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図1◎分光干渉レーザ変位計「SI」シリーズのラインアップ。
図1◎分光干渉レーザ変位計「SI」シリーズのラインアップ。
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図2◎分光干渉方式の概念図。
図2◎分光干渉方式の概念図。
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 キーエンスは,分光干渉方式のレーザ変位計「SI」シリーズを2009年3月初旬に発売する(図1)。ヘッドの大きさは最小で直径2mm,分解能は1nm。ハードディスク・ドライブのディスク平坦度や厚みの測定,流体軸受モータの浮上量測定といった電気・電子分野のほか,露光機のステージや鏡筒の原点位置測定,ウエハーの厚みや反りの測定など半導体・液晶分野での使用に向く。

 新シリーズは,光源(SLD:Super Luminescent Diode)や分光器を内蔵したユニットとセンサヘッドから成る。採用した分光干渉方式の測定原理は,以下の通りだ(図2)。

 光源から広波長帯域の光を発信すると,光の一部はヘッド内部の参照反射面で反射し,ほかは透過する。ここで透過した光は,対象物で正反射してヘッド内に戻る。これら二つの反射光は互いに干渉。各波長の干渉光強度は参照反射面と対象物の間の距離によって決まり,波長の整数倍のとき極大となる。干渉光をユニット内の分光器で波長ごとに分光することで,波長の光強度分布を得られる。それを波形解析することで,対象物までの距離を算出できるという。

 ヘッド部を構成するのは,ファイバとレンズのみ。測定部に電流を通す方式と異なり発熱しないため,高精度な測定が可能だ。ヘッドのラインアップは,対象物との距離が1mmの「S1-F01」(小型ヘッドタイプ)と10mmの「同10」(長距離タイプ),80mmの「同80」(厚み・ギャップ測定タイプ)の3種類。静電容量方式では,対象物と測定部の距離を0.1mm程度まで近付けなければならなかったが,新製品は1mm以上でも高精度に測定できる。

 スポット径は20μ~40μm。静電容量方式に比べて小型のワークに対応でき,さらにレーザ干渉計に対しては,絶対値測定が可能なのが利点だ。分光干渉方式をレーザ変位計に採用するのは,同社が「初めて」(同社)という。

連絡先:キーエンス
電話:0120-66-3000