超精密光學

在元宇宙的議題帶動下使得虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)、混合實境(MR)產業積極發展。另一方面各大車廠積極研發自動駕駛車,駕駛座的資訊欄顯示解析精度與安全感測元件精度與數量也增加,例如抬頭顯示器HUD、自由曲面鏡FREE FORM、非球面鏡片或是柱狀鏡片、投射照明用鏡片陣列MLA...都經過精密設計製造確保使用者安全。穿戴型的光學鏡片與精密光學用的鏡片例如手機、筆電、照相機、掃描器、微投影機以及掃地機器人使用感測雷達...等電子產品,都需要量測鏡片表面面形輪廓與非球面輪廓,有些微結構樣品量測形狀精度要求需在次微米等級以下,加工件表面粗度也到達到奈米等級。

日本三鷹光器公司(Mitaka Kohki Co., Ltd.)的雷射表面輪廓儀採用非接觸式方式量測樣品表面形貌,符合ISO 25178-605規範之非接觸式點雷射自動聚焦掃描表面輪廓量測儀,量測儀器優勢在對大行程工件做2D或3D掃描量測非常方便,量測樣品前無需預先輸入設計參數就可對樣品進行掃描量測,量測軸每個軸向都配備光學尺對樣品做高密度取點,數據輸出就是光學尺的點座標,光學尺的精度是奈米精度樣品掃描。

三鷹光器的量測儀器在量測光學鏡片與模仁有其獨特優勢,例如非接觸式量測方法不破壞樣品表面、快速大面積掃描、數據是奈米光學尺精度、儀器規格可客製化改造也是優勢之一,使用三鷹光器量測儀器可以進行複雜的表面輪廓掃描,而且相同量測手法數據重現性非常高。


鏡片量測範例說明:

光學鏡片在接觸式輪廓粗度量測儀的操作下進行樣品量測,接觸針是否會因為操作過程中發生探針崩角而刮傷模具表面。粗度計接觸針尖R2um即使在高倍率光學顯微鏡下也是很難觀察崩角問題,往往刮傷問題都要再多一段刮痕檢查工序,能否量測過程中就連同影像檢查一起執行

圖(1)是一個精密的鏡片表面,高倍率顯微鏡所拍攝到畫像,刮痕並不明顯,裸視樣品表面也不易觀查到刮痕。

圖(2)使用NH-3SPs 機種搭配x100物鏡掃描量測刮痕中心點3D的彩虹圖,樣品中心點刮痕的表面輪廓被精準掃描。


模仁量測範例說明:

精密模仁或精密模具其表面幾何輪廓與尺寸精度極為重要,量測輪廓選擇專用輪廓儀、尺寸量測選擇工具顯微鏡或是座標量測儀、面形部分使用非球面量測儀、粗度部分使用粗度計,往往一台量測儀器無法完成。三鷹光器的量測儀器可結合上述功能

上圖左為模仁斷面輪廓,上圖右擷取一段非球面輪廓,帶入專用非球面分析軟體進行非球面擬合輪廓分析。


高曲度鏡片面形量測:

鏡片輪廓曲度越高量測誤差越大的問題是輪廓量測儀器的限制,解決高取度量測的誤差問題,三鷹光器開發出SE迴轉台治具並搭配多邊形量測法,降低高曲度補正誤差大的困擾,大大提升面形精度,配選購SE迴轉機構做樣品全周輪廓掃描如下圖。






量測產品範例

超精密加工產業服務對象包含:

  • 光學鏡片廠商

    非球面鏡片與模仁輪廓粗度評價
    適合機種:NH-3SP

    鏡片嵌合輪廓,BARREL輪廓
    適合機種:MLP-3SP



  • 隱形眼鏡廠商

    隱形眼鏡輪廓,模仁微結構輪廓,漸進多焦點模仁
    適合機種:PF-60

  • 元宇宙開發用元件

    虛擬實境(VR)鏡片,擴增實境(AR)鏡片,菲涅爾透鏡(Fresnel Lens)
    適合機種:MLP-3

  • 汽車鏡片

    抬頭顯示鏡片HUD,自由曲面鏡片(Free Form),雷達感測用鏡片,照明用燈形
    適合機種:NH-5N

另外如果您的量測工件表面形貌希望用非接觸式方法,現有接觸式觸針在量測工件上有測試瓶頸,觸針損耗率過高想改用非接觸式方式降低耗材成本,影像量測方式精度已經無法滿足需求,歡迎與我們聯繫。