专利名称：光纤熔接机单镜头成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤熔接领域中的光学成像技术，特别是光纤熔接机中用于光 纤对准、检测的光学成像装置。
背景技术：
石英玻璃光纤由石英芯部和形成在芯部周围的石英包层组成，且由塑料制 成的外包层所包裹加强保护。光在光纤芯部传输。该类光纤广泛使用在光信号 传输等领域中。为使光信号在光纤内有效传输一定的距离，需要将相对短的光
纤连接在一起并且附加损耗尽可能小；小的光信号损耗传输，可在一个呈圆柱 体的理想的纤芯内实现。光纤熔接机熔接光纤时，是通过光学显微摄像系统， 获取两根需要对接光纤的对准误差，调整此误差至允许范围后，采用放电电弧 加热，并使其相互靠近，熔合为合格的整体。已有的光纤熔接机一般从两维方 向检测光纤对准与否。即采用正交的X、 Y方向光源照射在需要连接的光纤端 点处，并通过两组光学显微摄像系统来聚焦成像；由机械驱动机构来调整光学 显微摄像系统的运动，使摄像机获取光纤清晰影像；据此判断二根光纤的对准 误差。此类光纤熔接机的特点是由二路光学显微成像系统组成，且需要运动机 构使二路光纤显微成像系统到达工作位置，使光纤成像清晰。这种光学显微摄 像系统的熔接机，需要光学显微摄像系统进行寻像、聚焦运动，机构复杂，稳 定性差。另有一种光纤熔接机虽然只用一组光学显微成像系统，但在其获取其 中一个方向影像时，需要在两个放电电极之间增加反光镜，将其中一路光反射 至光学显微成像系统中；同时光学显微成像系统需要做相应的调节运动，使其 到达2个不同的工作位置；同时由于反光镜挡住了放电电极，在熔接前需要移 开反光镜，此方向影像消失。由于上述的结构及原理，此系统无法同时得到2 个方向的影像。此种光纤熔接机的特点是采用X、 Y两路光源，虽然只用一 组光学显微成像系统，但需要较复杂的调整运动机构。
发明内容
本发明的目的就是为了克服已有技术中的光学成像装置存在的结构复杂、 稳定性差而提出的一种光纤熔接机单镜头成像装置。 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案
光纤熔接机单镜头成像装置，它包括二路呈一定角度的入射光源、 一对熔 接电极、 一个光学显微成像装置和一个摄像装置，其特征在于所述熔接电极 与光学显微成像装置之间设置一套光线反射汇聚装置，它将二路呈一定角度的 入射光汇聚，并将汇聚的光入射至光学显微成像装置。
作为最佳方式，光纤熔接机单镜头成像装置中的二路入射光相互垂直，所 述熔接电极与光学显微成像装置之间设置一套光学反射汇聚装置，它将二路相 互垂直的入射光汇聚，并将汇聚的光入射至光学显微成像装置成像。
根据上述最佳技术方案，可以有以下具体优化结构
1、 所述光学反射汇聚装置由二组平面反射镜组成，每组平面反射镜由两个 互呈22.5°的平面镜组成，使入射光经过两次反射后汇聚并与原入射角度呈135
2、 所述光学反射汇聚装置由一个三角形的棱镜和设置在该棱镜两侧的一对
平面反射镜组成，每个棱镜的反射面与对应平面反射镜互成22.5° ，使入射光 线经过两次反射后汇聚并与原入射角度呈135° 。
3、 所述光学反射汇聚装置由二个多棱镜(一个组合多棱镜)组成，入射光 在每个多棱镜中经过两次反射后汇聚并与原入射角度呈135° 。
上述技术方案中所述的液体透镜，是公知的产品，现以电润湿型液体透镜 来说明，液体透镜是两种折射率不同的且不相混合的液体， 一种是可导电的水 性溶液，另一种是不导电的矽酮油溶液。并将两种液体封装在两面均透明的圆 筒型容器中。容器壁做了疏水性处理。因此水溶液会呈圆顶形聚集在容器中心 部分，水溶液和矽酮油之间就会形成凸状曲面，通过施加可控的电信号来改变 曲率即可进行对焦。即实现对焦(聚焦)作用。
由以上技术方案可以看出，本发明的实质在于通过一套光学二次反射汇 聚装置，将两个不同方向影像转换为由一个显微成像装置接收图像，实现了两个方向的光纤对准误差检测。在这里，所采用的光学反射汇聚装置，来达到两 光学图像方向的转换。需要补充说明的是
a、 两反光镜的作用将透射的光纤影像，通过2个反光镜，改变了光的 方向。
b、 棱镜作用是将经反光镜反射汇聚的光，入射于一个显微摄像系统。 只采用一个光学显微摄像装置就可以同时获取2个方向的光纤影像。而不需要 系统的移动。这就是本发明区别于已有的光纤熔接机不同的地方之一。
C、多棱镜(组合多棱镜)作用是既具有两反光镜的作用，同时又具备 棱镜的光汇聚作用。
本发明的第二个特点是在光学显微成像系统中使用了液体透镜，液体透 镜的作用是，通过施加可控的电信号来改变液体透镜的曲率，使液体透镜起到 调焦的作用，而无需使光学显微摄像系统运动，来达到聚焦的目的，与传统的 熔接机相比，取消了驱动光学显微摄像系统运动的复杂机构。 由于采用了上述技术方案，使得本发明具有如下优点
1、 只使用一组光学显微成像及摄像系统，使得结构简单；
2、 使用一套光学二次反射汇聚装置将两个方向影像入射到同一个显微摄像 系统，而不需要系统的移动，能够简便地完成光纤对准的检测，进而提高了光 纤熔接质量、性能和成本。
图1是本发明采用二组平面镜的结构示意图2是本发明采用平面镜与三棱镜组合的结构示意图3是本发明采用组合多棱镜的结构示意图4是本发明采用平面镜(非平行)与三棱镜组合的结构示意图；
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的优选实施方式进行具体描述
实施例一如图1所示本发明所述的光纤熔接机单镜头成像装置，包括
两组正交的光源2， 一对熔接电极3，含有液体透镜7的显微成像装置6，以及
摄像装置8 (CMOS或CCD)、处理器9和显示器10。在熔接电极3与由显微成像装置6之间，设置一套光学二次反射汇聚装置， 它由二组平面镜组成，每组平面镜由两个互呈22.5。的平面镜4、 5组成，入射 光2透射过位于两个熔接电极3之间的需要对接的两光纤1端点，分别照射到 平面镜4上，经过平面镜4反射到平面镜5，由平面镜5反射两组相互平行的光 (与原入射2呈135。角)。该平行光由显微成像装置6及其中的液体透镜7将 光纤影像聚焦、放大后，由摄像装置8 (CMOS或CCD)接受成像，摄像装置 将光信号转化为电信号，并输送至CPU处理，最终由显示器10显示。
实施例二如图2所示，本发明所述的光纤熔接机单镜头成像装置的系统 组成同图1，区别在于光学二次反射汇聚装置是由一个三棱镜5a和设置在该棱 镜两侧的一对平面镜4组成，每个三棱镜的反射面与对应平面镜互成22.5° ， 使入射光经过两次反射后与原入射角度呈135。。
实施例三如图3所示，本发明所述的光纤熔接机单镜头成像装置的系统 组成同图l，区别在于光学二次反射汇聚装置是一个组合多棱镜，它是由两个对 称的多棱镜5b组成，入射光在每个多棱镜中经过反射面5c、 5d两次反射后， 与原入射角度呈135。。
实施例四如图4所示，本发明所述的光纤熔接机单镜头成像装置的系统 组成同图l，区别在于两路入射光是非正交的，二次反射汇聚装置中的平面镜 互成一定角度，使入射光经过二次反射后汇聚(可以是非平行光)到显微成像 装置中成像。
权利要求
1、光纤熔接机单镜头成像装置，它包括二路呈一定角度的入射光源、一对熔接电极、一个光学显微成像装置和一个摄像装置，其特征在于所述熔接电极与光学显微成像装置之间设置一套光学反射汇聚装置，它使二路呈一定角度的入射光汇聚到一个显微成像装置内成像。
2、 根据权利要求1所述的光纤熔接机单镜头成像装置，其特征在于所述的光学反射汇聚装置由二组平面镜组成，每组平面镜由两个呈一定角度的平面镜组成，使入射光经过反射后汇聚到一个显微成像装置内成像。
3、 根据权利要求1所述的光纤熔接机单镜头成像装置，其特征在于所述的光学反射汇聚装置由一个三棱镜和设置在该棱镜两侧的一对平面镜组成，每个三棱镜的反射面与对应平面镜互呈一定角度，使入射光经过反射后汇聚到一个显微成像装置内成像。
4、 根据权利要求1所述的光纤熔接机单镜头成像装置，其特征在于所述的光学反射汇聚装置由一个组合多棱镜组成，每组入射光在该多棱镜中经过反射后汇聚到一个显微成像装置内成像。
5、 根据权利要求1或2所述的光纤熔接机单镜头成像装置，其特征在于二路入射光以中心轴线对称设置并互呈90° ，所述的光学反射汇聚装置由二组平面镜组成，每组平面镜由两个互呈22.5°的平面镜组成，使入射光经过两次反射后汇聚并与原入射角度呈135° 。
6、 根据权利要求1或3所述的光纤熔接机单镜头成像装置，其特征在于二路入射光以中心轴线对称设置并互呈90° ，所述的光学反射汇聚装置由一个三棱镜和设置在该棱镜两侧的一对平面镜组成，每个三棱镜的反射面与对应平面镜互成22.5。，使入射光经过两次反射后汇聚并与原入射角度呈135° 。
7、 根据权利要求1或4所述的光纤熔接机单镜头成像装置，其特征在于二路入射光以中心轴线对称设置并互呈卯° ，所述的光线反射汇聚装置由一个组合多棱镜组成，每路入射光在多棱镜中经过反射后汇聚并与原入射角度呈135
8、 根据权利要求1、 2、 3、 4、 5、 6或7所述的光纤熔接机单镜头成像装置，其特征在于光学显微成像装置中采用液体透镜。
全文摘要
本发明涉及光纤熔接机单镜头成像装置，包括两组正交的光源(2)、一对熔接电极(3)、显微成像装置(6)及液体透镜(7)、摄像装置(8)、处理器(9)和显示器(10)。其特征在于设置一套由三棱镜(5a)和平面镜(4)组成的光线反射汇聚装置，三棱镜反射面与平面镜互成22.5°，使入射光线经过反射后汇聚，由显微成像装置(6)及液体透镜(7)将光纤影像聚焦，摄像装置(8)接收成像，输送至处理器(9)，由显示器10显示。本发明具有如下优点使用一组光学显微成像及摄像系统，使得结构简单；光线二次反射后汇聚到显微摄像装置内，不需要系统的移动，能够简便准确完成光纤对准的检测，提高了光纤熔接质量和性能。
文档编号G02B6/255GK101630041SQ20081013854
公开日2010年1月20日 申请日期2008年7月18日 优先权日2008年7月18日
发明者方晨之, 杨友联 申请人:南京吉隆光纤通信有限公司