一种可调光阑的光纤准直装置的制作方法

1.本发明涉及一种可调光阑的光纤准直装置，属于光纤照明技术领域。


背景技术：

2.光学设备中常常涉及主动光学照明成像系统，光纤准直装置就是主动光学照明系统的一个核心装置。常规的光学照明装置按照通光顺序依次包括光源、光纤、准直镜头，主要作用是将光源耦合进入光纤，从光纤出光后进入准直镜，将光束还原成准直光束。通过光纤代替昂贵复杂的反射镜或透镜光路传递光束，结构更加简单，光纤出光需要定量限制光束的通过量，若在光纤出光端添加光阑，如何控制光阑姿态和准直镜出光方向是主动光学照明系统需要解决的重要问题，否则光纤准直装置出射的准直光无法准确的击中其它光学元件。
3.公开日为2019年9月10日，公开号为cn209373226u的中国专利文献公开了一种光线头位置调整机构，解决了光纤头相对透镜的轴向位移调整和角度调整。然而，其并没有解决光纤出光后的光束径向偏置问题，没有解决如何控制光纤出光的视场大小和方向，也没有解决如何控制镜头准直光的出射方向。


技术实现要素：

4.本实用新型需要解决的技术问题是：
5.1)解决光纤出光后的光束径向偏置问题，使光纤和光阑在轴向、径向以及绕轴方向可调(轴指光轴)，使进入准直镜的光束方向和位置可控；
6.2)通过增加光阑，实现准直镜入光口的视场大小和方向可控；
7.3)实现准直镜出光方向可调。
8.本实用新型采取以下技术方案：
9.一种可调光阑的光纤准直装置，包括：光纤座11，其出射端固定设置光阑19；轴筒12，其入射端与光纤座11固定；镜头支架15，套接在轴筒12上；轴环13，螺纹旋接在轴筒12上；限位块14，一端固定在镜头支架15上，另一端具有挡在轴环13入射端之前的限位部；模组支架16，固定在镜头支架15的出射端，并作为整个光纤准直装置的支撑基础。
10.上述方案的紧凑的结构设计实现了光纤头、光阑的轴向可调，以及模组支架作为整个光纤准直装置的支撑基础，不参与任何运动，其内的准直镜的姿态可调。
11.优选的，所述光纤座11前端具有一伸入轴筒12内部并与轴筒12内壁存在径向间隙的凸出部，所述轴筒12上设有径向贯穿轴筒12壁的多个微调螺丝18，所述微调螺丝18向内顶住所述凸出部时能够调节所述光纤座11的径向位置，进而调节所述光阑19的径向位置。该方案实现了光纤头、光阑的径向位置可调。
12.进一步的，所述凸出部的周向呈一入射端为小端，出射端为大端的圆锥面，微调螺丝18压紧所述圆锥面时使光纤座11受到轴向向后的分力。该方案的作用是在实现光纤头、光阑的径向位置可调的同时，还能为光线座和轴筒之间额外提供一个压紧装配的力，起到
一举两得的作用。
13.优选的，还包括导钉17；所述轴筒12的侧壁上开设若干槽口，镜头支架15的对应部位设有对应的导孔，槽口的宽度大于所述导钉17的直径；导钉17自所述导孔伸入所述槽口中对所述轴筒12径向限位和轴向导向。该方案实现了轴筒12余镜头支架15之间的轴向导向以及径向限位的功能，达到一举两得的效果。
14.进一步的，所述导钉17压紧所述槽口时，将所述轴筒12锁定。该方案进一步实现了轴筒12与镜头支架15之间的锁定功能。
15.优选的，所述模组支架16内设有能够调节准直镜出射光角度的角度调节机构。
16.优选的，所述光纤座11的入射端通过卡槽固定设置光纤头10。
17.进一步的，所述径向间隙为0.5mm。
18.优选的，所述限位块14呈l形结构，其弯折部挡在所述轴环13的入射端。
19.进一步的，所述微调螺丝18具有三个，相邻微调螺丝18相隔120
°
。
20.本实用新型的有益效果在于：
21.1)采用内置调整机构，根据实际使用环境进行详细结构设计，结构更加紧凑，零件数量更少。
22.2)相比较光纤出光直接进入准直镜，本实用新型光纤头部增加光阑，实现出光视场大小、位置和方向可控，并提高了光纤传递光进入准直镜的耦合效率；
23.3)通过模组支架作为整个光纤准直装置的支撑基础，不参与任何运动，因此可在其内部设置俯仰顶拉机构，可对光纤、光阑和准直镜整体结构部分进行角度调整，从而可以准确的控制准直光的出光方向，这有利于将出射准直光打到需要的部位，可以适当降低零部件加工的精度要求，从而也能降低相应的加工成本。
附图说明
24.图1是本实用新型可调光阑光纤准直装置的立体图。
25.图2是本实用新型可调光阑光纤准直装置的内部结构详细示意图。
26.图3是光阑示意图。
27.图4是本实用新型可调光阑光纤准直装置的剖视图。
28.图中，10光纤头，11光纤座，12轴筒，13轴环，14限位块，15镜头支架，16模组支架，17导钉，18微调顶丝，19光阑，20镜头，191.光阑通光孔。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。
30.本实用新型旨在提供一种结构紧凑、设计简化和调节便利的可调光阑的光纤准直装置，旨在提供一种使用光纤引入光源进入准直镜的可调光阑的光纤准直装置，最终提供一种根据实际安装环境确定的可调光阑的光纤准直装置。
31.为实现上述目的，本实用新型提供的可调光阑的光纤准直装置包括光纤头10、光纤座11、光阑19、轴环13、轴筒12、限位块14、镜头支架15、准直镜、模组支架16、导钉17和微调顶丝18，如图1和图2所示。主要安装顺序按照光线的传播方向为基准，即图中从左到右的方向。
32.首先，光纤座11设有贯穿连通的光纤头安装孔和光阑卡槽，光阑19端面中心开有特定形状的通光孔191，光纤头10插入光纤座11的入射端，光阑19安装于光纤座11的出射端，光纤头10、光阑19固定方式不限定；光纤座11出射端外圆与轴筒内圆间隙配合，单侧间隙0.5mm，为光纤头的径向调整量，轴筒外圆设有三个径向贯穿螺孔，此孔穿入微调顶丝实现光纤头径向调整，由于光纤座出射端外圆是斜面，微调顶丝可兼顾光纤座的径向调整和锁紧功能；旋转光纤座可实现光阑的周向视场调节。
33.其次，轴筒12外圆与镜头支架15的内圆为配合面，二者之间分别开有导钉槽和导钉螺孔，用于插入导钉17限制配合面处的周向旋转；镜头支架15的出射端内圆设有螺纹，用于安装准直镜；镜头支架15出射端面与模组支架16入射端面固定，模组支架16中间开孔用于无接触通过准直镜，模组支架16内设有角度调整机构，可以实现准直镜出射光的角度调整。
34.第三，轴环13与轴筒12入射端外圆螺纹连接，轴环13入射端面与限位块14间隙配合，出射端面与镜头支架15入射端面接触，限位块14呈l形结构，其弯折部挡在所述轴环13的入射端。限位块14固定在镜头支架15侧面，旋转轴环13可实现光纤头10的轴向运动。
35.进行装配之时，结合图1-4，整个安装顺序根据光线前进方向进行装配：
36.s1、首先将出射光一端的光纤头10插入光纤座11，并将光纤座11与光纤头10固定。将光阑19固定靠近于光纤座11出射端的光阑卡槽内部，点胶或螺纹压圈固定皆可。
37.s2、将轴环13旋进轴筒12的配合螺纹，特别强调从轴筒12入射端方向旋入。
38.s3、将光纤座11出射端的外圆插入轴筒12内圆，组成间隙配合运动副，确保光纤座11插入到位，即光纤座11中间法兰的端面与轴筒入射端端面贴合；使用三个微调顶丝18旋入轴筒侧面的螺纹孔，确保微调顶丝18旋进到位与光纤座出射端外圆的斜面接触，并锁紧微调顶丝18。
39.s4、将轴筒出射端外圆插入镜头支架16的内圆形成精密配合滑动运动副，该运动副作为光纤头10和光阑19实现光轴方向运动的滑轨，轴筒12插入镜头支架15的深度以导钉安装孔对齐为基准，然后将导钉17旋入镜头支架15对应的螺纹安装孔，注意导钉旋入过深，避免将轴筒压死，确保导钉17伸入轴筒外圆侧壁的滑槽即可，待光阑19的位置调整完成，旋进导钉17将轴筒压紧固定。
40.s5、将限位块14与镜头支架15的侧面进行螺钉固定，l形状的限位块确保一端与轴环入射端面形成间隙配合，目的给轴环旋出时提供支持力。
41.s6、将准直镜螺纹固定于镜头支架出射端，至此，除模组支架16以外的所有结构已经形成一个整体，将镜头支架15的出射端法兰面与模组支架16入射端面螺钉连接，通过模组支架16提供的角度调节装置驱动镜头支架俯仰和方位变化，实现准直镜出射光的方向调节。
42.本实用新型的特点在于紧凑的结构设计实现了光纤头、光阑和准直镜的姿态可调，根据实际安装环境设计了准直装置的详细结构。其中，光纤头和光阑集成固定于同一光纤座，使用微调螺钉对光纤座进行径向平移调节，旋转轴环对光纤座进行轴向调节，旋转光纤座实现光纤座周向调节，实现了光纤出射光的视场大小可控、三维平移和一维绕光轴旋转，确保了进入准直镜的入射光视场大小和角度位置可控。此外，光纤头、光阑和准直镜直接或间接由镜头支架承载，通过模组支架提供的角度调节装置驱动镜头支架俯仰和方位变
化，可实现准直镜出射光的方向调节。
43.本实用新型设计思路不局限本实施例中的设计结构所限制，可根据实用场合的实际安装环境进行结构的改变和优化。在不脱离本实用新型总的构思的前提下，这些改变和优化都属于本实用新型要求保护的范围之内。

技术特征：
1.一种可调光阑的光纤准直装置，其特征在于，包括：光纤座(11)，其出射端固定设置光阑(19)；轴筒(12)，其入射端与光纤座(11)固定；镜头支架(15)，套接在轴筒(12)上；轴环(13)，螺纹旋接在轴筒(12)上；限位块(14)，一端固定在镜头支架(15)上，另一端具有挡在轴环(13)入射端之前的限位部；模组支架(16)，固定在镜头支架(15)的出射端，并作为整个光纤准直装置的支撑基础。2.如权利要求1所述的可调光阑的光纤准直装置，其特征在于：所述光纤座(11)前端具有一伸入轴筒(12)内部并与轴筒(12)内壁存在径向间隙的凸出部，所述轴筒(12)上设有径向贯穿轴筒(12)壁的多个微调螺丝(18)，所述微调螺丝(18)向内顶住所述凸出部时能够调节所述光纤座(11)的径向位置，进而调节所述光阑(19)的径向位置。3.如权利要求2所述的可调光阑的光纤准直装置，其特征在于：所述凸出部的周向呈一入射端为小端，出射端为大端的圆锥面，微调螺丝(18)压紧所述圆锥面时使光纤座(11)受到轴向向后的分力。4.如权利要求1所述的可调光阑的光纤准直装置，其特征在于：还包括导钉(17)；所述轴筒(12)的侧壁上开设若干槽口，镜头支架(15)的对应部位设有对应的导孔，槽口的宽度大于所述导钉(17)的直径；导钉(17)自所述导孔伸入所述槽口中对所述轴筒(12)径向限位和轴向导向。5.如权利要求4所述的可调光阑的光纤准直装置，其特征在于：所述导钉(17)压紧所述槽口时，将所述轴筒(12)锁定。6.如权利要求1所述的可调光阑的光纤准直装置，其特征在于：所述模组支架(16)内设有能够调节准直镜出射光角度的角度调节机构。7.如权利要求1所述的可调光阑的光纤准直装置，其特征在于：所述光纤座(11)的入射端通过卡槽固定设置光纤头(10)。8.如权利要求2所述的可调光阑的光纤准直装置，其特征在于：所述径向间隙为0.5mm。9.如权利要求1所述的可调光阑的光纤准直装置，其特征在于：所述限位块(14)呈l形结构，其弯折部挡在所述轴环(13)的入射端。10.如权利要求2所述的可调光阑的光纤准直装置，其特征在于：所述微调螺丝(18)具有三个，相邻微调螺丝(18)相隔120
°
。

技术总结
本发明涉及一种可调光阑的光纤准直装置，包括：光纤座，其出射端固定设置光阑；轴筒，其入射端与光纤座固定；镜头支架，套接在轴筒上；轴环，螺纹旋接在轴筒上；限位块，一端固定在镜头支架上，另一端具有挡在轴环入射端之前的限位部；模组支架，固定在镜头支架的出射端，并作为整个光纤准直装置的支撑基础。本实用新型紧凑的结构设计实现了光纤头、光阑的轴向可调，以及模组支架作为整个光纤准直装置的支撑基础，不参与任何运动，其内的准直镜的姿态可调。其内的准直镜的姿态可调。其内的准直镜的姿态可调。


技术研发人员：孙思华 王瑜 陆杨杨
受保护的技术使用者：睿励科学仪器（上海）有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/7/21