Linssimoduulin polttovälin mittaaminen

Abstract

Insinöörityön tavoitteena oli suunnitella Janesko Oy:lle mittauslaitteisto linssimoduulien polttovälin mittaamiseksi. Lisäksi tutkittiin mahdollisuutta havaita samalla laitteistolla mahdolliset epäpuhtaudet linssimoduulien sisällä sekä tarkastaa linssien samansuuntaisuus. Laitteisto suunniteltiin tuotannon tueksi laadunvalvontatyökaluksi.

Insinöörityössä tutustuttiin mittaustekniikkaan ja virhelähteisiin, teollisuuskameroihin sekä autokollimaattorin toimintaan. Myös suunnitteluprojektin vaiheet läpikäytiin osana työtä.

Mittauslaitteistolla mitattiin jo aiemmin testattuja kelvollisia, hylättyjä ja testaamattomia linssimoduuleja. Vertailemalla aiemmin tutkittuja linssimoduuleja toisiinsa saatiin arvioitua linssien kohtisuoruuksien vaikutus kuvan muodostumiseen. Mittauslaitteisto soveltui hyvin polttovälin mittaamiseen, ja sen suunnittelu katsottiin onnistuneeksi. Mittaustulokset taulukoitiin ja tulosten perusteella linssimoduulien laatu on polttovälin perusteella tasaista, mutta kuvan terävyys vaihtelee. Linssimoduulien polttovälin vaihtelu todettiin oletettua pienemmäksi.

Insinöörityö täytti suurimmaksi osaksi sille asetetut tavoitteet. Epäpuhtauksia ei laitteistolla kyetty havaitsemaan vakuuttavasti, ja linssien kohtisuoruuden mittaamiseen nykyinen laitteisto soveltuu vain välttävästi.

Jatkotoimenpiteinä tutkitaan linssimoduulien polttovälin vaihtelun vaikutusta refraktometrin toimintaan. Parannusehdotuksia laitteeseen on jo keksitty, ja tavoitteena on päästä numeerisesta mittauksesta eroon ja siirtyä hyväksytty/hylätty -mittaukseen.

The objective of this Bachelor’s thesis was to design and build a measuring system for measuring the focal length of a lens module. This thesis was commissioned by Janesko Oy. Also the possibilities to identify impurities inside the lens module were studied. How to measure the parallelism of the lenses was examined as well. The set-up was designed to be a part of the quality control system. Metrology and sources of errors were investigated in the study. The measuring system was built round an industrial camera and an autocollimator and therefore their functions were explored. The phases of a design project were also included in this thesis.

Firstly, the previously inspected, accepted and rejected, lens modules were analyzed with the measuring system. Secondly, the untested lens modules were compared to the previously inspected modules. By comparing the previously inspected items to the uninspected ones, it was possible to estimate the effect of the parallelism on the focal length.

The measuring system functioned well and it was easy to carry out the measuring of the focal length. The measurement results were tabulated. According to the results, the overall quality of the lens modules is steady, but the sharpness of the image varies depending on the parallelism of the lenses. The variations in focal lengths were less than expected.

The test results indicated that identifying impurities cannot be done accurately but measuring the parallelism of the lenses is sufficiently possible. The design of the measuring system created to measure focal lengths was finished. In future the next step is to investigate the effects of focal length changes on the operation of a refractometer. Suggestions for improvements to the system were made. In conclusion, the finished version of the measuring system should function on the basis of the accepted/rejected method.