OLS5100

3D測定レーザー顕微鏡

 

レーザー顕微鏡の基本原理

レーザー顕微鏡の構成


3D測定レーザー顕微鏡の構造

3D測定レーザー顕微鏡は,カラー撮像光学系とレーザー共焦点(コンフォーカル)光学系の2系統の光学系を備えており,色情報,形状情報と高精細画像を同時に取得することが可能です。

【色情報の取得】
カラー撮像光学系では,白色LED光源とCMOSカメラを用いて色情報を取得します。

【3D 形状情報と高精細共焦点画像の取得】
レーザー共焦点光学系では,波長405 nmの半導体レーザー光源と高感度の光検出器(フォトマルチプライヤー)を用いて共焦点画像を取得します。また,焦点深度が非常に浅い特性があるため,サンプル表面の凹凸測定に用いられます。

405 nmの短波長レーザー光源

光学顕微鏡の平面分解能は波長が短いほうがよくなります。短波長のレーザー光を使用するレーザー顕微鏡は,可視光(ピーク値550 nm)を使う従来の顕微鏡に比べ平面分解能が優れています。OLS5100 では,405 nmの短波長半導体レーザーを採用しており,優れた平面分解能が得られます。

レーザー共焦点光学系

レーザー共焦点光学系は,サンプルからの反射光,散乱光のうち,ピントのあった光だけが円形ピンホールを通して受光します。そのためぼけ成分が除去され通常の光学顕微鏡よりコントラストの高い画像が得られます。

XYスキャナー

OLS5100 では独自の光スキャナーを搭載しています。
X軸には電磁誘導型のMEMS 共振スキャナー,Y軸にはガルバノスキャナーを採用し,2軸が一体構造となっています。
これにより,XYスキャナーを対物レンズの瞳位置と厳密に共役な位置に配置でき,スキャン軌跡の歪みと光学系の収差の少ない優れたXYスキャンが得られます。


一般的なレーザー顕微鏡(近接ガルバノ方式)


OLS5100(2軸一体構造方式)

高さ測定原理

高さ測定を行う場合は段階的にピント位置を変えた複数の共焦点画像を取得します。
離散的なピント位置(Z)と光検出強度(I)の関係から,画素ごとに光強度変化曲線(I-Z カーブ)を推定し,ピーク位置とピーク強度を求めます。全画素のピーク位置を画像化したデータは,サンプルの凹凸形状と対応するため,これがサンプル表面の3D 形状情報となります。同様に,ピーク強度を画像化したデータは,サンプル表面のすべての位置にピントの合った合成画像(エクステンド画像)となります。


高さ測定の原理

(株)コシブ精密提供

OLS資料室
 

レーザー顕微鏡が提供するソリューション

従来の測定機は…

光学顕微鏡・デジタルマイクロスコープ

ラフな3D形状しか
把握できない

微細な欠陥が見えない

測定結果の妥当性が分からない

レーザー顕微鏡

光学顕微鏡・デジタルマイクロスコープ

正確な微細
3D観察・測定

優れた解像度(平面分解能 0.12 µm)

国家標準に紐付いたトレーサブル測定

従来の測定機は…

触針式表面粗さ測定機

サンプルに傷がつく

1ラインの測定で情報が不十分

目視による位置決めで,微小エリアの測定が困難

レーザー顕微鏡

触針式表面粗さ測定機

非接触なのでサンプルに傷がつかない

情報量が多く,信頼性の高い面粗さ測定が可能

高精細拡大観察による位置決めで,簡単に微小エリアを測定

従来の測定機は…

白色干渉計

荒れた面の形状を
捉えるのが難しい

原理上観察画像の見えが悪く,
微細な欠陥を見つけるのが困難

サンプルの傾き調整に手間がかかる

レーザー顕微鏡

白色干渉計

微細な形状も捉えられるので荒れた面も確実に取得可能

クリアな高解像観察像で微細な欠陥の位置決めも可能

サンプルを置くだけで測定開始

従来の測定機は…

電子顕微鏡(SEM)

色情報が得られない

サンプルの破壊や前準備が必要

3D形状を測れない

レーザー顕微鏡

電子顕微鏡(SEM)

高精細カラー観察

非破壊・前準備不要

正確な微細3D測定

 

あらゆる表面の真の形状を捉える

OLS5100 Value 1

OLS5100 では,独自の先進技術を搭載し,
全てのコンポーネントをOLS5100 専用設計とすることで,
あらゆる表面の真の形状を捉えることを可能としました。
お客様の厳しい要求に応え,誰もが納得できる,
説得力のあるデータを提供いたします。

「真の形状を捉える」を実現するキーテクノロジー

 

   視野の全領域を正しく捉える
1.  OLS5100専用レンズ

一般のレンズは収差の影響で
周辺部が正確に測定できない

周辺部の歪みが大きくなる

OLS5100専用レンズは
周辺部も正確に測定できる

周辺部の歪みを極限まで低減している

   急斜面の形状も逃さず捉える
2.  4Kスキャンテクノロジー

画像補正なしで垂直に近い斜面とナノに迫る微小段差を検出可能

他社製品:急斜面の形状を検出できない   

OLS5100:画像補正なしで検出できている(128x128 µm)

   取得データの信頼性を自動判定する
3.  スマートジャッジ

スマートジャッジ:オフ   

スマートジャッジ:オン

 

最高のデータを,かつてないスピードで

OLS5100 Value 2

新開発の先進アルゴリズムにより,
測定結果の精度の向上と測定スピードの向上という
相反するニーズの両立を実現。
これにより,検査と解析時間の大幅な短縮,
さらに生産性の向上にも貢献いたします。

「かつてないスピード」を実現するキーテクノロジー

 

   高速かつ高精度な測定を実現
1.  PEAKアルゴリズム

   無駄を省いて効率的な測定ができる
2.  スキップスキャン

従来機

すべての範囲をスキャンする

OLS5100

データ取得に必要な範囲のみをスキャンする

 

スタートボタンを押すだけで,誰でも同じアウトプット

OLS5100 Value 3

OLS5100 では,
長年の技術やノウハウを結集し,
オペレーターのスキルに依存した調整作業を自動化。
誰でもバラツキのない,正確な測定結果が
スピーディーに得られます。

「誰でも同じアウトプット」を実現するキーテクノロジー

 

   スタートボタンを押すだけで高精度データを取得
1.  スマートスキャン

   オペレーターに左右されず同じ測定結果が得られる
2.  かんたん解析

   繰り返し測定でもスピーディー
3.  解析テンプレート

 

諦めていたサンプルも今すぐ測定可能

OLS5100 Value 4

お客様からの多くの声を反映し,
レーザー顕微鏡の守備範囲を大きく広げました。
拡張フレームにより,最大高さ210 mm までのサンプルを,
超長作動距離レンズにより,最大25 mm の深さまで
ステージに載せるだけで今すぐ測定が可能です。

「誰でも同じアウトプット」を実現するキーテクノロジー

 

   最大高さ210 mmのサンプルに対応
1.  拡張フレーム

さまざまなサンプルに対応
 


コネクティングロッド


工具


ピストンヘッド

   高い測定性能とサンプルまでの長い距離を両立
2.  OLS5100専用長作動距離レンズ


汎用レンズ(50×)


OLS5100専用レンズ(50×)

Rubert社粗さ標準サンプル 528(Pt=1.5 µm)

   最大25 mmの凹部測定可能
3.  超長作動距離レンズ

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