ケーススタディ：PICとFAUのアライメント

概要

シリコンフォトニクスの組み立てにおいて、PICとFAUのビジュアルアライメント精度は倍率だけに依存しません。北米の光通信会社がVICOに依頼し、新しいPIC–FAUビジュアルプレアライメントと特徴認識イメージングソリューションの評価を希望しました。顧客は既存の顕微物レンズとリングライトを、テレセントリックレンズと同軸照明に置き換えることを計画しています。視野、カメラ仕様、機械レイアウトに基づき、VICOは2つの4×ソリューションを提供しました：物方テレセントリックレンズWWH40-63CTV3、および両側テレセントリックレンズDTCA121-5C-GV2.1。その後、白色光と青色光の同軸照明下でイメージング性能を比較するためのオンライン実測を行いました。

アプリケーション背景

顧客の元システムはIDS UI-3080CP2-C-HQカメラを使用し、センサーはSony IMX250（2456 × 2054、画素3.45 μm）で、Mitutoyo 3Xコンパクト物レンズとリングライトを組み合わせていました（視野は約2.8 × 2.35 mm）。

オンライン比較実測

Sony IMX264を搭載したデモカメラを使用し、代表的なサンプルでオンライン実測を行いました。白色光と青色光の同軸照明をそれぞれデモし、コントラストを比較しました。

WWH40-63CTV3のMTF30は約285 lp/mm、DTCA121-5C-GV2.1は約310 lp/mmです。顧客は視野、被写界深度、テレセントリック度、照明、設置スペース、および「ビジュアルアライメント」と「寸法測定」の2つの目的を同時に考慮しました。

結論

同軸照明下では、物方テレセントリックでビジュアルアライメントを満たすことができます。測定精度がより重要な場合、両側テレセントリックはより安定した倍率とより小さな透視誤差を提供できます。リモート実測により、顧客はパラメータを見て選定することから、アプリケーションに基づいて評価し、見積もりと調達に進むことができました。

新しい上から下への光路には同軸照明が必要で、反射するPIC/FAUの特徴を明確に見ることができます。リングライトはこの種の小型で高反射の光学部品において、反射の不均一を生じやすいです。

2つのテレセントリックソリューション

WWH40-63CTV3：4×物方テレセントリック、同軸マウント付き；Z方向にわずかな変化があっても倍率は比較的安定しており、平坦で高反射のフォトニクス特徴に適しています。

DTCA121-5C-GV2.1：4×両側テレセントリック；透視誤差と倍率の安定性の制御がより強く、精密な寸法/位置測定に適しています。

名目倍率は同じ4×ですが、光路構造と重点が異なるため、選定は「4×」というラベルだけで判断できません。