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高精度非接触三次元レンズ形状測定システム LUPHOScan

高精度非接触三次元レンズ形状測定システム LUPHOScan

LUPHOScan(ルフォスキャン)はMWLI法技術(多波長干渉法: multi-wavelength interferometry)に基づいた多波長走査干渉法による測定装置です。
非球面レンズに代表される回転対称光学部品の超精密非接触3D形状測定を目的として設計され、光学部品の真の形状を3Dでナノオーダーで測定することが可能です。

LUPHOScan Model 120, 260, 420
測定対象部品のサイズ、オプション機能で選べるLUPHOScan 120、260、420の3モデル
Annular Lens Axicon Lens I-cut Lens
Asphere before grinding Asphere after grinding Pancake Lens

LUPHOScanの利点

  • レンズの全体形状を測定、3Dで再現
  • 高精度 - ±50nm 以下(3σ)の形状誤差
  • 高い測定速度 - 例. 直径75mm/曲率半径(RoC) 30mm/傾斜63度の非球面回転対称レンズで6分以下(セットアップ込)
  • 急勾配の測定 - 最大90°、つまり半球の測定が可能
  • レンズ特性の完全な評価が可能 - レンズ厚み、ウェッジ誤差、ディセンタ誤差、レンズマウント位置等

レンズ全体形状の真の3D測定

LUPHOScanは、弊社独自技術MWLI法により、高い精度でレンズ形状全体の真の三次元測定を可能にするために設計されました。

これまでの接触式測定機では、触針によってX方向とY方向に対象レンズを十字に測定する方法が主にとられていました。
しかし当然、この十字に測定した部分以外の形状については測定をすることができず、シミュレーションもしくは仮定によって補わざるを得ませんでした。
それに対してLUPHOScanシステムでは、レンズをスピンドル上で回転させ、回転するレンズをX方向に走査する方式を開発しました。
今までの十字型の測定とは異なるこのスパイラル状の測定法により、レンズ形状全体を、つまり真のレンズ形状を捉えることができるようになりました。

この独自の測定機フレームコンセプトと、垂直方向分解能0.05nm、繰り返し性1nm以下を誇るMWLI法LUPHOSmartセンサーを組み合わせることで、±50nm以下の高い精度で光学部品形状の測定が可能になりました

独自コンセプトの測定機フレームが可能にする高い精度

測定機は精密なZ軸、R軸(水平方向)、T軸(対物センサ)およびC軸(回転軸)の4つの駆動軸を備えています。
C軸を除く3つの駆動軸にはアッベの原理に従いLUPHOSmartセンサーが備え付けられています。
このセンサがそれぞれの参照基準面(円筒ミラー1枚、フラットミラー2枚)との距離を常に計測し、温度変化やその他の要因による環境変化の影響を除去し対物センサの位置を常に校正することで高い精度を実現します。

Figure. Reference Frame Concept

この画期的な測定機フレームコンセプトにより、LUPHOScanは±50nm以下の精度を達成しています。

高い測定速度

高応答性のセンサーが高い測定速度を保証します。

レンズ種別サイズ測定時間
大抵の非球面レンズ φ420mm 8分未満
未研磨非球面レンズ φ55mm 4分45秒
研磨済非球面レンズ φ54mm 4分50秒
ガルウィング形状非球面レンズ φ48mm 3分45秒

90°までの急傾斜の測定が可能

触針式測定機では誤差の原因になりやすい急峻な傾斜面や、さらに傾斜量が変化するようなレンズでも問題なく測定が可能です。
これにより俗に「パンケーキ」や「ガルウィング」と呼ばれる特殊形状の光学部品の測定が可能です。

LuphoSwapによる光学部品形状誤差の完全特性評価

Luphoswap

LuphoSwapはLuphoScan 260およびLuphoScan 420プラットフォーム用のレンズホルダで、レンズ両表面の全ての特性評価を可能にします。
LUPHOSwapはレンズ・金型両面を連続で測定し、その独自の測定コンセプトが両面の測定結果の明白な相関化を可能にします。
つまり、形状誤差を測定すると同時に、レンズの厚み、両面のウェッジ、ディセンター誤差、回転勾配も評価する事が可能になります。
この強力なツールはLuphoSmartのセンサ技術と独自のホルダ コンセプトの絶対的な測定機能、そして追加の(ランアウト)基準センサに基づいています。

詳細はLUPHOScanカタログ8-9ページを御覧ください。

金型偏芯測定LUPHOScanによる金型外径基準の偏芯測定についてはこちら

 

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LUPHOScanHD更なる高精度化を達成したLUPHOScanHDのカタログはこちら

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