公差与容忍度分析.pdf

光學系統設計進階篇 第八章 容忍度-公差分析 (fourth version; 2002 版) 許阿娟 朱嘉雯 林佳芬 陳志隆 第八章 容忍度分析（Tolerancing ） 8.1 簡介 8.2 內定公差（Default tolerances ） 8.3 統計背景知識（statistics background ） 8.4 系統效能之容忍度分析：廣義討論 8.5 使用者定義的容忍度分析（user-defined tolerancing ） 8.6 列表式容忍度分析（change table tolerancing ） 8.7 MTF/RMS 波前公差化 參考文獻 習題 8.1 簡介 一個光學設計除非每個建構參數（construction parameter ）容忍度上限已 被界定，否則是不宜進入製程。所謂建構參數指的是所有用來規範系統的數據— 例如曲率半徑、元件厚度、空氣間隙、折射率等。容忍度計算法則涵蓋敏感度 （sensitivity ）計算、統計分析技巧、以前成功案例定下的數值及在其它來源的 處方都在內。使用的方法因人而異 ，因狀況不同而變。在本章 ，我們以系統效能 （performance ）界定的觀點來看容忍度分析。 8.2 內定公差（Default tolerances ） 如果檢查任何透鏡的可容忍度值，可以看到 OSLO 已對一些建構參數內定 其容忍度值 （或者叫公差）。這些內定值均取自ISO 10110 標準 。如果在圖樣上 沒有指明容忍度是多少則這個 ISO 10110 標準就被引用。換言之，如果沒有輸 入任何新數據，OSLO 就直接引用內定容忍度到透鏡組上。當然，內定的容忍度 值均可自由變動。如下表8.1 所示 ，內定的容忍度跟鏡面的孔徑有關。注意對在 OSLO 中若內定容忍度被選用，則有兩類大孔徑其鏡面形（surface form ）（格式 寫成3/ （條紋數）（give in fringes ）容忍度此時是就一測試直徑來給定。（此一 測試直徑比鏡面孔徑要小）。OSLO 會就測試直徑範圍內而非就鏡面孔鏡大小量 得的條紋數來計算鏡面上該有的改變。 維度的最大值(mm) 特性 至10 由10 至30 由30 至100 由100至300 邊長、半徑 ±0.2 ±0.5 ±1.0 ±1.5 (mm) 8-1 光學系統設計進階篇 第八章 容忍度-公差分析 (fourth version; 2002 版) 許阿娟 朱嘉雯 林佳芬 陳志隆 厚度(mm) ±1.0 ±0.2 ±0.4 ±0.8 稜鏡或平板的 ±30′ ±30′ ±30′ ±30′ 角度偏離 保護槽的寬度 0.1−0.3 0.2 −0.5 0.3 −0.8 0.5 −1.6 (mm) 雙折射的行變 0 20 0 20 ─ ─ (nm/cm) 氣泡、內包物 1 3 ×0.16 1 5 ×0.25 1 5 ×0.4 1 5 ×0.63 不均質、條痕 2 1;1 2 1;1 ─ ─ 面的形狀之容 3 5 (1) 3 10(2) 3 10(2) 3 10(2) 忍度 測試半徑 測試半徑 30 mm 60 mm 中心程度之容