可以灵活配设。

在一种实施例中，载物台5和载物台5上均设有至少两组料盒61，料盒61上设有多排呈阵列排布的且用于放置光学器件的限位穴62组，每组限位穴62组包括多个限位穴62。从而可以容纳多个光学器件。

这种矩阵的设计，有益于对光学器件的位置进行有效识别，进而当控制器发出指定时，有益于使周转装置2按照单位位移量(相邻限位穴的间距)进行移动，从而准确有效地拾取光学器件。

在一种实施例中，料盒61的边缘设有限位槽63，载物台5上设有与限位槽63相适配的限位柱，以当限位柱插设于限位槽63中时能够保持料盒61的位置。这样一来，可以根据光学器件的规格，对应地更换其它规格限位穴62的料盒61。并且结构简单，限位方便可靠，具有较好的可操作性。

在本公开提供的一种实施例中，设备还包括两组牵引装置，牵引装置分别连接于周转装置2，以能够带动周转装置2沿轨道12移动，从而实现光学器件的周转。

具体地，牵引装置配设为气缸，气缸的驱动轴连接于周转装置2；或者，牵引装置配设为带传动组件或者链传动组件，并且连接于周转装置2。每组牵引装置可以包括两个气缸或者以两个气缸为一组。对此，本领域技术人员均可以根据实际需求灵活设置。

其中，气缸、带传动组件及链传动组件的结构和工作原理均为现有技术，本领域技术人员可以在本本公开的技术构思下进行常规性改进得到。

在本公开提供的一种实施例中，位置检测装置7包括摄像头，另外，位置检测装置还可以包括激光位移传感器、测距传感器和雷达中的至少一者，由此对当前光学器件的位置信息进行实时检测，并将得到的信息传递给控制器，从而使控制器根据所接收的信息进行有效整合、分析和判断，从而对周转装置2和测试装置4发出相应的指令。

需要说明的是，上文中提及的“至少一者”，可以是使检测机构配置为测距传感器、激光位移传感器和雷达中的任一者，也可以配置为这三者中同一类型的多个检测机构，还可以是这三者检测机构以任何适合的方式组配使用，对此，本领域技术人员可以根据应用环境灵活设置。

具体地，在本公开中，控制器配置为中央处理器。而在其他实施例中，控制器还可以是配置为数字信号处理器、专用集成电路或现场可编程门阵列中的一者。此外，控制器也可以是网络处理器、其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。对此，本领域技术人员可以根据实际应用环境灵活组配。

进一步地，周转装置2、测试装置4、位置检测装置7和控制器这几者可以是通过GPRS、Wi-Fi、蓝牙等各种本领域公知的无线传输协议实现数据的传输，从而减少信号线的铺设。当然，也可以通过通信线缆等实现数据的有线传输，本公开对此不做限制。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种光学器件自动测试设备，其特征在于，包括：

底座(11)，设有两组平行的轨道(12)；

测试装置(4)，设置于所述底座(11)上，所述底座(11)上还设有与所述测试装置(4)相对设置的测试台(3)，所述测试装置(4)用于对光学器件进行检测；

周转装置(2)，配设为两组并分别设置于所述测试台(3)的两侧，所述周转装置(2)可移动地连接于所述轨道(12)，所述周转装置(2)用于吸附和释放物料；

载物台(5)，配设为两组，并分别一一对应地设置于所述周转装置(2)和所述测试装置(4)之间，所述周转装置(2)能够拾取物料并将所述物料在所述载物台(5)和所述测试台(3)之间周转；

位置检测装置(7)，配设为两组，并一一对应连接于所述周转装置(2)，以用于检测所述载物台(5)上物料的当前位置信息；以及

控制器，分别通信连接于所述周转装置(2)、测试装置(4)和位置检测装置(7)，以根据所述位置检测装置(7)所传输的物料当前位置信息，控制所述测试装置(4)和周转装置(2)执行相应的动作。

2.根据权利要求1所述的光学器件自动测试设备，其特征在于，所述周转装置(2)包括龙门架(21)、安装座(22)、驱动件(23)和吸附组件(24)，所述龙门架(21)通过驱动结构连接于所述轨道(12)；所述安装座(22)连接于所述龙门架(21)，所述吸附组件(24)通过所述驱动件(23)连接于所述安装座(22)，以在所述驱动件(23)的推动下沿竖直方向运动。

3.根据权利要求2所述的光学器件自动测试设备，其特征在于，所述驱动件(23)配设为气缸、液压缸或者直线模组。

4.根据权利要求2所述的光学器件自动测试设备，其特征在于，所述吸附组件(24)包括空压机、套管和由硅胶或者橡胶材料制成的吸嘴，所述套管的一端连通于所述空压机，所述套管的另一端连通于所述吸嘴，所述吸嘴具有正对光学器件的气孔，以当所述吸嘴贴附于所述光学器件时，能够产生负压以吸附所述光学器件。

5.根据权利要求1所述的光学器件自动测试设备，其特征在于，所述测试装置(4)包括分光器(41)、光功率仪器(42)、摄像机(43)和固定夹具(44)，所述分光器(41)、光功率仪器(42)和固定夹具(44)分别沿所述测试台(3)的周向方向均匀布设，且所述分光器(41)、光功率仪器(42)、固定夹具(44)和所述固定夹具(44)分别通过机械臂连接于所述底座(11)，所述固定夹具(44)用于固定入射光源；所述摄像机(43)配设为至少三组，其中一组位于所述测试台(3)的上方，一组与所述固定夹具(44)相对设置，另一端与所述分光器(41)相对设置。

6.根据权利要求5所述的光学器件自动测试设备，其特征在于，所述固定夹具(44)配设为夹爪。

7.根据权利要求1所述的光学器件自动测试设备，其特征在于，所述载物台(5)和所述载物台(5)上均设有至少两组料盒(61)，所述料盒(61)上设有多排呈阵列排布的且用于放置光学器件的限位穴(62)组，每组限位穴(62)组包括多个限位穴(62)。

8.根据权利要求7所述的光学器件自动测试设备，其特征在于，所述料盒(61)的边缘设有限位槽(63)，所述载物台(5)上设有与所述限位槽(63)相适配的限位柱，以当所述限位柱插设于所述限位槽(63)中时能够保持所述料盒(61)的位置。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的光学器件自动测试设备，其特征在于，所述设备还包括两组牵引装置，所述牵引装置分别连接于所述周转装置(2)和所述周转装置(2)，以能够带动所述周转装置(2)和所述周转装置(2)沿所述轨道(12)移动。

10.根据权利要求9所述的光学器件自动测试设备，其特征在于，所述牵引装置配设为气缸，所述气缸的驱动轴连接于所述周转装置(2)；或者，所述牵引装置配设为带传动组件或者链传动组件，并且连接于所述周转装置(2)。

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