CN109839695B - 光纤面板及其调试方法 - Google Patents

Abstract

一种光纤面板及其调试方法，光纤面板包括：若干个光纤维团格，所述光纤维团格包含至少三根光纤维，每根所述光纤维与邻近的两根光纤维的交界面之间围成内部缝隙，所述光纤维团格内部至少具有一个所述内部缝隙，且每一光纤维团格中光纤维与邻近光纤维团格中光纤维的交界面之间围成外部缝隙；白丝，所述白丝填充于所述内部缝隙中；吸收丝，所述吸收丝填充于所述外部缝隙中。本发明通过对白丝和吸收丝的位置和数量的特殊分布，实现光的透过率与图像对比度之间的平衡。

Description

光纤面板及其调试方法

技术领域

本发明涉及光纤面板制造领域，特别涉及一种光纤面板及其调试方法。

背景技术

光纤面板(FOP，Fiber Optical Plate)是由许多根规则紧密排列的光纤维组成的一种硬质光纤元件。具体地，光纤面板利用光纤维聚集而成，以与光学传播方向形成夹角切割，并研磨或抛光两端面，形成光纤面板。

现有的光纤面板在光传输过程中，存在部分杂散光从纤芯内逸出透过光纤维中的包层传递至另外的光纤维中，导致图像的对比度变差的问题。为此，提出采用黑色皮料套管的光纤面板，即，每根光纤维的包层为黑色的，利用包层吸收从纤芯内逸出的杂散光，以改善图像对比度差的问题。

然而，光纤面板中，光纤维的包层颜料能够相互渗透，导致黑色颜料渗透至纤芯内，从而造成纤芯内的部分光线被吸收，导致光的透过率低；因此，当光纤维的纤芯直径小于或等于10μm时，光纤维几乎不能传递光纤。为此，当光纤维的包层为黑色时，光纤维的纤芯往往具有大的直径，所述直径大于或等于25μm；而光纤维的纤芯直径过大又会导致图像分辨率变差。

为此，亟需提供一种新的光纤面板，使得光纤面板在具有高图像对比度的同时，还具有高的光线透过率以及图像分辨率。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种光纤面板及其调试方法，使得光纤面板在具有高图像对比度的同时，还具有高的透过率以及图像分辨率。

为解决上述问题，本发明提供一种光纤面板，包括：若干个光纤维团格，所述光纤维团格包含至少三根光纤维，每根所述光纤维与邻近的两根光纤维的交界面之间围成内部缝隙，所述光纤维团格内部至少具有一个所述内部缝隙，且每一光纤维团格中光纤维与邻近光纤维团格中光纤维的交界面之间围成外部缝隙；白丝，所述白丝填充于所述内部缝隙中；吸收丝，所述吸收丝填充于所述外部缝隙中。

可选的，所述吸收丝的材料为黑色材料。

可选的，所述吸收丝的材料为蓝色材料或者红色材料。

可选的，所述光纤维团格中包含七根光纤维。

可选的，单个所述光纤维团格中，六根光纤维环绕剩余一根光纤维外周排列；所述光纤维团格内部的内部缝隙数量为六个。

可选的，所述光纤维团格中包含三根光纤维；单个所述光纤维团格中，所述三根光纤维呈三角形排列，且所述光纤维团格内部的内部缝隙数量为一个。

可选的，任一光纤维团格与至少两个光纤维团格相邻接。

可选的，所述若干个光纤维团格在所述光纤面板中以几何图形方式均匀分布。

可选的，还包括，至少一根杂散光纤维。

可选的，所述杂散光纤维与邻近的杂散光纤维或者邻近的光纤维团格中的光纤维的交界面之间具有杂散缝隙；且所述吸收丝还填充于所述杂散缝隙中。

可选的，六个所述光纤维团格均匀分布在单根所述杂散光纤维周围；所述杂散光纤维与邻近的光纤维团格中的光纤维的交界面之间具有六个所述杂散缝隙。

可选的，所述光纤维包括纤芯以及包覆在所述纤芯外周面的透明反射包层；其中，所述纤芯的芯径小于或等于35μm。

本发明还提供一种光纤面板的调试方法，包括：提供上述的光纤面板、光的透过率阈值以及图像对比度阈值；对所述光纤面板进行光学测试，获取光的透过率测量值以及图像对比度测量值；依据所述光的透过率测量值与所述光的透过率阈值之间的关系、以及所述图像对比度测量值与所述图像对比度阈值之间的关系，调整所述光纤面板中光纤维团格的大小，直至所述光的透过率测量值在光的透过率阈值范围，且所述图像对比度测量值在图像对比度阈值范围内。

可选的，采用平板光学探测器，对所述光纤面板进行光学测试。

可选的，调整所述光纤维团格的大小的方法包括：减小所述光纤维团格的尺寸，以减少所述白丝的数量，且增加所述吸收丝的数量；或者，增加所述光纤维团格的尺寸，以增加所述白丝的数量，且减少所述吸收丝的数量。

可选的，当所述光的透过率测量值小于所述光的透过率阈值时，增加所述光纤维团格的尺寸；当所述图像对比度测量值小于所述图像对比度阈值时，减小所述光纤维团格的尺寸。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明提供一种结构性能优越的光纤面板，由于光纤维团格中内部缝隙被白丝填充而不是被吸收丝填充，从而保证了光纤面板中光的透过率特性，避免由于吸收丝数量过多而造成的光的透过率低下的问题；且由于邻近光纤维团格的光纤维之间的外部缝隙被吸收丝填充，因此所述吸收丝能够吸收所述光纤维团格产生的杂散光，从而减少或避免所述杂散光传递至其他光纤维团格中，减小或者避免杂散光对其他光纤维团格中光纤维造成干扰，从而保证光纤维的透明反射包层与纤芯的界面性能稳定，所述光纤维内全反射能够正常进行，从而保证所述光纤面板具有高图像对比度性能。此外，由于设置了吸收丝吸收杂散光，因此，所述光纤维中无需为设置吸收层而增加光纤维的直径，从而避免由于增加光纤维直径而出现的图像分辨率低的问题。

附图说明

图1为一种光纤面板沿垂直于光纤维延伸方向切割的剖面结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的光纤面板沿垂直于光纤维延伸方向切割的剖面结构示意图；

图3为图2中区域A的光纤维团格的放大结构示意图；

图4为本发明另一实施例提供的光纤面板沿垂直于光纤维延伸方向切割的剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术中的光纤面板存在光线透过率低以及图像分辨率低问题。

采用插丝的手段在一定程度上能够解决上述问题，然而常规的插丝方案又导致光纤面板的光线透过率下降。具体地，三根光纤维之间会形成一个缝隙，采用直径约光纤维直径0.14倍的细丝填入该缝隙，且填入的该细丝具有吸收光的功能，该细丝称为吸收丝；插丝的技术方案为：在光纤维的六个交界面上都放置吸收丝；或者，选择性的去掉一些光纤丝，以吸收丝代替。

如图1所示，图1为一种光纤面板沿垂直于光纤维延伸方向切割的剖面结构示意图，三根光纤维20之间形成缝隙，采用吸收丝21填充于所述缝隙中。

上述插丝方案虽然能够解决图像对比度变差的问题，但是又会导致光线的透过率下降。

为了解决光纤面板的漏光问题，提高光纤面板的透光率，提出采用黑皮管作为光纤维包层的方案。具体地，将光纤维中的包层换成黑皮管，所述黑皮管的材料为有颜色(即黑色)可吸收指定光谱的材料，即，光纤维中的纤芯的材料为高n值材料，光纤维中的包层的材料为低n值材料，n为折射率。

然而，当光纤维的包层采用黑皮管时，又存在黑色颜料的渗透问题，即黑色颜料渗透至纤芯内；黑色颜料进入纤芯中，不仅会造成纤芯与黑皮管的界面性能变差，影响全反射的进行，且所述黑色颜料还会吸收纤芯中的光线，导致光的透过率下降。

为了避免黑色颜料渗透带来的不良影响，所述光纤维具有大的纤芯芯径值，这将导致图像的分辨率不足；且即使纤芯具有大的纤芯值，渗透进入纤芯内的黑色颜料仍会吸收部分光线，导致光的透过率下降。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光纤面板，若干个光纤维团格，所述光纤维团格包含至少三根光纤维，每根所述光纤维与邻近的两根光纤维的交界面之间围成内部缝隙，所述光纤维团格内部至少具有一个所述内部缝隙，且每一光纤维团格中光纤维与邻近光纤维团格中光纤维的交界面之间围成外部缝隙；白丝，所述白丝填充于所述内部缝隙中；吸收丝，所述吸收丝填充于所述外部缝隙中。

本发明能够实现光纤面板的光的透过率和图像对比度之间的平衡，且保证所述光纤面板的图像分辨率特性良好。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。图2为本发明一实施例提供的光纤面板沿垂直于光纤维延伸方向切割的剖面结构示意图，图3为图2中区域A的光纤维团格的放大结构示意图。

参考图2及图3，所述光纤面板包括：

若干个光纤维团格10(图3)，所述光纤维团格10包含至少三根光纤维101，每根所述光纤维101与邻近的两根光纤维101的交界面之间围成内部缝隙，且所述光纤维团格10内部至少具有一个所述内部缝隙，且每一光纤维团格10中光纤维101与邻近光纤维团格10中光纤维的交界面之间围成外部缝隙；

白丝(未图示)，所述白丝填充于所述内部缝隙中；

吸收丝105，所述吸收丝105填充于所述外部缝隙中。

为了便于图示和说明，所述吸收丝105以黑色点状图示，同一光纤维团格10内的光纤维101以同一填充方式图示。

以下将结合附图对本发明实施例提供的光纤面板进行详细说明。需要说明的是，图3中仅示出了单个光纤维团格10中两根光纤维101交界处的吸收丝105。

所述光纤维101包括纤芯(未图示)以及包覆在所述纤芯外周面的透明反射包层。

本实施例中，所述纤芯的材料为石英玻璃，其中，所述石英玻璃中掺杂有Yb、Tm、Ho、F、P或者Ge中的一种或者多种元素。本实施例中，透明反包层的材料为透明材料。

由于所述光纤面板中，所述白丝以及吸收丝105并未影响所述光纤维101的内部结构，使得所述光纤维101能够采用已有的生产工艺流程以及工艺控制点进行生产。且无需考虑由于颜料渗透进入纤芯内而增加纤芯的心境，使得所述光纤维101的纤芯做的很小，从而保证了光的透过率。因此，本实施例中光纤维101的纤芯芯径小，因此能够避免纤芯芯径增大而带来的光纤面板的图像分辨率变差的问题，使得本实施例提供的光纤面板保持良好的图像分辨率。

具体地，本实施例中，所述光纤维101的纤芯的芯径小于或等于35μm。

本实施例中，所述纤芯的端面形状为圆形，相应的所述光纤维101的端面形状为圆形，即，所述光纤维101为圆柱棒体。

所述光纤维团格10的大小，可以根据所述光纤面板的应用需求进行确定。具体地，所述光纤面板应用于平板探测器中时，所述光纤维团格10的大小与所述平板探测器中传感器尺寸相同。因此，所述光纤维团格10的大小与所述平板探测器中传感器尺寸相匹配，避免由于光纤维101的纤芯芯径大而出现的图像分辨率低的问题，从而防止出现图像分辨率变差的问题。

此外，所述光纤维团格10的大小还与光的透过率阈值以及图像对比度阈值有关，也就是说，根据产品的实际需求，可以对光纤维团格10的大小进行调整，从而保证所述光纤面板具有的光的透过率达到光的透过率阈值，且所述光纤面板具有的图像对比度达到图像对比度阈值。

因此，根据所述光纤面板的尺寸以及每一光纤维团格10的尺寸，可以获知所述光纤面板中光纤维团格10的数量。需要说明的是，所述光纤面板还可以包括：至少一根杂散光纤维106，也可以认为，所述光纤面板中位于光纤维团格10之外的光纤维为杂散光纤维106。

所述白丝的材料为透光材料。所述白丝占据位于光纤维团格10内的内部缝隙，在提高光纤维团格10中各光纤维101之间的位置稳定性的同时，还有利于提高所述光纤维团格10内部的光的透过率。尤其是相较于内部缝隙被吸收丝填充的技术方案而言，吸收丝105具有吸收光线的能力，本实施例中，通过合理设置光纤维团格10中白丝的位置，能够有效的提高光纤面板的光的透过率的问题。

所述吸收丝105的作用包括：光线在光纤维101内传输过程中，存在部分杂散光透过透明反射包层的情况；所述吸收丝105能够吸收所述杂散光，防止光纤维101内的杂散光漏光问题。

由于光纤维团格10中内部缝隙被白丝填充而不是被吸收丝填充，从而保证了光纤面板中光的透过率特性，避免由于吸收丝数量过多而造成的光的透过率低下的问题；且由于邻近光纤维团格10的光纤维101之间的外部缝隙被吸收丝105填充，因此所述吸收丝105能够吸收所述光纤维团格10产生的杂散光，从而减少或避免所述杂散光传递至其他光纤维团格10中，减小或者避免杂散光对其他光纤维团格10中光纤维101造成干扰，从而保证光纤维101的透明反射包层与纤芯的界面性能稳定，所述光纤维101内全反射能够正常进行，从而保证所述光纤面板具有高图像对比度性能。

本实施例中，所述光纤维团格10中包含七根光纤维101。在单个所述光纤维团格10中，六根光纤维101环绕剩余一根光纤维101外周排列；且所述光纤维团格10内部的内部缝隙的数量为六个。

具体地，所述光纤维团格10中包含七根光纤维101时，所述光纤维团格10的直径为所述光纤维101直径的三倍。例如，所述光纤维101的直径为6μm，所述光纤维团格10的直径为18μm。

为了进一步的实现吸收丝105与白丝位置和数量之间的平衡，任一光纤维团格10与至少两个光纤维团格10相邻接。

本实施例中，任一光纤维团格10与至少三个光纤维团格10相邻接。具体地，六个所述光纤维团格10均匀分布在单个光纤维团格10的四周。

需要说明的是，所述杂散光纤维106与邻近的杂散光纤维106或者邻近的光纤维团格10中的光纤维101的交界面之间具有杂散缝隙，且所述吸收丝105还填充于所述杂散缝隙中。本实施例中，所述杂散光纤维106位于光纤面板的边缘区域。

在其他实施例中，所述光纤维团格中还可以包含三根光纤维，且单个所述光纤维团格中，所述三根光纤维呈三角形排列，所述光纤维团格内部的内部缝隙数量为一个。

所述若干个光纤维团格在所述光纤面板中以几何图形方式均匀分布，例如，所述若干个光纤维团格呈米字型排布，或者，所述若干个光纤维团格呈九宫格型排布。如图4所示，图4为本发明另一实施例提供的光纤面板沿垂直于光纤维延伸方向切割的剖面结构示意图，所述若干个光纤维团格10在所述光纤面板中呈米字型排布。其中，每一光纤维团格10中的光纤维101按照三角形方式排列。六个所述光纤维团格10均匀分布在单根所述杂散光纤维106周围；所述杂散光纤维106与邻近的光纤维团格10中的光纤维101的交界面之间具有六个杂散缝隙，且所述吸收丝105还填充于所述杂散缝隙中。

本实施例中，通过调整所述吸收丝105和白丝的位置和排布，获得光的透过率和杂散光吸收率之间的平衡，也就是说，获得光的透过率和图像对比度之间的平衡。且由于光纤面板中光纤维101本身的结构未发生变化，因此能够采用已有的生产工艺流程以及工艺控制点生产所述光纤面板，无需改变制作光纤维101的材料配方，使得光纤维101能够保持小直径的特性，从而保证光纤面板的图像分辨率。

相应的，本发明还提供一种上述光纤面板的调试方法，包括：提供上述的光纤面板、光的透过率阈值以及图像对比度阈值；对所述光纤面板进行光学测试，获取光的透过率测量值以及图像对比度测量值；依据所述光的透过率测量值与所述光的透过率阈值之间的关系、以及所述图像对比度测量值与所述图像对比度阈值之间的关系，调整所述光纤面板中光纤维团格的大小，直至所述光的透过率测量值在光的透过率阈值范围，且所述图像对比度测量值在图像对比度阈值范围内。

其中，所述光的透过率阈值为对光纤面板的光的透过率的最低要求，所述图像对比度阈值为产品对光纤面板的图像对比度的最低要求。

通过上述调试方法，能够通过调整光纤维团格的大小，改变吸收丝和白丝的位置以及数量，从而满足光的透过率符合产品要求，且图像对比度符合产品要求，从而实现光纤面板的光的透过率以及图像对比度之间的平衡。

具体地，可以采用平板光学探测器，对所述光纤面板进行光学测试，获取光的透过率的测量值以及图像对比度测量值。

调整所述光纤维团格的大小的方法包括：减小所述光纤维团格的尺寸，以减少所述白丝的数量，且增加所述吸收丝的数量；或者，增加所述光纤维团格的尺寸，以增加所述白丝的数量，且减少所述吸收丝的数量。

所述调试方法包括：当所述光的透过率测量值小于所述光的透过率阈值时，增加所述光纤维团格的尺寸；当所述图像对比度测量值小于所述图像对比度阈值时，减小所述光纤维团格的尺寸。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (16)

1.一种光纤面板，其特征在于，包括：

若干个光纤维团格，所述光纤维团格包含至少三根光纤维，每根所述光纤维与邻近的两根光纤维的交界面之间围成内部缝隙，所述光纤维团格内部至少具有一个所述内部缝隙，且每一光纤维团格中光纤维与邻近光纤维团格中光纤维的交界面之间围成外部缝隙；

白丝，所述白丝填充于所述内部缝隙中，所述白丝的材料为透光材料；

吸收丝，所述吸收丝填充于所述外部缝隙中。

2.如权利要求1所述的光纤面板，其特征在于，所述吸收丝的材料为黑色材料。

3.如权利要求1所述的光纤面板，其特征在于，所述吸收丝的材料为蓝色材料或者红色材料。

4.如权利要求1所述的光纤面板，其特征在于，所述光纤维团格中包含七根光纤维。

5.如权利要求4所述的光纤面板，其特征在于，单个所述光纤维团格中，六根光纤维环绕剩余一根光纤维外周排列；所述光纤维团格内部的内部缝隙数量为六个。

6.如权利要求1所述的光纤面板，其特征在于，所述光纤维团格中包含三根光纤维；单个所述光纤维团格中，所述三根光纤维呈三角形排列，且所述光纤维团格内部的内部缝隙数量为一个。

7.如权利要求1所述的光纤面板，其特征在于，任一光纤维团格与至少两个光纤维团格相邻接。

8.如权利要求1所述的光纤面板，其特征在于，所述若干个光纤维团格在所述光纤面板中以几何图形方式均匀分布。

9.如权利要求1所述的光纤面板，其特征在于，还包括，至少一根杂散光纤维。

10.如权利要求9所述的光纤面板，其特征在于，所述杂散光纤维与邻近的杂散光纤维或者邻近的光纤维团格中的光纤维的交界面之间具有杂散缝隙；且所述吸收丝还填充于所述杂散缝隙中。

11.如权利要求10所述的光纤面板，其特征在于，六个所述光纤维团格均匀分布在单根所述杂散光纤维周围；所述杂散光纤维与邻近的光纤维团格中的光纤维的交界面之间具有六个所述杂散缝隙。

12.如权利要求1所述的光纤面板，其特征在于，所述光纤维包括纤芯以及包覆在所述纤芯外周面的透明反射包层；其中，所述纤芯的芯径小于或等于35μm。

13.一种光纤面板的调试方法，其特征在于，包括：

提供如权利要求1-12任一项所述的光纤面板、光的透过率阈值以及图像对比度阈值；

对所述光纤面板进行光学测试，获取光的透过率测量值以及图像对比度测量值；

依据所述光的透过率测量值与所述光的透过率阈值之间的关系、以及所述图像对比度测量值与所述图像对比度阈值之间的关系，调整所述光纤面板中光纤维团格的大小，直至所述光的透过率测量值在光的透过率阈值范围，且所述图像对比度测量值在图像对比度阈值范围内。

14.如权利要求13所述的光纤面板的调试方法，其特征在于，采用平板光学探测器，对所述光纤面板进行光学测试。

15.如权利要求13所述的光纤面板的调试方法，其特征在于，调整所述光纤维团格的大小的方法包括：减小所述光纤维团格的尺寸，以减少所述白丝的数量，且增加所述吸收丝的数量；或者，增加所述光纤维团格的尺寸，以增加所述白丝的数量，且减少所述吸收丝的数量。

16.如权利要求13所述的光纤面板的调试方法，其特征在于，当所述光的透过率测量值小于所述光的透过率阈值时，增加所述光纤维团格的尺寸；当所述图像对比度测量值小于所述图像对比度阈值时，减小所述光纤维团格的尺寸。

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