1. ホーム
2. 観察機器
3. 形状解析レーザー顕微鏡

【2021年版】形状解析レーザー顕微鏡6選 / メーカー2社一覧

形状解析レーザー顕微鏡のメーカー2社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。

---

目次

• 形状解析レーザー顕微鏡とは？
• 形状解析レーザー顕微鏡のメーカー2社一覧
• 形状解析レーザー顕微鏡6選

---

形状解析レーザー顕微鏡とは

形状解析レーザー顕微鏡は、レーザー光を用いて、物体の表面形状を測定する事ができる顕微鏡です。同様の機能を持ったものに、カンチレバーのような接触式のプローブを搭載した顕微鏡もありますが表面に触れる必要が有るので試料を傷つけたり破損してしまう恐れがあります。一方で、形状解析レーザー顕微鏡は光の反射を利用するので、非接触で検査を行えるというメリットがあります。光学系などは、一般的な共焦点レーザー顕微鏡と全く同じですが、3次元の情報を取ることを前提としているので、高速のMEMSスキャナーやレゾナントスキャナーを採用することでスキャン時間を短縮している製品が多く販売されています。

形状解析レーザー顕微鏡の使用用途

形状解析レーザー顕微鏡は、様々な製品の不具合検査や問題点の探索などに用いられます。特に半導体部品やプリント基板は、部品自体が非常に小さく精緻な表面構造をもっているため、非接触・非破壊で検査を行える形状解析レーザー顕微鏡がよく使用されてます。問題のない製品をリファレンスとして用いて検査品の画像と重ね合わせることで、迅速に問題箇所を発見することができます。また非接触であることは、柔らかい試料にも対応でき、特殊な前処理なども必要ないことから、食品などの検査にも使用されることがあります。

形状解析レーザー顕微鏡の原理

形状解析レーザー顕微鏡は、レーザーを照射してその反射光を検出することによって表面の形状情報を取得しています。光の強度は距離の二乗で減衰するので、反射光の強度をモニターすれば、表面までの距離がわかります。このとき、非焦点からの光が購入すると反射光の増減が平均化されてしまい感度が落ちてしまします。これを防ぐために、形状解析レーザー顕微鏡では共役する焦点面にピンホールを配置した共焦点光学系を採用することで、非焦点面からの余分な光をカットしています。こうして正確に得られる表面までの距離情報を、レーザーをXY方向にスキャンすることで二次元情報を得ることができます。さらに対物レンズをZ方向にスキャンすれば、立体的な三次元形状解析を行うことができます。平面方向の空間分解能は、一般的な光学顕微鏡と同様に、アッベの法則によりレーザーの波長に依存します。そのため、試料に問題が無ければ、より波長の短い405 nmなどの近紫外レーザーを用いると高分解能を達成することができます。

レーザー顕微鏡と電子顕微鏡の違い

顕微鏡には、主に光学顕微鏡、電子顕微鏡、走査型プローブ（原子間力）顕微鏡の３種類があります。
１番目の光学顕微鏡は、測定したいものに光を当てて、その反射や透過した光を焦点レンズで結像させて拡大観察します。
２番目の電子顕微鏡は、測定したいものに電子線を当てて拡大観察します。
３番目の走査型プローブ顕微鏡は、測定したいものの表面を触針や探針などの測定用プローブで触れて表面の形状を拡大観察します。
ここで、レーザー顕微鏡は、光学顕微鏡の中の１つに位置付けられています。

レーザー顕微鏡のレーザー照射から画像表示までの流れは次の６ステップになります。
１ステップは光源はレーザーを利用すること。
２ステップは対物レンズを通過したレーザーが測定したいものを走査すること。
３ステップは測定したいものからの反射光を、もう一度、対物レンズに入射すること。
４ステップはハーフミラーで反射光の経路を検出器に向けて変更すること。
５ステップは結像位置に設けられたピンホールで散乱光を排除すること。
６ステップは検出器に入射したレーザーをアンプ等を使用した画像処理による三次元画像を表示すること。
この流れの中で、特に１ステップと５ステップと６ステップがレーザー顕微鏡の特長です。

レーザー顕微鏡の表面粗さ

レーザー顕微鏡における表面の粗さとは、部品加工面の凸凹状態を表すものです。
ここで表面の粗さに関して解説していきます。
ハイト（高さ）やディープ（深さ）やディスタンス（間隔）が違う山および谷が連続する周期的な形状を粗さ（表面粗さ）と言います。
それによって、手触りや質感が変化しますが、表面粗さの大きい表面ほど触るとザラザラし、光の反射も減少します。
逆に、表面粗さが小さいものは表面がなめらかで、ミラーの様に激しく光を反射します。

改めて、現代では製品の質感や手触り等が重要視されており、外観の品質管理上における粗さは重要な指標となりつつあります。
参考で表面粗さを示す指標には、平均値を使った算術的な平均の粗さ（Ｒａ）、山と谷の合計を使った最大高さ（Ｒｚ）等があります。

参考文献
https://www.jstage.jst.go.jp/article/sfj/57/8/57_8_559/_pdf/-char/ja
https://www.olympus-ims.com/ja/metrology/ols4500/
https://www.keyence.co.jp/ss/3dprofiler/keijou/laser/site/
https://www.keyence.co.jp/products/microscope/laser-microscope/vk-x100_x200/
https://optipedia.info/app/lsm/microscopy-maker/
https://www.keyence.co.jp/ss/3dprofiler/keijou/laser/difference/
https://www.keyence.co.jp/ss/3dprofiler/keijou/roughness/surface/

形状解析レーザー顕微鏡のメーカー情報

形状解析レーザー顕微鏡のメーカー2社一覧

---

• • 株式会社日本レーザー 会社公式サイト
  • 

    • 3D測定顕微鏡シリーズ SENSOFAR Metrology

    • 創業: 1968年 従業員数: 52人 本社: 東京都 会社詳細

  ---

• • 株式会社キーエンス 会社公式サイト
  • • 形状解析レーザ顕微鏡一覧

    • 創業: 1974年 従業員数: 8,419人 資本金: 30,600,000,000円 本社: 大阪府 会社詳細

  ---

形状解析レーザー顕微鏡のメーカーランキング

形状解析レーザー顕微鏡6選

関連記事

カテゴリから探す