光学透镜拼接粘合机构的制作方法

1.本实用新型涉及光学制造技术领域，尤其是涉及一种光学透镜拼接粘合机构。


背景技术：

2.光学透镜是将精度很高的平行玻璃平板通过切割、镀膜和粘接的方法制作而成，中大型尺寸的光学透镜需通过小尺寸的光学透镜拼接粘合而成。在现有技术中，操作员将若干小尺寸光学透镜放在玻璃基板上，涂上光固化胶水，手工将光学透镜挤压到一起，然后用紫外灯照射光学透镜达到拼接定型的目的。但是，由于光学透镜内部有很多微型光波导单元阵列，仅通过人工手动操作实现拼接的大尺寸光学透镜，在拼接粘合后难以保证相邻的小尺寸光学透镜内部的光波导单元阵列一一对齐，容易导致光学透镜成像错位，通过光学透镜成像的品质难以得到保证。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种光学透镜拼接粘合机构，用于需要拼合的光学透镜在基板上的粘接。
4.根据本实用新型实施例的光学透镜拼接粘合机构包括：机架、粗定位调节机构、精定位调节机构，所述机架包括底板和用于固定光学透镜的顶部安装框，所述顶部安装框用于固定基板，所述底板与所述顶部安装框之间形成有容纳空间。所述粗定位调节机构包括y向滑动机构和x向滑动机构，所述y向滑动机构与所述机架的底板连接，所述x向滑动机构沿y方向可滑动地连接于所述y向滑动机构。所述精定位调节机构和所述粗定位调节机构均位于容纳空间内，所述精定位调节机构沿x方向可滑动地连接于所述x向滑动机构，所述精定位调节机构包括六自由度位移台和与所述六自由度位移台连接的支撑件，所述支撑件用于承载需要拼合的光学透镜，所述六自由度位移台用于调节所述支撑件在以下六个方向的自由度：x方向位移、y方向位移、z方向位移、绕x方向旋转、绕y方向旋转、绕z方向旋转。
5.由此，通过在光学透镜拼接粘合机构内部设置六自由度位移台，便于实现光学透镜在多个角度的粘接拼合，增加拼接的精准度，以使相邻的小片光学透镜内部的光波导单元阵列能够一一对齐，提升拼接后的大尺寸光学透镜的成像品质，节约人力成本。
6.在一些实施例中，所述y向滑动机构包括：y向垫板、y向滑轨，所述y向垫板固定在所述底板上，所述y向滑轨固定在所述y向垫板上，所述x向滑动机构可滑动地连接在所述y向滑轨上。
7.在一些实施例中，所述y向滑动机构的个数为两个，两个所述y向滑动机构彼此平行且在x方向间隔分布，所述粗定位调节机构还包括y向导向机构，所述y向导向机构平行设于两个所述y向滑动机构之间，且所述y向导向机构设有第一锁紧块和第一锁紧把手。
8.在一些实施例中，所述x向滑动机构设有第一支撑座，所述x向滑动机构通过所述第一支撑座与所述y向滑轨滑动配合，所述x向滑动机构通过所述第一锁紧块与所述y向导
向机构滑动配合。
9.在一些实施例中，所述x向滑动机构包括：x向垫板、x向滑轨、x向导向机构，所述x向垫板连接到所述第一支撑座和所述第一锁紧块上，所述精定位调节机构与所述x向导向机构、所述x向滑轨滑动配合。
10.在一些实施例中，所述精定位调节机构设有第二支撑座，所述六自由度位移台通过所述第二支撑座与所述x向滑轨、x向导向机构滑动配合，所述x向导向机构上还设有第二锁紧块以及第二锁紧把手。
11.在一些实施例中，所述六自由度位移台包括依次连接的：x方向位移精调节机构、y方向位移精调节机构、z方向位移精调节机构、绕x方向旋转精调节机构、绕y方向旋转精调节机构、绕z方向旋转精调节机构，所述支撑件与最上方的精调节机构连接。
12.在一些实施例中，所述支撑件为真空负压吸盘。
13.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
14.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
15.图1是根据本实用新型实施例的光学透镜拼接粘合机构的示意图。
16.图2是根据本实用新型实施例的精定位调节机构和第二锁紧块的装配示意图。
17.图3是根据本实用新型实施例的顶部安装框的示意图。
18.图4是根据本实用新型实施例的粗定位调节机构的示意图。
19.图5是根据本实用新型实施例的x向滑动机构的示意图。
20.图6是根据本实用新型实施例的y向滑动机构的示意图。
21.图7是根据本实用新型实施例的y向导向机构与第一锁紧块的装配示意图。
22.附图标记：
23.光学透镜拼接粘合机构100；
24.机架10；底板11；顶部安装框12；基板121；透镜保护片122；支柱13；
25.粗定位调节机构20；x向滑动机构21；x向垫板211；x向滑轨212；第一沉孔212a；x向导向机构213；第一固定座213a；第一滑动杆213b；y向滑动机构22；y向垫板221；y向滑轨222；第二沉孔222a；第二导向槽222b；y向导向机构23；第二固定座231；第二滑动杆232；
26.精定位调节机构30；六自由度位移台31；x方向位移精调节机构311；y方向位移精调节机构312；z方向位移精调节机构313；绕x方向旋转精调节机构314；绕y方向旋转精调节机构315；绕z方向旋转精调节机构316；支撑件32；安装板33；
27.光学透镜40；
28.第一锁紧块50；第一锁紧把手51；
29.第二锁紧块60；第二锁紧把手61；
30.第一支撑座a；第二支撑座b。
具体实施方式
31.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，参考图1
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图7描述根据本实用新型实施例的光学透镜拼接粘合机构100。
32.根据本实用新型实施例的光学透镜拼接粘合机构100包括：机架10、粗定位调节机构20、精定位调节机构30，机架10包括底板11和用于固定光学透镜40的顶部安装框12，顶部安装框12用于固定基板121，底板11与顶部安装框12之间形成有容纳空间。粗定位调节机构20包括y向滑动机构22和x向滑动机构21，y向滑动机构22与机架10的底板11连接，x向滑动机构21沿y方向可滑动地连接于y向滑动机构22。精定位调节机构30和粗定位调节机构20均位于容纳空间内，精定位调节机构30沿x方向可滑动地连接于x向滑动机构21，精定位调节机构30包括六自由度位移台31和与六自由度位移台31连接的支撑件32，支撑件32用于承载需要拼合的光学透镜40，六自由度位移台31用于调节支撑件32在以下六个方向的自由度：x方向位移、y方向位移、z方向位移、绕x方向旋转、绕y方向旋转、绕z方向旋转。
33.如图1所示，顶部安装框12与底板11之间可以使用多个支柱13连接，形成一定的容纳空间，位于容纳空间内的六自由度位移台31，可以沿着x向滑动机构21和y向滑动机构22移动到容纳空间内水平面上的任一点，调节六自由度位移台31六个方向的多个分位移台，在光学透镜拼接粘合机构100的竖直方向依次分布。其中分位移台指的是调节x方向、y方向、z方向、绕x方向、绕y方向、绕z方向的位移台中的一个，六自由度位移台31包括六个分位移台，每个分位移台可以调节六自由度位移台31的一个方向的自由度。
34.由此，通过在光学透镜拼接粘合机构100内部设置六自由度位移台31，便于实现光学透镜40在多个角度的粘接拼合，增加拼接的精准度，以使相邻的小片光学透镜40内部的光波导单元阵列能够一一对齐，提升拼接后的大尺寸光学透镜40的成像品质，节约人力成本。
35.可选地，y向滑动机构22包括：y向垫板221、y向滑轨222，y向垫板221固定在底板11上，y向滑轨222固定在y向垫板221上，x向滑动机构21可滑动地连接在y向滑轨222上。
36.如图4和图6所示，y向垫板221可以为长条形，通过y向垫板221上设置的通孔实现与底板11的固定，y向滑轨222可以为长条形，顶部开设有第二沉孔222a，多个第二沉孔222a沿着y向滑轨222的延伸方向间隔分布，第二沉孔222a可以与第二紧固件(图中未示出)固定连接，且y向滑轨222在关于y方向上对称分布的两个侧面上还分别开设有第二导向槽222b，以使x向滑动机构21能够在y向滑轨222上精准移动。
37.由此，y向滑轨222通过y向垫板221可拆卸地固定在底板11上，以便于改变y向滑动机构22的安装位置，适应与不同规格的x向滑动机构21进行配合，降低滑动机构的使用成本，y向垫板221有助于提高y向滑轨222在底板11顶面上的平整度。
38.进一步地，y向滑动机构22的个数为两个，两个y向滑动机构22彼此平行且在x方向间隔分布，粗定位调节机构20还包括y向导向机构23，y向导向机构23平行设于两个y向滑动机构22之间，且y向导向机构23设有第一锁紧块50和第一锁紧把手51。
39.如图4和图7所示的实施例，两个y向滑动机构22在x方向上对称分布于y向导向机构23的两侧，y向导向机构23包括第二固定座231和第二滑动杆232，第二固定座231可以是两个，分别在第二滑动杆232的两端与第二滑动杆232配合，对第二滑动杆232的轴向和径向进行限位，且第二固定座231可以通过紧固件固定在底板11上。通过设置在第一锁紧块50两
端的第一锁紧把手51可以实现第一锁紧块50与第一锁紧把手51的紧固连接，根据实际操作的情况，调节第一锁紧块50与第二滑动杆232之间的松紧度。
40.由此，通过在x方向上设置两个y向滑动机构22，以使y向滑动机构22能够更好的支撑x向滑动机构21，提高x向滑动机构21在y向滑动机构22上移动的平衡性和稳定性，y向导向机构23便于x向滑动机构21的精准位移，增加对x向滑动机构21的固定。
41.具体地，x向导向机构213设有第一支撑座a，x向滑动机构21通过第一支撑座a与y向滑轨222滑动配合，x向滑动机构21通过第一锁紧块50与y向导向机构23滑动配合。
42.如图4至图7所示，第一支撑座a的一侧可以与x向滑动机构21紧固连接，第一支撑座a背离x向滑动机构21的一侧，可以与y向滑轨222适配，并卡接在第二导向槽222b内，实现在y方向上与y向滑轨222相对移动。第一锁紧块50套接在第二滑动杆232上，第一锁紧块50内开设的安装孔略大于第二滑动杆232的直径。
43.由此，通过设置第一支撑座a，以使x向滑动机构21能够与y向滑动机构22发生相对滑动，并能够通过第一锁紧块50实现相对位置的固定，增加对x向滑动机构21和y向滑动机构22固定和移动的便捷性，以使六自由度位移台31移动到工作位的位置更精准，减少六自由度位移台31调节的时间。
44.可选地，x向滑动机构21包括：x向垫板211、x向滑轨212、x向导向机构213，x向垫板211连接到第一支撑座a和第一锁紧块50上，精定位调节机构30与x向导向机构213、x向滑轨212滑动配合。
45.如图5所示，x向滑轨212上设置有多个沿x方向间隔分布的第一沉孔212a，多个第一沉孔212a可以与多个第一紧固件(图中未示出)配合，以将x向滑轨212固定到x向垫板211上。x向滑轨212和x向垫板211分别为两个，沿着y方向分布在x向导向机构213的两侧，x向滑轨212的两端可以分别止抵在位于x向滑动机构21端部的第一固定座213a上，两个第一固定座213a之间还设有第一滑动杆213b，第一滑动杆213b的两端可以与第一固定座213a适配，x向滑轨212的两端可以伸出光学透镜拼接粘合机构100。
46.第一支撑座a和第一锁紧块50靠近x向滑动机构21的一侧可以设置有凹槽或者通孔，凹槽可以与x向垫板211适配，通孔便于通过紧固件将x向垫板211固定到第一锁紧块50或者第一支撑座a上。精定位调节机构30可以在x向导向机构213的作用下与x向滑轨212实现滑动配合。具体地，可以是在第一支撑座a上设置与x向垫板211适配的凹槽(图中未示出)，可以在第一锁紧块50上设置与紧固件适配的通孔(图中未示出)，凹槽可以对x向垫板211进行限位，通孔可以对x向滑动机构21进行固定。
47.由此，x向滑轨212通过紧固件可以与x向垫板211实现固定，有利于调节x向滑轨212的顶面的平整度，x向垫板211与第一支撑座a和第一锁紧块50连接，便于x向滑动机构21与y向滑动机构22连接成一个整体，有利于x向滑动机构21在y方向的调节，x向滑轨212伸出光学透镜拼接粘合机构100，便于六自由度位移台31移出机构，以使在支撑件32上放置光学透镜40。
48.在一些实施例中，精定位调节机构30设有第二支撑座b，六自由度位移台31通过第二支撑座b与x向滑轨212、x向导向机构213滑动配合，x向导向机构213上还设有第二锁紧块60以及第二锁紧把手61。
49.也就是说，第二支撑座b的一侧与六自由度位移台31紧固连接，另一侧与x向滑轨
212适配，且能够与开设在x向滑轨212的侧面的第一导向槽(图中未示出)配合，沿着x方向滑动。第二锁紧块60与x向的第一滑动杆213b适配，第二锁紧块60远离第一滑动杆213b的一侧与第二支撑座b连接，且能够通过设置在第二锁紧块60两端的第二锁紧把手61实现对第一滑动杆213b上的任一点进行固定。
50.由此，通过第二支撑座b的设置，将六自由度位移台31连接到第二锁紧块60上，以使六自由度位移台31在移动的初期能够在x向滑动机构21和y向滑动机构22的配合下，能够在容纳空间内有个粗定位，可以降低精定位调节的行程，增加工作效率。
51.如图2所示，六自由度位移台31包括依次连接的：x方向位移精调节机构311、y方向位移精调节机构312、z方向位移精调节机构313、绕x方向旋转精调节机构314、绕y方向旋转精调节机构315、绕z方向旋转精调节机构316，支撑件32与最上方的精调节机构(绕y方向旋转精调节机构315)连接。
52.可以理解的是，在六自由度位移台31的竖直方向(z方向)上，六自由度位移台31的底端至顶端依次分布有绕z方向旋转精调节机构316、y方向位移精调节机构312、x方向位移精调节机构311、z方向位移精调节机构313、绕x方向旋转精调节机构314、绕y方向旋转精调节机构315，每个方向的旋转精调节机构可以单独调节。六自由度位移台31靠近第二支撑座b的一端设有安装板33，六自由度位移台31通过安装板33固定到第二支撑座b上。
53.由此，通过设置六自由度位移台31，以控制与之连接的支撑件32能够实现多角度多位置的调节，便于将位于支撑件32上的小片光学透镜40固定到顶部安装框12中，拼接成大尺寸的光学透镜40，提高光学透镜40之间拼接粘合准确性，以使光学透镜40能够具有较好的成像效果、较快的安装速度和较高的连接精度。
54.进一步地，如图3所示，顶部安装框12中安装有基板121，基板121靠近六自由度位移台31的一侧设置有透镜保护片122，透镜保护片122与基板121可拆卸安装，基板121背离六自由度位移台31的一侧安装有电子放大镜(图中未示出)，基板121可以是透明的玻璃基板。
55.具体地，六自由度位移台31可以在小片的光学透镜40放置后，同时在小片光学透镜40背离支撑件32的一侧滴入光学胶，操作x向滑动机构21和y向滑动机构22将六自由度位移台31粗定位到指定位置，然后调节六自由度位移台31的多个位移和旋转精调节机构，将支撑件32上的小片光学透镜40移动到预设位置，并使用紫外线灯进行照射定型。随后将六自由度位移台31移出光学透镜拼接粘合机构100，重新放置第二小片光学透镜40重复第一小片的光学透镜40的安装步骤，在第二小片与第一小片拼接的过程中，需要使用电子放大镜放大小片的光学透镜40内部细节进行操作，以使操作员利用六自由度位移台31操纵第二小片光学透镜40内部的光波导单元阵列对准第一小片光学透镜40内部的光波导单元阵列，从而能够使两个小片的光学透镜40内部的光波导单元阵列一一对应，并使用紫外线灯照射第二小片光学透镜40使其定型。后面拾取的小片光学透镜40分别重复第二小片与第一小片之间的拼接动作，直至拼接成想要的尺寸大小的光学透镜40。
56.可选地，支撑件32为真空负压吸盘，真空负压吸盘的材料可以是铁氟龙。
57.由此，通过设置真空负压吸盘，避免对拾取的小片光学透镜40表面的划伤，提高粘接拼合后的光学透镜40的质量和成像效果。
58.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽
度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
59.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
60.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
61.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。