CN104516059A - 多光纤连接器检查 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于检查多光纤连接器的光纤端面的光纤检查***，该光纤检查***包括一个壳体结构、一个相对于该壳体结构固定的用于与该多光纤连接器接口连接的配合接口、以及一个成像组件。该成像组件被封闭在该壳体结构中，并且限定了一个检查平面和一个像平面，当该多光纤连接器被配合到该配合接口时，这些光纤端面中的至少多个被布置在该检查平面上，位于一个聚焦范围内。该成像组件还在该检查平面上的一个检查点与该像平面上的一个检测点之间限定了一条成像轴线，并且包括一个放置在该检查平面与该像平面之间的对准模块，该对准模块是可控的，用来移动该检查点穿过该检查平面以便选择性地检查该多光纤连接器的光纤端面中的一个或多个。

Description

多光纤连接器检查
技术领域
技术领域总体上涉及光纤连接器检查，并且更具体地涉及用于检查多光纤连接器的***，适合于到光纤通信网络的现场便携式应用。
背景技术
光纤网络位于现代电信***和基础设施的核心。将光纤用于传输信息需要特别注意确保光信号的高效传播和接收。光纤连接器的端面的质量和清洁表示实现充分的***系能的重要因素，并且对光纤连接器的配合接口的任何污染或损坏都可能严重地降低信号完整性。由于连接器容易受到肉眼可能无法立即辨别的缺陷的影响，准确的检查技术的发展是令人希望的。这在通常用来与带状光缆相配合的多光纤连接器(MFC)的情况下是尤其正确的。
为了采集图像并且检查MFC内的光纤端面，通常相对于检查显微镜的成像轴线以一种横向的方式移动待测MFC。US 6,879,439(卡萨迪(Cassady))、US 7,239,788(维尔纳夫(Villeneuve))以及US 8,104,976(周(Zhou)等人)均是依赖于这种相对机械位移装置的解决方案的示例。这些解决方案实现于经常被称为“接头”的配件内。接头附接到检查显微镜上，并且提供待测MFC相对于显微镜的相对横向位移，这进而允许任何特定的光纤端面与显微镜的成像轴线的有选择性的对准。此方法的一个缺点是：其导致显微镜和接头组件在受到冲击和振动时是易碎的。另一个缺点是：由于与接头内部的移动部分相关联的机械游隙，此方法所需要的移动是不精确的，这可能会造成关于哪一条是被检查光纤的不确定性。在将待测MFC***到安装在接插面板上的隔板适配器中的应用中，这尤其可能会被观察到。在这种情况下，接头被手动***到用于检查MFC的隔板适配器中，这可能会造成在无意中向接头施加力偶以及光纤的不受控定位。
相应地，在现有技术中存在以下需要：提供一种用于检查MFC的光纤端面的能够缓解上述缺点中的至少某些的改进的、更坚固耐用的检查***。
发明内容
根据发明的一个方面，提供了一种用于检查多光纤连接器的光纤端面的光纤检查***。该光纤检查***包括：
-一个壳体结构；
-一个配合接口，该配合接口以一种相对于该壳体结构固定的关系被固持，并且被配置成用于与该多光纤连接器接口连接；以及
-一个成像组件，该成像组件被封闭在该壳体结构中，并且限定一个检查平面和一个像平面，当该多光纤连接器被配合到该配合接口时，这些光纤端面中的至少多个被布置在该检查平面上，位于一个聚焦范围内，该成像组件在该检查平面上的一个检查点与该像平面上的一个检测点之间限定一条成像轴线，并且包括一个放置在该检查平面与该像平面之间的对准模块，该对准模块是可控的，用来移动该检查点穿过该检查平面以便选择性地检查该多光纤连接器的这些光纤端面中的一个或多个。
有利的是，该对准模块是可控的，用来移动该检查点穿过该检查平面以便选择性地检查该多光纤连接器的这些光纤端面中的一个或多个，而不需要相对于该检查***的该壳体结构和配合接口移动该多光纤连接器。
在某些实施例中，该对准模块可以包括一个光学元件和一个致动器，该致动器被配置成用于作用到该光学元件上以便移动该检查点穿过该检查平面。在这些实施例的某些中，该致动器可以被配置成用于相对于该壳体结构机械地位移该光学元件，由此移动该检查点穿过该检查平面以便选择性地检查该多光纤连接器的这些光纤端面中的任何一个。在其他实施例中，该致动器可以被配置成用于控制该检查点穿过该检查平面的位移，无需该光学元件的任何相应位移。这可以通过例如一个能够引起电控的光学元件的折射率变化的致动器来实现，折射率的变化进而产生成像轴线的位移。在这种实施例中，该光学元件可以包括一种液晶材料，并且该致动器可以是一个合适的电压发生器。
在某些实施例中，该检查***可以包括一个光纤检查探头和一个可拆卸地地连接到该光纤检查探头的光纤检查接头。在这种实施例中，该光纤检查接头配备有用于与该多光纤连接器接口连接的该配合接口，并且包括一个接头壳体，并且该光纤检查探头包括一个探头壳体。当该光纤检查接头连接到该光纤检查探头上时，该接头壳体与该探头壳体共同限定了该检查***的该壳体结构。另外，该对准模块可以安置在该接头壳体之内，或者可替代地，该探头壳体之内。在任一情况下，该多光纤连接器、配合接口、以及探头和接头壳体的相对位置在检查过程中可以有利地保持相互固定。
在某些实施例中，该检查点穿过该检查平面的位移可以例如由该致动器、该检查探头内的一个成适当角度的反射镜或者该检查接头通过平移和/或旋转来完成。此提议的方案可以是自动化的，在很少或没有使用者干预的情况下来提供光纤端面的检查，由此使人为错误的风险最小化。这可以例如通过在该探头或者该接头内部使反射镜平移和/或旋转机动化来实现。
根据发明的另一个方面，提供了一种可连接到光纤检查探头上的用于检查多光纤连接器的光纤端面的光纤检查接头，该光纤检查探头具有一个探头壳体，并且当该光纤检查探头连接到该光纤检查接头时，两者共同限定一个检查平面和一个像平面。该光纤检查接头包括：
-一个配合接口，该配合接口被配置成用于与该多光纤连接器接口连接，从而使得当该光纤检查接头连接到该光纤检查探头时，该配合接口以一种与该探头壳体固定的关系被固持，并且该多光纤连接器的这些光纤端面中的至少多个被布置在该检查平面上，位于一个聚焦范围之内；以及
-一个对准模块，该对准模块被安置在该检查平面与该像平面之间，并且当该对准模块连接到该光纤检查探头上时，两者共同提供在该检查平面上的一个检查点与该像平面上的一个检测点之间的一条成像轴线，该对准模块是可控的，用来移动该检查点穿过该检查平面以便选择性地检查该多光纤连接器的这些光纤端面中的一个或多个。
通过阅读本发明优选实施例以及参考附图，可以更好地理解本发明实施例的其他特征和优点。
附图说明
图1为根据一个实施例的光纤检查***的一般概览，其中示出了光纤检查探头、多光纤检查接头、以及待测MFC(配合到母-母适配器上，如隔板适配器)彼此连接。
图2A和图2B示出了图1的检查***的待测MFC、检查接头以及光纤检查探头之间的连接性。
图3是图1的光纤检查***的多光纤检查接头的内部的等距视图，示出了包括光学元件和线性致动器的对准模块，该光学元件由两个平行反射镜来实现，并且该线性致动器由用于将这些反射镜中的一个相对于另一个进行平移的丝杠驱动机制来实现。通过线性致动器的致动来平移可移动反射镜允许检查点被线性地位移穿过检查平面以便在多光纤连接器的多个光纤端面之间进行扫描。
图4是图2B的检查接头的局部分解视图。借助于丝杠驱动机制来移动可移动反射镜，该丝杠驱动机制具有充分的分辨率来在光纤检查探头的成像轴线附近使选定的光纤端面的图像定中心。
图5是根据一个实施例的沿在像平面与检查平面之间的光纤检查探头、接头以及待测MFC布置的光学部件的示意性表示。
图6A和图6B是图3的多光纤检查接头的截面图。图6A和图6B中的虚线对应于借助丝杠驱动机制来位移其中一个反射镜时的成像轴线的横向位移。图6A和图6B中示出的成像轴线终止于检查平面上的两个不同的检查点，这些检查点分别将光纤端面110/1和110/N包含在一个聚焦范围之内。
图7是对准模块的另一个实施例的示意性表示，涉及单反射镜光学配置内的反射镜的线性平移。
图8是对准模块的另一个实施例的示意性表示，涉及单反射镜光学配置内的反射镜的旋转。
图9是对准模块的另一个实施例的示意性表示，涉及两个平行的反射镜围绕公共枢转轴线的旋转。
图10是对准模块的另一个实施例的示意性表示，涉及厚透明板的旋转。
图11是对准模块的另一个实施例的图解等距视图，该对准模块包括光学元件，该光学元件由三个反射镜来实现，其中两个反射镜是通过致动器可线性位移的从而使能检查点沿两个互相正交的方向穿过检查平面的移动。
图12A和图12B分别是图11的俯视平面图和右侧正视图。
具体实施方式
在以下描述中，对附图中的相似特征给出了相似的标号，并且为了不过度妨碍附图，如果某些元件已经在前面的附图内进行了指示，那么在某些附图上可以不对它们进行指示。在此还将理解，由于重点放在清楚地示出这些实施例的元件和结构上，附图的元件不一定按比例描绘。为了更好地强调所示出的实施例的创造性方面，在某些或者全部附图上也可以省略某些机械和/或光学元件。
本说明书总体上涉及一种用于检查多光纤连接器(MFC)的光纤端面的光纤检查***。该MFC可附接到一个耦合器件上，如被安装到接插面板上的隔板适配器。已宽泛描述并如下文更详细讨论的，该光纤检查***包括一个壳体结构、一个相对于壳体结构固定的用于与该MFC接口连接的配合接口、以及一个被封闭在该壳体结构中的并且限定一个检查平面和一个像平面的成像组件。
本说明书总体上还涉及一种可连接到光纤检查探头上的用于允许通过光纤检查探头来检查MFC的光纤端面的光纤检查接头。已宽泛描述并如下文更详细讨论的，该光纤检查接头包括一个用来与待检查的MFC接口连接的配合接口、以及一个对准模块。
多光纤连接器检查中现有挑战的概述
光纤连接器的原位检查与光纤网络的优化有关，包括数据中心光学互连。根据公认行业标准清洁的光纤连接器将光损耗和反射最小化，从而为网络遵守其规范创造了有利的条件。不清洁的连接器经常是各种光网络问题的原因，并且因而在发生故障的情况下，通常希望在其他可能的损伤源之前正常验证连接器。
光纤连接器可以分类为单光纤连接器和多光纤连接器，分别包括单光纤的末端部分和多条光纤的末端部分。如在此所使用的，光纤末端部分的末端被称为“光纤端面”。
采集图像并且检查MFC内的光纤端面的常规方法是：相对于检查显微镜的成像轴线以一种横向的方式机械地移动待测MFC。MFC的这个横向位移可以包括使用机械部分的线性运动或者角运动。此方法的一个缺点是：实际上，使能这种运动的机械部分通常是与一定程度的机械游隙相关联的。这种机械游隙可以转化为图像在图像传感器上的残留的、不受控制的运动。因为光纤端面可能已经在无意中被跳过，可能致使不能确定实际上正在被检查的光纤端面，这因此可能妨碍待测MFC内光纤端面的顺序成像。在这种情况下，使用者可能需要重新发起一次对整个MFC的检查，导致浪费时间。
当光纤检查***的最远部分(经常被指定为“接头”，并且典型地是可从光纤检查探头上可拆卸地地拆卸的)例如被手动***到固定到接插面板上的隔板适配器的非配合侧时，这种定位不确定性可能会恶化。在许多检查应用中，手动进行检查的使用者使光纤检查探头保持与被检查的MFC适当地对准。那么使用者放在光纤检查探头上的手在整个采集过程中应该保持稳定。机械游隙于是可能引起连接器图像的附加的、不受控制的运动，给即使是受过训练的使用者使用常规的光纤检查***来采集MFC的满意图像造成了诸多困难。
进一步地，除了对机械游隙的增加的敏感性，在常规的光纤检查***的使用中，当将接头***到固定在接插面板上的隔板适配器的非配合侧时，力偶到接头的反复施加可能被传递到接头的移动机械部分。这增加了接头的机械部分的损坏风险。
光纤检查***和接头的示例性实施例的说明
与现有的MFC检查***和方法相反，本文所描述的光纤检查***的实施例可以允许在不需要MFC、与MFC接口连接的配合接口、以及封闭成像组件的壳体结构之间的相对运动的情况下进行光纤端面检查。配合接口与壳体结构之间相对运动的不存在可以通过为成像组件提供对准模块来实现。成像组件(包括对准模块)提供了在检查平面上的一个检查点(例如对应于一个选定的光纤端面的中心)与像平面上的一个检测点之间的一条成像轴线。对准模块是可控的，用来移动检查点穿过检查平面以便选择性地检查光纤端面中的一个或多个。换言之，光纤检查***的实施例允许成像组件的成像轴线位移穿过光纤端面，以便准许选择性的和/或顺序的光纤端面检查，而不需要相对于待测MFC位移光纤检查***的配合接口和/或壳体结构。当然，将理解，在一次图像采集中也可以检查一个以上的光纤端面。
如以下更详细描述的，本文所描述的光纤检查***的实施例提供了一种目的在于解决或者至少减轻影响现有***的上述问题的方法。具体而言，与在附接到与MFC接口连接的探头上的接头内实现探头相对于MFC的机械位移的现有MFC检查***相反，该检查***的实施例允许通过机械运动将成像组件的成像轴线从一个光纤端面位移到另一个光纤端面，该机械运动并不改变MFC、与MFC接口连接的配合接口、以及壳体结构的相对位置。
将理解，在光纤检查***包括彼此连接的探头和接头的实施例中，检查***的壳体结构整体上可以被限定为由探头的壳体与接头的壳体之间的连接产生的结构。其结果是，任何可能在不经意间被施加到壳体结构上的力(无论该力是被施加到探头壳体上还是接头壳体上)都将不会或者可以忽略地被施加到负责成像轴线的位移的对准模块的那些部分上，并且因此该力不会造成图像在图像传感器上的附加位移。现在将对该光纤检查***的示例性实施例进行描述。
参考图1至图6B，示出了用于检查多光纤连接器100的光纤端面110的光纤检查***200的一个实施例。光纤检查***200通常包括壳体结构32、配合接口70(见图2B)以及包括对准模块90的成像组件150(见图5)。
如在此所使用的，术语“壳体结构”是指为光纤检查***提供外壳或者外部框架、并且限定用于容置和支持检查***的成像组件的空间的部件。将理解，检查***的壳体结构可以被形成为单个整体结构、或者由两个或更多个壳体部分(例如探头和接头壳体部分)形成，该两个或更多个壳体部分机械地连接而形成一个壳体结构。
例如，暂时转到图1，检查***200包括可拆卸地地彼此连接的光纤检查探头50(也可以称之为“光纤检查显微镜”)和检查接头10。光纤检查探头50和光纤检查接头10分别包括探头壳体42和接头壳体44，当探头50与接头10连接到一起时，探头壳体和接头壳体共同限定检查***200的壳体结构32。将理解，在这种情况下，如图2B更好地示出的，配合接口70是光纤检查接头10的一部分。
返回参考图1至图6B，配合接口70以一种与探头壳体32固定的关系被固持，并且被配置成用于与MFC 100接口连接。其结果是，在光纤端面110的检查过程中，检查***200的配合接口70和壳体结构32既相对于彼此保持固定的定位又相对于MFC 100保持固定的定位。
成像组件150被封闭在壳体结构32中，并且限定检查平面72和像平面58。当配合接口70配合到MFC 100上时，这些光纤端面110中的至少多个被布置到检查平面72上，位于一个聚焦范围内。在本文所描述的检查***200的实施例中，成像组件150可以包括探头壳体42内的多个部件(例如图5中的图像传感器52、分束器54和物镜56)和接头壳体44内的多个部件(例如图3中的光学元件22和校正光学器件34)。
如在此所使用的，术语“成像组件”是指协作形成图像的光学、机械和/或电气部件的组合，该图像具有包含MFC的至少一个选定的光纤端面的相应视野。例如在图5中，光纤端面110/2被包含在成像组件150的视野中。
术语“检查平面”在此是指跨越成像组件的成像轴线而延伸(从而使得平面的法线与成像轴线重合)并且当针对检查设计成像组件时假设待观看的物体(例如待检查的MFC的一个或多个光纤端面)被定位在其中的平面。具体而言，成像组件被设计为使得一旦焦点被调整由成像组件的光学安排所限定的“检查平面”在聚焦容差(即，景深)内基本上与MFC的端面表面重合。同样地，术语“像平面”是指跨越成像组件的成像轴线而延伸的平面，检查平面的图像(或其一部分)被聚焦到该像平面上(通常，成像轴线会正常入射到像平面上)。本领域的技术人员将理解，术语“检查平面”和“像平面”不应被解释成为局限于严格的平面表面，而是旨在覆盖其图像能够被采集并且这种图像能够被聚焦在其上的任何表面或区域。
暂时转到图5，当配合接口70配合到MFC 100上时，检查平面72与这些光纤端面110中的至少多个相重合或者非常接近。这种非常接近通常落入检查***的“聚焦范围”内，也就是说，MFC的光纤端面相对于配合接口的位置的范围，通过配合接口可以使得检查***聚焦以便使检查平面基本上与MFC端面平面重合。在某些实施例中，这个聚焦范围可以延伸超过大约6mm，不过这个值不应被解释为限制性的并且在其他实施例中可以不同。
成像组件150提供在检查平面72上的检查点64(例如图5中的选定的光纤端面110/2)与像平面58上的检测点48之间的成像轴线62，并且包括安置在检查平面72与像平面58之间的对准模块90。如以下更详细描述的，对准模块90是可控的，用来移动检查点64穿过检查平面72以便选择性地检查MFC 100的这些光纤端面110中的一个或多个。将理解，在光纤检查***200包括可拆卸地地连接到光纤检查接头10的光纤检查探头50从而使得壳体结构32由探头壳体42和接头壳体44的组合来限定的实施例中，对准模块90可以被封闭在探头壳体42或接头壳体44内。
仍然参考图5，在某些实施例中，成像组件150可以包括成像光学器件46(如透镜、反射镜、滤光器等)，该成像光学器件沿着或者靠近成像轴线62被安置来将来自检查平面72的光引导到像平面58上，并且使得检查平面72上的检查点64(例如对应于选定的光纤端面110/2的中心)聚焦为像平面58上的检查点48。成像组件150还可以包括图像传感器52，该图像传感器具有位于像平面58的检测表面66，用于捕捉MFC 100的一个或多个选定的光纤端面110的可显示的图像。图像传感器52可以由常规的光学传感器件来实现，该光学传感器件包括但不限于电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)阵列、或者其他能够产生其视野内的场景的图像的光学传感器。
成像组件150限定成像轴线62，该成像轴线从检测表面66延伸向MFC100的光纤端面110。如在此所使用的，术语“成像轴线”表示成像组件150的成像光学器件46的光轴，从而使得当沿成像轴线安置物理对象时，物理对象在成像组件150的视野之内的那一部分会成像在图像传感器上(或者是在直接光学观看的情况下的人眼)。成像轴线62通常将垂直于(并且在某种程度上居中于)图像传感器52。
成像组件150可以进一步结合聚焦装置来确保像平面58沿着成像轴线62位于所希望的位置，以提供一个或多个光纤端面110在检查平面72上的“焦点内”图像。在采用平面图像传感器52的实施例中，这个沿成像轴线62的所希望的位置将与图像传感器52的检测表面66相重合，其还对应于与检查平面72相重合的光纤端面110。在这种情况下，图像将为“真实的”。如本领域所已知的，例如，这种聚焦装置可以包括透镜或另一个光学部件沿成像轴线的小的受控位移，和/或包括图像传感器52沿成像轴线62的小的物理位移。
在其他实施例中，没有使用图像传感器。而是，适当地安排成像组件来包括目镜或等效光学器件，使得肉眼在舒适的调节距离能够观看像平面的“真实的”图像。仍然可以使用本领域已知的适当的聚焦装置。
仍然参考图5，成像组件150的对准模块90被安置在像平面58与检查平面72之间的成像轴线62上。对准模块90是可控的，用来移动检查点64穿过检查平面72，以便选择性地在投影像平面58上的图像的视野之内定位MFC 100的光纤端面110中的任何一个。在某些实施例中，被检查的端面110在视野内大致上居中，不过在其他实施例中不一定是这样的。
返回参考图1至图6B，对准模块90可以包括光学元件22和致动器60，该致动器被配置成用于作用(例如通过控制其位置、取向和/或光学特性)到光学元件22上，以便移动检查点64穿过检查平面72。如下所述，在某些实施例中，致动器60可以通过光学元件22的机械致动的移动或者光学元件22的折射率的电气引起的变化来作用于光学元件22上。
在图5中，光学元件22包括反射光学元件，如拦截成像轴线62的反射镜20B，并且致动器60包括机械致动器，如线性致动部件24，该线性致动部件被配置成用于相对于壳体结构32平移光学元件22的可移动反射镜20B，而不需要壳体结构32与配合接口70之间的相对运动。可移动反射镜20B的这种位移导致检查点64移动穿过检查平面72，并且使能对MFC 100的光纤端面110中的任何一个的选择性检查。
下文将会参考图7至图10来更详细地论述对准模块90的进一步的替代性实施例。
返回参考图1至图6B，检查***200包括光纤检查探头50(或显微镜)和检查接头10，该光纤检查探头和检查接头是彼此可连接的，优选地以一种可拆卸的方式。在这个示例性实施例中，光纤检查接头10配备有被配置成用于与MFC 100接口连接的配合接口70，从而使得MFC 100的光纤端面110与检查平面72相重合，而光纤检查探头50配备有具有检测表面66的图像传感器52，当焦距为最优时，该检测表面与像平面58相重合(见图5)。如上所述，检查探头50和接头10可以分别包括探头壳体42和接头壳体44，当探头50与接头10连接到一起时，探头壳体和接头壳体共同形成检查***200的壳体结构32。另外，当检查接头10连接到检查探头50上时，壳体结构32相对于配合接口70保持固定的定位，即使在对准模块90的致动器60激活时(见图3、图6A和图6B)。
将理解，在某些实施例中，检查接头可以旨在作为单个部件进行使用和销售、并且被适配成用于与一个或多个可商购的光纤检查探头接口连接。这种探头最初被设计用于通过合适的可拆卸地拆卸的接头(在这种情况下只是合适的配合接口)来检查单光纤连接器，并且因而并不结合使能成像轴线的横向位移的装置。在这种实施例中，接头可以包括被配置成用于与MFC接口连接的配合接口。当光纤检查接头连接到光纤检查探头上时，配合接口以一种与光纤检查探头固定的关系被固持，并且MFC的这些光纤端面中的至少多个被布置在探头的检查平面上，位于前述聚焦范围之内。
光纤检查接头于是还可以包括对准模块，该对准模块是可控的，用来移动检查点穿过检查平面以便选择性地检查多光纤连接器的光纤端面中的一个或多个。接头中配备的对准模块可以包括光学元件和致动器(诸如如上所述)。
如上文所提及的，可商购的光纤检查探头是典型地为与光纤检查接头一起使用而设计的，光纤检查接头是为检查单光纤连接器而制造的。这种光纤检查接头的光程典型地比使用用于检查MFC的光纤检查接头的实施例所获得的光程要短。至少为了该原因，可能需要调整光纤检查接头的焦距。相应地，对准模块可以包括校正光学器件(例如透镜)来对配合接口的远端相对于接头的不同位置进行补偿。具体而言，校正光学器件可以被配置成用于当接头连接到探头上时补偿对准模块的添加所需要的光程差。应理解，校正光学器件可以包括单个透镜或多个沿成像轴线分布的透镜。
可替代地，在其他实施例中，检查***可以被实施为没有可拆卸部分的并且其结合了包括对准模块和可选地图像传感器的成像组件的单个器件(除了或许可拆卸地拆卸的配合接口，用来允许配合到不同的MFC类型)。
参考图1至图3，在某些实施例中，检查接头10具有可拆卸地连接到MFC 100上的远端16和16’、可拆卸地连接到光纤检查探头50上的近端12、以及在远端16和16’与近端12之间延伸的主体部分14。近端12可以包括校正光学器件34(见图3)以及用于将接头10附接到便携式光纤检查探头50上的装置。在本实施例中，接头10的远端16限定了检查***200的用于与MFC 100接口连接的配合接口70。
在某些实施例中，远端16可以包括“公”适配器，用来***接插面板隔板适配器80的“开放”端(由于实际上安装在接插面板内，此处未示出)。隔板适配器80的另一端通常与相应的待测MFC 100相配合。可替代地，如果接头10的远端16’具有一种合适的机械形式(例如，适合于接收MFC 100的“母”适配器壳体)，可以通过直接将其配合到(适当适配的)接头10来检查带状光缆的MFC 100(即，未连接到接插面板上)。为此，隔板适配器连接到“公”远端16的的组合可以作为用于带状光缆检查的合适的配合接口16’。将理解，图1旨在包含这两种可能性。
参考图2A和图2B，所示出的是图1的检查***200的绘线型图，其中，待测MFC 100和检查***200彼此附接(图2A)和分离(图2B)。在后一种情况下，附接到隔板适配器80的是待测MFC 100(例如，用于检查接插面板连接器，不过接插面板本身在图中未示出)。在本实施例中，将检查***200的对准模块90完全封闭在接头壳体44内。
图3示出了根据一个实施例的检查***200的对准模块90的内部工作概览，包括光学元件22以及与其相关联的致动器60。校正光学器件34可以被安置在光纤检查接头10的远端12，以便当将接头10连接到探头50上时使探头50的焦距从其标称值(例如，用于可以检查简单的单光纤连接器的应用)增加到校正值。在这种情况下，这个校正值将对应于光纤检查***200整体上的焦距。在图3中，校正光学器件34由透镜来实现，但是有可能采用其他或附加的光学部件。应当注意的是，在其他实施例中，校正光学器件34可以由一个或多个曲率半径合适的曲面反射镜(例如，抛物线或球面形状的，取决于所希望的设计公差)来替换，或者由透镜与曲面反射镜的合适组合来替换。
在图3中，对准模块90的光学元件22拦截成像组件的成像轴线62。在本实施例中，光学元件22由第一反射镜20A和第二反射镜20B来实现，两者彼此平行并且优选均以相对于成像轴线62成45度取向。方便的是，第一反射镜20A是固定的，并且第二反射镜20B相对于第一反射镜20A是可移动的。为此目的，致动器60可以包括线性致动部件24，该线性致动部件机械地耦合到第二反射镜20B从而相对于第一反射镜20A平移第二反射镜20B。
仍然参考图3，在某些实施例中，线性致动部件24是丝杠驱动机制，该丝杠驱动机制包括：底座68，其上安装有第二反射镜20B；以及丝杠28，该丝杠与底座68可旋转地接合，从而使得丝杠28的轴向旋转沿丝杠28线性地位移底座68，由此导致第二反射镜20B相对于第一反射镜20A的平移以及进而检查点沿第一方向74A穿过检查平面72的平移。在某些实施例中，丝杠28可以配备有用于便利使用者手动旋转丝杠28的旋钮26。在这种情况下，旋钮26可以便利地位于接头10的主体部分14的外面，以便于使用者容易地接近。
应该注意的是，在图3的实施例中，在第二反射镜20B的每次平移之后，也就是说，每次检查点被移动穿过检查平面72之后，典型地将需要对焦点进行再调整(使用聚焦装置)。
将理解，在图3的实施例中，由底座68、丝杠28和旋钮26所限定的致动器60允许在没有壳体结构32、配合接口70和被检查的MFC 100之间相对运动的情况下第二反射镜20B相对于壳体结构32的位移。具体而言，在丝杠28旋转时第二反射镜20B朝向和离开第一反射镜20A的线性位移允许在像平面58与检查平面72之间延伸的成像轴线62对准于MFC 100的选定的光纤端面110。还将理解，探头壳体42和接头壳体44有效地起作用并且充当了保证外力只能施加到探头50和接头10的刚性(即，不移动的)部件的刚性“外框架(exo-skeleton)”。这种外力的一个示例是如以上讨论的当技术人员所握持的探头被用来从固定到接插面板上的隔板适配器的不配合侧来进行检查时所引起的力偶。
图4是示出了图1至图3的检查接头10的实施例的机械部件的分解视图，尤其是丝杠28以及用于确保丝杠28平滑运转的防后冲弹簧30。在所示出的实施例中，(“公”)接头10的远端16优选地具有一种适用于待测MFC的适配器类型的形式。
图5是根据光纤检查***200的一个实施例示出了可以被布置在检查平面72与由成像组件150所限定的像平面58之间的各种光学部件的简化示意图。在本实施例中，检查***200包括光纤检查探头50和多光纤检查接头10并且被配置成用于检查MFC 100的光纤端面(110/1，110/2…110/N)。如图5所示，对准模块90的光学元件22沿着连接像平面58上的检测点48与检查平面72上的检查点64的成像轴线62被安置，并且将成像组件150的成像轴线62引导到待测MFC 100的光纤端面(110/1，110/2…110/N)中的一个端面110/2。
在图5的实施例中，光纤检查探头50包括物镜56(例如，透镜)，该物镜的焦距可以被优化用于接头10未附接到探头50上的应用中(例如，用于检查单光纤连接器)。在这种情况下，可以适当地选择校正光学器件34的焦距来补偿由将接头10连接到探头50上造成的“物体”(即，光纤端面110/2)与像平面(即，图像传感器52)之间的附加距离。
仍然参考图5，光纤检查***200可以进一步包括照明源76，该照明源被配置成用于在检查过程中将照明光78投射到MFC 100的选定的光纤端面110/2上。照明源76可以由发光二极管(LED)或白炽灯泡来实现。可以使用分束器54来将照明光78沿着或者靠近成像轴线62引入，以便照射检查平面72。
进一步地，光学校正板82可以在相对于分束器54方位角正交的取向沿成像轴线62安置(即，光学校正板82的取向是分束器54绕成像轴线62旋转90度的取向)，优选地在分束器54与图像传感器52之间，以便对分束器54引入的可能像差进行校正。可选地，光学校正板82还可以被用作光学功率测量组件84的一部分。在这种情况下，光学校正板82可以配备有光分离光学器件86(例如，二向色涂层)，该光分离光学器件用于从离开光纤端面110的光纤信号光中将由光纤端面110反射的返回照明光分离出来。然后可以使用光学功率检测器88对被分离的光纤信号光的光学功率进行测量。图5中未示出的是空间滤光片(例如，合适的孔径)，该空间滤光片可以沿光路被***到光学校正板82与光学功率检测器88之间，以便阻挡从相邻光纤离开的光学功率，从而有选择性地对目前正在被检查的仅一个光纤端面的光学功率进行测量。
图6A和图6B示出了用于检查MFC 100的光纤端面中的第一个端面110/1和最后一个端面110/N时第二反射镜20B沿致动器60的丝杠28的位置的对应视图。
将理解，虽然图1至图6B的实施例采用了使用丝杠的手动致动线性运动器件，可以想到的是，在另一个实施例中，可以借助电力驱动的致动器来驱动运动而不需要使用者手动干预，而不是使用手动驱动丝杠驱动机制。这可以例如通过在探头或者接头内部使反射镜平移机动化来实现。可以用软件来控制这个电力驱动的致动器以在很少或没有使用者干预的情况下提供对光纤端面的完全自动化的检查，由此使人为错误的风险大大减少。
如上所述，图1至图6B的实施例可以位移检查点64穿过检查平面72，并且同时通过使用成像轴线62的基于两个平行反射镜的反射的横向位移来保持配合接口70和壳体结构32相对于MFC 100彼此固定。然而，可以想到其他方法，如同下面参考图7至图10将要进行描述的。
图7描绘了一种配置，在该配置中，对准模块90包括：由配备在光纤检查接头10(在图7中示为垂直的)内部的单个反射镜20所实现的光学元件22；以及线性致动部件24，该线性致动部件机械地耦合到单个反射镜20，以便在接头10连接到探头上时相对于接头壳体44和光纤检查探头(在图7中未示出)的成像轴线62平移单个反射镜20。应当注意的是，如果封闭在多光纤检查接头10内(如在图7中示意性示出的)，对准模块90的这种配置可能不是最优的，例如，如果希望保持探头壳体与隔板适配器80的孔大致对准。然而，如果将对准模块90安置在光纤检查探头的壳体内，光学元件22的这种单个反射镜配置可能更合适。
图8示出了另一种替代方法，其中，对准模块90包括：由配备在检查接头10内部的单个反射镜20所实现的光学元件22，但是其中，致动器60包括旋转致动部件38，该旋转致动部件机械地耦合到单个反射镜20，以便在接头10连接到探头上时相对于接头壳体44和光纤检查探头(未示出)的成像轴线62旋转单个反射镜20。
图9描绘了对准模块90的一种配置，其中，光学元件22包括彼此平行的第一反射镜20A和第二反射镜20B，并且其中，致动器60包括机械地耦合到第一和第二反射镜20A、20B的旋转致动部件38，从而使第一和第二反射镜20A、20B共同围绕公共枢转轴线36旋转。对准模块90的其他类似的配置可以采用多个枢轴点、反射镜20A、20B的线性位移、或其组合。将理解，对于图5的配置，图9的配置可以有利地允许将检查探头壳体大致沿隔板适配器的孔对准。
也可以用非垂直入射到和透射通过透射光学部件92来位移成像轴线在包含待检查的光纤端面的检查平面上的入射点。在此方面，图10示出了一种配置，其中，对准模块90的光学元件22除了倾斜反射镜(angled-mirror)20之外还包括透射光学部件92(例如，厚玻璃板)来提供所希望的成像轴线62的位移。在这种情况下，致动器60可以包括机械地耦合到透射光学部件92的线性致动部件24和旋转致动部件38，从而相对于壳体结构分别平移和旋转透射光学部件92。在其他实施例中，透射光学部件92可以仅是可平移的或仅是可旋转的。虽然这种配置更易于产生光学像差，根据所希望的性能规范，这种像差的程度可能是可以接受的。否则，如果希望的话，可以想到增加辅助校正光学器件来减轻这些像差的影响。
在其他实施例中，保持配合接口、壳体结构和待测MFC的相对位置的同时，可以通过各种线性和旋转致动部件实现可以在运动中被设置的反射和透射光学部件的各种组合，从而位移成像轴线。
在其他实施例中(未在附图中示出)，光学元件可以包括沿成像轴线安置的用于在这种情况下的透射的电光元件。致动器于是可以包括电光致动部件(例如，合适的电压发生器)，该电光致动部件被配置成用于为了位移检查点穿过检查平面的目的而控制光学元件的折射率。这种光学元件可以包括例如耦合到电光致动部件上的一种电光液晶材料。
对上述光学元件的配置中的每一种，在致动器位移光学元件从而选择性地将成像轴线引导到待测MFC的一个或多个光纤端面上时，光纤检查***(由例如探头壳体和接头壳体所限定)的配合接口和壳体结构既相对于彼此又相对于待测MFC保持固定。
虽然大多数上述实施例采用了可以可拆卸地附接到光纤检查探头上的多光纤检查接头，可以想到的是上述光机械元件可替代地可以如上所述的那样被结合到探头本体之内。
上述实施例适合于沿多光纤连接器的端面线性地布置的成像光纤端面。对于包括多于一“行”(即，二维“数组”)这种端面的连接器，将会在概念上例如在图1的多光纤检查接头10之内直接包括使能成像轴线的垂直于上述位移的横向位移的附加光机械元件。例如，参考图3、图6A和图6B，致动器60可以包括机械地耦合到第一和第二反射镜20A、20B的旋转致动部件38，从而使第一和第二反射镜20A、20B共同围绕公共枢转轴线94旋转。第一和第二反射镜20A、20B的共同旋转进而使能移动检查点64沿与第一方向74A相正交的第二方向74B穿过检查平面72。这种“阵列”MFC的一个示例是由US Conec公司制造和销售的72光纤的品牌连接器，该连接器被安排成六行，每行十二条光纤。
现在转到图11、图12A和图12B，示出了对准模块90的另一个实施例，该对准模块使能检查点64沿两个正交的方向穿过检查面72的位移以及进而对被安排成二维阵列的光纤端面110的选择性检查。在所示出的实施例中，两个正交的方向在一个平行于x-z平面的平面上，并且光纤端面110的阵列被提供为两行，每行六个光纤端面110。当然，可以使用类似的实施例来检查其他光纤端面配置(例如，2×12或6×12)。
对准模块90的光学元件22包括第一、第二和第三反射镜20A、20B和20C，其法向量分别在平行于x-y、x-z和y-z平面的平面内。每一个反射镜20A、20B和20C优选地被安排成呈现沿成像轴线62传播的光的45度入射角。在所示出的实施例中，第一反射镜20A被固定，并且第二和第三反射镜20B和20C分别沿x和z轴是独立可运动。为此目的，致动器60可以包括两个线性致动部件24B和24C，这些线性致动部件耦合到第二和第三反射镜20B和20C从而分别沿x和z轴平移第二和第三反射镜20B和20C。如以上所描述的，为此目的，可以使用各种致动技术。在一个实施例中，两个独立的丝杠驱动机制被用作线性致动部件24B和24C。
图12A是图11的俯视平面图，示出了第二反射镜20B的线性平移如何导致检查点64穿过检查平面72的相应位移，该相应位移使能沿阵列的一行(即，图12A中沿平行于x轴的方向)选择性地检查光纤端面110。类似地，图12B是图11的右侧正视图，示出了第三反射镜20C的线性平移如何导致检查点64穿过检查平面72的相应位移，该相应位移使能沿阵列的不同行(即，图12B中沿平行于z轴的方向)选择性地检查光纤端面110。
将理解，虽然图11、图12A和图12B的三反射镜配置在将线性平移施加到反射镜20B和反射镜20C上，也可以使用相同的三反射镜配置但是将线性平移施加到两个反射镜的另一个组合上(例如，反射镜20A和20B)来获得检查点64的二维位移。
本领域技术人员还将认识到，图11、图12A和图12B中示出的三反射镜配置仅仅出于示例性的目的，并且可以实施涉及一个或多个可平移的和/或可旋转的反射镜的其他多反射镜配置从而使能MFC光纤端面的选择性的二维检查。可替代地，由于现场技术人员可能仅仅偶尔需要检查光纤端面的这种二维“阵列”，可以想到对自由度之一(例如，沿6×12阵列的十二端面的每一行)使用根据本发明实施例的成像轴线位移装置，并且同时对自由度中的另一个(例如，选择六行中的一个或多个)使用前述已有的位移机制。
进一步地，对于只有少量的行的连接器，可以想到的是，在成像组件具有足够大的视野不需要任何位移将对应于给定列的所有光纤进行成像的情况下，对于对应于不同行的自由度，不包括任何位移机制。
当然，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例作出众多的修改。

Claims (20)

1.一种用于检查多光纤连接器的光纤端面的光纤检查***，该光纤检查***包括：
-一个壳体结构；
-一个配合接口，该配合接口以一种相对于该壳体结构固定的关系被固持，并且被配置成用于与该多光纤连接器接口连接；以及
-一个成像组件，该成像组件被封闭在该壳体结构中，并且限定一个检查平面和一个像平面，当该多光纤连接器被配合到该配合接口时，这些光纤端面中的至少多个被布置在该检查平面上，位于一个聚焦范围内，该成像组件在该检查平面上的一个检查点与该像平面上的一个检测点之间限定一条成像轴线，并且包括一个放置在该检查平面与该像平面之间的对准模块，该对准模块是可控的，用来移动该检查点穿过该检查平面以便选择性地检查该多光纤连接器的这些光纤端面中的一个或多个。
2.根据权利要求1所述的光纤检查***，包括一个光纤检查探头和一个光纤检查接头，该光纤检查探头和光纤检查接头可拆卸地彼此连接，并且分别包括共同限定该壳体结构的一个探头壳体和一个接头壳体，该配合接口是该光纤检查接头的一部分。
3.根据权利要求2所述的光纤检查***，其中，该对准模块被封闭在该接头壳体内。
4.根据权利要求2所述的光纤检查***，其中，该光纤检查接头包括校正光学器件，该校正光学器件被配置成用于当该光纤检查接头连接到该光纤检查探头上时调整该光纤检查探头的介于一个标称值与一个校正值之间的一个焦距，该校正值对应于该光纤检查***的一个焦距。
5.根据权利要求1所述的光纤检查***，其中，该对准模块包括：
-一个光学元件；以及
-一个致动器，该致动器被配置成用于作用到该光学元件上以便移动该检查点穿过该检查平面。
6.根据权利要求5所述的光纤检查***，其中，该致动器包括一个电力驱动的致动器。
7.根据权利要求5所述的光纤检查***，其中：
-该光学元件包括彼此平行的一个第一反射镜和一个第二反射镜；以及
-该致动器包括一个线性致动部件，该线性致动部件机械地耦合到该第二反射镜从而相对于该第一反射镜平移该第二反射镜。
8.根据权利要求7所述的光纤检查***，其中，该线性致动部件包括：
-一个底座，其上安装有该第二反射镜；以及
-一个丝杠，该丝杠与该底座可旋转地接合，从而使得该丝杠的轴向旋转沿该丝杠线性地位移该底座，由此导致该第二反射镜相对于该第一反射镜的平移以便移动该检查点沿一个第一方向穿过该检查平面。
9.根据权利要求8所述的光纤检查***，其中，该致动器进一步包括一个旋转致动部件，该旋转致动部件机械地耦合到该第一和第二反射镜从而使该第一和第二反射镜共同围绕一个公共枢转轴线旋转，以便移动该检查点沿一个与该第一方向相正交的第二方向穿过该检查平面。
10.根据权利要求5所述的光纤检查***，其中，该光学元件包括一个单个反射镜，并且其中，该致动器包括机械地耦合到该单个反射镜的一个线性致动部件和一个旋转致动部件中的至少一个，从而完成该单个反射镜相对于该壳体结构的一次平移和一次旋转中的至少一项。
11.根据权利要求1所述的光纤检查***，其中，该成像组件包括：
-成像光学器件，该成像光学器件被沿该成像轴线安置从而使得在该检查平面上的该检查点聚焦到该像平面上；以及
-一个图像传感器，该图像传感器具有一个位于该像平面的检测表面来采集该多光纤连接器的该一个或多个选定的光纤端面的一副图像。
12.根据权利要求1所述的光纤检查***，包括一个照明源，该照明源被配置成用于在该多光纤连接器的该一个或多个选定的光纤端面的检查过程中将照明光投射到其上。
13.一种可连接到光纤检查探头上的用于检查多光纤连接器的光纤端面的光纤检查接头，该光纤检查探头具有一个探头壳体，并且当该光纤检查探头连接到该光纤检查接头时，两者共同限定一个检查平面和一个像平面，该光纤检查接头包括：
-一个配合接口，该配合接口被配置成用于与该多光纤连接器接口连接，从而使得当该光纤检查接头连接到该光纤检查探头时，该配合接口以一种与该探头壳体固定的关系被固持，并且该多光纤连接器的至少多个光纤端面被布置在该检查平面上，位于一个聚焦范围之内；以及
-一个对准模块，该对准模块被安置在该检查平面与该像平面之间，并且当该对准模块连接到该光纤检查探头上时，两者共同提供在该检查平面上的一个检查点与该像平面上的一个检测点之间的一条成像轴线，该对准模块是可控的，用来移动该检查点穿过该检查平面以便选择性地检查该多光纤连接器的这些光纤端面中的一个或多个。
14.根据权利要求13所述的光纤检查接头，进一步包括校正光学器件，该校正光学器件被配置成用于当该光纤检查接头连接到该光纤检查探头上时调整该光纤检查探头的介于一个标称值与一个校正值之间的一个焦距。
15.根据权利要求13所述的光纤检查接头，其中，该对准模块包括：
-一个光学元件；以及
-一个致动器，该致动器被配置成用于作用到该光学元件上以便移动该检查点穿过该检查平面。
16.根据权利要求15所述的光纤检查接头，其中，该致动器包括一个电力驱动的致动器。
17.根据权利要求15所述的光纤检查接头，其中：
-该光学元件包括彼此平行的一个第一反射镜和一个第二反射镜；以及
-该致动器包括一个线性致动部件，该线性致动部件机械地耦合到该第二反射镜从而相对于该第一反射镜平移该第二反射镜。
18.根据权利要求17所述的光纤检查接头，其中，该线性致动部件包括：
-一个底座，其上安装有该第二反射镜；以及
-一个丝杠，该丝杠与该底座可旋转地接合，从而使得该丝杠的轴向旋转沿该丝杠线性地位移该底座，由此导致该第二反射镜相对于该第一反射镜的平移以便移动该检查点沿一个第一方向穿过该检查平面。
19.根据权利要求18所述的光纤检查接头，其中，该致动器进一步包括一个旋转致动部件，该旋转致动部件机械地耦合到该第一和第二反射镜从而使该第一和第二反射镜共同围绕一个公共枢转轴线旋转，以便移动该检查点沿一个与该第一方向相正交的第二方向穿过该检查平面。
20.根据权利要求15所述的光纤检查接头，其中，该光学元件包括一个单个反射镜，并且其中，该致动器包括机械地耦合到该单个反射镜的一个线性致动部件和一个旋转致动部件中的至少一个，从而完成该单个反射镜相对于该壳体结构的一次平移与一次旋转中的至少一项。
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