CN107727362B - 光纤束出射光斑偏离值的检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置；解决的技术问题：针对背景技术中提及的现有对光纤束集束端的出射光斑偏离的测试是通过圆心的偏移量进行计算得到角度偏差，这种方法存在基准面无法精确定位，标记每一个输出光的位置费时费力，因此不适用于批量化的测试工作的技术问题。采用的技术方案：一种激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，包括光源，快速耦合接头，检测支架，检测标尺。本检测装置，能够定量检测出集束端出射光斑的偏离值，形成光纤束的检测标准。一种采用检测装置检测光纤束出射光斑偏离值的检测方法。本方法，可用于批量化的光纤束集束端检测，大大提升光纤束制作成品率，同时也为光纤束的成品检测提供依据。

Description

光纤束出射光斑偏离值的检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，尤其是一种激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，属于激光显示领域。

背景技术

激光投影是采用反射式超短焦激光投影机，搭配独特的抗光幕，可以显示超大屏的高亮画面，并且激光光源具有长寿命优势，亮度衰减的速度很慢，同时激光的色彩表现良好，是传统液晶电视难以比拟的。

而在激光投影仪中有一种设计方案是采用光纤束进行光传输，但是这种集束石英光纤束的集束端由于光纤排列不紧密直接影响端面的耐受能量密度，在与激光耦合过程中易造成损坏；同时由于多根光纤单丝在制作集束端时极易在固化过程中发生光纤扭动，从而引起光纤最终出射光斑的发射角度，而在激光投影应用中却需要对光纤束集束端的出射光斑偏离控制在一定的范围内，若超出设定范围则会对激光显示效果造成影响。

现有对光纤束集束端的出射光斑偏离的测试是通过圆心的偏移量进行计算得到角度偏差，这种方法存在基准面无法精确定位，标记每一个输出光的位置费时费力，因此不适用于批量化的测试工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对背景技术中提及的现有对光纤束集束端的出射光斑偏离的测试是通过圆心的偏移量进行计算得到角度偏差，这种方法存在基准面无法精确定位，标记每一个输出光的位置费时费力，因此不适用于批量化的测试工作的技术问题。

本发明的目的是，提出一种激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，用于检测光纤束集束端出射光斑偏离中心轴线的情况。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，包括光源，在光源的发射端通过快速耦合接头连接石英光纤束的入射端，石英光纤束水平设置且石英光纤束的出光端设置在检测支架上，在距离石英光纤束的出光端15-23cm处设置有检测石英光纤束出射光斑偏离值的检测标尺。

对发明技术方案的改进，快速耦合接头包括标准连接器接头、连接器底座、螺帽、透镜底座、耦合透镜和光阑，

标准连接器接头的右端连接石英光纤束的入射端，标准连接器接头的左端连接连接器底座的右端；透镜底座右端插入连接器底座的左端内并固联，透镜底座左端插入光阑的右端内并固联，耦合透镜置于透镜底座内；螺帽套装在连接器底座上并相对于连接器底座旋转；光阑的左端插入光源的发射端内，并通过螺帽内表面设置的螺纹固联光源。

本发明技术方案中的快速耦合接头，这种结构降低接插件加工精度的要求，结构紧凑，用户可方便地进行对中调整、装卸或更换光纤，且光纤的耦合端面不受污染和损伤。采用此种连接头将待测光纤直接连接，省去了采用光具座来调节光轴的步骤，因为采用带有耦合透镜的连接头，可使耦合透镜的聚焦光斑落在光纤的中心位置上，并使聚焦光斑覆盖端面有效通光部分的80～90％。

对上述技术方案的进一步改进，耦合透镜的直径为6-20mm，耦合透镜的焦距范围10-20mm。耦合透镜通常采用Φ6-20mm.焦距范围10-20mm,其通光面积大，可与光束直径大小不同的激光器配用。

对上述技术方案的进一步改进，耦合透镜采用石英或玻璃制成。耦合透镜材料可采用石英、玻璃等，能满足各种波长的要求。

对上述技术方案的进一步改进，标准连接器接头采用ST或SMA系列的接头。ST或SMA系列的接头的使用，可方便的与光纤连接，具有重复性和互换性。

对发明技术方案的改进，光源为可见光光源，光源带有红光、黄光、绿光的透光片。

对发明技术方案的改进，石英光纤束的大芯径光纤束，芯径为400-600um，石英光纤束的芯径与石英光纤束的皮层的直径比为1:1.04或1:1.25。

对发明技术方案的改进，检测标尺为带有十字光标尺的同心圆环，每相邻环之间的固定间隔为5mm；石英光纤束的出光端中心与检测标尺的圆心重合。带有十字光标尺的同心圆环的检测标尺，每环之间的固定间隔为5mm,检测支架离观测标尺的距离15-23cm。调整标尺位置，使光斑圆心同标尺圆心重合。旋转光纤360°，如光斑边缘偏移不超出固定值，则判定同心度合格，反之若超出则为不合格。本检测标尺为现有技术中的常规技术产品，可直接购买获得。

对发明技术方案的改进，检测支架包括带有V型槽的支架，在支架顶部通过螺钉设置上盖，上盖上在对应于V型槽处设置弹性止头螺栓。此种V型槽检测支架，其上端采用弹性止头螺栓，使光纤出光端既能固定在标准圆中又可自由旋转，便于同心圆检测。

本发明提出一种采用检测装置检测光纤束出射光斑偏离值的检测方法，包括如下步骤：

1)在测试间内安装检测装置；

2)接通光源的电源，预热半个小时；

3)将待检测的石英光纤束，采用无水乙醇棉将石英光纤束的两个端面擦拭干净，并去除石英光纤束两个端面污迹；

4)将步骤3)中处理好的石英光纤束安装到步骤1)中的检测装置上；石英光纤束的入射端接入快速耦合接头，石英光纤束的出光端设置在检测支架上；

5)调整步骤1)检测装置内检测标尺的位置，使得步骤4)中的石英光纤束的出光端中心与检测标尺的标尺圆心重合；

6)调整测试间环境，使可见光光照度达到20LX以下；

7)进行通光测试；

8)在光源中选用红光滤光片，对石英光纤束中的传输622-760nm的光纤进行测试，光斑偏移不超过8mm，则为合格；

9)在光源中选用黄光滤光片，对石英光纤束中的传输577-597nm的光纤进行测试，光斑偏移不超过8mm，则为合格；

10)在光源中选用绿光滤光片，对石英光纤束中的传输492-577nm的光纤进行测试，光斑偏移不超过8mm，则为合格；

11)记录测试结果，测试结束。

本采用检测装置检测光纤束出射光斑偏离值的检测方法，在测试过程，旋转石英光纤束360°，如光斑边缘偏移不超出固定值，判定石英光纤束出光端的出射光斑偏离中心角度合格，反之若超出则为不合格。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1、本激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，能够定量检测出集束端出射光斑的偏离值，形成光纤束的检测标准。

2、本激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，可用于批量化的光纤束集束端检测，大大提升光纤束制作成品率，同时也为光纤束的成品检测提供依据。

附图说明

图1是本激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置的布置图。

图2是快速耦合接头的结构示意图。

图3是快速耦合接头的剖视图。

图4是检测支架的俯视图。

图5是检测支架的局部剖视图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图1-图5和具体实施方式做进一步的描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：

参见图1所示，本实施例激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，包括光源1，在光源1的发射端通过快速耦合接头2连接石英光纤束3的入射端，石英光纤束3水平设置且石英光纤束3的出光端设置在检测支架4上，在距离石英光纤束3的出光端15-23cm处设置有检测石英光纤束3出射光斑偏离值的检测标尺5。

光源1为可见光光源，光源带有红光、黄光、绿光的透光片。石英光纤束3的大芯径光纤束，芯径为400-600um，石英光纤束3的芯径与石英光纤束3的皮层的直径比为1:1.04或1:1.25。

如图2和3所示，快速耦合接头2包括标准连接器接头6、连接器底座7、螺帽8、透镜底座9、耦合透镜10和光阑11，

标准连接器接头6的右端连接石英光纤束3的入射端，标准连接器接头6的左端连接连接器底座7的右端；透镜底座9右端插入连接器底座7的左端内并固联，透镜底座9左端插入光阑11的右端内并固联，耦合透镜10置于透镜底座9内；螺帽8套装在连接器底座7上并相对于连接器底座7旋转；光阑11的左端插入光源1的发射端内，并通过螺帽8内表面设置的螺纹固联光源1。耦合透镜10的直径为6-20mm，耦合透镜10的焦距范围10-20mm。耦合透镜通常采用Φ6-20mm.焦距范围10-20mm,其通光面积大，可与光束直径大小不同的激光器配用。耦合透镜10采用石英或玻璃制成。耦合透镜材料可采用石英、玻璃等，能满足各种波长的要求。标准连接器接头6采用ST或SMA系列的接头。ST或SMA系列的接头的使用，可方便的与光纤连接，具有重复性和互换性。

本快速耦合接头，这种结构降低接插件加工精度的要求，结构紧凑，用户可方便地进行对中调整、装卸或更换光纤，且光纤的耦合端面不受污染和损伤。采用此种连接头将待测光纤直接连接，省去了采用光具座来调节光轴的步骤，因为采用带有耦合透镜的连接头，可使耦合透镜的聚焦光斑落在光纤的中心位置上，并使聚焦光斑覆盖端面有效通光部分的80～90％。

如图1所示，检测标尺5为带有十字光标尺的同心圆环，每相邻环之间的固定间隔为5mm；石英光纤束3的出光端中心与检测标尺5的圆心重合。带有十字光标尺的同心圆环的检测标尺，每环之间的固定间隔为5mm,检测支架离观测标尺的距离15-23cm。调整标尺位置，使光斑圆心同标尺圆心重合。旋转光纤360°，如光斑边缘偏移不超出固定值，则判定同心度合格，反之若超出则为不合格。

如图4和5所示，检测支架4包括带有V型槽的支架4-1，在支架顶部通过螺钉设置上盖4-2，上盖4-2上在对应于V型槽处设置弹性止头螺栓4-3。此种V型槽检测支架，其上端采用弹性止头螺栓，使光纤出光端既能固定在标准圆中又可自由旋转，便于同心圆检测。

本发明提出一种采用检测装置检测光纤束出射光斑偏离值的检测方法，包括如下步骤：

1)在测试间内安装检测装置；

2)接通光源1的电源，预热半个小时；

3)将待检测的石英光纤束3，采用无水乙醇棉将石英光纤束3的两个端面擦拭干净，并去除石英光纤束3两个端面污迹；

4)将步骤3)中处理好的石英光纤束3安装到步骤1)中的检测装置上；石英光纤束3的入射端接入快速耦合接头2，石英光纤束3的出光端设置在检测支架4上；

5)调整步骤1)检测装置内检测标尺5的位置，使得步骤4)中的石英光纤束3的出光端中心与检测标尺5的标尺圆心重合；

6)调整测试间环境，使可见光光照度达到20LX以下；

7)进行通光测试；

8)在光源中选用红光滤光片，对石英光纤束3中的传输622-760nm的光纤进行测试，光斑偏移不超过8mm，则为合格；

9)在光源中选用黄光滤光片，对石英光纤束3中的传输577-597nm的光纤进行测试，光斑偏移不超过8mm，则为合格；

10)在光源中选用绿光滤光片，对石英光纤束3中的传输492-577nm的光纤进行测试，光斑偏移不超过8mm，则为合格；

11)记录测试结果，测试结束。

本采用检测装置检测光纤束出射光斑偏离值的检测方法，在测试过程，旋转石英光纤束360°，如光斑边缘偏移不超出固定值，判定石英光纤束出光端的出射光斑偏离中心角度合格，反之若超出则为不合格。

本采用检测装置检测光纤束出射光斑偏离值的检测方法可用于批量化的光纤束集束端检测，大大提升光纤束制作成品率，同时也为光纤束的成品检测提供依据。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，其特征在于，包括光源（1），在光源（1）的发射端通过快速耦合接头（2）连接石英光纤束（3）的入射端，石英光纤束（3）水平设置且石英光纤束（3）的出光端设置在检测支架（4）上，在距离石英光纤束（3）的出光端15-23cm处设置有检测石英光纤束（3）出射光斑偏离值的检测标尺（5）；

快速耦合接头（2）包括标准连接器接头（6）、连接器底座（7）、螺帽（8）、透镜底座（9）、耦合透镜（10）和光阑（11），标准连接器接头（6）的右端连接石英光纤束（3）的入射端，标准连接器接头（6）的左端连接连接器底座（7）的右端；透镜底座（9）右端插入连接器底座（7）的左端内并固联，透镜底座（9）左端插入光阑（11）的右端内并固联，耦合透镜（10）置于透镜底座（9）内；螺帽（8）套装在连接器底座（7）上并相对于连接器底座（7）旋转；光阑（11）的左端插入光源（1）的发射端内，并通过螺帽（8）内表面设置的螺纹固联光源（1）；

检测支架（4）包括带有V型槽的支架（4-1），在支架顶部通过螺钉设置上盖（4-2），上盖（4-2）上在对应于V型槽处设置弹性止头螺栓（4-3）。

2.如权利要求1所述的激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，其特征在于，耦合透镜（10）的直径为6-20mm，耦合透镜（10）的焦距范围10-20mm。

3.如权利要求1所述的激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，其特征在于，耦合透镜（10）采用石英或玻璃制成。

4.如权利要求1所述的激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，其特征在于，标准连接器接头（6）采用用ST或SMA系列的接头。

5.如权利要求1所述的激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，其特征在于，光源（1）为可见光光源，光源带有红光、黄光、绿光的透光片。

6.如权利要求1所述的激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，其特征在于，石英光纤束（3）的大芯径光纤束，芯径为400-600um，石英光纤束（3）的芯径与石英光纤束（3）的皮层的直径比为1:1.04或1:1.25。

7.如权利要求1所述的激光投影仪用光纤束出射光斑偏离值的检测装置，其特征在于，检测标尺（5）为带有十字光标尺的同心圆环，每相邻环之间的固定间隔为5mm；石英光纤束（3）的出光端中心与检测标尺（5）的圆心重合。

8.采用权利要求1-7任意一项所述的检测装置检测光纤束出射光斑偏离值的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）在测试间内安装检测装置；

2）接通光源（1）的电源，预热半个小时；

3）将待检测的石英光纤束（3），采用无水乙醇棉将石英光纤束（3）的两个端面擦拭干净，并去除石英光纤束（3）两个端面污迹；

4）将步骤3）中处理好的石英光纤束（3）安装到步骤1）中的检测装置上；石英光纤束（3）的入射端接入快速耦合接头（2），石英光纤束（3）的出光端设置在检测支架（4）上；

5）调整步骤1）检测装置内检测标尺（5）的位置，使得步骤4）中的石英光纤束（3）的出光端中心与检测标尺（5）的标尺圆心重合，旋转光纤360°；

6）调整测试间环境，使可见光光照度达到20LX以下；

7）进行通光测试；

8）在光源中选用红光滤光片，对石英光纤束（3）中的传输622-760nm的光纤进行测试，光斑偏移不超过8mm，则为合格；

9）在光源中选用黄光滤光片，对石英光纤束（3）中的传输577-597nm的光纤进行测试，光斑偏移不超过8mm，则为合格；

10）在光源中选用绿光滤光片，对石英光纤束（3）中的传输492-577nm的光纤进行测试，光斑偏移不超过8mm，则为合格；

11）记录测试结果，测试结束。