一種光纖熔接機的成像系統及光纖熔接機技術方案

本發明專利技術公開了一種光纖熔接機的成像系統及光纖熔接機，所述成像系統的光學顯微鏡頭包括由四片曲面透鏡組合而成的放大透鏡模組，所述四片曲面透鏡包括兩片凸透鏡和兩片凹透鏡，其中一片凹透鏡和一片凸透鏡膠合連接形成膠合鏡片組，然后依次與另一凸透鏡和另一凹透鏡組合，照明光源發出的光通過所述光學顯微鏡頭將光纖軸向端面投射到成像芯片上成像，為光纖熔接機的自動對準及光纖識別提供清晰的光纖圖像，該成像系統在保證分辨率的前提下，能夠使光纖熔接機的工作距離達到10mm以上，并且與傳統光學顯微鏡相比，鏡頭的共軛距至少減小一半，能夠達到65mm左右，滿足了機器小型化、便攜化的需求；同時，該成像系統適用于多種類型石英光纖。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光纖熔接領域中的光學成像技術，尤其涉及一種光纖熔接機的成像系 統及光纖熔接機。
技術介紹
石英光纖是由石英芯部和形成在芯部周圍的石英包層組成，且由涂覆層進行包裹 加強保護，光在光纖芯部傳輸。為了保證光信號在光纖中有效傳輸一定距離，需要將相對短 的光纖連接在一起。光纖熔接機是一種光、機、電高度融合的高精密實用設備，可以提供快 捷、長期穩定、低損耗的光纖接點，用于光纖架設及維護。光學成像系統是光纖熔接機中一 個重要的組成部分，光纖熔接機熔接光纖時，通過光學顯微攝像系統，獲取兩根需要熔接光 纖的對準誤差，調整此誤差至允許的范圍后，采用放電電弧加熱，通過準直機構使兩根光纖 端面相互靠近，融合為整體。現有的光纖熔接機由于結構設計差異，存在如下不足1)成像 系統顯微物鏡共軛距離一般為160_左右，無法適用于體積小、結構緊湊的熔接機內，攜帶 不便；2)工作距離小，因電極放電熔化光纖，光纖熔化物及空氣中灰塵顆粒聚集到鏡頭上可 能影響成像；3) —般從X和Y兩個方向檢測光纖對準與否，使得光纖熔接機在使用過程中 熔接時間長；熔接損耗較高；4)光纖熔接機適用的石英光纖范圍小。針對上述問題，本專利技術提出一種光纖熔接機成像系統及光纖熔接機，在保證成像 分辨率的情況下，使得光纖熔接機工作距離變大且顯微物鏡共軛距離變小，操作方便，便于 攜帶，且能夠識別多種類型的光纖。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題在于提出一種光纖熔接機的成像系統及光纖熔接機，解 決了不同類型光纖難以識別，及由于顯微物鏡共軛距離大使得光纖熔接機體積較大，攜帶 不便的問題。為達到上述目的，本專利技術是通過以下技術方案來實現的—種光纖熔接機的成像系統，所述系統包括照明光源、光學顯微鏡頭、鏡筒和成像 芯片，所述光學顯微鏡頭包括四片曲面透鏡組合而成的放大透鏡模組，所述四片曲面透鏡 包括兩片凸透鏡和兩片凹透鏡，其中一片凹透鏡和一片凸透鏡膠合連接形成膠合鏡片組， 然后依次與另一凸透鏡和另一凹透鏡組合，照明光源發出的光通過所述光學顯微鏡頭將光 纖軸向端面投射到成像芯片上成像。進一步地，所述光學顯微鏡頭的焦距范圍為4mm 6mm。進一步地，所述膠合鏡片組中，凹透鏡與凸透鏡進行膠合的曲面曲率半徑相同，且 凸透鏡的側邊所在的曲面連同膠合面側超過膠合面部分的透鏡表面上涂覆無光黑漆。進一步地，所述膠合鏡片組中，凹透鏡一個曲面側的曲率半徑范圍為805mm 806mm,另一曲面側的曲率半徑范圍為8mm 9mm ;所述雙凸透鏡兩曲面側的曲率半徑相同， 范圍為8mm 9mm ;膠合鏡片組外，另一凸透鏡一個曲面側的曲率半徑范圍為64mm 65mm,另一曲面側的曲率半徑范圍9. 5mm 10. 5mm ;另一凹透鏡一個曲面側的曲率半徑范圍為 6mm 7mm,另一曲面側的曲率半徑范圍為355mm 356mm,膠合鏡片組與另一凸透鏡間的 距離范圍為O. 23mm O. 27mm，所述另一凸透鏡與另一凹透鏡間的距離范圍為10. 97mm 11. 03mmo進一步地，所述鏡筒上安裝有光闌，用于對透射光的強弱進行調節，還可控制雜散 光在成像光路系統中的影響。進一步地，所述光學顯微鏡頭與鏡筒間通過鎖母進行連接。進一步地，所述光學顯微鏡頭所使用的透鏡包括玻璃透鏡。進一步地，所述成像系統還包括PCB板和PCB支座，所述PCB板用于安裝成像芯 片，所述PCB支座用于支撐PCB板，通過調節PCB支座的位置調整成像芯片的視場平行度。進一步地，所述成像芯片包括CMOS圖像傳感芯片或者CXD圖像傳感芯片。相應地，本專利技術還公開一種光纖熔接機，所述光纖熔接機包括微處理器、電源模 塊、熔接電極、電極驅動模塊、成像系統、通信模塊和顯示模塊，所述顯示模塊、通信模塊、電 源模塊、成像系統和電極驅動模塊與微處理器連接，所述電極驅動模塊與熔接電極連接，所 述成像系統包括照明光源、光學顯微鏡頭、鏡筒和成像芯片，所述光學顯微鏡頭包括由四片 曲面透鏡組合而成的放大透鏡模組，所述四片曲面透鏡包括兩片凸透鏡和兩片凹透鏡，其 中一片凹透鏡和一片凸透鏡膠合連接形成膠合鏡片組，然后依次與另一凸透鏡和另一凹透 鏡組合，照明光源發出的光通過所述光學顯微鏡頭將光纖軸向端面投射到成像芯片上成 像，成像芯片將圖像信號轉換為數據信號傳輸到微處理器，微處理器對數據信號進行分析 并進行自動對準，選擇合適的熔接程序，啟動電機驅動模塊和熔接電極進行熔接。本專利技術的技術方案，通過選擇不同參數的透鏡并根據實際情況對透鏡間的距離進 行調整進行成像，在保證分辨率的前提下，能夠使光纖熔接機的工作距離達到IOmm以上， 并且使鏡頭的共軛距至少減小一半，能夠達到65mm左右，滿足了機器小型化、便攜化的需 求；同時，該成像系統適用于多種類型石英光纖。附圖說明圖1為本專利技術實施例的光纖熔接機的成像系統的結構示意圖2為本專利技術實施例的成像系統光學顯微鏡頭的光路圖3為本專利技術實施例的單模光纖(SM)、多模光纖(MM)、色散位移光纖(DS)和非零 色散位移光纖(NZDS)分別通過光纖熔接機成像系統后的數據分析圖4為本專利技術實施例的光纖熔接機成像系統對單模光纖(SM)和非零色散位移光 纖(NZDS )成像的實際效果圖。圖5為本專利技術實施例的光纖熔接機的結構框圖。具體實施方式為詳細說明本專利技術的
技術實現思路
、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附 圖予以詳細說明。圖1為本專利技術實施例的光纖熔接機的成像系統的結構示意圖。如圖1所示，所述 成像系統包括照明光源101、光學顯微鏡頭102、鏡筒103和成像芯片104，所述光學顯微鏡頭102與鏡筒103連接，所述光學顯微鏡頭102包括由四片曲面透鏡組合而成的放大透鏡 模組，所述四片曲面透鏡包括兩片凸透鏡和兩片凹透鏡，其中一片凹透鏡和一片凸透鏡膠 合連接形成膠合鏡片組，然后依次與另一凸透鏡和另一凹透鏡組合，照明光源101發出的 光通過所述光學顯微鏡頭將光纖軸向端面20投射到成像芯片104上成像，為光纖熔接機的 自動對準提供清晰的光纖圖像。其中，所述光學顯微鏡頭所使用的透鏡包括但不僅限于玻璃透鏡，形成的焦距范 圍為4mm 6mm。所述鏡筒103上帶有光闌106，用于對透射光的強弱進行調節。光學顯微 鏡頭102和鏡筒103間通過鎖母105 (型號為M12X0. 5)進行連接，通過調節鎖母105可對 像距進行調整，即調整像到透鏡中心之間的距離。所述成像系統還包括PCB板107，所述成像芯片104安裝于PCB板107上，由PCB 支架108對PCB板107進行支撐，通過調節PCB支座108的位置來調整成像芯片107的視場 平行度，所述平行度指如果光纖在液晶顯示屏上看到是傾斜的，通過旋轉PCB支座調節PCB 板的位置。所述成像芯片104包括CMOS圖像傳感芯片或者CXD圖像傳感芯片。成像芯片的 分辨率為640*480。本專利技術光纖熔接機的成像系統在保證成像分辨率的情況下，工作距離可以達到 IOmm以上，而且鏡頭的共軛距離可以縮小到65mm，與傳統光學顯微鏡頭相比，共軛距減小 了一半還多，能夠滿足機器小型化、便攜化的要求，同時，本專利技術的光學成像系統能夠識別 多種類型的光纖。圖2為本專利技術實施例的成像系統光學顯微鏡頭的光路圖。如圖2所示，所所述光 學顯微鏡頭采用由四片曲面本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光纖熔接機的成像系統，所述系統包括照明光源、光學顯微鏡頭、鏡筒和成像芯片，其特征在于，所述光學顯微鏡頭包括四片曲面透鏡組合而成的放大透鏡模組，所述四片曲面透鏡包括兩片凸透鏡和兩片凹透鏡，其中一片凹透鏡和一片凸透鏡膠合連接形成膠合鏡片組，然后依次與另一凸透鏡和另一凹透鏡組合，照明光源發出的光通過所述光學顯微鏡頭將光纖軸向端面投射到成像芯片上成像。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉云龍，王勇，張林，吳林兵，崔云鵬，周樂常，
申請(專利權)人：北京信維科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：