KATSURA OPTO SYSTEMS · MULTI-AXIS METROLOGY
傾斜・變位量測・自動準直技術
鏡頭移動時，除了位置改變，是否也產生傾斜或旋轉？5D／6D 多軸感測器可在符合靶標與量測條件下，同時取得多個位置與角度資訊，協助檢查光學致動器的運動姿態
從鏡頭對焦、光學防手震與精密對準的需求出發，了解要量哪些軸，以及樣品需要怎麼配置
5D／6D 傾斜與位移量測，適合用在哪裡？
AF／VCM · 對焦動作
移動時，有沒有歪？
鏡頭致動器沿 Z 方向移動時，同步觀察傾角，協助辨識位移是否伴隨姿態變化
只需 Z＋傾角：先評估三軸；還需要 X／Y：再評估 5D
LENS-SHIFT OIS · 鏡頭防手震
補償動作是否符合預期？
觀察鏡頭的 X／Y 位移，同時取得 Z 與兩個傾角資訊，協助檢查動作中的非預期偏移
常見需求：5D 鏡頭致動器量測
SENSOR-SHIFT OIS · 感測器防手震
平移之外，也需要看旋轉
感測器位移式 OIS 若包含旋轉補償，量測項目也需要涵蓋旋轉角，才能觀察完整的六項姿態資訊
需要 X／Y／Z＋傾角＋旋轉：評估 6D
量測能協助分析致動器的運動，實際防手震效果仍需要影像與控制系統測試共同評估。精密組裝與治具對準也可依所需量測軸評估，前提是能配置合適的量測靶標
5D 和 6D 在量什麼？先看這三種動作
5D＝X、Y、Z＋θX、θY；6D 再增加旋轉 θ。先把動作分成位移、傾斜與旋轉，就比較容易看出量測差異。下面三張圖會直接示範各種動作
三種動作直接示範，不用切換 XYZ；可先看「位置」與「方向」的差別
01｜位移
5D／6D 都量位置改變
左右移動｜X
02｜傾斜
5D／6D 都量面朝的方向改變
θX：繞 X 軸；θY：繞 Y 軸
03｜旋轉
6D 多量這一項繞量測軸轉動
θ＝原方向與目前方向的夾角
本圖以 Z 作量測軸，θX／θY 表示繞 X／Y 軸的傾斜。傾斜示範 ±20°、旋轉示範 ±30°，均為放大教學示意，不是產品量測範圍；本動畫旋轉採順時針為正、逆時針為負；實際量程、座標與正負方向依型號設定確認
| 類型 | 同時量哪些項目 | 主要要回答的問題 |
|---|---|---|
| 傾角（2 軸） | θX、θY | 反射面相對基準有多少傾斜？ |
| 三軸 | Z＋θX、θY | 沿量測軸的位移是否伴隨傾斜？ |
| 5D | X、Y、Z＋θX、θY | 位置改變時，兩個傾角如何變化？ |
| 6D | X、Y、Z＋θX、θY＋旋轉 θ | 位置、傾斜與旋轉是否都符合預期？ |
手機可左右滑動表格
這裡的三軸是 Z 位移＋θX、θY；5D／6D 分別代表五／六項位置與角度資訊
一套感測器，如何取得多項位移與角度？
Katsura Opto 將不同光學量測方法整合於同一套感測器，減少配置多個感測器時的安裝空間、相互對準與管理需求
反射面的傾斜，如何變成角度數據？
粉紅光束表示量測光路。雷射光打到量測反射面後，回光經過成像透鏡，在影像感測器上形成光點；反射面傾斜時，光點位置也會跟著改變。圖中以 α 表示單一剖面的傾角，5D／6D 分別量測兩個方向的 θX、θY
光點位移與傾角的關係
d = f × tan(2α)；小角度時可近似為 d ≈ 2fα，此時 α 以弧度表示。f 是成像透鏡的焦距，d 是光點相對零位的位移。實際角度數據由經過校正的系統換算
θX／θY｜自動準直
反射面傾斜時，回光方向改變；由回光成像的位置取得傾角資訊
Z｜三角測量
靶標遠近改變時，光學接收位置跟著變化，用已校正的幾何關係求得位移
X／Y｜視覺位置量測
辨識靶標在影像中的位置，換算橫向的位置與位移資訊
旋轉 θ｜6D 額外偵測
在五項資訊之外，增加旋轉角偵測光學系統，取得靶標的旋轉資訊
光學量測不需要探針碰到樣品。不過，固定目標鏡或靶標後，仍要留意它的重量與治具會不會影響原本的動作
量樣品前先確認這些事
先提供樣品照片和想量的動作，就能比較快確認需要哪些量測項目。通常會先看下面幾點
樣品長什麼樣？
先看照片、尺寸與量測位置，再確認指定目標鏡或專用靶標能否放得下、固定得住，以及周邊是否會產生額外反光
它會怎麼動？
是左右、上下或前後移動？會不會傾斜或旋轉？提供大約的移動距離、角度和安裝空間，再確認感測器放哪裡
你想看多細的變化？
要量停下來的位置，還是連續觀察運動？說明動作速度，以及希望分辨的位移與角度，再確認量測速度和精度需求
工作距離 WD 是感測器與靶標的配置距離；Z 位移量程 是可量測的前後位移範圍。安裝位置與可量動作，要分別確認
