一種光纖陣列纖芯距精密測(cè)量方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光纖陣列纖芯距精密測(cè)量方法和系統(tǒng)，其中，所述方法包括：利用預(yù)設(shè)的標(biāo)定模板進(jìn)行標(biāo)定，獲得誤差；通過(guò)預(yù)設(shè)的測(cè)量模板，采集所述被測(cè)光纖陣列端面圖像，所述測(cè)量模板與所述被測(cè)光纖陣列端面對(duì)應(yīng)固定在可移動(dòng)的工作臺(tái)上，所述光纖陣列的光纖中有光源光線在傳導(dǎo)；根據(jù)所述測(cè)量模板，按照預(yù)設(shè)的算法，將采集的多幅圖像按順序進(jìn)行拼接復(fù)原，并對(duì)其進(jìn)行處理，得到處理后的圖像，根據(jù)所述處理后的圖像和所述誤差，計(jì)算纖芯位置。本發(fā)明能夠在不提高成本的情況下，有效提高光纖陣列纖芯距測(cè)量的精度。
【專利說(shuō)明】一種光纖陣列纖芯距精密測(cè)量方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種光纖陣列纖芯距精密測(cè)量方法和系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]光纖陣列是光纖通信系統(tǒng)中光學(xué)器件與光纖之間連接應(yīng)用最廣泛的器件，主要應(yīng)用在平面光波導(dǎo)器件、LD/PD陣列光纖器件、陣列波導(dǎo)光柵光通信網(wǎng)、密集波分復(fù)用以及多通道微光學(xué)模塊中，具有柔性傳像、使用空間自由度大、易實(shí)現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)、重量輕等特點(diǎn)。光纖陣列有125 μ m、127 μ m、250 μ m三種類型的纖芯距，通道數(shù)有1,2,4, 8，16，32，64等，最多可達(dá)128通道數(shù)。由于制造和裝配誤差，會(huì)導(dǎo)致光纖放在V型槽內(nèi)排列不是嚴(yán)格的等間距。對(duì)應(yīng)用于各領(lǐng)域中能夠?qū)崿F(xiàn)光纖陣列與光學(xué)元件的精確連接，光纖陣列的纖芯位置誤差是造成耦合損耗的關(guān)鍵因素。因此，為了能夠?qū)崿F(xiàn)光纖陣列與光學(xué)元件的精確連接，最大限度的減少耦合損耗，提高耦合過(guò)程中的對(duì)準(zhǔn)精度，對(duì)光纖陣列纖芯位置的精密檢測(cè)非常必要。
[0003]目前，用于進(jìn)行光纖陣列纖芯位置測(cè)量的方法和系統(tǒng)大致有以下幾種。
[0004]一種測(cè)量方式是人工測(cè)量，也就是說(shuō)，人工觀察顯微鏡，移動(dòng)夾持有光纖陣列的工作臺(tái)，使纖芯與標(biāo)靶中心對(duì)齊，再通過(guò)工作臺(tái)光柵尺的反饋數(shù)據(jù)讀出纖芯間的實(shí)際相對(duì)數(shù)值。但這種測(cè)量方法效率低，測(cè)量結(jié)果受人為影響比較嚴(yán)重，為了滿足量產(chǎn)化的需要，降低成本并提高生產(chǎn)效率，需要研制出非接觸、高精度的自動(dòng)化光纖陣列間距測(cè)量設(shè)備。
[0005]另外幾種測(cè)量方法的測(cè)量精度比較高，一種是相對(duì)測(cè)量法，具體過(guò)程是，固定在壓電調(diào)節(jié)器上的標(biāo)準(zhǔn)光纖陣列做高速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與被測(cè)樣本陣列纖芯重疊耦合，測(cè)量出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的光纖耦合參數(shù)，從而獲得光纖陣列纖芯的偏移距離和偏移方向。另一種是，通過(guò)白光源透射到光纖陣列(FA)，近場(chǎng)模式(NFP)光學(xué)輪廓儀可以觀測(cè)到FA的中心，NFP光學(xué)輪廓儀將通過(guò)監(jiān)視過(guò)程來(lái)查找每個(gè)光纖中心坐標(biāo)的集合中心。該幾種方法測(cè)量精度高，耗時(shí)短，但它們都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是測(cè)量設(shè)備十分昂貴，對(duì)于許多科研單位、機(jī)構(gòu)院校及一些企業(yè)，要想購(gòu)買(mǎi)一套測(cè)量設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量研究，是一件十分困難的事情。
[0006]還有一種方法是，使用一個(gè)精確的光纖陣列模板作參考，經(jīng)過(guò)圖像識(shí)別與處理得到光纖陣列的纖芯坐標(biāo)值以及V型槽的頂點(diǎn)坐標(biāo)，通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算得到光纖陣列的纖芯位置分布圖以及V型槽的頂點(diǎn)分布圖。該方法不需要亞微米級(jí)高精度線性傳送平臺(tái)，相對(duì)而言，該測(cè)量系統(tǒng)更為緊湊，價(jià)格也比較低廉，但由于該方法沒(méi)有對(duì)其測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，且測(cè)量方法中也沒(méi)有對(duì)多幅圖像進(jìn)行拼接復(fù)原的步驟，測(cè)量模板中也確實(shí)輔助拼接的相關(guān)設(shè)置，因此其測(cè)量精度偏低。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有的測(cè)量方法和系統(tǒng)，有的測(cè)量技術(shù)精度偏低，而精度高的測(cè)量技術(shù)又系統(tǒng)復(fù)雜，且價(jià)格昂貴。因此，現(xiàn)在急需研究出精簡(jiǎn)、經(jīng)濟(jì)、高精度的測(cè)量光纖陣列纖芯位置的方法和系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]有鑒于此，本發(fā)明提供一種光纖陣列纖芯距精密測(cè)量方法，所述方法包括:[0009]步驟A，利用預(yù)設(shè)的標(biāo)定模板進(jìn)行標(biāo)定，從而獲得系統(tǒng)誤差；
[0010]步驟B，通過(guò)預(yù)設(shè)的測(cè)量模板，采集所述被測(cè)光纖陣列端面圖像，所述測(cè)量模板與所述被測(cè)光纖陣列端面對(duì)應(yīng)固定在可移動(dòng)的工作臺(tái)上，所述光纖陣列的光纖中有光源光線在傳導(dǎo)，首次采集的圖像包括至少兩個(gè)纖芯，移動(dòng)工作臺(tái)，再采集所述被測(cè)光纖陣列端面圖像，再次采集的圖像包括至少兩個(gè)纖芯，且至少有一個(gè)纖芯為上一次所采集的圖像中的纖芯之一，繼續(xù)按同方向移動(dòng)工作臺(tái)，重復(fù)采集圖像的過(guò)程，直至整個(gè)所述被測(cè)光纖陣列端面被采集完畢；
[0011]步驟C，根據(jù)所述測(cè)量模板，按照預(yù)設(shè)的算法，將采集的多幅圖像按順序進(jìn)行拼接復(fù)原，并對(duì)其進(jìn)行處理，得到處理后的圖像，根據(jù)所述處理后的圖像和所述系統(tǒng)誤差，計(jì)算纖芯位置。。
[0012]本發(fā)明還提供一種光纖陣列纖芯距精密測(cè)量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0013]標(biāo)定模板，用于標(biāo)定系統(tǒng)中顯微放大模塊的誤差；
[0014]測(cè)量模板，用于置于與被測(cè)光纖陣列端面相對(duì)應(yīng)的位置上；
[0015]工作臺(tái)，用于固定放置被測(cè)光纖陣列，并能帶動(dòng)被測(cè)光纖陣列進(jìn)行移動(dòng)；
[0016]圖像采集模塊，用于通過(guò)光源，采集疊加了測(cè)量模板的所述被測(cè)光纖陣列端面圖像，首次采集的圖像包括至少兩個(gè)纖芯，在移動(dòng)工作臺(tái)后，再次采集所述被測(cè)光纖陣列端面圖像，再次采集的圖像包括至少兩個(gè)纖芯，且至少有一個(gè)纖芯為上一次所采集的圖像中的纖芯之一，在繼續(xù)按同一方向移動(dòng)工作臺(tái)后，重復(fù)所述圖像采集的過(guò)程，直至整個(gè)所述被測(cè)光纖陣列端面被采集完畢；
[0017]圖像處理模塊，用于根據(jù)所述測(cè)量模板，按照預(yù)設(shè)的算法，將采集的多幅圖像按順序進(jìn)行拼接復(fù)原，并對(duì)其進(jìn)行處理，計(jì)算纖芯位置。
[0018]本發(fā)明提供的技術(shù)方案，能夠有效的降低光纖陣列纖芯距的測(cè)量成本，同時(shí)還能保證其較高的測(cè)量精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明提供的一種光纖陣列纖芯距精密測(cè)量方法的流程圖。
[0020]圖2是本發(fā)明提供的一種標(biāo)定模板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明提供的一種利用標(biāo)定模板對(duì)圖像采集設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定的流程圖。
[0022]圖4是本發(fā)明提供的一種測(cè)量模板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5A是本發(fā)明提供的一種前后兩幅圖像位置發(fā)生偏差時(shí)的示意圖。
[0024]圖5B是本發(fā)明提供的一種前后兩幅圖像位置無(wú)偏差時(shí)的示意圖。
[0025]圖6是本發(fā)明提供的另一種測(cè)量模板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7是本發(fā)明提供的一種光纖陣列纖芯距精密測(cè)量裝置的示意圖。
[0027]圖8A是本發(fā)明提供的一種兩幅圖像位置錯(cuò)誤的示意圖。
[0028]圖8B是本發(fā)明提供的一種兩幅圖像位置正確的示意圖。
[0029]圖9是現(xiàn)有技術(shù)提供的一種測(cè)量模板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖10是本發(fā)明提供的一種計(jì)算纖芯距的圖像處理算法的流程圖。
[0031]圖11是本發(fā)明提供的一種經(jīng)過(guò)處理的光纖陣列端面顯微放大圖像。
圖12是本發(fā)明提供的一種光纖陣列纖芯距精密測(cè)量系統(tǒng)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0033]方法實(shí)施例:
[0034]請(qǐng)參考圖1，該圖示出了本發(fā)明進(jìn)行光纖陣列纖芯距測(cè)量的方法實(shí)施例的流程，本實(shí)施例可以包括以下步驟。
[0035]步驟101，利用預(yù)設(shè)的標(biāo)定模板進(jìn)行標(biāo)定，從而獲得誤差。
[0036]所述標(biāo)定模塊，為用于標(biāo)定的特制模板，之所以要使用標(biāo)定模板，得先從標(biāo)定開(kāi)始說(shuō)起。
[0037]標(biāo)定一般是指，對(duì)所使用儀器的準(zhǔn)確度(精度)進(jìn)行檢測(cè)，從而確定儀器或測(cè)量系統(tǒng)的輸入一輸出關(guān)系，賦予儀器或測(cè)量系統(tǒng)分度值；確定儀器或測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)；消除系統(tǒng)誤差，改善儀器或系統(tǒng)的精確度。因此，在科學(xué)測(cè)量中，標(biāo)定是一個(gè)不容忽視的重要步驟。由于本發(fā)明提供的技術(shù)方案需利用對(duì)被測(cè)光纖陣列端面進(jìn)行放大，再采集放大的圖像，所以在進(jìn)行測(cè)量之前，需先對(duì)進(jìn)行顯微放大的裝置進(jìn)行標(biāo)定，而標(biāo)定模板就是為標(biāo)定而特制的一種器件，如圖2所示。
[0038]請(qǐng)參考圖3，利用標(biāo)定模板進(jìn)行標(biāo)定的過(guò)程，可以包括以下步驟:
[0039]步驟201，將標(biāo)定 模板放置于圖像采集設(shè)備前。
[0040]通常情況下，標(biāo)定模板會(huì)放置于圖像采集設(shè)備前，使得標(biāo)定模板上的幾何圖形可以被清楚的顯示在所采集到的圖像上。
[0041]步驟202，采集標(biāo)定模板的圖像。
[0042]為了能夠獲取該測(cè)量系統(tǒng)的相關(guān)誤差參數(shù)，需采集標(biāo)定模板的圖像，通過(guò)對(duì)所采集的圖像上的幾何圖形與實(shí)際的標(biāo)定圓點(diǎn)的差異來(lái)確定誤差參數(shù)，具體的確定誤差參數(shù)的過(guò)程，在后續(xù)步驟中，會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。
[0043]步驟203，檢測(cè)出圖像中的幾何圖形。
[0044]采集完標(biāo)定模板的圖像之后，需對(duì)所采集的圖像進(jìn)行進(jìn)一步的分析檢測(cè)，獲取到圖像中各幾何圖像的尺寸及位置信息。該獲取標(biāo)定圓點(diǎn)相關(guān)信息的過(guò)程，在后續(xù)步驟中會(huì)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0045]步驟204，計(jì)算出顯微放大設(shè)備的相關(guān)參數(shù)。
[0046]根據(jù)步驟203所獲取到的信息，計(jì)算出相關(guān)參數(shù)，例如，所述標(biāo)定模板上的幾何圖像為標(biāo)定圓點(diǎn)，且該標(biāo)定圓點(diǎn)的實(shí)際直徑和間距是已知的，那么將圖像中某一標(biāo)定圓點(diǎn)的直徑Φ1，與該標(biāo)定圓點(diǎn)的實(shí)際直徑Φ2相比，也就是Φ1/Φ2，從而計(jì)算出放大倍數(shù)。與此相似的，可以根據(jù)其他信息，計(jì)算出系統(tǒng)誤差、像差等參數(shù)。
[0047]在現(xiàn)有技術(shù)中，通常都沒(méi)有針對(duì)光纖陣列測(cè)量的專用標(biāo)定模板，所以其測(cè)量精度往往不夠理想。但本發(fā)明提供了一種專門(mén)針對(duì)該測(cè)量光纖陣列纖芯位置的技術(shù)方案的標(biāo)定豐旲板，可以有效提聞測(cè)量精度。
[0048]步驟102，通過(guò)預(yù)設(shè)的測(cè)量模板，采集所述被測(cè)光纖陣列端面圖像，首次采集的圖像包括至少兩個(gè)纖芯，移動(dòng)工作臺(tái)，再采集所述被測(cè)光纖陣列端面圖像，再次采集的圖像包括至少兩個(gè)纖芯，且至少有一個(gè)纖芯為上一次所采集的圖像中的纖芯之一，繼續(xù)按同方向移動(dòng)工作臺(tái)，重復(fù)采集圖像的過(guò)程，直至整個(gè)所述被測(cè)光纖陣列端面被采集完畢。[0049]該步驟中的測(cè)量模板與步驟101中的標(biāo)定模板是兩種不同的模板:測(cè)量模板是在對(duì)被測(cè)光纖陣列進(jìn)行實(shí)際測(cè)量的時(shí)候使用；標(biāo)定模板則是在進(jìn)行標(biāo)定時(shí)使用。二者的用途雖然不同，但其制作材料及工藝則基本相同，模板的制作材料通常為較透明，厚度小，強(qiáng)度好，熱脹系數(shù)低的材質(zhì)，例如光學(xué)玻璃，然后將該材質(zhì)通過(guò)微納米光刻工藝進(jìn)行加工，制成所需模板，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。由圖4可以看出，測(cè)量模板通常包括圖像編碼信息，該圖像編碼信息可以設(shè)置成如圖4所示的測(cè)量模板，在該測(cè)量模板的中間設(shè)置一條較長(zhǎng)的主線，以及在主線上還設(shè)置有短線，所說(shuō)的主線和短線就是圖像編碼信息，當(dāng)然圖像編碼信息也不僅僅局限與主線和短線，也可以設(shè)置成其他可以進(jìn)行圖像編碼的幾何圖形。在說(shuō)明測(cè)量模板上設(shè)置主線和短線的原因之前，先要對(duì)測(cè)量光纖陣列纖芯的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
[0050]由于光纖陣列纖芯的測(cè)量屬于高精度測(cè)量，其測(cè)量基本都是在納米級(jí)，一根光纖的纖芯直徑通常最多只有幾十微米，要想較為準(zhǔn)確的對(duì)光纖陣列的纖芯進(jìn)行相關(guān)測(cè)量，就必須使用高精度的測(cè)量設(shè)備。在進(jìn)行此類測(cè)量時(shí)，對(duì)光纖陣列測(cè)量端面圖像進(jìn)行放大是必不可少的步驟之一，由于進(jìn)行顯微放大的設(shè)備的視場(chǎng)面積有限，那么在進(jìn)行高精度測(cè)量時(shí)，被測(cè)光纖陣列的纖芯將被放大許多倍，這樣一來(lái)，視場(chǎng)中往往只能包含I至2個(gè)纖芯，而一個(gè)被測(cè)端面通常會(huì)包含多個(gè)纖芯，如果想要知道每個(gè)纖芯的位置，那么就要獲取到整個(gè)被測(cè)端面上所有纖芯的位置信息。這也是在進(jìn)行光纖陣列纖芯位置測(cè)量中必需解決的技術(shù)難點(diǎn)之一。所以，現(xiàn)有技術(shù)通常是一次只獲取一個(gè)纖芯的位置信息，再將多次獲取到的信息進(jìn)行綜合處理，最后得到需要的結(jié)果。因此，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了能夠獲取到所有纖芯的位置信息，需要對(duì)光纖陣列會(huì)進(jìn)行移動(dòng)，這也就是為什么要將光纖陣列放置在可移動(dòng)工作臺(tái)上的原因，因?yàn)檫@樣光纖陣列就可以隨工作臺(tái)的移動(dòng)而移動(dòng)了。而且一般可移動(dòng)工作臺(tái)是三維可以移動(dòng)工作臺(tái)，可以進(jìn)行對(duì)其移動(dòng)距離進(jìn)行準(zhǔn)確控制。然而在移動(dòng)過(guò)程中，光纖陣列的位置可能會(huì)發(fā)生微小的偏移，為了能夠發(fā)現(xiàn)并校正這微小的偏差，而現(xiàn)有的一些技術(shù)方案在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于技術(shù)的局限，無(wú)法很好的克服這些偏差，而導(dǎo)致測(cè)量的準(zhǔn)確性不夠聞。
[0051]由于在本發(fā)明中，所述測(cè)量模板上一般設(shè)置有一條較長(zhǎng)的主線，該主線提供輔助校準(zhǔn)信息。例如，請(qǐng)參看圖5A和圖5B，圖中直線為主線，圓形為纖芯。當(dāng)采集到的前一幅圖像a和后一幅圖像b的位置關(guān)系發(fā)生偏差時(shí)，其主線就不在一條直線上，需進(jìn)行校正，校正后，圖像a與圖像b上的主線就在一條直線上。這里需要說(shuō)明的是，由于主線的寬度過(guò)寬，會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，但寬度過(guò)窄，不利于后期圖像處理，所以主線寬度的設(shè)置需根據(jù)實(shí)際測(cè)量需要選擇適宜的寬度。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，可以清楚的知道，主線的線寬最好在I μ m~5 μ m之間。
[0052]除了主線，所述測(cè)量模板上還可以設(shè)置若干條短線，該短線是用于對(duì)光纖陣列端面圖像中的纖芯進(jìn)行編碼，短線的編碼規(guī)則一般是每一根纖芯進(jìn)行一次編碼，所以短線之間的距離就是光纖陣列標(biāo)準(zhǔn)纖芯距。以32通道光纖陣列為例，標(biāo)準(zhǔn)纖芯距為127μπι，所以模板上短線之間的距離為127 μ m，那么該模板可用于通道數(shù)小于32，標(biāo)準(zhǔn)纖芯距為127 μ m的光纖陣列纖芯距的測(cè)量。而且，短線可以如圖2所示與主線成一定夾角，還可以與主線垂直(如圖6所示)。由于在進(jìn)行多次圖像采集時(shí)，可以利用該短線對(duì)圖像進(jìn)行標(biāo)記，防止在對(duì)多幅圖像進(jìn)行拼接時(shí)，發(fā)生拼接錯(cuò)誤，所以短線的設(shè)置方式并不局限于圖4和圖6所示方式，只有可以起到標(biāo)記識(shí)別的作用即可。[0053]這里需要說(shuō)明的是，上文所述光纖陣列的通道數(shù)，即光纖陣列包含的光纖數(shù)量，而光纖陣列端面上的纖芯即光纖的端面。也就是說(shuō)，有I個(gè)通道的光纖陣列包含有I根光纖，光纖陣列端面上有I個(gè)纖芯；有32個(gè)通道的光纖陣列就包含有32根光纖，光纖陣列端面上就有32個(gè)纖芯。
[0054]另外，上述標(biāo)定模板和測(cè)量模板通常情況下其制作材質(zhì)和加工工藝基本相同，尺寸大小也基本一致。因此，可以將二者制作成一塊模板，也就是說(shuō)，一塊模板上，一部分是標(biāo)定模板，另一部分是測(cè)量模板，這樣使用起來(lái)更加方便，使更換模板的工序變得更加簡(jiǎn)單。
[0055]為了能夠準(zhǔn)確測(cè)量，被測(cè)光纖陣列通常會(huì)被固定在一個(gè)用于測(cè)量的工作臺(tái)上，且該工作臺(tái)為可移動(dòng)的平臺(tái)，工作臺(tái)上設(shè)置有夾具，用于將光纖陣列以及覆蓋在其測(cè)量端面上的模板固定住，防止其移位而影響測(cè)量。工作臺(tái)內(nèi)部一般設(shè)有高精控制裝置，用于控制工作臺(tái)的臺(tái)面在水平或垂直方向上，根據(jù)需要進(jìn)行精確移動(dòng)。由于光纖陣列和模板固定在了工作臺(tái)上，所以當(dāng)工作臺(tái)的臺(tái)面移動(dòng)時(shí)，光纖陣列和模板也會(huì)隨之移動(dòng)。
[0056]這里需要進(jìn)行說(shuō)明的是，由于一般光纖陣列的端面會(huì)有一個(gè)8°的傾斜面，如圖7所示，如果將光纖陣列放置在普通水平的夾具上，那么其被測(cè)端面會(huì)與垂直平面有8°的夾角，在進(jìn)行圖像采集時(shí)，獲取到的圖像會(huì)因?yàn)樵搳A角而失真。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明會(huì)特制夾具1，該夾具I會(huì)相應(yīng)的設(shè)置一個(gè)8°的傾斜角，當(dāng)光纖陣列放置于該夾具I上時(shí)，被測(cè)端面與工作臺(tái)平面垂直，這樣就很好的克服了圖像采集時(shí)失真的問(wèn)題。同時(shí)為了更好的固定被測(cè)光纖陣列，夾具I上通常還設(shè)置有擋板2，用于防止光纖陣列插入夾具時(shí)，插入過(guò)度；以及設(shè)置有卡壓部件3，用于將光纖陣列固定在夾具I上，以防止光纖陣列從夾具I上脫落。由于該夾具I的其他零部件，與一般夾具相類似，故此處不再做詳細(xì)說(shuō)明。這里需要說(shuō)明的是，圖7所示夾具I僅僅只是一個(gè)示例性的設(shè)計(jì)方式，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，只要夾具能夠使被測(cè)端面與工作臺(tái)平面垂直，且固定在工作臺(tái)上即可。
[0057]通常情況下，可以使用攝像頭拍攝被模板覆蓋的被測(cè)光纖陣列的端面。為了便于后期的處理，一般還會(huì)使用圖像采集卡獲取數(shù)字化視頻圖像信息，并將其存儲(chǔ)和播放出來(lái)的硬件設(shè)備。采集測(cè)量端面圖像的具體過(guò)程是，攝像頭會(huì)通過(guò)模板拍攝被測(cè)光纖陣列的測(cè)量端面，而圖像采集卡會(huì)通過(guò)拍攝的圖像，獲取圖像信息，然后將圖像信息保存起來(lái)，以供日后進(jìn)行輸出調(diào)用。
[0058]另外，根據(jù)前文的描述，可以清楚的知道在一次圖像采集過(guò)程中，通常無(wú)法獲取到全部纖芯的圖像信息，這也是光纖陣列纖芯測(cè)量的技術(shù)難點(diǎn)之一。現(xiàn)有技術(shù)一般是，一次只獲取一個(gè)纖芯的圖像信息，進(jìn)行多次采集，再將多次獲取到的信息進(jìn)行綜合處理，最后得到需要的結(jié)果，但所得到的結(jié)果不是太準(zhǔn)確。而本發(fā)明每次采集的圖像通常包括兩個(gè)纖芯，其采集過(guò)程一般是，第一次采集第I個(gè)纖芯和第2個(gè)纖芯的圖像，然后通過(guò)移動(dòng)工作臺(tái)來(lái)移動(dòng)被測(cè)光纖陣列，直至將其移動(dòng)到適合攝像頭拍攝的位置，然后再進(jìn)行第二次采集，獲得第2個(gè)纖芯和第3個(gè)纖芯的圖像，本次采集接收后，繼續(xù)移動(dòng)工作臺(tái)，再進(jìn)行采集，如此反復(fù)，直至整個(gè)測(cè)量端面的所有纖芯被采集完畢，則整個(gè)圖像采集完成。
[0059]例如，現(xiàn)有4通道的光纖陣列，即測(cè)量端面有4個(gè)纖芯，將模板覆蓋在光纖陣列的端面上后，移動(dòng)光纖陣列至適合攝像頭拍攝的位置，使攝像頭正好可以拍攝到第I個(gè)和第2個(gè)纖芯，在拍攝結(jié)束后，繼續(xù)移動(dòng)光纖陣列，使攝像頭可以拍攝到第2個(gè)和第3個(gè)纖芯，在拍攝結(jié)束后，繼續(xù)移動(dòng)光纖陣列，使攝像頭可以拍攝到第3個(gè)和第4個(gè)纖芯，則整個(gè)測(cè)量端面圖像采集完畢。除了上述拍攝方式外，還可以采用其他拍攝方式，例如第一次拍攝第I個(gè)和第2個(gè)纖芯，第二次拍攝第3個(gè)和第4個(gè)纖芯。當(dāng)然，在實(shí)際操作過(guò)程中，也可以根據(jù)需要采用不同的拍攝方式。
[0060]步驟105，根據(jù)所述測(cè)量模板，按照預(yù)設(shè)的算法，將采集的多幅圖像按順序進(jìn)行拼接復(fù)原，并對(duì)其進(jìn)行處理，得到處理后的圖像，根據(jù)所述處理后的圖像和所述誤差，計(jì)算纖芯位置。
[0061]由步驟102可知，為了能夠獲取整個(gè)光纖陣列測(cè)量端面的圖像，通常會(huì)進(jìn)行多次圖像采集，從而得到多幅圖像。為了便于處理，通常會(huì)將采集的多幅圖像按順序進(jìn)行拼接，將其復(fù)原為整幅光纖陣列測(cè)量端面的圖像。這里需要注意的是，由于覆蓋在測(cè)量端面上的測(cè)量模板上設(shè)置有圖像編碼信息，因此在進(jìn)行圖像拼接時(shí)，可以根據(jù)該圖像編碼信息判斷出所采集的圖像是否出現(xiàn)錯(cuò)誤。例如，如果采用的拍攝方式是，第I次拍攝第I個(gè)和第2個(gè)纖芯，第2次拍攝第2個(gè)和第3個(gè)纖芯，那么如圖8A所示，其采集的圖像的順序正確，但如果如圖SB所示，那說(shuō)明所采集的圖像排列順序錯(cuò)誤，或者是拍攝時(shí)漏拍了纖芯。從而可以判斷出所采集的圖像是否出現(xiàn)錯(cuò)誤。出錯(cuò)的原因可以是圖像采集的時(shí)間十分迅速，通常是拍攝完第一幅圖像后，工作臺(tái)立刻移動(dòng)，再拍攝下一幅圖像，在此過(guò)程中，有可能因?yàn)楣ぷ髋_(tái)移動(dòng)速度沒(méi)有跟上采集圖像的速度而出現(xiàn)錯(cuò)誤；又或者在進(jìn)行圖像排列時(shí)，出現(xiàn)前后兩幅圖像順序顛倒，等等。而與此同時(shí)，測(cè)量模板上還設(shè)置有圖像編碼信息，例如測(cè)量模板中間的主線，在將所采集好的圖像按順序進(jìn)行排列后，即可根據(jù)主線對(duì)圖像中纖芯的偏移進(jìn)行校正，由于前文已做說(shuō)明，此處不再贅述。測(cè)量模板上設(shè)置的類似主線和短線這樣的圖像編碼信息，進(jìn)一步提高了本發(fā)明所提供的技術(shù)方案的準(zhǔn)確性和可靠性。但在一些現(xiàn)有的技術(shù)方案中，提供的測(cè)量模板通常是一個(gè)個(gè)連續(xù)的方形框，如圖9所示，該方形框不具備本發(fā)明提供的測(cè)量模板的校正和輔助拼接的功能，從而影響測(cè)量精度，所以本發(fā)明提供的技術(shù)方案相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中使用測(cè)量模板的方案測(cè)量精度更高。
[0062]由于在實(shí)際應(yīng)用中，為了能夠使采集的圖像更加清晰，易于辨識(shí)，通常會(huì)設(shè)置光源，將該光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡后進(jìn)入光纖傳導(dǎo)，使得所采集的圖像上光纖纖芯為一個(gè)高亮光點(diǎn)，這樣更利于后期按照預(yù)設(shè)的算法對(duì)圖像拼接復(fù)原，進(jìn)行處理，進(jìn)而使得根據(jù)圖像處理計(jì)算出的結(jié)果更加精確，提高了本發(fā)明技術(shù)方案的測(cè)量精度。
[0063]請(qǐng)參考圖10，對(duì)采集的圖像進(jìn)行處理的過(guò)程可以包括以下步驟:
[0064]步驟301，讀取采集的光纖陣列端面圖像，并進(jìn)行平滑濾波預(yù)處理。
[0065]這里值得注意的是，由于在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，所采集到的圖像可能由于圖像采集設(shè)備或者外界條件的影響而不是十分理想，為了能夠從圖像中更好的獲取到所需的信息，通常會(huì)對(duì)圖片進(jìn)行平滑濾波預(yù)處理。當(dāng)然，這并不是必須步驟，如果采集到的圖像十分清晰，完全符合預(yù)定要求，那么該步驟可以省略。
[0066]步驟302，提取定位光纖的成像區(qū)域，即感興趣區(qū)域。
[0067]由前述內(nèi)容可知，由于設(shè)置的光源發(fā)出的可見(jiàn)光進(jìn)入光纖進(jìn)行傳導(dǎo)，使得光纖陣列測(cè)量端面上的纖芯呈現(xiàn)高亮，這樣就可以提取出光纖纖芯的成像區(qū)域。
[0068]步驟303，對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行亞像素級(jí)的邊緣提取并定位圓心。
[0069]這里可以采用二項(xiàng)式插值算法等算法對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行邊緣提取，然后利用最小二乘擬合法或?qū)ΨQ擬合法確定圓心。[0070]步驟304，計(jì)算出兩個(gè)纖芯中心的實(shí)際距離。
[0071]在采集完圖像后，根據(jù)圖像采集模塊的設(shè)置參數(shù)及所選用的顯微放大模塊的放大倍率計(jì)算出纖芯中心的實(shí)際距離。
[0072]例如，圖像處理模塊對(duì)圖像采集模塊采集到的圖像進(jìn)行上述處理后，得到如圖11所示圖像，那么圖中黑色實(shí)線圓為纖芯，黑色虛線框是提取出的兩個(gè)感興趣區(qū)域，黑色直線就是要計(jì)算的纖芯距。
[0073]由于上文所提到的平滑濾波預(yù)處理、提取定位光纖的成像區(qū)域、二項(xiàng)式插值算法以及最小二乘擬合法屬于現(xiàn)有技術(shù)，則此處不再贅述。
[0074]由于在現(xiàn)有技術(shù)中，沒(méi)有最后的拼接還原步驟，其獲取到的只是單個(gè)纖芯相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)量的位置關(guān)系。而本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可以通過(guò)對(duì)采集圖像的拼接還原，獲取到整個(gè)測(cè)量端面的組合圖像，進(jìn)而更為準(zhǔn)確的獲知測(cè)量端面上每個(gè)纖芯的位置關(guān)系，進(jìn)一步的提高了該技術(shù)方案的測(cè)量精度。
[0075]裝置實(shí)施例:
[0076]請(qǐng)參考圖12，該圖示出了本發(fā)明提供的一種測(cè)量光纖陣列纖芯距的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。該系統(tǒng)包括標(biāo)定光源、標(biāo)定模板(圖12中未示出)、測(cè)量模板、工作臺(tái)、圖像采集模塊以及圖像處理模塊。
[0077]其中，所述標(biāo)定模板是用于標(biāo)定系統(tǒng)誤差的一種特質(zhì)的模板，該標(biāo)定模板的結(jié)構(gòu)一般如圖2所示，標(biāo)定模板中通常會(huì)設(shè)置多個(gè)幾何圖形，各圖形按照設(shè)計(jì)要求排列，所述幾何圖形的大小與相對(duì)位置都是已知的，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，該幾何圖形通常為圓形，即標(biāo)定圓點(diǎn)，各標(biāo)定圓點(diǎn)的直徑相同，標(biāo)定圓點(diǎn)之間的間距也相同，但在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要，設(shè)計(jì)直徑或間距不同的標(biāo)定圓點(diǎn)，且標(biāo)定點(diǎn)也不局限于圓形，也可是方形等其他形狀。
[0078]另外，標(biāo)定模板上的幾何圖形，通常尺寸較小，這是由于光纖陣列纖芯的測(cè)量通常是納米級(jí)的，所以用于采集圖像的設(shè)備的放大倍數(shù)一般都比較大，如果幾何圖形的尺寸過(guò)大，在采集的圖像時(shí)，很可能整個(gè)圖像只有一個(gè)幾何圖形或者只有幾何圖形的部分，也就無(wú)法獲取幾何圖形的信息，進(jìn)而無(wú)法計(jì)算出相關(guān)參數(shù)，直徑影響測(cè)量精度。所以，在標(biāo)定模板的制作過(guò)程中，需根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)幾何圖形的大小和間距等。
[0079]在制作好標(biāo)定模板后，可以按照以下步驟進(jìn)行標(biāo)定，其具體流程如圖3所示。
[0080]步驟201，將標(biāo)定模板放置于圖像采集設(shè)備前；
[0081]步驟202，采集標(biāo)定模板的圖像；
[0082]步驟203，檢測(cè)出圖像中的標(biāo)定圓點(diǎn)；
[0083]步驟204，計(jì)算出圖像采集設(shè)備的相關(guān)參數(shù)。
[0084]在現(xiàn)有技術(shù)中，通常都沒(méi)有針對(duì)光纖陣列測(cè)量的專用標(biāo)定模板，所以其測(cè)量精度往往不夠理想。但本發(fā)明提供了一種專門(mén)針對(duì)該測(cè)量光纖陣列纖芯位置的技術(shù)方案的標(biāo)定豐旲板，可以有效提聞測(cè)量精度。
[0085]在進(jìn)行完標(biāo)定后，即可進(jìn)入對(duì)光纖陣列的實(shí)際測(cè)量過(guò)程中。在實(shí)測(cè)時(shí)，需先將標(biāo)定模板撤換為測(cè)量模板，才能進(jìn)行后續(xù)步驟。
[0086]這里所說(shuō)的測(cè)量模板，用于置于與被測(cè)光纖陣列端面相對(duì)應(yīng)的位置上，優(yōu)選的實(shí)施方式是覆蓋在被測(cè)光纖陣列的測(cè)量端面上，該測(cè)量模板與之前所描述的標(biāo)定模板是兩種不同的模板:測(cè)量模板是在對(duì)被測(cè)光纖陣列進(jìn)行實(shí)際測(cè)量的時(shí)候使用；標(biāo)定模板則是在進(jìn)行標(biāo)定時(shí)使用。二者的用途雖然不同，但其制作材料及工藝則基本相同，模板的制作材料通常為較透明，厚度小，強(qiáng)度好，熱脹系數(shù)低的材質(zhì)，例如光學(xué)玻璃、石英玻璃、工程塑料等。然后將該材質(zhì)通過(guò)微納米光刻、或者半導(dǎo)體加工等工藝進(jìn)行加工，制成所需模板，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。所述測(cè)量模板包括圖像編碼信息，由圖4可以看出，測(cè)量模板的中間通常會(huì)設(shè)置一條較粗的主線，在主線上還設(shè)置有短線，這里的主線和短線就是圖像編碼信息。測(cè)量模板上設(shè)置的類似主線和短線這樣的編碼信息通常是使用高精度的加工設(shè)備進(jìn)行加工得到的，例如高精度干涉儀等，這樣就確保測(cè)量模板的精度，從而保證了整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度。
[0087]另外，上述標(biāo)定模板和測(cè)量模板通常情況下其制作材質(zhì)和加工工藝基本相同，長(zhǎng)度也基本一致。因此，可以將二者制作成一塊模板，也就是說(shuō)，一塊模板上，一部分是標(biāo)定模板，另一部分是測(cè)量模板，這樣使用起來(lái)更加方便，使更換模板的工序變得更加簡(jiǎn)單。
[0088]制作好的測(cè)量模板在使用時(shí)，被固定在可移動(dòng)的工作臺(tái)上。該工作臺(tái)除了用于固定測(cè)量模板，還用于固定放置被測(cè)光纖陣列，并能帶動(dòng)被測(cè)光纖陣列進(jìn)行移動(dòng)。
[0089]所述工作臺(tái)通常包括一個(gè)三維移動(dòng)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)三個(gè)維度的移動(dòng)。在工作臺(tái)的內(nèi)部一般設(shè)置有控制裝置，由于控制工作臺(tái)的臺(tái)面在水平或垂直方向上進(jìn)行精確移動(dòng)，不同型號(hào)的工作臺(tái)，其移動(dòng)精度不同，也會(huì)對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度產(chǎn)生影響，因此在選擇工作臺(tái)時(shí)，要根據(jù)所需的測(cè)量精度來(lái)進(jìn)行選擇。由于工作臺(tái)是由控制裝置來(lái)控制移動(dòng)的，基本不需要人工干預(yù)，因此其移動(dòng)的準(zhǔn)確性很高，移動(dòng)速度也很快，從而使得整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度和速度都比較高。
[0090]需要說(shuō)明的是，由于一般光纖陣列的端面會(huì)有一個(gè)8°的傾斜面，如圖7所示，如果將光纖陣列放置在普通水平的夾具上，那么其被測(cè)端面會(huì)與垂直平面有8°的夾角，在進(jìn)行圖像采集時(shí)，獲取到的圖像會(huì)因?yàn)樵搳A角而失真。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明會(huì)特制夾具1，該夾具I會(huì)相應(yīng)的設(shè)置一個(gè)8°的傾斜角，當(dāng)光纖陣列放置于該夾具I上時(shí)，被測(cè)端面與工作臺(tái)平面垂直，這樣就很好的克服了圖像采集時(shí)失真的問(wèn)題。同時(shí)為了更好的固定被測(cè)光纖陣列，夾具I上通常還設(shè)置有擋板2，用于防止光纖陣列插入夾具I時(shí)，插入過(guò)度；以及設(shè)置有卡壓部件3，用于將光纖陣列固定在夾具I上，以防止光纖陣列從夾具I上脫落。由于該夾具的其他零部件，與一般夾具相類似，故此處不再做詳細(xì)說(shuō)明。
[0091]在固定好光纖陣列后，就可以用圖像采集模塊對(duì)光纖陣列的測(cè)量端面進(jìn)行圖像采集。所述圖像采集模塊通常會(huì)包括攝像頭，用于拍攝被模板覆蓋的被測(cè)光纖陣列的端面。為了便于后期的處理，圖像采集模塊一般還包括圖像采集卡，它是一種可以獲取數(shù)字化視頻圖像信息，并將其存儲(chǔ)和播放出來(lái)的硬件設(shè)備。通常情況下，圖像采集模塊采集測(cè)量端面圖像的具體過(guò)程是，攝像頭會(huì)通過(guò)模板拍攝被測(cè)光纖陣列的測(cè)量端面，而圖像采集卡會(huì)通過(guò)拍攝的圖像，獲取圖像信息，然后將圖像信息保存起來(lái)，以供日后進(jìn)行輸出調(diào)用。
[0092]另外，通常情況下，用于圖像采集設(shè)備通常會(huì)標(biāo)有圖像放大倍數(shù)等參數(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于其制造過(guò)程及使用過(guò)程中，出現(xiàn)的加工誤差或使用磨損都有可能使得圖像采集設(shè)備的實(shí)際放大倍數(shù)等參數(shù)不是其所標(biāo)示出的數(shù)值。所以在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，通常會(huì)利用標(biāo)定模板對(duì)圖像采集設(shè)備以及整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的誤差進(jìn)行標(biāo)定。另外，這里可以使用CXD攝像頭，也可以是CMOS攝像頭，又或者是其他可用于進(jìn)行圖像采集的攝像裝置。
[0093]需要說(shuō)明的是，所述圖像采集模塊所采集的測(cè)量端面圖像是經(jīng)過(guò)放大處理的圖像。由于一般多模光纖陣列中的纖芯直徑為62.5 μ m,單模光纖陣列的纖芯直徑為8~10 μ m,人眼根本無(wú)法識(shí)別，因此本發(fā)明提供的測(cè)量光纖陣列中纖芯距的系統(tǒng)還包括顯微放大模塊，用于放大測(cè)量端面，從而得到放大的測(cè)量端面圖像。其中，顯微放大模塊可以是光學(xué)顯微鏡，也可以是其可以對(duì)測(cè)量端面進(jìn)行放大的設(shè)備。因此，在優(yōu)選的實(shí)施方式用，圖像采集模塊中的攝像頭透過(guò)光學(xué)顯微鏡對(duì)光纖陣列的測(cè)量端面進(jìn)行拍攝。而且，在選擇顯微放大設(shè)備作為顯微放大模塊時(shí)，應(yīng)保證滿足圖像分辨率要求，使得顯微視場(chǎng)包括至少相鄰兩根線芯。
[0094]由于在實(shí)際應(yīng)用中，為了能夠使采集的圖像更加清晰，易于辨識(shí)，通常會(huì)設(shè)置光源，將該光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡后進(jìn)入光纖傳導(dǎo)，使得所采集的圖像上光纖纖芯為一個(gè)高亮光點(diǎn)，這樣更利于后期圖像的處理，進(jìn)而使得根據(jù)圖像處理計(jì)算出的結(jié)果更加精確，提高了本發(fā)明技術(shù)方案的測(cè)量精度。這里需要說(shuō)明的是，所述光源可以是白光光源，也可以是LED光源，也可以是激光光源，只要是可以提高足夠光強(qiáng)的光源均可，而光源光強(qiáng)是根據(jù)系統(tǒng)放大倍數(shù)、對(duì)圖像分辨率的要求等條件進(jìn)行設(shè)置。通常來(lái)說(shuō)，圖像分辨率要求越高，系統(tǒng)放大倍數(shù)越大，其光源需要的強(qiáng)度也越強(qiáng)。
[0095]在圖像采集模塊采集完圖像之后，就需要用圖像處理模塊對(duì)所采集的圖像進(jìn)行處理。由前述內(nèi)容可知，了能夠獲取整個(gè)光纖陣列測(cè)量端面的圖像，通常會(huì)進(jìn)行多次圖像采集，從而得到多幅圖像，因此圖像處理模塊會(huì)將采集的多幅圖像按順序進(jìn)行拼接復(fù)原，并對(duì)其進(jìn)行處理，根據(jù)所述模板計(jì)算纖芯位置。 [0096]請(qǐng)參考圖10，對(duì)采集的圖像進(jìn)行處理的過(guò)程可以包括以下步驟:
[0097]步驟301，讀取采集的光纖陣列端面圖像，并進(jìn)行平滑濾波預(yù)處理；
[0098]步驟302，提取定位光纖的成像區(qū)域，即感興趣區(qū)域；
[0099]步驟303，采用二項(xiàng)式插值算法對(duì)該區(qū)域進(jìn)行亞像素級(jí)的邊緣提取并利用最小二乘擬合法定位圓心；
[0100]步驟304，根據(jù)圖像采集模塊的設(shè)置參數(shù)及所選用的顯微放大模塊的放大倍率計(jì)算出兩個(gè)纖芯中心的實(shí)際距離。
[0101]由于上文所提到的平滑濾波預(yù)處理、提取定位光纖的成像區(qū)域、二項(xiàng)式插值算法以及最小二乘擬合法屬于現(xiàn)有技術(shù)，則此處不再贅述。
[0102]由于在現(xiàn)有技術(shù)中，沒(méi)有最后的拼接還原步驟，其獲取到的只是單個(gè)纖芯相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)量的位置關(guān)系。而本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可以通過(guò)對(duì)采集圖像的拼接還原，獲取到整個(gè)測(cè)量端面的組合圖像，進(jìn)而更為準(zhǔn)確的獲知測(cè)量端面上每個(gè)纖芯的位置關(guān)系，進(jìn)一步的提高了該技術(shù)方案的測(cè)量精度。
[0103]同時(shí)，本發(fā)明提供的測(cè)量系統(tǒng)無(wú)需復(fù)雜的高精度宏微雙驅(qū)動(dòng)亞微米級(jí)的定位平臺(tái)或者精密光柵，僅需通過(guò)圖像拼接與模式識(shí)別提取出測(cè)量結(jié)果，即可實(shí)現(xiàn)光纖陣列高精度、自動(dòng)化的精密測(cè)量，較現(xiàn)有的大型測(cè)量設(shè)備，具有設(shè)備緊湊、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
[0104]對(duì)于本發(fā)明的裝置實(shí)施例而言，由于其與方法實(shí)施例基本相似，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。
[0105]以上對(duì)本發(fā)明提供的測(cè)量光纖陣列纖芯位置的方法及系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供的技術(shù)方案利用專門(mén)設(shè)計(jì)的標(biāo)定模板對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，再將測(cè)量模板覆蓋整個(gè)光纖陣列的測(cè)量端面，然后采用精密微動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)被測(cè)光纖陣列，同時(shí)連續(xù)拍攝經(jīng)過(guò)顯微放大的纖芯端面圖像，利用專門(mén)設(shè)計(jì)的測(cè)量模板校正相鄰兩根光纖在移動(dòng)過(guò)程中偏移扭轉(zhuǎn)的角度，并作為連續(xù)拍攝的顯微圖像拼接的輔助參數(shù)。對(duì)拍攝的多幅顯微圖像進(jìn)行拼接復(fù)原后，再對(duì)復(fù)原后的顯微圖像進(jìn)行亞像素精度級(jí)的目標(biāo)識(shí)別與信息提取，然后根據(jù)顯微模塊的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算纖芯位置。
[0106]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖陣列纖芯距精密測(cè)量方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟A，利用預(yù)設(shè)的標(biāo)定模板進(jìn)行標(biāo)定，從而獲得誤差； 步驟B，通過(guò)預(yù)設(shè)的測(cè)量模板，采集所述被測(cè)光纖陣列端面圖像，所述測(cè)量模板與所述被測(cè)光纖陣列端面對(duì)應(yīng)固定在可移動(dòng)的工作臺(tái)上，所述光纖陣列的光纖中有光源光線在傳導(dǎo)，首次采集的圖像包括至少兩個(gè)纖芯，移動(dòng)工作臺(tái)后，再采集所述被測(cè)光纖陣列端面圖像，再次采集的圖像包括至少兩個(gè)纖芯，且至少有一個(gè)纖芯為上一次所采集的圖像中的纖芯之一，繼續(xù)按同方向移動(dòng)工作臺(tái)，重復(fù)采集圖像的過(guò)程，直至整個(gè)所述被測(cè)光纖陣列端面被采集完畢； 步驟C，根據(jù)所述測(cè)量模板，按照預(yù)設(shè)的算法，將采集的多幅圖像按順序進(jìn)行拼接復(fù)原，并對(duì)其進(jìn)行處理，得到處理后的圖像，根據(jù)所述處理后的圖像和所述誤差，計(jì)算纖芯位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述測(cè)量模板包括圖像編碼信息，用于提供圖像拼接的輔助特征，以及作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量；所述標(biāo)定模板包括若干大小與相對(duì)位置已知的幾何圖形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖像為經(jīng)過(guò)顯微放大的測(cè)量端面圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C還包括:將光纖陣列置于可移動(dòng)工作臺(tái)的特制夾具上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的方法，其特征在于，所述步驟D還包括:在采集測(cè)量端面圖像前，將光源通過(guò)光纖傳導(dǎo)，使纖芯呈現(xiàn)高亮。
6.一種光纖陣列纖芯距精密測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 標(biāo)定模板，用于標(biāo)定系統(tǒng)中顯微放大模塊的誤差； 測(cè)量模板，用于置于與被測(cè)光纖陣列端面相對(duì)應(yīng)的位置上； 工作臺(tái)，用于固定放置被測(cè)光纖陣列，并能帶動(dòng)被測(cè)光纖陣列進(jìn)行移動(dòng)； 圖像采集模塊，用于通過(guò)光源，采集疊加了測(cè)量模板的所述被測(cè)光纖陣列端面圖像，首次采集的圖像包括至少兩個(gè)纖芯，在移動(dòng)工作臺(tái)后，再次采集所述被測(cè)光纖陣列端面圖像，再次采集的圖像包括至少兩個(gè)纖芯，且至少有一個(gè)纖芯為上一次所采集的圖像中的纖芯之一，在繼續(xù)按同一方向移動(dòng)工作臺(tái)后，重復(fù)所述圖像采集的過(guò)程，直至整個(gè)所述被測(cè)光纖陣列端面被采集完畢； 圖像處理模塊，用于根據(jù)所述測(cè)量模板，按照預(yù)設(shè)的算法，將采集的多幅圖像按順序進(jìn)行拼接復(fù)原，并對(duì)其進(jìn)行處理，計(jì)算纖芯位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量模板包括圖像編碼信息，用于提供圖像拼接的輔助特征，以及作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量；所述標(biāo)定模板包括若干大小與相對(duì)位置已知的幾何圖形。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顯微放大模塊，用于放大測(cè)量端面，從而得到放大的測(cè)量端面圖像；所述顯微放大模塊的放大倍率至少使采集的圖像中包括兩個(gè)纖芯。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括夾具，用于將光纖陣列置于可移動(dòng)工作臺(tái)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括光源，用于通過(guò)光纖傳導(dǎo)，使纖芯呈現(xiàn)1?殼 。
【文檔編號(hào)】G01B11/14GK104019757SQ201410230896
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】陳青山, 呂勇, 劉力雙, 牛春輝, 李小英, 耿蕊, 李響, 王潤(rùn)蘭, 薛媛 申請(qǐng)人:北京信息科技大學(xué), 陳青山