DE3530062A1

DE3530062A1 - Device for detecting the inclination of a surface of an object

Info

Publication number: DE3530062A1
Application number: DE19853530062
Authority: DE
Inventors: Yoshifumi Yokohamam Kanagawa Nishimoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-08-23
Filing date: 1985-08-22
Publication date: 1986-03-06
Also published as: JPS6153510A

Abstract

An optical device is described which has the following components: a system for producing a light beam which has a predetermined cross-sectional shape, an optical system for recombining the produced light beam and for directing the convergent beam onto a surface to be investigated, a photoelectric transducer element which is suitable for receiving the light beam reflected from the surface to be investigated, and a light-reception surface which is split into a multiplicity of mutually independent light-reception sections, and a detection system for receiving an output signal from each light-reception section of the photoelectric transducer device, in order to determine the inclination and/or position of the surface to be investigated with respect to a predetermined reference plane, on the basis of the output signals of the light-reception sections.

Description

Vorrichtung zur Erfassung der Neigung Device for detecting the inclination

einer Fläche eines Gegenstandes Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung zur Erfassung der Lage einer Fläche eines Gegenstandes relativ zu einer Bezugsgröße, genauer gesagt eine optische Vorrichtung zur Erfassung der Neigung einer Fläche eines Gegenstandes relativ zu einer Bezugsebene. Gemäß einem anderen Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine optische Vorrichtung zur Erfassung der Neigung und Lage einer Fläche eines Gegenstandes relativ zu einer Bezugsebene. a surface of an object The present invention relates to an optical device for detecting the position of a surface of an object relative to a reference variable, more precisely an optical device for detection the inclination of a surface of an object relative to a reference plane. According to In another aspect, the invention relates to an optical device for Detection of the inclination and position of a surface of an object relative to one Reference plane.

Es ist bereits eine Vielzahl von Brennweitenerfassungssystemen zum Messen einer Entfernung zwischen einer Bezugsgröße und einer Fläche eines Gegenstandes vorgeschlagen und entwickelt worden, um feststellen zu können, ob sich die Fläche des Gegenstandes in einer vorgegebenen Lage relativ zu einem optischen System o.ä. befindet oder nicht. Es existiert eine Vielzahl von Prinzipien zur Brennweitenerfassung, da das bevorzugte Merkmal, das bei einem Brennweitenerfassungssystem zu realisieren ist, von den erforderlichen Bedingungen abhängt. Beispielsweise sollte bei einem automatischen Fokussiersystem von fotografischen Kameras ein optisches System der Kamera auf einen Gegenstand fokussiert sein, dessen Position innerhalb eines breiten Bereiches variabel ist, obwohl die Toleranz für die Entfernungsmessung groß ist, da das verwendete optische System eine große Tiefenschärfe besitzt. Im Vergleich hierzu muß bei einer Brennweitenerfassung bei optischen Informationsaufzeichnungs/ Wiedergabe-Vorrichtungen für Videoplatten, optische Speicher, magnetooptische Speicher etc. eine sehr genaue Brennweitenerfassung durchgeführt werden, obwohl der Bereich der Brennweitenerfassung eng ist. In der offengelegten japanischen Patentanmeldung 208945/1983 des gleichen Anmelders ist ein Brennweitenerfassungssystem beschrieben, das eine genaue Brennweitenerfassung sichert und das insbesondere für derartige optische Informationsaufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungen geeignet ist.A variety of focal length detection systems are already available for use Measuring a distance between a reference quantity and a surface of an object has been proposed and developed in order to be able to determine whether the area of the object in a predetermined position relative to an optical system or the like. is located or not. There are a number of principles for focal length detection, as the preferred feature to implement this in a focal length detection system depends on the required conditions. For example, a automatic focusing system of photographic cameras an optical system of the Camera focused on an object whose position is within a wide range Range is variable, though the tolerance for the distance measurement is large because the optical system used has a large depth of field. in the This must be compared with a focal length detection in optical information recording / Playback devices for video discs, optical memories, magneto-optical memories etc. a very precise focal length detection can be carried out, although the area the focal length detection is narrow. In Japanese Patent Application Laid-Open 208945/1983 by the same applicant, a focal length detection system is described, that ensures an accurate focal length detection and that especially for such optical information recording / reproducing apparatus is suitable.

Andererseits wird eine Positions- oder Entfernungserfassung auch bei der Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen benötigt, insbesondere während eines Belichtungsvorganges zur flbertragung eines Musters einer integrierten Schaltung auf ein Halbleiterplättchen.On the other hand, a position or distance detection is also with needed in the manufacture of semiconductor integrated circuits, especially during an exposure process for transferring a pattern of an integrated circuit on a semiconductor die.

Mit anderen Worten, bei einem Belichtungsvorgang wird das auf einer Maske ausgebildete Schaltungsmuster auf das Plättchen übertragen, während das Plättchen in einer vorgegebenen Lage in einem vorgegebenen Abstand von der Maske (bei Nahbereich-Belichtungsvorrichtungen) oder im Abstand von einem optischen Projektionssystem (bei Projektionsbelichtungsvorrichtungen) gehalten wird. Um eine korrekte und genaue Obertragung des Schaltungsmusters sicherzustellen, sollte vor Belichtungsbeginn die Lage des Plättchens relativ zur Maske oder dem optischen Projektionssystem genau erfaßt werden.In other words, if you have an exposure process, it will be on a Mask-formed circuit pattern is transferred to the wafer while the wafer in a given position at a given distance from the mask (in the case of close-range exposure devices) or at a distance from an optical projection system (in the case of projection exposure devices) is held. To ensure correct and accurate transmission of the circuit pattern, the position of the plate relative to the mask or the optical projection system can be detected accurately.

Das Prinzip der Brennweitenerfassung, das in der vor- stehend erwähnten japanischen Patentanmeldung beschrieben ist, ist auch bei der Erfassung der Position der Plättchenoberfläche anwendbar. Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Positionierung des Plättchens besteht jedoch ein anderes Problem im Hinblick auf eine korrekte und genaue Musterüberführung bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen. Dieses Problem ist darin zu sehen, daß das Plättchen relativ zur Maske oder dem optischen Projektionssystem keine konstante Oberflächenhöhe aufweisen kann. Mit anderen Worten, die Plättchenoberfläche kann Unebenheiten (verteilte Neigung) aufweisen und/oder als Ganzes relativ zur Maske oder dem optischen Projektionssystem geneigt sein. Wenn das Plättchen als Ganzes in geneigter Lage gehalten wird, oder wenn die Plättchenoberfläche eine Neigung aufweist, ist eine korrekte und genaue Musterübertragung nur schwierig zu erreichen. Es ist daher wünschenswert, eine solche Neigung der Plättchenoberfläche zu erfassen und die Lage der Plättchenoberfläche zu justieren.The principle of focal length detection, which was standing Japanese patent application mentioned above is also included in the detection the position of the platelet surface applicable. In addition to that described above However, there is another problem in terms of positioning the platelet correct and accurate pattern transfer in the manufacture of semiconductor devices. This problem can be seen in the fact that the plate relative to the mask or the optical projection system cannot have a constant surface height. With In other words, the platelet surface can have unevenness (distributed inclination) and / or inclined as a whole relative to the mask or the optical projection system be. If the plate is held in an inclined position as a whole, or if the Wafer surface has a slope is a correct and accurate pattern transfer difficult to get to. It is therefore desirable to have such an inclination of the Detect platelet surface and adjust the position of the platelet surface.

Dblicherweise wird eine solche Neigung der Plättchenoberfläche über drei optische Entfernungsmeßsysteme erfaßt, von denen jedes zur Messung der Entfernung zur Plättchenoberfläche dient. Aus den Meßergebnissen dieser drei optischen Entfernungsmeßsysteme wird die Neigung der Plättchenoberfläche berechnet. Diese Neigungserfassungsvorrichtung erfordert jedoch drei optische Entfernungsmeßsysteme, die die Vorrichtung kompliziert und umfangreich machen. Darüberhinaus wird die Neigungserfassung auf der Basis der Positionen oder Oberflächenhöhen an drei voneinander beabstandeten Punkten auf der Plättchenoberfläche durch- geführt und nicht dadurch, daß die Oberflächenkontur erfaßt wird. Somit wird nur eine geschätzte Neigung eines Abschnittes der Plättchenoberfläche, die einen beträchtlichen Bereich umfaßt, ermittelt. Irgendeine örtliche Neigung, die in einem kleinen Bereich innerhalb einer solchen Zone der Plättchenoberfläche enthalten ist, kann somit nicht erfaßt werden.Usually such an inclination is over the platelet surface three optical rangefinding systems detected, each of which is used to measure distance serves for the platelet surface. From the measurement results of these three optical distance measuring systems the inclination of the platelet surface is calculated. This inclination detection device however, requires three optical distance measuring systems, which complicates the device and make it extensive. In addition, the inclination detection is based on the Positions or surface heights at three spaced points on the Platelet surface through- guided and not by the fact that the surface contour is detected. Thus, only an estimated inclination of a portion of the platelet surface, which covers a considerable area. Any local inclination those in a small area within such a zone of the platelet surface is contained, can therefore not be recorded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich eine beliebige Neigung einer Fläche eines Gegenstandes genau erfassen läßt.The invention is based on the object of creating a device with which any inclination of a surface of an object can be precisely captured leaves.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Vorrichtung zur genauen Erfassung einer beliebigen Neigung in einem kleinen Bereich auf der Oberfläche eines Gegenstandes.The invention also aims to provide a device for accurate detection of any inclination in a small area on the surface of an object.

Ferner soll durch die Erfindung eine Vorrichtung zur genauen Erfassung der Neigung und Position einer Fläche eines Gegenstandes relativ zu einer Bezugsebene zur Verfügung gestellt werden.The invention is also intended to provide a device for precise detection the inclination and position of a surface of an object relative to a reference plane to provide.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die vorstehend genannte Aufgabe durcheine optische Vorrichtung gelöst, die die folgenden Bestandteile umfaßt: Eine Einrichtung zur Erzeugung eines Lichtstrahles, der eine vorgegebene Querschnittsform besitzt, ein optisches System zum Zusammenführen des von der Erzeugungseinrichtung erzeugten Lichtstrahles und zum Richten des konvergentenctrahles auf eine zu prüfende Fläche, eine fotoelektrische Umwandlungseinrichtung, die zum Empfang des von der zu prüfenden Fläche reflektierten Lichtstrahles angeordnet ist und eine Lichtempfangsfläche aufweist, die in eine Vielzahl von voneinander unabhängigen Lichtempfangsabschnitten aufgeteilt ist, und eine Einrichtung zum Empfang eines Ausgangssignales von jedem der Lichtempfangsabschnitte der fotoelektrischen Umwandlungseinrichtung, um die Neigung der zu prüfenden Fläche relativ zu einer vorgegebenen Bezugsebene auf der Basis der Ausgangssignale von den Lichtempfangsabschnitten zu erfassen.According to one aspect of the invention, the aforementioned object is achieved solved by an optical device comprising the following components: A Device for generating a light beam which has a predetermined cross-sectional shape possesses an optical system for merging the from the generating device generated light beam and for directing the convergent beam on a to be tested Area, a photoelectric conversion device adapted to receive the from the To be tested surface reflected light beam is arranged and a light receiving surface having, which are divided into a plurality of mutually independent light receiving sections and means for receiving an output signal from each of the light receiving sections the photoelectric conversion means to determine the inclination of the surface to be inspected relative to a predetermined reference plane based on the output signals from to detect the light receiving sections.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die vorstehend genannte Aufgabe durch eine optische Vorrichtung gelöst, die die nachfolgenden Bestandteile umfaßt: Eine Einrichtung zur Erzeugung eines Lichtstrahles, der eine vorgegebene Querschnittsform besitzt, ein optisches System zum Zusammenführen des von der Erzeugungseinrichtung erzeugten Lichtstrahles und zum Richten des konvergenten Strahles auf eine zu prüfende Fläche, eine fotoelektrische Umwandlungseinrichtung, die zum Empfang des von der zu prüfenden Fläche reflektierten Lichtstrahles angeordnet ist und eine Lichtempfangsfläche aufweist, die in eine Vielzahl von voneinander unabhängigen Lichtempfangsabschnitten unterteilt ist, und eine Einrichtung zum Empfang eines Ausgangssignales von jedem Lichtempfangsabschnitt der fotoelektrischen Umwandlungseinrichtung, um die Neigung und Position der zu prüfenden Fläche relativ zu einer vorgegebenen Bezugsebene auf der Basis der Ausgangssignale von den Lichtempfangsabschnitten zu erfassen.According to another aspect of the present invention, the above The stated object is achieved by an optical device which has the following components comprises: means for generating a light beam having a predetermined Has cross-sectional shape, an optical system for bringing together the from the generating device generated light beam and for directing the convergent beam on a to be tested Area, a photoelectric conversion device adapted to receive the from the To be tested surface reflected light beam is arranged and a light receiving surface which is divided into a plurality of mutually independent light receiving sections is divided, and means for receiving an output signal from each Light receiving portion of the photoelectric converting device to adjust the inclination and position of the surface to be tested relative to a predetermined reference plane on the basis of the output signals from the light receiving sections.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further developments of the subject matter of the invention are based on the subclaims emerged.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Beispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Schnittansicht, die die optische Anordnung einer Erfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; Figur 2 eine Vorderansicht, die schematisch eine fotoelektrische Umwandlungseinrichtung zeigt, die bei der Erfassungsvorrichtung der Figur 1 Verwendung findet; Figur 3 eine schematische Ansicht eines Inzidenzbereiches der fotoelektrischen Umwandlungseinrichtung der Figur 2 eines von einer zu prüfenden Fläche reflektierten Lichtstrahles in Koinzidenz mit einer vorgegebenen Bezugsebene; Figur 4 ein Diagramm, in dem die von der fotoelektrischen Umwandlungseinrichtung der Figur 2 erhältliche Ausgangssignalkurve bezüglich der Positionsabweichung einer zu prüfenden Fläche relativ zu einer vorgegebenen Bezugsebene dargestellt ist; Figur 5 eine schematische Darstellung einer elektrischen Schaltung zur Erfassung der Neigung und Position einer zu erfassenden Fläche in der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Erfassungsvorrichtung; Figur 6 eine schematische Darstellung einer elektrischen Schaltung zur Erfassung der Neigung und Position einer zu erfassenden Fläche in einer ERfassungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und Figur 7 eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung zur ERfassung der Neigung und Position einer zu erfassenden Fläche in einer Erfassungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.The invention is based on preferred Examples explained in detail in conjunction with the drawing. They show: FIG. 1 a Sectional view showing the optical arrangement of a detection device according to a Illustrates embodiment of the present invention; Figure 2 is a front view, which schematically shows a photoelectric converting device employed in the detection device Figure 1 is used; FIG. 3 is a schematic view of an incidence area of the photoelectric conversion device of Fig. 2 is one of one to be tested Area of reflected light beam in coincidence with a predetermined reference plane; Figure 4 is a diagram showing the rate of the photoelectric converting device of Figure 2 obtainable output signal curve with respect to the positional deviation of a surface to be tested is shown relative to a predetermined reference plane; figure 5 shows a schematic representation of an electrical circuit for detecting the inclination and position of a surface to be detected in that shown in FIGS. 1 and 2 Embodiment of the detection device; Figure 6 is a schematic representation an electrical circuit for detecting the Inclination and position an area to be detected in a detection device according to another embodiment the invention; and FIG. 7 is a schematic view of an electrical circuit for detecting the inclination and position of a surface to be detected in a detection device according to a further embodiment of the present invention.

In Figur 1 ist eine optische Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.In Figure 1 is an optical device according to an embodiment of the present invention.

Wie man dieser Figur entnehmen kann, umfaßt die Vorrichtung eine Laserquelle 1, die einen Laserstrahl zur Verfügung stellt, der sichtbar oder unsichtbar ist.As can be seen from this figure, the device comprises a laser source 1, which provides a laser beam that is visible or invisible.

Bei dieser Ausführungsform findet beispielsweise ein linear polarisierter Laserstrahl Verwendung. Die Vorrichtung umfaßt desweiteren eine Kollimatorlinse 2 zum Parallelrichten des von der Laserquelle 1 abgegebenen Laserstrahles, einen ersten konischen Spiegel 3 mit einer auf einer Außenfläche desselben ausgebildeten Spiegelfläche und einen zweiten konischen Spiegel 4 mit einer auf einer Innenfläche desselben ausgebildeten Spiegelfläche. Dieser erste und zweite Spiegel wirken zusammen, um den Durchmesser des parallel gerichteten Laserstrahles zu vergrößern und einen Laserstrahl zu definieren, der eine ringförmige oder ringähnliche Querschnittsform besitzt (ein solcher Lichtstrahl mit ringähnlicher Querschnittsform wird hiernach ebenfalls als "ringförmiger Strahl" bezeichnet). Anstelle der Kombination von konischen Spiegeln kann auch ein Prisma o.ä. Verwendung finden.In this embodiment, for example, there is a linearly polarized Laser beam use. The device further includes a collimator lens 2 for parallel alignment of the laser beam emitted by the laser source 1, a first conical mirror 3 having one formed on an outer surface thereof Mirror surface and a second conical mirror 4 with one on an inner surface the same trained mirror surface. These first and second mirrors work together to enlarge the diameter of the parallel laser beam and one Define laser beam that has an annular or ring-like cross-sectional shape (such a light beam with a ring-like cross-sectional shape is hereinafter referred to as also referred to as "annular beam"). Instead of combining conical A prism or similar can also be used for mirroring.

Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Polarisationsstrahlenteiler 5, der in der Lage ist, durch Transmission und Reflektion eine Aufteilung in linear polarisierte Strahlen herbeizuführen, deren Polarisationsebenen senkrecht aufeinander stehen. Der vom zweiten konischen Spiegel 4 reflektierte parallele Laserstrahl mit ringförmiger Querschnittsform verläuft durch den Polarisationsstrahlenteiler 5. Der parallele Laserstrahl, der den Polarisationsstrahlenteiler 5 passiert hat, dringt in eine V4-Platte 6 ein, um den linear polarisierten Laserstrahl in einen kreisförmig polarisierten Laserstrahl umzuwandeln. Der parallele Laserstrahl, der die / /4-Platte 6 passiert hat, wird über eine Sammel-Objektivlinse 7 zusammengeführt und gegen eine zu prüfende Oberfläche gerichtet, die mit 8a bezeichnet ist. Im Zustand der Figur 1 befindet sich die Oberfläche 8a exakt in der Brennpunktsebene der Linse 7, die bei dieser Ausführungsform eine Bezugsebene bildet. Datüberhinaus stellt bei dieser Ausführungsform die zu prüfende Oberfläche 8a die Oberfläche eines Plättchens dar, die als Spiegelfläche angesehen werden kann.The device further comprises a polarization beam splitter 5, which is able to split up linearly through transmission and reflection bring about polarized rays whose planes of polarization are perpendicular to each other stand. The parallel laser beam reflected by the second conical mirror 4 with annular cross-sectional shape runs through the polarization beam splitter 5. The parallel laser beam that has passed the polarization beam splitter 5 penetrates into a V4 plate 6 in order to convert the linearly polarized laser beam into a circular shape convert polarized laser beam. The parallel laser beam that hits the / / 4 plate 6 has happened, is brought together via a collecting objective lens 7 and against directed a surface to be tested, which is denoted by 8a. In the state of In FIG. 1, the surface 8a is located exactly in the focal plane of the lens 7, which in this embodiment forms a reference plane. Databove provides in this embodiment, the surface to be tested 8a is the surface of a plate that can be viewed as a mirror surface.

Die Vorrichtung umfaßt desweiteren ein fotoelektrisches Umwandlungselement 9, das in einer Lage angeordnet ist, in der es einen von dem Polarisationsstrahlenteiler 5 reflektierten Lichtstrahl empfangen kann. In Abhängigkeit vom Lichtempfang gibt das fotoelektrische Umwandlungselement 9 ein elektrisches Signal ab, das der Menge des empfangenen Lichtes entspricht. Figur 2 ist eine Vorderansicht des fotoelektrischen Umwandlungs- elementes 9.The device further includes a photoelectric conversion element 9, which is arranged in a position in which there is one of the polarization beam splitter 5 can receive reflected light beam. Depending on the light reception there the photoelectric conversion element 9 outputs an electric signal corresponding to the crowd of the received light. Figure 2 is a front view of the photoelectric Conversion element 9.

Das fotoelektrische Umwandlungselement 9 besitzt eine Lichtempfangsfläche einer allgemein ringförmigen Gestalt, wie sie beispielsweise in der Vorderansicht der Figur 2 gezeigt ist. Wie ferner in dieser Figur dargestellt ist, ist die Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes 9 konzentrisch so aufgeteilt, daß zwei, ein innerer und ein äußerer, konzentrische Lichtempfangsbereiche gebildet werden. Die Lichtempfangsfläche ist ferner in vier radialen Richtungen so aufgeteilt, daß schließlich acht Lichtempfangsabschnitte Dll-D14 und D21-D24 gebildet werden. Jeder dieser Lichtempfangsbereiche Dll-D24 wird beispielsweise durch eine Si-Fotodiode gebildet und ist unabhängig von den anderen Bereichen betreibbar, so daß ein elektrisches Signal von jedem der Lichtempfangsbereiche Dll-D24 erhältlich ist, und zwar unabhängig voneinander.The photoelectric conversion element 9 has a light receiving surface a generally annular shape, such as that shown in the front view of Figure 2 is shown. Further, as shown in this figure, is the light receiving surface of the photoelectric conversion element 9 divided concentrically so that two, inner and outer concentric light receiving areas are formed. The light receiving surface is further divided into four radial directions so that finally, eight light receiving sections D11-D14 and D21-D24 are formed. Everyone this light receiving area D11-D24 is made up of, for example, a Si photodiode and can be operated independently of the other areas, so that an electrical Signal from each of the light receiving areas Dll-D24 is available independently from each other.

Wenn die zu überprüfende Oberfläche 8a mit der vorgegebenen Bezugsebene zusammenfällt, wie dies im Zustand der Figur 1 der Fall ist, d.h. wenn die zu überprüfende Oberfläche 8a eine Ebene ist, die den Brennpunkt der Linse 7 enthält und senkrecht zur optischen Achse der Linse 7 verläuft, ist der von der Linse 7 austretende parallele Laserstrahl korrekt auf der zu überprüfenden Oberfläche 8a fokussiert. Danach tritt der von der Oberfläche 8a reflektierte Laserstrahl wieder in der entgegengesetzten Richtung in die Abbildungslinse 7 ein, so daß er wiederum in einen parallelen Strahl mit ringförmiger Querschnittsform umgewandelt wird. Der von der Objektivlinse 7 austretende parallele Laserstrahl fällt wieder auf die h/4-Platte 6, durch die er in einen linear polarisierten Strahl umgewandelt wird, der eine Polarisationsebene aufweist, die im Vergleich zu der des linear polarisierten Strahles, der von oben in Figur 1 auf die 3/4-Platte 6 gefallen ist, um 900 gedreht ist.If the surface to be checked 8a with the predetermined reference plane coincides, as is the case in the state of Figure 1, i.e. when the to be checked Surface 8a is a plane containing the focal point of lens 7 and is perpendicular runs to the optical axis of the lens 7, the exiting from the lens 7 is parallel Laser beam correctly focused on the surface to be checked 8a. Then occurs the laser beam reflected from the surface 8a again in the opposite one Direction into the imaging lens 7, so that it turns into a parallel beam is converted with an annular cross-sectional shape. The one from the objective lens 7 exiting parallel laser beam falls again on the h / 4 plate 6, through which it in a linearly polarized beam is converted to the one Has polarization plane which, compared to that of the linearly polarized beam, which fell from above in FIG. 1 onto the 3/4 plate 6 has been rotated by 900.

Daher wird der von der //4-Platte 6 nach oben austretende linear polarisierte Strahl von der Lichtteilerfläche des Polarisationsstrahlenteilers 5 reflektiert, so daß er nach rechts in Richtung auf die Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes 9 geführt wird. Folglich fällt der von der zu überprüfenden Oberfläche 8a reflektierte Laserstrahl, der eine ringförmige Querschnittsform besitzt, auf die Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes 9.Therefore, the one exiting upward from the // 4 plate 6 becomes linearly polarized Beam reflected from the light splitter surface of the polarization beam splitter 5, so that he is to the right towards the light receiving surface of the photoelectric Conversion element 9 is performed. As a result, the one to be checked falls Surface 8a reflected laser beam, which has an annular cross-sectional shape, onto the light receiving surface of the photoelectric conversion element 9.

Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die kreisförmige Grenze, die konzentrisch die Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes 9 in die äußeren Lichtempfangsbereiche Dll-D14 und die inneren Lichtempfangsbereiche D21-D24 unterteilt, so festgelegt, daß der von der Plättchenoberfläche reflektierte ringförmige Laserstrahl - wenn die Oberfläche mit der vorgegebenen Bezugsebene zusammenfällt- auf einen ringförmigen Bereich LB (siehe Figur 3) der Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes 9 trifft, der sich auf gegenüberliegenden Seiten der kreisförmigen Grenze befindet, die zwischen den äußeren und inneren Lichtempfangsbereichen Dll-D14 und D21-D24 ausgebildet ist. Genauer gesagt, die kreisförmige Grenze ist so festgelegt, daß bei einem Auftreffen der von der Plättchenoberfläche - wenn diese mit der vorgegebenen Bezugsebene zusammenfällt - reflektierten Laserstrahlen auf die Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes 9 das Ausgangssignal eines jeden äußeren Lichtempfangsbereiches Dll-D14 im wesentlichen dem Ausgangssignal des dazu passenden (radial zugehörigen) Bereiches der inneren Lichtempfangsbereiche D21-D24 entspricht.In this embodiment of the present invention, the one is circular Boundary concentrically forming the light receiving surface of the photoelectric conversion element 9 into the outer light receiving areas D11-D14 and the inner light receiving areas D21-D24 subdivided so that it is reflected from the wafer surface ring-shaped laser beam - when the surface coincides with the specified reference plane - on an annular area LB (see Figure 3) of the light receiving surface of the photoelectric Conversion element 9 meets, which is on opposite sides of the circular Boundary is located between the outer and inner light receiving areas Dll-D14 and D21-D24 is formed. More precisely, the circular border is determined so that when the from the platelet surface hits - if this with the specified Reference plane coincides - reflected laser beams on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 9, the output of each outer Light receiving area Dll-D14 essentially the output signal of the matching (Radially associated) area of the inner light receiving areas D21-D24 corresponds.

Wenn die zu überprüfende Oberfläche relativ zur Bezugsebene geneigt ist, wie dies durch die gestrichelte Linie 8b in Figur 1 dargestellt ist, wird der von der Sammellinse 7 zusammengeführte Laserstrahl durch die geneigte Oberfläche 8b in geneigter Weise reflektiert, wie dies durch die gestrichelten Linien in Figur 1 dargestellt ist (die gestrichelten Linien zeigen den Verlauf der Mittelstrahlen des von der geneigten Oberfläche 8b reflektierten Laserstrahles). Mit anderen Worten, der von der geneigten Oberfläche 8b reflektierte Laserstrahl dringt durch die Sammellinse 7 und die 3/4-Platte 6 und wird von der Lichtteilerfläche des Polarisisationsstrahlenteilers 5 reflektiert und trifft schließlich auf das fotoelektrische Umwandlungselement 9. Die Einfallsposition des ringförmigen Laserstrahles auf dem fotoelektrischen Umwandlungselement 9, d.h. der Abschnitt der Oberfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes 9, der von dem ringförmigen Laserstrahl angestrahlt wird, ist jedoch relativ zu der ringförmigen Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes 9 exzentrisch. Wenn beispielsweise der angestrahlte Bereich auf dem fotoelektrischen Umwandlungselement 9, der von dem auftreffenden ringförmigen Laserstrahl definiert wird, relativ zu der ringförmigen Lichtempfangsfläche abweicht, und zwar aufgrund der Neigung der zu überprüfenden Oberfläche in einer Richtung vom Lichtempfangsbereich D21 zum Lichtempfangsbereich D23, nimmt die von jedem der Lichtempfangsbereiche D13 und D21 empfangene Lichtmenge zu, während die von jedem der Lichtempfangsbereiche D23 und Dll empfangene Lichtmenge abnimmt. Von den verbleibenden Lichtempfangsbereichen weisen die Lichtempfangsbereiche D12 und D14 im wesentlichen die gleichen Ausgangssignalveränderungen auf. Auch die Lichtempfangsbereiche D22 und D24 weisen im wesentlichen die gleichen Ausgangssignaländerungen auf. Wenn andererseits der angestrahlte Bereich des fotoelektrischen Umwandlungselementes 9, der von dem auftreffenden ringförmigen Laserstrahl definiert wird, aufgrund der Neigung der Oberfläche in einer Richtung von links nach rechts in Figur 2 abweicht, nimmt die von jedem der Lichtempfangsbereiche Dll, D12, D23 und D24 empfangene Lichtmenge zu, während die von jedem der verbleibenden Lichtempfangsbereiche D21, D22, D13 und D14 empfangene Lichtmenge abnimmt.When the surface to be checked is inclined relative to the reference plane is, as shown by the dashed line 8b in Figure 1, the from the converging lens 7 merged laser beam through the inclined surface 8b reflected in an inclined manner, as indicated by the dashed lines in Figure 1 is shown (the dashed lines show the course of the central rays of the laser beam reflected from the inclined surface 8b). In other words, the laser beam reflected from the inclined surface 8b passes through the converging lens 7 and the 3/4 plate 6 and is supported by the light splitting surface of the polarizing beam splitter 5 reflects and finally hits the photoelectric conversion element 9. The position of incidence of the ring-shaped laser beam on the photoelectric Conversion element 9, i.e., the portion of the surface of the photoelectric conversion element However, 9 irradiated by the ring-shaped laser beam is relative to the ring-shaped light receiving surface of the photoelectric conversion element 9 eccentric. For example, if the illuminated area on the photoelectric Conversion element 9 defined by the incident annular laser beam is deviated relative to the annular light receiving surface, namely due to the inclination of the surface to be inspected in a direction from the light receiving area D21 to the light receiving area D23, takes that from each of the light receiving areas D13 and D21 amount of light received, while the from each of the Light receiving areas D23 and Dll, the amount of light received decreases. Of the remaining Light receiving areas essentially include light receiving areas D12 and D14 the same output signal changes. The light receiving areas D22 and D24 have essentially the same output changes. If on the other hand the irradiated area of the photoelectric conversion element 9, which is of the impinging ring-shaped laser beam is defined due to the inclination of the Surface deviates in a direction from left to right in Figure 2, the amount of light received by each of the light receiving areas Dll, D12, D23 and D24 to, while those of each of the remaining light receiving areas D21, D22, D13 and D14 decreases the amount of light received.

Aus vorstehendem geht hervor, daß die Vielzahl der Lichtempfangsbereiche Dll-D24 ein variables Ausgangssignalschema erzeugt, das in Abhängigkeit von der Exzentrizität des Einfallsbereiches des von der zu überprüfenden Oberfläche reflektierten Laserstrahles auf das fotoelektrische Umwandlungselement 9 variiert.From the above, it can be seen that the plurality of light receiving areas Dll-D24 generates a variable output signal scheme that depends on the Eccentricity of the area of incidence of the reflected from the surface to be checked Laser beam on the photoelectric conversion element 9 varies.

Es folgt somit, daß die Richtung der Exzentrizität und damit die Neigungsrichtung der zu überprüfenden Oberfläche auf der Basis der Ausgangssignale der Lichtempfangsbereiche Dll-D24 erfaßt werden kann. Auch kann der Grad oder die Größe der Neigung aus dem Grad der Exzentrizität, d.h. aus dem Unterschied der Lichtmenge, die von den Lichtempfangsbereichen Dll-D24 erfaßt wird, ermittelt werden.It thus follows that the direction of eccentricity and thus the direction of inclination the surface to be inspected on the basis of the output signals of the light receiving areas Dll-D24 can be detected. Also the degree or the size of the inclination from the Degree of eccentricity, i.e., the difference in the amount of light emitted from the light receiving areas Dll-D24 is detected, can be determined.

Während bei dieser Ausführungsform die ringförmige Lichtempfangsfläche des fotoelektrsichen Umwandlungselementes 9 in Radialrichtung in vier Bereiche unterteilt ist, kann die Anzahl der radial unterteilten Lichtempfangsbereiche je nach der erforderlichen Genauigkeit auch verändert werden.While in this embodiment the annular light receiving surface of the photoelectric conversion element 9 is divided into four areas in the radial direction the number of radially divided light receiving areas may vary depending on the required Accuracy can also be changed.

Es wird nunmehr in Verbindung mit Figur 1 beschrieben, wie die Lage einer Fläche relativ zu einer Bezugsebene erfaßt wird.It will now be described in connection with Figure 1 how the situation a surface is detected relative to a reference plane.

Wenn die in Figur 1 dargestellte Oberfläche 8a von der vorgegebenen Bezugsebene abweicht, so daß die Strecke zwischen der Oberfläche 8a und der Objektivlinse 7 von einem vorgegebenen Wert abweicht, und wenn beispielsweise die Oberfläche 8a unter dem Brennpunkt der Sammellinse 7 liegt, wie in Figur 1 gezeigt, werden die Mittelstrahlen des von der Oberfläche 8a reflektierten ringförmigen Laserstrahles von der Lichtteilerfläche des Polarisationsstrahlenteilers 5 konvergierend reflektiert, so daß sie in einem konvergenten Zustand auf das fotoelektrische Umwandlungselement 9 treffen. Als Folge davon wird die Summe der Ausgangssignale der äußeren Lichtempfangsbereiche Dll-D14 geringer als die Summe der Ausgangssignale der inneren Lichtempfangsbereiche D21-D24. Wenn andererseits sich die Oberfläche 8a über dem Brennpunkt der Linse 7 in Figur 1 befindet, werden die Mittelstrahlen des von der Oberfläche 8a reflektierten ringförmigen Laserstrahles von der Lichtteilerfläche des Polarisationsstrahlenteilers 5 divergierend reflektiert, so daß sie in einem divergierenden Zustand auf das fotoelektrische Umwandlungselement 9 treffen. Folglich wird die Summe der Ausgangssignale der äußeren Lichtempfangsbereiche Dll-D14 größer als die Summe der Ausgangs- signale der inneren Lichtempfangsbereiche D21-D24. Je nach der Lage des Brennpunktes der Objektivlinse 7 relativ zur Oberfläche 8a treten daher drei Arten von Ausgangssignalschemata auf, nämlich ein Schema, bei dem die äußeren Lichtempfangsbereiche erhöhte Ausgangssignale erzeugen, ein Schema, bei dem die inneren Lichtempfangsbereiche erhöhte Ausgangssignale erzeugen, und ein Schema, bei dem die Ausgangssignale der inneren und äußeren Lichtempfangsbereiche ausgeglichen sind.If the surface 8a shown in FIG. 1 differs from the predetermined Reference plane deviates, so that the distance between the surface 8a and the objective lens 7 deviates from a predetermined value, and if, for example, the surface 8a is below the focal point of the converging lens 7, as shown in Figure 1, the Central rays of the ring-shaped laser beam reflected from the surface 8a reflected convergently by the light splitter surface of the polarization beam splitter 5, so that they are in a convergent state on the photoelectric conversion element 9 meet. As a result, it becomes the sum of the outputs from the outer light receiving areas Dll-D14 is less than the sum of the output signals of the inner light receiving areas D21-D24. On the other hand, when the surface 8a is above the focal point of the lens 7 is located in Figure 1, the central rays of the reflected from the surface 8a annular laser beam from the light splitter surface of the polarization beam splitter 5 reflected divergently so that they are in a divergent state on the photoelectric Conversion element 9 meet. Consequently, the sum of the output signals becomes the outer Light receiving areas Dll-D14 larger than the sum of the output signals of the inner light receiving areas D21-D24. Depending on the location of the focal point of the Objective lens 7 relative to surface 8a therefore occurs three types of output signal schemes on, namely a scheme in which the outer light receiving areas increased output signals generate a scheme in which the inner light receiving areas increased output signals generate, and a scheme in which the outputs of the inner and outer light receiving areas are balanced.

Somit kann die Lage der Oberfläche 8a in einer Richtung der optischen Achse der Objektivlinse 7 auf der Basis der Ausgangssignale der Lichtempfangsbereiche Dll-D24 ermittelt werden.Thus, the position of the surface 8a in a direction of the optical Axis of the objective lens 7 based on the output signals of the light receiving areas Dll-D24 can be determined.

Figur 3 zeigt experimentelle Ergebnisse in bezug auf die Beziehung zwischen der Positionsabweichung der Oberfläche 8a vom Brennpunkt der Objektivlinse 7 und einem Signal, das die Lage des Brennpunktes der Objektivlinse 7 relativ zur Oberfläche 8a verkörpert. Wie aus dieser Figur hervorgeht, wird über einen breiten Bereich einer Positionsabweichung eine imYesentlichen lineare Beziehung erhalten. Das System kann daher in wirksamer Weise zur genauen Erfassung der Lage der Oberfläche relativ zu einer vorgegebenen Bezugsebene eingesetzt werden.Figure 3 shows experimental results on the relationship between the positional deviation of the surface 8a from the focal point of the objective lens 7 and a signal that the position of the focal point of the objective lens 7 relative to Embodied surface 8a. As can be seen from this figure, is about a broad A substantially linear relationship can be obtained in the area of a positional deviation. The system can therefore be used in an effective manner to accurately detect the location of the surface can be used relative to a given reference plane.

Es versteht sich, daß das Ausgangssignalschema infolge einer Neigung der zu überprüfenden Fläche und das Ausgangssignalschema in-folge irgendeiner Positionsabweichung der gleichen Fläche relativ zum Brennpunkt der Objektivlinse klar voneinander verschieden sind.It will be understood that the output signal scheme is due to a slope the area to be checked and the output signal scheme as a result of any positional deviation of the same area relative to the focal point of the objective lens are clearly different from each other are.

Daher können die durch die Neigung und die Positionsabweichung verursachten Ausgangskomponenten selbst bei gleichzeitiger Erzeugung klar voneinander getrennt werden. Selbst wenn daher die zu überprüfende Oberfläche relativ zur Bezugsebene geneigt ist und zur gleichen Zeit die Oberfläche von der Bezugsebene abweicht, kann sowohl die Neigung als auch die Positionsabweichung in ausgeprägter Waise erfaßt werden.Therefore, those caused by the inclination and the positional deviation can occur The starting components are clearly separated from one another, even if they are generated at the same time will. Even if the surface to be checked is therefore inclined relative to the reference plane is and at the same time the surface deviates from the reference plane, can both the inclination as well as the positional deviation can be detected in a pronounced orphan.

Aufgrund der Ergebnisse dieses Erfassungsvorganges wird der Gegenstand, wie beispielsweise das mit der zu überprüfenden Oberfläche versehene Plättchen, so bewegt, daß die Neigung der Oberfläche relativ zur Bezugsebene und die Positionsabweichungen von der Bezugsebene beseitigt werden. Hierbei wird die Positionierung der Oberfläche in Richtung der optischen Achse der Linse 7 und die Positionierung der Oberfläche in Horizontalrichtung automatisch durchgeführt. Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann eine solche Positionseinstellung der Oberfläche mit Hilfe irgendeines geeigneten Antriebsmechanismus zum Antrieb eines Trägerelementes, auf dem der Gegenstand angeordnet ist, der die zu überprüfende Oberfläche aufweist, verwirklicht werden.Based on the results of this acquisition process, the object such as the plate provided with the surface to be checked, moved so that the inclination of the surface relative to the reference plane and the positional deviations removed from the reference plane. This is the positioning of the surface in the direction of the optical axis of the lens 7 and the positioning of the surface carried out automatically in the horizontal direction. Although not in the drawing is shown, such a position adjustment of the surface with the help any suitable drive mechanism for driving a carrier element on which the object is arranged, which has the surface to be checked, be realized.

Figur 5 ist eine schematische Ansicht eines elektrischen Schaltungssystems zur Weiterverarbeitung der Ausgangssignale der Lichtempfangsbereiche Dll-D24 zur Erfassung der Neigung und Position der zu überprüfenden Fläche.Figure 5 is a schematic view of an electrical circuit system for further processing of the output signals of the light receiving areas Dll-D24 for Detection of the inclination and position of the surface to be checked.

Wie in dieser Figur gezeigt ist, umfaßt das System vier Subtrahierglieder 10a - 10d, von denen jedes an einen zugehörigen inneren und äußeren LIchtempfangsabschnitt der vier Paare der radial aufeinander abgestimmten Lichtempfangsabschnitte Dll und D21, D12 und D22, D13 und D23 und D14 und D24 angeschlossen ist, um den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der radial zusammenpassenden Lichtempfangsbereiche zu erfassen. Die Subtrahierglieder 10a - 10d erzeugen Ausgangssignale C4, C1, C2 und C3, die jeweils den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen der inneren und äußeren Lichtempfangsbereiche eines zugehörigen Paares der vier Paare dieser Bereiche repräsentieren. Die Ausgangssignale der Subtrahierglieder 10a - 10d werden an eine Exzentrizitätsberechnungseinheit 11 angelegt. Mit dieser Exzentrizitätsberechnungseinheit 11 werden die Richtung und das Ausmaß der Exzentrizität des Einfallbereiches des von der zu überprüfenden Oberfläche reflektierten ringförmigen Laserstrahles auf die ringförmige Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes 9 (Figur 1) berechnet. Ein Ausgangssignal der Exzentrizitätsberechnungseinheit 11, das die Ergebnisse der Berechnung verkörpert, wird zu einer Neigungserfassungseinheit 12 geführt, mittels der die Neigung der Oberfläche relativ zur Bezugsebene erfaßt wird. Die entsprechenden Rechenvorgänge der Exzentrizitätsberechnungseinheit 11 und der Neigungserfassungseinheit 12 werden mit Hilfe von entsprechenden vorprogrammierten Algorithmen durchgeführt.As shown in this figure, the system comprises four subtractors 10a-10d, each of which is connected to an associated inner and outer light receiving section of the four pairs of the radially coordinated light receiving sections Dll and D21, D12 and D22, D13 and D23 and D14 and D24 connected to the difference between the output signals of the radially matching light receiving areas capture. The subtracters 10a-10d generate output signals C4, C1, C2 and C3, each showing the difference between the output signals of the inner and outer light receiving areas of an associated pair of the four pairs of these areas represent. The output signals of the subtracters 10a-10d are sent to a Eccentricity calculation unit 11 is applied. With this eccentricity calculation unit 11, the direction and the amount of eccentricity of the incidence area of the the ring-shaped laser beam reflected from the surface to be checked the ring-shaped light receiving surface of the photoelectric conversion element 9 (Figure 1) calculated. An output of the eccentricity calculating unit 11, which embodies the results of the calculation becomes an inclination detection unit 12 out, by means of which the inclination of the surface is detected relative to the reference plane will. The corresponding calculation processes of the eccentricity calculation unit 11 and the inclination detection unit 12 are preprogrammed with the aid of appropriate Algorithms carried out.

Das System umfaßt ferner zwei Addierglieder 10e und 10f.The system also includes two adders 10e and 10f.

Das Addierglied 10e ist an die vier äußeren Lichtempfangsbereiche Dll - D14 angeschloseen, während das Addierglied 10f an die vier inneren Lichtempfangsbereiche D21 - D24 angeschlossen ist. Die Ausgangssignale der Addierglieder l0e und 10f werden einem Differentialverstärker 13 zugeführt, der die Summe der Ausgangssignale der äußeren Lichtempfangsbereiche Dll - D14 mit der Summe der Ausgangssignale der inneren Lichtempfangsbereiche D21 - D24 vergleicht. Die auf diese Weise erfaßte Differenz zwischen der Summe der Ausgangssignale der äußeren Lichtempfangsbereiche und der Summe der Ausgangssignale der inneren Lichtempfangsbereiche wird in eine Positionserfassungseinheit 14 eingegeben, die die Position der zu überprüfenden Oberfläche relativ zur Bezugsebene in Richtung der optischen Achse der Linse 7 (Figur 1) in der vorstehend beschriebenen Weise erfaßt.The adder 10e is connected to the four outer light receiving areas Dll - D14 connected, while the adder 10f to the four inner light receiving areas D21 - D24 is connected. The outputs of the adders are l0e and 10f fed to a differential amplifier 13, which is the sum of the output signals of the outer light receiving areas Dll - D14 with the sum of the output signals of the inner Light receiving areas D21 - D24 compares. The on this way detected difference between the sum of the output signals of the outer light receiving areas and the sum of the outputs of the inner light receiving areas is converted into a Position detection unit 14 entered, the position of the to be checked Surface relative to the reference plane in the direction of the optical axis of the lens 7 (Fig 1) detected in the manner described above.

Ein von der Neigungserfassungseinheit 12 erzeugtes Neigungssignal Co, das die Neigung der Oberfläche relativ zur Bezugsebene verkörpert, und ein von der Positionserfassungseinheit 14 erzeugtes Positionssignal Fo, das die Position der zu überprüfenden Oberfläche relativ zur Bezugsebene verkörpert, werden einer Verarbeitungseinheit 15 zugeführt. In Abhängigkeit von dem zugeführten Neigungssignal Co und/oder Positionssignal Fo gibt die Verarbeitungseinheit 15 ein geeignetes Signal an eine Informationsanzeigeeinheit, beispielsweise ein Display, oder an die Antriebseinrichtung ab, die mit dem Träger für den Gegenstand in Verbindung steht, der die zu überprüfende Oberfläche aufweist, so daß die Lageinformation angezeigt und/oder die entsprechende Lagebeziehung korrigiert wird.An inclination signal generated by the inclination detection unit 12 Co, representing the slope of the surface relative to the reference plane, and one of the position detection unit 14 generated position signal Fo that the position embodied in the surface to be checked relative to the reference plane, become a Processing unit 15 supplied. Depending on the inclination signal supplied Co and / or position signal Fo, the processing unit 15 emits a suitable signal to an information display unit, for example a display, or to the drive device from who is in connection with the carrier for the item that is to be checked Has surface, so that the location information is displayed and / or the corresponding Positional relationship is corrected.

Obwohl bei dieser Ausführungsform ein Polarisationsstrahlenteiler, wie bei 5 gezeigt, verwendet wird, um den von der zu überprüfenden Oberfläche reflektierten Laserstrahl von dem auf die gleiche Oberfläche auftreffenden Laserstrahl zu trennen, kann dieser Strahlenteiler auch durch einen Strahlenteiler vom Amplitudenteilungstyp ersetzt werden. In einem solchen Fall kann die 3/4-Platte 6 entfallen. Darüberhinaus kann das fotoelektrische Umwandlungselement 9 durch Reihen von Fotosensoren ersetzt werden, die radial angeordnet sind, um die Expansion, Kontraktion und Exzentrizität eines ringförmigen angestrahlten Bereiches zu erfassen, auf den der von der zu überprüfenden Oberfläche reflektierte Laserstrahl trifft. Es kann ferner auch ein Bereichssensor, wie beispielsweise eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, verwendet werden, um den Durchmesser und die Exzentrizität des auftreffenden ringförmigen Laserstrahles zu erfassen.Although in this embodiment a polarization beam splitter, as shown at 5, is used to measure the amount reflected from the surface to be inspected To separate the laser beam from the laser beam striking the same surface, This beam splitter can also be formed by an amplitude splitting type beam splitter be replaced. In such a case, the 3/4 plate 6 can be omitted. Furthermore can convert the photoelectric conversion element 9 by rows of Photo sensors be replaced, which are arranged radially to the expansion, contraction and eccentricity of a ring-shaped irradiated area to be detected by the to be checked Surface reflected laser beam hits. A range sensor can also be used such as a solid state imaging device, can be used to the diameter and the eccentricity of the incident ring-shaped laser beam capture.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit Figur 6 beschrieben. Diese Ausführungsform stellt eine Modifikation der in Verbindung mit den Figuren 1 - 5 beschriebenen ersten Ausführungsform dar, und zwar insofern, daß die Subtrahierglieder 10a - l0d (Figur 5) jeweils durch Addierglieder 10a' - 10d' ersetzt sind und daß die Abmessung der ringförmigen Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes, wie bei 9 in Figur 1 gezeigt, und/oder der Querschnittsdurchmesser des ringförmigen Laserstrahles, der mit Hilfe der Kombination der konischen Spiegel 3 und 4 in Figur 1 erzeugt wurde, so ausgewählt sind, daß der von der zu überprüfenden Oberfläche reflektierte ringförmige Laserstrahl, wenn die Oberfläche mit der Bezugsebene zusammenfällt, auf im wesentlichen den gesamten Bereich der ringförmigen Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes trifft und in diesen Bereich fällt. Abgesehen von diesen Punkten entspricht der Aufbau der vorliegenden Ausführungsform im wesentlichen dem der ersten Ausführungsform. Daher wird auf eine detaillierte Beschreibung von entsprechenden Teilen der vorliegenden Ausführungsform zur Vereinfachung der Erläuterung verzichtet. Entsprechende Teile, die entsprechende Funktionen besitzen, wie die der ersten Ausführungsform, weisen gleiche Bezugsziffern auf.Another embodiment of the invention will now be discussed in conjunction described with FIG. 6. This embodiment represents a modification of the related the first embodiment described with FIGS. 1 - 5, to the extent that that the subtracting elements 10a - l0d (Figure 5) are each replaced by adding elements 10a '- 10d 'are replaced and that the size of the annular light receiving surface of the photoelectric conversion element, as shown at 9 in Figure 1, and / or the Cross-sectional diameter of the ring-shaped laser beam, which with the help of the combination the conical mirrors 3 and 4 in Figure 1 are selected so that the ring-shaped laser beam reflected from the surface to be checked, if the surface coincides with the reference plane over substantially the whole Area of the ring-shaped light receiving surface of the photoelectric conversion element meets and falls into this area. Apart from these points, the Structure of the present embodiment is essentially that of the first embodiment. Therefore, a detailed description of corresponding parts of the present is referred to Embodiment omitted to simplify the explanation. Corresponding parts, the corresponding Have functions like those of the first embodiment, have the same reference numbers.

Bei der Ausführungsform der Figur 6 ist jedes der Addierglieder 10a' - 10d' an zwei äußere und innere Lichtempfangsbereiche eines zugehörigen Paares der vier Paare der radial angepaßten Lichtempfangsbereiche Dll und D21, D12 und D22, D13 und D23 und D14 und D24 angeschlossen. Bei dieser Anordnung werden die Ausgangssignale der radial angepaßten Fotosensoren Dll und D21 durch das Addierglied 10b' addiert. Die Ausgangssignale der radial angepaßten Fotosensoren D12 und D22 werden durch das Addierglied 10c' addiert. Die Ausgangssignale der radial angepaßten Fotosensoren D13 und D23 werden durch das Addierglied 10d' addiert und die Ausgangssignale der radial angepaßten Fotosensoren D14 und D24 werden durch das Addierglied 10a' addiert. Die von den vier Addiergliedern 10a' - 10d' erzeugten Ausgangssignale C4, C1, C2 und C3 werden der Exzentrizitätsberechnungseinheit 11 zugeführt. Wenn die zu überprüfende Oberfläche relativ zur Bezugsebene geneigt ist, wird der Mittelpunkt des auf das fotoelektrische Umwandlungselement 9 treffenden ringförmigen Laserstrahles in bezug auf die ringförmige Lichtempfangsfläche, die sich aus den Lichtempfangsbereichen Dll - D24 zusammensetzt, exzentrisch, und zwar in Abhängigkeit vom Grad und der Richtung der Neigung der überprüften Oberfläche. Ein solches exzentrisches Auftreffen des ringförmigen Laserstrahles auf die Lichtempfangsbereiche Dll- D24 bewirkt Unterschiede in den Ausgangssignalen C4, C1, C2 und C3 von den Addiergliedern 10a' - 10d'. Da die Veränderungen in den Ausgangssignalen C4 - C3 der Addierglieder l0a' - l0d' zur Richtung und zum Grad der Exzentrizität des ringförmigen Laserstrahles, der auf das fotoelektrische Umwandlungselement 9 auftrifft, korreliert sind, erfaßt die Exzentrizitätsberechnungseinheit 11 über Rechenvorgänge die Richtung und den Grad der Exzentrizität auf der Basis der Ausgangssignale C4 - C3, die von den Addiergliedern 10a' - 10d' zugeführt werden. Die Ausgangssignale der Exzentrizitätsberechnungseinheit 11, die die Richtung und den Grad der Exzentrizität verkörpern, werden an eine Neigungserfassungseinheit 12 angelegt, über die die Richtung und der Grad der Neigung der zu überprüfenden Oberfläche in der gleichen Weise ermittelt werden, wie dies bei der ersten Ausführungsform der Fall ist.In the embodiment of FIG. 6, each of the adder elements 10a ' - 10d 'to two outer and inner light receiving areas of an associated pair of the four pairs of the radially matched light receiving areas Dll and D21, D12 and D22, D13 and D23 and D14 and D24 connected. With this arrangement, the Output signals of the radially matched photosensors Dll and D21 through the adder 10b 'added. The output signals of the radially matched photo sensors D12 and D22 are added by the adder 10c '. The output signals of the radially adjusted Photo sensors D13 and D23 are added by the adder 10d 'and the output signals of the radially matched photosensors D14 and D24 are through the adder 10a ' added up. The output signals C4, generated by the four adders 10a'-10d ', C1, C2 and C3 are fed to the eccentricity calculating unit 11. If the The surface to be checked is inclined relative to the reference plane, becomes the center point of the ring-shaped laser beam incident on the photoelectric conversion element 9 with respect to the ring-shaped light-receiving surface, consisting of the light-receiving areas Dll - D24 composed, eccentric, depending on the degree and the Direction of inclination of the surface being checked. Such an eccentric encounter of the ring-shaped laser beam on the light receiving areas Dll-D24 causes differences in the output signals C4, C1, C2 and C3 from the adders 10a'-10d '. There the changes in the output signals C4 - C3 of the adders l0a '- l0d' the direction and degree of eccentricity of the annular laser beam, which on the photoelectric conversion element 9 is incident, correlates are, the eccentricity calculating unit 11 detects the direction through arithmetic operations and the degree of eccentricity based on the output signals C4 - C3 obtained from the adders 10a'-10d 'are supplied. The output signals of the eccentricity calculation unit 11, which embody the direction and degree of eccentricity, are sent to an inclination detection unit 12 laid out over which the direction and the degree of inclination of the to be checked Surface can be determined in the same way as in the first embodiment the case is.

Auch jede Positionsabweichung der zu überprüfenden Oberfläche relativ zur Bezugsebene in Richtung der optischen Achse der Linse 7 (s. Figur 1) wird von der Positionserfassungseinheit 14 in der gleichen Weise erfaßt wie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben.Any positional deviation of the surface to be checked is also relative to the reference plane in the direction of the optical axis of the lens 7 (see FIG. 1) is from the position detecting unit 14 is detected in the same manner as in connection with the first embodiment.

In Verbindung mit Figur 7 wird nunmehr eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.In conjunction with FIG. 7, there is now a further embodiment of the present invention explained.

Gemäß dieser Ausführungsform besitzt ein fotoelektrisches Umwandlungselement zum Empfang eines von der zu erfassenden Fläche reflektierten LIchtstrahles eine kreisförmige, d.h. keine ringförmige, Lichtempfangsfläche, die konzentrisch und radial unterteilt ist, wie in Figur 7 gezeigt, so daß vier bogenförmige Lichtempfangsbereiche Dll - D14 und vier fächerförmige Lichtempfangsbereiche D21 - D24 gebildet werden, von denen jeder aus einer Si-Fotodiode besteht. Auch bei dieser Ausführungsform trifft ein von der zu überprüfenden Oberfläche reflektierter ringförmiger Laserstrahl, wenn die Oberfläche mit der Bezugsebene zusammenfällt, auf im wesentlichen den gesamten Bereich der Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes, der zwischen dessen Außenumfang und einer kreisförmigen Grenzlinie zwischen den äußeren LIchtempfangsbereichen Dll - D14 und den inneren Lichtempfangsbereichen D21 - D24 gebildet wird.According to this embodiment, has a photoelectric conversion element to receive a light beam reflected from the surface to be detected circular, i.e. not an annular, light-receiving surface that is concentric and is radially divided as shown in Figure 7 so that four arcuate light receiving areas Dll - D14 and four fan-shaped light receiving areas D21 - D24 are formed, each of which consists of a Si photodiode. Also at this Embodiment meets an annular reflected from the surface to be checked Laser beam when the surface coincides with the reference plane on essentially the entire area of the light receiving surface of the photoelectric conversion element, between its outer circumference and a circular border line between the outer light receiving areas D11 - D14 and the inner light receiving areas D21 - D24 is formed.

Zur Erfassung der Neigung besitzt die Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform vier Addierglieder 20a, 20b, 20e und 20f, von denen jedes an zwei Lichtempfangsbereiche, einen äußeren und einen inneren, eines zugehörigen Paares der vier Paare der radial angepaßten Lichtempfangsbereiche Dli und D21, D12 und D22, D13 und D23 und D14 und D24 angeschlossen ist. Zur Erfassung der Lage der zu überprüfenden Oberfläche relativ zur Bezugsebene sind zwei zusätzliche Addierglieder 20c und 20d vorgesehen. Das Addierglied 20c ist an die vier äußeren Lichtempfangsbereiche Dll - D14 angeschlossen, während das Addierglied 20d an die vier inneren Lichtempfangsbereiche D21 - D24 angeschlossen ist. Sämtliche Addierglieder 20a - 20f sind an eine gemeinsame Positions- und Neigungserfassungseinheit 26 angeschlossen.To detect the inclination, the device has the present Embodiment four adders 20a, 20b, 20e and 20f, each of which is connected to two Light receiving areas, one outer and one inner, of an associated pair of the four pairs of the radially matched light receiving areas Dli and D21, D12 and D22, D13 and D23 and D14 and D24 is connected. To capture the location of the to Checking surface relative to the reference plane are two additional adders 20c and 20d provided. The adder 20c is connected to the four outer light receiving areas Dll - D14 are connected, while the adder 20d is connected to the four inner light receiving areas D21 - D24 is connected. All of the adders 20a-20f are connected to a common Position and inclination detection unit 26 connected.

Im Betrieb bewirkt jedwede Exzentrizität des auf das fotoelektrische Umwandlungselement, das die Lichtempfangsbereiche Dll - D24 aufweist, treffenden ringförmigen Laserstrahles aufgrund irgendeiner Neigung der Oberfläche relativ zur Bezugsebene eine Differenz in den Ausgangssignalen der Addierglieder 20a, 20b, 20e und 20f, wie dies bei der Ausführungsform der'Figur 6 der Fall ist.In operation, any eccentricity affects the photoelectric Conversion element having the light receiving areas Dll - D24, hit annular laser beam due to any inclination of the surface relative to the Reference plane a difference in the output signals of the adders 20a, 20b, 20e and 20f, as is the case with the embodiment of FIG. 6.

Somit wird die Neigung der Oberfläche relativ zur Bezugs- ebene durch die Einheit 26 in der gleichen Weise erfaßt, wie dies in Verbindung mit der Ausführungsform der Figur 6 beschrieben wurde. Andererseits bewirkt jedwede Positionsabweichung der zu überprüfenden Oberfläche relativ zur Bezugsebene in Richtung der optischen Achse der Linse 7 (s. Figur 1) eine Expansion oder Kontraktion des ringförmigen Laserstrahles, der auf das mit den Lichtempfangsbereichen Dll - D24 versehene fotoelektrische Umwandlungselement trifft. Eine solche Anderung des Durchmessers des ringförmigen Laserstrahles kann als Anderung im Ausgangssignal des Addiergliedes 20c und/oder 20d beobachtet werden. Somit werden die Richtung und das Ausmaß der Positionsabweichung der zu überprüfenden Oberfläche relativ zur Bezugsebene mittels der Positions-und Neigungserfassungseinheit 26 in der gleichen Weise erfaßt, wie in Verbindung mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erläutert wurde.Thus, the inclination of the surface relative to the reference level detected by the unit 26 in the same way as this in connection with the Embodiment of Figure 6 has been described. On the other hand, it causes any positional deviation of the surface to be checked relative to the reference plane in the direction of the optical Axis of the lens 7 (see Figure 1) an expansion or contraction of the annular Laser beam, which is provided with the light receiving areas Dll - D24 photoelectric Conversion element meets. Such a change in the diameter of the annular Laser beam can be used as a change in the output signal of the adder 20c and / or 20d can be observed. Thus, the direction and amount of positional deviation become of the surface to be checked relative to the reference plane by means of the position and Inclination detection unit 26 detected in the same manner as in connection with the embodiment described above has been explained.

Da der verbleibende Teil dieser Ausführungsform im wesentlichen dem der Ausführungsform der Figur 6 entspricht, wird aus Gründen einer Vereinfachung der ErLäuterung auf eine weitere Beschreibung dieses Teils verzichtet.Since the remainder of this embodiment is essentially the corresponds to the embodiment of FIG. 6, for the sake of simplicity The explanation has dispensed with a further description of this part.

Der bei dieser Ausführungsform zur Oberprüfung der Oberfläche eines Gegenstandes, beispielsweise eines Plättchens, verwendete ringförmige Strahl kann durch einen punktförmigen Strahl ersetzt werden, der eine kreisförmige Querschnittsform aufweist. In einem solchen Fall wird der Durchmesser des punktförmigen Strahles und/oder der Durchmesser des inneren kreisförmigen Bereiches des fotoelektrischen Umwandlungselementes, der durch die vier Lichtempfangsbereiche D21 - D24 festgelegt ist, so ausgewählt, daß der von der zu überprüfenden Oberfläche reflektierte punktförmige Strahl, wenn die Oberfläche mit der Bezugsebene zusammenfällt, auf im wesentlichen die gesamte Zone der inneren Lichtempfangsbereiche D21 - D24 fällt, die innerhalb der kreisförmigen Grenzlinie zwischen den äußeren Lichtempfangsbereichen Dll - D14 und den inneren Lichtempfangsbereichen D21 - D24 ausgebildet ist.In this embodiment for checking the surface of a Object, for example a plate, used annular beam can can be replaced by a punctiform beam that has a circular cross-sectional shape having. In such a case, the diameter of the point beam becomes and / or the diameter of the inner circular area of the photoelectric Conversion element, through the four light receiving areas D21 - D24 is set, selected so that that of the surface to be inspected reflected punctiform ray when the surface coincides with the reference plane, to substantially the entire zone of the inner light receiving areas D21-D24 falls within the circular boundary line between the outer light receiving areas Dll - D14 and the inner light receiving areas D21 - D24 is formed.

Es versteht sich, daß in einem solchen Fall jedwede Neigung der zu überprüfenden Oberfläche relativ zur Bezugsebene in im wesentlichen der gleichen Weise erfaßt werden kann, wie dies bei einem ringförmigen Lichtstrahl der Fall ist. Während das Ausmaß der Positionsabweichung relativ zur Bezugsebene in Richtung der optischen Achse ebenfalls erfaßt werden kann, wird mit dem punktförmigen Strahl die Richtung der Abweichung nicht erfaßt, da der auf das fotoelektrische Umwandlungselement treffende punktförmige Strahl infolge einer Defokussierung unabhängig von der Richtung der Abweichung der zu überprüfenden Oberfläche expandiert.It goes without saying that in such a case any tendency to inspecting surface relative to the reference plane in essentially the same Way can be detected, as is the case with an annular light beam. While the amount of positional deviation relative to the reference plane in the direction of the optical axis can also be detected is with the point beam the direction of the deviation is not detected because it is applied to the photoelectric conversion element hitting point-like beam as a result of defocusing regardless of the direction the deviation of the surface to be checked expands.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die ringförmige oder kreisförmige Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes radial und konzentrisch unterteilt, um sowohl die Neigung als auch die Lage der zu überprüfenden Fläche relativ zur Bezugsebene erfassen zu können. Wenn jedoch nur die Neigung der zu überprüfenden Fläche erfaßt werden soll, kann eine Unterteilung der Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes in der konzentrischen Weise zur Ausbildung von äußeren und inneren Lichtempfangsbereichen nicht notwendig sein. Dies geht am besten aus den Ausführungsformen der Figuren 6 und 7 hervor. Bei jeder dieser Ausführungsformen werden die Ausgangssignale der äußeren und inneren Lichtempfangsbereiche eines jeden Paares der vier radial angepaßten Paare der Lichtempfangsbereiche Dll und D21, D12 und D22, D13 und D23 und D14 und D24 über die entsprechenden Addierglieder 10a' - 10d', 20a, 20b, 20e und 20f addiert. Diesbezüglich können die äußeren und inneren Lichtempfangsbereiche eines jeden Paares der vier Paare dieser Bereiche als Einheit angesehen werden.In the embodiments described above, the ring-shaped or circular light receiving surface of the photoelectric conversion element radially and concentrically divided to both the inclination and the location of the to be able to capture the area to be checked relative to the reference plane. But when only the inclination of the surface to be checked is to be recorded, a subdivision can be made of the light receiving surface of the photoelectric conversion element in the concentric one Way for the formation of outer and inner light receiving areas is not necessary be. this goes best from the embodiments of the figures 6 and 7. In each of these embodiments, the output signals are the outer and inner light receiving areas of each pair of the four radially matched Pairs of the light receiving areas Dll and D21, D12 and D22, D13 and D23 and D14 and D24 is added via the corresponding adders 10a'-10d ', 20a, 20b, 20e and 20f. In this regard, the outer and inner light receiving areas of each pair of the four pairs of these areas can be seen as a unit.

Mit anderen Worten, die Lichtempfangsfläche des fotoelektrischen Umwandlungselementes kann so angesehen werden, als ob sie nur in radialer Richtung in vier Lichtempfangsbereiche unterteilt wäre.In other words, the light receiving surface of the photoelectric conversion element can be seen as if they are only radially in four light receiving areas would be divided.

Dort, wo ein Lichtstrahl eingesetzt wird, der eine ringförmige Querschnittsform besitzt, ist eine genauere Erfassung möglich, da die Auswirkungen der'Aberrationen des optischen Systems geringer sind und da nur eine geringfügige Veränderung im Status der zu überprüfenden Oberfläche eine große Veränderung des Lichtstrahles, der auf das fotoelektrische wandlungselement trifft, bewirkt. Diesbezüglich wird jeder Lichtstrahl, der im Querschnitt hohlförmig ausgebildet ist, entsprechende Effekte liefern. In einem solchen Fall kann das fotoelektrische Umwandlungselement eine Lichtempfangsfläche einer entsprechenden Form aufweisen.Where a light beam is used that has an annular cross-sectional shape a more accurate detection is possible because of the effects of the aberrations of the optical system are lower and there is only a slight change in the Status of the surface to be checked a large change in the light beam, which hits the photoelectric conversion element causes. In this regard, will each light beam, which is hollow in cross-section, corresponds to one Deliver effects. In such a case, the photoelectric conversion element have a light receiving surface of a corresponding shape.

Die Art und Weise der Signalverarbeitung zur Erfassung der Neigung und Lage der zu überprüfenden Fläche ist nicht auf die vorstehend beschriebene begrenzt. Beispielsweise kann das System so ausgebildet sein, daß jedes der Signale von den Lichtempfangsbereichen über eine Schnittstelle an eine Verarbeitungseinheit angelegt wird, die an eine zentrale Recheneinheit angeschlossen ist, in der die Signale gemäß einem vorgegebenen Programm verarbeitet werden.The way the signal is processed to detect the slope and the position of the area to be checked is not limited to that described above. For example, the system can be designed so that each of the Signals from the light receiving areas to a processing unit via an interface is created, which is connected to a central processing unit in which the Signals are processed according to a predetermined program.

Erfindungsgemäß kann somit jedwede Neigung einer zu überprüfenden Fläche durch eine Erfassungsvorrichtung mit einem einfachen und kompakten Aufbau genau erfaßt werden. Der Erfassungsbereich ist sehr klein, wodurch der Einbau der Erfassungsvorrichtung in beliebige Gesamtvorrichtungen erleichtert wird. Darüberhinaus kann auch der Bereich der Fläche eines Gegenstandes,der tatsächlich erfaßt wrden soll, erfaßt werden. Die Gesamtgenauigkeit der Erfassung kann somit verbessert werden.According to the invention, any tendency to be checked Area by a detection device with a simple and compact structure can be recorded precisely. The detection area is very small, which means that the Detection device is facilitated in any overall devices. Furthermore can also be the area of the surface of an object that would actually be detected should be recorded. The overall accuracy of detection can thus be improved.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann ferner sowohl die Lage als auch die Neigung der zu überprüfenden Fläche mit einer einfachen Einheit erfaßt werden. Auch in einem solchen Fall ist der Bereich der Erfassung sehr gering. Wenn daher die Erfassung der Lage der zu überprüfenden Fläche relativ zu einer Bezugsebene an mehreren Punkten auf der Fläche des Gegenstandes wiederholt durchgeführt wird, kann die Neigungsverteilung der Fläche, d.h. die Variation in der Oberflächenhöhe des Gegenstandes, genau ermittelt werden.According to another aspect of the invention, both the location as well as the inclination of the surface to be checked detected with a simple unit will. Even in such a case, the range of detection is very small. if hence the detection of the position of the area to be checked relative to a reference plane is carried out repeatedly at several points on the surface of the object, can be the slope distribution of the surface, i.e. the variation in the surface height of the object can be precisely determined.

Erfindungsgemäß wird somit eine optische Vorrichtung vorgeschlagen, die die folgenden Bestandteile aufweist, ein System zur Erzeugung eines Lichtstrahles, der eine vorgegebene Querschnittsform besitzt, ein optisches System zur Zusammenführung des erzeugten Lichtstrahles und zum Richten des konvergenten Strahles auf eine zu überprüfende Fläche, ein fotoelektrisches Umwandlungselement, das zur Aufnahme des von der zu überprüfenden Fläche reflektierten Lichtstrahles geeignet ist und eine Lichtempfangsfläche aufweist,die in eine Vielzahl von voneinander unabhängigen Lichtempfangsabschnitten aufgeteilt ist, und ein Erfassungssystem zum Empfang eines Ausgangssignales von jedem Lichtempfangsabschnitt der fotoelektrischen Umwandlungseinrichtung, um die Neigung und/oder Position der zu überprüfenden Fläche relativ zu einer vorgegebenen Bezugsebene auf der Basis der Ausgangssignale der Lichtempfangsabschnitte zu ermitteln.According to the invention, an optical device is therefore proposed, which has the following components, a system for generating a light beam, which has a predetermined cross-sectional shape, an optical system for merging of the generated light beam and for directing the convergent beam towards one verifying Surface, a photoelectric conversion element used to receive the from the to Checking surface reflected light beam is suitable and a light receiving surface which is divided into a plurality of mutually independent light receiving sections is divided, and a detection system for receiving an output signal from each light receiving section of the photoelectric converting device to convert the Inclination and / or position of the surface to be checked relative to a predetermined one To determine the reference plane on the basis of the output signals of the light receiving sections.

Claims

Claims 1. Optical device, g e k e n n n z e i c h n e t d u r ch: A device (1) for generating a light beam that has a predetermined Has cross-sectional shape; an optical system for merging the from the facility generated light beam and for directing the korwergentenstrahles on a to be checked Surface (8a); photoelectric converting means (9) so arranged is that they reflect the light beam from the surface to be checked (8a) receives, and which has a light receiving surface divided into a plurality of each other independent light receiving sections (Dll-D24) is divided; and a facility for receiving an output signal from each light receiving section (Dll-D24) of the photoelectric conversion device (9) for detecting the inclination of the to be checked Area relative to a given reference plane based on the output signals from the light receiving sections.

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the light receiving surface of the photoelectric converting device (9) is subdivided radially to form the light receiving sections (Dli - D24).

3. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c that is, the light receiving surface of the photoelectric converting device (9) to form the light receiving sections (Dli - D24) radially and concentrically is divided.

4. Apparatus according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the device (1) generates a light beam which is essentially one has a circular cross-sectional shape, and that of the area to be checked (8a) reflected light beam when this surface is with the given reference plane coincides with essentially the entire area of the light receiving surface of the photoelectric conversion device (9) falls within a substantially circular border line is located, soft between the concentrically arranged light receiving sections (Dli - D24) is formed.

5. Apparatus according to claim 3, d a d u r c h ge -k e n n z e i c h n e t that the device (1) generates a light beam which is essentially one has an annular cross-sectional shape, and that of the area to be checked (8a) reflected light beam when this surface is with the given reference plane coincides with essentially the entire area of the light receiving surface of the photoelectric conversion device (9) falls outside a substantially circular border line located concentrically between the arranged light receiving sections (Dll - D24) is formed.

6. The device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c that is, the light receiving surface of the photoelectric converting device (9) has a substantially ring shape and for forming the light receiving portions (Dll - D24) is divided radially.

7. Apparatus according to claim 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the device (1) generates a light beam which is essentially one has an annular cross-sectional shape, and that of the area to be checked (8a) reflected light beam when the surface is with the given reference plane coincides with essentially the entire area of the light receiving surface of the photoelectric conversion device (9) falls between the inner and the outer periphery of the light receiving surface.

8. The device according to claim 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the light receiving surface of the photoelectric converting device (9) has a substantially ring shape and for forming the light receiving portions (Dll - D24) is divided radially and concentrically.

9. Apparatus according to claim 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the device (1) generates a light beam which is essentially one has an annular cross-sectional shape, and that of the area to be checked (8a) reflected light beam when this surface is with the given reference plane coincides with a portion of the light receiving surface of the photoelectric converting device (9) which falls on opposite sides of a substantially circular Boundary line lies which between the concentrically arranged light receiving portions (Dll - D24) is formed.

10. Optical device, not shown: A Device (1) for generating a light beam having a predetermined cross-sectional shape having; an optical system for merging the generated by the device (1) Light beam and for directing the convergent beam on a to be checked Surface (8a); photoelectric converting means (9) so arranged is that they reflect the light beam from the surface to be checked (8a) receives, and which has a light receiving surface divided into a plurality of each other independent light receiving sections (Dll - D24) is divided; and a facility to receive an output signal from each light receiving section (Dll - D24) of the photoelectric converting device (9) for detecting the inclination and the position of the surface to be checked (8a) relative to a predetermined one Reference plane based on the output signals from the light receiving sections (Dll - D24).

11. The device according to claim 10, d a d u r c h g ek e n n z e i c that is, the light receiving surface of the photoelectric converting device (9) to form the light receiving sections (Dll-D24) radially and concentrically is divided.

12. The apparatus of claim 11, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the device (l) generates a light beam which is essentially one has a circular cross-sectional shape, and that of the area to be checked (8a) reflected light beam when this surface is with the given reference plane coincides with essentially the entire area of the light receiving surface of the photoelectric conversion device (9) falls within a substantially circular border line located concentrically between the arranged light receiving sections (Dll - D24) is formed.

13. The apparatus of claim 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the device (1) generates a light beam which is essentially one has an annular cross-sectional shape, and that of the area to be checked (8a) reflected light beam when this area is with the given Reference area coincides with essentially the entire area of the light receiving surface the photoelectric conversion device (9) falls outside an im substantial circular border line is located between the concentrically arranged Light receiving sections (Dll - D24) is formed.

14. The apparatus of claim 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the light receiving surface of the photoelectric conversion device (9) has a substantially ring shape and for forming the light receiving portions (Dll - D24) is divided radially and concentrically.

15. The device according to claim 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the device (1) generates a light beam which is essentially one has an annular cross-sectional shape, and that of the area to be checked (8a) reflected light beam when this surface is with the given reference plane coincides with a portion of the light receiving surface of the photoelectric converting device (9) falls, which is on opposite sides of a substantially circular The boundary line is located between the concentrically arranged light receiving sections (Dll - D24) is formed.