CN212341517U - 一种光纤熔接机光学成像及调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤熔接机光学成像及调节系统，包括一对光源头灯、一对显微镜、一对CMOS板集成组件、一对成像调节组件以及光路调节组件，一对光源头灯对称安装于光路调节组件中，成像调节组件位于光路调节组件的下方，一对显微镜对称安装于成像调节组件中，成像调节组件具有机架，显微镜通过显微镜安装座与机架连接，通过调节显微镜安装座改变显微镜相对光纤的距离以及相对机架的上下位置；显微镜的尾部为显微镜调节板，显微镜调节板后方为CMOS旋转座，一对CMOS板集成组件分别位于两CMOS旋转座的正下方，CMOS板集成组件能相对显微镜调节板转动及左右移动。实现各个自由度的独立调节，降低了关键零部件的制造难度及操作难度。

Description

一种光纤熔接机光学成像及调节系统

技术领域

本实用新型涉及光纤熔接机设备技术领域，更具体的说，涉及一种光纤熔接机光学成像及调节系统。

背景技术

光纤熔接机是一种利用一对电极放出电弧瞬间形成的高温将两段直径0.125mm的裸纤平整的光纤端面融化，同时将两端光纤准直推进，使两段光纤结合在一起的设备。广泛应用与通信行业工程施工中。

由于常用的裸纤直径只有0.125mm，因此在光纤熔接时，光纤的对准过程、推进运动、熔接判断要求非常精密，否则会明显影响光纤熔接质量，进而影响到通信质量。而随着通信技术的发展，对光纤熔接的精度要求越来越高。

光纤熔接机中，通过光学成像识别两段待熔接的光纤；同时通过成像得到的图像反馈控制光纤的对准、推进、熔接判断、光纤缺陷及熔接损耗等。可以说，光纤成像控制光纤熔接机的绝大部分工作流程。因此光纤熔接机的成像系统显得至关重要。

光纤熔接机的成像系统一般包括光源、光路调节组件、显微镜、CMOS、成像调节组件。光纤成像对光路同心度、亮度均匀性、显微镜焦距、CMOS获取光纤图像的水平度、上下位置、左右位置等等均有很高的要求，通过机械加工保证难度非常高且成本太高，因此精度较高的光纤熔接机一般都具有光路调节系统及成像调节组件，结合光源、显微镜、CMOS构成了光纤熔接机的光学成像及调节系统。

实用新型内容

实用新型要解决的技术问题：为提高光纤熔接机成像精度，提供一种光纤熔接机光学成像及调节系统，采用本实用新型的技术方案， 操作简单，各个自由度的调节均为独立调节，稳定可靠、制造难度低、成本低。

技术方案：为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种光纤熔接机光学成像及调节系统，包括一对光源头灯、一对显微镜、一对CMOS板集成组件、一对成像调节组件以及光路调节组件，一对所述光源头灯对称安装于所述光路调节组件中，且能够沿X和Y方向转动，以使该对光源头灯产生的光路沿两个方向进行独立的旋转调节；

所述成像调节组件位于光路调节组件的下方，一对所述的显微镜对称安装于成像调节组件中，所述成像调节组件具有机架，所述显微镜通过显微镜安装座与机架连接，通过调节显微镜安装座改变显微镜相对光纤以及机架的位置，以实现成像焦距和上下位置的独立调节；

所述显微镜的尾部为显微镜调节板，所述显微镜调节板的后方为一对CMOS旋转座，一对所述的CMOS板集成组件分别位于两CMOS旋转座的正下方，所述CMOS板集成组件能相对显微镜转动以及左右移动，以实现成像左右位置以及水平度的独立调节。

作为本实用新型更进一步的改进，所述光路调节组件包括一对头灯座、第一转轴、一对头灯调节板、第二转轴和头灯安装架，一对所述光源头灯分别安装于头灯座中，所述头灯座通过Y方向的第一转轴与头灯调节板相连，所述头灯调节板通过X方向的第二转轴与头灯安装架相连。

作为本实用新型更进一步的改进，所述一对头灯座和头灯调节板关于XZ平面对称。

作为本实用新型更进一步的改进，所述成像调节组件包括机架和显微镜安装座，所述显微镜通过显微镜安装座固定在机架上。

作为本实用新型更进一步的改进，所述CMOS板集成组件包括CMOS元件，所述CMOS旋转座能带动CMOS元件相对显微镜调节板左右移动及转动。

作为本实用新型更进一步的改进，所述显微镜调节板中部开孔，所述CMOS旋转座中部伸出两段圆弧形凸台，所述圆弧形凸台与孔内壁的圆弧段同轴配合，使CMOS旋转座可相对显微镜调节板进行旋转微调。

作为本实用新型更进一步的改进，所述成像调节组件及CMOS板集成组件组成的系统轴线与两光源头灯产生的光路组成两条正交直线，且正交中心在两段光纤对准时的轴线上。

作为本实用新型更进一步的改进，所述头灯安装架下方设有调节垫块，所述调节垫块上设有调节螺钉和支撑螺钉，拧动调节螺钉和支撑螺钉，能够调节头灯安装架的角度。

有益效果：采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）本实用新型的一种光纤熔接机光学成像及调节系统，兼顾到各个自由度方向的加工误差及装配误差，实现各个自由度的调节独立成单独零件调节，调节任一方向时不影响其他。

（2）本实用新型的一种光纤熔接机光学成像及调节系统，极大的降低了关键零部件如显微镜的制造难度。

（3）本实用新型的一种光纤熔接机光学成像及调节系统，操作简单，紧需要松紧螺钉微调即可，快速方便；调节后长期稳定，基本不需再次调整。

（4）本实用新型的一种光纤熔接机光学成像及调节系统，各调节零件使用压铸模具成型辅以简单加工，制造成本低且一致性好。

附图说明

图1为本实用新型的一种光纤熔接机光学成像及调节系统的结构示意图；

图2为本实用新型光路调节组件的示意图；

图3为本实用新型成像调节组件的示意图；

图4是图1按YZ平面剖切的正视图；

图5是成像调节组件调节原理示意图；

图6是光路调节组件调节原理示意图；

图7为显微镜调节板与CMOS旋转座的旋转调节示意图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

如图1-7，一种光纤熔接机光学成像及调节系统，包括一对光源头灯1、2，一对显微镜3、4，一对CMOS板集成组件、一对成像调节组件以及光路调节组件，一对光源头灯1、2对称安装于光路调节组件中，且能够沿X和Y方向转动，以使该对光源头灯1、2产生的光路沿两个方向进行独立的旋转调节；成像调节组件位于光路调节组件的下方，一对显微镜3、4对称安装于成像调节组件中，成像调节组件具有机架20，显微镜3、4通过显微镜安装座18、19与机架20连接，通过调节显微镜安装座18、19改变显微镜3、4相对光纤13以及机架20的位置，以实现成像焦距和上下位置的独立调节；显微镜3、4的尾部为显微镜调节板21、22，显微镜调节板21、22的后方为一对CMOS旋转座23、24，一对CMOS板集成组件分别位于两CMOS旋转座23、24的正下方，CMOS板集成组件能相对显微镜3、4转动以及左右移动，以实现成像左右位置以及水平度的独立调节。

与现有技术相比，本实用新型提供的光纤熔接机光学成像及调节系统，将各个自由度方向的加工误差及装配误差考虑进来，并且将各个自由度的调节独立成单独零件调节，调节任一方向时不影响其他，光路调节组件能够使一对光源头灯1、2产生的光路沿两个方向进行独立的旋转调节，成像调节组件实现成像焦距、上下位置、左右位置以及水平度的独立调节。同时采用上述光路调节及成像调节组件后，极大地降低了对于关键零部件如显微镜的制造难度。

如图2，在一个优选实施例中，光路调节组件包括一对头灯座7、8，第一转轴14、15，一对头灯调节板9、10，第二转轴16、17和头灯安装架11，一对光源头灯1、2分别安装于一对头灯座7、8中，一对头灯座7、8通过Y方向的第一转轴14、15与头灯调节板9、10相连，一对头灯调节板9、10通过X方向的第二转轴16、17与头灯安装架11相连。

一对光源头灯1、2分别安装在一对头灯座7、8中，安装后呈45°角度向下直射光纤13，并且与下方显微镜3、4同轴。一对头灯座7、8通过沿Y轴的第一转轴14、15分别与一对头灯调节板9、10相连，并通过调节螺钉及支撑弹簧调节与定位；一对头灯调节板9、10通过与X轴平行的第二转轴16、17与头灯安装架11相连，并通过调节螺钉及支撑弹簧调节定位；一对头灯座7、8及头灯调节板9、10关于XZ平面对称。

在一个优选实施例中，成像调节组件包括机架20和显微镜安装座18、19，显微镜3、4通过显微镜安装座18、19固定在机架20上。如图3-4，一对显微镜3、4分别通过显微镜安装座18、19与机架20相连，通过显微镜安装座18、19带动显微镜3、4前后及上下移动，以调节成像焦距及上下位置。

如图5，在一个优选实施例中，CMOS板集成组件包括CMOS元件5、6，CMOS旋转座23、24能带动CMOS元件5、6相对显微镜调节板21、22左右移动及转动。

CMOS旋转座23、24位于显微镜调节板21、22正下方，CMOS旋转座23、24能带动CMOS元件5、6相对显微镜调节板21、22转动，以调节成像的水平度；CMOS旋转座23、24与显微镜调节板21、22可左右相对移动，以调节成像左右位置。

在一个优选实施例中，如图7，显微镜调节板21、22中部开孔，CMOS旋转座23、24中部伸出两段圆弧形凸台41、42，圆弧形凸台41、42与孔内壁的圆弧段43、44同轴配合，使CMOS旋转座23、24可相对显微镜调节板21、22进行旋转微调。以实现CMOS旋转座23、24与显微镜调节板21、22的相对转动，完成旋转方向的微调，以调节成像的水平度。

CMOS旋转座23或24通过螺钉30、31安装在零件21或22上，圆弧形凸台41、42与两段圆弧段43、44配合；圆弧形凸台41、42外侧轮廓为同一圆弧上的两段，两段圆弧段43、44也是同一圆弧上的两段，即圆弧同轴，因此两零件配合可以形成转动。调节时，松开螺钉30、31，可以实现CMOS旋转座23、24与显微镜调节板21、22之间的相对转动，实现旋转方向的微调。

成像调节组件及CMOS板集成组件组成的系统轴线与两光源头灯产生的光路组成两条正交直线，且正交中心在两段光纤对准时的轴线上。如图4，一对显微镜3、4，CMOS元件5、6，一对成像调节组件关于XZ平面对称。由XZ平面两侧的显微镜3、4，成像调节组件及CMOS元件5、6组成的系统分别与上方的两光源头灯1、2组成两条正交直线，且正交中心为两段光纤13对准时的光纤13的轴线。

在一个优选实施例中，头灯安装架11下方设有调节垫块12，调节垫块12上设有调节螺钉32和支撑螺钉33、34，拧动调节螺钉32和支撑螺钉33、34，能够调节头灯安装架11的角度。调节垫块12安装在头灯安装架11下方的槽中，通过调节螺钉32及支撑螺钉33、34调节与固定。

一对正交光学成像及调节系统同时工作，成像反馈控制光纤对准及推进直至熔接工作，工作稳定可靠。

实际调节时，两正交光学成像及调节系统依次调节，两侧调节方法一致。如图5所示，首先松开显微镜安装座18、19与机架20相连的螺钉25、26，上下拨动显微镜3、4及成像调节组件，使得光纤13成像正好处于显示屏幕的上下位置正中间，拧紧螺丝25、26。

随后松开夹持螺钉27，来回拉动（即沿机架斜面法线方向来回拉动）显微镜3、4，显微镜调节板21、22和CMOS板集成组件组成的整体，找到最佳焦距位置，拧紧夹持螺钉27。

之后松开显微镜调节板21、22的两安装螺钉28、29，轻轻拨动显微镜调节板21、22，使其相对CMOS旋转座23、24移动，使得两段光纤成像在屏幕显示上左右对称，拧紧螺钉28、29。

松开CMOS旋转座23、24的两安装螺钉30、31，旋转CMOS旋转座23、24使光纤水平度达到要求，拧紧螺钉30、31，从而完成成像组件的调节。

光路调节组件的调节过程：如图6，拧动调节垫块12上方的调节螺钉32及支撑螺钉33、34，微调头灯安装架11的整体角度，使得光源头灯1、2与显微镜3、4基本同轴，拧紧支撑螺钉33、34；随后拧动头灯座7、8的调节螺钉35、36使头灯座7、8绕与Y轴平行方向的第一转轴14、15轻微转动，调节光纤成像沿光纤长度方向的锥度；然后拧动头灯调节板9、10的调节螺钉37、38，使得头灯调节板9、10绕与X轴平行方向的第二转轴16、17轻微转动，使光纤成像纤芯处于包层的正中间；至此完成光路调节。与其正交的另一侧光学成像及调节系统调节方法一致。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种光纤熔接机光学成像及调节系统，包括一对光源头灯、一对显微镜、一对CMOS板集成组件、一对成像调节组件以及光路调节组件，其特征在于：一对所述光源头灯对称安装于所述光路调节组件中，且能够沿X和Y方向转动，以使该对光源头灯产生的光路沿两个方向进行独立的旋转调节；所述成像调节组件位于光路调节组件的下方，一对所述的显微镜对称安装于成像调节组件中，所述成像调节组件具有机架，所述显微镜通过显微镜安装座与机架连接，通过调节显微镜安装座改变显微镜相对光纤以及机架的位置，以实现成像焦距和上下位置的独立调节；所述显微镜的尾部为显微镜调节板，所述显微镜调节板的后方为一对CMOS旋转座，一对所述的CMOS板集成组件分别位于两CMOS旋转座的正下方，所述CMOS板集成组件能相对显微镜转动以及左右移动，以实现成像左右位置以及水平度的独立调节。

2.根据权利要求1所述的光纤熔接机光学成像及调节系统，其特征在于：所述光路调节组件包括一对头灯座、第一转轴、一对头灯调节板、第二转轴和头灯安装架，一对所述光源头灯分别安装于头灯座中，所述头灯座通过Y方向的第一转轴与头灯调节板相连，所述头灯调节板通过X方向的第二转轴与头灯安装架相连。

3.根据权利要求2所述的光纤熔接机光学成像及调节系统，其特征在于：所述一对头灯座和头灯调节板关于XZ平面对称。

4.根据权利要求1所述的光纤熔接机光学成像及调节系统，其特征在于：所述成像调节组件包括机架和显微镜安装座，所述显微镜通过显微镜安装座固定在机架上。

5.根据权利要求1所述的光纤熔接机光学成像及调节系统，其特征在于：所述CMOS板集成组件包括CMOS元件，所述CMOS旋转座能带动CMOS元件相对显微镜调节板左右移动及转动。

6.根据权利要求5所述的光纤熔接机光学成像及调节系统，其特征在于：所述显微镜调节板中部开孔，所述CMOS旋转座中部伸出两段圆弧形凸台，所述圆弧形凸台与孔内壁的圆弧段同轴配合，使CMOS旋转座可相对显微镜调节板进行旋转微调。

7.根据权利要求1所述的光纤熔接机光学成像及调节系统，其特征在于：所述成像调节组件及CMOS板集成组件组成的系统轴线与两光源头灯产生的光路组成两条正交直线，且正交中心在两段光纤对准时的轴线上。

8.根据权利要求2所述的光纤熔接机光学成像及调节系统，其特征在于：所述头灯安装架下方设有调节垫块，所述调节垫块上设有调节螺钉和支撑螺钉，拧动调节螺钉和支撑螺钉，能够调节头灯安装架的角度。

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