第五章 公差測試
5.1 FH1A 公差分析
在閃光燈組裝上分別把可能產生的位移、旋轉等公差進行模擬。
(一)光源 X 方向位移公差，如圖(5.1-1)。
圖(5.1-1)兩光源 X 方向位移公差
光源一 光源二 中心照度 最低照度 Gain 均勻度(%) 備註 0mm +0.2mm 48.344 26.103 1.49 54.0 0mm +0.1mm 48.949 28.277 1.51 57.8 品質提升 0mm -0.1mm 48.583 25.823 1.50 53.1
0mm -0.2mm 47.398 23.814 1.46 50.2 Gain 下降 +0.1mm +0.2mm 48.312 24.007 1.49 49.7
+0.1mm +0.1mm 48.858 26.488 1.50 54.2 +0.1mm -0.1mm 48.493 27.242 1.49 56.2 +0.1mm -0.2mm 47.366 25.236 1.46 53.3
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-0.1mm +0.2mm 48.123 27.502 1.48 57.1 -0.1mm +0.1mm 48.858 26.488 1.50 54.2 -0.1mm -0.1mm 48.149 23.932 1.48 49.7
-0.1mm -0.2mm 47.116 21.273 1.45 45.1 +0.2mm +0.2mm 47.830 20.613 1.47 43.1
+0.2mm +0.1mm 48.389 24.006 1.49 49.6 +0.2mm -0.1mm 47.861 27.736 1.47 58.0
+0.2mm -0.2mm 46.828 27.053 1.44 57.8 -0.2mm +0.2mm 47.148 26.756 1.45 56.7
-0.2mm +0.1mm 47.631 25.003 1.47 52.5 -0.2mm -0.1mm 47.156 21.290 1.45 45.1
-0.2mm -0.2mm 46.232 18.031 1.42 39.0 品質最差 由上面位移公差分析中，可以發現光源往左移動時，嚴重影響照明品質，所 以此照明系統組裝公差對於光源左移動的容忍度較低。兩光源向左位移 0.2mm，
如圖(5.1-2)所示，右半部角落的照度下降很多，公差為±0.2mm。
圖(5.1-2)FH1A 兩光源左位移 0.2mm 照度圖
在公差分析過程中發現，當光源二向右位移 0.1mm，在此時的照明品質較設 計結果好，如圖(5.1-3)，針對此問題以下討論。
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中心照度 最低照度 Gain 均勻度(%) FH1A 設計結果 48.896 27.775 1.506 56.76 光源二右位移 0.1mm 48.949 28.277 1.508 57.76 右位移 0.1mm 整體的照明品質提升，但是在改變光源位子情況下所得到結果。
由圖(4.4.3-6)FH1A 設計結果，可以發現照度分布圖右半部照度值較低，所以將 光源向右移動一小距離，將最低的照度值拉升，有效提升均勻度。
圖(5.1-3)FH1A 光源二向右位移 0.1mm
若不在機構條件之下，兩光源是在適當的調整下可以找到更佳品質，以下分 別將光源、接收器做適當的調整，提升 Gain、均勻度，找到最佳照明品質。
光源一 光源二 中心照度 最低照度 Gain 均勻度(%) 備註 0mm +0.05mm 48.946 28.485 1.508 58.20 0mm +0.06mm 48.916 28.630 1.507 58.53 0mm +0.07mm 48.889 28.760 1.506 58.83
0mm +0.08mm 49.014 28.606 1.510 58.36
+0.03mm +0.03mm 48.704 28.615 1.500 58.75 +0.04mm +0.04mm 48.850 28.848 1.505 59.05 最佳 +0.05mm +0.05mm 48.876 28.800 1.506 58.92
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經過了適當調整，確實整體的照明品質提升，慢慢的可以發現每個參數的差 距都是 10-2等級，中心照度與均勻度回歸到負斜率狀態，趨向於此設計極限，以 兩光源向右位移 0.04mm 為最佳照度，如圖(5.1-4)照度分布圖。
圖(5.1-4)FH1A 兩光源右位移 0.04mm 照度分布圖
利用接收器的位子改變，是否能夠補償右邊較低的照度值，如圖(5.1-5)所示。
圖(5.1-5)位移接收器位子
接收器位子 中心照度 最低照度 Gain 均勻度(%) 備註 +10mm 48.921 28.220 1.507 57.69
+15mm 48.925 28.493 1.508 58.24
+17mm 48.928 28.671 1.508 58.60 最佳 +17.5mm 48.891 28.647 1.507 58.59
當接收器在+17mm 時，整體照明品質提升，如圖(5.1-6)所示。
X Y
-531.5 0 531.5 404 29.014 32.345 28.848
0 32.274 48.850 34.330 -404 28.987 32.845 30.900
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圖(5.1-6)接收器+17mm 照度分布圖 光源 Y 方向位移公差，如圖(5.1-7)所示
圖(5.1-7)Y 方向位移公差
光源一 光源二 中心照度 最低照度 Gain 均勻度(%) 備註 0mm +0.2mm 48.310 24.587 1.49 50.9 0mm +0.1mm 48.568 26.634 1.50 54.8 0mm -0.1mm 48.606 27.371 1.50 56.3 0mm -0.2mm 47.901 25.738 1.48 53.7 +0.1mm +0.2mm 48.017 23.357 1.48 48.6
+0.1mm +0.1mm 48.154 25.511 1.48 53.0 +0.1mm -0.1mm 48.651 27,651 1.48 57.4 +0.1mm -0.2mm 47.488 27.199 1.46 57.3 -0.1mm +0.2mm 48.083 25.706 1.48 53.5 -0.1mm +0.1mm 48.240 27.771 1.49 57.6 -0.1mm -0.1mm 48.267 25.966 1.49 53.8
-0.1mm -0.2mm 47.555 24.312 1.47 51.1 X
Y
-531.5 0 531.5 404 28.681 31.821 28.671
0 35.668 48.928 30.986 -404 28.828 32.699 29.801
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+0.2mm +0.2mm 47.879 21.183 1.48 44.2 均勻度下降 +0.2mm +0.1mm 48.096 23.381 1.48 48.6
+0.2mm -0.1mm 48.123 25.516 1.48 53.0
+0.2mm -0.2mm 47.350 25.704 1.46 54.3 -0.2mm +0.2mm 47.346 26.025 1.46 55.0
-0.2mm +0.1mm 47.511 26.982 1.46 56.8 -0.2mm -0.1mm 47.567 24.186 1.46 50.8
-0.2mm -0.2mm 46.818 22.493 1.44 48.0 品質下降 由上面位移公差分析可以發現，Y 方向位移的公差容忍度比 X 方向位移的公 差容忍度高，均勻度維持在 50%左右，表示對於 Y 方向位移而言，這是一個良好 的設計。
(二)光源與透鏡之間距離，Z 方向移動，如圖(5.1-8)。
圖(5.1-8)透鏡與光源間距離
透鏡移動(Z 方向) 中心照度 最低照度 Gain 均勻度(%) 備註 +0.2mm 54.371 18.626 1.67 34.3 Gain 上升 +0.1mm 51.557 24.762 1.59 48.0
-0.1mm 46.457 23.925 1.43 51.5
-0.2mm 44.688 18.590 1.38 41.6 Gain 下降 組裝過程中，光源與透鏡間距離是會有誤差產生，由上發現當距離拉遠時 Gain 值上升、均勻度下降，距離拉近時，Gain 值下降、均勻度下降。±0.2mm 如 圖(5.1-9)所示。
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圖(5.1-9)+0.2mm、-0.2mm 照度分布圖 (三)光源與透鏡之間角度公差分析，如圖(5.1-10)。
圖(5.1-10) 光源與透鏡之間角度
旋轉角度 中心照度 最低照度 Gain 均勻度(%) 備註 +20 52.322 20.724 1.61 39.6 Gain 上升 +10 50.592 25.564 1.56 50.5
-10 48.151 24.895 1.48 51.7
-20 47.101 21.078 1.45 44.8 Gain 下降
當光源與透鏡並非平行，由上旋轉分析可知，角度±20為旋轉角的極限公差，
如圖(5.1-11)所示。
圖(5.1-11)+20、-20照度分布圖
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