ISO 25178-606:2026

Norme
internationale
ISO 25178-606
Deuxième édition
Spécification géométrique des
2026-05
produits (GPS) — État de surface:
Surfacique —
Partie 606:
Conception et caractéristiques
des instruments sans contact (à
variation de focale)
Geometrical product specifications (GPS) — Surface texture:
Areal —
Part 606: Design and characteristics of non-contact (focus
variation) instruments
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2026
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Exigences relatives aux instruments . 5
5 Caractéristiques métrologiques . . 6
6 Caractéristiques de conception . 6
7 Informations générales. 7
Annexe A (informative) Composants d’un instrument à variation de focale . 8
Annexe B (informative) Sources d'erreur de mesure pour la variation de focale .15
Annexe C (informative) Relation avec le modèle de matrice GPS . 19
Bibliographie .20

iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de
l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 290,
Spécification dimensionnelle et géométrique des produits, et vérification correspondante, du Comité européen
de normalisation (CEN) conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de
Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 25178-606:2015) qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— suppression des termes et définitions maintenant spécifiés das l'ISO 25178-600;
— révision de tous les termes et définitions pour la clarté et la cohérence avec les autres normes ISO;
— ajout de l'Article 4 pour les exigences relatives aux instruments;
— ajout de l'Article 5 sur les caractéristiques métrologiques;
— ajout de l'Article 6 sur les caractéristiques de conception qui clarifie les types d'instruments pertinents
pour le présent document;
— ajout du diagramme conceptuel de flux d'information à l'Article 4;
— révision de l'Annexe A qui décrit les principes des instruments couverts par le présent document;
— ajout de l'Annexe B sur les caractéristiques métrologiques et les grandeurs d'influence, remplacement
du tableau normatif des grandeurs d'influence avec une description informative des sources d'erreur
courantes et comment elles sont liées aux caractéristiques métrologiques dans l'ISO 25178-600.

iv
Une liste de toutes les parties de la série ISO 25178 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.

v
Introduction
Le présent document est une norme de spécification géométrique des produits (GPS) et est à considérer
comme une norme GPS générale (voir l’ISO 14638). Il influence le maillon F de la chaîne de normes concernant
l’état de surface du profil et surfacique.
Le modèle de matrice ISO GPS de l’ISO 14638 donne une vue d’ensemble du système ISO GPS, dont le présent
document fait partie. Les principes fondamentaux du système ISO GPS donnés dans l’ISO 8015 s’appliquent
au présent document et les règles de décision par défaut données dans l’ISO 14253-1 s’appliquent aux
spécifications faites conformément au présent document, sauf indication contraire.
Pour de plus amples informations sur la relation du présent document avec les autres normes et le modèle
de matrice GPS, voir l’Annexe C.
Le présent document comprend des termes et des définitions relatifs aux nstruments de variation de focale
pour le mesurage de la surface par topographie surfacique. L’Annexe A résume brièvement les instruments
et méthodes de variation de focale afin de clarifier les définitions et de servir de base à l’Annexe B, qui décrit
les sources d’incertitudes courantes et leur relation avec les caractéristiques métrologiques de la variation
de focale.
NOTE Certaines parties du présent document, en particulier les parties informatives, décrivent des systèmes et
méthodes brevetés. Cette information est uniquement fournie pour aider les utilisateurs à comprendre les principes
de fonctionnement de la variation de focale. Le présent document n’est ni destiné à privilégier un quelconque droit de
propriété intellectuelle, ni ne concède de licence d’utilisation de techniques brevetées décrites ici.

vi
Norme internationale ISO 25178-606:2026(fr)
Spécification géométrique des produits (GPS) — État de
surface: Surfacique —
Partie 606:
Conception et caractéristiques des instruments sans contact
(à variation de focale)
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie la conception et les caractéristiques des instruments à variation de focale pour
le mesurage surfacique de la topographie de surface. Comme les profils de surface peuvent être extraits des
données par topographie de surface surfacique, les méthodes décrites dans le présent document s'appliquent
également aux mesurages de prolifométrie.
Le présent document s'applique à la variation de focale sans motif d’éclairage ou avec un motif d’éclairage
fixe. Le présent document ne s'applique pas aux méthodes utilisant un motif d’éclairage variable pendant le
mesurage.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 25178-600:2019, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Surfacique — Partie 600:
Caractéristiques métrologiques pour les méthodes de mesure par topographie surfacique
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
variation de focale
FV
méthode de mesure par laquelle la netteté d'une série d'images de surface acquises au cours d'un balayage
axial dans un instrument optique est utilisée pour mesurer la topographie de surface
Note 1 à l'article: Dans le présent document, l'image de surface est une image d'une surface obtenue en capturant la
lumière réfléchie par la surface avec ou sans motif d’éclairage fixe.
Note 2 à l'article: Dans le présent document, la netteté est une grandeur de l'image de surface calculée par les
informations de voisinage indiquant la meilleure focalisation. D'autres noms pour la netteté sont par exemple le
contraste.
Note 3 à l'article: La variation de focale sans motif d’éclairage fixe ne fonctionne que sur les surfaces optiquement
rugueuses (voir l'ISO 25178-600:2019, 3.4.5). Si un motif d’éclairage fixe est utilisé, les surfaces optiquement lisses
(voir l'ISO 25178-600:2019, 3.4.4) peuvent également être mesurées.
3.2
capteur à variation de focale
dispositif convertissant la hauteur des points sur la surface en signaux pendant le mesurage, par la méthode
de variation de focale (3.1)
3.3
balayage axial
déplacement mécanique ou optique entre l'échantillon étudié et le système optique d'imagerie
Note 1 à l'article: L’axe optique du système optique d'imagerie est nominalement parallèle à l'axe de balayage axial du
microscope.
[SOURCE: ISO 25178-607:2019, 3.5, modifié — «système optique d'imagerie» remplacé par «axe optique du
système optique d'imagerie» dans la Note 1 à l'article.]
3.4
algorithme de mesure de la variation de focale
algorithme permettant d’analyser la variation de la focalisation afin de calculer les positions de balayage où
chaque point est le mieux focalisé
3.5
informations de focalisation
mesure permettant de quantifier le degré de focalisation sur la base de la netteté de l'image à une position
latérale donnée de l’image de la surface et à une position de balayage axial (3.3) donnée
3.6
courbe d'information de focalisation
signal enregistré pour une position latérale donnée de l’image de la surface comme fonction de la position de
balayage axial (3.3)
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
Note 2 à l'article: La surface est située à la position du balayage axial du pic de la courbe d'information de focalisation
(voir “1” à la Figure 1).
Note 3 à l'article: Pour améliorer la résolution dans la direction du balayage axial, le pic d’une courbe ajustée peut être
utilisé à la place de “1” à la Figure 1.

Légende
X position de balayage axial
Y information de focalisation
1 information de focalisation la plus élevée à partir des positions de balayage axial capturées
Figure 1 — Courbe d'information de focalisation
3.7
système d'éclairage à variation de focale
source de lumière avec une distribution spectrale et spatiale prédéfinie
Note 1 à l'article: Les sources lumineuses possibles sont l’éclairage coaxial, la lumière annulaire et des sources
lumineuses externes.
Note 2 à l'article: Une variante de l'éclairage coaxial consiste à utiliser un motif fixe projeté sur la surface de
l'échantillon. Par exemple, ce motif peut être un damier.
3.8
plage angulaire d’éclairage
α
plage angulaire sous laquelle l’échantillon est éclairé
Note 1 à l'article: Voir Figure 2.
Note 2 à l'article: La plage angulaire d’éclairage influe sur la pente maximale mesurable sur les surfaces optiquement
lisses.
3.8.1
plage angulaire d’éclairage coaxial
α
I
plage angulaire sous laquelle l’échantillon est éclairé de manière coaxiale
Note 1 à l'article: La valeur de α peut être influencée par le choix de l’objectif.
I
Note 2 à l'article: La valeur de α est souvent liée à la plage angulaire de détection, voir Figure 3.
I
Note 3 à l'article: Dans les cas normaux, la valeur de α peut être déduite de l’ouverture numérique de l’objectif.
I
Note 4 à l'article: Lorsque des sources d’éclairage spéciales sont utilisées (lumière annulaire, sources lumineuses
externes, etc., voir Figure 2), la plage angulaire d’éclairage (3.8) peut être largement supérieure à α .
I
3.8.2
angle d’incidence minimal d’éclairage par la lumière annulaire
β
Imin
angle entre l'axe optique et les rayons de lumière de la lumière annulaire qui illuminent l’échantillon le plus
proche de l'axe optique
Note 1 à l'article: Voir Figure 2.
3.8.3
angle d’incidence maximal d’éclairage par la lumière annulaire
β
Imax
angle entre l'axe optique et les rayons de lumière de la lumière annulaire qui illuminent l’échantillon le plus
éloigné de l'axe optique
Note 1 à l'article: Voir Figure 2.
Légende
L lentille du système optique
RL lumière annulaire
α plage angulaire d’éclairage coaxial
I
β angle d’incidence minimal d’éclairage par la lumière annulaire
Imin
β angle d’incidence maximal d’éclairage par la lumière annulaire
Imax
S échantillon
Figure 2 — Plage angulaire d’éclairage
3.9
plage angulaire de détection
α
D
plage angulaire des rayons lumineux pouvant être focalisés par l’objectif
Note 1 à l'article: Voir Figure 3.

Légende
L lentille du système optique
RL lumière annulaire
α plage angulaire de détection
D
S échantillon
Figure 3 — Plage angulaire de détection
3.10
longueur de balayage axial
plage totale parcourue par le balayage axial (3.3) du microscope de variation de focale, habituellement le
déplacement total entre l'échantillon et l'objectif du microscope déplacé par translation le long de son axe
optique pendant l'acquisition de données
Note 1 à l'article: Ce paramètre peut être limité par le déplacement total du dispositif de balayage axial, mais il s'agit
généralement d'un paramètre choisi par l'opérateur en tenant compte de la plage de hauteurs de la topographie de
surface.
[SOURCE: ISO 25178-607:2019, 3.6, modifié — «balayage axial du microscope confocal» a été remplacé par
«balayage axial du microscope de variation de focale».]
3.11
mode de polarisation
méthode permettant de filtrer les ondes lumineuses à certains états de polarisation en utilisant des éléments
optiques spéciaux appelés polariseurs (3.13) ou analyseurs (3.12)
3.12
analyseur
élément optique servant à filtrer les rayons lumineux après qu’ils aient été réfléchis par l’échantillon et
focalisés par l’objectif avant d'attendre la caméra électronique
3.13
polariseur
élément optique servant à polariser les rayons de la source lumineuse avant qu’ils soient transmis à
l’échantillon
4 Exigences relatives aux instruments
Un instrument doit effectuer des mesurages de la topographie de surface surfacique d'un échantillon en
utilisant la variation de focale. L'instrument doit comprendre un capteur à variation de focale, des optiques,
un système d'éclairage à variation de focale et un dispositif de balayage axial. L'instrument doit acquérir des
données en éclairant la surface avec une plage angulaire d'éclairage et en capturant des données à partir de

la plage angulaire de détection à plusieurs positions axiales le long de l'axe optique en effectuant un balayage
axial sur une longueur de balayage axiale. Pour améliorer les performances de la réflexion spéculaire,
l'application du mode de polarisation peut s'avérer utile. Un polariseur et un analyseur sont donc utilisés.
L'instrument doit convertir les données acquises en topographie surfacique à l'aide d'un algorithme de
mesure de la variation de focale qui calcule l'information de focalisation pour obtenir la courbe d'information
de focalisation.
La Figure 4 montre le flux d'informations entre ces éléments pour un instrument FV, de la surface réelle à
une surface à échelle limitée. Les Annexes A et B présentent des exemples de matériel, de techniques et de
sources d'erreur pour les FV.
Légende
measurande
opérateur avec modification voulue
opérateur sans modification voulue
Figure 4 — Diagramme conceptuel de flux d'information des instruments à variation de focale
5 Caractéristiques métrologiques
Les caractéristiques métrologiques normalisées des instruments de mesure d’état de surface surfacique
spécifiées dans l'ISO 25178-600 doivent être prises en compte lors de la conception et de l'étalonnage de
l'instrument.
L'Annexe B décrit les sources d'erreur de mesure qui peuvent influencer le résultat de l'étalonnage.
6 Caractéristiques de conception
Les caractéristiques de conception normalisées spécifiées dans l’ISO 25178-600 doivent être prises en
compte dans la conception.
L'Annexe A fournit des exemples de caractéristiques de conception spécifiques aux instruments FV.

7 Informations générales
La relation entre le présent document et le modèle de matrice GPS est donnée à l’Annexe C.

Annexe A
(informative)
Composants d’un instrument à variation de focale
A.1 Généralités
La présente annexe donne un bref aperçu du principe de la variation de focale et des composants d'un
instrument à variation de focale. D'autres documents peuvent être consultés dans les spécifiées dans les
Références [8] à [24].
A.2 Configuration type
La Figure A.1 représente la configuration type d’un instrument à variation de focale.

Légende
1 caméra électronique
2 composants optiques
3 source de lumière blanche
4 séparateur de faisceau d’éclairage
5 objectif
6 échantillon
7 balayage axial (le long de l'axe optique)
8 courbe d'information de focalisation
9 faisceau lumineux
10 analyseur
11 polariseur (optionnel)
12 axe optique (alterner longue et courte ligne de trait)
13 lumière annulaire (optionnel)
14 motif d'éclairage (optionnel)
15 lumière réfléchie
Figure A.1 — Représentation schématique d’un instrument à variation de focale
A.3 Principe de fonctionnement
La variation de focale combine la faible profondeur de focalisation d’un système optique par balayage axial le
long de l’axe optique pour obtenir des informations topographiques à partir de la variation de la focalisation.
Le principe de fonctionnement décrit ci-après concerne un instrument type à variation de focale, représenté
schématiquement à la Figure A.1.
Le principal composant du système est l’instrument optique qui contient différentes lentilles et qui peut être
équipé de différents objectifs afin de réaliser des mesurages à des résolutions différentes. Avec un miroir
séparateur de faisceau, la lumière émise par une source de lumière blanche est insérée dans le trajet optique
du système et focalisée sur l’échantillon au travers de l’objectif. En fonction de la topographie de l’échantillon,
la lumière est dispersée dans plusieurs directions dès qu’elle atteint l’échantillon au travers de l’objectif. Si

la topographie présente des propriétés de réflexion diffuse, la lumière est largement dispersée dans toutes
les directions. En cas de réflexion spéculaire, la lumière est réfléchie principalement suivant une direction.
Tous les rayons qui partent de l’échantillon et atteignent la lentille de l’objectif sont collectés dans le système
optique et accumulés par un capteur photosensible placé derrière le miroir séparateur de faisceau. Du fait de
la faible profondeur de champ du système optique, seules des régions réduites de l’objet sont nettes.
Pour réaliser une détection complète de la surface plein champ, le système optique se déplace le long de l’axe
optique tout en capturant en continu des données provenant de la surface. Chaque région de l’objet est nette
à l’une des positions axiales du dipositif de balayage. Des algorithmes convertissent les données acquises
par le capteur en informations 3D plein champ. Cette opération est possible en analysant la variation de la
focalisation le long de l’axe axial.
En plus des données de hauteur scannées, l’instrument fournit également des informations de couleur
pour chaque point en 3D mesuré. Cela fournit une image optique en couleur qui facilite les mesurages et
l’identification des éléments de surface locaux distincts. Il existe souvent une corrélation visuelle entre
l’image optique en couleur de la surface de l’échantillon et les informations de profondeur correspondantes
et cela constitue donc un aspect essentiel pour réaliser des mesurages en 3D pertinents.
Pour avoir une description de la technique de la variation de focale, consulter les Références [8], [11] et [13].
La technique de la variation de focale est parfois désignée par l’expression «shape from focus»
...