カスタム精密ガラス部品が光学検査システムにおけるミクロンレベルの焦点合わせを実現する方法

スマートフォン用カメラレンズ、AR/VR用光学系、半導体ウェハーなど、あらゆる分野でサブミクロンレベルの欠陥検出を目指す競争において、マシンビジョンインテグレーターは重大なボトルネックに直面している。それは、金属製光学マウントにおける機械的ドリフトと熱的不安定性である。解決策は?従来の材料から完全に脱却することだ。

そこで登場するのが精密ガラス部品です。これらは非金属で熱的に不活性、かつ寸法安定性に優れた構造を持ち、ミクロンレベルの精度で高解像度イメージング経路を固定する光学基板として機能します。zhhimgでは、光学計測における「構造」の意味を再考することで、ビジョンシステム設計者がこれまでにない検査システムの焦点精度を実現できるよう支援しています。

高精度フォーカス経路において金属が劣る理由

ほとんどの検査システムは、レンズホルダー、ビームスプリッター、基準板に依然としてアルミニウムまたはステンレス鋼を使用しています。金属は加工しやすく強度も高いものの、以下のような欠点があります。
  • 高いCTE(12~17 ppm/℃):周囲温度がわずか1℃変化しただけでも焦点面がずれる。
  • 磁気干渉:ハイブリッドシステムにおいて、電子ビームまたは磁気ステージのアライメントを阻害する。
  • ガス放出と腐食:クリーンルームとの適合性および長期的な表面の完全性を損なう。
±2 µmの公差で多要素アセンブリを検査するモバイルレンズメーカーにとって、ナノメートルスケールの焦点ずれでさえ、誤った不良判定や欠陥の見落としにつながる可能性がある。

ガラスの利点:基材に組み込まれた安定性

zhhimg社の精密ガラス部品は、低膨張ホウケイ酸ガラスまたは溶融石英から製造され、機能的な光学機械ハイブリッドとして設計されています。主な利点は以下のとおりです。
  • 熱膨張係数(CTE)は0.55 ppm/℃と非常に低く(溶融石英)、15~35℃の動作温度範囲でほぼゼロの熱ドリフトを実現。
  • 表面平坦度 ≤ λ/10 @ 632.8 nm: 基準面またはビームスプリッター窓として直接統合可能
  • 非磁性、非導電性、ガス放出ゼロ:ISOクラス5+クリーンルームおよび真空対応システムに最適
  • カスタム形状:超精密研削および研磨による一体型取り付けボス、運動学的機能、および反射防止微細構造
これらは単なる受動的な部品ではなく、検査システムの焦点精度を高めるための能動的な要素です。
セラミックマスタースクエア

実際の応用例:スマートフォンレンズのAA(アクティブアライメント)ステーション

中国の大手スマートフォンOEMは最近、カメラモジュール検査ラインをアップグレードし、アルミニウム製レンズチャックをzhhimg社製の埋め込み式基準点と真空チャネルを備えたカスタムガラス光学基板に置き換えた。結果:
  • 焦点再現性が±1.8 µmから±0.4 µmに向上しました。
  • システム起動後の熱安定化時間が25分から3分未満に短縮されました。
  • 周囲環境の変動による12時間勤務中の再校正を不要にした。
その秘密は?対物レンズマウントからセンサー基準板まで、光路全体が熱膨張係数(CTE)が一致するガラス部品で構築されており、一体型の熱環境を実現している点にある。

ガラスを使用した次世代ビジョンシステムの設計

zhhimgは、エンドツーエンドの機能を備えたマシンビジョンインテグレーターをサポートします。
  • 材料選定(BK7、B270、溶融石英、Zerodur®代替品)
  • 厚さと平行度に関して±1µmまでの公差
  • AR、HR、またはダイクロイック層用のコーティング準備済み表面(Ra < 0.5 nm)
  • ISO 10110に基づく計測学に基づく認証
高度な光学検査においては、構造自体が光学系の一部となるからです。
zhhimgについて
zhhimgは専門メーカーです精密ガラス部品ハイエンドの産業および科学用途向け。当社の超安定光学基板に関する専門知識は、マシンビジョン開発者が熱雑音や機械的クリープに制約されることなく、解像度、再現性、信頼性の限界を押し上げることを可能にします。
無料の設計レビューをご希望の場合は、当社までご連絡ください。また、ビジョンシステム試作用の2026ガラスコンポーネント統合キットもご請求いただけます。

投稿日時:2026年3月16日