JPS6111714A - 顕微鏡の自動焦点調整装置 - Google Patents

顕微鏡の自動焦点調整装置

Info

Publication number
JPS6111714A
JPS6111714A JP13135984A JP13135984A JPS6111714A JP S6111714 A JPS6111714 A JP S6111714A JP 13135984 A JP13135984 A JP 13135984A JP 13135984 A JP13135984 A JP 13135984A JP S6111714 A JPS6111714 A JP S6111714A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
video signal
optical system
slice level
section
bits
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP13135984A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0462046B2 (ja
Inventor
Keinosuke Kanejima
敬之介 金島
Hiroshi Yasumoto
博 安本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP13135984A priority Critical patent/JPS6111714A/ja
Publication of JPS6111714A publication Critical patent/JPS6111714A/ja
Publication of JPH0462046B2 publication Critical patent/JPH0462046B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/24Base structure
    • G02B21/241Devices for focusing
    • G02B21/244Devices for focusing using image analysis techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気ヘッドのトラック幅や、蒸着パターン等
のような微小線幅を撮像装置を有する顕微鏡において自
動測定や表面状態を観察する場合の自動焦点調整装置に
関するものである。
従来例の構成とその問題点 ご般に磁気ヘッドのトラック幅や蒸着パターン等のよう
々微小線幅は光学系装置により100倍乃至1000倍
に拡大され、線幅の映像信号は第1図(1aはボケ信号
)のようになりエツジ部は光学系の解像度により傾斜が
見られ、合焦位で前記傾斜が最大とカる特性がある。こ
の映像信号1を利用して線幅測定を行なう場合は、毎回
、正確な映像信号を得る必要があし、焦点位置精度につ
いてはレンズ系の焦点深度が浅いことからサブミクロン
の精度が要求されるのである。従来、映像信号1の1箇
所のスライスレベ/v1bの長さ情報2のみを利用して
焦点検出を行なっている自動焦点調整装置は、第2図(
光学系の焦点方向移動による長さ情報2の変化グラフ)
に示すように、Wに長さ情報2をとυ、2を光学系の焦
点方向の移動とすると、変化曲線3となることから、焦
点調整範囲は4〜5の範囲であり、狭い。また焦点範囲
全ストロークを微小ピッチで送り、現状のポイントでの
映像信号1の長さ情報2をAとし、次に送ったポイント
での映像信号1の長さ情報2をBとし、人〈Bになった
ところで停止させていたため、=振動等の影響で起こる
異常ポイント6のところで合焦位置となり正確な合焦位
置が得られず測定における精度が悪いばかりか、全スト
ロークを微小ピッチで動作しているため焦点調整時間が
長く、生産性も向上しないという欠点を有していた。
発明の目的 本発明は、上記従来の欠点を解消するものであり、実像
面に撮像装置を有する顕微鏡で、微小線幅を有する被検
体を測定する場合に簡単な構成でしかも、短時間で精度
良く広範囲に渡っての焦点調整ができうる自動焦点調整
装置を提供することにある。
発明の構成 本発明の装置は、微小線幅を有する被検体を測定する場
合、実像面に撮像装置を有する顕微鏡において、前記撮
像装置より得られる線幅の映像信号のエツジ信号が合焦
位置で傾斜が最大となる特性に基づき、前記映像信号を
長さ方向に複数のビットに分割し、明るさ方向に濃淡像
としてビット分割して記憶するフレームメモリーと、前
記顕微鏡の光学系位置を焦点方向に制御駆動する端面カ
ムとパルスモータ−からなる駆動機構と、前記フレーム
メモリーの明るさ方向の上部で合焦時の映像信号ピーク
値が10%以上、上になる位置に上スライスレベルを設
定し、上スライスレベルより下方に、下スライスレベル
を設定し、前記下スライスレベルにおける映像信号の長
さ方向のビット数が0より多くなる第1の区間まで光学
系を合焦位置方向に後述する第2の区間より短いピッチ
で動作させ、前記上スライスレベルにおける映像信号の
ビット数が0より多く、前記上スライスレベルにおける
映像信号のビット数と、前記下スライスレベルにおける
映像信号のビット数の差が、あらかじめ光学系位置が合
焦位置より数μm手前になるよう設定された値になる第
2の区間まで、前記駆動機構を光学系位置が第2区間終
了位置と合焦位置までの距離より短いピッチで駆動させ
、その位置より合焦位置を通り過ぎるようあらかじめ設
定された第3の区間をレンズ系焦点深度以下の微小ピッ
チで前記駆動機構を駆動させ、前記区間をアドレス記憶
と、そのアドレスに対応する、前記上、下スライスレベ
ルにおける映像信号のビット数の差とを記憶し、前記区
間の駆動終了後、前記ビット数の差が一番小さいアドレ
スに駆動機構を制御駆動させる、マイクロプロセッサ−
等で構成される制御部とからなり、上下のスライスレベ
ルにより有効に映像信号の状態を判断していることから
、広範囲の自動焦点調整が行なえる。また、焦点情報は
合焦付近の少しのデータのみ必要とし、微小法シも前記
合焦付近のみでよいことから、単時間で精度良く自動焦
点が行なえ、映像信号の簡単な処理と端面カムとパルス
モータ−からなる簡単な駆動機構で、自動焦点調整装置
が効果的に提供できるものである。
実施例の説明 以下に、本発明の一実施例を第3図〜第6図にもとづい
て説明する。第3図は本発明の一実施例を示すブロック
構成図である。了は試料台、8は試料台7上に置かれた
線幅を有する被検体、9は被検体8を拡大する対物レン
ズ、10は対物レンズ9等を有する光学系の鏡筒、11
は対物レンズ9により拡大された被検体8の像を、拡大
する中間レンズ、12はリニヤ−イメージセンサ−11
3は被検体8の拡大された像を、映像信号として出力す
るリニヤ−イメージセンサ−12を有する撮像装置、1
4は鏡筒1oを支持し、上下(光学系の焦点方向)方向
に摺動可能なガイド部、15は端面カム、16は端面カ
ムを回転させるパルスモータ−116!Lはパルスモー
タ16の回転軸に取り付いた外周の一部にスリットの入
った原点板17は鏡筒1oを上下させる、端面カム15
ト、パルスモータ−16と、原点板161Lからなる駆
動部、18はパルスモータ−の原点を検出する、原点板
161Lのスリットを光ビームが通過するよう配置され
たホトセンサー、19は被検体8を置埴た試料台7と、
対物レンズ9.中間11等を有する鏡筒10と、鏡筒1
0に接続されたリニヤ−イメージセンサ−12を有する
撮像装置13とガイド部14と、端面カム15.原点板
16!Lの取シ付いたパルスモータ−16とからなる駆
動部17と、ホトセンサー18を配置する載物台、20
は撮像装置13より得られる映像信号を記憶するフレー
ムメモリー、21はパルスモータ−16の駆動回路、2
2は映像信号を処理し、光学系の焦点が被検体8との位
置関係において合焦位置となるようパルスモータ−16
を、駆動回路に指令を与えコントロールする制御部であ
る。第4図は被検体8と、対物レンズ9の自動焦点調整
スタート時における位置関係図で、23は光学系の焦点
位置、24はワークディスタンス、第4図では、被検体
8が焦点位置23の外に設定されるようになっているが
、ワークディスタンス24内に設定する場合は、光学系
の送シ方向を、第4図では上から下へ移動させるが、下
から上へ移動するよう、駆動部17の端面カムの原点を
、原点板16aをずらして設定する必要がある。第6図
は撮像装置13より得られる映像信号の図で、縦に明る
さ、横に線幅の長さを示す。26は合焦位置での映像信
号で、26はボケ映像信号C127はボケ映像信号D(
自動焦点調整方法説明にて後述)、この映像信号が明る
さ方向、長さ方向共デジタル的にビット分割されフレー
ムメモリー20に記憶される。28は下スライスレベル
、29は合焦時の映像信号が明るさ方向に10%以上は
上になるよう設定された上スライスレベル、Wlは下ス
ライスレベ1v28での線幅長さの量、Wlは上スライ
スレペ)V29での線幅長さの量である。第6図は、縦
にw、 −w2の量W3、横に光学系の移動Zを示した
。w、−w2の量WSの変化グラフであし、自動焦点調
整方法を説明できることから以下、第6図により自動焦
点調整方法を説明する。Zo は原点、zlは第1の判
断終了ポイント、z2は第2の判断終了ポイント、z3
は光学系行限、Z4は合焦位置、30は光学系移動の第
1の区間、31は光学系移動の第2の区間、32は光学
系移動の第3の区間であし、光学系移動の第1の区間は
、光学系移動の第2の区間より短いピッチで送り、第5
図で示す下スライスレベ)v28に映像信号が達したか
の第1の判断をする。第5図のボケ映像信号026の状
態は、第1の判断終了ポイントZ1の状態である。次に
光学系移動は第2の区間に入り、第6図で示す、上スラ
イスレベ1V29に映像信号が達し、Wl−w2が第6
図のW4の値になるまで、第2の判断終了ポイン) Z
2から合焦位置Za 1での長さ33より短いピッチで
移動する。
次に、光学系移動の第3区間に入り、レンズ系焦点深度
以下でピッチ送シを、合焦位置Z4を通り過ぎるよう設
定された第3区間終了の光学系行限Z3マで行ない、そ
の間のアドレスとWl−Wlの量W3をアドレスと合わ
せ記憶し、光学系行限にて前記アドレスとwl−Wlの
量W3の中から、Wl−Wl の量の極小値、いわゆる
合焦位置Z4を選び光学系位置を合焦位置z4に位置決
めする。このように合焦位置付近の映像信号から合焦位
置を選び出しており、精度良く自動焦点調整ができる他
、光学系移動の第3区間、第3区間は定量的であるが、
第1区間は映像信号が下スライスレベルに達するまで動
作できることから広い範囲が取れおのずと自動焦点調整
全範囲は広範囲に取れ、光学系移動の第1区間、第2区
間は、比較的大きいピッチで送れることから高速の自動
焦点調整ができるのである。
発明の効果 以上、本発明では、微小線幅を有する被検体を測定する
場合、実像面に撮像装置を有する顕微鏡において、前記
撮像装置より得られる線幅の映像信号のエツジ信号が合
焦位置で傾斜が最大となる特性に基づき、前記映像信号
を長さ方向に複数のビットに分割し、明るさ方向に濃淡
像としてビット分割して、記憶するフレームメモリーと
、前記顕微鏡の光学系位置を焦点方向に制御駆動する端
面カムとパルスモータ−からなる駆動機構と、前記フレ
ームメモリーの明るさ方向の上部で合焦時の映像信号ピ
ーク値が10%以上、上になる位置に上スライスレベル
を設定し、上スライスレベルより下方に、下ズライ、ス
レベルを設定し、前記下スライスレベルにおける□映像
信号の長さ方向のビット数が0より多くなる第1の区間
まで光学系を合焦位置方向に後述する第2の区間より短
いピッチで動作させ、前記上スライスレベルにおける映
像、信号のビット数が0より多く、前記上スライスレベ
ルにおける映像信号のビット数と、前記下スライスレベ
ルにおける映像信号のビット数の差があらかじめ光学系
位置が合焦位置より数μm手前になるよう設定された値
になる第2の区間まで、前記駆動機構を光学系位置が第
2区間終了位置と合焦位置までの距離より短いピッチで
駆動させ、その位置より合焦位置を通り過ぎるようあら
かじめ設定された第3の区間をレンズ系焦点深度以下の
微小ピッチで前記駆動機構を駆動させ、前記区間をアド
レス記憶と、そのアドレスに対応する、前記上、下スラ
イスレベルにおける映像信号のビット数の差とを記憶し
、前記区間の駆動終了後、前記ビット数の差が一番小さ
いアドレスに駆動機構を制御部によ多制御駆動させるも
のである。
したがって、本発明によれば、簡単な構成でしかも短時
間に精度良く調整を行ない得る自動焦点調整装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の映像信号処理方法の概念図、第2図は
顕微鏡の焦点方向移動に供々う線幅映像信号の幅変化グ
ラフ、第3図は本発明による一実施例のブロック構成図
、第4図は同実施例による被検体と、対物レンズの自動
焦点調整スタート時における位置関係図、第5図は撮像
装置より得られる映像信号の説明図、第6図はWl−W
lの量W5 の変化のグラフである。 1.25・・・・・・合焦位置での映像信号、7・・・
・・・試料台、8・・・・・・被検体、9・・・・・・
対物レンズ、1o、・。 ・・・鏡筒、11・・・・・・中間レンズ、13・・・
・・・撮像装置、14・・・・・・ガイド部、17・・
・・・・駆動部、18・・川・ホ) セフ−IJ−−1
19・・4・・・・載物台、20−、、、フレームメモ
リー、22・・・・・・制御部、23・・・・・・光学
系の焦点位置、24・・・・・・ワークディスタンス、
26・川・・ボケ映像信号C127・・・・・・ボケ映
像信号D128・・・・・・下スライスレベル、29・
・川・上スライスレベル、30・・・・・・光学系移動
の第1区間、31・・・・・・光学系移動の第2区間、
32・・・・・・光学系移動の第3区間。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 微小線幅を有する被検体を測定する場合、実像面に撮像
    装置を有する顕微鏡において、前記撮像装置より得られ
    る線幅の映像信号のエッジ信号が合焦位置で傾斜が最大
    となる特性に基づき、前記映像信号を長さ方向に複数の
    ビットに分割し、明るさ方向に濃淡像としてビット分割
    して記憶するフレームメモリーと、前記顕微鏡の光学系
    位置を焦点方向に制御駆動する端面カムとパルスモータ
    ーからなる駆動機構と、前記フレームメモリーの明るさ
    方向の上部で合焦時の映像信号ピーク値が10%以上、
    上になる位置に上スライスレベルを設定し、上スライス
    レベルより下方に、下スライスレベルを設定し、前記下
    スライスレベルにおける映像信号の長さ方向のビット数
    が0より多くなる第1の区間まで光学系を合焦位置方向
    に後述する第2の区間より短いピッチで動作させ、前記
    上スライスレベルにおける映像信号のビット数が0より
    多く、前記上スライスレベルにおける映像信号のビット
    数と、前記下スライスレベルにおける映像信号のビット
    数の差が、あらかじめ光学系位置が合焦位置より数μm
    手前になるよう設定された値になる第2の区間まで、前
    記駆動機構を光学系位置が第2区間終了位置と合焦位置
    までの距離より短いピッチで駆動させ、その位置より合
    焦位置を通り過ぎるようあらかじめ設定された第3の区
    間をレンズ系焦点深度以下の微小ピッチで前記駆動機構
    を駆動させ、前記区間をアドレス記憶と、そのアドレス
    に対応する、前記上、下スライスレベルにおける映像信
    号のビット数の差とを記憶し、前記区間の駆動終了後、
    前記ビット数の差が一番小さいアドレスに駆動機構を制
    御駆動させる、マイクロプロセッサー等で構成される制
    御部とからなる顕微鏡の自動焦点調整装置。
JP13135984A 1984-06-26 1984-06-26 顕微鏡の自動焦点調整装置 Granted JPS6111714A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13135984A JPS6111714A (ja) 1984-06-26 1984-06-26 顕微鏡の自動焦点調整装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13135984A JPS6111714A (ja) 1984-06-26 1984-06-26 顕微鏡の自動焦点調整装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6111714A true JPS6111714A (ja) 1986-01-20
JPH0462046B2 JPH0462046B2 (ja) 1992-10-05

Family

ID=15056079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13135984A Granted JPS6111714A (ja) 1984-06-26 1984-06-26 顕微鏡の自動焦点調整装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6111714A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5969273A (en) * 1998-02-12 1999-10-19 International Business Machines Corporation Method and apparatus for critical dimension and tool resolution determination using edge width
WO2003077008A3 (en) * 2002-03-13 2003-12-18 Yeda Res & Dev Auto-focusing method and device
JP2005202087A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Olympus Corp 顕微鏡装置、顕微鏡装置の制御方法、及びプログラム
JP2007140087A (ja) * 2005-11-18 2007-06-07 Hitachi Kokusai Electric Inc 合焦点方法及び合焦点装置並びにそれを使った測定装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55137784A (en) * 1979-04-16 1980-10-27 Omron Tateisi Electronics Co Focus adjustment system in image pickup device using image sensor
JPS599613A (ja) * 1982-07-08 1984-01-19 Mitsubishi Rayon Co Ltd 自動焦点調節方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55137784A (en) * 1979-04-16 1980-10-27 Omron Tateisi Electronics Co Focus adjustment system in image pickup device using image sensor
JPS599613A (ja) * 1982-07-08 1984-01-19 Mitsubishi Rayon Co Ltd 自動焦点調節方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5969273A (en) * 1998-02-12 1999-10-19 International Business Machines Corporation Method and apparatus for critical dimension and tool resolution determination using edge width
WO2003077008A3 (en) * 2002-03-13 2003-12-18 Yeda Res & Dev Auto-focusing method and device
US7109459B2 (en) 2002-03-13 2006-09-19 Yeda Research And Development Company Ltd. Auto-focusing method and device for use with optical microscopy
JP2005202087A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Olympus Corp 顕微鏡装置、顕微鏡装置の制御方法、及びプログラム
JP2007140087A (ja) * 2005-11-18 2007-06-07 Hitachi Kokusai Electric Inc 合焦点方法及び合焦点装置並びにそれを使った測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0462046B2 (ja) 1992-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8180156B2 (en) Method and device for machine-cutting a plate-shaped workpiece
US7030351B2 (en) Systems and methods for rapidly automatically focusing a machine vision inspection system
US5737090A (en) System and method for focusing, imaging and measuring areas on a workpiece engraved by an engraver
DE102015210030A1 (de) Chipherstellungsverfahren
EP0459280B1 (en) Lens alignment and positioning method and apparatus
JPWO2005114293A1 (ja) 顕微鏡装置
EP0746800B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur photomechanischen herstellung strukturierter oberflächen, insbesondere zum belichten von offsetdruckplatten
US5675141A (en) Method and apparatus for automatically detecting focusing point and image processing method and apparatus using the same
US4724319A (en) Image focusing method and apparatus for electron microscope
EP0396041A2 (en) Optical scanning equipment
KR880002669B1 (ko) 주사형 전자현미경 또는 유사장치내의 대물렌즈를 제어하기 위한 방법
JPS6111714A (ja) 顕微鏡の自動焦点調整装置
JP2007229786A (ja) レーザ加工装置及び焦点合わせ制御方法
US6768964B2 (en) Method and apparatus for determining dot-mark-forming position of semiconductor wafer
JPH1123952A (ja) オートフォーカス装置及びこれを利用したレーザ加工装置
JPH09218355A (ja) 走査型レーザ顕微鏡
JPH0527084B2 (ja)
JPH06500222A (ja) 光学的結像系をフォーカシングするための装置
JP2005106866A (ja) レーザーマーキング装置のフォーカス調整装置
JP2738322B2 (ja) オートフォーカス制御方法および観察装置
JP2695338B2 (ja) 硬度測定方法
JPH08278450A (ja) 走査型共焦点顕微鏡の自動画像形成装置
JP4684646B2 (ja) オートフォーカス方法
JP2000031199A (ja) ワイヤボンディング装置
WO2006097123A1 (en) Autofocussing system for microscope systems