高速レーザーオートフォカス
ATF
WDI社のコアテクノロジーは、お客様がお持ちの顕微鏡システムやWDI製 顕微鏡システムに組込可能なオートマチックデジタルオートフォーカスセンサー（ATF）シリーズです。
多種多様なアプリケーションの要求を満たすために、色々なタイプのセンサーモデルが利用可能です。
それぞれのモデルは特定の要件に応じて独自のオプションがあります。
WDI社のATFテクノロジーは、フラットパネルディスプレイ、電子機器、半導体製造など、世界中の様々な環境で使用されています。
バイオメディカル研究およびイメージングオートメーション用途にも使用されています。
- 「スマート・センサー・アーキテクチャ」（SSA）半導体レー ザ、CMOSイメージセンサー、FPGAおよびマイクロプロセッ サを組み込んでいます。
- 高速、高精度、信頼性と再現性のあるパフォーマンス
- 静止している、または動いている様々な表面および基板にリアルタイムでトラッキング（追従）オートフォーカスする機能
- 様々なシステムで利用可能です。多様なオプションにより、複雑なアプリケーションと要求の厳しいシステム環境に適応可能です。
特長
静的、動的フォーカス
レーザ光学系と内蔵マイクロプロセッサの組合せにより、WDI社製 ATFセンサーは静止面と動的に動 いている面の両方に等しくフォーカスすることができます。 これをサポートでき たのは、実際の製造現場で 10年以上顧客と協力し 課題を解決した経験によります。
高速・高精度
ATF センサは、20kHz のリ フレッシュレートと最大 6.5kHz のアウトプットレー トで、フォーカスする“距 離”と“方向”をすばやく決 定します。自動調整、高度 な処理、およびオンボード アルゴリズムにより、ATF センサは高速で移動する 複雑な表面上でもトラッキ ング (追従) フォーカスする ことができます。
統合と実装の容易化
インテグレーションと実装 の容易さは、ATF の重要な 特徴です。アナログ出力と デジタル出力の両方の機 種が利用可能です。多くの サードパーティ製ステッ パ、リニアおよびピエゾ Z ステージシステムにも対応 でき、多数のコントローラ オプションも利用可能で す。ATF コントロールソフト ウェアと SDK が標準で利 用できます。
柔軟性の高さ
WD I の AT F センサは、パ ターンの有るサンプルや無 いもの、ザラザラや拡散な どの、多種多様なサーフェ スで有効です。ATF は自動 的に反射率の変化を感知 し、レーザパワー調節する ことによって、表面の反射 率の変動に適応すること ができます。センサは、2 倍 から 100 倍の対物レンズ、 UV、NUV、NIRなどの波長 に対応しています。
動作原理
ATF センサは、スルー・ザ・レンズ (TTL) 三角測量の原理を使用して、
フォーカスを合わせる方向と距離を認識することにより、
一般の近接センサの技術的な多くの問題を解決しています。
成形したレーザ光パターンを、対物レンズを通してサンプルに照射します。
それはサンプルによって反射され、対物レン ズを戻って ATF 内部のイメージセンサで結像され、
分析されて、最良のフォーカシングのために、距離および方向を計算します。
レーザパターンが最小のドットまたはラインになるとき、サンプル面はフォーカスしています。
レーザパターンが半円または長方形として大きくなる場合、
サンプル面はフォーカス位置の上または下にあります。
ATF は対物レンズの焦点深度 DOF の中心付近に、フォーカスを合わせるために
距離と方向の両方を素早く認識し、Z ステージ (ZAA) をコントロールします。
フル･ソフトウェア･サポート
WDI社製 ATFセンサーは、コントロールソフトウェア(左図)と開発用 SDK ライブラリをサポートしており、お客様が作成したアプリケーションからの制御による装置 組み込みも可能です。
「Move & Graph (Z ポジション測定機能) 」やフォーカス位置チューニング「Wizard」などの機能により、インストールとアライメントプロセスが簡単にできます。
カスタマイズには、最大 ８の対物レンズと ５つのターゲット材料または基板のパラメータを登録する機能があります。
高度なオプションとして、ATF が TFT アレイなどの多層レイヤの各サーフェスからの反射を区別して特定の基板に選択的にフォーカスすることを可能にする「セルモジュール」や、ターゲットが PCB などの異なる高さおよび反射率からなる複数のサーフェスから構成される場合に使用される「マルチプレーンオートフォーカス」などがあります。
ラインアップ
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| ATF タイプ | ATF 6 | ||
|---|---|---|---|
| 使用可能波長 (nm) | 658, 785, 850 | 510, 660, 785, 850 | 680, 785 |
| 出力 (mW) | 658, 785, 850 0.28, 0.8, 0.17 | 660, 785 0.25, 0.18 | 680, 785 1.8, 2 |
| レーザ安全クラス | 1 | 1 (658), 3 B (510, 785, 850) | 3 B |
| 最大設置距離 (センサから対物間) | 200 mm | 200 mm | 300 mm |
| 内部リフレッシュレート | 20 kH | 20 kH | 20 kH |
| 出力データレート (Z ステージに対して) | 1.7 kHz / 6.5 kHz | 1.7 kHz / 6.5 kHz | 1.7 kHz / 6.5 kHz |
| 照射レーザ形状 | シングルドット | ライン | ライン |
| サンプル反射率 | 1 % ～ 99 % | 1 % ～ 99 % | 1 % ～ 99 % |
| 静的オートフォーカス精度 | ± 1/4 対物レンズ DOF 以内 | ± 1/4 対物レンズ DOF 以内 | ± 1/4 対物レンズ DOF 以内 |
| 動的 (追従 ) オートフォーカス精度 | ± 1/2 対物レンズ DOF 以内 | ± 1/2 対物レンズ DOF 以内 | ± 1/2 対物レンズ DOF 以内 |
| オートフォーカス繰り返し精度 | 1/3 対物レンズ DOF 以内 | 1/3 対物レンズ DOF 以内 | 1/3 対物レンズ DOF 以内 |
| アプリケーション |
|
|
|
リニアレンジ (μm) ※距離認識範囲
| 対物レンズ (NA) | ATF 4 | ATF 6 | ATF 6.5 |
|---|---|---|---|
| 5X / 0.14 | ± 500 | ± 560 | ± 420 |
| 10X / 0.28 | ± 100 | ± 130 | ± 100 |
| 20X / 0.42 | ± 30 | ± 30 | ± 25 |
| 50X / 0.55 | ± 20 | ± 10 | ± 10 |
キャプチャーレンジ (μm) ※AF 動作可能範囲
| 対物レンズ (NA) | ATF 4 | ATF 6 | ATF 6.5 |
|---|---|---|---|
| 5X / 0.14 | ± 3000 | ± 3000 | ± 5000 |
| 10X / 0.28 | ± 1000 | ± 1500 | ± 3000 |
| 20X / 0.42 | ± 600 | ± 600 | ± 1800 |
| 50X / 0.55 | ± 200 | ± 250 | ± 750 |