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什么是线共焦3D测量传感器

什么是线共焦3D测量传感器

什么是线共焦3D测量传感器

  • 分类:新闻资讯
  • 发布时间:2024-12-17 14:54
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【概要描述】

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线共焦3D测量传感器简称线共焦,线共焦的前身是点共焦。

点光谱共焦位移传感器从20世纪末诞生,在2000-2010年在西方一些工业高精度测量领域开始逐渐铺展开使用。2010-2020年,在THINKFOCUS等国产品牌的推动下,中国工业高精度测量领域开始逐渐大面积推广使用点光谱共焦位移传感器。

线共焦,在21世纪初诞生,2000-2010年基本上没有大面积的工业使用。2010-2020年逐渐在工业高精度测量领域开始使用,但是品牌比较少。全部加起来就是2.5家,一家德国的precitec,一家法国的STIL,一家芬兰的focalspec。起初这三家的产品都存在很大的局限性。德国,法国两家量程特别小,一条上的点只有800个,导致横向分辨率非常低。另外法国STIL的结构设计非标脆弱,更无法工业使用。芬兰的focalspec突破了量程路线,将量程做大,横向分辨率提高,但是价格高的工业使用上无法使用,最终业绩迟迟不好,而被加拿大的LMI收购。

国产线共焦也是基本上是基于点共焦技术基础,各个厂家在努力研发。实际产品化的厂家只有1-2家,真正能够和国外品牌PK甚至超越国外品牌性能的只有THINKFOCUS一家。

线共焦原理

一条线条状光源发射出一条宽光谱的白光,透过分光棱镜,通过超色差镜头,将宽光谱白光打散成不同波长的单色光在量程范围内行程一条Z轴有一定焦深的线条型光带。每个波长对应一个Z距离值,测量光射到物体表面反射回来,透过分光棱镜被光谱接受系统接收,只有满足共聚焦条件的光可以通过狭缝被光谱仪上的相机接收到。通过计算被感测到光的焦点的波长,换算获得Z轴距离值和X轴位置值。

原理图

特点

线共焦更适合测量表面高反射,待测量面积微小,精度、分辨率要求高的一些样品。晶圆、半导体器件、微电子器件、光通讯器件,3C行业的微小器件,表面划痕,透明体厚度等等。

类似线共焦传感器的是线激光传感器。两者从光学原理上存在非常大的差异,也导致两者各自非常大的差别特点。线共焦传感器——从光源到测量光线呈汇聚形,线激光传感器——从光源到测量光线发散聚形,因为汇聚所以线共焦传感器测量精度更高,可以测量高光反射表面,但是量程相对较小。因为发散所以线激光传感器测量精度一般,可以测量漫反射表面,量程可以做到非常大。

线共焦

线激光

应用:

晶圆、半导体器件、微电子器件、光通讯器件,3C行业的微小器件,表面划痕,透明体厚度等等。

技术参数

主要需要关注的参数是,X方向量程,X方向分辨率,Z方向量程,Z方向分辨率,Z方向精度,采样速度。

以国产的THINKFOCUS线共焦参数为例,

型号 CCL-5040
点数 2000
X方向量程 4mm
X方向分辨率 2.1μm
Z方向量程 1.5mm
Z方向精度 0.5μm
采样速度(满量程) 0.5kHz-7kHz

注意事项

线共焦一般体积较大,成本较高,主要针对一些高端测量需要。

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