1偏心量測技術與發展 文/圖：李建興、吳文弘、黃國政、陳峰志 儀器科技研究中心 前言 近年來，由於數位資訊產業爆發性的成長，小尺寸光學透鏡如讀寫鏡頭、數位相機、手機相機與光通訊等相關元件之應用需求大幅增加。隨著模造玻璃成形與射出成形等相關高精密模具產業的蓬勃發展，此類軸對稱光學元件在製作或系統組裝時，光軸與旋轉對稱軸若不重合，將產生偏心誤差，而此偏心誤差對於低 f/# 值及短背焦 (back focal length, BFL) 之小尺寸光學透鏡成像品質具有關鍵性的影響。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) 。鑑於此類光學透鏡廣泛應用及其光學系統組裝校正的要求，對於元件偏心誤差之檢測評估，則是製作高精度 光學鏡片 之一重要課題 。本 文簡 介 偏心量測原 理 及未 來開 發過 程 中可預 期 之關鍵技術與挑 戰 ，以 期 提 升 國內 光學產業相關檢測能 力 。 何謂 偏心 對於旋轉軸對稱光學元件或系統，其在元件製作或系統組裝時，光軸與旋轉對稱軸之非 重合現 象 ，即 為偏心誤差 (centring error) 。在光學元件及系統國際 標 準 規 範 ISO 10110 中，係 以 基 點 (datu m point) 與基 軸 (datu m ax is) 來描 述 同 心度 誤差 (centering error)。如單 一球 面 曲 面 ，即 以 通過 球 面 與基 軸交 點 之表 面 法 線 (normal to the su rface) 與基 軸間的夾 角 稱為表 面 傾角 (su rface tilt angle) ，定 義 為同 心度 誤差，亦 即 前述 之偏心。以 非 球 面 曲 面 而言，其光軸由非 球 面 上 各 點 曲 率 中心連 線 而成，一個 非 球 面 只 能定 義 出一個 光軸。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，而產生透鏡兩面 光軸間的偏心與傾斜現 象 。偏心誤差根 據 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 。 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)，如圖 1(a)；另一種是光軸與幾何中心軸之間的傾斜 (tilt)，如圖 1(b)。...
