[發(fā)明專利]一種緊湊型高分辨率光纖成像系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111025481A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任曉楠;楊小光;曹雨;賀永亮;彭杰;葉旭;李博
• 申請（專利權(quán)）人: 中電科儀器儀表（安徽）有限公司
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255;G02B27/30;G02B27/00;G02B13/00
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

1.一種緊湊型高分辨率光纖成像系統(tǒng)，其特征在于：包括光纖照明光路和光纖成像光路；

光纖照明光路采用直射式照明方式，包括光源和導(dǎo)光筒，導(dǎo)光筒用于光束的傳導(dǎo)，導(dǎo)光筒的前端貼附光源，后端裝有準(zhǔn)直透鏡，導(dǎo)光筒的后端出射平行光束投射至光纖，從光源的中心到被照光纖的中心的有效距離為18mm；導(dǎo)光筒的筒徑中心與光源的發(fā)光中心及準(zhǔn)直透鏡的光軸重合；準(zhǔn)直透鏡對輸入光束進(jìn)行調(diào)制，生成一定口徑且發(fā)散角小于1.5度的平行光束；

光纖成像光路采用顯微成像方式，包括顯微物鏡、鏡座和攝像板，實(shí)現(xiàn)對近距離細(xì)小光纖的放大成像，光纖至攝像板的共軛距離為52mm；鏡座的前端內(nèi)壁設(shè)置有螺紋，用于與顯微物鏡旋合連接，鏡座的后端設(shè)置有兩個(gè)螺釘孔，用于與攝像板的貼合固定；其中，顯微物鏡是核心的光學(xué)放大部件，用于實(shí)現(xiàn)將有限距離處的細(xì)小光纖物體聚焦成像至攝像板的圖像傳感器上，鏡座的內(nèi)部空腔用于傳導(dǎo)有效成像光線，避免周圍雜散光線的引入干擾，攝像板的上面分布感光攝像頭，用于實(shí)時(shí)記錄和傳遞成像信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型高分辨率光纖成像系統(tǒng)，其特征在于：光源為波長為630nm±15nm的紅色LED光源，其發(fā)光角度40°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型高分辨率光纖成像系統(tǒng)，其特征在于：導(dǎo)光筒的外觀呈圓柱形，導(dǎo)光筒的縱向長度為7.5mm，其內(nèi)部的通光孔呈錐形。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緊湊型高分辨率光纖成像系統(tǒng)，其特征在于：準(zhǔn)直透鏡為雙凸透鏡，焦距范圍為10～12mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型高分辨率光纖成像系統(tǒng)，其特征在于：顯微物鏡的基本特性為：焦距范圍為3～4mm，放大倍率為7x，物方視場為0.8mm，數(shù)值孔徑為0.3，解像力能達(dá)到100lp/mm，畸變小于1.5％。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的緊湊型高分辨率光纖成像系統(tǒng)，其特征在于：顯微物鏡的內(nèi)部包含五片透鏡，分別為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡；其中，第一透鏡是焦距為11.4mm的雙凸透鏡，其一面曲率半徑范圍為40mm～41mm，另一面曲率半徑范圍為8mm～9mm；第二透鏡是焦距為16.7mm的雙凸透鏡，其一面曲率半徑范圍為31mm～32mm，另一面曲率半徑范圍為15mm～16mm；第三透鏡是焦距為-13.6mm的負(fù)彎月透鏡，其一面曲率半徑范圍為8mm～9mm，另一面曲率半徑范圍為28mm～29mm；第四透鏡是焦距為16.8mm的正彎月透鏡，其一面曲率半徑范圍為6mm～7mm，另一面曲率半徑范圍為17mm～18mm；第五透鏡是焦距為-5.2mm的雙凹透鏡，其一面曲率半徑范圍為2mm～3mm，另一面曲率半徑范圍為33mm～34mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的緊湊型高分辨率光纖成像系統(tǒng)，其特征在于：第一透鏡靠近光源，第五透鏡靠近感光攝像頭。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型高分辨率光纖成像系統(tǒng)，其特征在于：鏡座是一種長方體結(jié)構(gòu)，鏡座的內(nèi)部空腔中部設(shè)置有光闌。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型高分辨率光纖成像系統(tǒng)，其特征在于：攝像板是具有倒角的長方形結(jié)構(gòu)，其左上角與右下角各設(shè)置有一圓形過孔。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型高分辨率光纖成像系統(tǒng)，其特征在于：感光攝像頭為1/4英寸CMOS圖像傳感芯片，有效像素百萬。