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形状測定レーザマイクロスコープ VK-8700/9700 GenerationII

形状測定レーザマイクロスコープの計測原理

測定原理の解説

形状測定レーザマイクロスコープ VK-8700/9700 GenerationII

レーザマイクロスコープは、”短波長レーザ光源”と”白色光源”を用いた2Way光源方式。この2つの光によりカラー超深度・光量超深度・高低画像を構築するために必要な、色・光量・高さの情報を得ることができます。

短波長レーザ光で、反射光量と高さを検出

レーザ光源は点光源のため、X-Yスキャン光学系を介して観察視野内を1024×768ピクセルに分割してスキャンし、各ピクセル毎の反射光を受光素子で検出します。対物レンズをZ軸方向に駆動し、スキャンを繰り返すことにより各ピクセルのZ軸位置毎の反射光量を取得。最も反射光量の高いZ軸位置を焦点として、高さ情報と反射光量を検出します。これにより、全体に焦点の合った光量超深度画像と高低画像（情報）が得られるという訳です。

CCDカメラで、色情報を取得

一方、白色光源の反射光は、カラーCCDカメラで検出。各ピクセル毎に、レーザ光源で検出した焦点位置での色情報を取得するので、SEMでは不可能なリアルカラー観察を実現しています。

取得後のデータの解説

一平面（1024×768ピクセル）上の各ピクセルが、下図のようにZ軸位置（Z position）毎の反射光量情報（Intensity）を得ることになり、反射光量が最も高いZ軸位置（＝焦点位置）および、その際の反射光量・色情報を取得。これらの情報を基に”カラー超深度””光量超深度””高低”の3種類の画像データを構築します。

測定後に構築される3種類の画像

カラー超深度画像

SEMや光学顕微鏡では観られない、全てに焦点の合ったカラー画像です。

光量超深度画像

SEMのような白黒高コントラスト画像です。対象物表面の反射率の差を表現します。

高低画像

対象物の凹凸をグラデーションで表現した画像です。

バンプ（×1000）

ピンホール共焦点光学系による
高精度測定

受光素子にCCDなどを用いた従来の擬似共焦点光学系では、焦点位置以外からの反射光や隣接ピクセルへの外乱光などの影響で高精度測定・高解像度観察の実現が困難でした。ピンホール共焦点光学系では、焦点位置以外からの反射光を完全に排除し、高精度測定と高解像度観察を可能にしています。

ピンホール共焦点光学系と従来との違い

ピンホール共焦点光学系と
通常の光学系の焦点位置検出

従来の光学系では、焦点位置以外からの反射光も受光してしまい、観察画像上ではピンボケ像として映ります。これに対しピンホール共焦点光学系は、焦点位置からの反射のみ受光するため、高精度な焦点位置検出とピンボケ像のない鮮明な画像のみを取得することができます。

一般的な光学顕微鏡画像		VKの共焦点画像

ピンボケ光やフレアを取り除けない。		ピンボケ光を排除し、ピントが合った部分のみを取得。



光学フィルム（×1000）