DE3313784A1

DE3313784A1 - Device with an optical head arrangement

Info

Publication number: DE3313784A1
Application number: DE19833313784
Authority: DE
Inventors: Kiichi Hachioji Tokyo Kato; Hiroshi Hachioji Tokyo Kodama; Ken Ohshima; Masaharu Tokyo Sakamoto; Kunio Tokyo Yamamiya; Shoji Hachioji Tokyo Yoshikawa
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1982-04-15
Filing date: 1983-04-15
Publication date: 1983-10-20
Also published as: JPS58179947A; JPH0423329B2; DE3313784C2

Abstract

A device with an optical head arrangement has a drive device (48) for an objective lens (82). An objective lens (82) for movement along a beam path is supported in the optics head (52) aligned with the vertical axis of the optics head (52). Furthermore, the objective lens (82) can be moved with respect to the optics head (52) along the optical axis by means of a coil (84) and a permanent magnet (80). A laser beam is guided via the optics head (52) onto a test surface (50) and reflected from there and detected by a detector (46). A difference amplifier (92) generates a signal with a level corresponding to the distance between the objective lens (82) and the test surface (50), and the optics head (52) is moved in the system (48) until this signal reaches a predetermined value. When the signal has reached a predetermined level, the drive device (48) is switched off, while the objective lens (82) is moved by the coil (84). In this way, the distance between the objective lens (82) and the test surface (50) is set so that it corresponds in focal length to the objective lens (82). <IMAGE>

Description

Vorrichtung mit optischer Kopfanordnung Optical head assembly device

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit optischer Kopfanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und insbesondere eine Vorrichtung für den Antrieb eines Optikkopfes bzw. eines Objektivtubus, welcher einen Laserstrahl konvergierend auf die Oberfläche eines Gegenstandes, wie beispielsweise eines Bildplatten-Glasschichtträgers oder eines IC-Wafers, wirft und dadurch eine Scharfeinstellung hinsichtlich der Gegenstandsoberfläche bewirkt.The invention relates to a device with an optical head arrangement according to the preamble of claim 1 and in particular a device for the Drive of an optical head or a lens barrel, which converges a laser beam onto the surface of an object such as an optical disc glass substrate or an IC wafer, throws and thereby a focus on the Object surface causes.

Ein Optikkopf bzw. eine optische Kopfanordnung wird für ein Prüfsystem zur Untersuchung von Fehlern in der Oberfläche eines Gegenstandes verwendet, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Das System weist einen Kopf-Stützrahmen 2 auf, welcher eine Lasereinheit 4, einen Polarisations-Strahlenteiler 6, eine Lambda-Viertel-Platte 8, einen Reflektionsspiegel 10 und Fotodetektor 12 und Objektivlinse 16 eines Optikkopfes 14 aufweist. Der Kopf-Stützrahmen 2 wird in einer X-Richtung bewegt. Das System weist auch einen in einer Y-Richtung beweglichen Objekttisch 20 auf. Das Prüfobjekt, beispielsweise das Glassubstrat 22 einer Bildplatte, wird auf dem Objekttisch 20 angeordnet. In diesem System wird ein Laserstrahl von der Lasereinheit 4 über den Polarisations-Strahlenteiler 6, die Lambda-Viertel-Platte 8, den Reflektionsspiegel 10, und die Objektivlinse 16 auf die Prüfoberfläche 24 des Glassubstrates 22 gesendet. Der Laserstrahl wird von der Prüfoberfläche 24 reflektiert und durch die Objektivlinse 16, den Total-Reflektionsspiegel 10, die Lambda-Viertel-Platte 8 und den Polarisations-Strahlenteiler 6 zu dem Detektor 12 geleitet. Fehler in der Prüfoberfläche 24, wie beispielsweise Kratzer und anhaftende Staubpartikel, werden anhand der durch den Detektor 12 erfaßten Lichtintensität geprüft. Um den reflektierten Lichtstrahl korrekt zu dem Optikkopf 14 zu leiten, muß der Brennpunkt der Objektivlinse 16 genau auf der Prüfoberfläche 24 sein. üblicherweise ist jedoch der Brennpunkt der Objektivlinse 16 fixiert. Mit einem Prüfobjekt, das dünner als das Glassubstrat 22 ist, beispielsweise ein IC-Wafer, ist es wahrscheinlich, daß die Prüfoberfläche außerhalb des sehr geringen Schärfentiefebereiches der Objektivlinse 16 ist; der Schärfentiefebereich eines Laserstrahlfleckes mit einem Durchmesser von 2 p oder weniger beträgt 1 bis 2 p. In einem derartigen Falle kann die Untersuchung nicht durchgeführt werden.An optical head or an optical head assembly is used for a test system used to investigate defects in the surface of an object, such as it is shown in FIG. The system has a head support frame 2 on which a laser unit 4, a polarization beam splitter 6, a quarter-wave plate 8, a reflecting mirror 10 and photo detector 12 and objective lens 16 of an optical head 14 has. The head support frame 2 is moved in an X direction. The system also has an object table 20 movable in a Y direction. The test object, For example, the glass substrate 22 of an optical disc is placed on the stage 20 arranged. In this system, a laser beam is emitted from the laser unit 4 via the Polarization beam splitter 6, the quarter-wave plate 8, the reflection mirror 10, and the objective lens 16 sent onto the test surface 24 of the glass substrate 22. The laser beam is reflected from the test surface 24 and through the objective lens 16, the total reflection mirror 10, the quarter-wave plate 8 and the polarization beam splitter 6 passed to the detector 12. Defects in the test surface 24, such as Scratches and adhering dust particles are detected by means of the detector 12 Checked light intensity. To get the reflected light beam correctly to the optical head 14, the focal point of the objective lens 16 must be exactly on the test surface Be 24. Usually, however, the focal point of the objective lens 16 is fixed. With a test object that is thinner than the glass substrate 22, for example an IC wafer, it is likely that the test surface is outside the very shallow depth of field the objective lens 16; the depth of field of a laser beam spot with a diameter of 2 p or less is 1 to 2 p. In such a case the examination cannot be carried out.

Um diese Schwierigkeiten zu bewältigen, ist es vorgeschlagen worden, eine Bewegung der Objektivlinse 16 entlang des Lichtweges des Laserstrahles zu erlauben, um eine Scharfeinstellung zu schaffen. Wenn die Objektivlinse jedoch um eine große Entfernung bewegt wird, neigt die Achse zu Schrägstellungen. Wenn dieses auftritt, weicht der Laserstrahl von der optischen Achse der Linse ab.To cope with these difficulties it has been suggested to allow movement of the objective lens 16 along the light path of the laser beam, to achieve focus. However, if the objective lens is around a large Distance is moved, the axis tends to tilt. When this occurs gives way the laser beam from the optical axis of the lens.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung mit einer cptischen Kopfanordnung gemäß O Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, welche genau den Brennpunkt einer Objektivlinse einstellen kann, um auf die Prüfoberfläche von verschiedenen Objekten mit unterschiedlichen Stärken scharf einstellen zu können.It is the object of the invention to provide a device with a cptischen To create head assembly according to the preamble of claim 1, which exactly the Focal point of an objective lens can adjust to the test surface of different To be able to focus objects with different strengths.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is achieved by the characterizing features of the claim 1 solved. Advantageous further developments result from the subclaims.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß bei einer Vorrichtung mit Optikkopf, welche ferner eine Objektivlinse für das Konvergieren eines Laserstrahles auf eine Objektoberfläche und für die Übertragung des reflektierten Laserstrahles von der Objektoberfläche aufweist, zunächst eine erste Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Objektivlinse entlang der optischen Achse beweglich ist. Ein weiterer besonderer Vorteil ergibt sich daraus, daß ferner eine zweite Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, mit welcher der Optikkopf abstützbar und entlang der Achse der Objektivlinse beweglich ist, und daß eine Erfassungsvorrichtung vorgesehen ist, mit welcher der reflektierte Laserstrahl von der Objektivlinse erfaßbar ist, um ein Signal mit einem Pegel zu erzeugen, der der Entfernung zwischen der Objektivlinse und der Objektoberfläche entspricht, daß ferner eine Energieversorgungsvorrichtung vorgesehen ist, mit welcher die zweite Bewegungsvorrichtung gespeist wird, um die Objektivlinse zu der Objektoberfläche zu bewegen, bis ein vorgegebener Wert in dem Pegel des Signales aus der Erfassungsvorrichtung erreicht ist.A particular advantage of the invention results from the fact that in a An optical head device which further comprises an objective lens for converging a laser beam on an object surface and for the transmission of the reflected Having laser beam from the object surface, initially a first drive device is provided with which the objective lens is movable along the optical axis is. Another particular advantage arises from the fact that a second Drive device is provided with which the optical head can be supported and along the axis of the objective lens is movable, and that a detection device is provided is, with which the reflected laser beam can be detected by the objective lens, to generate a signal at a level equal to the distance between the objective lens and the object surface corresponds to that further a power supply device is provided with which the second movement device is fed to the Objective lens to move to the object surface until a predetermined value in the Level of the signal from the detection device is reached.

Ein weiterer besonderer Vorteil ergibt sich aus einer weiteren Energieversorgungseinrichtung, mit welcher die erste Energieversorgungsvorrichtung abschaltbar ist, wenn ein vorgegebener Wert in dem Pegel des Signales aus der Erfassungsvorrichtung erreicht ist, und mit welcher die erste Energieversorgungsvorrichtung entsprechend dem Pegel des Signales aus der Erfassungsvorrichtung aktivierbar ist und dadurch die Objektivlinse bewegbar ist.Another special advantage results from a further energy supply device, with which the first energy supply device can be switched off is when a predetermined value is in the level of the signal from the detection device is reached, and with which the first energy supply device accordingly the level of the signal from the detection device can be activated and thereby the objective lens is movable.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.Further advantages, features and details of the invention are based on the following description of several embodiments of the invention with reference to FIG Drawing explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 in schematischer perspektivischer Darstellung ein Fehler-Kontrollsystem mit einem bereits bekannten Optikkopf; Fig. 2 in schematischer perspektivischer Darstellung ein Fehler-Kontrollsystem mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für den Optikkopf; Fig. 3 eine Schnittansicht einer Einzelheit aus Fig. 2, der Antriebsvorrichtung für den Optikkopf bzw.They show: FIG. 1 in a schematic perspective illustration Error control system with an already known optical head; Fig. 2 in a schematic perspective view of an error control system with an inventive Drive device for the optical head; Figure 3 is a sectional view of a detail from Fig. 2, the drive device for the optical head or

Objektivtubus; Fig. 4 ein Blockdiagramm zur Darstellung der Antriebsvorrichtung des Optikkopfes gemäß Fig. 2; Fig. 5 eine graphische Darstellung eines beispielhaften Fokussiersignales, welches von einem in Fig. 4 dargestellten Differenzverstärkers erzeugt wurde; Fig. 6 ein Schaltkreisdiagramm zur Darstellung des detaillierten Schaltkreisaufbaus des Schaltkreises gemäß Fig. 4; Fig. 7(A) bis 7(0) Zeitdiagramme zur Darstellung der Wirkungsweise der verschiedenen Teile des Schaltkreises gemäß Fig. 6; und Fig. 8 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Antriebsvorrichtung für den Optikkopf gemäß Fig. 2. Lens barrel; 4 is a block diagram to show the drive device of the optical head according to FIG. 2; 5 is a graphic representation of an exemplary Focusing signal, which is from a differential amplifier shown in FIG was generated; Fig. 6 is a circuit diagram showing the detailed The circuit structure of the circuit according to FIG. 4; Figs. 7 (A) to 7 (0) timing diagrams to illustrate the operation of the various parts of the Circuit according to FIG. 6; and FIG. 8 is a partially cut-away view of a further embodiment of the drive device for the optical head according to FIG. 2.

In Fig. 2 ist schematisch ein Teil eines Fehler-Kontrollsystemes mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für einen Optikkopf dargestellt. Das Prüf- bzw.In Fig. 2 is a part of an error control system with a drive device according to the invention for an optical head shown. That Test resp.

Kontrollsystem für die überprüfung auf Oberflächenfehler weist einen Kopf-Stützrahmen 30 auf, der in einer Y-Richtung beweglich ist, und eine Lasereinheit 32, beispielsweise einen He-Ne-Laser, einen Polarisations-Strahlenteiler 34, eine Lambda-Viertel-Platte 36 und einen Reflektionsspiegel 38 aufnimmt. Eine Antriebsvorrichtung 48 für den Optikkopf ist in dem Kopf-Stützrahmen 30 vorgesehen. Ein Drehteller 40 ist unterhalb der Antriebsvorrichtung 48 für den Optikkopf, d.h., unterhalb des Kopf-Stützrahmens 30 angeordnet. Ein Prüfobjekt 42 mit einer Prüfoberfläche 50, beispielsweise ein Glassubstrat einer Bildplatte oder ein IC-Wafer, ist auf dem Drehteller 40 angeordnet. Der Drehteller 40 ist mit einem Motor 44 verbunden und wird in einer Richtung R mit einer konstanten Geschwindigkeit durch den Motor 44 gedreht. Ein Detektor 46 ist in dem Lichtweg eines von dem Polarisations-Strahlenteiler 34 reflektierten Laserstrahles angeordnet. Der Detektor 46 erzeugt ein Signal entsprechend der Lichtintensität des reflektierten Lichtstrahles. Ein Schaltkreis 51, der das Licht-Intensitätssignal verarbeitet, um ein Fokussiersignal für die Betätigung der Antriebsvorrichtung 48 zu erzeugen, ist mit dem Detektor 46 verbunden. Das Licht-Intensitätssignal wird nicht nur zu dem Erzeugungsschaltkreis 51 für das Fokussiersignal, sondern auch zu einem Fehler-Erkennungsschaltkreis, welcher nicht dargestellt ist, gelei- tet.Control system for checking for surface defects has a Head support frame 30 movable in a Y direction and a laser unit 32, for example a He-Ne laser, a polarization beam splitter 34, a Quarter wave plate 36 and a reflecting mirror 38 receives. A drive device 48 for the optical head is provided in the head support frame 30. A turntable 40 is below the optical head drive device 48, i.e. below the Head support frame 30 arranged. A test object 42 with a test surface 50, for example a glass substrate of an optical disc or an IC wafer, is on the Turntable 40 arranged. The turntable 40 is connected to a motor 44 and is driven in a direction R at a constant speed by the motor 44 turned. A detector 46 is in the light path of one of the polarizing beamsplitter 34 reflected laser beam arranged. The detector 46 generates a signal accordingly the light intensity of the reflected light beam. A circuit 51 that does the Light intensity signal processed to produce a focus signal for actuation of the Generating drive device 48 is connected to detector 46. The light intensity signal becomes not only the focus signal generating circuit 51, but also to an error detection circuit, which is not shown, tet.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ist ein Objektivtubus bzw. Optikkopf 52, der in einer Antriebsvorrichtung 48 für den Optikkopf vorgesehen ist, auf dem Kopf-Stützrahmen 30 über eine Antriebsvorrichtung 54 für den Optikkopf befestigt. Der Optikkopf 52 ist in dem Lichtweg des reflektierten Laserstrahles von dem Reflektionsspiegel 38 mittels der Antriebsvorrichtung 54 angeordnet. Die Antriebsvorrichtung 54 weist einen äußeren Zylinder 56 auf, der an der Unterseite des Kopf-Stützrahmens 30 befestigt ist. Die innere Oberfläche des äußeren Zylinders 56 weist ein Innengewinde 58 auf, welches als Einfachgewinde mit einer Ganghöhe von 0,75 und Gewindesteigung von 0,75 ausgebildet ist. Ein mittlerer Zylinder 60 ist in dem äußeren Zylinder 56 eingeschraubt. Die äußere Umfangsoberfläche des mittleren Zylinders 60 weist ein Außengewinde 62 auf, das mit dem Innengewinde 58 in Eingriff steht. Der mittlere Zylinder 60 ist somit in den äußeren Zylinder 56 eingeschraubt. Die innere Umfangsoberfläche des mittleren Zylinders 60 weist ein Innengewinde 64 auf, das insgesamt vierzehn Gewindegänge aufweist, wobei die Gewindehöhe beispielsweise 21 und die Gewindesteigung 1,5 betragen kann. Ein innerer Zylinder 66 ist den mittleren Zylinder 60 eingeschraubt.As shown in Fig. 3, is an optical head 52, which is provided in a drive device 48 for the optical head, on the Head support frame 30 attached via a drive device 54 for the optical head. The optical head 52 is in the light path of the reflected laser beam from the reflection mirror 38 arranged by means of the drive device 54. The drive device 54 has an outer cylinder 56 attached to the underside of the head support frame 30 is. The inner surface of the outer cylinder 56 has an internal thread 58, which is a single thread with a pitch of 0.75 and a thread pitch of 0.75 is trained. A middle cylinder 60 is screwed into the outer cylinder 56. The outer peripheral surface of the central cylinder 60 has an external thread 62 which is engaged with the internal thread 58. The middle cylinder 60 is thus screwed into the outer cylinder 56. The inner peripheral surface of the middle cylinder 60 has an internal thread 64, the total of fourteen threads has, the thread height being, for example, 21 and the thread pitch 1.5 can. An inner cylinder 66 is screwed into the middle cylinder 60.

An die äußere Oberfläche des inneren Zylinders 66 ist ein Außengewinde 68 angeformt, das mit dem Innengewinde 64 in Eingriff steht. Der innere Zylinder 66 ist somit in den mittleren Zylinder 60 eingeschraubt. Ein Gehäuse Ql des Optikkopfes 52 ist in dem inneren Zylinder 66 befestigt. Der Weg des Laserstrahles wird in dem Gehäuse 81 festgelegt. Der mittlere Zylinder 60 weist einen Antriebsabschnitt 70 auf. Der Antriebsabschnitt 70 weist ein Schneckenrad 72 auf, das an der äußeren Umfangsoberfläche des mittleren Zylinders 60 befestigt ist. Das Schneckenrad 72 ist mit dem mittleren Zylinder 60 zusammen drehbar. Es steht in Eingriff mit einer Schnecke 74, die mit einem Fokussiermotor 76 gekoppelt und von diesem angetrieben ist. Ein Anschlag 78, der die Drehung des inneren Zylinders 60 stoppen kann, weist einen oberen horizontalen Bereich auf, der an dem äußeren Zylinder 56 befestigt ist, und weist einen unteren vertikalen Bereich auf, der in einer Führungsnut 80 aufgenommen ist, welche an dem inneren Umfang des inneren Zylinders 66 ausgebildet ist und sich in axialer Richtung erstreckt.The outer surface of the inner cylinder 66 is externally threaded 68 formed which is in engagement with the internal thread 64. The inner cylinder 66 is thus screwed into the central cylinder 60. A housing Ql of the optical head 52 is fixed in the inner cylinder 66. The path of the laser beam is in that Housing 81 set. The middle cylinder 60 has a drive section 70 on. The drive section 70 has a worm wheel 72, which is attached to the outer Peripheral surface of the central cylinder 60 is fixed. The worm gear 72 is rotatable together with the central cylinder 60. It is engaged with a Screw 74, coupled to a focusing motor 76 and from this is driven. A stop 78 that prevents the rotation of the inner cylinder 60 can stop has an upper horizontal portion that attaches to the outer cylinder 56 is attached, and has a lower vertical portion in a guide groove 80 formed on the inner circumference of the inner cylinder 66 is and extends in the axial direction.

Mit dem oben beschriebenen Aufbau der Antriebsvorrichtung 54 wird der innere Zylinder 66 oder der Objektivtubus bzw. Optikkopf 52 entlang des Laserstrahlweges, d.h., entlang der Achse einer Objektivlinse 82, bewegt, wenn der mittlere Zylinder 60 durch den Fokussiermotor 76 über die Schnecke 74 und das Schneckenrad 72 gedreht wird, wobei die optische Achse konstant gehalten wird, da die Drehung des inneren Zylinders 66 durch den Anschlag 78 verhindert wird. Der Fokussiermotor 76 wird durch ein Fokussiersignal betätigt, welches von dem weiter unten zu beschreibenden Fokussiersignalgenerator 51 erzeugt wird. Die Objektivlinse 82, die in dem Optikkopf 52 vorgesehen ist, dient dazu, den Laserstrahl auf die Prüfoberfläche 50 eines Gegenstandes zu konvergieren. Eine Antriebsvorrichtung 83 für den Antrieb einer Objektivlinse ist in dem Gehäuse 81 des Optikkopfes 52 vorgesehen. Die Antriebsvorrichtung 83 für die Objektivlinse weist Federn 86 auf, durch welche die Objektivlinse in dem Laserstrahlweg gestützt ist. Eine Spule 84 und ein Dauermagnet 87 sind oberhalb der Objektivlinse 82 vorgesehen. Die Objektivlinse 82 wird in Richtung ihrer Achse, d.h. entlang des Laserstrahlweges durch die Spule 84 und den Permanent- bzw. Dauermagneten 87 bewegt. Die Antriebsvorrichtung 83 für die Objektivlinse wird wie der Fokussiermotor 76 durch das Fokussiersignal betätigt.With the structure of the drive device 54 described above the inner cylinder 66 or the lens barrel or optical head 52 along the laser beam path, i.e., moved along the axis of an objective lens 82 when the central cylinder 60 rotated by the focusing motor 76 via the worm 74 and the worm wheel 72 is, keeping the optical axis constant as the rotation of the inner Cylinder 66 is prevented by the stop 78. The focus motor 76 is by actuates a focus signal generated by the focus signal generator to be described below 51 is generated. The objective lens 82 provided in the optical head 52 serves to converge the laser beam on the inspection surface 50 of an object. A drive device 83 for driving an objective lens is in the housing 81 of the optical head 52 is provided. The objective lens driving device 83 has springs 86 by which the objective lens is supported in the laser beam path is. A coil 84 and a permanent magnet 87 are provided above the objective lens 82. The objective lens 82 is moved in the direction of its axis, i.e., along the laser beam path moved by the coil 84 and the permanent magnet 87. The drive device 83 for the objective lens, like the focus motor 76, is operated by the focus signal actuated.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung zur Überprüfung einer optischen Oberfläche mit dem obigen Aufbau wird im folgenden beschrieben.The operation of the device for checking a optical Surface with the above construction will be described below.

Vor der Anordnung eines Prüfobjektes 42 auf den Drehteller 40 wird der Optikkopf 52 in seine obere Einstellposition durch Antrieb der Antriebsvorrichtung 54 für den Optikkopf mittels des Fokussiermotor 76 gebracht. Das Prüfobjekt 42 wird nun auf den Drehteller 40 gelegt. Die Lasereinheit 32 wird dann aktiviert, um einen linear polarisierten Laserstrahl zu erzeugen. Der Laserstrahl wird durch den Polarisations-Strahlenteiler 34, die Lambda-Viertel-Platte 36 und den Reflektionsspiegel 38 zu der Objektivlinse 82 geleitet und dann auf die Prüfoberfläche 50 des Gegenstandes 42 konvergiert. Der auf die Prüfoberfläche 50 auftreffende Laserstrahl wird reflektiert, und der reflektierte Laserstrahl wird durch die Objektivlinse 82, den Reflektionsspiegel 38 und die Lambda-Viertel-Platte 36 zu dem Polarisations-Strahlenteiler 34 zurückgeleitet. Wenn der Laserstrahl durch die Lambda-Viertel-Platte 36 in beide Richtungen durchgetreten ist, wird die Polarisationsebene des reflektierten Laserstrahles, welcher zu dem Strahlenteiler 34 geleitet ist, um 900 gedreht. Der reflektierte Laserstrahl wird somit durch den Polarisations-Strahlenteiler 34 reflektiert, um zu dem Detektor 46 geleitet zu werden.Before placing a test object 42 on the turntable 40 the optical head 52 in its upper set position by driving the drive device 54 brought for the optical head by means of the focusing motor 76. The test object 42 is now placed on the turntable 40. The laser unit 32 is then activated to a generate linearly polarized laser beam. The laser beam is through the polarization beam splitter 34, quarter wave plate 36 and reflecting mirror 38 to the objective lens 82 and then converges on the test surface 50 of the object 42. The laser beam striking the test surface 50 is reflected, and the reflected laser beam is through the objective lens 82, the reflection mirror 38 and the quarter wave plate 36 are fed back to the polarization beam splitter 34. When the laser beam has passed through the quarter wave plate 36 in both directions is, the plane of polarization of the reflected laser beam which becomes the Beam splitter 34 is directed rotated by 900. The reflected laser beam will thus reflected by the polarization beam splitter 34 to get to the detector 46 to be directed.

Der Detektor 46 erzeugt ein Signal mit einem Pegel, welcher der Intensität des reflektierten Laserstrahles entspricht. Das Signal wird zu dem Fokussiersignal-Generator 51 geleitet und dort verarbeitet. Der Fokussiersignalgenerator 51 erzeugt somit ein Fokussiersignal entsprechend der Entfernung zwischen der Brennweitenebene der Objektivlinse 82 und der Prüfoberfläche. Das Fokussiersignal wird zu dem Fokussiermotor 76 in der Antriebsvorrichtung 54 für den Optikkopf geleitet, um den Fokussiermotor 76 anzutreiben. Im einzelnen wird der Fokussiermotor 76 gedreht, um den mittleren Zylinder 60 über die Schnecke 74 und das Schneckenrad 72 entsprechend dem Fokussiersignal zu drehen. Mit der Drehung des mittleren Zylinders 60 bewegt sich der innere Zylinder 66 nach oben oder nach unten in Fig. 3 entlang dem Strahlenweg des Laserstrahles. Auf diese Weise wird die Brennweite der Objektivlinse 82 durch die Entfernung zwischen der Objektivlinse 82 und der Prüfoberfläche 50 angenähert. Der Fokussiermotor 76 wird angehalten, nachdem die Brennebene durch die Entfernung zwischen der Objektivlinse 82 und der Prüfoberfläche 50 angenähert ist. Nachdem der Fokussiermotor 76 angehalten worden ist, wird das Fokussiersignal zu der Antriebsvorrichtung 83 für die Objektivlinse geleitet. Die Objektivlinse 82 wird somit durch die Spule 84 und den Permanentmagneten 87 entlang der Richtung ihrer Achse bewegt, wodurch der Brennebenenpunkt der Objektivlinse 82 genau so angepaßt ist, daß er auf der Prüfoberfläche 50 liegt. Wie es dargestellt wurde, wird die Brennweiteneinstellung der Objektivlinse 82 entsprechend der Stärke des Prüfobjektes 54 durch die Antriebsvorrichtung 54 für den Optikkopf und die Objektivlinsen-Antriebsvorrichtung 83 durchgeführt. Die Antriebsvorrichtung 54 für den Optikkopf und die Antriebsvorrichtung 83 für die Objektivlinse werden beide durch das Fokussiersignal betätigt, das entsprechend der Entfernung zwischen der Brennebene der Objektivlinse 82 und der Prüfoberfläche 50 erzeugt wird.The detector 46 generates a signal with a level corresponding to the intensity of the reflected laser beam. The signal becomes the focus signal generator 51 and processed there. The focus signal generator 51 thus generates a focus signal corresponding to the distance between the focal plane of the Objective lens 82 and the test surface. The focus signal becomes the focus motor 76 guided in the drive device 54 for the optical head to the focusing motor 76 to drive. In detail, the focus motor 76 is rotated to the middle Cylinder 60 via the worm 74 and the worm wheel 72 accordingly to rotate the focus signal. Moved with the rotation of the central cylinder 60 the inner cylinder 66 moves up or down in FIG. 3 along the beam path of the laser beam. In this way, the focal length of the objective lens 82 is through the distance between the objective lens 82 and the test surface 50 is approximated. The focus motor 76 is stopped after the focal plane through the distance between the objective lens 82 and the test surface 50 is approximated. After this the focus motor 76 has been stopped, the focus signal becomes the driving device 83 for the objective lens. The objective lens 82 is thus carried by the coil 84 and the permanent magnet 87 moved along the direction of their axis, whereby the focal plane point of the objective lens 82 is adjusted exactly so that it is on the Test surface 50 lies. As shown, the focal length setting is of the objective lens 82 according to the strength of the test object 54 by the driving device 54 for the optical head and the objective lens driving device 83. The drive device 54 for the optical head and the drive device 83 for the objective lens are both operated by the focus signal, the corresponding the distance between the focal plane of objective lens 82 and the test surface 50 is generated.

Nachdem die Fokussierung der Objektivlinse 82 abgeschlossen ist, wird die gesamte Prüfoberfläche 50 spiralenförmig durch den Laserstrahl abgetastet, während der Drehteller 40 mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht wird und der Kopf-Stützrahmen bzw. das Kopf-Stützgestell 30 mit einer konstanten Geschwindigkeit in der Y-Richtung, d.h., in der Radialrichtung des Drehtellers 40 gedreht wird. Das Licht-Identitätssignal, das durch dieses Abtasten ermittelt wurde, wird zu dem Fehler-Feststellungsschaltkreis geleitet. Der Fehler-Feststellungsschaltkreis prüft auf Fehler wie Kratzer oder Staubpartikel auf der Prüfoberfläche 50 in übereinstimmung mit dem Licht-Intensitätssignal. Wenn es einen Fehler wie beispielsweise einen Kratzer oder einen Staubpartikel auf der Prüfoberfläche 50 gibt, wird der Laserstrahl durch den Fehler so gestreut, daß die Lichtintensität des reflektierten Laserstrahles reduziert wird. Somit kann der Fehler erfaßt werden. Die Schwingungen der Fehleroberfläche 50, die während der Abtastung zusammen mit der Drehung des Drehtellers 40 auftreten, werden durch die automatische Scharfeinstellfunktion der Antriebsvorrichtung 83 für die Objektivlinse korrigiert.After the focusing of the objective lens 82 is completed, the entire test surface 50 is scanned in a spiral shape by the laser beam while the turntable 40 is rotated at a constant speed; and the head support frame or the head support frame 30 at a constant speed in the Y direction, i.e., the turntable 40 is rotated in the radial direction. The light identity signal, detected by this scanning becomes the failure detection circuit directed. The error detection circuit checks for errors such as scratches or Dust particles on the test surface 50 in accordance with the light intensity signal. if there is a flaw such as a scratch or a dust particle on the Test surface 50 is, the laser beam is scattered by the defect so that the Light intensity of the reflected laser beam is reduced. Thus, the error can can be detected. The vibrations of the defect surface 50 that occur during the scan occur along with the rotation of the turntable 40 are automatic Corrected the focus function of the objective lens drive device 83.

Es ist festzuhalten, daß erfindungsgemäß die Entfernung zwischen der Objektivlinse 82 und der Prüfoberfläche 50 durch die Antriebsvorrichtung 54 für den Optikkopf so abgeändert werden kann, daß die Brennweite der Objektivlinse 82 angenähert werden kann, während genaue Scharfeinstellung der Objektivlinse durch die Antriebsvorrichtung für die Objektivlinse auch in dem Falle erreicht wird, wenn Gegenstände mit unterschiedlicher Stärke geprüft werden. Das bedeutet, daß die Brennweite der Objektivlinse 82 genau mit der Prüfoberfläche 50 des Objektes 42 in Übereinstimmung gebracht werden kann, um die Überprüfung der Prüfoberfläche 50 auch durchführen zu können, wenn Glassubstrate für eine Bildplatte mit unterschiedlichen Stärken oder IC-Wafer, die dünner als die Glassubstrate sind, als Objekte 42 untersucht werden. Ferner bewegt die Antriebsvorrichtung 54 für den Optikkopf nicht direkt die Objektivlinse 82 entlang des Laserstrahlweges, sondern bewegt den gesamten Optikkopf bzw. den gesamten Objektivtubus 52 in der Richtung des Laserstrahlweges. Somit ist es möglich, die Schrägstellung der Achse der Objektivlinse bei der oben erwähnten Bewegung auszuschalten, welche bei der Approximieruny der Entfernung zwischen der Objektivlinse 82 und der Prüfoberfläche 50 an die Brennweite der Objektivlinse 82 entsprechend der Dicke des Prüfobjektes 42 auftritt. Die Fokussierfunktion der Objektivlinse 82 kann somit verbessert werden.It should be noted that, according to the invention, the distance between the Objective lens 82 and the test surface 50 by the drive device 54 for the optical head can be modified so that the focal length of the objective lens 82 can be approximated while accurately focusing the objective lens through the driving device for the objective lens is achieved also in the case when Objects with different strengths are tested. That means the focal length of the objective lens 82 exactly with the test surface 50 of the object 42 in correspondence can be brought to perform the inspection of the test surface 50 also to be able to if glass substrates for an optical plate with different thicknesses or IC wafers that are thinner than the glass substrates are examined as objects 42 will. Furthermore, the optical head drive device 54 does not move directly the objective lens 82 along the laser beam path, but moves the entire optical head or the entire lens barrel 52 in the direction of the laser beam path. So is it possible to adjust the inclination of the axis of the objective lens in the case of the above To switch off movement, which in the approximation of the distance between the Objective lens 82 and the test surface 50 to the focal length of the objective lens 82 corresponding the thickness of the test object 42 occurs. The focusing function of the objective lens 82 can thus be improved.

Da ferner die Ganghöhe des Innengewindes 64 des mittleren Zylinders 60 in der Antriebsvorrichtung für den Optikkopf größer als die Ganghöhe des Innengewindes des äußeren Zylinders 56 gewählt ist, kann der Optikkopf 52 in einem größeren Maße mit der gleichen Drehung des Fokussiermotors 76 bewegt werden. Mit der Anordnung, daß der Optikkopf 52 der Antriebsvorrichtung 54 für den Optikkopf in dem inneren Zylinder 66 befestigt ist, welcher in den mittleren Zylinder 60 eingeschraubt ist, welcher wiederum in den äußeren Zylinder 56 eingeschraubt ist, kann das Klappern des Optikkopfes 52 vermindert oder vermieden werden. Da ferner die Ganghöhe des Innengewindes des äußeren Zylinders 56 nur 0,75 beträgt, kann das Herunterbewegen des Optikkopfes 52 infolge seines Eigengewichtes verhindert werden.Furthermore, since the pitch of the internal thread 64 of the central cylinder 60 in the drive device for the optical head is greater than the pitch of the internal thread of the outer cylinder 56 is selected, the optical head 52 can to a greater extent can be moved with the same rotation of the focus motor 76. With the arrangement that the optical head 52 of the drive device 54 for the optical head in the inner Cylinder 66 is attached, which is screwed into the middle cylinder 60, which in turn is screwed into the outer cylinder 56 can cause the rattle of the optical head 52 can be reduced or avoided. Furthermore, since the pitch of the Internal thread of the outer cylinder 56 is only 0.75, the down can move of the optical head 52 can be prevented due to its own weight.

Der Fokussiersignalgenerator 51 wird im folgenden anhand der Fig. 4 bis 7 beschrieben. In Fig. 4 ist ein Blockdiagramm der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung dargestellt, wobei die gleichen Teile mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Der Detektor 46 weist in der Darstellung gemäß Fig. 4 ein Prisma 88 und einen Fotodetektor 90 auf, wie er beispielsweise in der DE-OS 30 23 779 beschrieben ist. Ferner ist es auch möglich, anstelle des Detektors 46 eine zylindrische Linse und einen Fotodetektor zu verwenden, wie er in der US-PS 40 79 147 beschrieben ist. Auf alle genannten Druckschriften wird vollinhaltlich Bezug genommen. Der in Fig. 4 dargestellte Fotodetektor 90 weist zwei Lichtempfangsbereiche auf, die mit entsprechenden Eingangsanschlüssen eines Differenzverstärkers 92 verbunden sind.The focus signal generator 51 is described below with reference to FIG. 4 to 7 described. 4 is a block diagram of that shown in FIG Device shown, where the same parts with corresponding reference numerals Marked are. In the illustration according to FIG. 4, the detector 46 has a prism 88 and a photodetector 90, as described for example in DE-OS 30 23 779 is. Furthermore, it is also possible to use a cylindrical lens instead of the detector 46 and to use a photodetector as described in US Pat. No. 4,079,147. Reference is made in full to all of the publications mentioned. The in Fig. The photodetector 90 shown in FIG. 4 has two light receiving areas, which are associated with corresponding Input terminals of a differential amplifier 92 are connected.

Wenn der Optikkopf 52 sich in der oberen Einstellposi- tion Lmax befindet, in welcher er ausreichend von der Prüfobjektoberfläche 50 entfernt angeordnet ist, ist das Ausgangssignal aus dem Differenzverstärker 92, d. h., das Fokussiersignal, im wesentlichen 0. Das Fokussiersignal, das von dem Differenzverstärker 92 erzeugt wird, wenn der Optikkopf 52 sich der Oberfläche 50 des Prüfobjektes nähert, ist in Fig. 5 dargestellt. In Fig. 5 stellt ein mit Fo gekennzeichneter Punkt die Position der Objektivlinse 82 dar, bei welcher die Brennweite genau auf der Oberfläche 50 liegt.When the optical head 52 is in the upper setting position tion Lmax is located in which it is sufficiently removed from the test object surface 50 is arranged, the output from the differential amplifier 92, i. h., that Focus signal, essentially 0. The focus signal produced by the differential amplifier 92 is generated when the optical head 52 approaches the surface 50 of the test object, is shown in FIG. In Fig. 5, a point marked Fo represents the Position of the objective lens 82, at which the focal length exactly on the surface 50 lies.

Der Fokussiersignalgenerator 51 betätigt die Antriebsvorrichtung 48 für den Optikkopf so, daß die Objektivlinse 82 an den Punkt Fo gebracht wird. Die Antriebsvorrichtung 48 für den Optikkopf wird nur entsprechend dem Ausgangssignal aus dem Differenzverstärker 92 betätigt.The focus signal generator 51 operates the drive device 48 for the optical head so that the objective lens 82 is brought to the point Fo. the Driving device 48 for the optical head is only in accordance with the output signal actuated from the differential amplifier 92.

Es ist jedoch möglich, daß eine fehlerhafte Entscheidung dergestalt stattfindet, daß die Objektivlinse 82 bereits zu dem Punkt Fo gelangt sei, wenn sie tatsächlich lediglich an dem Punkt Fima ist. Dieses tritt auf, da der Pegel des Ausgangsanschlusses des Differenzverstärkers 92 gleich ist, wenn die Objektivlinse 82 sich an dem Punkt Fo befindet und wenn sie sich an dem Punkt Fima befindet. Dementsprechend bestimmt ein Treiberschaltkreis 94 ob die Objektivlinse 82 den Punkt Fo nach dem Durchlaufen des Punktes Fima angenähert hat oder nicht, wie es in den Fig. 4 und 6 dargestellt ist.However, it is possible that such an erroneous decision could be made takes place that the objective lens 82 has already come to the point Fo when she is actually only at the point Fima. This occurs because of the level of the output terminal of the differential amplifier 92 is the same when the objective lens 82 is at point Fo and when it is at point Fima. Accordingly a drive circuit 94 determines whether the objective lens 82 moves past the point Fo Traversing the point Fima has approximated or not, as shown in FIGS. 4 and 6 is shown.

Wenn ein Fokussierbefehl von einer nicht dargestellten Tastatur an die Vorrichtung zu einem Zeitpunkt t0 angelegt wird, nachdem der Optikkopf 52 in seine obere Einstellposition mittels des Fokussiermotors 76 gebracht worden ist, beginnt die Absenkung des Optikkopfes 52 zu der Oberfläche 50 mittels des Fokussiermotors 46. Im einzelnen wird zum Zeitpunkt t0 ein Signal Vcc mit logischem Pegel "1", wie es in Fig. 7(A) dargestellt ist, an den Eingangsanschluß D eines jeden von Flip- Flops 96, 98, 100 und 102 in dem Treiberschaltkreis 94 angelegt, welcher in Fig. 6 dargestellt ist. Zugleich wird ein in Fig. 7(B) dargestellter Setzimpuls an den Setz-Eingangsanschluß des Flip-Flops 98 und auch an den Rücksetz-Eingangsanschluß des Flip-Flops 102 angelegt und setzt somit das Flip-Flop 98 und setzt das Flip-Flop 102 zurück. Als Ergebnis wird ein Signal mit einem logischen Pegel "1", wie es in Fig. 7(B) dargestellt ist, an dem Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops 98 erzeugt und an einen FET 106 in einem Schalt-Schaltkreis 104 erzeugt.When a focus command is sent from a keyboard (not shown) the device is applied at a time t0 after the optical head 52 in FIG its upper setting position has been brought by means of the focusing motor 76, the lowering of the optical head 52 to the surface 50 by means of the focusing motor begins 46. Specifically, at time t0, a signal Vcc of logic level "1", such as it is shown in Fig. 7 (A) to the input terminal D of each of flip Flops 96, 98, 100 and 102 are applied in the driver circuit 94 shown in FIG is. At the same time, a set pulse shown in Fig. 7 (B) is applied to the set input terminal of flip-flop 98 and also applied to the reset input terminal of flip-flop 102 and thus sets flip-flop 98 and resets flip-flop 102. As a result becomes a signal of logic level "1" as shown in Fig. 7 (B), generated at the output terminal Q of the flip-flop 98 and to an FET 106 in one Switching circuit 104 generated.

Der Fokussiermotor 76 wird somit mit Spannung aus einem veränderlichen Spannungsversorgungsschaltkreis 110 über den FET 106 und einen Motor-Treiberverstärker 108 versorgt. Der Fokussiermotor 76 wird somit aktiviert und das Absenken des Optikkopfes 52 beginnt. Das Signal mit dem logischen Pegel "1" aus dem Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops 98 wird auch über ein ODER-Gatter 112 an einen FET 114 angelegt. Logiken und Logikschaltkreise werden hier und im folgenden durchweg als Gatter bezeichnet. Ein Brennweiten-Servoverstärker 116 wird somit über den FET 114 an Masse gelegt, um die Spule 84 abgeschaltet zu halten. Zu diesem Zeitpunkt bleiben die anderen FETs 117, 118 und 120 in dem Schalt-Schaltkreis 104 in ausgeschaltetem Zustand.The focus motor 76 is thus powered from a variable Power supply circuit 110 across FET 106 and a motor driver amplifier 108 supplied. The focusing motor 76 is thus activated and the lowering of the optical head 52 starts. The signal with the logic level "1" from the output terminal Q des Flip-flop 98 is also applied to an FET 114 through an OR gate 112. Logics and logic circuits are referred to herein as gates throughout. A focal length servo amplifier 116 is thus connected to ground via FET 114, to keep the coil 84 off. At this point the others stay FETs 117, 118 and 120 in switching circuit 104 are off.

Wenn der Optikkopf 92 beginnt, sich zu der Prüfoberfläche 50 herab zu bewegen, wird ein Fokussiersignal, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, aus dem Differenzverstärker 92 erzeugt und an den invertierenden Eingangsanschluß eines jeden von ersten, zweiten und dritten Komparatoren 122, 128 und 130 angelegt. Spannungen V1, V2 und V3 werden an die nichtinvertierenden Eingangsanschlüsse der betreffenden Komparatoren 122, 128 und 130 angelegt. Wenn der Optikkopf 52, der nach unten bewegt wird, einen Punkt L1 zu einem Zeitpunkt tl erreicht, zu welchem Zeitpunkt das Fokussiersignal aus dem Differenzverstärker 92 den Pegel mit der Spannung V1 erreicht, ändert sich der Ausgangspegel des ersten Komparators 122 von logisch "0" auf logisch "1", wie es in Fig. 7(D) dargestellt ist. Wenn der Optikkopf 52 sich weiter nach unten bewegt, durchläuft er einen Punkt L2 zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t2; dann wird der Pegel des Fokussiersignales aus dem Differenzverstärker 92 kleiner als die Spannung V1. Somit ändert sich zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal des ersten Komparators 122 von dem Pegel logisch "1" auf den Pegel logisch ~0", wie es in Fig. 7(D) dargestellt ist. Wenn der Optikkopf 52 einen Punkt L3 zu einem darauffolgenden Zeitpunkt t3 durchläuft, wird der Pegel des Fokussiersignales aus dem Differenzverstärker 92 kleiner als die Spannung V3.When the optical head 92 begins to descend to the test surface 50 to move, a focus signal as shown in Fig. 5 is made from the Differential amplifier 92 generated and to the inverting input terminal of a each of first, second and third comparators 122, 128 and 130 are applied. Tensions V1, V2 and V3 are connected to the non-inverting input terminals of the respective Comparators 122, 128 and 130 are applied. When the optical head 52 that moves down is reached, a point L1 at a time tl, at which time the focus signal from the differential amplifier 92 reaches the level with the voltage V1, changes the output level of the first comparator 122 changes from logic "0" to logic "1", as shown in Fig. 7 (D). When the optic head 52 moves further down moves, it passes through a point L2 at a subsequent time t2; Then it will be the level of the focus signal from the differential amplifier 92 is less than the voltage V1. The output signal of the first comparator thus changes at this point in time 122 from the logic "1" level to the logic 0 "level as shown in Fig. 7 (D) is. When the optical head 52 reaches a point L3 at a subsequent time t3 passes, the level of the focus signal from the differential amplifier 92 becomes less than the voltage V3.

Somit ändert sich zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal des dritten Komparators 130 von einem logisch hohen Pegel zu einem logisch tiefen Pegel, wie es in Fig. 7(E) dargestellt ist. Wenn der Optikkopf 52 einen Punkt L4 in einem Augenblick t4 durchläuft, ändert sich das Ausgangssignal des zweiten Komparators 128 von einem logischen Pegel "1" auf einen logischen Pegel "0", wie es in Fig. 7(F) dargestellt ist. Wenn der Optikkopf 52 einen Punkt L5 zu einem Zeitpunkt t5 durchläuft, ändert sich das Ausgangssignal des zweiten Komparators 128 von einem logischen Pegel "0" auf einen logischen Pegel "1", wie es in Fig. 7(E) dargestellt ist. Wenn der Optikkopf 52 einen Punkt L6 zu einem Zeitpunkt t6 durchläuft, ändert sich das Ausgangssignal des dritten Komparators 130 von einem logischen Pegel "0" auf den logischen Pegel "1", wie es in Fig. 7(F)-dargestellt ist.Thus, at this point in time, the output of the third changes Comparator 130 from a logic high level to a logic low level, such as it is shown in Fig. 7 (E). When the optical head 52 reaches a point L4 in an instant t4 passes, the output of the second comparator 128 changes from one logic level "1" to logic level "0" as shown in Fig. 7 (F) is. When the optical head 52 passes a point L5 at a time point t5, changes the output signal of the second comparator 128 changes from a logic level "0" to a logic "1" level as shown in Fig. 7 (E). When the optical head 52 passes a point L6 at a point in time t6, the output signal changes of the third comparator 130 from a logic level "0" to the logic level "1" as shown in Fig. 7 (F).

Die Ausgangssignale aus den ersten, zweiten und dritten Komparatoren 122, 128 und 130 werden, wie es in den Fig.The output signals from the first, second and third comparators 122, 128 and 130, as shown in Figs.

7(C), 7(E) bzw. 7(F) dargestellt ist, an erste, zweite und dritte Differenz-Begrenzerschaltungen 124, 132 bzw.7 (C), 7 (E) and 7 (F), respectively, at first, second and third Differential limiter circuits 124, 132 or

134 angelegt. Mit dem Anstieg des in Fig. 7(D) dargestellten Signales beim Erreichen des Punktes L1 zum Zeitpunkt tl erzeugte die erste Differenz-Begrenzerschaltung 124 einen Setzimpuls, wie es in Fig. 7(G) dargestellt ist. Der Setzimpuls wird an den Eingangsanschluß des ersten Flip-Flops 96 gelegt und setzt so das Flip-Flop 96 und bewirkt, daß ein Signal mit logischem Pegel "1", wie es in Fig. 7(H) dargestellt ist, von seinem Ausgangsanschluß Q an den Eingangsanschluß D des zweiten Flip-Flops 126 angelegt wird. Mit der fallenden Flanke des Signales gemäß Fig. 7(F) beim Erreichen des Punktes L4 zum Zeitpunkt t4 erzeugt die zweite Differenz-Begrenzerschaltung 132 einen Setzimpuls, wie es in Fig. 7(E) dargestellt ist. Dieser Setzimpuls wird an das zweite Flip-Flop 126 angelegt und bewirkt, daß das Flip-Flop 126 ein Signal mit logischem Pegel "1" erzeugt, wie es in Fig. 7(J) dargestellt ist, welches von seinem Ausgangsanschluß Q an den Eingangsanschluß D des dritten Flip-Flops 136 geleitet wird. Mit dem Anstieg des in Fig. 7(E) dargestellten Signales beim Erreichen des Punktes L6 zum Zeitpunkt t6 erzeugt die dritte Differenz-Begrenzerschaltung 134 einen Setzimpuls, wie in Fig. 7(H) dargestellt ist. Der Setzimpuls wird zu dem dritten Flip-Flop 136 geleitet und bewirkt, daß das Flip-Flop 136 an einem Ausgangsanschluß ein Signal mit dem logischen Pegel "1" erzeugt, wie es in Fig. 7(L) dargestellt ist. Dieses Signal mit hohem logischen Pegel wird zu dem Eingangsanschluß eines monostabilen Multivibrators 138 geleitet, um den Rücksetzanschluß R des Flip-Flops 98 zurückzusetzen und den Setzanschluß des Flip-Flops 100 zu setzen.134 created. With the rise of the signal shown in Fig. 7 (D) when point L1 was reached at time tl, the first differential limiter circuit was generated 124 a set pulse as shown in Fig. 7 (G). The setting pulse is sent to the Input terminal of the first flip-flop 96 put and so sets the flip-flop 96 and causes a signal of logic level "1" as shown in Fig. 7 (H) is, from its output terminal Q to the input terminal D of the second flip-flop 126 is created. With the falling edge of the signal according to FIG. 7 (F) when reaching of point L4 at time t4 generates the second differential limiter circuit 132, a set pulse as shown in Fig. 7 (E). This setting pulse is is applied to the second flip-flop 126 and causes the flip-flop 126 to emit a signal of logic level "1" is generated as shown in Fig. 7 (J), which of its output terminal Q is fed to the input terminal D of the third flip-flop 136 will. With the rise of the signal shown in Fig. 7 (E) when reaching the At point L6 at time t6, the third difference limiter circuit 134 generates a set pulse as shown in Fig. 7 (H). The set pulse becomes the third Flip-flop 136 conducts and causes flip-flop 136 to be on an output terminal generates a signal of logic "1" level as shown in Fig. 7 (L) is. This logic high signal becomes the input terminal of a monostable multivibrator 138 passed to the reset terminal R of the flip-flop 98 and set the set terminal of the flip-flop 100.

Der monostabile Multivibrator 138 wird somit von dem Zeitpunkt t6 an aktiviert, wie es bei Fig. 7(M) dargestellt ist. Das Flip-Flop 98 wird somit gesetzt, während das Flip-Flop 100 zurückgesetzt wird. Das bedeutet, daß das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 98 sich von dem logischen Pegel "1" auf den logischen Pegel "0" ändert, wie es in Fig. 7(C) dargestellt ist, während das Ausgangssignal Q des Flip-Flop 100 sich von dem logischen Pegel "0" auf den logischen Pegel "1" ändert, wie es in Fig. 7(N) dargestellt ist. Somit wird der FET 106 abgeschaltet, während der FET 117 eingeschaltet wird, um das Fokussiersignal aus dem Differenzverstärker 92 zu dem Motor-Treiberverstärker 108 zu leiten. Zu diesem Zeitpunkt hält das Flip-Flop 100 den FET 114 in ausgeschaltetem Zustand, um den Fokussier-Servoverstärker 116 mit Masse verbunden zu halten. Der Motor-Servoverstärker 108 verstärkt das an den Fokussiermotor 76 angelegte Fokussiersignal. Der Optikkopf 52 passiert zeitweise die "Fokussiert"-Position Fg. Wenn der Optikkopf 52 die "Fokussiert"-Position Fo durchläuft, wird das Fokussiersignal von der negativen Seite zu der positiven Seite hin geändert, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Somit wird der Optikkopf wiederum angehoben und von einer vorgegebenen Zeit seit dem Zeitpunkt t6 abgesenkt. Wenn diese Zeitperiode abgelaufen ist, wird die Bewegung des Optikkopfes 52 beendet und der Brennpunkt der Objektivlinse 82 befindet sich dann im wesentlichen auf der Prüfoberfläche 50. Zu einem Zeitpunkt t7 nach dem Verstreichen einer Periode Tot welche gleich oder unwesentlich größer als die erwähnte Periode von wiederholtem Anstieg und Abfall des Optikkopfes 52 zu der "Fokussiert"-Position Fo ist, steigt das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 138 an, um die Flip-Flops 96, 126 und 136 zurückzusetzen. Ferner werden die Flip-Flops 98 und 100 zurückgesetzt, während das Flip-Flop 102 gesetzt wird. Die FETs 118 und 120 werden mit dem Auftreten eines Signales mit dem logischen Pegel "1" an dem Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops 102 eingeschaltet, wie es in Fig. 7(0) dargestellt ist. Der Motor-Servoverstärker 108 wird somit über den FET 118 mit Masse verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird ein FET 114 abgeschaltet, während ein FET 120 durch das in Fig. 7(0) dargestellte Signal eingeschaltet wird. Das Fokussiersignal aus dem Differenzverstärker 92 wird damit über den FET 120 zu dem Fokussier-Servoverstärker 116 gelei- tet. Die Spule 84 wird durch das verstärkte Fokussier-Ausgangssignal aus dem Fokussier-Servoverstärker 116 mit Energie beaufschlagt, wodurch die Objektivlinse 82 so eingestellt wird, daß ihr Brennpunkt sich auf der Prüfoberfläche 50 befindet. Der Brennpunkt kann somit auf die Prüfoberfläche 50 gebracht werden, auch wenn die Position der Oberfläche 50 sich leicht ändert.The monostable multivibrator 138 is thus from the time t6 activated as shown in Fig. 7 (M). The flip-flop 98 thus becomes is set while the flip-flop 100 is being reset. That means the output signal Q of the flip-flop 98 changes from the logic level "1" to the logic level "0" changes as shown in Fig. 7 (C) while the output Q of the flip-flop 100 different from the logical Level "0" to logic level "1" changes as shown in Fig. 7 (N). Thus, the FET 106 is switched off, while the FET 117 is turned on to take the focus signal from the differential amplifier 92 to the motor driver amplifier 108. At this point the flip-flop holds 100 switches the FET 114 off to the focusing servo amplifier 116 to keep connected to ground. The motor servo amplifier 108 amplifies this to the Focusing motor 76 applied focus signal. The optical head 52 happens intermittently the "in-focus" position Fg. When the optical head 52 reaches the "in-focus" position Fo passes, the focus signal becomes from the negative side to the positive side changed towards, as shown in FIG. Thus, the optical head becomes again raised and lowered by a predetermined time since time t6. if this time period has elapsed, the movement of the optical head 52 is stopped and the focal point of the objective lens 82 is then essentially on the test surface 50. At a point in time t7 after the elapse of a period Dead which is the same or slightly larger than the mentioned period of repeated rise and fall of the optical head 52 is to the "in-focus" position Fo, the output increases of the monostable multivibrator 138 to reset the flip-flops 96, 126 and 136. Furthermore, the flip-flops 98 and 100 are reset, while the flip-flop 102 is set. The FETs 118 and 120 are when a signal occurs with the logic level "1" turned on at the output terminal Q of the flip-flop 102, as shown in Fig. 7 (0). The motor servo amplifier 108 is thus over the FET 118 connected to ground. At this point an FET 114 is turned off, while an FET 120 is turned on by the signal shown in Fig. 7 (0). The focus signal from the differential amplifier 92 is thus increased via the FET 120 the focusing servo amplifier 116 tet. The spool 84 becomes by the amplified focus output signal from the focus servo amplifier 116 energized, whereby the objective lens 82 is adjusted so that that their focus is on the test surface 50. The focal point can can thus be brought onto the test surface 50 even if the position of the surface 50 changes slightly.

In Fig. 8 ist eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Gleiche Teile wie in Fig. 3 sind in Fig. 8 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In dieser Ausführungsform ist ein innerer Zylinder 66 in einem äußeren Zylinder 56 aufgenommen, welcher an einem Kopf-Stützrahmen 30 befestigt ist.In Fig. 8 is another embodiment of the device according to the invention shown. The same parts as in FIG. 3 are given the same reference symbols in FIG. 8 marked. In this embodiment, an inner cylinder 66 is in an outer one Cylinder 56 received, which is attached to a head support frame 30.

Der innere Zylinder 66 ist für die Bewegung in dem äußeren Zylinder 30 entlang eines Laserlichtweges abgestützt. Ein Gehäuse 51 eines Optikkopfes 52 ist in dem inneren Zylinder 66 aufgenommen und befestigt. Der Optikkopf 52 ist auf dem Lichtweg des Laserstrahles angeordnet und durch den inneren Zylinder 66 abgestützt. Der innere Zylinder 66 weist eine axiale Zahnung 140 auf, die auf der äußeren Umfangsoberfläche angeordnet ist.The inner cylinder 66 is for movement in the outer cylinder 30 supported along a laser light path. A housing 51 of an optical head 52 is received and fixed in the inner cylinder 66. The optical head 52 is open arranged in the light path of the laser beam and supported by the inner cylinder 66. The inner cylinder 66 has axial serrations 140 on the outer peripheral surface is arranged.

Die Zahnung 140 ist mit dem Antriebsabschnitt 142 verbunden. Der Antriebsabschnitt 142 weist ein Ritzel 144 auf, das mit der Zahnung 140 und einem Fokussiermotor 76 in Eingriff steht. Wenn der Fokussiermotor 76 angetrieben wird, wird der innere Zylinder 66, d.h., der Optikkopf 52, in der Richtung der Optikachse des Optikkopfes, d.h., entlang dem Strahlenweg des Laserstrahles durch den Antriebsabschnitt 142 über den Eingriff zwischen dem Ritzel 144 und der Zahnung 140 bewegt. Der Fokussiermotor 76 wird durch das Fokussiersignal aktiviert. Bei dieser Ausführungsform kann der mittlere Zylinder 60 gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform weggelassen werden. Der Optikkopf 52 wird durch den Eingriff zwischen der Zahnung 140 und dem Zahnritzel 144 bewegt.The teeth 140 are connected to the drive section 142. The drive section 142 has a pinion 144 which is connected to the teeth 140 and a focusing motor 76 is engaged. When the focus motor 76 is driven, the inner Cylinder 66, i.e., optical head 52, in the direction of the optical axis of the optical head, that is, along the path of the laser beam through the drive section 142 moved via the engagement between the pinion 144 and the teeth 140. The focus motor 76 is activated by the focus signal. In this embodiment, the middle cylinder 60 according to the embodiment shown in FIG. 3 is omitted will. The optical head 52 is through the engagement between the teeth 140 and the Pinion 144 moves.

Somit kann der Aufbau einfach gehalten werden, um die Herstellung zu vereinfachen und die Gesamtabmessungen zu vermindern.Thus, the structure can be kept simple to the Manufacturing to simplify and reduce the overall dimensions.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind in keiner Hinsicht als einschränkend zu verstehen. Beispielsweise ist die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für den Optikkopf nicht nur für ein System zur Feststellung von Oberflächenfehlern, sondern auch für ein optisches Bildplattensystem oder dergleichen für die Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten von einer Bildplatte mit einem Laserstrahl verwendbar.The described embodiments are in no way considered to be understood as restrictive. For example, the drive device according to the invention for the optical head not only for a system for the detection of surface defects, but also for an optical disk system or the like for recording and reproducing data from an optical disc with a laser beam usable.

Der in Fig. 6 im einzelnen dargestellte Schaltkreis erzeugt das Fokussiersignal in einer in Fig. 5 dargestellten Form und ist für einen Detektor nicht anwendbar, welcher aus einer Kombination einer zylindrischen Linse und einem Fotodetektor besteht, wie er in der US-PS 40 79 240 beschrieben ist, wie es oben erwähnt ist.The circuit shown in detail in FIG. 6 generates the focus signal in a form shown in Fig. 5 and is not applicable to a detector, which consists of a combination of a cylindrical lens and a photodetector, as described in US-PS 40 79 240, as mentioned above.

Es ist jedoch offensichtlich, daß ein Schaltkreis, der dieser US-PS 40 79 247 entspricht, ohne weiteres einsetzbar ist.It is apparent, however, that a circuit similar to that disclosed in US Pat 40 79 247 corresponds, can be used without further ado.

Wie oben beschrieben ist, kann mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für den Optikkopf der Optikkopf entlang eines Strahlenweges eines Laserstrahles in übereinstimmung mit der Stärke eines Prüfobjektes unter Steuerung eines Signales bewegt werden, welches durch photoelektrische Umwandlung eines von der Oberfläche des Prüfobjektes reflektierten Laserstrahles erhalten wurde.As described above, with the drive device according to the invention for the optical head the optical head along a path of a laser beam in accordance with the strength of a test object under control of a signal moved by photoelectric conversion of one from the surface of the test object reflected laser beam was obtained.

Somit kann die Fokussier-Scharfeinstellung der Objektivlinse des Optikkopfes automatisch durch die Einstellvorrichtung für den Optikkopf auch bei überprüfung von Prüfgegenständen mit unterschiedlichen Stärken durchgeführt werden. Ferner bewegt die Antriebsvorrichtung für den Optikkopf nicht direkt die Objektivlinse, sondern den ganzen Optikkopf, so daß es möglich ist, die Schrägstellung der Achse der Objektivlinse auszuschalten und so eine genaue Scharfeinstellung zu erhalten.Thus, the focus adjustment of the objective lens of the optical head automatically by the adjustment device for the optical head, even when checking of test items with different strengths. Moved further the drive device for the optical head not directly the objective lens, but the whole optical head so that it is possible to tilt the axis of the objective lens off and get an accurate focus.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

1. An optical head assembly device comprising an objective lens has, with which a laser beam can be converged on an object surface and the laser beam reflected from the object surface can be transmitted, characterized by a first drive device (83) with which the objective lens (82) is movable along the axis of the objective lens (82), a second drive device (70, 142) with which an optical head (52) of the optical head arrangement can be supported and movable along the axis of the objective lens (82), a detection device (90) with which the reflected laser beam can be detected by the objective lens (82) is to generate a signal at a level corresponding to the distance between corresponds to the objective lens and the object surface (50), one first activation device (76, 108, 94, 104) with which the second drive device (70, 142) can be activated to move the objective lens (82) to the object surface to move until a signal from the detection device (90) has a predetermined Level has reached, and a second activation device (94, 104, 116), with which the first activation device (76, 108, 94, 104) can be switched off if the level of the signal from the detection device (90) is a predetermined level has reached, and with which the first drive device (83) according to the Level of the signal from the detection device (90) with movement of the objective lens (82) can be activated.

2. Device with an optical head arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the optical head (52) further comprises a housing (81) which the objective lens (82) and the first drive device (83) and a support device (86) accommodates with which the objective lens (82) for movement in the housing (81) is stored.

3. Apparatus with an optical head assembly according to claim 2, characterized characterized in that the first drive device (83) has a permanent magnet (87), which is attached to the housing (81) and has a coil (84) which is attached to the objective lens - (82) is attached.

4. Device with an optical head arrangement according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the second drive device (70, 142) a Motor (76) and a gear device (72, 74), with which the rotation of the motor (76) convertible into a linear movement of the optical head (52) is.

5. Device with an optical head arrangement according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the second activation device (94, 104, 116) has an amplifier (116) with which the output signal of the detection device (90) for generating an output signal which reaches the coil (84), can be strengthened that the second activation device (94, 104, 116) is a first Switching element (120) which between the amplifier (116) and the detection device (90) is connected that the second activation device (94, 104, 116) a second Has switching element (114) which is connected between the amplifier (116) and ground is, and that further a selective switching device (94) is provided with which the first and second switching elements (114, 120) according to the level of the output signal can be selectively switched on and off from the detection device (90).

6. Device with optical head arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the first activation device (76, 108, 94, 104) an amplifier (108) with which a signal from the detection device (90) and from a power supply (110) to generate one to a motor (76) applied output signal is that the first activation device (76, 108, 94, 104) a third switching element (117), which is between the amplifier (108) and the detection device (90) is switched, a fourth switching element (106), which is connected between the voltage supply (110) and the amplifier (108) is, and a fifth switching element (118), which between the amplifier (108) and connected to ground is, and that the first activation device (76, 108, 94, 104) has a selective switching device (94) with which the Switching elements (106, 117, 118) according to the level of the signal from the detection device (90) can be switched on and off.