光纤的观察设备和熔接器制造技术

每个成象光学系统具有一个后透镜系统，其前焦点处于前透镜系统的后焦点位置上。将每个光轴设置在垂直于光纤之光轴且与光纤放置表面的垂直方向不同的方向上。使ＣＣＤ的每一个图像拾取面相对于成象光学系统的光轴倾斜以便使得光纤中每个光纤的物距越长，其象距越短，而且将每个图像拾取面设在平行于光纤光轴的方向上。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于观察光纤位置的观察设备和使用这种光纤观察设备的熔接器。在日本的1-107218号专利申请公开中公开了一种现有的光纤观察设备。该申请中描述的传统光纤观察设备是这样一种设备，其从斜上方向成排固定在支架上的多个光纤发射光束并通过倾斜地位于下方的TV摄像机拾取受光照射的光纤联接部分处相邻端面的图像。图9是表示现有光纤观察设备中光学系统的视图。如图9所示，将TV摄像机的图像拾取面100设置在垂直于光学透镜101之光轴102的位置上并且调整光学系统以便在与光轴102相交的图像拾取面100上得到焦点。相应地，随着离该位置距离的加大，焦点将出现偏移从而使得图像变模糊；所以，如果用几个μm或更小的精度来测量光纤外径部分，则可在屏幕上显示出图像的光纤数量仅仅限于四对。顺便提一下，光纤的观察设备常常与光纤的熔接器结合使用。在这种情况下，应在熔接之前进行观察以检查在将要熔接的光纤之间是否发生轴线偏移或类似事情。近年来，用光纤熔接器一次联接的光纤对数已经增加以便提高光纤的接合效率。目前，一次熔接12对光纤的技术已经形成，而一次熔接16对光纤或24对光纤的技术也正在研究和发展中。然而，在上述光纤观察设备中，在一个屏上只能观察四对光纤；而且，由于在观察每个与之垂直的光纤的同时还必须测量轴线的偏移，所以如下表1所示，随着一次熔接的光纤数量的增加，也大大增加了联接的时间。表1 就联接时间而言，实际熔接所需的时间与光纤的数量无关，而增加的大部分联接时间是因用光纤观察设备观察光纤的位置和端面情况造成的。如上所述，由于观察光纤的时间随着光纤对数量的增加而增加，所以仅增加在一次操作中联接的光纤对的数量并不能提高光纤对的联接效率。日本第2-304403号专利申请公开中公开了一种现有的光纤观察设备。这篇申请中描述的现有光纤观察设备试图通过使图像拾取装置的图像拾取面相对于光轴倾斜而将更多的光纤带入焦点。然而，这个光纤观察设备需要一个驱动反射镜的装置，这是因为它需要用反射镜作为在两个方向上进行观察的器件。由于虚像(镜像)的位置随安装反射镜时的调整而变化，所以很难确定图像拾取面的合适位置和合适角度。此外，上述申请描述了在实际应用的设备中必须从截面上观察多个光纤对。所以最终还是不可能使多对光纤全部进入焦点。此外，使用上述任一种光纤观察设备时，得到的图像放大率不是恒定的而是随光纤的位置而变化，所以需要借助计算程序或图像处理进行矫正以达到一致的图像放大率。这个过程同样会延长观察光纤的时间而且还提出了涉及设备尺寸和成本的问题。本专利技术的一个目的是解决上述问题，从而提供一种能在短时间内精确观察在多个光纤情况下所有光纤的位置和端面状态的光纤观察设备和光纤熔接器。本专利技术的另一个目的是提供一种适用于这些设备的观察单元。本专利技术所述的光纤观察设备包括与多对光纤相对设置的成象光学系统，和拾取由成象光学系统形成的光纤图像的图像拾取装置，其中成象光学系统包括从光纤一侧按顺序布置的前透镜系统，孔径光阑，该孔径光阑的孔径位于前透镜系统的后焦点位置上，和后透镜系统，该系统的前焦点位于前透镜系统的后焦点位置上。本专利技术所述光纤观察设备的一个更优选实施例是一种用于观察多个光纤的光纤观察设备，其中从光纤一侧将成象光学系统和图像拾取器件(图像拾取装置)按顺序设置在两个不同光轴的每一个上，所述光轴垂直于平行设置和成扁平形状的多个光纤的光轴，且其方向与多个光纤放置表面的垂线方向不同，图像拾取器件拾取由成象光学系统形成的多个光纤的图像，其中成象光学系统包括从多个光纤一侧按顺序布置的前透镜系统，孔径光阑，该孔径光阑的孔径位于前透镜系统的后焦点位置上，和后透镜系统，该系统的前焦点位于前透镜系统的后焦点位置上，而且图像拾取器件的图像拾取面相对于成象光学系统的光轴是倾斜的，从而使得光纤的物距越长，其象距就越短，而且其中图像拾取器件的图像拾取面处于平行于多个光纤光轴的位置上。就这种光纤观察设备来说，由光源照亮并从作为被观察物体的多个光纤上射出的光聚焦在图像拾取器件的图像拾取面上并由图像拾取器件拾取。在这种设备中，将成象光学系统设置在两个不同光轴的每一个上，所述光轴几乎垂直于多个光纤的光轴，且其方向与多个光纤放置表面不垂直，图像拾取器件的图像拾取面实际上处于平行于光纤光轴的方向上并且相对于成象光学系统的光轴是倾斜的，从而使得物距越长，其象距就越短。因此，图像拾取器件之图像拾取面上的焦点对准范围变宽，因此能够使多对(例如12对)光纤全部聚焦，所以一次可以得到所有光纤的清晰图像。由于具有如上所述结构的成象光学系统包括前透镜系统，孔径光阑，和后透镜系统，所以图像拾取器件拾取的图像放大率是恒定的且始终与光纤的位置无关。在本专利技术所述的光纤观察设备中，前透镜系统和后透镜系统可以彼此相同而且将它们布置成相对于孔径光阑中的孔径位置彼此对称。在这种情况下，消除了成象光学系统产生的图像彗差并且由图像拾取器件拾取的光纤图像质量极佳。在另一个实施例中，按照本专利技术所述的光纤观察设备进一步包括用于校正多个光纤中每个光纤物距差的器件，将该物距差校正器件设置在多个光纤和成象光学系统之间。在这种情况下，可以校正因各光纤的位置差异而引起的物距差，这样象距差就变得较小，因此由图像拾取器件和成象光学系统的光轴形成的角度近似为直角。由此所构成的图像拾取器件尺寸紧凑，它能从整体上减小观察设备的尺寸。优选的物距差校正器件是一个具有楔形截面的棱镜。本专利技术的光纤熔接器是一种把多对彼此相对保持的光纤端面熔接在一起的设备。该设备包括(1)上述光纤观察设备，其用于拾取多对光纤的图像，(2)检查器件，其根据由光纤观察设备拾取的多对光纤图像检定多对光纤是否处于可熔接状态，和(3)熔接器件，其根据由检查器件得到的检定结果熔融和联接多对光纤的端表面。当使用熔接器时，应通过捕获光纤的图像监视光纤的轴向偏移和角度偏移以降低联接损失。按照本光纤熔接器，上述光纤观察设备拾取多对光纤上彼此相对端面的图像，检查器件根据图像确定是否可进行熔接，当检查器件断定可以进行熔接时，熔接器件熔融和联接光纤。而且可以在短时间内同时对多对光纤进行观察和检查，以便缩短熔接光纤的处理时间。按照本专利技术所述的观察单元包括从光轴上的物体一侧按顺序排列的成象光学系统和图像拾取器件。图像拾取器件拾取由成象光学系统形成物体图像。成象光学系统包括如上所述从被观察的物体一侧按顺序布置的前透镜系统，其孔径在前透镜系统后焦点位置上的孔径光阑，和前焦点在前透镜系统后焦点位置上后透镜系统。将图像拾取器件的图像拾取面设置成使其相对于成象光学系统的光轴倾斜。这种观察单元适用于上述光纤观察设备和上述光纤熔接器。就该观察单元而言，成象光学系统使从受观察的物体(例如，平行设置并呈扁平形状的多个光纤或类似物)射出的光聚焦在图像拾取器件的图像拾取平面上，而图像拾取器件拾取受观察物体的图像。在把成象光学系统设置在大致垂直于上述光纤的光轴且与光纤放置表面的垂直方向不同的光轴上，以及设置图像拾取器件的图像拾取面使其大致上平行于多个光纤的光轴并相对成象光学系统的光轴倾斜时，物距越长，象距越短。所以在图像拾取器件之图像拾取面上的焦点对准距离变宽，从而使多对(例如12对)光纤全部聚焦，这样便能够一次获得所有光纤的清本文档来自技高网...

【技术保护点】
光纤观察设备包括： （Ａ）与多对光纤相对设置的第一成象光学系统，所述第一成象光学系统包括： （ａ）第一前透镜系统， （ｂ）第一孔径光阑，其包括处于所述第一前透镜系统后焦点位置上的孔径，和 （ｃ）第一后透镜系统，其包括处于所述第一前透镜系统后焦点位置上的前焦点，其中所述第一前透镜系统、所述第一孔径光阑和所述第一后透镜系统从所述光纤一侧按顺序布置；和 （Ｂ）图像拾取装置，该装置拾取由所述第一成象光学系统形成的光纤图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大阪启司，服部一成，渡辺勤，田锅昭，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]