d3偏心量測(cè)技術(shù)與發(fā)展doc(編輯修改稿)
2024-08-11 11:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 射出十字標(biāo)線平行光束，經(jīng)待測(cè)光學(xué)系統(tǒng)或鏡組聚焦於某焦點(diǎn)，再由另一自準(zhǔn)直儀配合適當(dāng)物鏡將此焦點(diǎn)導(dǎo)入目鏡或 CCD 觀察反射回來(lái)的十字線。若光學(xué)系統(tǒng)光軸偏離機(jī)械旋轉(zhuǎn)軸，則由目鏡或螢?zāi)簧嫌^察到的十字線會(huì)繞著某中心旋轉(zhuǎn)， 其透鏡偏心量 (soptical) 可表示為： (5)其中，fh 為物鏡之有效焦長(zhǎng)、fa 為自準(zhǔn)直儀之有效焦長(zhǎng)、fs 為待測(cè)鏡片之有效焦長(zhǎng)，D 為十字線旋轉(zhuǎn)直徑。雷射偏心量測(cè)法是以可見(jiàn)光波段雷射當(dāng)作光源，如圖 8 所示，以德國(guó) Satisloh 公司的雷射對(duì)心機(jī) (LOHM1) 為例，將待測(cè)透鏡置於鏡座上，以 V 型治具靠緊透鏡，雷射由上方穿過(guò)待測(cè)透鏡，調(diào)整聚焦透鏡使雷射光能聚焦在訊號(hào)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(diǎn)。此時(shí)一邊調(diào)整 V 型治具位置一邊轉(zhuǎn)動(dòng)待測(cè)透鏡，使雷射光束由透鏡之幾何中心點(diǎn)進(jìn)入透鏡。此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡，如有偏心現(xiàn)象可在屏幕上看到光點(diǎn)移動(dòng)軌跡成一圓形，由圓形移動(dòng)軌跡之大小可計(jì)算待測(cè)透鏡之偏心量。此法所量測(cè)之偏心量相當(dāng)於透鏡兩面間之傾斜量。以單透鏡而言可利用下式計(jì)算偏心誤差值 (soptical)： (6)特殊規(guī)格元件量測(cè) 無(wú)論是傳統(tǒng)的機(jī)械式測(cè)量法或是光學(xué)式的測(cè)量法，待測(cè)元件都需要透過(guò)特殊的裝置來(lái)定位，進(jìn)而完成測(cè)量，但是這類(lèi)透過(guò)特殊裝置來(lái)定位的過(guò)程卻極易對(duì)元件產(chǎn)生機(jī)械性或是力學(xué)性的傷害而降低了元件的商業(yè)價(jià)值。另外，傳統(tǒng)測(cè)量偏心的方法對(duì)於具有極大曲率半徑值的球面的元件而言存在量測(cè)精度上的限制，而且傳統(tǒng)的偏心測(cè)量方式僅可測(cè)量待測(cè)表面為單一曲率半徑之球面面型的元件，並無(wú)法測(cè)量具有特殊曲面的非球面元件。目前量產(chǎn)鏡片多以塑膠射出成形或模造玻璃製作，尤其是最近被大量採(cǎi)用的非球面透鏡更是如此。但以玻璃模造或塑膠射出成形製作之鏡片邊緣常有缺角或毛邊存在，如圖 9 所示，這些缺陷對(duì)於上述需要旋轉(zhuǎn)待測(cè)鏡片來(lái)進(jìn)行量測(cè)的之非接觸式偏心量測(cè)法而言，會(huì)造成旋轉(zhuǎn)阻礙或形成量測(cè)誤差。再者，鏡片中心移位或傾偏等偏心的問(wèn)題，對(duì)高畫(huà)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。鑑於習(xí)知技術(shù)與裝置仍有諸多不足，而相關(guān)偏心檢測(cè)設(shè)備造價(jià)昂貴且存有使用上諸多限制，因此儀器科技研究中心特別針對(duì)目前業(yè)界在特殊規(guī)格鏡片偏心量測(cè)上的困難，開(kāi)發(fā)非接觸式的檢測(cè)偏心誤差方法與裝置，以利即時(shí)量測(cè)鏡片偏心誤差，並適時(shí)修正製程參數(shù)使誤差至可容許範(fàn)圍內(nèi)，有效提升產(chǎn)品製造良率。1. 刀口陰影偏心量測(cè)法1858 年由傅科 (Foucault) 提出以刀口陰影法應(yīng)用於天文望遠(yuǎn)鏡大口徑反射鏡的檢測(cè)，至今已有一百多年歷史，由於架設(shè)簡(jiǎn)單且有極高的觀測(cè)靈敏度，至今仍廣泛使用，尤其是在大口徑鏡片加工上。當(dāng)利用刀口陰影法來(lái)檢測(cè)非球面曲面時(shí)，由於曲面上各處曲率不同，反射光線不會(huì)聚焦在一點(diǎn)，以刀口依序遮擋軸上光線的過(guò)程中，將呈現(xiàn)陰影變化。如果該非球面為完美軸對(duì)稱(chēng)，所得到的陰影圖邊界皆為同心圓；如果該非球面之光軸有偏差，所得到的陰影圖內(nèi)圈邊界與外圈邊界將不同心，如圖 10(a)、(b) 所示。利用電腦輔助進(jìn)行陰影圖形辨識(shí)與分析，可以獲得該非球面的偏心量。刀口陰影法除了上述反射式偏心量測(cè)方式外，可以架設(shè)成穿透式偏心量測(cè)方式，利用刀口切割待測(cè)透鏡之波前聚焦處，以獲得刀口陰影圖，供偏心
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