Alicona - Infinite Focus G5

Focal Variation combineert de geringe scherptediepte van een optisch systeem met de verticale scan om topografische informatie in reële kleuren te verkrijgen door de verandering in beeldscherpte op de sensor. Het belangrijkste onderdeel van het systeem bestaat uit een precisie-optisch systeem, met veel lenzen, dat kan worden uitgerust met verschillende vergrotingen, waardoor metingen bij verschillende resoluties kunnen worden uitgevoerd.

Met behulp van een semi-reflecterende spiegel wordt het licht van een witte lichtbron naar het optische pad van het systeem geleid en gericht op het deel dat door de lens moet worden gemeten. Afhankelijk van de topografie op het oppervlak van het onderdeel wordt het licht in verschillende richtingen gereflecteerd zodra het dit oppervlak bereikt. Als de topografie diffuse reflecterende eigenschappen heeft, wordt het licht in alle richtingen gelijkmatig gereflecteerd. In het geval van spiegelreflectie wordt het licht in een hoofdrichting gereflecteerd. Alle stralen van het deel dat naar de lens wordt teruggekaatst, worden vervolgens gebundeld in het optische systeem en verzameld door middel van een lichtgevoelige sensor achter de semi-reflecterende spiegel. Door de geringe scherptediepte van de lens worden slechts kleine delen van het object op het beeld scherpgesteld.

Om een volledige detectie van het oppervlak over de volledige diepte mogelijk te maken, wordt het optische precisiesysteem vervolgens verticaal langs de optische as bewogen, terwijl het continu de oppervlaktegegevens verzamelt, zodat gefocuste gegevens op alle gebieden van het oppervlak kunnen worden verkregen. Het algoritme zet vervolgens de gegevens die de sensor heeft verkregen om in 3D-informatie in echte kleuren, met een volledige scherptediepte. Dit wordt bereikt door de verandering in scherpte langs de verticale as te analyseren.

Met behulp van het InfiniteFocus 3D meetsysteem, gebaseerd op Focal Variation technologie, verschijnen de volgende technische specificaties: de verticale resolutie is afhankelijk van de gekozen lens, deze kan tot 10nm dalen. De verticale scanafstand is afhankelijk van de werkafstand van de lens, deze varieert in een bereik van 4,5 tot 23,5 mm. In tegenstelling tot conventionele technieken, is de resulterende verticale resolutie onafhankelijk van de verticale scanafstand, wat resulteert in een verticale resolutiedynamiek van 1:500000. Het XY-bereik wordt bepaald door de gebruikte lens, deze ligt dan meestal tussen 0,16mm x 0,16mm en 5,63mm x 5,63mm x 5,63mm voor een enkel meetveld. Door gebruik te maken van speciale algoritmes en XY gemotoriseerde tabellen kan het XY meetbereik worden uitgebreid tot 100 x 100mm.

Focal Variation kan worden gebruikt met een breed scala aan verschillende lichtbronnen (zoals ringverlichting) waarmee hoeken van meer dan 87° kunnen worden gemeten op hellingen. In principe kan Focal Variation worden gebruikt op oppervlakken met een breed scala aan verschillende optische reflecties. Omdat deze optische technologie zeer flexibel is met betrekking tot de verlichting, kunnen beperkingen, zoals het meten van oppervlakken met grote variaties in reflectievermogen in hetzelfde meetveld, worden vermeden. Onderdelen kunnen variëren van de meest diffuse tot de meest reflecterende, van de meest homogene tot de meest samengestelde, of van de meest gladde tot de meest ruwe oppervlakken. Focal Variation overwint de moeilijkheden in verband met reflectie door het combineren van lichtbronnen, sensorbesturingsparameters en geïntegreerde polarisatie. Gemoduleerd licht houdt in dat de lichtintensiteit niet constant maar variabel is. Met behulp van een signaalgenerator kunnen complexe intensiteitsvariaties worden gegenereerd. Dankzij de continue variatie in lichtintensiteit kan er veel meer informatie worden verzameld op het oppervlak van het onderdeel.

‍

Naast de gedigitaliseerde hoogtegegevens levert Focal Variation ook een echt kleurenbeeld op dat punt-tot-punt gekoppeld is aan de topografiegegevens.

Dit levert een optisch beeld in kleur op dat metingen vergemakkelijkt wanneer identificatie en locatie van meetvelden vereist zijn, of wanneer bepaalde delen van het oppervlak betrokken zijn. De visuele correlatie tussen het optische kleurenbeeld van het onderdeeloppervlak en de hoogte-informatie, die vaak met elkaar verbonden zijn en daarom essentieel zijn voor het verkrijgen van 3D-gegevens, is dus zinvol. Aangezien de beschreven technologie gebaseerd is op de analyse van de verandering in scherpte, kan deze alleen worden gebruikt op oppervlakken waarop de scherpte voldoende varieert tijdens het verticaal scannen. Oppervlakken die niet aan deze voorwaarden voldoen, zoals transparante oppervlakken of onderdelen met zeer lage ruwheidswaarden, zijn praktisch onmogelijk te meten.

Focal Variation levert herhaalbare resultaten op oppervlakken met een lokale ruwheid Ra van 0,009µm met een 2µm Lc cut-off filter. Focal Variation wordt gebruikt om 3D-oppervlaktemetingen met een hoge resolutie uit te voeren voor kwaliteitscontrole, zowel in de productie als in het onderzoeks- en ontwikkelingslaboratorium. Belangrijke toepassingen voor oppervlaktekarakterisering zijn onder meer: gereedschaps- en matrijzenbouw, precisie-micromechanica, automobielindustrie, alle soorten materiaalkunde, corrosie en tribologie, elektronica, ontwikkeling van medische hulpmiddelen. Dankzij de technische eigenschappen wordt Focal Variation gebruikt als technologie voor het meten van vorm en ruwheid.

‍