Variazione di Fuoco

Il principico tecnico della Variazione di Fuoco

La Variazione di Fuoco combina la ridotta profondità di fuoco di un sistema ottico con la scansione verticale e fornisce informazioni topografiche e di colore sulla base della modifica della messa a fuoco. Il componente principale del sistema è un’ottica di precisione che contiene vari sistemi di lenti e che può essere dotata di vari obiettivi, consentendo misurazioni con una risoluzione diversa.

La luce emessa da una sorgente di luce bianca è inserita nel percorso ottico del sistema mediante un beam splitter, e focalizzata sul campione attraverso l’obiettivo. A seconda della topografia del campione, la luce è riflessa in diverse direzioni non appena colpisce il campione attraverso l’obiettivo. Se la topografia mostra proprietà di riflessione diffusa, la luce viene riflessa con la stessa intensità in ogni direzione. In caso di riflessi speculari, la luce viene diffusa principalmente in una direzione. Tutti i raggi che emergono dal campione e che colpiscono l’obiettivo sono raccolti dall’ ottica e da un sensore di luce dietro lo specchio che separa il raggio. A causa della ridotta profondità di campo dell’ottica, solo piccole regioni dell’oggetto sono acquisite nitidamente. Per eseguire un’acquisizione completa della superficie con la massima profondità di campo, l’ottica di precisione viene spostata verticalmente lungo l’asse ottico mentre cattura in continuo dati dalla superficie. Ciò significa che ogni regione dell’oggetto è messa a fuoco con precisione. Gli algoritmi convertono i dati del sensore acquisiti in informazioni 3D e in un’immagine a colori reale con piena profondità di campo. Questo si ottiene analizzando la variazione di messa a fuoco lungo l’asse verticale.

 

A differenza di altre tecniche ottiche che si limitano all’illuminazione coassiale, l’angolo di inclinazione massimo misurabile non dipende solo dall’apertura numerica dell’obiettivo. La Focus-Variation può essere utilizzata con un’ampia gamma di sorgenti luminose diverse (come una luce ad anello) che consente la misurazione di angoli di inclinazione superiori a 87°. 


Come funziona la Variazione di Fuoco


Fondamentalmente, la Variazione di Fuoco è applicabile a superfici con un’ampia gamma di valori diversi di riflettanza ottica. Poiché la tecnica ottica è molto flessibile in termini di utilizzo della luce, è possibile evitare limitazioni tipiche come la misurazione di superfici con proprietà di riflessione molto diverse anche all’interno dello stesso campo visivo. I campioni possono avere una riflessione da lucida a diffusa, essere di ateriale sia omogeneo sia composito, avere superfici sia lisce sia ruvide. La Variazione di Fuoco supera la convenzionale limitazione alla capacità di misura dovuta alla riflettanza grazie a una combinazione di illuminazione,
controllo dei parametri del sensore e polarizzazione integrata. Illuminazione modulata significa che l’intensità dell’illuminazione non è costante, ma variabile. La complessa variazione dell’intensità può essere generata da un generatore di segnale. Grazie all’intensità in continuo cambiamento, vengono raccolte molte più informazioni dalla superficie dei campioni.

Oltre ai dati sull’altezza scansionata, la Variazione di Fuoco offre anche un’immagine a colori con profondità di campo completa associata ai punti 3D.


In questo modo si ottiene un’immagine ottica a colori che facilita le misurazioni per quanto riguarda l’identificazione e la localizzazione dei campi di Variazione di fuoco Il principico tecnico della variazione di fuoco
Variazione di fuoco I alicona 49 misura o degli elementi distintivi della superficie. La correlazione visiva tra l’immagine ottica a colori della superficie del campione e le informazioni sulla sua profondità sono spesso collegate tra loro e costituiscono pertanto un aspetto essenziale di una misurazione 3D efficace. Poiché la tecnica descritta si basa sull’analisi della variazione di messa a fuoco, è applicabile solo a superfici in cui la messa a fuoco varia in modo sufficiente durante il processo di scansione verticale. Le superfici che non soddisfano questo requisito, come i campioni trasparenti o i componenti con solo una piccola rugosità locale, sono difficilmente misurabili.

Tipicamente, la Variazione di Fuoco fornisce risultati di misura ripetibili per superfici con un Ra locale di 0,009 μm con lc di 2 μm. La Variazione di Fuoco è utilizzata per eseguire misure di superficie 3D ad alta risoluzione per la assicurazione della qualità nella produzione e nelle attività di ricerca e sviluppo in laboratorio. Le applicazioni chiave sono l’analisi e la caratterizzazione di superfici, ad esempio nella costruzione di stampi e utensili, nella produzione di precisione, nel settore aerospaziale, nell’industria automobilistica, in tutti i settori delle scienze dei materiali, della corrosione e della tribologia, nell’elettronica e nello sviluppo di dispositivi medici. Grazie alle sue specifiche tecniche, la Variazione di Fuoco è utilizzata sia per la misura della forma che della rugosità.