JPH09113794A - 自動焦点合わせ装置 - Google Patents
自動焦点合わせ装置Info
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- JPH09113794A JPH09113794A JP27580595A JP27580595A JPH09113794A JP H09113794 A JPH09113794 A JP H09113794A JP 27580595 A JP27580595 A JP 27580595A JP 27580595 A JP27580595 A JP 27580595A JP H09113794 A JPH09113794 A JP H09113794A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、被測定部の表面状態に影響されるこ
となく、効率よく合焦点動作を行うことができる自動焦
点合わせ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】被測定面21からの反射光を光学系22で
集光させるとともに、この集光される反射光を光分割手
段23で分割し、この分割された反射光の集光位置に対
し前側および後側にそれぞれ第1および第2の光検出手
段33、32を設け、また光分割手段23で分割された
反射光の集光位置に第3の光検出手段31を設け、第1
の光検出手段33の出力信号をA、第2の光検出手段3
2の出力信号をB、第3の光検出手段31の出力信号を
Cとしたとき、(A+B)/Cの演算結果に基づいた速
度パターンによりパルスモータ40のドライバ39を制
御する。
となく、効率よく合焦点動作を行うことができる自動焦
点合わせ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】被測定面21からの反射光を光学系22で
集光させるとともに、この集光される反射光を光分割手
段23で分割し、この分割された反射光の集光位置に対
し前側および後側にそれぞれ第1および第2の光検出手
段33、32を設け、また光分割手段23で分割された
反射光の集光位置に第3の光検出手段31を設け、第1
の光検出手段33の出力信号をA、第2の光検出手段3
2の出力信号をB、第3の光検出手段31の出力信号を
Cとしたとき、(A+B)/Cの演算結果に基づいた速
度パターンによりパルスモータ40のドライバ39を制
御する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばIC基板や
材料等の加工面に対し光学的な焦点を合わせを行う自動
焦点合わせ装置に関するものである。
材料等の加工面に対し光学的な焦点を合わせを行う自動
焦点合わせ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、IC基板などの製品検査には、顕
微鏡による観察像を画像処理した結果を用いるようにし
たものがあるが、このような検査に採用される顕微鏡に
は、被測定部に対し光学的な焦点を合わせを自動的に行
う自動焦点合わせ装置が設けられている。
微鏡による観察像を画像処理した結果を用いるようにし
たものがあるが、このような検査に採用される顕微鏡に
は、被測定部に対し光学的な焦点を合わせを自動的に行
う自動焦点合わせ装置が設けられている。
【0003】しかして、従来、この種の自動焦点合わせ
装置として、例えば、特開平5−346533号公報に
開示されたものが知られている。すなわち、かかる自動
焦点合わせ装置は、図4に示すように、受光素子Pa、
Pbの各出力の差分を検出する位置センサー1からのフ
ォーカスエラー信号を増幅器2で増幅し、A/D変換器
3でデジタル信号に変換し、このデジタル信号に変換さ
れたフォーカスエラー信号を、パラレルインターフェイ
ス回路4を介してコンピュータ5に取り込む。
装置として、例えば、特開平5−346533号公報に
開示されたものが知られている。すなわち、かかる自動
焦点合わせ装置は、図4に示すように、受光素子Pa、
Pbの各出力の差分を検出する位置センサー1からのフ
ォーカスエラー信号を増幅器2で増幅し、A/D変換器
3でデジタル信号に変換し、このデジタル信号に変換さ
れたフォーカスエラー信号を、パラレルインターフェイ
ス回路4を介してコンピュータ5に取り込む。
【0004】すると、コンピュータ5は、合焦点より遠
い場合は顕微鏡の焦点合わせを高速で実行するための多
数のパルスを発生させる遠焦点制御信号を出力し、合焦
点近傍では顕微鏡の焦点合わせを低速で実行するための
少ないパルスを発生させる近焦点制御信号を出力する。
い場合は顕微鏡の焦点合わせを高速で実行するための多
数のパルスを発生させる遠焦点制御信号を出力し、合焦
点近傍では顕微鏡の焦点合わせを低速で実行するための
少ないパルスを発生させる近焦点制御信号を出力する。
【0005】そして、コンピュータ5より遠焦点制御信
号が出力されると、この遠焦点制御信号値は、パラレル
インターフェイス回路6を介してD/A変換器7により
アナログ信号に変換され、さらに電圧を周波数に変換す
るV−F変換器8でパルスに置き換えられ、パルスモー
タを駆動する動力源としてのドライバ9に与えられパル
スモータ10を高速で回転させる。
号が出力されると、この遠焦点制御信号値は、パラレル
インターフェイス回路6を介してD/A変換器7により
アナログ信号に変換され、さらに電圧を周波数に変換す
るV−F変換器8でパルスに置き換えられ、パルスモー
タを駆動する動力源としてのドライバ9に与えられパル
スモータ10を高速で回転させる。
【0006】一方、コンピュータ5より近焦点制御信号
が出力されると、この近焦点制御信号は、パラレルイン
ターフェイス回路11に与えられ、ここで、直接オン・
オフしてV−F変換器8からのパルスよりも少ないパル
スとして、ドライバ9に与えられ、パルスモータ10を
低速で回転させる。
が出力されると、この近焦点制御信号は、パラレルイン
ターフェイス回路11に与えられ、ここで、直接オン・
オフしてV−F変換器8からのパルスよりも少ないパル
スとして、ドライバ9に与えられ、パルスモータ10を
低速で回転させる。
【0007】なお、パラレルインターフェイス回路11
とV−F変換器8は、それぞれゲート12に接続されて
いて、コンピュータ5からの指令により一方からのパル
スを出力するようにしている。
とV−F変換器8は、それぞれゲート12に接続されて
いて、コンピュータ5からの指令により一方からのパル
スを出力するようにしている。
【0008】ところで、位置センサー1からの出力電圧
特性は、図5に示すように、受光素子Pa、Pbの各出
力A、Bの差分をとった、いわゆるS字カーブとなって
おり、被写体に対し合焦点で出力電圧が零となり、遠く
離れるとプラス方向、近づくとマイナス方向に変化し、
さらに遠くまたは近くでは、再び零に近づくような特性
を呈する。従って、このような条件の下でオートフォー
カスするには、位置センサー1からの出力電圧が常に零
となるように顕微鏡の焦点を動かす必要があるが、この
時のフォーカシング速度の向上を図るためには、ある時
点でサーボ速度を切り替えることが有効である。
特性は、図5に示すように、受光素子Pa、Pbの各出
力A、Bの差分をとった、いわゆるS字カーブとなって
おり、被写体に対し合焦点で出力電圧が零となり、遠く
離れるとプラス方向、近づくとマイナス方向に変化し、
さらに遠くまたは近くでは、再び零に近づくような特性
を呈する。従って、このような条件の下でオートフォー
カスするには、位置センサー1からの出力電圧が常に零
となるように顕微鏡の焦点を動かす必要があるが、この
時のフォーカシング速度の向上を図るためには、ある時
点でサーボ速度を切り替えることが有効である。
【0009】そこで、合焦点より遠い場合は、合焦点近
傍部までV−F変換器8より多数のパルスを発生しパル
スモータ10を高速回転させることにより、顕微鏡を合
焦点に向けて高速で送り、合焦点に近づいたら、サーボ
定数を変えることで直接パルスを発生しパルスモータ1
0を低速回転させることで、顕微鏡を合焦点に向けて低
速で送るようにしている。
傍部までV−F変換器8より多数のパルスを発生しパル
スモータ10を高速回転させることにより、顕微鏡を合
焦点に向けて高速で送り、合焦点に近づいたら、サーボ
定数を変えることで直接パルスを発生しパルスモータ1
0を低速回転させることで、顕微鏡を合焦点に向けて低
速で送るようにしている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装置では、コンピュータ5からの指令によっ
て遠焦点制御信号と近焦点制御信号を切り替えるように
しているため、サーボ系の構成が複雑かつ高価なものに
なってしまい、また、受光素子Pa,Pbの各出力A,
Bの差分A−Bをとってフォーカスエラー信号のS字カ
ーブとしているが、このS字カーブは、被測定部の表面
状態(反射率や表面の形状)によって変化することがあ
るため、常に安定したフォーカシング速度を確保するの
が難しいという問題点があった。
うな従来の装置では、コンピュータ5からの指令によっ
て遠焦点制御信号と近焦点制御信号を切り替えるように
しているため、サーボ系の構成が複雑かつ高価なものに
なってしまい、また、受光素子Pa,Pbの各出力A,
Bの差分A−Bをとってフォーカスエラー信号のS字カ
ーブとしているが、このS字カーブは、被測定部の表面
状態(反射率や表面の形状)によって変化することがあ
るため、常に安定したフォーカシング速度を確保するの
が難しいという問題点があった。
【0011】このような問題点を解決するものとして、
特開平4−25711号公報に開示されるように、2個
の受光素子32A、32Bのそれぞれの出力をA、Bと
すると、(A−B)/(A+B)なる演算を行うこと
で、被測定部の表面状態に影響されない図6(a)に示
すように正規化されたフォーカスエラー信号のS字カー
ブが得られるものが考えられている。
特開平4−25711号公報に開示されるように、2個
の受光素子32A、32Bのそれぞれの出力をA、Bと
すると、(A−B)/(A+B)なる演算を行うこと
で、被測定部の表面状態に影響されない図6(a)に示
すように正規化されたフォーカスエラー信号のS字カー
ブが得られるものが考えられている。
【0012】そして、このような(A−B)/(A+
B)のS字カーブに基づいてパルスモータへのパルス速
度を決定すると、被測定部の、例えば測定位置F1、F
2に対して、同一レベルの信号V1 が出力され、この結
果、同図(b)に示すような速度パターンとなる。とこ
ろが、この時の速度パターンによれば、合焦位置から離
れた被測定部の測定位置F2までは低速で、測定位置F
2からF1までの間は高速となって、さらに測定位置F
1で再び低速となるような動作となるため、効率よく顕
微鏡を焦点位置まで送るのが難しいという問題点があ
る。
B)のS字カーブに基づいてパルスモータへのパルス速
度を決定すると、被測定部の、例えば測定位置F1、F
2に対して、同一レベルの信号V1 が出力され、この結
果、同図(b)に示すような速度パターンとなる。とこ
ろが、この時の速度パターンによれば、合焦位置から離
れた被測定部の測定位置F2までは低速で、測定位置F
2からF1までの間は高速となって、さらに測定位置F
1で再び低速となるような動作となるため、効率よく顕
微鏡を焦点位置まで送るのが難しいという問題点があ
る。
【0013】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、被測定部の表面状態に影響されることなく、効率よ
く合焦点動作を行うことができる自動焦点合わせ装置を
提供することを目的とする。
で、被測定部の表面状態に影響されることなく、効率よ
く合焦点動作を行うことができる自動焦点合わせ装置を
提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
測定光を被測定面に照射させるとともに該被測定面から
の反射光を集光させる光学系と、この光学系により集光
される反射光を分割する光分割手段と、この光分割手段
で分割された反射光の集光位置に対し前側および後側に
それぞれ配置された第1および第2の光検出手段と、前
記光分割手段で分割された反射光の集光位置に配置され
た第3の光検出手段と、前記被測定面に対して合焦動作
を実行する焦点合わせ駆動源とを具備し、前記第1の光
検出手段の出力信号をA、前記第2の光検出手段の出力
信号をB、前記第3の光検出手段の出力信号をCとした
とき、(A+B)/Cの演算結果に基づいた制御パター
ンにより前記焦点合わせ駆動源を制御するようにしてい
る。
測定光を被測定面に照射させるとともに該被測定面から
の反射光を集光させる光学系と、この光学系により集光
される反射光を分割する光分割手段と、この光分割手段
で分割された反射光の集光位置に対し前側および後側に
それぞれ配置された第1および第2の光検出手段と、前
記光分割手段で分割された反射光の集光位置に配置され
た第3の光検出手段と、前記被測定面に対して合焦動作
を実行する焦点合わせ駆動源とを具備し、前記第1の光
検出手段の出力信号をA、前記第2の光検出手段の出力
信号をB、前記第3の光検出手段の出力信号をCとした
とき、(A+B)/Cの演算結果に基づいた制御パター
ンにより前記焦点合わせ駆動源を制御するようにしてい
る。
【0015】請求項2記載の発明は、請求項1記載にお
いて、さらに前記出力信号AおよびBに基づく演算結果
により前記制御パターンの符号を判断するとともに、該
符号を付した前記制御パターンにより前記焦点合わせ駆
動源を制御するようにしている。
いて、さらに前記出力信号AおよびBに基づく演算結果
により前記制御パターンの符号を判断するとともに、該
符号を付した前記制御パターンにより前記焦点合わせ駆
動源を制御するようにしている。
【0016】この結果、請求項1記載の発明によれば、
(A+B)/Cの演算結果に基づいて被測定面の表面状
態に影響されることなく、焦点位置に対する被測定面位
置を一義的に決定することができ、焦点位置から離れた
位置では高速、焦点位置近傍では低速と行った制御パタ
ーンを得られる。
(A+B)/Cの演算結果に基づいて被測定面の表面状
態に影響されることなく、焦点位置に対する被測定面位
置を一義的に決定することができ、焦点位置から離れた
位置では高速、焦点位置近傍では低速と行った制御パタ
ーンを得られる。
【0017】また、請求項2記載の発明によれば、さら
に出力信号AおよびBに基づく演算結果により符号を付
した制御パターンを得られ、効率のよい合焦動作を実現
することができる。
に出力信号AおよびBに基づく演算結果により符号を付
した制御パターンを得られ、効率のよい合焦動作を実現
することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従い説明する。図1は、本発明が適用される自動焦
点合わせ装置の概略構成を示している。この場合、被測
定部面21に対し測定光を照射させるとともに、被測定
部面21からの反射光を集光させる光学系22と、この
光学系22によって集光する反射光を3方向に分割する
光分割手段23を配置している。
面に従い説明する。図1は、本発明が適用される自動焦
点合わせ装置の概略構成を示している。この場合、被測
定部面21に対し測定光を照射させるとともに、被測定
部面21からの反射光を集光させる光学系22と、この
光学系22によって集光する反射光を3方向に分割する
光分割手段23を配置している。
【0019】光学系22では、半導体レーザ24から出
射された測定光としてのレーザービームを偏光ビーブス
プリッタ25で反射し、1/4波長板26、結像レンズ
27および対物レンズ28を介して被測定面21に集光
させ、また、被測定面21から反射した反射光を対物レ
ンズ28、結像レンズ27、1/4波長板26および偏
光ビームスプリッタ25を通して光分割手段23に与え
るようにしている。
射された測定光としてのレーザービームを偏光ビーブス
プリッタ25で反射し、1/4波長板26、結像レンズ
27および対物レンズ28を介して被測定面21に集光
させ、また、被測定面21から反射した反射光を対物レ
ンズ28、結像レンズ27、1/4波長板26および偏
光ビームスプリッタ25を通して光分割手段23に与え
るようにしている。
【0020】また、光分割手段23では、第1のビーム
スプリッタ29と第2のビームスプリッタ30を有して
いて、光学系22の偏光ビームスプリッタ25を透過し
た被測定部面21からの反射光を第1のビームスプリッ
タ29によって2方向に分割し、この第1のビームスプ
リッタ29を透過した反射光を第2のビームスプリッタ
30によって2方向に分割するようにしている。つま
り、第1のビームスプリッタ29では、光学系22の偏
光ビームスプリッタ25を透過した反射光をさらに反射
して集光点Qに受光面が位置づけられた受光手段31に
照射するとともに、この第1のビームスプリッタ29を
透過した反射光を第2のビームスプリッタ30に与える
ようにし、また、第2のビームスプリッタ30では、第
1のビームスプリッタ29を透過した反射光をさらに反
射して集光点Qの後方に受光面が位置づけられた受光手
段32に照射するとともに、この第2のビームスプリッ
タ30を透過した反射光を集光点Qの前方に受光面が位
置づけられた受光手段33に照射するようにしている。
スプリッタ29と第2のビームスプリッタ30を有して
いて、光学系22の偏光ビームスプリッタ25を透過し
た被測定部面21からの反射光を第1のビームスプリッ
タ29によって2方向に分割し、この第1のビームスプ
リッタ29を透過した反射光を第2のビームスプリッタ
30によって2方向に分割するようにしている。つま
り、第1のビームスプリッタ29では、光学系22の偏
光ビームスプリッタ25を透過した反射光をさらに反射
して集光点Qに受光面が位置づけられた受光手段31に
照射するとともに、この第1のビームスプリッタ29を
透過した反射光を第2のビームスプリッタ30に与える
ようにし、また、第2のビームスプリッタ30では、第
1のビームスプリッタ29を透過した反射光をさらに反
射して集光点Qの後方に受光面が位置づけられた受光手
段32に照射するとともに、この第2のビームスプリッ
タ30を透過した反射光を集光点Qの前方に受光面が位
置づけられた受光手段33に照射するようにしている。
【0021】ここで、受光手段31は、集光点Qに受光
面が位置づけられた受光素子311を有していて、第1
のビームスプリッタ29から反射した反射光が直接受光
素子311に照射されるようになっている。また、光検
出手段32は、絞り321と集光点Qの後方に受光面が
位置づけられた受光素子322を有していて、第2のビ
ームスプリッタ30から反射した反射光が集光点Qを通
って絞り321を介して受光素子322に照射されるよ
うになっている。さらに、光検出手段33は、絞り33
1と集光点Qの前方に受光面が位置づけられた受光素子
332を有していて、第2のビームスプリッタ30を透
過した光が絞り331を介して受光素子332に照射さ
れるようになっている。
面が位置づけられた受光素子311を有していて、第1
のビームスプリッタ29から反射した反射光が直接受光
素子311に照射されるようになっている。また、光検
出手段32は、絞り321と集光点Qの後方に受光面が
位置づけられた受光素子322を有していて、第2のビ
ームスプリッタ30から反射した反射光が集光点Qを通
って絞り321を介して受光素子322に照射されるよ
うになっている。さらに、光検出手段33は、絞り33
1と集光点Qの前方に受光面が位置づけられた受光素子
332を有していて、第2のビームスプリッタ30を透
過した光が絞り331を介して受光素子332に照射さ
れるようになっている。
【0022】これら受光素子311、322、332
は、各々受光した光量に対応した電気信号を出力するも
ので、受光素子311からの電気信号Cを除算器37の
一方の入力端子に、受光素子322からの電気信号Bを
減算器34および加算器35の一方の入力端子に、受光
素子332からの電気信号Aを減算器34および加算器
35の他方の入力端子にそれぞれ入力するようにしてい
る。
は、各々受光した光量に対応した電気信号を出力するも
ので、受光素子311からの電気信号Cを除算器37の
一方の入力端子に、受光素子322からの電気信号Bを
減算器34および加算器35の一方の入力端子に、受光
素子332からの電気信号Aを減算器34および加算器
35の他方の入力端子にそれぞれ入力するようにしてい
る。
【0023】また、減算器34の減算出力を除算器36
の一方の入力端子に、加算器35の加算出力を除算器3
6の他方の入力端子および除算器37の他方の入力端子
にそれぞれ入力するようにしている。
の一方の入力端子に、加算器35の加算出力を除算器3
6の他方の入力端子および除算器37の他方の入力端子
にそれぞれ入力するようにしている。
【0024】ここで、減算器34は、受光素子332か
らの電気信号Aと受光素子322の電気信号Bにより
(A−B)の減算信号を出力し、加算器35は、受光素
子332からの電気信号Aと受光素子322の電気信号
Bにより(A+B)の加算信号を出力し、除算器36
は、減算器34からの減算信号(A−B)と加算器35
からの加算信号(A+B)により(A−B)/(A+
B)の除算信号を発生し、除算器37は、加算器35か
らの加算信号(A+B)と受光素子311からの電気信
号Cにより(A+B)/Cの除算信号を出力するように
なっている。
らの電気信号Aと受光素子322の電気信号Bにより
(A−B)の減算信号を出力し、加算器35は、受光素
子332からの電気信号Aと受光素子322の電気信号
Bにより(A+B)の加算信号を出力し、除算器36
は、減算器34からの減算信号(A−B)と加算器35
からの加算信号(A+B)により(A−B)/(A+
B)の除算信号を発生し、除算器37は、加算器35か
らの加算信号(A+B)と受光素子311からの電気信
号Cにより(A+B)/Cの除算信号を出力するように
なっている。
【0025】そして、これら除算器36、37の除算信
号をパルス制御部38に与える。このパルス制御部38
は、除算器36および除算器37の出力より速度パター
ンを生成するとともに、パルス速度信号を出力するもの
である。そして、このパルス速度信号をモータドライバ
39へ出力し、パルスモータ40を回転させることで、
顕微鏡を合焦点に向けて送るようにしている。
号をパルス制御部38に与える。このパルス制御部38
は、除算器36および除算器37の出力より速度パター
ンを生成するとともに、パルス速度信号を出力するもの
である。そして、このパルス速度信号をモータドライバ
39へ出力し、パルスモータ40を回転させることで、
顕微鏡を合焦点に向けて送るようにしている。
【0026】次に、このように構成した実施の形態の動
作を説明する。いま、光学系22の半導体レーザ24よ
り測定光としてレーザービームが出射されると、このレ
ーザービームは、偏光ビーブスプリッタ25で反射さ
れ、1/4波長板26、結像レンズ27および対物レン
ズ28を介して被測定面21に集光され、また、この被
測定面21からの反射光が対物レンズ28、結像レンズ
27、1/4波長板26および偏光ビームスプリッタ2
5を透過して光分割手段23に与えられる。
作を説明する。いま、光学系22の半導体レーザ24よ
り測定光としてレーザービームが出射されると、このレ
ーザービームは、偏光ビーブスプリッタ25で反射さ
れ、1/4波長板26、結像レンズ27および対物レン
ズ28を介して被測定面21に集光され、また、この被
測定面21からの反射光が対物レンズ28、結像レンズ
27、1/4波長板26および偏光ビームスプリッタ2
5を透過して光分割手段23に与えられる。
【0027】すると、光分割手段23では、光学系22
の偏光ビームスプリッタ25を透過した被測定部面21
からの反射光が第1のビームスプリッタ29で反射され
集光点Qに受光面が位置づけられた受光手段31に照射
され、また、この第1のビームスプリッタ29を透過し
た反射光が第2のビームスプリッタ30で反射され、集
光点Qの後方に受光面が位置づけられた受光手段32に
照射され、さらに第2のビームスプリッタ30を透過し
た反射光が集光点Qの前方に受光面が位置づけられた受
光手段33に照射される。
の偏光ビームスプリッタ25を透過した被測定部面21
からの反射光が第1のビームスプリッタ29で反射され
集光点Qに受光面が位置づけられた受光手段31に照射
され、また、この第1のビームスプリッタ29を透過し
た反射光が第2のビームスプリッタ30で反射され、集
光点Qの後方に受光面が位置づけられた受光手段32に
照射され、さらに第2のビームスプリッタ30を透過し
た反射光が集光点Qの前方に受光面が位置づけられた受
光手段33に照射される。
【0028】これにより、減算器34より受光素子33
2からの電気信号Aと受光素子322の電気信号Bによ
り(A−B)の減算信号が、加算器35より受光素子3
32からの電気信号Aと受光素子322の電気信号Bに
より(A+B)の加算信号が、除算器36より減算器3
4からの減算信号(A−B)と加算器35からの加算信
号(A+B)より(A−B)/(A+B)の除算信号
が、除算器37より加算器35からの加算信号(A+
B)と受光素子311からの電気信号Cにより(A+
B)/Cの除算信号がそれぞれ出力され、このうち除算
器36の除算信号(A−B)/(A+B)と除算器37
の除算信号(A+B)/Cがパルス制御部38に与えら
れる。
2からの電気信号Aと受光素子322の電気信号Bによ
り(A−B)の減算信号が、加算器35より受光素子3
32からの電気信号Aと受光素子322の電気信号Bに
より(A+B)の加算信号が、除算器36より減算器3
4からの減算信号(A−B)と加算器35からの加算信
号(A+B)より(A−B)/(A+B)の除算信号
が、除算器37より加算器35からの加算信号(A+
B)と受光素子311からの電気信号Cにより(A+
B)/Cの除算信号がそれぞれ出力され、このうち除算
器36の除算信号(A−B)/(A+B)と除算器37
の除算信号(A+B)/Cがパルス制御部38に与えら
れる。
【0029】ここで、仮に、被測定面21の表面状態が
荒れているような場合、被測定面21の変位に対応して
加算器35より図2(a)に示す加算信号(A+B)が
出力され、同時に、受光素子311より同図(b)に示
すような電気信号Cが出力されたとすると、この場合、
加算出力(A+B)は合焦位置近傍で信号レベルが低下
するが、同様に電気信号Cの信号レベルも低下するの
で、この結果、除算器37の除算信号(A+B)/C
は、合焦位置近傍での信号レベルの変動が補正されるこ
とになって、同図(c)に示すように合焦位置近傍で
は、信号レベルの変動がなく、合焦位置から離れるにし
たがって、信号レベルが単調に減衰するようになる。こ
のような特性は、被測定面21の反射率が低い場合にお
いても同様となる。
荒れているような場合、被測定面21の変位に対応して
加算器35より図2(a)に示す加算信号(A+B)が
出力され、同時に、受光素子311より同図(b)に示
すような電気信号Cが出力されたとすると、この場合、
加算出力(A+B)は合焦位置近傍で信号レベルが低下
するが、同様に電気信号Cの信号レベルも低下するの
で、この結果、除算器37の除算信号(A+B)/C
は、合焦位置近傍での信号レベルの変動が補正されるこ
とになって、同図(c)に示すように合焦位置近傍で
は、信号レベルの変動がなく、合焦位置から離れるにし
たがって、信号レベルが単調に減衰するようになる。こ
のような特性は、被測定面21の反射率が低い場合にお
いても同様となる。
【0030】これにより、パルス制御部38では、除算
器37の除算信号(A+B)/Cにより同図(d)に示
すようなパルス速度パターンを生成する。ここで、この
ようなパルス速度パターンは、図2(c)に示す特性の
信号レベルの最大値よりわずかに大きな信号レベルより
同図(c)の特性の各信号レベルの差分を求めることで
簡単に得られる。
器37の除算信号(A+B)/Cにより同図(d)に示
すようなパルス速度パターンを生成する。ここで、この
ようなパルス速度パターンは、図2(c)に示す特性の
信号レベルの最大値よりわずかに大きな信号レベルより
同図(c)の特性の各信号レベルの差分を求めることで
簡単に得られる。
【0031】また、パルス制御部38では、除算器36
からの図3(a)に示す除算信号(A−B)/(A+
B)より被測定面21の変位が合焦位置を挟んで符号
(+)(−)が反転することを判断し、この符号を考慮
して図2(d)に示すパルス速度パターンに基づいて図
3(b)に示すような符号付きパルス速度パターンを生
成し、この速度パターンをパルス信号に変換してドライ
バ39へ出力することによってパルスモータ40を回転
させるようになる。
からの図3(a)に示す除算信号(A−B)/(A+
B)より被測定面21の変位が合焦位置を挟んで符号
(+)(−)が反転することを判断し、この符号を考慮
して図2(d)に示すパルス速度パターンに基づいて図
3(b)に示すような符号付きパルス速度パターンを生
成し、この速度パターンをパルス信号に変換してドライ
バ39へ出力することによってパルスモータ40を回転
させるようになる。
【0032】ところで、除算信号(A−B)/(A+
B)は、前述の通りフォーカスエラー信号を得るための
式であるが、ここでは、合焦位置を挟んで減算信号(A
−B)の符号が(+)、(−)の間で反転することが判
別できればよい。すなわち、符号の反転を判別するだけ
であれば、除算信号(A−B)/(A+B)を減算信号
(A−B)と置き換えて計算しても十分である。
B)は、前述の通りフォーカスエラー信号を得るための
式であるが、ここでは、合焦位置を挟んで減算信号(A
−B)の符号が(+)、(−)の間で反転することが判
別できればよい。すなわち、符号の反転を判別するだけ
であれば、除算信号(A−B)/(A+B)を減算信号
(A−B)と置き換えて計算しても十分である。
【0033】従って、このような実施の形態によれば、
除算器37の除算信号(A+B)/Cにより、被測定面
21に対する信号レベルが一義的に決定され、さらに、
焦点位置と被測定面21との間の距離も一義的に得られ
るようになるので、被測定面21の表面状態に影響され
ることなく、焦点位置から離れた位置では高速、焦点位
置近傍では低速となるような速度パターンを生成するこ
とができ、さらに除算器36からの除算信号(A−B)
/(A+B)もしくは減算信号(A−B)より得られる
符号を付加することにより、自動焦点合わせのための符
号付きパルス速度パターンが得られ、これに基づいてパ
ルスモータ40を回転させることにより、効率のよい合
焦動作を実現することができる。
除算器37の除算信号(A+B)/Cにより、被測定面
21に対する信号レベルが一義的に決定され、さらに、
焦点位置と被測定面21との間の距離も一義的に得られ
るようになるので、被測定面21の表面状態に影響され
ることなく、焦点位置から離れた位置では高速、焦点位
置近傍では低速となるような速度パターンを生成するこ
とができ、さらに除算器36からの除算信号(A−B)
/(A+B)もしくは減算信号(A−B)より得られる
符号を付加することにより、自動焦点合わせのための符
号付きパルス速度パターンが得られ、これに基づいてパ
ルスモータ40を回転させることにより、効率のよい合
焦動作を実現することができる。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、(A
+B)/Cの演算結果に基づいて被測定面の表面状態に
影響されることなく、焦点位置に対する被測定面位置を
一義的に決定することができ、焦点位置から離れた位置
では高速、焦点位置近傍では低速と行った制御パターン
を得られ、さらに出力信号AおよびBに基づく演算結果
により符号を付した制御パターンを得られることで、効
率のよい合焦動作を実現することができる。
+B)/Cの演算結果に基づいて被測定面の表面状態に
影響されることなく、焦点位置に対する被測定面位置を
一義的に決定することができ、焦点位置から離れた位置
では高速、焦点位置近傍では低速と行った制御パターン
を得られ、さらに出力信号AおよびBに基づく演算結果
により符号を付した制御パターンを得られることで、効
率のよい合焦動作を実現することができる。
【図1】本発明の一実施の形態の概略構成を示す図。
【図2】一実施の形態の動作を説明するもので、(a)
は、加算器35の出力信号特性を示す図、(b)は、受
光素子311から出力された電気信号特性を示す図、
(c)は、除算器37から出力される除算信号特性を示
す図、(d)は、(c)の除算信号特性をもとに作り出
す速度パターンを示す図。
は、加算器35の出力信号特性を示す図、(b)は、受
光素子311から出力された電気信号特性を示す図、
(c)は、除算器37から出力される除算信号特性を示
す図、(d)は、(c)の除算信号特性をもとに作り出
す速度パターンを示す図。
【図3】一実施の形態の動作を説明するもので、(a)
は、除算器36から出力される除算信号特性を示す図、
(b)は、図2(d)のパルス速度パターンと、(b)
の除算信号特性の符号から作り出す符号付き速度パター
ンを示す図。
は、除算器36から出力される除算信号特性を示す図、
(b)は、図2(d)のパルス速度パターンと、(b)
の除算信号特性の符号から作り出す符号付き速度パター
ンを示す図。
【図4】従来の自動焦点合わせ装置の一例の概略構成を
示す図。
示す図。
【図5】従来の自動焦点合わせ装置の動作を説明するた
めの図。
めの図。
【図6】従来の自動焦点合わせ装置の動作を説明するた
めの図。
めの図。
21…被測定面、 22…光学系、 23…光分割手段、 24…半導体レーザ、 25…偏光ビーブスプリッタ、 26…1/4波長板、 27…結像レンズ、 28…対物レンズ、 29…第1のビームスプリッタ、 30…第2のビームスプリッタ、 31…受光手段、 311…受光素子、 32…光検出手段、 321…絞り、 322…受光素子、 33…光検出手段、 331…絞り、 332…受光素子、 34…減算器、 35…加算器、 36、37…除算器、 38…パルス制御部、 39…ドライバ、 40…パルスモータ。
Claims (2)
- 【請求項1】 測定光を被測定面に照射させるとともに
該被測定面からの反射光を集光させる光学系と、 この光学系により集光される反射光を分割する光分割手
段と、 この光分割手段で分割された反射光の集光位置に対し前
側および後側にそれぞれ配置された第1および第2の光
検出手段と、 前記光分割手段で分割された反射光の集光位置に配置さ
れた第3の光検出手段と、 前記被測定面に対して合焦動作を実行する焦点合わせ駆
動源とを具備し、 前記第1の光検出手段の出力信号をA、前記第2の光検
出手段の出力信号をB、前記第3の光検出手段の出力信
号をCとしたとき、(A+B)/Cの演算結果に基づい
た制御パターンにより前記焦点合わせ駆動源を制御する
ことを特徴とする自動焦点合わせ装置。 - 【請求項2】 さらに前記出力信号AおよびBに基づく
演算結果により前記制御パターンの符号を判断するとと
もに、該符号を付した前記制御パターンにより前記焦点
合わせ駆動源を制御することを特徴とする請求項1記載
の自動焦点合わせ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27580595A JPH09113794A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 自動焦点合わせ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27580595A JPH09113794A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 自動焦点合わせ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09113794A true JPH09113794A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17560665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27580595A Pending JPH09113794A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 自動焦点合わせ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09113794A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6486964B2 (en) | 1998-11-30 | 2002-11-26 | Olympus Optical Co., Ltd. | Measuring apparatus |
JP2005338255A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Olympus Corp | オートフォーカス装置およびそれを用いた顕微鏡 |
US7576796B2 (en) | 2002-08-23 | 2009-08-18 | Fujinon Corporation | Auto focus system |
US9625674B2 (en) | 2014-08-05 | 2017-04-18 | Olympus Corporation | Autofocus device and sample observation device |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP27580595A patent/JPH09113794A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6486964B2 (en) | 1998-11-30 | 2002-11-26 | Olympus Optical Co., Ltd. | Measuring apparatus |
US7576796B2 (en) | 2002-08-23 | 2009-08-18 | Fujinon Corporation | Auto focus system |
JP2005338255A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Olympus Corp | オートフォーカス装置およびそれを用いた顕微鏡 |
US9625674B2 (en) | 2014-08-05 | 2017-04-18 | Olympus Corporation | Autofocus device and sample observation device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050315 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060307 |