d3偏心量測技術(shù)與發(fā)展doc-wenkub
2022-08-12 11:24:48 本頁面
【正文】 線板 (reticle) 投射出十字線 (crossline)，經(jīng)物鏡聚焦至待測透鏡第一曲率中心 (center of curvature)，再由自準直儀目鏡觀察反射回來的十字線，若第一曲率中心偏離旋轉(zhuǎn)軸，則觀察到的十字線會繞著某中心旋轉(zhuǎn)。一般而言，鏡片橫向偏移量 (d) 為量表量測值的一半。另外，依實際光源的不同，光學(xué)式量測法又可區(qū)分為穿透式量測法與反射式量測法。此二類偏心的問題可在鏡片定心時，磨除多餘的邊厚解決。因此，非球面透鏡兩個面各可定義出一個光軸，這兩光軸可能因製造誤差不會重合，而產(chǎn)生透鏡兩面光軸間的偏心與傾斜現(xiàn)象。何謂偏心 對於旋轉(zhuǎn)軸對稱光學(xué)元件或系統(tǒng)，其在元件製作或系統(tǒng)組裝時，光軸與旋轉(zhuǎn)對稱軸之非重合現(xiàn)象，即為偏心誤差 (centring error)。隨著模造玻璃成形與射出成形等相關(guān)高精密模具產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，此類軸對稱光學(xué)元件在製作或系統(tǒng)組裝時，光軸與旋轉(zhuǎn)對稱軸若不重合，將產(chǎn)生偏心誤差，而此偏心誤差對於低 f/ 值及短背焦 (back focal length, BFL) 之小尺寸光學(xué)透鏡成像品質(zhì)具有關(guān)鍵性的影響。偏心誤差可分為兩種來源；一種是光軸與幾何中心軸之間的橫向偏移 (lateral displacement)；另一種是光軸與幾何中心軸之間的傾斜 (tilt)。在光學(xué)元件及系統(tǒng)國際標準規(guī)範 ISO 10110 中，係以基點 (datum point) 與基軸 (datum axis) 來描述同心度誤差 (centering error)。偏心誤差根據(jù)其量測方法的不同而有特殊的定義，常見的偏心誤差有偏折角、橫向位移、外緣偏心、邊緣厚差值、錶計差量、投影偏差量等，定義如表 1 所示。第三種則是鏡片某一面有傾斜現(xiàn)象，因此該面曲率中心偏移整體鏡片軸心，若傾斜角度大於 30，將影響整體光學(xué)品質(zhì)，則需重新對該曲面加工修正傾斜的問題。1. 機械量錶量測機械式量測的方式主要針對單透鏡幾何外型測量其偏心。並以式 (2) 計算透鏡傾斜偏心量 (smechanical)，其中 rr 2 凸面時為正值，凹面時為負值。此時旋轉(zhuǎn)鏡片並調(diào)整治具使得十字線在固定位置，再將物鏡聚焦至待測透鏡第二曲率中心，此時反射回來的十字線會繞著某半徑之圓旋轉(zhuǎn)，如圖 5 所示。 (4)3. 穿透式量測 光學(xué)穿透式量測法主要針對光學(xué)系統(tǒng)做偏心量測。雷射偏心量測法是以可見光波段雷射當(dāng)作光源，如圖 8 所示，以德國 Satisloh 公司的雷射對心機 (LOHM1) 為例，將待測透鏡置於鏡座上，以 V 型治具靠緊透鏡，雷射由上方穿過待測透鏡，調(diào)整聚焦透鏡使雷射光能聚焦在訊號接收器上，經(jīng)由放大電路處理後，可於屏幕上看到聚焦光點。以單透鏡而言可利用下式計算偏心誤差值 (soptical)： (6)特殊規(guī)格元件量測 無論是傳統(tǒng)的機械式測量法或是光學(xué)式的測量法，待測元件都需要透過特殊的裝置來定位，進而完成測量，但是這類透過特殊裝置來定位的過程卻極易對元件產(chǎn)生機械性或是力學(xué)性的傷害而降低了元件的商業(yè)價值。再者，鏡片中心移位或傾偏等偏心的問題，對高畫素成像品質(zhì)影響甚劇，掌握偏心誤差量並回饋調(diào)整製程，已是高精度鏡片製造所必備。如果該非球面為完美軸對稱，所得到
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