コラム

【解決策1】光沢・鏡面パーツを攻略する「レーザーのモード切り替え」

表面の光沢が強く、一般的な拡散反射では光が返ってこない部品に対して有効な第1のアプローチが、レーザーセンサーの受光方式を切り替えるソリューションです。

高度なハイエンド非接触測定機には、通常の「デフューズモード（拡散反射）」に加え、「スペキュラーモード」への切り替え機能が搭載されています。スペキュラーモードでは、レーザー光入射角を90°でなく斜め方向からとし、反射光を拾う仕組みです。

これにより、これまで光が逃げてしまって測定できなかった研磨された金属面や、光沢のある樹脂部品などでも、安定したプロファイル取得が可能になります。

レーザー自体はもともと透明・鏡面への適性が高いわけではありません。しかし、レーザービームの入射角度を変えられる方式（デフューズからスペキュラーへの切り替え）を用いることで、適用範囲は大幅に大きくなります。実際に当社のマイクロビュー機においては、このスペキュラーモードを活用することで、光沢面だけでなく、従来は困難とされていた「透明表面」の測定にも成功している実績があります。

【解決策2】透明ガラスや超・鏡面の限界を突破する「VAS（白色光センサー）」

レーザーのスペキュラーモードでも対応しきれない「完全な透明体（ガラスや透明フィルム）」や、ナノレベルの分解能が求められる「超・鏡面部品」に対する究極のソリューションが、VAS（Chromatic Confocal Sensor / 白色光センサー）の活用です。

VASは、単一波長のレーザーではなく、すべての波長（色）を含んだ「白色光」を使用します。この白色光を特殊なレンズに通すと、波長（色）によってピントが合うZ軸上の距離（高さ）が変わる「軸上色収差」という物理現象が発生します。対象物の表面に当たってピントがぴったり合った特定の「色（波長）」の光だけが、ピンホールを通って受光器に戻る仕組みとなっており、その戻ってきた光の色を分析することで、対象物までの正確な高さをナノレベルで算出します。

VASの圧倒的なメリット

超高精度な鏡面測定： 対象物の傾きや極端な反射率の変化に強く、レーザーではノイズが出やすい超・鏡面の極小段差や粗さも極めて安定して測定できます。

万能に見えるVASですが、現場導入においては「測定範囲（Zストローク）」に注意を払う必要があります。例えば「VAS-500」の場合、測定範囲は0.5mmと非常に狭い領域に限定されます。そのため、この範囲を超えるような大きな段差やうねりを持つ部品を測定する場合には、以下のような運用上の工夫が不可欠です。

• プログラム上の工夫：測定対象の形状に合わせてZ軸を動かし、常にセンサーの測定範囲内に表面が収まるよう追従させるプログラムを組む。
• マルチセンサーの活用：タッチプローブの押圧力で変形しない材質であれば、広いストロークが必要な箇所は接触式のプローブで測定し、微細な鏡面箇所の測定にVASを用いるといった、他センサーとの併用を検討する。