CN113552677B - 一种光纤发射端口 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光电传感器领域，具体提供了一种光纤发射端口，其中，所述发射端口包括：固定部；设于固定部上的至少一个第一柱面透镜，用于变换Y轴上的光线，所述入射光纤的光线出射端位于所述第一柱面透镜的焦点处；设于固定部上的至少一个第二柱面透镜，用于变换X轴上的光线，所述第二柱面透镜设于所述第一柱面透镜的光线出射一侧，所述第一柱面透镜和所述第二柱面透镜的轴线垂直设置；第一轴向拓展组件，所述第一轴向拓展组件设置在所述第二柱面透镜上远离所述第一柱面透镜的一侧；本发明通过垂直设置的所述第一柱面透镜和所述第二柱面透镜改变所述入射光纤发射的光线，使之形成矩形光束，从而能够调节光纤***中发出的光束的宽度和发散角度。

Description

一种光纤发射端口

技术领域

本发明涉及光电传感器领域，尤其涉及一种光纤发射端口。

背景技术

一般光纤***转换为平行光时，将光纤的输出端口放置于透镜焦点处，使用凸透镜对光纤输出的光会聚成平行光束。例如在中国专利公开号为“CN109443240A”的专利中，光线经过透镜3后形成平行光束从透镜3射出，通过这种方式可以得到出光角度一致的平行光束，光束横截面为透镜的截面，一般为圆形。

但是，在部分传感器中，对于光束的截面形状一般要求长方形，而且其发散角度也有另外要求，具体来说在垂直于光束传播的平面上，有两个垂直的方向，x和y方向，其发散角度和截面大小也是独立的，需要分别调节和设计，这个时候圆形的聚焦透镜就无法胜任了。因此，本申请提出了一种光纤发射端口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤发射端口，以解决目前的光纤***中发出的光束无法调节光束宽度和发散角度的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光纤发射端口，用于改变所述入射光纤发射的光束的横截面，所述发射端口包括：

固定部；

设于固定部上的至少一个第一柱面透镜，用于变换Y轴上的光线，所述入射光纤的光线出射端位于所述第一柱面透镜的焦点处；

设于固定部上的至少一个第二柱面透镜，用于变换X轴上的光线，所述第二柱面透镜设于所述第一柱面透镜的光线出射一侧，所述第一柱面透镜的柱面轴线和所述第二柱面透镜的柱面轴线垂直设置；

第一轴向拓展组件，用于拓展从所述第二柱面透镜上出射的光束在X1轴上的截面长度，所述第一轴向拓展组件设置在所述第二柱面透镜上远离所述第一柱面透镜的一侧。

进一步的，所述固定部套设于所述第一柱面透镜和第二柱面透镜的外部，用于遮挡外部光线。

进一步的，所述第一轴向拓展组件上设置有反射部，所述反射部包括：

设于所述反射部上的反射面，各所述反射面均不共面；

设于相邻的所述反射面之间的避让面，所述避让面与所述第二柱面透镜出射的光束具有指向所述第一轴向拓展组件内侧的夹角，用于避让光线。

进一步的，相邻所述反射面之间的垂直距离相同。

进一步的，所述光纤发射端口还包括：

第二轴向拓展组件，用于改变从所述第一轴向拓展组件上反射的光束在Y1轴上横截面的长度，所述第二轴向拓展组件位于所述第一轴向拓展组件的反射方向。

一种光纤接口，包括上述光纤发射端口，还包括：

外壳；

固定连接于所述外壳内的光纤固定部，用于连接所述入射光纤，所述第一柱面透镜设置于所述光纤固定部上远离入射光纤的一端，所述入射光纤出射的光束照射于所述第一柱面透镜上；

固定连接于所述外壳内的内反射镜，所述内反射镜靠近所述光纤固定部的一侧设置有入射端，所述内反射镜远离所述光纤固定部的一侧设置有出射端，所述第二柱面透镜设置于所述入射端上。

进一步的，所述入射端和出射端之间还设置有：

反射端，用于改变所述内反射镜内的光束的横截面，所述反射端上设置有避让面和反射面，且所述避让面向所述内反射镜的外侧突出。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明通过垂直设置的所述第一柱面透镜和所述第二柱面透镜改变所述入射光纤发射的光线，使之形成矩形光束，从而能够调节光纤***中发出的光束的宽度和发散角度，使得所述入射光纤发射的光线可以完全被特定的传感器所接收。

本发明还能进一步的调节矩形光束的宽度和长度。

附图说明

图1为本发明提供的光纤发射端口的原理图。

图2为本发明提供的光纤发射端口中第一轴向拓展组件的结构示意图。

图3为图2中I处的局部放大图。

图4为本发明提供的光纤接口的结构示意图。

图5为图4中主视方向的全剖图。

附图标记：1-入射光纤，2-第一柱面透镜，3-第二柱面透镜，4-第一轴向拓展组件，41-反射部，42-避让面，43-反射面，5-第二轴向拓展组件，6-光纤固定部，7-内反射镜，71-入射端，72-反射端，73-出射端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明的一个实施例提供的一种光纤发射端口，用于改变所述入射光纤1发射的光束的横截面，所述发射端口包括：

固定部（图中未画出），用于将本发明安装于光源上同时固定入射光纤1；

设于所述固定部内的至少一个第一柱面透镜2，用于变换Y轴上的光线，所述入射光纤1的光线出射端位于所述第一柱面透镜2的焦点处；

设于所述固定部内的至少一个第二柱面透镜3，用于变换X轴上的光线，所述第二柱面透镜3设于所述第一柱面透镜2的光线出射一侧，所述第一柱面透镜2的柱面和所述第二柱面透镜3的柱面轴线垂直设置；

在本实施例中，所述入射光纤1发射的光线照射在所述第一柱面透镜2上时，在所述第一柱面透镜2上发生折射，光线在Y轴上的照射方向改变，形成在Y轴上平行的光束，当从所述第一柱面透镜2上出射的光束照射到所述第二柱面透镜3上时，光束在所述第二柱面透镜3上发生折射，光线在X轴上的照射方向改变，形成矩形光束，从而使得从所述入射光纤1内出射的光束在所述第一柱面透镜2和所述第二柱面透镜3的折射后形成所需的矩形光束；

本实施例，所述固定部套设于所述第一柱面透镜2和第二柱面透镜3的外部，所述固定部用于遮挡外部光线，防止外部光线影响所述入射光纤1发射的光线；

在某些传感器中，所接收的光束为矩形，而一般光源发射光束为圆形，为了使得光源发射的光束满足这些传感器的需求，需要对光源发出的光束进行改变，由于柱面透镜具有改变光线某一轴向上光线的角度的作用，本发明通过垂直设置的所述第一柱面透镜2和所述第二柱面透镜3改变所述入射光纤1发射的光线，使之形成矩形光束，使得所述入射光纤1发射的光线可以完全被特定的传感器所接收。

在本发明的一个实施例中，所述发射端口还包括：

第一轴向拓展组件4，用于拓展从所述第二柱面透镜3上出射的光束在X1轴上的截面长度，所述第一轴向拓展组件4设置在所述第二柱面透镜3上远离所述入射光纤1的一侧；

如图2所示，本实施例中，所述第一轴向拓展组件4上设置有反射部41，从所述第二柱面透镜3出射的光束照射到所述反射部41上后，在所述反射部41上反射，经过所述反射部41的反射后，从所述第二柱面透镜3出射的光束的截面在X1轴上长度被拉长，从而改变，从所述第二柱面透镜3出射的光束的截面，使得本发明提供的光纤发射端口出射的光束能够满足特定传感器的要求；

如图2所示，所述反射部41包括：

设于所述反射部41上的反射面43，各所述反射面43均不共面；

设于相邻的所述反射面43之间的避让面42，所述避让面42与所述第二柱面透镜3出射的光束的光轴所在直线具有夹角，用于防止光线照射到所述避让面42上；

在本实施例中，从所述第二柱面透镜3上出射的光束照射到所述反射面43上时，在所述反射面43上反射，由于各所述反射面43均不共面，使得从各所述反射面43上反射的光束之间存在间隙，即所述各所述反射面43将从所述第二柱面透镜3上出射的光束分隔成多组光束，从而改变从所述第二柱面透镜3上出射的光束的横截面；

作为本实施例中进一步的解释，示例性的，当从所述反射部41上反射的光束照射到某一垂直于该光束的截面时会形成多组第一矩形条纹，当从所述第二柱面透镜3上出射的光束照射到某一垂直于该光束的截面上时会形成第二矩形条纹，所述第一矩形条纹的长度与所述第二矩形条纹的长度相同，所述第一矩形条纹的宽度之和与所述第二矩形条纹的宽度相同；

作为本实施例中进一步的解释，示例性的，当从所述反射部41上反射的光束照射到某一垂直于该光束的截面时会形成多组第一矩形条纹，当从所述第二柱面透镜3上出射的光束照射到某一垂直于该光束的截面上时会形成第二矩形条纹，所述第一矩形条纹的长度与所述第二矩形条纹的长度相同，所述第一矩形条纹的宽度之和与所述第二矩形条纹的宽度相同；

作为本实施例中一种优选的方式，相邻所述反射面43之间的垂直距离相同。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，所述光纤发射端口还包括：

第二轴向拓展组件5，用于改变从所述第一轴向拓展组件4上反射的光束在Y1轴上横截面的长度，所述第二轴向拓展组件5位于所述第一轴向拓展组件4的反射方向；

在本实施例中，所述第二轴向拓展组件5的结构与所述第一轴向拓展组件4的结构相同，此处不再对所述第二轴向拓展组件5对从所述第一轴向拓展组件4上反射的光束改变的方式进行赘述。

如图4和图5所示，本发明还公开了一种光纤接口，所述光纤接口包括：

外壳；

固定连接于所述外壳内的光纤固定部6，用于连接所述入射光纤1，所述第一柱面透镜2设置于所述光纤固定部6上远离入射光纤1的一端，所述入射光纤1出射的光束照射于所述第一柱面透镜2上；

固定连接于所述外壳内的内反射镜7，所述内反射镜7靠近所述光纤固定部6的一侧设置有入射端71，所述内反射镜7远离所述光纤固定部6的一侧设置有出射端73，所述第二柱面透镜3设置于所述入射端71上；

在本实施例中，所述入射光纤1出射的光束照射到位于所述光纤固定部6上的第一柱面透镜2处，在照射到位于所述内反射镜7上的第二柱面透镜3处，经过所述第一柱面透镜2和所述第二柱面透镜3的折射变成矩形光束，然后从所述出射端73处出射；

在本实施例中，所述外壳起到遮光部的作用，所述光纤固定部6通过所述外壳上的挡块固定于所述外壳内；

所述光纤固定部6内设置有固定孔，所述入射光纤1通过胶粘或焊接的方式固定连接于所述光纤固定部6上。

在本发明的一个实施例中，所述入射端71和出射端73之间还设置有：

反射端72，用于改变所述内反射镜7内的光束的横截面，所述反射端72上设置有避让面42和反射面43，且避让面42向所述内反射镜7的外侧突出；

本实施例中，进入所述内反射镜7内的矩形光束照射到位于所述反射端72上的反射面43处，并经过所述反射面43的反射形成边长改变的光束。

在本发明中，本发明提供了一种光纤发射端口，所述光纤发射端口包括至少一个第一柱面透镜2和至少一个第二柱面透镜3，所述第一柱面透镜2用于变换Y轴上的光线，所述入射光纤1的光线出射端位于所述第一柱面透镜2的焦点处；所述用于变换X轴上的光线，所述第一柱面透镜2和所述第二柱面透镜3的轴线垂直设置；

在本实施例中，所述入射光纤1发射的光线照射在所述第一柱面透镜2上时，在所述第一柱面透镜2上发生折射，光线在Y轴上的照射方向改变，形成在Y轴上平行的光束，当从所述第一柱面透镜2上出射的光束照射到所述第二柱面透镜3上时，光束在所述第二柱面透镜3上发生折射，光线在X轴上的照射方向改变，形成矩形光束，从而使得从所述入射光纤1内出射的光束在所述第一柱面透镜2和所述第二柱面透镜3的折射后形成所需的矩形光束。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种光纤发射端口，用于改变入射光纤发射的光束的横截面，其特征在于，所述发射端口包括：

固定部；

设于固定部上的至少一个第一柱面透镜，用于变换Y轴上的光线，入射光纤的光线出射端位于所述第一柱面透镜的焦点处；

设于固定部上的至少一个第二柱面透镜，用于变换X轴上的光线，所述第二柱面透镜设于所述第一柱面透镜的光线出射一侧，所述第一柱面透镜的柱面轴线和所述第二柱面透镜的柱面轴线垂直设置；

第一轴向拓展组件，用于拓展从所述第二柱面透镜上出射的光束在X1轴上的截面长度，所述第一轴向拓展组件设置在所述第二柱面透镜上远离所述第一柱面透镜的一侧；其中，所述第一轴向拓展组件上设置有反射部，所述反射部包括：

设于所述反射部上的反射面，各所述反射面均不共面；

设于相邻的所述反射面之间的避让面，所述避让面与所述第二柱面透镜出射的光束的光轴所在直线具有夹角，用于避让光线。

2.根据权利要求1所述的光纤发射端口，其特征在于，所述固定部套设于所述第一柱面透镜和第二柱面透镜的外部，用于遮挡外部光线。

3.根据权利要求1所述的光纤发射端口，其特征在于，相邻反射面之间的垂直距离相同。

4.根据权利要求1所述的光纤发射端口，其特征在于，所述光纤发射端口还包括：

第二轴向拓展组件，用于改变从所述第一轴向拓展组件上反射的光束在Y1轴上横截面的长度，所述第二轴向拓展组件位于所述第一轴向拓展组件的反射方向。

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