光学模组组装设备的制作方法

本实用新型涉及装配技术领域，尤其涉及一种光学模组组装设备。

背景技术：

现如今，市场上存在越来越多的具备独立功能的光学模组，以满足多样化的市场需求。这些光学模组可以嵌入到其他设备中发挥其功能，例如摄像头模组、微型投影模组、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光学模组以及VR(Virtual Reality，虚拟现实)/AR(Augmented Reality，增强现实)光学模组等。

通常，光学模组由多个光学元件以及其他零件组装得到。例如，摄像头模组可由图像传感器、镜座、多个镜片、线路板等零配件组装得到。其中，镜片的组装精度对光学模组的光学性能起到决定性的作用。

但是，现有技术中光学模组的组装方式无法兼顾组装精度以及组装效率。

技术实现要素：

本实用新型的多个方面提供一种光学模组组装设备，用以在保证光学模组的组装精度的同时，提升组装效率。

本实用新型提供一种光学模组组装设备，包括：

工作台，控制器以及用于光学模组的主动对准的多个机械组件；

所述工作台上设有传送装置，所述传送装置上匀设有可跟随所述传送装置运动的多个固定件；其中，所述多个机械组件中相邻两个机械组件的作业位置之间的位置关系，由所述多个固定件中相邻两个固定件之间的位置关系确定；

所述控制器，用于控制所述传送装置运动，每当所述传送装置运动设定距离后控制所述传送装置停止，以及在所述传送装置停止时控制所述多个机械组件对运动到各自作业位置处的固定件执行相应操作；

所述多个机械组件用于在所述控制器的控制下对运动到各自作业位置处的固定件执行相应操作。

进一步可选地，所述多个机械组件包括：机械手、对准机构、电源组件、第一图像采集设备、以及点胶机构；所述机械手，用于向运动到所述机械手的作业位置处的固定件上放置待组装光学件；所述点胶机构，用于向运动到所述点胶机构的作业位置处的待组装光学件执行点胶操作；所述对准机构，用于向运动到所述对准机构的作业位置处的待组装光学件放置待组装镜片以得到待对准光学模组，并根据所述控制器的对准指令调整所述待组装镜片的位置；所述电源组件，用于向运动到所述对准机构的作业位置处的待组装光学件供电，以使所述待对准光学模组成像；所述第一图像采集设备，用于采集所述待对准光学模组成像的光斑并反馈给所述控制器；所述控制器，用于根据所述光斑的质量生成对准指令并输出给所述对准机构。

进一步可选地，所述工作台上设有电源组件传送机构；所述电源组件传送机构用于将所述电源组件的输出端传送至运动到所述对准机构的作业位置处的待组装光学件的电源输入端。

进一步可选地，所述对准机构包括：与所述控制器电连接的第一机械臂，以及设于所述第一机械臂上的对准头；所述对准头包括：真空吸头或可调节的机械夹持头。

进一步可选地，所述对准机构还包括：集成机构；所述集成机构与所述第一机械臂连接，且用于在所述第一机械臂上集成多个对准头。

进一步可选地，所述点胶机构包括：与所述控制器电连接的第二机械臂，以及固定在所述第二机械臂上的UV点胶针筒。

进一步可选地，所述点胶机构还包括：固定在所述第二机械臂上的第二图像采集设备。

进一步可选地，所述对准机构上设有与所述控制器电连接的UV灯。

进一步可选地，所述多个固定件中的每一固定件上均设有用于检测所述固定件上是否放置待组装光学件的传感器。

进一步可选地，所述传送装置包括：转盘或输送机。

在本实用新型提供的光学模组组装设备中，传送装置上的固定件跟随传送装置运动，用于光学模组的主动对准的多个机械组件可在固定件运动停止时，多工位同时对运动到各自作业位置处的固定件执行相应操作。进而，随着传送装置的运动，固定件可依次进入每一个组装操作环节，多个机械组件也可依次对运动到其作业位置的固定件执行相应操作，进而在保证光学模组的组装精度的同时，提升组装效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1a为本实用新型一实施例提供的光学模组组装设备的结构示意图；

图1b为本实用新型一实施例提供的多个机械组件的作业位置与多个固定件的对应关系示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的光学模组组装设备的结构示意图；

图3a为本实用新型实施例提供的对准机构122的一结构示意图；

图3b为本实用新型实施例提供的对准机构122的另一结构示意图；

图4为实用新型实施例提供的点胶机构125的一结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的下述实施例中，光学模组指的是对准完成并固定后的完整产品；待对准光学模组，指的是组装过程中的光学模组，其可能处于未对准状态，也可能处于已对准状态；待组装光学件，指的是光学模组的半成品，需要将待组装镜片对准组装在其指定的位置并固定后才能够得到光学模组。以下所提到的上述概念，可参照上述解释进行理解，不再赘述。

图1a为本实用新型一实施例提供的光学模组组装设备的结构示意图，结合图1a，该设备包括：

工作台10，控制器11以及用于光学模组的主动对准的多个机械组件120。

工作台10上设有传送装置13，传送装置13上匀设有可跟随传送装置13运动的多个固定件130。其中，固定件可以是真空吸持件或可尺寸调节的夹具。固定件可固定放置于其上的待组装光学件，确保待组装光学组件精确地放置在传送装置上的指定的位置处，并确保传送装置13运动过程中待组装光学件的平稳性。

图1中示意了以转盘形式存在的传送装置13，转盘形式的传送装置结构较为紧凑。可选的，传送装置13还可以是输送机，例如直线运动的传送带等。应当理解，本实用新型实例提供的传送装置包含但不仅限于转盘和输送机，还可包括其他可运动的输送机构。

其中，多个机械组件120中，每个机械组件都有各自的作业位置，相邻两个机械组件的作业位置之间的位置关系，可由多个固定件130中相邻两个固定件之间的位置关系确定。在本实施例中，可选的，可以用距离或夹角来表示位置关系。

在一可行的实施方式中，相邻两个机械组件的作业位置之间的距离，是相邻两个固定件之间的距离的整数倍。例如，当多个固定件130设于直线运动的传送带上时，若相邻的两个固定件的距离为10cm，则相邻的两个机械组件的作业位置之间的距离可以为20cm、30cm或40cm等10cm的倍数。

在另一可行的实施方式中，相邻两个机械组件的作业位置之间的夹角，是多个固定件130中相邻两个固定件之间的夹角的整数倍。例如，当多个固定件130设于转盘上时，若相邻的两个固定件的夹角为15°，则相邻的两个机械组件的作业位置之间的夹角可以为15°、30°或45°等15°的倍数。如图1b所示，在图1b中，相邻两个固定件的夹角为45°，第一机械组件与第二机械组件的作业位置的夹角为45°；第二机械组件与第三机械组件的作业位置的夹角为90°；第三机械组件与第四机械组件的作业位置的夹角为90°。上述实施方式可以确保多工位能够同时工作，奠定了高效率光学模组组装的基础。

在本实施例提供的设备中，控制器11，可控制传送装置13运动，每当传送装置13运动设定角度和/或距离后，可控制传送装置13停止。其中，所述设定的角度可以与相邻两个固定件的夹角相等，所述设定的距离可以与相邻两个固定件的之间的距离相等。进而，传送装置13以设定的角度和/或距离进行一次运动后，传送装置13停止时，多个机械组件120的作业位置处可对应一固定件，控制器11可控制多个机械组件120对运动到各自作业位置处的固定件执行相应操作。

需要说明的是，在本实施例中，开始运动时，传送装置13上存在至少一个满足如下设定条件的固定件，该设定条件为：固定件与多个机械组件120中的任意一个机械组件位置对应。采用上述实施方式，能够确保传送装置13每一次运动设定角度和/或距离之后停止时，多个机械组件120中的每一机械组件的作业位置处都对应一固定件。进而，机械组件可在控制器11的控制下对运动到各自作业位置处的固定件执行相应操作。

可选的，如图2所示，多个机械组件120可包括：机械手121、对准机构122、电源组件123、第一图像采集设备124、以及点胶机构125。

在一可选实施方式中，机械手121，可向运动到机械手121的作业位置处的固定件上放置待组装光学件。其中，待组装光学件可以是光学模组的半成品，通过组装待组装光学件和待组装镜片可得到光学模组。机械手121可包括机械臂以及设于机械臂一端的真空吸持件或夹具。其中，该机械臂可在控制器11的运动指令下进行三轴或六轴的运动，真空吸持件或夹具可以从待组装光学件的上料架中抓取待组装光学件。

在一可选实施方式中，对准机构122，可向运动到对准机构122的作业位置处的待组装光学件的指定位置处放置待组装镜片，以得到待对准光学模组，并根据控制器11的对准指令进行运动以调整该待组装镜片的位置。其中，对准机构122包括：与控制器11电连接的第一机械臂，以及设于第一机械臂上的对准头。对准头可以是真空吸头或可调节的机械夹持头，本实用新型不做限制。

可选的，在一可能的情形下，需要向待组装光学件中组装两片甚至两片以上的光学镜片，一种可行的方式是逐片组装，一种可行的方式是多片同时组装。多片同时组装时，需要多个对准头分别夹持待组装镜片。

为满足同时组装多个待组装镜片的需求，如图3a以及图3b所示，对准机构122还包括：集成机构。集成机构与第一机械臂连接，且用于在第一机械臂上集成多个对准头。在上述实施方式中，第一机械臂可根据控制器11的控制指令进行X、Y、Z方向上的三轴运动，集成机构上的多个对准头也可独立进行X、Y、Z方向上的三轴运动。第一机械臂可将待组装镜片从上料架搬移至对准机构122的作业位置，集成机构上的多个对准头可分别将所抓取的待组装镜片放置到其理论位置。当然，第一机械臂以及集成机构上的多个对准头也可以在控制器11的控制指令下进行六轴运动(X，Y，Z，θX，θY，及θZ)甚至所需的其他多轴运动，本实用新型实施例对此不作限制。

在一可选实施方式中，点胶机构125，可向运动到点胶机构125的作业位置处的待组装光学件执行点胶操作。在点胶操作中，点胶机构125可将特定的胶水通过涂抹、灌封或点滴的方式滴到待组装光学件上，使得点胶处具有一定粘性，进而在待组装镜片对准后，固定该待组装镜片，最终得到光学模组成品。点胶机构125可以在待组装镜片对准之前或对准之后执行点胶操作，本实施例对其顺序不做限制。

在本实施例中，如图4所示，点胶机构125包括：与控制器电连接的第二机械臂，以及固定在第二机械臂上的UV点胶针筒。第二机械臂可在控制器11的控制下，带动UV点胶针筒至指定的点胶位置，并由UV点胶针筒执行点胶操作。其中，UV点胶针筒中存放有UV(Ultraviolet Rays)胶，即无影胶，又称光敏胶或紫外光固化胶，其粘结度高，固化迅速，可间接提升光学模组的组装效率。

可选的，如图4所示，为确保点胶机构125能够在正确的位置点胶，第二机械臂上还固设有第二图像采集设备。第二图像采集设备可在点胶之前拍摄待组装光学件的实际图像，并将拍摄到的图像发送至控制器11。控制器11根据接收到的图像进行识别，确定点胶处并发送具体的点胶指令至点胶机构125。

可选的，本实施例中还可在对准机构122上设一UV灯，该UV灯与控制器11电连接，并且可接收控制器11的固化指令，在待组装镜片对准后点亮，以加速UV胶的固化，提升光学模组的组装效率。

在一可选实施方式中，电源组件123，可向运动到对准机构122的作业位置处的待组装光学件供电，以使待对准光学模组成像。可选的，根据光学模组的性能不同，在一些待组装光学件中设有光源设备，例如微投影模组的半成品。光源设备点亮后，可在待对准光学模组的像方成像。为点亮待组装光学件的光源设备，可在工作台上设电源组件传送机构。该电源组件传送机构可将电源组件的输出端传送至运动到对准机构的作业位置处的待组装光学件的电源输入端。

应当理解的是，针对不设有光源设备的待组装光学件，例如摄像头模组的半成品，为使这类待组装光学件成像，本实施例提供的光学模组组装设备还包括一光源设备。可选的，针对运动到对准机构的作业位置处的固定件上的待对准光学模组，光源设备位于该待对准光学模组的物方，可产生平行光使得待对准光学模组成像。该光源设备可与电源组件连接，其开关状态可由控制器进行控制。

在一可选实施方式中，第一图像采集设备124，可采集待对准光学模组成像的光斑并反馈给控制器11。需要说明的是，第一图像采集设备124可设于目标想要组装得到的光学模组的标准出光方向，进而在不断调整待组装镜片的位置以实现对准的过程中，第一图像采集设备124拍摄到的光斑才具有可参考的价值。

在一可选实施方式中，控制器11，可根据第一图像采集设备124反馈的光斑的质量生成对准指令并输出给对准机构122。光斑的成像质量，可包括光斑的位置以及光斑的大小，通过分析光斑质量以及光斑大小可判断待组装镜片是否已对准。

需要说明的是，可选的，在多个固定件130中，每一固定件均可设用于检测该固定件上是否放置待组装光学件的传感器。例如，可在固定件的底部设压力传感器，若固定件上已放置待组装光学件，则压力传感器可检测到压力变化并将该压力变化发送至控制器11。例如，可在固定件上设红外或超声波传感器，若固定件上已放置待组装光学件，则红外或超声波传感器可检测到收发信号的时间差的改变，并将该改变发送至控制器11。控制11可根据上述传感器发送的信号判断固定件上是否有待组装光学件，进而可生成相应的作业指令，避免机械组件产生空操作。

例如，运动到机械手121的作业位置处的固定件上已经放置了待组装光学件，此时控制器11可向机械手121发送停止作业指令，以避免重复作业。再例如，运动到点胶机构125的作业位置处的固定件上没有待组装光学件，此时控制器11可向点胶机构125发送停止作业指令，以避免点胶机构125在空的固定件上点胶。

需要说明的是，多个机械组件120包含上述记载的机械手121、对准机构122、电源组件123、第一图像采集设备124、以及点胶机构125，但并不仅限于上述记载的机械组件。也就是说，本实用新型提供的光学模组组装设备还可包括其他所需要的机械组件，例如，下料机械手，下料机械手可在得到光学模组之后，将光学模组从固定件上转移至下料区。再例如，产品贴标组件，可在装配得到的光学模组上粘贴产品标签。

在本实施例中，传送装置上的固定件跟随传送装置运动，用于光学模组的主动对准的多个机械组件可在固定件运动停止时，多工位同时对运动到各自作业位置处的固定件执行相应操作。进而，随着传送装置的运动，固定件可依次进入每一个组装操作环节，多个机械组件也可依次对运动到其作业位置的固定件执行相应操作，进而在保证光学模组的组装精度的同时，提升组装效率。

除此之外，采用第一图像采集设备在对准的过程中实时拍摄成像光斑，并根据成像光斑的质量调整待组装镜片的位置，可有效减小整个光学模组的装配公差，提升了光学模组的组装精度，有效确保了光学模组的光学性能。

另外，在上述实施例及附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。