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ATOPS

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高安定・高分解能・汎用性を実現した超精密非接触変位計
特徴 仕様 アプリケーション 測定原理 カタログPDF
ATOPSは、独自の光ファイバーアレンジにより、測定物の反射率変化の影響を除去し、超高分解能と高速応答性を実現させた差動型の光ファイバー変位計です。SPMのカンチレバー変位測定・圧電素子応用製品の変位計側・ナノインデンテーションの変位計側・ハードディスクヘッドの振動解析など微少変位・高速計測に最適。測定ヘッドが小さく、透明体の測定にも対応可能です
PDF 光ファイバー方式非接触変位計総合カタログ(2.55MB)
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特徴

 nmの超高分解能を実現  測定物の反射率変化の影響を除去
 最高1MHz(オプション)の高速応答性を実現  透明体の計測に対応
 差動型ファイバー方式により作動距離の拡大

仕様

アンプユニット
形式 ATW-01
方式 直流増幅タイプ
応答性(Hz):
設定応答周波数
100、1K、10K、100K(1Mオプション)
可変倍率 1倍、2倍、5倍、10倍、20倍、50倍
表示 4 1/2桁デジタル電圧表示
アナログ出力 ±10VDC
電源電圧 AC 100V 50/60Hz
使用環境 0〜45℃ 20〜85%RH(結露なきこと)
プラグインモジュール(ATP-XXX)
モジュールNO. ATP-A20 ATP-B20 ATP-C20 ATP-C05
光源 SLD (スーパールミネッセントダイオード) (λ=840nm)
ファイバー長 1m
先端プローブ外径(mmφ) 1.2 1.5
プローブ先端
使用温度
0〜150℃(高温仕様オプション:320℃)
測定スポット径(mmφ) 0.1 0.4 0.9 0.9
測定範囲(μm) 20 50 120 280
作動距離(μm) 80 220 350 900
基本感度(μm/V) 2 5 12 28
感度表(nm/mV)
倍率 ATP-A20 ATP-B20 ATP-C20 ATP-C05
×1 2 5 12 28
×2 1 2.5 6 14
×5 0.4 1 2.4 5.6
×10 0.2 0.5 1.2 2.8
×20 0.1 0.25 0.6 1.4
×50 0.04 0.1 0.24 0.56

アプリケーション

 SPMカンチレバーの変位計側  ガラスディスクの変位計側
 PZTの変位計側  露光装置の位置決め
 LCDガラスの変位計側  ハードディスクの磁気ヘッド共振モード測定など

測定原理

測定プローブは、中心に配置された投光ファイバー(Illum natingFiber)、その周囲を取り囲む受光ファイバーA(Receiving FiberA)、さらにその周囲を取り囲む受光ファイバーB(Receiving FiberB)とからなります。投光ファイバーにはレーザーダイオードからの平行ビームを入射角で入射されます。投光ファイバーに入射した光は、ファイバー内を全反射を繰り返しながら測定端に達しターゲットに向けて照射されます。ターゲットで反射した光は、測定プローブ上の光環となり、受光ファイバーAとBに入射します。
図1からわかる通り、光環の径はプローブ端面からターゲットまでの距離gに比例して変化します。この径の変化を、受光ファイバーAおよびBに入射する光量PA、PBの差としてとらえます。
図2にgに対するPA、PBの変化を模式的に示します。PAは、狭いギャップから立ち上がり、一方PBは一定のギャップをおいた後立ち上がります。図中PB−PAのWRで示した部分が変位の計測に使用できる部分です。WRの領域ではPB+PAはほとんど変化しません。PB−PAもPB+PAもターゲットの反射率に比例しますが、(PB−PA) / (PB+PA)はターゲットの反射率に依存しない値となります。ATOPSにおいては高精度アナログ除算器を用いることにより、ターゲットの反射率の影響を除去しています。透明体をワークとした場合の光路を右上図に示します。裏面で反射した光がXBの外側であれば、裏面の干渉は受けません。レーザー光の高強度光とあいまって、ガラスなど透明体の表面も高精度に検出することが可能となります。
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