可變焦式透鏡於距離量測系統之應用

Development of Confocal Displacement Sensor System with Varifocal Lens

本文基於雷射共焦理論探討在距離量測應用上的設計與評估，本研究在距離量測系統中加入可變焦式透鏡，成為一個具有可變焦功能的共焦距離量測系統；利用此可變焦式透鏡快速變焦之特性，取代一般傳統共焦測距法所需的Z軸方向垂直移動機制，藉此建立精確快速的距離量測系統，如此不僅能節省系統元件的複雜度及降低成本，還能避免Z軸方向運動時造成的各種誤差或干擾。量測系統最前端設計可容易置換不同倍率的物鏡，經實驗證實提高物鏡倍率可以加強整個系統對入射光源的聚焦能力以達到更穩定精準的距離量測效果。本研究也利用不同材質物件的量測結果比較確認此距離量測系統的可行度與實用性在大部分的材料中都可以有一定程度的量測效果，有利於未來的各項應用。 In this research, a special varifocal-lens was equipped into the displacement sensor, which provided the ability of varifocal length in measurement. Using the feature of different driven currents that differs the varifocal length rapidly, it replaces the traditionally confocal measurement that depends on the vertical movement in z-axis. It not only reduces the complexity of components and cost, but also avoids the error caused by z-axis motion.