[發明專利]一種緊湊型高分辨率光纖成像系統

在審

• 申請號: 201911334499.9
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111025481A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 任曉楠;楊小光;曹雨;賀永亮;彭杰;葉旭;李博
• 申請（專利權）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: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

本發明公開了一種緊湊型高分辨率光纖成像系統，屬于光纖熔接機領域，本發明裝置包括照明部分與成像部分，照明部分采用直射式結構設計，利用準直透鏡對led光源進行調制可在較短的光程內得到平行光束，削弱雜散光帶來的干擾，有利提高成像質量；成像部分主要由顯微物鏡、鏡筒及攝像頭組成，能夠完成在較短共軛距離內實現對待熔光纖的放大成像，畫面清晰。該光纖成像系統在實現高像質同時可促使熔接機體積有一定程度地縮小，滿足當今熔接機器市場便攜式的需求。

技術領域

本發明屬于光纖熔接機領域，具體涉及一種緊湊型高分辨率光纖成像系統。

背景技術

當今信息時代，物聯網的高速發展，光纖通信已成為信息傳輸的主力軍，有線光網絡的普及需要大量的光纖接續，光纖熔接機作為光纖接續的主導儀器(設備)，在光通信發展領域承擔了重要的角色。

光纖熔接機的關鍵性能指標是熔接點的光功損耗，高質量的熔接點才能保證光信號的長距離傳輸，若要保證熔接質量，需要完成對兩端光纖在物理上的纖芯的精準對接，這就需要高分辨率光纖成像系統獲取完備的待熔光纖圖像信息，軟件通過輸入的圖像分析進而驅動結構調節，實現物理空間上的精準對接，從而保證在高質量的模場耦合。

已公開的發明專利CN 107121727A提出一種纖芯識別成像系統，照明部分采用準直反射式，增加光損失的同時需要在機身增加照明燈定位的空間，成像部分存在放大倍數小、鏡頭解像力不高的制約因素，不能滿足當今市場對熔接機器光纖成像系統小巧精致、畫面清晰的需求。已公開的發明專利CN102998788A提出一種光纖熔接機成像系統，具有較大的放大倍數，但共軛距離較大，增加機架的裝配空間，同時成像分辨率較低，影響軟件對纖芯的判斷以及客戶對圖像的視覺感受。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提出一種緊湊型的高分辨率光纖成像系統，在保證優良的成像質量同時，可使照明光路及成像光路的有效距離明顯縮小，滿足便攜式小型化光纖熔接機的開發需求，有效降低成本的同時減輕機器自身的重量。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種緊湊型高分辨率光纖成像系統，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，包括光源和導光筒，導光筒用于光束的傳導，導光筒的前端貼附光源，后端裝有準直透鏡，導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；導光筒的筒徑中心與光源的發光中心及準直透鏡的光軸重合；準直透鏡對輸入光束進行調制，生成一定口徑且發散角小于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，實現對近距離細小光纖的放大成像，光纖至攝像板的共軛距離為52mm；鏡座的前端內壁設置有螺紋，用于與顯微物鏡旋合連接，鏡座的后端設置有兩個螺釘孔，用于與攝像板的貼合固定；其中，顯微物鏡是核心的光學放大部件，用于實現將有限距離處的細小光纖物體聚焦成像至攝像板的圖像傳感器上，鏡座的內部空腔用于傳導有效成像光線，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，用于實時記錄和傳遞成像信息。

優選地，光源為波長為630nm±15nm的紅色LED光源，其發光角度40°。

優選地，導光筒的外觀為圓柱形，導光筒的縱向長度為7.5mm，其內部的通光孔呈錐形。

優選地，準直透鏡為雙凸透鏡，焦距范圍為10～12mm。

優選地，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，數值孔徑為0.3，解像力能達到100lp/mm，畸變小于1.5％。