JPS6316686B2 - - Google Patents
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- JPS6316686B2 JPS6316686B2 JP57019331A JP1933182A JPS6316686B2 JP S6316686 B2 JPS6316686 B2 JP S6316686B2 JP 57019331 A JP57019331 A JP 57019331A JP 1933182 A JP1933182 A JP 1933182A JP S6316686 B2 JPS6316686 B2 JP S6316686B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、被測定物と基準面とを一定距離に制
御する自動距離合わせ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an automatic distance adjustment device that controls a distance between an object to be measured and a reference surface to be a constant distance.
近時、半導体ウエーハやマスク等の試料に微細
パターンを形成する技術として、光露光、Ｘ線露
光、電子ビーム露光、その他各種の露光法が開発
されているが、このような分野では試料（被測定
物）と対物レンズ主面（基準面）との距離を高精
度に定める必要がある。被測定物と基準面とを一
定距離に制御してレンズの焦点合わせを行うに
は、従来被測定物に斜めから光を当て、その反射
光の位置を２組のアナログ信号を発生するポジシ
ヨンセンサ等で検出している。そして、上記２組
のアナログ信号を加算・減算すると共に、除算器
を用いて加算出力で減算出力を正規化し、反射光
の位置、すなわち被測定物と基準面との距離を検
出するようにしていた。
Recently, light exposure, X-ray exposure, electron beam exposure, and various other exposure methods have been developed as techniques for forming fine patterns on samples such as semiconductor wafers and masks. It is necessary to determine the distance between the object to be measured) and the main surface of the objective lens (reference surface) with high precision. In order to focus the lens by controlling the distance between the measured object and the reference plane at a constant distance, the conventional method is to shine light onto the measured object obliquely and generate two sets of analog signals based on the position of the reflected light. Detected by sensors, etc. Then, the above two sets of analog signals are added and subtracted, and a divider is used to normalize the subtracted output with the addition output to detect the position of the reflected light, that is, the distance between the object to be measured and the reference surface. Ta.
しかしながら、この種の手法にあつては次のよ
うな問題があつた。すなわち、被測定物から反射
した反射光の強さが変化した場合、その検出位置
の精度は除算器の精度により大きく影響される。
除算器は非直線部を利用して構成されているた
め、温度や構成部品等の影響を受け易く、その精
度を上げることは極めて困難である。このため、
従来被測定物と基準面との距離を高精度に定める
ことはできなかつた。 However, this type of method has the following problems. That is, when the intensity of the reflected light reflected from the object to be measured changes, the accuracy of the detected position is greatly influenced by the accuracy of the divider.
Since the divider is configured using a non-linear section, it is easily affected by temperature, component parts, etc., and it is extremely difficult to improve its accuracy. For this reason,
Conventionally, it has not been possible to determine the distance between the object to be measured and the reference plane with high precision.
本発明の目的は、除算器を用いることなく被測
定物と基準面との距離を検出することができ、上
記距離を高精度に制御することのできる自動距離
合わせ装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an automatic distance adjustment device that can detect the distance between an object to be measured and a reference surface without using a divider, and can control the distance with high precision.
本発明の骨子は、被測定物に斜めに光を当てそ
の反射光をポジシヨンセンサ等の検出器で検出す
る際、光の強さで検出出力が変化するため、検出
出力が一定になるよう光の強さをコントロールす
ることにある。さらに、被測定物と基準面との距
離が所望値と一致した場合に検出出力が零となる
ように可変ゲインアンプを調整し、上記距離のず
れを検出出力の零からの差で求め、この差が零と
なるよう駆動回路をコントロールし、前記距離を
所望値に合わせるようにしたことにある。
The gist of the present invention is that when light is applied obliquely to the object to be measured and the reflected light is detected by a detector such as a position sensor, the detection output changes depending on the intensity of the light, so the detection output is kept constant. The purpose is to control the intensity of light. Furthermore, the variable gain amplifier is adjusted so that the detection output becomes zero when the distance between the object to be measured and the reference plane matches the desired value, and the deviation in the above distance is determined by the difference of the detection output from zero. The driving circuit is controlled so that the difference becomes zero, and the distance is adjusted to a desired value.
すなわち、本発明は被測定物と基準面との距離
を一定距離に合わせる自動距離合わせ装置におい
て、上記被測定物に斜めから光を当てる光照射手
段と、この光照射手段による光をパルス変調する
第１の変調手段と、上記光照射手段による光を振
幅変調する第２の変調手段と、前記基準面と一対
的に移動するよう設けられ前記被測定物からの反
射光を該反射光の位置に応じた２組のアナログ信
号として検出する反射光検出手段と、この反射光
検出手段により得られた２組の検出出力をそれぞ
れ増幅すると共に少なくとも一方は増幅度を可変
可能にして増幅する増幅手段と、前記第１の変調
手段と同期させて上記増幅手段により得られた２
組の増幅出力をそれぞれ対で積分する積分手段
と、この積分手段により得られた２組の積分出力
の各対の差をそれぞれ演算する第１の減算手段
と、この第１の減算手段により得られた２組の減
算出力の差を演算する第２の減算手段と、この第
２の減算手段による減算出力が零になるよう前記
被測定物或いは基準面を移動しこれらの距離を可
変する移動手段と、前記第１の減算手段による２
組の減算出力の和を演算する加算手段と、この加
算手段による加算出力が一定となるよう前記第２
の変調手段の変調度を制御する制御手段とを設
け、前記被測定物と基準面との距離が一定距離に
あるときに前記第２の減算手段による減算出力が
零となるよう予め前記増幅手段による増幅度を設
定しておくようにしたものである。 That is, the present invention provides an automatic distance adjustment device that adjusts the distance between an object to be measured and a reference surface to a constant distance, and includes a light irradiation means for applying light to the object to be measured obliquely, and a pulse modulation of the light emitted by the light irradiation means. a first modulation means; a second modulation means for amplitude modulating the light emitted by the light irradiation means; reflected light detection means for detecting two sets of analog signals according to the reflected light detection means, and amplification means for amplifying the two sets of detection outputs obtained by the reflected light detection means, and at least one of them with variable amplification degree. and 2 obtained by the amplification means in synchronization with the first modulation means.
an integrating means for integrating each set of amplified outputs in pairs; a first subtracting means for calculating the difference between each pair of the two sets of integral outputs obtained by the integrating means; a second subtraction means for calculating the difference between the two sets of subtraction outputs, and movement for moving the object to be measured or the reference plane and varying the distance between them so that the subtraction output by the second subtraction means becomes zero. 2 by the means and the first subtracting means.
an addition means for calculating the sum of the subtraction outputs of the set; and a second
control means for controlling the degree of modulation of the modulation means, and the amplification means is provided in advance so that the subtraction output by the second subtraction means becomes zero when the distance between the object to be measured and the reference plane is a constant distance. The amplification degree is set in advance.
本発明によれば、除算器を用いることなく被測
定物と基準面との距離を検出することができ、こ
れにより上記距離を高精度に制御することができ
る。さらに、２組のアナログ信号の差を零にコン
トロールするため、反射率の大きく変化する被測
定物に対しても検出精度が低下しない等の効果を
奏する。
According to the present invention, the distance between the object to be measured and the reference plane can be detected without using a divider, and thereby the distance can be controlled with high precision. Furthermore, since the difference between the two sets of analog signals is controlled to zero, there is an effect that the detection accuracy does not deteriorate even for objects to be measured whose reflectance changes greatly.
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図で
ある。図中１は光学鏡筒で、この鏡筒１の下面
（基準面）２には対物レンズ３が取着されている。
また、４はLEDからなる光源であり、この光源
４は光源コントロール回路５により発光駆動され
る。光源コントロール回路５は光源４の発光をパ
ルス変調すると共に振幅変調する機能を有する。
そして、光源４の光はスリツト６を介して被測定
物７に照射される。この光照射により被測定物７
から反射した反射光はポジシヨンセンサ８にて検
出される。ポジシヨンセンサ８は光の入射位置に
応じた２組のアナログ信号を出力するもので、前
記光源４から被測定物７への光の入射方向と平行
に前記光学鏡筒１に取着されている。なお、図中
９は光学鏡筒１を上下方向に移動せしめるための
駆動回路である。また、前記対物レンズ３の主面
は基準面２と同一面内にあり、このレンズ３の焦
点距離をｈとする。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an optical lens barrel, and an objective lens 3 is attached to a lower surface (reference surface) 2 of this lens barrel 1.
Further, 4 is a light source consisting of an LED, and this light source 4 is driven to emit light by a light source control circuit 5. The light source control circuit 5 has a function of pulse modulating and amplitude modulating the light emission of the light source 4.
The light from the light source 4 is then irradiated onto the object 7 through the slit 6. This light irradiation causes the object to be measured 7 to
The reflected light is detected by the position sensor 8. The position sensor 8 outputs two sets of analog signals according to the incident position of light, and is attached to the optical lens barrel 1 parallel to the direction of incidence of light from the light source 4 to the object to be measured 7. There is. Note that 9 in the figure is a drive circuit for moving the optical lens barrel 1 in the vertical direction. Further, the main surface of the objective lens 3 is in the same plane as the reference plane 2, and the focal length of this lens 3 is assumed to be h.
前記ポジシヨンセンサ８で検出された２組の検
出出力A1，A2は演算増幅器１１ａおよび抵抗１
１ｂからなる増幅器１１および演算増幅器１２ａ
および可変抵抗１２ｂからなる可変利得増幅器１
２にそれぞれ供給される。増幅器１１を介して増
幅された増幅出力B1は、抵抗１３およびスイツ
チ１４を介して減算器１５の一方の入力端に供給
されると共に、抵抗１３およびスイツチ１６を介
して減算器１５の他方の入力端に供給される。同
様に可変利得増幅器１２を介して増幅された増幅
出力B2は抵抗１７およびスイツチ１８を介して
減算器１９の一方の入力端に供給されると共に、
抵抗１７およびスイツチ２０を介して減算器１９
の他方の入力端に供給される。ここで、減算器１
５，１９の各入力端にはコンデンサ２１，２２，
２３，２４がそれぞれ接続されている。そして、
抵抗１３とコンデンサ２１或いはコンデンサ２２
と、抵抗１７とコンデンサ２３或いはコンデンサ
２４とから積分器が形成されるものとなつてい
る。また、スイツチ１４，１６，１８，２０はパ
ルス発生回路２５からのパルス信号によりON−
OFFされる。つまり、上記パルス信号がONのと
きスイツチ１４，１８がON、スイツチ１６，２
０がOFFされ、パルス信号がOFFのときスイツ
チ１６，２０がON、スイツチ１４，１８がOFF
されるものとなつている。また、パルス発生回路
２５の出力パルス信号は前記光源コントロール回
路５に供給されており、このパルス信号により光
源４の発光がON−OFF、つまりパルス変調され
るものとなつている。 The two sets of detection outputs A 1 and A 2 detected by the position sensor 8 are output by an operational amplifier 11a and a resistor 1.
Amplifier 11 consisting of 1b and operational amplifier 12a
A variable gain amplifier 1 consisting of a variable resistor 12b and a variable resistor 12b.
2, respectively. The amplified output B1 amplified via the amplifier 11 is supplied to one input terminal of the subtracter 15 via a resistor 13 and a switch 14, and is also supplied to the other input terminal of the subtracter 15 via a resistor 13 and a switch 16. Supplied to the input end. Similarly, the amplified output B 2 amplified via the variable gain amplifier 12 is supplied via a resistor 17 and a switch 18 to one input terminal of a subtracter 19.
Subtractor 19 via resistor 17 and switch 20
is supplied to the other input end of the . Here, subtractor 1
At each input terminal of 5, 19, capacitors 21, 22,
23 and 24 are connected to each other. and,
Resistor 13 and capacitor 21 or capacitor 22
The resistor 17 and the capacitor 23 or 24 form an integrator. In addition, the switches 14, 16, 18, and 20 are turned on and off by pulse signals from the pulse generation circuit 25.
It will be turned off. In other words, when the above pulse signal is ON, switches 14 and 18 are ON, and switches 16 and 2 are ON.
When 0 is OFF and the pulse signal is OFF, switches 16 and 20 are ON and switches 14 and 18 are OFF.
It has become something that is done. Further, the output pulse signal of the pulse generation circuit 25 is supplied to the light source control circuit 5, and the light emission of the light source 4 is turned on and off, that is, pulse modulated, by this pulse signal.
前記減算器１５，１９の演算出力である２組の
減算出力D1，D2はそれぞれ減算器２６および加
算器２７に供給される。減算器２６の減算出力Ｅ
はスイツチ２８およびスイツチ２９を介して可変
電圧電源３０に供給される。この電源３０は前記
減算出力Ｅの大きさにより出力電圧が可変するも
ので、その出力電圧は前記駆動回路９に供給され
る。そして、前記光学鏡筒１の上下方向の位置は
電源３０の出力電圧の大きさにより規定されるも
のとなつている。一方、前記加算器２７の加算出
力Ｆは前記光源コントロール回路５およびレベル
検出回路３１にそれぞれ供給される。そして、上
記加算出力Ｆに応じて光源コントロール回路５に
より前記光源４の発光強度が可変され、すなわち
振幅変調されるものとなつている。また、レベル
検出回路３１では加算出力Ｆの振幅レベルが検出
され、このレベルが所定値以下或いは以上となる
とき前記スイツチ８がOFFされる。なお、図中
３２はスイツチ２８がOFFされたとき、それま
での減算出力Ｅをサンプルホールドするためのコ
ンデンサである。 Two sets of subtraction outputs D 1 and D 2 which are the calculation outputs of the subtracters 15 and 19 are supplied to a subtracter 26 and an adder 27, respectively. Subtraction output E of the subtractor 26
is supplied to variable voltage power supply 30 via switch 28 and switch 29. This power supply 30 has an output voltage that is variable depending on the magnitude of the subtracted output E, and the output voltage is supplied to the drive circuit 9. The vertical position of the optical barrel 1 is determined by the magnitude of the output voltage of the power source 30. On the other hand, the addition output F of the adder 27 is supplied to the light source control circuit 5 and the level detection circuit 31, respectively. The light emission intensity of the light source 4 is varied, that is, amplitude modulated, by the light source control circuit 5 in accordance with the addition output F. Further, the level detection circuit 31 detects the amplitude level of the addition output F, and when this level becomes below or above a predetermined value, the switch 8 is turned off. Note that 32 in the figure is a capacitor for sample-holding the subtraction output E up to that point when the switch 28 is turned off.
このように構成された本装置の作用を説明す
る。まず、スイツチ２９をOFFし、可変電圧電
源３０を調整して駆動回路９を作動させ、基準面
２から被測定物７までの距離がレンズ３の焦点距
離ｈとなるようにする。次に、光源コントロール
回路５により光源４の発光をパルス変調する。パ
ルス変調された光はスリツト６で絞られ被測定物
７に照射され、これにより被測定物７から反射光
がポジシヨンセンサ８にて検出される。ポジシヨ
ンセンサ８の一方の検出出力A1は増幅器１１で
増幅され、前記光源４がONのとき抵抗１３およ
びコンデンサ２１からなる積分器により積分さ
れ、光源４がOFFのとき抵抗１３およびコンデ
ンサ２２からなる積分器により積分される。同様
に、ポジシヨンセンサ８の他方の検出出力A2は
可変利得増幅器１２で増幅され、光源４がONの
とき抵抗１７およびコンデンサ２３からなる積分
器により積分され、光源４がOFFのとき抵抗１
７およびコンデンサ２４からなる積分器により積
分される。そして、検出出力A1をパルス発生回
路２５からのパルス信号に同期させて積分した一
対の積分出力C1，C1′は減算器１５により減算さ
れ、同様に検出出力A2を上記パルス信号に同期
させて積分した一対の積分出力C2，C2′は減算器
１９により減算される。これにより、検出信号
A1，A2から背景光がキヤンセルされることにな
る。次に減算器１５，１９の各減算出力D1，D2
を減算器２６でさらに減算した減算出力Ｅが零と
なるよう前記可変利得増幅器１２の利得を調整す
る。なお、この状態で加算器２７の加算出力Ｆが
一定となるように光源コントロール回路５により
光源４の発光強度が制御されている。 The operation of this device configured in this way will be explained. First, the switch 29 is turned off, the variable voltage power supply 30 is adjusted, and the drive circuit 9 is activated so that the distance from the reference plane 2 to the object to be measured 7 becomes the focal length h of the lens 3. Next, the light source control circuit 5 pulse-modulates the light emission from the light source 4. The pulse-modulated light is focused by a slit 6 and irradiated onto an object to be measured 7, whereby reflected light from the object to be measured 7 is detected by a position sensor 8. One detection output A1 of the position sensor 8 is amplified by an amplifier 11, integrated by an integrator consisting of a resistor 13 and a capacitor 21 when the light source 4 is ON, and is integrated by an integrator consisting of a resistor 13 and a capacitor 21 when the light source 4 is OFF. It is integrated by an integrator. Similarly, the other detection output A2 of the position sensor 8 is amplified by a variable gain amplifier 12, and integrated by an integrator consisting of a resistor 17 and a capacitor 23 when the light source 4 is ON, and when the light source 4 is OFF, the resistor 1
7 and a capacitor 24. Then, a pair of integral outputs C 1 and C 1 ′, which are obtained by integrating the detection output A 1 in synchronization with the pulse signal from the pulse generation circuit 25, are subtracted by the subtracter 15, and similarly the detection output A 2 is converted into the above pulse signal. A pair of integral outputs C 2 and C 2 ' integrated synchronously are subtracted by a subtracter 19. This allows the detection signal
Background light is canceled from A 1 and A 2 . Next, the subtraction outputs D 1 and D 2 of the subtracters 15 and 19
The gain of the variable gain amplifier 12 is adjusted so that the subtraction output E obtained by further subtracting E from the subtracter 26 becomes zero. Note that in this state, the light emission intensity of the light source 4 is controlled by the light source control circuit 5 so that the addition output F of the adder 27 is constant.
次に、スイツチ２９をONするが、この状態で
は減算出力Ｅが零であるため電源３０の電圧は変
化せず光学鏡筒１は移動しない。いま、被測定物
７と基準面２との距離がΔhだけ変化したとする。
この場合、被測定物７からの反射光がポジシヨン
センサ８上で移動する距離Δlは、第２図に示す
如く被測定物７に入射する光の入射角をθとすれ
ば
Δl＝Δh／cosθ ……(1)
で示される。光源４がONのときポジシヨンセン
サ８の検出出力A1，A2の各電流i1，i2は
となる。ただし、ｉは光源４がONすることによ
るポジシヨンセンサ８の全電流、iBは背景光によ
るポジシヨンセンサ８の全電流、Ｌはポジシヨン
センサ８の検出有効長、ｌはΔh移動する前のポ
ジシヨンセンサ８のスポツト位置である。また、
光源４がONのときのコンデンサ２１，２３の両
端電圧e21，e23は
e21＝−i1・R11
e23＝−i2・R12 ……(3)
となる。ただし、R11、R12は前記抵抗１１ｂ，
１２ｂの各抵抗値である。 Next, the switch 29 is turned on, but in this state, the subtraction output E is zero, so the voltage of the power source 30 does not change and the optical lens barrel 1 does not move. Suppose now that the distance between the object to be measured 7 and the reference plane 2 changes by Δh.
In this case, the distance Δl that the reflected light from the object to be measured 7 moves on the position sensor 8 is as shown in FIG. cosθ...(1) When the light source 4 is ON, the currents i 1 and i 2 of the detection outputs A 1 and A 2 of the position sensor 8 are becomes. However, i is the total current of the position sensor 8 due to the light source 4 being turned on, i B is the total current of the position sensor 8 due to background light, L is the effective detection length of the position sensor 8, and l is before moving Δh. This is the spot position of the position sensor 8. Also,
When the light source 4 is ON, the voltages e 21 and e 23 across the capacitors 21 and 23 are as follows: e 21 =−i 1 ·R 11 e 23 =−i 2 ·R 12 (3). However, R 11 and R 12 are the resistors 11b,
12b.
一方、光源４がOFFのときポジシヨンセンサ
８の検出出力A1，A2の各電流i1′，i2′は
i1′＝iB／２
i2′＝iB／２ ……(4)
となり、このときのコンデンサ２２，２４の両端
電圧e22，e24は
e22＝−i1′・R11
e24＝−i2′・R12 ……(5)
となる。 On the other hand, when the light source 4 is OFF, the currents i 1 ′ and i 2 ′ of the detection outputs A 1 and A 2 of the position sensor 8 are i 1 ′=i B /2 i 2 ′=i B /2 ……( 4), and the voltages e 22 and e 24 across the capacitors 22 and 24 at this time are e 22 =−i 1 ′·R 11 e 24 =−i 2 ′·R 12 (5).
減算器１５，１９の各減算出力e15，e19（D1，
D2）は
となり、減算器２６の減算出力e26(E)は
e26＝e19−e15＝ｌ／Ｌ・ｉ・R12−Ｌ−ｌ／Ｌ・ｉ・
R11＋Δl／Ｌ・ｉ・R12＋Δl／Ｌ・ｉ・R11……(7)
となる。ここで、（ｌ／Ｌ・ｉ・R12−Ｌ−ｌ／Ｌ・
ｉ・R11）は零となるように調整されているので
減算出力e26は
e26＝Δl／Ｌ・ｉ（R12＋R11） ……(8)
と表わされる。この減算出力e26がスイツチ２８，
２９を介して電源３０に供給され電源電圧を可変
させることにより、駆動回路９により光学鏡筒１
が上下動され、Δlが零となりe26が零となるよう
に制御される。したがつて、基準面２と被測定物
７との距離は常にレンズ３の焦点距離に保持され
ることになる。 The subtraction outputs e 15 , e 19 (D 1 ,
D2 ) is Therefore, the subtraction output e 26 (E) of the subtractor 26 is e 26 = e 19 −e 15 = l/L・i・R 12 −L−l/L・i・
R 11 +Δl/L・i・R 12 +Δl/L・i・R 11 ...(7). Here, (l/L・i・R 12 −L−l/L・i・R 11 ) is adjusted to be zero, so the subtraction output e 26 is e 26 =Δl/L・i(R 12 + R 11 ) ...(8) This subtraction output e 26 is the switch 28,
By varying the power supply voltage supplied to the power supply 30 via the power supply 29, the drive circuit 9 drives the optical lens barrel 1.
is moved up and down, and controlled so that Δl becomes zero and e 26 becomes zero. Therefore, the distance between the reference plane 2 and the object to be measured 7 is always maintained at the focal length of the lens 3.
ところで、前記第８式において電流ｉが零とな
つても減算出力e26は零となるため、加算器２７
の加算出力e27(F)が一定となるように光源コント
ロール回路５で光源４の発生強度が制御されてい
る。被測定物７の反射率が変化し、光源コントロ
ール回路５で光源４の発生強度を制御できなくな
る程変化した場合、レベル検出回路３１によりス
イツチ２８がOFFされる。そしてこの場合、コ
ンデンサ３２に蓄えられた電荷で駆動回路９がホ
ールドされ、被測定物７の反射率が復旧するまで
この状態が保持される。 By the way, in the eighth equation, even if the current i becomes zero, the subtraction output e26 becomes zero, so the adder 27
The intensity generated by the light source 4 is controlled by the light source control circuit 5 so that the added output e 27 (F) of is constant. When the reflectance of the object to be measured 7 changes to such an extent that the light source control circuit 5 cannot control the intensity generated by the light source 4, the level detection circuit 31 turns off the switch 28. In this case, the drive circuit 9 is held by the charge stored in the capacitor 32, and this state is maintained until the reflectance of the object to be measured 7 is restored.
かくして本装置によれば、ポジシヨンセンサ８
の検出出力から背景光をキヤンセルした出力D1，
D2の差が零となるように駆動回路９をコントロ
ールしているので、反射光の強度に影響され難
く、被測定物７の反射率が大きく変化しても、基
準面２と被測定物７との距離をレンズ３の焦点距
離に正確にコントロールすることができる。さら
に、除算器を用いることなく減算器１５，１９，
２９および加算器２７のみで演算回路を実現して
いるので、上記距離を高精度に制御することがで
きる。 Thus, according to the present device, the position sensor 8
The output D 1 after canceling the background light from the detection output of
Since the drive circuit 9 is controlled so that the difference in D 2 is zero, it is not easily affected by the intensity of reflected light, and even if the reflectance of the object to be measured 7 changes greatly, the difference between the reference surface 2 and the object to be measured is 7 can be accurately controlled to the focal length of the lens 3. Furthermore, without using a divider, the subtracters 15, 19,
Since the arithmetic circuit is implemented only by the adder 29 and the adder 27, the distance can be controlled with high precision.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。例えば、前記被測定物からの反射光
を検出する光検出器としては、反射光の入射位置
に応じて２つのアナログ信号を出力するもので、
かつ反射光の強度が一定の場合その出力の和が一
定となるものであればよい。また、基準面と被測
定物との距離をレンズの焦点距離に合わせるもの
に限らず、上記距離を所望値に保持する必要のあ
るものに適用することができる。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。 Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, a photodetector for detecting reflected light from the object to be measured outputs two analog signals depending on the incident position of the reflected light,
It is sufficient if the sum of the outputs is constant when the intensity of the reflected light is constant. Further, the present invention is not limited to the case where the distance between the reference plane and the object to be measured is adjusted to the focal length of the lens, but can be applied to any case where the distance needs to be maintained at a desired value. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、
第２図は上記実施例の作用を説明するための模式
図である。
１……光学鏡筒、２……基準面、３……対物レ
ンズ、４……光源、５……光源コントロール回
路、６……スリツト、７……被測定物、８……ポ
ジシヨンセンサ、９……駆動回路、１１……増幅
器、１２……可変利得増幅器、１３，１７……抵
抗、１４，１６，１８，２０，２８，２９……ス
イツチ、１５，１９……減算器（第１の減算器）、
２１，２２，２３，２４……コンデンサ、２５…
…パルス発生回路、２６……減算器（第２の減算
器）、２７……加算器、３０……可変電圧電源、
３１……レベル検出回路、３２……サンプルホー
ルド用コンデンサ。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the above embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Optical lens barrel, 2... Reference plane, 3... Objective lens, 4... Light source, 5... Light source control circuit, 6... Slit, 7... Measured object, 8... Position sensor, 9...Drive circuit, 11...Amplifier, 12...Variable gain amplifier, 13, 17...Resistor, 14, 16, 18, 20, 28, 29...Switch, 15, 19...Subtractor (first subtractor),
21, 22, 23, 24... Capacitor, 25...
... Pulse generation circuit, 26 ... Subtractor (second subtractor), 27 ... Adder, 30 ... Variable voltage power supply,
31...Level detection circuit, 32...Sample and hold capacitor.
Claims (1)
せる自動距離合わせ装置において、上記被測定物
に斜めから光を当てる光照射手段と、この光照射
手段による光をパルス変調する第１の変調手段
と、上記光照射手段による光を振幅変調する第２
の変調手段と、前記基準面と一体的に移動するよ
う設けられ前記被測定物からの反射光を該反射光
の位置に応じた２組のアナログ信号として検出す
る反射光検出手段と、この反射光検出手段により
得られた２組の検出出力をそれぞれ増幅すると共
に少なくとも一方は増幅度を可変可能にして増幅
する増幅手段と、前記第１の変調手段と同期させ
て上記増幅手段により得られた２組の増幅出力を
それぞれ対で積分する積分手段と、この積分手段
により得られた２組の積分出力の各対の差をそれ
ぞれ演算する第１の減算手段と、この第１の減算
手段により得られた２組の減算出力の差を演算す
る第２の減算手段と、この第２の減算手段による
減算出力が零になるよう前記被測定物或いは基準
面を移動しこれらの距離を可変する移動手段と、
前記第１の減算手段による２組の減算出力の和を
演算する加算手段と、この加算手段による加算出
力が一定となるよう前記第２の変調手段の変調度
を制御する制御手段とを具備し、前記被測定物と
基準面との距離が一定距離にあるときに前記第２
の減算手段による減算出力が零となるよう予め前
記増幅手段による増幅度を設定しておくことを特
徴とする自答自動距離合わせ装置。1. An automatic distance adjustment device that adjusts the distance between the object to be measured and a reference surface to a constant distance, comprising: a light irradiation means that applies light to the object to be measured obliquely; and a first modulation device that pulse-modulates the light emitted by the light irradiation means. a second means for amplitude modulating the light emitted by the light irradiation means;
a modulation means, a reflected light detection means which is provided to move integrally with the reference surface and detects the reflected light from the object to be measured as two sets of analog signals according to the position of the reflected light; an amplification means for respectively amplifying the two sets of detection outputs obtained by the photodetection means, and at least one of which is amplified by making the amplification degree variable; an integrating means for integrating two sets of amplified outputs in pairs; a first subtracting means for calculating the difference between each pair of the two sets of integral outputs obtained by the integrating means; and by this first subtracting means. a second subtraction means for calculating the difference between the two sets of subtraction outputs obtained; and moving the object to be measured or the reference plane to vary the distance therebetween so that the subtraction output by the second subtraction means becomes zero. transportation means and
It comprises an addition means for calculating the sum of two sets of subtracted outputs by the first subtraction means, and a control means for controlling the degree of modulation of the second modulation means so that the added output by the addition means is constant. , when the distance between the object to be measured and the reference plane is a certain distance, the second
A self-answering automatic distance adjustment device characterized in that the degree of amplification by the amplifying means is set in advance so that the subtraction output by the subtracting means becomes zero.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1933182A JPS58135910A (en) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | Automatic range controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1933182A JPS58135910A (en) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | Automatic range controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58135910A JPS58135910A (en) | 1983-08-12 |
| JPS6316686B2 true JPS6316686B2 (en) | 1988-04-11 |
Family
ID=11996419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1933182A Granted JPS58135910A (en) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | Automatic range controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58135910A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04204811A (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | Active type distance measuring method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842411A (en) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | 大塚化学株式会社 | Stabilizing treatment method for size of woody material |
-
1982
- 1982-02-09 JP JP1933182A patent/JPS58135910A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842411A (en) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | 大塚化学株式会社 | Stabilizing treatment method for size of woody material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58135910A (en) | 1983-08-12 |
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