一種透鏡陣列和光電二極管陣列對(duì)準(zhǔn)貼片裝置及對(duì)準(zhǔn)方法

1.一種透鏡陣列和光電二極管陣列對(duì)準(zhǔn)貼片裝置，其特征在于：包括管殼夾持夾具(103)、透鏡陣列夾持夾具(104)、龍門(mén)架(105)、固定框(106)、圖像采集CCD(107)、微調(diào)架(109)、第一氣泡水平儀(110-1)、第二氣泡水平儀(110-2)、第三氣泡水平儀(110-3)、滑軌(111)、滑軌平臺(tái)(112)、一維移動(dòng)平臺(tái)(113)、連接板(114)、過(guò)度塊(115)、步進(jìn)促動(dòng)器(116)、壓力傳感器(101)；其中，微調(diào)架(109)固定于龍門(mén)架(105)的底座上；過(guò)度塊(115)固定在微調(diào)架(109)上，第一氣泡水平儀(110-1)設(shè)置在過(guò)度塊(115)上；壓力傳感器(101)一端設(shè)置在過(guò)度塊(115)上，另一端連接透鏡陣列夾持夾具(104)；固定框(106)固定在龍門(mén)架(105)上，固定框(106)內(nèi)設(shè)置有滑軌(111)，滑軌(111)嵌入滑軌平臺(tái)(112)中；一維移動(dòng)平臺(tái)(113)設(shè)置于滑軌平臺(tái)(112)上；圖像采集CCD(107)背面固定在連接板(114)上，連接板(114)固定在一維移動(dòng)平臺(tái)(113)上，連接板(114)背面設(shè)置有第二氣泡水平儀(110-2)；步進(jìn)促動(dòng)器(116)位于固定框(106)下方頂住滑軌平臺(tái)(112)，步進(jìn)促動(dòng)器(116)可帶動(dòng)滑軌平臺(tái)(112)沿滑軌(111)上下移動(dòng)；管殼夾持夾具(103)位于圖像采集CCD(107)下方，第三氣泡水平儀(110-3)設(shè)置于管殼夾持夾具(103)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透鏡陣列和光電二極管陣列對(duì)準(zhǔn)貼片裝置，其特征在于：
所述管殼夾持夾具(103)側(cè)邊進(jìn)一步設(shè)置有可觀測(cè)管殼(117)內(nèi)部的普通CCD(108)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種透鏡陣列和光電二極管陣列對(duì)準(zhǔn)貼片裝置，其特征在于：
所述透鏡陣列夾持夾具(104)兩臂的末端夾持部位設(shè)置有凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種透鏡陣列和光電二極管陣列對(duì)準(zhǔn)貼片裝置，其特征在于：進(jìn)一步包括控制器(102)，控制器(102)與壓力傳感器(101)連接讀取壓力傳感器(101)反饋的壓力電壓信息。
5.一種使用如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述一種透鏡陣列和光電二極管陣列對(duì)準(zhǔn)貼片裝置進(jìn)行透鏡陣列和光電二極管陣列對(duì)準(zhǔn)的方法，其特征在于：包括如下步驟：
透鏡陣列夾持夾具(104)夾持透鏡陣列(121)；
將待對(duì)準(zhǔn)的管殼(117)固定放置在管殼夾持夾具(103)上，管殼(117)中放置有待對(duì)準(zhǔn)的光電二極管陣列(118)和支架(119)，將圖像采集CCD(107)與放置光電二極管陣列的管殼(117)調(diào)整至完全平行狀態(tài)，使圖像采集CCD(107)拍照視線完全垂直于管殼(117)；
調(diào)節(jié)微調(diào)架(109)使透鏡陣列(121)與支架(119)正好接觸，確定透鏡陣列(121)的高度位置；
調(diào)整與圖像采集CCD(107)相連的步進(jìn)促進(jìn)器伸縮桿，使圖像采集CCD(107)上下移動(dòng)，直至光電二極管陣列(118)的光敏面透過(guò)透鏡陣列(121)在圖像采集CCD(107)上清晰成像，記錄步進(jìn)促動(dòng)器伸縮桿調(diào)整的距離h1，拍照采集圖像，獲得光電二極管陣列(118)每一個(gè)圓形光敏面圓心在圖像中的位置坐標(biāo)，其中第n點(diǎn)的坐標(biāo)記為(xn，yn)，計(jì)算光敏面圓心連線的斜率k1；
再次調(diào)整步進(jìn)促動(dòng)器的伸縮桿，使透鏡陣列(121)清晰成像在圖像采集CCD(107)視場(chǎng)中，記錄步進(jìn)促動(dòng)器伸縮桿調(diào)整的距離h2，拍照采集圖像，獲得光電二極管陣列對(duì)應(yīng)的透鏡陣列(121)通光孔徑圓心位置坐標(biāo)，其中第n點(diǎn)的坐標(biāo)記為(x′n，y′n)，計(jì)算出透鏡陣列(121)通光孔徑圓心連線的斜率k2；計(jì)算光敏面圓心坐標(biāo)與其對(duì)應(yīng)透鏡陣列通光孔徑圓心坐標(biāo)差，其中第n點(diǎn)的坐標(biāo)差記為Δxn＝xn-x′n,Δyn＝y(tǒng)n-y′n；
由Δxn、Δyn、arctan(k1)-arctan(k2)計(jì)算值，調(diào)整微調(diào)架(109)調(diào)節(jié)透鏡陣列(121)的位置；重復(fù)以上兩次拍照采樣、計(jì)算、調(diào)整過(guò)程直至符合以下條件：對(duì)于任意點(diǎn)n，Δxn＝Δyn＝0，且k1＝k2，達(dá)到透鏡陣列通光孔徑圓心與光電二極管陣列光敏面圓心重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的進(jìn)行透鏡陣列和光電二極管陣列對(duì)準(zhǔn)的方法，其特征在于：所述圖像采集CCD(107)拍照視線完全垂直于管殼(117)的方法為：調(diào)節(jié)微調(diào)架(109)，通過(guò)第一氣泡水平儀(110-1)、第二氣泡水平儀(110-2)、第三氣泡水平儀(110-3)分別使過(guò)度塊(115)、管殼夾持夾具(103)、連接板(114)處于水平狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的進(jìn)行透鏡陣列和光電二極管陣列對(duì)準(zhǔn)的方法，其特征在于：所述調(diào)節(jié)微調(diào)架(109)使透鏡陣列(121)與支架(119)正好接觸的方法為：先采用普通CCD(108)觀察將透鏡陣列(121)移動(dòng)到光電二極管陣列(118)上方；調(diào)節(jié)微調(diào)架(109)使透鏡陣列(121)逐漸下降，同時(shí)觀察透鏡陣列夾持夾具(104)上安裝的壓力傳感器(101)的壓力示數(shù)，當(dāng)壓力示數(shù)發(fā)生變化時(shí)，停止透鏡陣列(121)下降。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的進(jìn)行透鏡陣列和光電二極管陣列對(duì)準(zhǔn)的方法，其特征在于：采用手動(dòng)方式或者自動(dòng)控制方式調(diào)整微調(diào)架直至透鏡陣列(121)通光孔徑圓心與光電二極管陣列(118)光敏面圓心重合。

一種透鏡陣列和光電二極管陣列對(duì)準(zhǔn)貼片裝置及對(duì)準(zhǔn)方法\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本發(fā)明屬于光通訊領(lǐng)域，涉及光通信技術(shù)中的光電模塊，尤其適用于實(shí)現(xiàn)透鏡陣列與光電二極管陣列(Photodiode,PD)或激光器陣列高精度對(duì)準(zhǔn)貼片裝置及其對(duì)準(zhǔn)方法。\n背景技術(shù)\n[0002] 自動(dòng)化圖像處理技術(shù)在各行各業(yè)應(yīng)用非常廣泛，從生產(chǎn)線的條形碼自動(dòng)讀取追溯，車(chē)牌的自動(dòng)識(shí)別，零件的自動(dòng)缺陷檢測(cè)，DVD識(shí)別及自動(dòng)歸還到引導(dǎo)機(jī)器手進(jìn)行設(shè)備組裝等，圖像處理技術(shù)都發(fā)揮著巨大的作用。圖像處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，主要是由于圖像處理技術(shù)智能，穩(wěn)定，重復(fù)性好，精度高等特點(diǎn)，能夠替代大量人工重復(fù)性的勞動(dòng)，正是因?yàn)閳D像處理技術(shù)的這些特點(diǎn)，我們把圖像處理技術(shù)引用到通訊領(lǐng)域，引用到光電類(lèi)產(chǎn)品中。通訊產(chǎn)品中有大量光電類(lèi)產(chǎn)品，這樣的產(chǎn)品共同特點(diǎn)是有光電或者電光的變換，這種光電或者電光變換中大多都使用透鏡對(duì)光束進(jìn)行匯聚，這類(lèi)產(chǎn)品需要保證透鏡與PD或者激光器的中心對(duì)準(zhǔn)。\n[0003] 在專(zhuān)利“光波導(dǎo)芯片和PD陣列透鏡耦合裝置申請(qǐng)?zhí)枺?01310433022.2”中，波導(dǎo)芯片與PD陣列的耦合使用到了透鏡陣列，該專(zhuān)利中透鏡陣列與PD陣列的對(duì)準(zhǔn)是通過(guò)貼片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在貼片的操作中，通過(guò)人眼來(lái)判斷透鏡陣列中心與PD陣列光敏面中心是否重合，這種方式對(duì)兩者中心的判斷有很大的人為誤差，而且重復(fù)性不好；而且如果使用高速PD陣列，其光敏面僅有幾十微米，使得中心對(duì)準(zhǔn)的判斷誤差更大，另外一方面，高精度的貼片機(jī)價(jià)格昂貴，維護(hù)費(fèi)用同樣很高。\n發(fā)明內(nèi)容\n[0004] 本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題和不足，提供一種利用圖像處理方法進(jìn)行透鏡與PD或者激光器對(duì)準(zhǔn)貼片裝置及其對(duì)準(zhǔn)方法，實(shí)現(xiàn)透鏡貼片(粘貼)對(duì)準(zhǔn)的自動(dòng)化。\n[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：\n[0006] 一種高精度對(duì)準(zhǔn)透鏡陣列和PD陣列的對(duì)準(zhǔn)貼片裝置，包括管殼夾持夾具、透鏡陣列夾持夾具、龍門(mén)架、固定框、圖像采集CCD、高精度微調(diào)架、第一氣泡水平儀、第二氣泡水平儀、第三氣泡水平儀、滑軌、滑軌平臺(tái)、一維移動(dòng)平臺(tái)、連接板、過(guò)度塊、步進(jìn)促動(dòng)器；其中，高精度微調(diào)架固定于龍門(mén)架的底座上；過(guò)度塊固定在高精度微調(diào)架上，第一氣泡水平儀設(shè)置在過(guò)度塊上；固定框固定在龍門(mén)架上，固定框內(nèi)設(shè)置有滑軌，滑軌嵌入滑軌平臺(tái)中；一維移動(dòng)平臺(tái)設(shè)置于滑軌平臺(tái)上；圖像采集CCD背面固定在連接板上，連接板固定在一維位移平臺(tái)上，連接板背面設(shè)置有第二氣泡水平儀；步進(jìn)促動(dòng)器位于固定框下方頂住滑軌平臺(tái)，步進(jìn)促動(dòng)器可帶動(dòng)滑軌平臺(tái)沿滑軌上下移動(dòng)；管殼夾持夾具位于圖像采集CCD下方，第三氣泡水平儀設(shè)置于管殼夾持夾具上。\n[0007] 進(jìn)一步包括有壓力傳感器，壓力傳感器一端設(shè)置在過(guò)度塊上，另一端連接透鏡陣列夾持夾具。\n[0008] 所述管殼夾持夾具側(cè)邊進(jìn)一步設(shè)置有可觀測(cè)管殼內(nèi)部的普通CCD。\n[0009] 所述透鏡陣列夾持夾具兩臂的末端夾持部位設(shè)置有凹槽。\n[0010] 進(jìn)一步包括控制器，控制器與壓力傳感器連接讀取壓力傳感器反饋的壓力電壓信息。\n[0011] 一種使用高精度對(duì)準(zhǔn)透鏡陣列和PD陣列的對(duì)準(zhǔn)貼片裝置進(jìn)行透鏡陣列和PD陣列高精度對(duì)準(zhǔn)的方法，包括如下步驟：透鏡陣列夾持夾具夾持透鏡陣列；將待對(duì)準(zhǔn)的管殼固定放置在管殼夾持夾具上，管殼中放置有待對(duì)準(zhǔn)的PD陣列和支架，將圖像采集CCD與放置PD陣列的管殼調(diào)整至完全平行狀態(tài)，使圖像采集CCD拍照視線完全垂直于管殼；調(diào)節(jié)高精度微調(diào)架使透鏡陣列與支架正好接觸，確定透鏡陣列的高度維度；調(diào)整與圖像采集CCD相連的步進(jìn)促進(jìn)器伸縮桿，使圖像采集CCD上下移動(dòng)，直至PD陣列的光敏面透過(guò)透鏡陣列在圖像采集CCD上清晰成像，記錄步進(jìn)促動(dòng)器伸縮桿調(diào)整的距離h1，拍照采集圖像，獲得PD陣列每一個(gè)圓形光敏面圓心在圖像中的位置坐標(biāo)，其中第n點(diǎn)的坐標(biāo)記為(xn,yn)，計(jì)算光敏面圓心連線的斜率k1；再次調(diào)整步進(jìn)促動(dòng)器的伸縮桿，使透鏡陣列清晰成像在圖像采集CCD視場(chǎng)中，記錄促動(dòng)器伸縮桿調(diào)整的距離h2，拍照采集圖像，獲得PD陣列對(duì)應(yīng)的透鏡陣列通光孔徑圓心位置坐標(biāo)，其中第n點(diǎn)的坐標(biāo)記為(x′n,y′n)，計(jì)算出透鏡陣列通光孔徑圓心連線的斜率k2；計(jì)算光敏面圓心坐標(biāo)與其對(duì)應(yīng)透鏡陣列通光孔徑圓心坐標(biāo)差，其中第n點(diǎn)的坐標(biāo)差記為Δxn＝xn-x′n,Δyn＝y(tǒng)n-y′n；由Δxn、Δyn、arctan(k1)-arctan(k2)計(jì)算值，調(diào)整高精度微調(diào)架調(diào)節(jié)透鏡陣列的位置；重復(fù)以上兩次拍照采樣、計(jì)算、調(diào)整過(guò)程直至符合以下條件：對(duì)于任意點(diǎn)n，Δxn＝Δyn＝0，且k1＝k2，達(dá)到透鏡陣列通光孔徑圓心與PD陣列光敏面圓心重合。\n[0012] 所述圖像采集CCD拍照視線完全垂直于管殼的方法為：調(diào)節(jié)高精度微調(diào)架，通過(guò)第一氣泡水平儀、第二氣泡水平儀、第三氣泡水平儀分別使過(guò)度塊、管殼夾持夾具、連接板處于水平狀態(tài)。\n[0013] 所述調(diào)節(jié)高精度微調(diào)架使透鏡陣列與支架正好接觸的方法為：先采用普通CCD觀察將透鏡陣列移動(dòng)到PD陣列上方；調(diào)節(jié)高精度微調(diào)架使透鏡陣列逐漸下降，同時(shí)觀察透鏡陣列夾持夾具上安裝的壓力傳感器的壓力示數(shù)，當(dāng)壓力示數(shù)發(fā)生變化時(shí)，停止透鏡陣列下降。\n[0014] 采用手動(dòng)方式或者自動(dòng)控制方式調(diào)整高精度微調(diào)架直至透鏡陣列通光孔徑圓心與PD陣列光敏面圓心重合。\n[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：\n[0016] 1)本發(fā)明方法利用控制器的圖像處理能夠分別計(jì)算出PD陣列光敏面圓心位置及透鏡陣列通光孔徑圓心位置，通過(guò)兩者位置的判斷，得到兩者的位置差，提供量化的位置差數(shù)值供操作者判斷與調(diào)整；\n[0017] 2)本發(fā)明方法的步進(jìn)促動(dòng)器能帶動(dòng)圖像采集CCD(Charge-coupled?Device，電荷耦合元件)上下移動(dòng)，先后采取PD陣列照片和透鏡陣列照片，解決了由于圖像采集CCD景深小無(wú)法對(duì)PD陣列和透鏡陣列同時(shí)成像的問(wèn)題；\n[0018] 3)本發(fā)明裝置的透鏡陣列夾持夾具固定在壓力傳感器上面，在透鏡陣列貼片過(guò)程中，當(dāng)透鏡陣列與玻璃支架接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一反作用力給壓力傳感器，壓力傳感器控制器的顯示示數(shù)將會(huì)變化，因此可以通過(guò)觀察壓力傳感器控制器示數(shù)的變化來(lái)判斷二者是否接觸；\n[0019] 4)本發(fā)明裝置的圖像采集CCD由滑軌帶動(dòng)上下移動(dòng)，滑軌的使用保證了圖像采集CCD上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生左右位置的偏差，保證兩次圖像采集CCD采集的照片位置的一致性；\n[0020] 5)本發(fā)明裝置的管殼夾持夾具和圖像采集CCD背面都粘接了氣泡水平儀，保證了圖像采集CCD與管殼處于完全平行狀態(tài)，圖像采集CCD拍照視線完全垂直于管殼；\n[0021] 6)本發(fā)明裝置的一維移動(dòng)平臺(tái)是用來(lái)帶動(dòng)圖像采集CCD左右移動(dòng)，方便在管殼中對(duì)第一組透鏡陣列貼片完成后，移動(dòng)到另外一邊進(jìn)行貼片；\n[0022] 7)本發(fā)明裝置的普通CCD傾斜一定的角度來(lái)觀測(cè)透鏡陣列與玻璃支架的相對(duì)位置，便于在透鏡陣列粘貼過(guò)程中對(duì)透鏡陣列進(jìn)行初步的定位；\n[0023] 8)本發(fā)明裝置的透鏡陣列夾持夾具兩臂末端設(shè)置有凹槽，用于夾持透鏡陣列的定位；\n附圖說(shuō)明\n[0024] 圖1是本發(fā)明方法透鏡陣列貼片流程圖；\n[0025] 圖2是本發(fā)明PD陣列光敏面圓心與透鏡陣列通光孔徑圓心位置坐標(biāo)示意圖；\n[0026] 圖3是本發(fā)明透鏡陣列高精度貼片裝置結(jié)構(gòu)示意圖；\n[0027] 圖4是本發(fā)明管殼內(nèi)部待粘接透鏡陣列示意圖；\n[0028] 圖5是本發(fā)明透鏡夾持夾具末端示意圖；\n[0029] 圖6是本發(fā)明透鏡陣列夾持后未端示意圖；\n[0030] 其中\(zhòng)n[0031] 101.壓力傳感器；????????102.控制器；\n[0032] 103.管殼夾持夾具；??????104.透鏡陣列夾持夾具；\n[0033] 105.龍門(mén)架；????????????106.固定框；\n[0034] 107.圖像采集CCD；???????108.普通CCD；\n[0035] 109.高精度微調(diào)架；??????110-1.第一氣泡水平儀；\n[0036] 110-2.第二氣泡水平儀；??110-3.第三氣泡水平儀；\n[0037] 111.滑軌；??????????????112.滑軌平臺(tái)；\n[0038] 113.一維移動(dòng)平臺(tái)；??????114.連接板；\n[0039] 115.過(guò)度塊；????????????116.步進(jìn)促動(dòng)器；\n[0040] 117.管殼；??????????????118.光電二極管陣列；\n[0041] 119.玻璃支架；??????????120.熱沉；\n[0042] 121.透鏡陣列；??????????122.凹槽；\n具體實(shí)施方式\n[0043] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述；\n[0044] 本發(fā)明專(zhuān)利提供了一種透鏡陣列121與PD陣列118高精度對(duì)準(zhǔn)貼片的方法，利用了自動(dòng)圖像處理技術(shù)尋找圓心，具有精度高，重復(fù)性好，自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。這種方法同樣可以適用于透鏡陣列121與激光器陣列的耦合對(duì)準(zhǔn)。\n[0045] 在專(zhuān)利“光波導(dǎo)芯片和PD陣列透鏡耦合裝置”(申請(qǐng)?zhí)枺?01310433022.2)中，波導(dǎo)芯片與PD陣列118之間的耦合用到了透鏡陣列121來(lái)匯聚光信號(hào)，本發(fā)明就以這篇專(zhuān)利中的透鏡陣列121與PD陣列118的貼片結(jié)構(gòu)作為樣例來(lái)說(shuō)明如何利用自動(dòng)圖像處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)透鏡陣列121與光電二極管陣列118的高精度貼片對(duì)準(zhǔn)。在上述專(zhuān)利中，熱沉120位于管殼\n117之上，PD陣列118通過(guò)導(dǎo)電膠粘貼在熱沉120之上，熱沉120上設(shè)置有玻璃支架119，玻璃支架119為兩個(gè)支架組合，兩個(gè)支架分列于光電二極管陣列118的兩側(cè)。玻璃支架119的高度為透鏡陣列焦距長(zhǎng)度加光電二極管陣列118高度之和，保證透鏡陣列121放置在玻璃支架\n119上后光斑能夠聚焦在光電二極管陣列118光敏面中。\n[0046] 對(duì)準(zhǔn)貼片裝置主要包括：管殼夾持夾具103、透鏡陣列夾持夾具104、龍門(mén)架105、固定框106、圖像采集CCD107、普通CCD108、高精度微調(diào)架109、壓力傳感器101及控制器102、第一氣泡水平儀110-1、第二氣泡水平儀110-2、第三氣泡水平儀110-3、滑軌111、滑軌平臺(tái)\n112、一維移動(dòng)平臺(tái)113、連接板114、過(guò)度塊115、步進(jìn)促動(dòng)器116；如圖3所示：高精度微調(diào)架\n109固定于龍門(mén)架105的底座上，過(guò)度塊115固定在高精度微調(diào)架109上，第一氣泡水平儀\n110-1設(shè)置在過(guò)度塊115上，壓力傳感器101一端設(shè)置在過(guò)度塊115上，另外一端連接透鏡陣列夾持夾具104；固定框106固定在龍門(mén)架105上，固定框106內(nèi)設(shè)置有2條滑軌111，滑軌111嵌入滑軌平臺(tái)112中。一維移動(dòng)平臺(tái)113設(shè)置在滑軌平臺(tái)112上，圖像采集CCD107背面固定在連接板114上，連接板114固定在一維位移平臺(tái)113上，連接板114背面設(shè)置有第二氣泡水平儀110-2；步進(jìn)促動(dòng)器116位于固定框106下方，它頂住滑軌平臺(tái)112，對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中它將帶動(dòng)整個(gè)滑軌平臺(tái)112一起沿滑軌111上下移動(dòng)；管殼夾持夾具103位于圖像采集CCD107下方，用于固定管殼117，第三氣泡水平儀110-3設(shè)置于管殼夾持夾具103上；普通CCD108位于管殼夾持夾具103側(cè)邊，以一定的角度觀測(cè)管殼117內(nèi)部，用于透鏡陣列121初步定位?？刂破?02與壓力傳感器101通過(guò)電纜線連接，為壓力傳感器101提供電壓，并讀取壓力傳感器101反饋的壓力電壓信息，并把電壓轉(zhuǎn)換為壓力的單位顯示在與控制器102連接的顯示屏上，用于檢測(cè)透鏡陣列121與玻璃支架119接觸后兩者之間的壓力大小。\n[0047] 透鏡陣列夾持夾具104兩臂的末端夾持部位設(shè)置有凹槽122，用于夾持透鏡陣列的定位，由于透鏡陣列夾持夾具104在圖3中被擋住，故沒(méi)有標(biāo)識(shí)出來(lái)，并在圖5中進(jìn)行補(bǔ)充標(biāo)識(shí)。透鏡陣列夾持夾具104兩臂末端夾持部位的凹槽設(shè)計(jì)是利用凹槽122的限位功能讓透鏡陣列121頂住凹槽122，這樣能夠保證透鏡陣列121夾持后處于水平狀態(tài)。\n[0048] 本發(fā)明裝置的一維移動(dòng)平臺(tái)113是用來(lái)帶動(dòng)圖像采集CCD107左右移動(dòng)，方便在管殼中對(duì)第一組透鏡陣列貼片完成后，移動(dòng)到另外一邊繼續(xù)進(jìn)行貼片。\n[0049] 下面結(jié)合圖3來(lái)說(shuō)明本發(fā)明利用自動(dòng)圖像處理方法粘接透鏡陣列121流程。\n[0050] 步驟1：調(diào)節(jié)高精度微調(diào)架109旋轉(zhuǎn)維度，觀測(cè)過(guò)度塊115上的第一氣泡水平儀110-\n1中氣泡位置，把氣泡調(diào)至中央圈內(nèi)，并保證管殼夾持夾具103上第三氣泡水平儀110-3、連接板114背面第二氣泡水平儀110-2中氣泡都位于中央圈內(nèi)；\n[0051] 步驟2：透鏡陣列121裝夾。具體操作如圖5、圖6所示，把透鏡陣列121放置于透鏡陣列夾持夾具104末端凹槽122中，透鏡陣列121上表面頂住凹槽122頂部；\n[0052] 步驟3：如圖4所示，把待對(duì)準(zhǔn)的管殼117放置在管殼夾持夾具103上面。調(diào)整圖像采集CCD107位置，使其中一個(gè)光電二極管陣列118成像在視場(chǎng)正中央；調(diào)整普通CCD108位置，能夠看到管殼117上的玻璃支架119及光電二極管陣列118；\n[0053] 步驟4：在普通CCD108視場(chǎng)中可以觀察到玻璃支架119與透鏡陣列121的相對(duì)位置，此時(shí)調(diào)節(jié)高精度微調(diào)架109，把透鏡陣列121移至光電二極管陣列118正上方，調(diào)節(jié)高精度微調(diào)架109上下調(diào)節(jié)維度，使透鏡陣列121逐漸下降，同時(shí)觀察壓力傳感器101的控制器102輸出的壓力示數(shù)，當(dāng)控制器102壓力示數(shù)發(fā)生變化時(shí)，停止高精度微調(diào)架109下降，此時(shí)透鏡陣列121與玻璃支架119剛好接觸；此步驟中讀取壓力傳感器101測(cè)量的壓力值的變化，使透鏡陣列與玻璃支架正好接觸，確定透鏡陣列高度維度；\n[0054] 步驟5：調(diào)整步進(jìn)促動(dòng)器116伸縮桿位置，帶動(dòng)圖像采集CCD107上下移動(dòng)，直至能夠清晰看到光電二極管陣列118光敏面為止，此時(shí)光電二極管陣列118光敏面是通過(guò)了透鏡陣列121在圖像采集CCD107上面成的像，記步進(jìn)促動(dòng)器116伸縮桿位置為h1。在光電二極管陣列118清晰成像后，拍照采集圖像，利用圖像處理軟件分別計(jì)算光電二極管陣列118每一個(gè)圓形光敏面圓心在圖像中的位置坐標(biāo)(記x1，y1；x2，y2；……xn，yn，單位微米)，第n點(diǎn)的坐標(biāo)記為(xn,yn)，并記錄這些數(shù)值，同時(shí)計(jì)算出光敏面圓心連線的斜率k1；\n[0055] 步驟6：再調(diào)整步進(jìn)促動(dòng)器116伸縮桿位置，使透鏡陣列121能夠清晰成像在圖像采集CCD107視場(chǎng)中，記步此時(shí)進(jìn)促動(dòng)器116伸縮桿位置為h2。拍照采集圖像，利用圖像處理軟件計(jì)算光電二極管陣列對(duì)應(yīng)的透鏡陣列121通光孔徑圓心位置坐標(biāo)(記x′1，y′1；x′2，y′2；……x′n，y′n，單位微米)，第n點(diǎn)的坐標(biāo)記為(x′n,y′n)，并記錄這些數(shù)值，同時(shí)計(jì)算出透鏡陣列121通光孔徑圓心連線的斜率k2；\n[0056] 步驟7：如圖2，計(jì)算光敏面圓心坐標(biāo)與其對(duì)應(yīng)透鏡陣列121通光孔徑圓心坐標(biāo)差，計(jì)Δx1＝x1-x′1,Δy1＝y(tǒng)1-y′1，Δxn＝xn-x′n,Δyn＝y(tǒng)-y′n；此時(shí)根據(jù)計(jì)算的出Δx1，Δy1,Δxn,Δyn數(shù)值，調(diào)整高精度微調(diào)架109，使透鏡陣列121通光孔徑圓心與光電二極管陣列118光敏面圓心完全重合即Δx1＝Δy1＝Δxn＝Δyn＝0。高精度微調(diào)架109具體調(diào)整的數(shù)值為：\n旋轉(zhuǎn)維度調(diào)整大小為arctan(k1)-arctan(k2)，單位度，x方向調(diào)整Δx1，y方向調(diào)整Δy1，單位微米；\n[0057] 步驟8：再次把步進(jìn)促動(dòng)器116伸縮桿調(diào)整到h1，同步驟5計(jì)算出圓形光敏面圓心在圖像中的位置坐標(biāo)；把步進(jìn)促動(dòng)器116伸縮桿調(diào)整到h2，同步驟6計(jì)算出對(duì)應(yīng)透鏡陣列121通光孔徑圓心位置坐標(biāo)；同步驟7中，計(jì)算兩兩圓心之間的距離差，及他們的斜率。當(dāng)Δx1＝Δy1＝Δxn＝Δyn＝0時(shí)，且k1＝k2時(shí)，光電二極管陣列118光敏面與透鏡陣列121完全對(duì)齊；當(dāng)Δx1Δy1ΔxnΔyn中有一個(gè)數(shù)值不為0時(shí)，重復(fù)步驟5，6，7直至Δx1＝Δy1＝Δxn＝Δyn＝0。\n[0058] 舉例說(shuō)明圖像處理系統(tǒng)計(jì)算出兩者圓心坐標(biāo)后，微調(diào)架調(diào)節(jié)方式。假設(shè)：x1＝200，y1＝200，xn＝950，y1＝950；x′1＝150，y′1＝150，x′n＝799.5，y′n＝525(單位微米)；圖像處理系統(tǒng)計(jì)算出k1＝0，k2＝0.577，計(jì)算調(diào)節(jié)角度大小及位置。角度調(diào)節(jié)為arctan(0)-arctan(0.577)＝-30度，Δx1＝x1-x′1＝+50um，Δy1＝y(tǒng)1-y′1＝+50um；由此可以知微調(diào)架調(diào)節(jié)方向：旋轉(zhuǎn)維度負(fù)方向旋轉(zhuǎn)30度，x方向前進(jìn)50um，y方向前進(jìn)50um。\n[0059] 步驟9：當(dāng)Δx1＝Δy1＝Δxn＝Δyn＝0，且k1＝k2時(shí)，點(diǎn)膠固化，把透鏡陣列121粘接到玻璃支架119上。貼片完成，卸去透鏡陣列夾持夾具104。\n[0060] 步驟10：完成一組透鏡陣列121貼片后，調(diào)節(jié)一維移動(dòng)平臺(tái)113進(jìn)行移動(dòng)，當(dāng)通過(guò)連接板114固定在一維移動(dòng)平臺(tái)113上的圖像采集CCD107移動(dòng)至另外一組光電二極管陣列118正上方時(shí)，停止移動(dòng)，重復(fù)步驟2～9，完成另外一組光電二極管陣列118的粘貼。\n[0061] 在步驟1中：三個(gè)氣泡水平儀的作用是為了確保管殼夾持夾具103、透鏡陣列夾持夾具104都是處于水平面，圖像采集CCD107是垂直水平面觀測(cè)光電二極管陣列118及透鏡陣列121，防止圖像采集CCD107在h1，h2高度位置分別兩次采集圖像時(shí)發(fā)生左右位移，在計(jì)算Δxn，Δyn產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。\n[0062] 步驟2中：透鏡陣列夾持夾具104的凹槽設(shè)計(jì)是利用凹槽的限位功能讓透鏡陣列\(zhòng)n121頂住凹槽，這樣能夠保證透鏡陣列121夾持后處于水平狀態(tài)。如圖5，6所示。\n[0063] 在步驟3、4中：利用普通CCD108的視場(chǎng)較大的特點(diǎn)，把透鏡陣列121移動(dòng)到光電二極管陣列118上方，初步調(diào)整位置。再利用壓力傳感器101確定透鏡陣列121與玻璃支架119剛好接觸這一位置，達(dá)到將透鏡陣列調(diào)節(jié)至光電二極管陣列上方粗對(duì)準(zhǔn)。在步驟5、6中：圖像采集CCD107在步進(jìn)促動(dòng)器116的帶動(dòng)下分別在兩個(gè)高度對(duì)光電二極管陣列118和透鏡陣列121拍照采集圖像，是因?yàn)楣怆姸O管陣列118的光敏面高度與透鏡陣列121不同，圖像采集CCD107景深小，不能同時(shí)對(duì)它們成像，所以需要上下調(diào)節(jié)后，對(duì)它們分別成像。\n[0064] 在步驟7中：計(jì)算得到數(shù)據(jù)Δx1，Δy1，Δxn，Δyn，即得到了具體的調(diào)節(jié)方向，然后調(diào)節(jié)高精度微調(diào)架109的目的是讓每一個(gè)光電二極管陣列118光敏面中心與其對(duì)應(yīng)的透鏡陣列121通光孔徑中心重合，這樣才能保證有最大的耦合效率及容差。操作中只需要根據(jù)首尾兩組數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)，這是因?yàn)楣怆姸O管陣列118與透鏡陣列121的間距相同，且一一對(duì)應(yīng)，保證了首尾完全重合對(duì)應(yīng)，中間光電二極管陣列118光敏面與透鏡陣列121通光孔徑也一一對(duì)應(yīng)了。\n[0065] 在步驟8中：與步驟5、6、7一起形成一個(gè)檢測(cè)-位置判斷-調(diào)節(jié)-再檢測(cè)的內(nèi)循環(huán)過(guò)程，保證透鏡粘貼的精度，重復(fù)性。流程圖如圖1。\n[0066] 本發(fā)明專(zhuān)利利用圖像處理方法的自動(dòng)圓心識(shí)別功能，通過(guò)先后兩次對(duì)光電二極管陣列118和透鏡陣列121分別拍照并識(shí)別其圓心位置，計(jì)算它們兩兩之間的圓心數(shù)值差，為透鏡陣列121高精度貼片提供了位置調(diào)節(jié)的數(shù)值依據(jù)。因?yàn)楫?dāng)PD的光敏面的圓心與透鏡通光孔徑圓心同時(shí)在光軸上，才能保證有最大的耦合效率及耦合容差，尤其是對(duì)于高速光電二極管陣列，它的光敏面更小，保證兩個(gè)圓心同時(shí)位于光軸上變的更加重要。\n[0067] 本發(fā)明提供了一種透鏡陣列與光電二極管陣列或者激光器陣列之間貼片(粘貼)的方法，該方法同樣適用與單個(gè)透鏡與單個(gè)PD或者激光器之間的耦合。對(duì)于單透鏡與單個(gè)PD或者激光器的耦合，同樣用兩次拍照采用的方式分別對(duì)PD陣列/激光器和透鏡上表面成像拍照，計(jì)算出PD陣列光敏面圓心(激光器波導(dǎo)中心)坐標(biāo)，x1，x2；計(jì)算出透鏡通光孔徑圓心坐標(biāo)x′1，y′1；計(jì)算兩者之差的：Δx1＝x1-x′1，Δy1＝y(tǒng)1-y′1；得到微調(diào)架調(diào)節(jié)方向。\n[0068] 本發(fā)明方法調(diào)整高精度微調(diào)架可采用手動(dòng)方式或者自動(dòng)控制方式直至透鏡陣列通光孔徑圓心與PD陣列光敏面圓心重合。手動(dòng)方式是根據(jù)光敏面圓心坐標(biāo)與其對(duì)應(yīng)透鏡陣列通光孔徑圓心坐標(biāo)差值及arctan(k1)-arctan(k2)計(jì)算值，手動(dòng)調(diào)整高精度微調(diào)架調(diào)節(jié)方向。自動(dòng)方式則可以采用自動(dòng)控制方法。\n[0069] 本發(fā)明利用圖像處理方法來(lái)計(jì)算透鏡陣列通光孔徑的圓心與PD陣列光敏面圓心的位置，通過(guò)設(shè)計(jì)合適的放大倍數(shù)，兩者的中心位置定位精度能夠到微米級(jí)別。通過(guò)工藝的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)先計(jì)算出兩者的圓心的位置及位置斜率差，再調(diào)整透鏡陣列位置，再次計(jì)算位置斜率差，再調(diào)整，直到滿(mǎn)足圓心位置完全重合為止，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)判斷-調(diào)整-再判斷的內(nèi)循環(huán)操作過(guò)程；保證了透鏡高精度的粘貼(貼片)且具有良好的重復(fù)性；簡(jiǎn)化透鏡陣列粘貼(貼片)對(duì)人眼判斷的要求。\n[0070] 以上所說(shuō)實(shí)施例僅是為充分說(shuō)明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。