專利名稱：光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖熔接領(lǐng)域中的光學(xué)成像技術(shù)，特別是光纖熔接機(jī)中用于光 纖對準(zhǔn)、檢測的光學(xué)成像裝置。
背景技術(shù)：
石英玻璃光纖由石英芯部和形成在芯部周圍的石英包層組成，且由塑料制 成的外包層所包裹加強(qiáng)保護(hù)。光在光纖芯部傳輸。該類光纖廣泛使用在光信號 傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。為使光信號在光纖內(nèi)有效傳輸一定的距離，需要將相對短的光
纖連接在一起并且附加損耗盡可能小；小的光信號損耗傳輸，可在一個(gè)呈圓柱 體的理想的纖芯內(nèi)實(shí)現(xiàn)。光纖熔接機(jī)熔接光纖時(shí)，是通過光學(xué)顯微攝像系統(tǒng)， 獲取兩根需要對接光纖的對準(zhǔn)誤差，調(diào)整此誤差至允許范圍后，采用放電電弧 加熱，并使其相互靠近，熔合為合格的整體。已有的光纖熔接機(jī)一般從兩維方 向檢測光纖對準(zhǔn)與否。即采用正交的X、 Y方向光源照射在需要連接的光纖端 點(diǎn)處，并通過兩組光學(xué)顯微攝像系統(tǒng)來聚焦成像；由機(jī)械驅(qū)動機(jī)構(gòu)來調(diào)整光學(xué) 顯微攝像系統(tǒng)的運(yùn)動，使攝像機(jī)獲取光纖清晰影像；據(jù)此判斷二根光纖的對準(zhǔn) 誤差。此類光纖熔接機(jī)的特點(diǎn)是由二路光學(xué)顯微成像系統(tǒng)組成，且需要運(yùn)動機(jī) 構(gòu)使二路光纖顯微成像系統(tǒng)到達(dá)工作位置，使光纖成像清晰。這種光學(xué)顯微攝 像系統(tǒng)的熔接機(jī)，需要光學(xué)顯微攝像系統(tǒng)進(jìn)行尋像、聚焦運(yùn)動，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn) 定性差。另有一種光纖熔接機(jī)雖然只用一組光學(xué)顯微成像系統(tǒng)，但在其獲取其 中一個(gè)方向影像時(shí)，需要在兩個(gè)放電電極之間增加反光鏡，將其中一路光反射 至光學(xué)顯微成像系統(tǒng)中；同時(shí)光學(xué)顯微成像系統(tǒng)需要做相應(yīng)的調(diào)節(jié)運(yùn)動，使其 到達(dá)2個(gè)不同的工作位置；同時(shí)由于反光鏡擋住了放電電極，在熔接前需要移 開反光鏡，此方向影像消失。由于上述的結(jié)構(gòu)及原理，此系統(tǒng)無法同時(shí)得到2 個(gè)方向的影像。此種光纖熔接機(jī)的特點(diǎn)是采用X、 Y兩路光源，雖然只用一 組光學(xué)顯微成像系統(tǒng)，但需要較復(fù)雜的調(diào)整運(yùn)動機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服已有技術(shù)中的光學(xué)成像裝置存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 穩(wěn)定性差而提出的一種光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置，它包括二路呈一定角度的入射光源、 一對熔 接電極、 一個(gè)光學(xué)顯微成像裝置和一個(gè)攝像裝置，其特征在于所述熔接電極 與光學(xué)顯微成像裝置之間設(shè)置一套光線反射匯聚裝置，它將二路呈一定角度的 入射光匯聚，并將匯聚的光入射至光學(xué)顯微成像裝置。
作為最佳方式，光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置中的二路入射光相互垂直，所 述熔接電極與光學(xué)顯微成像裝置之間設(shè)置一套光學(xué)反射匯聚裝置，它將二路相 互垂直的入射光匯聚，并將匯聚的光入射至光學(xué)顯微成像裝置成像。
根據(jù)上述最佳技術(shù)方案，可以有以下具體優(yōu)化結(jié)構(gòu)
1、 所述光學(xué)反射匯聚裝置由二組平面反射鏡組成，每組平面反射鏡由兩個(gè) 互呈22.5°的平面鏡組成，使入射光經(jīng)過兩次反射后匯聚并與原入射角度呈135
2、 所述光學(xué)反射匯聚裝置由一個(gè)三角形的棱鏡和設(shè)置在該棱鏡兩側(cè)的一對
平面反射鏡組成，每個(gè)棱鏡的反射面與對應(yīng)平面反射鏡互成22.5° ，使入射光 線經(jīng)過兩次反射后匯聚并與原入射角度呈135° 。
3、 所述光學(xué)反射匯聚裝置由二個(gè)多棱鏡(一個(gè)組合多棱鏡)組成，入射光 在每個(gè)多棱鏡中經(jīng)過兩次反射后匯聚并與原入射角度呈135° 。
上述技術(shù)方案中所述的液體透鏡，是公知的產(chǎn)品，現(xiàn)以電潤濕型液體透鏡 來說明，液體透鏡是兩種折射率不同的且不相混合的液體， 一種是可導(dǎo)電的水 性溶液，另一種是不導(dǎo)電的矽酮油溶液。并將兩種液體封裝在兩面均透明的圓 筒型容器中。容器壁做了疏水性處理。因此水溶液會呈圓頂形聚集在容器中心 部分，水溶液和矽酮油之間就會形成凸?fàn)钋?，通過施加可控的電信號來改變 曲率即可進(jìn)行對焦。即實(shí)現(xiàn)對焦(聚焦)作用。
由以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)在于通過一套光學(xué)二次反射匯 聚裝置，將兩個(gè)不同方向影像轉(zhuǎn)換為由一個(gè)顯微成像裝置接收圖像，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)方向的光纖對準(zhǔn)誤差檢測。在這里，所采用的光學(xué)反射匯聚裝置，來達(dá)到兩 光學(xué)圖像方向的轉(zhuǎn)換。需要補(bǔ)充說明的是
a、 兩反光鏡的作用將透射的光纖影像，通過2個(gè)反光鏡，改變了光的 方向。
b、 棱鏡作用是將經(jīng)反光鏡反射匯聚的光，入射于一個(gè)顯微攝像系統(tǒng)。 只采用一個(gè)光學(xué)顯微攝像裝置就可以同時(shí)獲取2個(gè)方向的光纖影像。而不需要 系統(tǒng)的移動。這就是本發(fā)明區(qū)別于已有的光纖熔接機(jī)不同的地方之一。
C、多棱鏡(組合多棱鏡)作用是既具有兩反光鏡的作用，同時(shí)又具備 棱鏡的光匯聚作用。
本發(fā)明的第二個(gè)特點(diǎn)是在光學(xué)顯微成像系統(tǒng)中使用了液體透鏡，液體透 鏡的作用是，通過施加可控的電信號來改變液體透鏡的曲率，使液體透鏡起到 調(diào)焦的作用，而無需使光學(xué)顯微攝像系統(tǒng)運(yùn)動，來達(dá)到聚焦的目的，與傳統(tǒng)的 熔接機(jī)相比，取消了驅(qū)動光學(xué)顯微攝像系統(tǒng)運(yùn)動的復(fù)雜機(jī)構(gòu)。 由于采用了上述技術(shù)方案，使得本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 只使用一組光學(xué)顯微成像及攝像系統(tǒng)，使得結(jié)構(gòu)簡單；
2、 使用一套光學(xué)二次反射匯聚裝置將兩個(gè)方向影像入射到同一個(gè)顯微攝像 系統(tǒng)，而不需要系統(tǒng)的移動，能夠簡便地完成光纖對準(zhǔn)的檢測，進(jìn)而提高了光 纖熔接質(zhì)量、性能和成本。


圖1是本發(fā)明采用二組平面鏡的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明采用平面鏡與三棱鏡組合的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明采用組合多棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明采用平面鏡(非平行)與三棱鏡組合的結(jié)構(gòu)示意圖；
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行具體描述
實(shí)施例一如圖1所示本發(fā)明所述的光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置，包括
兩組正交的光源2， 一對熔接電極3，含有液體透鏡7的顯微成像裝置6，以及
攝像裝置8 (CMOS或CCD)、處理器9和顯示器10。在熔接電極3與由顯微成像裝置6之間，設(shè)置一套光學(xué)二次反射匯聚裝置， 它由二組平面鏡組成，每組平面鏡由兩個(gè)互呈22.5。的平面鏡4、 5組成，入射 光2透射過位于兩個(gè)熔接電極3之間的需要對接的兩光纖1端點(diǎn)，分別照射到 平面鏡4上，經(jīng)過平面鏡4反射到平面鏡5，由平面鏡5反射兩組相互平行的光 (與原入射2呈135。角)。該平行光由顯微成像裝置6及其中的液體透鏡7將 光纖影像聚焦、放大后，由攝像裝置8 (CMOS或CCD)接受成像，攝像裝置 將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，并輸送至CPU處理，最終由顯示器10顯示。
實(shí)施例二如圖2所示，本發(fā)明所述的光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置的系統(tǒng) 組成同圖1，區(qū)別在于光學(xué)二次反射匯聚裝置是由一個(gè)三棱鏡5a和設(shè)置在該棱 鏡兩側(cè)的一對平面鏡4組成，每個(gè)三棱鏡的反射面與對應(yīng)平面鏡互成22.5° ， 使入射光經(jīng)過兩次反射后與原入射角度呈135。。
實(shí)施例三如圖3所示，本發(fā)明所述的光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置的系統(tǒng) 組成同圖l，區(qū)別在于光學(xué)二次反射匯聚裝置是一個(gè)組合多棱鏡，它是由兩個(gè)對 稱的多棱鏡5b組成，入射光在每個(gè)多棱鏡中經(jīng)過反射面5c、 5d兩次反射后， 與原入射角度呈135。。
實(shí)施例四如圖4所示，本發(fā)明所述的光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置的系統(tǒng) 組成同圖l，區(qū)別在于兩路入射光是非正交的，二次反射匯聚裝置中的平面鏡 互成一定角度，使入射光經(jīng)過二次反射后匯聚(可以是非平行光)到顯微成像 裝置中成像。
權(quán)利要求
1、光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置，它包括二路呈一定角度的入射光源、一對熔接電極、一個(gè)光學(xué)顯微成像裝置和一個(gè)攝像裝置，其特征在于所述熔接電極與光學(xué)顯微成像裝置之間設(shè)置一套光學(xué)反射匯聚裝置，它使二路呈一定角度的入射光匯聚到一個(gè)顯微成像裝置內(nèi)成像。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置，其特征在于所述的光學(xué)反射匯聚裝置由二組平面鏡組成，每組平面鏡由兩個(gè)呈一定角度的平面鏡組成，使入射光經(jīng)過反射后匯聚到一個(gè)顯微成像裝置內(nèi)成像。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置，其特征在于所述的光學(xué)反射匯聚裝置由一個(gè)三棱鏡和設(shè)置在該棱鏡兩側(cè)的一對平面鏡組成，每個(gè)三棱鏡的反射面與對應(yīng)平面鏡互呈一定角度，使入射光經(jīng)過反射后匯聚到一個(gè)顯微成像裝置內(nèi)成像。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置，其特征在于所述的光學(xué)反射匯聚裝置由一個(gè)組合多棱鏡組成，每組入射光在該多棱鏡中經(jīng)過反射后匯聚到一個(gè)顯微成像裝置內(nèi)成像。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置，其特征在于二路入射光以中心軸線對稱設(shè)置并互呈90° ，所述的光學(xué)反射匯聚裝置由二組平面鏡組成，每組平面鏡由兩個(gè)互呈22.5°的平面鏡組成，使入射光經(jīng)過兩次反射后匯聚并與原入射角度呈135° 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置，其特征在于二路入射光以中心軸線對稱設(shè)置并互呈90° ，所述的光學(xué)反射匯聚裝置由一個(gè)三棱鏡和設(shè)置在該棱鏡兩側(cè)的一對平面鏡組成，每個(gè)三棱鏡的反射面與對應(yīng)平面鏡互成22.5。，使入射光經(jīng)過兩次反射后匯聚并與原入射角度呈135° 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置，其特征在于二路入射光以中心軸線對稱設(shè)置并互呈卯° ，所述的光線反射匯聚裝置由一個(gè)組合多棱鏡組成，每路入射光在多棱鏡中經(jīng)過反射后匯聚并與原入射角度呈135
8、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3、 4、 5、 6或7所述的光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置，其特征在于光學(xué)顯微成像裝置中采用液體透鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及光纖熔接機(jī)單鏡頭成像裝置，包括兩組正交的光源(2)、一對熔接電極(3)、顯微成像裝置(6)及液體透鏡(7)、攝像裝置(8)、處理器(9)和顯示器(10)。其特征在于設(shè)置一套由三棱鏡(5a)和平面鏡(4)組成的光線反射匯聚裝置，三棱鏡反射面與平面鏡互成22.5°，使入射光線經(jīng)過反射后匯聚，由顯微成像裝置(6)及液體透鏡(7)將光纖影像聚焦，攝像裝置(8)接收成像，輸送至處理器(9)，由顯示器10顯示。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)使用一組光學(xué)顯微成像及攝像系統(tǒng)，使得結(jié)構(gòu)簡單；光線二次反射后匯聚到顯微攝像裝置內(nèi)，不需要系統(tǒng)的移動，能夠簡便準(zhǔn)確完成光纖對準(zhǔn)的檢測，提高了光纖熔接質(zhì)量和性能。
文檔編號G02B6/255GK101630041SQ20081013854
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者方晨之, 楊友聯(lián) 申請人:南京吉隆光纖通信有限公司