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レーザ専門商社の草分けとして1968年から 研究・開発者のニーズにお応えしてきた日本レーザー

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メーカー SENSOFAR Metrology

3次元表面形状や表面粗さを測定・解析する顕微鏡方式の非接触3D計測装置です。SENSOFAR社のシステムは、レーザー顕微鏡の基本原理である共焦点方式に加え、白色干渉計方式、焦点移動(フォーカスバリエーション)方式の3方式を1台に搭載しています。単一の方式しか持たない装置に比べ、幅広いアプリケーション、表面形状に1台で対応することができ、導入コストを大きく抑えることができます。


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概要

レーザー顕微鏡に代わる次世代3D計測
Why 3 in 1 technologies?

3D顕微鏡の方式として代表的な共焦点方式、白色干渉計方式、焦点移動(フォーカスバリエーション)方式には、それぞれ得意な表面性状や、測定可能なスキャンレンジや最小分解能などに違いがあり、どの技術が優れているか一概には言えません。SENSOFARは、マイクロディスプレイ技術を用いた特許技術により、3方式を低価格に1台に集約することを可能にしました。また、FLCoSデバイスを用いたこの光学系は可動部品のない共焦点光学系を実現します。



共焦点方式

光学系に開口を利用した顕微鏡撮像方式です。この原理を用いた代表的な製品がレーザー顕微鏡です。開口を使うことにより、焦点の合っていない焦点外れの光を検出しないように設計されており、試料表面の焦点の合っている点のみが測定されます。ビームまたは開口を、機械的またはデジタル的に走査して得られた2D像を、高さ方向に積層することにより、3Dプロファイルを計測しています。
共焦点顕微鏡は、粗い表面から滑らかな表面の形状までを幅広いスケールの測定が可能な技術で、光学形状測定としては最高の水平分解能を誇ります。空間分解能を0.10µm程度にすることが可能で、クリティカルな寸法測定に最適です。高NA(0.95)、150倍対物レンズを使用することで、傾斜面70°以上(滑らかな表面)、最大86°(粗い表面)まで測定することが可能です。独自アルゴリズムによりナノレベルの垂直再現性を提供します。



白色干渉計方式

光干渉計の光学系では、光源から出た光はビームスプリッタにより2つのビームに分けられ、一方はリファレンスミラーで反射され、他方は、試料表面で反射される。これら2つのビームは再び同一光路に戻り、重なり合うことで、干渉縞を得られます。干渉縞は2つのビームの光路差の情報を含んでおり、干渉縞を解析することにより、3次元的な表面形状を高分解能に計測することができます。解析の方法により次の2つの原理に分けられます。

  • 位相シフト干渉計(PSI)モード
    位相シフト干渉計は非常に滑らかな表面をサブナノメートルの分解能で測定できる技術です。原理上、PSIは全ての倍率で同じサブナノレベルの垂直分解能(0.1/0.01nm)の測定が可能です。低倍率(2.5倍)を使えば、大面積を高分解能で一括測定することができます。
  • 垂直走査干渉計(VSI)モード
    垂直走査干渉計は滑らかな表面から適度に粗い表面まで測定可能な技術です。VSIも全てのレンズにおいてナノレベルの垂直分解能(1nm)を提供します。
    これらの白色干渉顕微鏡技術は特に粗さ測定に適した方式です。


焦点移動(フォーカスバリエーション)方式

焦点移動(フォーカスバリエーション)方式は、被写界深度が非常に低い光学系または試料を垂直方向にスキャンして、表面の連続的に撮像します。解析アルゴリズムによって、各フレーム内の焦点が合っている点が決定され、すべての画像から焦点の合った点のみを合成し3Dプロファイルを高速に計測することができます。
焦点移動顕微鏡は、粗い表面の測定に適した技術で、広いZ方向レンジを測定することができます。他の手法に比べ、分解能は劣りますが、測定スピードが非常に高速で、低倍率での共焦点測定を補完し、急傾斜(最大86°)面の測定が可能です。主に切削工具の刃先計測など急峻な角度をもった形状に使用されます。



先進的な測定方式

  • 革新的な共焦点方式
    コンフォーカルフュージョン:共焦点と焦点移動法の長所をいいとこ取りしたハイブリッド方式
    コンティニュアスコンフォーカル:従来共焦点の3倍高速
  • 2層測定モード
    透明膜の「最表面」、「下地表面」、「膜厚」を測定
  • 薄膜測定
    干渉式膜厚測定

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測定事例

2Dおよび3D表面性状(粗さ)
パラメータ(ISO25178準拠)
段差の高さと角度 トライボロジー/潤滑/摩耗パラメータ

体積 形状と曲線

専用システム

高機能モデル S neox

S neoxは最も多機能、かつ、高精度な測定が可能なシステムです。ラボでの解析から、オンラインプロセスでの品質管理(QC)まで幅広い用途に使用することができます。

  • 3 in 1テクノロジー:共焦点・白色干渉(VSI/PSI)・焦点移動方式
  • カラー3D計測(シーケンシャルカラー合成)
  • 電動ステージ、スティッチング機能

高機能モデル "S neox"


5軸オプション S neox Five Axis

高精度電動2軸回転ステージと高度な検査・解析機能を追加し、360度全周測定による 完全な3D形状測定を可能にしました。

  • S neoxモデルを搭載
  • 3 in 1テクノロジー:共焦点・白色干渉(VSI/PSI)・焦点移動方式
  • 5軸測定システムによる360°全周3D測定
  • 3DCADモデルとの差を解析
  • 工具や機械部品の寿命試験および摩耗解析

5軸オプション "S neox Five Axis"


コンパクトモデル S lynx

S lynxはコンパクトなサイズにSensofarの3-in-1テクノロジーを搭載した卓上型の3D形状測定装置です。手動ステージを使ったシンプルな構成で、R&D用途に最適な製品です。

  • 3 in 1テクノロジー:共焦点・白色干渉(VSI)・焦点移動方式
  • 手動ステージ(スティッチング機能有)

コンパクトモデル "S lynx"


組込センサー

多機能モデル

SENSOFAR社の3-in-1テクノロジーを搭載した多機能バージョンです。様々な形状やトポグラフィを測定可能で、アプリケーションの変更などにも柔軟に対応することができます。

  • 密閉されたセンサーヘッド、堅牢な設計
  • SDKソフトウェア開発キット
  • 3 in 1テクノロジー:共焦点・白色干渉(VSI)・焦点移動方式
  • モータ駆動6連レボルバー付き

多機能モデル "S mart"


超高速白色干渉モデル

高速・ハイスループットが必要とされる産業用の組み込みヘッドです。ハイスピードカメラと最適化された設計により、他の干渉計方式の製品に比べて7倍高速に測定することができます。(Sensofar社比較)

  • 密閉されたセンサーヘッド、堅牢な設計
  • SDKソフトウェア開発キット
  • 超高速白色干渉(7倍高速)

超高速白色干渉モデル "S onix"


ソフトウェアパッケージ

  • SensoSCAN (標準搭載)
    測定、解析、レポート出力、CAD形式出力
  • SensoPRO
    QC向け解析ソフトウェア、自動解析、合否判定
  • SensoMAP
    MountainsMap®ソフトウェア

すべてのソフトウェアは、面粗さに関するISO 25178規格に準拠しています。

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