JP2008139513A - 合焦状態出力装置及び光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ダミーフォーカスによる誤動作を防止する。
【解決手段】受光回路１２３は、サンプル１１１で反射されて対物レンズ１１０を通過して到来する光を検出して光の強度に応じた大きさの信号を出力する。制御部１０３は、受光回路１２３からの信号の出力と、対物レンズ１１０の焦点に対するサンプル１１１の合焦状態を示しておりサンプル１１１が合焦する前後で符号が反転する合焦状態信号の出力と、対物レンズ１１０の焦点にサンプル１１１を合焦させる合焦動作の実行を許可するか否かについての、受光回路１２３から出力される信号の大きさと所定の閾値との大小比較の結果に基づいた判定と、当該判定結果を示している合焦動作許可信号の出力と、を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、顕微鏡の技術に関し、特に、ＩＣ（半導体集積回路）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、医療、生物等の自動検査装置などの光学機器に組み込まれる顕微鏡での実施に好適である、対物レンズと標本との相対距離に応じた合焦状態を示す信号を得る技術に関する。

顕微鏡は、医学や生物学の分野を始めとして、工業分野においても、ＩＣウエハや磁気ヘッドの検査や金属組織等の品質管理、新素材等の研究開発などの用途で使用されている。

最近の顕徴鏡は、オートフォーカス（以下、「ＡＦ」と称することとする）センサを搭載し、ＡＦセンサで検出されたＡＦ信号に基づいてＺステージを電動駆動することにより、自動的に合焦動作を行うＡＦ機能を備えたものが広く使用されている。

ＡＦ方式には、大別して、試料観察用の照明光とは異なる赤外光レーザ等の光を標本に照射したときの反射光を検出してＡＦ動作を行うアクティブＡＦ方式と、顕微鏡から取得した画像のコントラストを演算してＡＦ動作を行うパッシブＡＦ方式とが知られている。

パッシブＡＦ方式は、ベアウエハのようなコントラストの乏しい標本では合焦できず、また、パターンが描かれているウエハのような標本においても、合焦速度が遅いという問題を有している。このため、検査スループットが重視されるエ業用途においては、アクティブＡＦ方式が一般的に用いられている。

また、近年では、例えば特許文献１に開示されているように、半導体ウエハやＬＣＤの検査工程を自動化する目的で、検査装置メーカは、顕微鏡と、当該顕微鏡の対物レンズと標本との相対距離に応じた合焦状態を示す信号を出力する合焦状態信号出力装置とをユニットとして購入してＩＣの自動検査装置などに組み込んでおき、ＰＣなどの制御装置から送信されるコマンドで顕微鏡を遠隔操作して使用するケースが増えてきている。

この特許文献１に代表される、アクティブＡＦ方式を採用している合焦状態出力装置の光学系の構成例を図１５に示す。
測定光として可視外光である赤外領域の光を発光するレーザダイオード１２０１（以下、「ＬＤ」と使用することとする）から発せられたＡＦ光は、コリメートレンズ１２０２を通り平行光束となり、光束の半分をカットする投光側ストッパ１２０３を介して、ＰＢＳ（Polarized Beam Splitter ：偏光ビームスプリッタ）１２０４でＰ偏光成分のみが反射され、集光レンズ１２０５へと導かれる。

色収差補正レンズ１２０７は、対物レンズ１２０６の色収差のため発生する観察光とＡＦ光の焦点位置のズレ（色収差）を補正するためのものであり、対物レンズ１２０６の種別に応じて光軸方向に移動可能である不図示のズーム機溝を備えている。集光レンズ１２０５により一旦集光された光束は、この色収差補正レンズ１２０７を通り、λ／４板１２０８を通過して円偏光とされた後、ダイクロイックミラー１２０９により反射される。その後、この光束は、対物レンズ１２０６を介してサンプル１２１０へと照射される。

サンプル１２１０により反射されたＡＦ光の光束は、対物レンズ１２０６を通過し、再びダイクロイックミラー１２０９で反射してλ／４板１２０８を通過すると更に４５°偏光されてＳ偏光成分に切換わる。その後、この光束は、色収差補正レンズ１２０７と集光レンズ１２０５とを通過し、ＰＢＳ１２０４へと入射する。この光束は、このときにはＳ偏光成分になっているので、そのままＰＢＳ１２０４を透過して受光側ストッパ１２１１及び受光側集光レンズ１２１２を通過した後に２分割フォトダイオード（以下、「２分割ＰＤ」と略称することとする）１２１３で結像する。

２分割ＰＤ１２１３は、光軸を中心に２個のフォトダイオード（センサＡ及びセンサＢとする）が並べられている光検出器である。２分割ＰＤ１２１３は、結像したスポットの光強度に応じた大きさの電流信号を出力する。なお、２分割ＰＤ１２１３の代わりに、光軸に対して垂直な平面に並べられている多分割フォトダイオードを、光を受光する複数の受光部として用いることもできる。

２分割ＰＤ１２１３から出力される電流信号は、Ｉ−Ｖ変換増幅器１２１４により電流／電圧変換と増幅とがされた後、Ａ／Ｄ変換器１２１５により所定の周期でサンプリングされてデジタルデータへと変換され、演算部１２１６で演算処理される。この演算処理の結果はＩ／Ｆ（インタフェース）部１２１７を介してＨＯＳＴ（ホスト）システム１２１８へと送られる。

なお、以下の説明においては、２分割ＰＤ１２１３の出力信号に対して行われる、上述した処理を「受光処理」と称することとする。
ＨＯＳＴシステム１２１８では、Ｉ／Ｆ部１２１７を介して送られてきた、合焦状態を示す信号を受信し、サンプル１２１０が載置されているＺステージ１２１９を、この信号に基づいて光軸方向に移動させるようにステージ駆動用モータ１２２０を駆動させる。

次に、図１５に示した光学系におけるＡＦ動作の原理を説明する。
図１６は、中倍対物レンズの２分割ＰＤ１２１３でのＡＦ光の結像の様子を表している。

まず、サンプル１２１０が合焦位置よりも上方、すなわち対物レンズ１２０６に近い側に位置している場合を想定する。この場合、２分割ＰＤ１２１３で結像するスポット像は、図１６の（ａ）に示すように、中心位置よりもセンサＡ寄りに位置する。

次に、サンプル１２１０が合焦位置より下方、すなわち対物レンズ１２０６から遠い側に位置している場合を想定する。この場合、２分割ＰＤ１２１３で結像するスポット像は、図１６の（ｃ）に示すように、中心位置よりもセンサＢ寄りに位置する。

ここで、サンプル１２１０が正確に合焦位置にある場合を想定する。この場合に結像するスポット像は、図１６の（ｂ）に示すように、２分割ＰＤ１２１３の中心でセンサＡとセンサＢとに均等な範囲に位置するようになる。

図１５に示した光学系におけるＺステージ１２１９の位置と２分割ＰＤ１２１３の出力信号との関係を図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１７Ｃにグラフで示す。
図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１７Ｃの各図には、対物レンズ１２０６として、低倍のもの（点線の曲線）、中倍のもの（破線の曲線）、高倍のもの（実線の曲線）をそれぞれ用いた場合における曲線が示されている。

ここで、図１７Ａは、Ｚステージ１２１９のＺ方向（光軸方向）の位置（すなわちサンプル１２１０の位置）と、センサＡ及びセンサＢの各々の出力信号レベルとの関係が示されている。また、図１７Ｂは、Ｚステージ１２１９のＺ方向（光軸方向）の位置と、センサＡ及びセンサＢの各々の出力信号レベルに基づいて算出されるＡ＋Ｂなる信号（以下、この信号を「ＳＵＭ信号」と称することとする）の信号レベルとの関係が示されている。更に、図１７Ｃは、Ｚステージ１２１９のＺ方向（光軸方向）の位置と、センサＡ及びセンサＢの各々の出力信号レベルに基づいて算出される（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）なる信号（以下、この信号を「ＡＦ信号」と称することとする）の信号レベルとの関係が示されている。

なお、図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１７Ｃの各図において、横軸はＺステージ１２１９のＺ方向（光軸方向）の位置を示しており、縦軸は信号レベルを示している。
ここで、図１７Ｃより分かるように、ＡＦ信号は、対物レンズ１２０６の焦点に対するサンプル１２１０の合焦状態を示しており、サンプル１２１０が合焦する前後でその符号が反転する。また、対物レンズ１２０６として高倍のものを用いた場合にはＡＦ信号の傾きが大きくなり、低倍のものを用いた場合にはＡＦ信号の傾きが小さくなる。これは、高倍の対物レンズは焦点深度が浅く、低倍の対物レンズは焦点深度が深いからである。

次に、Ｉ／Ｆ部１２１７からＨＯＳＴシステム１２１８へ出力される、合焦状態を示す信号について説明する。
図１５に示されているように、Ｉ／Ｆ部１２１７からＨＯＳＴシステム１２１８へと送られる合焦状態を示す信号には、前述したＡＦ信号の他に、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ（イン・キャプチャ）信号とＩｎ−Ｆｏｃｕｓ（イン・フォーカス）信号とがある。これらの信号について、図１８Ａを用いて説明する。

図１８Ａには、前述したＳＵＭ信号及びＡＦ信号と、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号及びＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号との関係が示されている。
図１８Ａ及び図１７Ｂに各々示されているＳＵＭ信号の変化曲線に対し、ＮＴＨ（ノイズ判定閾値）なる閾値が設定されている。このＮＴＨは、受光処理によりサンプル１２１０が捕捉されているか否かを判定するための閾値である。Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号は、ＮＴＨに対するＳＵＭ信号の大小比較の結果を示す信号である。

また、図１８Ａ及び図１７Ｃに各々示されているＡＦ信号の変化曲線に対し、±ＦＴＨ（合焦判定閾値）なる閾値が設定されている。このＦＴＨは、サンプル１２１０が対物レンズ１２０６のピント位置に位置しているか否かを判定するための閾値である。Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓ信号は、サンプル１２１０がこのピント位置に位置しているか否かを、ＡＦ信号が±ＦＴＨの範囲内にあるか否かを以って示す信号である。

なお、ＨＯＳＴシステム１２１８は、このＮＴＨ及びＦＴＨの値として任意の値を演算部１２１６へ設定することができる。
図１５の光学系において、これらの信号を用いてＡＦ動作をさせるには、ＨＯＳＴシステム１２１８は、以下のような制御動作を実行する。

すなわち、ＨＯＳＴシステム１２１８は、まず、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号を参照し、この信号がアクティブ（図１８Ａの信号例ではＬ（ロー）レベル）であるか否かを判定する。ここで、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号がアクティブでない場合には、ステージ駆動用モータ１２２０を制御して、この信号がアクティブになるまでＺステージ１２１９を高速に移動させる。

また、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号がアクティブである場合には、ＨＯＳＴシステム１２１８は、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓ信号を参照しながらステージ駆動用モータ１２２０を制御し、この信号がアクティブ（図１８Ａの信号例ではＬ（ロー）レベル）になるまでＺステージ１２１９を低速で移動させる。なお、このときのＺステージ１２１９の駆動方向はＡＦ信号の符号に応じて決定される。そして、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓ信号がアクティブになったときには、ステージ駆動用モータ１２２０を制御してＺステージ１２１９の移動を直ちに停止させる。こうしてＡＦ動作が完了する。

ところで、上述した合焦状態出力装置を用いて、半導体サンプルでＡＦ動作を実行する場合を考える。この場合、半導体工程により、金属膜（反射率９０％以上）、ベアウエハ（反射率４０％程度）、反射防止膜付きパターンウエハ（反射率１％以下）の全てのサンプルにおいて迅速かつ正確なＡＦ動作が求められる。しかし、反射率が高いサンプルの場合には、図１８Ａに示すように、ＳＵＭ信号が大きくなるため、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号がアクティブになる範囲が広くなる。すると、合焦位置以外でもＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号及びＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号が共にアクティブとなる、いわゆるダミーフォーカスの範囲が生じてしまうという問題がある。

この問題に関し、例えば特許文献２では、ＡＦ動作における試料の反射率に応じたＮＴＨの値を予め登録しておき、図１８Ｂに示すように、試料の反射率に応じてＮＴＨの値を使い分ける（図１８Ｂの例では、ＮＴＨの値を図１８Ａよりも大きくしている）ことで、この問題を回避するという技術が開示されている。
特開２００３−１６７１８３公報 特開平８−２２０４１８号公報

しかしながら、上掲した特許文献２の技術では、ＨＯＳＴシステムは、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号のＨ（ノンアクティブ）とＬ（アクティブ）との情報に基づいてＮＴＨの値を少しずつ変化させながらダミーフォーカスの発生の有無を手作業で確かめる必要があり、ＮＴＨの値を決定する作業（チューニング）が非常に面倒である。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、ダミーフォーカスによる誤動作を防止することである。

本発明の態様のひとつである合焦状態出力装置は、試料を搭載するステージと対物レンズとの相対距離を調節する焦準手段を有する光学機器に搭載される装置であって、該対物レンズの焦点に対する該試料の合焦状態を示しており該試料が合焦する前後で符号が反転する合焦状態信号を、該試料で反射されて該対物レンズを通過して到来する光の検出結果に基づいて生成して出力する該装置である合焦状態出力装置において、光を検出して該光の強度に応じた大きさの信号を出力する光検出手段と、光検出手段からの信号を出力する光信号出力手段と、合焦状態信号を出力する合焦状態信号出力手段と、焦準手段を機能させて対物レンズの焦点に試料を合焦させる合焦動作の実行を許可するか否かを、光検出手段から出力される信号の大きさと所定の第一閾値との大小比較の結果に基づいて判定する合焦動作許可判定手段と、合焦動作許可判定手段の判定結果を示している合焦動作許可信号を出力する合焦動作許可信号出力手段と、を有することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

なお、上述した本発明に係る合焦状態出力装置において、光検出手段は、光を受光する複数の受光部を備えており、光信号出力手段は、受光部からの出力信号を少なくとも１以上出力し、若しくは、該受光部からの出力信号のうちの少なくとも２以上を加算して得られる信号を出力する、ように構成することができる。

また、前述した本発明に係る合焦状態出力装置において、第一閾値を更新する更新手段を更に有するように構成することもできる。
また、前述した本発明に係る合焦状態出力装置において、合焦動作許可信号出力手段は、光検出手段で検出される信号の最大値と所定の第二閾値との大小比較の結果と、合焦動作許可判定手段の判定結果との論理積の結果を示す合焦動作許可信号を出力するように構成することもできる。

また、前述した本発明に係る合焦状態出力装置において、光検出手段からの信号と合焦状態信号とのどちらか一方を選択する選択手段を更に有しており、光信号出力手段及び合焦状態信号出力手段は、選択手段で選択された信号を出力する信号出力手段を共用して光検出手段からの信号と合焦状態信号とのうち選択されたものを出力する、ように構成することもできる。

また、本発明の別の態様のひとつである光学機器は、前述した本発明に係る合焦状態出力装置を搭載した光学機器であって、ステージと、対物レンズと、焦準手段とを有しており、合焦状態出力装置が有している合焦動作許可信号出力手段から合焦動作の実行の許可を示している合焦動作許可信号が出力されている場合に焦準手段を機能させて、該合焦状態出力装置が有している合焦状態信号出力手段から出力される合焦状態信号に基づいて、対物レンズの焦点に試料を合焦させる制御手段を更に有する、ことを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

本発明によれば、以上のように構成することにより、ダミーフォーカスによる誤動作が防止されるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明を実施する合焦状態出力装置が搭載された顕徴鏡機器（光学機器）を含む検査装置の概略構成を図１に示す。
図１において、合焦状態出力装置１は、ＡＦセンサ１０２と制御部１０３とが備えられて構成されており、顕微鏡照明ユニット１０４と鏡筒１０５との間に搭載される。なお、検査装置は、レボルバ１０６、顕微鏡照明ユニット１０４、鏡筒１０５、Ｘ−Ｙステージ１０７、及びＺステージ１０８と、それらを制御するＨＯＳＴシステム１０９とより構成されている。

レボルバ１０６は、サンプル（試料）１１１を載置可能なＸ−Ｙステージ１０７に対向する位置に配置されている。レボルバ１０６は、最大で６つまで対物レンズ１１０を実装可能であり、図示していないレボルバ穴には番号＃１〜＃６が割り当てられている。このレボルバ１０６は、対物レンズ１１０を取り付けるマウンタ１１２と、対物レンズ１１０を光軸に挿入させるためにマウンタ１１２を電動で駆動するレボルバモータ１１３と、レボルバセンサ群１１４とから構成されている。

レボルバセンサ群１１４は、レボルバ１０６が接続されていることを検知するレボルバ接続センサと、現在の穴番号を検知する穴番号センサと、対物レンズ１１０が光軸に挿入されたことを検知する移動完了センサとより構成されているが、ここでは図示していない。

顕微鏡照明ユニット１０４には、サンプル１１１を照明するための顕微鏡光源１１５を備えている。顕微鏡光源１１５からの光は、照明系レンズ１１６と光学絞り１１７とを通過し、ハーフミラー１１８へと導かれる。ハーフミラー１１８により９０°屈曲した光は、対物レンズ１１０を通ってサンプル１１１へ照射される。

サンプル１１１で反射した光は、対物レンズ１１０を通過後にハーフミラー１１８を透過し、鏡筒１０５へと導かれる。観察者は、接眼レンズ１１９を通して、若しくはＣＣＤ力メラ１２０で得られた画像を不図示のモニタに表示させることによって、結像したサンプル１１１の画像を観察することができる。

Ｘ−Ｙステージ１０７にはサンプル１１１が載置される。Ｘ−Ｙステージ１０７は光軸に垂直な方向であるＸ−Ｙ方向に移動可能になっており、光軸の方向であるＺ方向に移動可能なＺステージ１０８の上に取り付けられている。Ｚステージ１０８を観察者が動かすことにより、サンプル１１１と対物レンズ１１０との間隔（相対距離）が調節され、サンプル１１１を対物レンズ１１０のピント位置へと配置することができる。また、Ｚステージ１０８のＺ方向への移動は、ＨＯＳＴシステム１０９によって制御されるＺステージ駆動用モータ１２５を駆動させることによっても可能である。

顕微鏡照明ユニット１０４の上部にはＡＦセンサ１０２が設置されている。ＡＦセンサ１０２は、光源駆動部１２１、色収差レンズ駆動モータ１２２、受光回路１２３、光学系１２４を備えて構成されている。なお、光源駆動部１２１、受光回路１２３及び光学系１２４からなる構成は図１５に示した光学系全体の構成と同様のものであるので、説明を省略する。

制御部１０３は、図２Ａに示す内部構成を有している。
図２Ａに示すように、制御部１０３は、ＣＰＵ（中央演算装置）２０１、演算データなどの各種のデータが一時的に格納されるＲＡＭ２０２、制御プログラムや各種のデータが予め格納されているＲＯＭ２０３、各閾値の値や色収差補正レンズの位置などが記憶される不揮発性メモリ２０４、ＡＦセンサ１０２との間で各種のデータの授受を行うＡＦＩ／Ｏ２０５ａ、レボルバ１０６との間で各種のデータの授受を行うレボルバＩ／Ｏ２０５ｂ、ＨＯＳＴシステム１０９との間で各種のデータの授受を行うコマンドＩ／Ｏ２０５ｃ及びＡＦ出力インタフェース２０５ｄ、並びに、色収差レンズ駆動モータ１２２及びレボルバモータ１１３を各々駆動させるドライバ２０６ａ及び２０６ｂを備えて構成されている。

ＣＰＵ２０１は、コマンドＩ／Ｏ２０５ｃを通じてＨＯＳＴシステム１０９からのデータ取得の指示を受け取ると、まず、光源駆動部１２１へのパルス点灯指示を、ＡＦＩ／Ｏ２０５ａを介して送り出す。その後、ＡＦセンサ１０２内の受光回路１２３からの信号（前述した２分割ＰＤからのＡ、Ｂ信号）をＡＦＩ／Ｏ２０５ａから取得し、この信号に基づいてＳＵＭ信号及びＡＦ信号を算出する。そして、得られたＳＵＭ信号及びＡＦ信号の値をＡＦ出力インタフェース２０５ｄへ渡すと共に、不揮発性メモリ２０４からＮＴＨ及びＦＴＨの各閾値を読み出してＳＵＭ信号及びＡＦ信号との比較を行い、その比較結果をＡＦ出力インタフェース２０５ｄへ渡す。

本実施例において、ＡＦ出力インタフェース２０５ｄは、図２Ｂに示す内部構成を有している。
図２Ｂに示すように、ＡＦ出力インタフェース２０５ｄは、光信号出力手段であるＳＵＭ信号を出力するアナログ出力Ａ及びＡＦ信号を出力するアナログ出力Ｂと、ＳＵＭ信号とＮＴＨとの比較結果を出力する合焦動作許可信号出力手段であるＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号出力、及び、ＡＦ信号とＦＴＨとの比較結果を出力するＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号出力を有している。

ここで、アナログ出力Ａからは、ＣＰＵ２０１から送られてくる、ＳＵＭ信号の信号レベルを示すデジタルデータを、ＤＡコンバータＡ２１１でアナログ信号に変換した後にアンプ２２１で増幅した信号が出力される。従って、アナログ出力Ａからは、ＳＵＭ信号そのもの、すなわち、ＡＦセンサ１０２内の受光回路１２３の２分割ＰＤにおけるセンサＡ及びセンサＢの各々からの出力信号であるＡ信号とＢ信号との和の信号が出力される。

一方、アナログ出力Ｂからは、ＣＰＵ２０１から送られてくる、ＡＦ信号の信号レベルを示すデジタルデータを、ＤＡコンバータＢ２１２でアナログ信号に変換した後にアンプ２２２で増幅した信号が出力される。

また、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号出力からは、ＣＰＵ２０１から送られてくる、ＳＵＭ信号とＮＴＨとの比較結果が、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅレジスタ２１３でＨレベル（ノンアクティブ）若しくはＬレベル（アクティブ）の論理信号に変換されて出力され、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓ信号出力からは、ＣＰＵ２０１から送られてくる、ＡＦ信号とＦＴＨとの比較結果が、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４でＨレベル（ノンアクティブ）若しくはＬレベル（アクティブ）の論理信号に変換されて出力される。

次に、ＲＡＭ２０２について、図３Ａに示した本実施例におけるメモリマップを用いて簡単に説明する。
ＲＡＭ２０２のｏｂ番地の格納領域には、現在光軸上に挿入されている対物レンズ１１０の種別を示す値が格納される。また、ａ番地及びｂ番地の各格納領域には、それぞれ光学系１２４の２分割ＰＤにおけるセンサＡ及びセンサＢ各々の出力信号レベル値が格納される。更に、ｓｕｍ番地の格納領域にはＳＵＭ信号の算出結果が格納され、ａｆ＿ｓｉｇ番地の格納領域にはＡＦ信号の算出結果が格納される。また、ｎｔｈ番地の格納領域には、現在設定されている対物レンズ１１０についてのノイズ判定閾値（ＮＴＨ）の値が格納され、ｆｔｈ番地の格納領域には、現在設定されている対物レンズ１１０についての合焦判定閾値（ＦＴＨ）の値が格納される。

また、ＲＡＭ２０２のｇａｉｎ番地の格納領域には、ＡＦセンサ１０２の光源駆動部１２１でのパルス点灯におけるデューティ比と受光回路１２３での信号の積分時間とを示す値が格納される。また、ｉｎ−ｃａｐｔｕｒｅ番地の格納領域には、現在のＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号出力の論理を示す値が格納され、ｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地の格納領域には、現在のＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号出力の論理を示す値が格納される。

この他、ＲＡＭ２０２には、ＡＦ動作の実行のための各種のパラメータが格納される。
不揮発性メモリ２０４は、ＣＰＵ２０１によって書き込まれる各種のデータを記憶しておく。以下、図３Ｂに示す、本実施例における不揮発性メモリ２０４のメモリマップを簡単に説明する。

ＯＢ［１］番地からＯＢ［６］番地の各記憶領域には、レボルバ１０６のレボルバ穴♯１〜＃６に各々取り付けられている対物レンズ１１０の種別を示す値が格納されている。
また、ＮＴＨ［０］番地からＮＴＨ［１０］番地までの各記憶領域にはノイズ判定閾値（ＮＴＨ）が、そして、ＦＴＨ［０］番地からＦＴＨ［１０］番地までの各記憶領域には前述した合焦判定閾値（ＦＴＨ）が、それぞれ対物レンズ１１０の種別に対応付けられて記憶されている。

なお、上述したＯＢ［］、ＮＴＨ［］、及びＦＴＨ［］の各番地には、それぞれ対物レンズ１１０の種別に応じたデフォルト値が予め格納されているが、ＨＯＳＴシステム１０９から所定のコマンドを制御部１０３のＣＰＵ２０１へ与えることにより、その値を書き換えることができる。

例えば、ＯＢ番地の格納値を変更するには、ＨＯＳＴシステム１０９からコマンド
ｓｅｔＯＢ １，０
を制御部１０３へ送信する。すると、このコマンドを受け取ったＣＰＵ２０１は、ＯＢ［１］番地に値「０」を上書きする処理を実行する。これにより、レボルバ穴♯１に取り付けられている対物レンズ１１０の種別が「０」（本実施例においては、「ユニバーサル５×」を示す）に設定される。

また、例えばＮＴＨの値を変更するには、ＨＯＳＴシステム１０９からコマンド
ｓｅｔＮＴＨ １，２２００
を制御部１０３へ送信する。すると、このコマンドを受け取ったＣＰＵ２０１は、ＮＴＨ［１］番地に値「２２００」を上書きする処理を実行する。

同様に、例えば、ＦＴＨの値を変更するには、ＨＯＳＴシステム１０９からコマンド
ｓｅｔＦＴＨ ２，０．２５
を制御部１０３へ送信する。すると、このコマンドを受け取ったＣＰＵ２０１は、ＦＴＨ［２］番地に値「０．２５」を上書きする処理を実行する。

次にＲＯＭ２０３を説明する。ＲＯＭ２０３には、合焦状態出力装置１における前述したセンサＡ及びセンサＢの各出力に基づくＳＵＭ信号及びＡＦ信号の算出処理、並びに、ＳＵＭ信号及びＡＦ信号とＮＴＨ及びＦＴＨとの比較処理をＣＰＵ２０１に行わせるためのプログラムが予め格納されている。

なお、ＨＯＳＴシステム１０９は、ごく標準的な構成のコンピュータ、すなわち、制御プログラムの実行によってコンピュータシステム全体の動作制御を司るＭＰＵ（演算処理装置）と、このＭＰＵが必要に応じてワークメモリとして使用するメインメモリと、各種のプログラムや制御データなどを記憶して保存しておく例えばハードディスク装置などの記憶装置と、本装置の各部との間で行われる各種のデータの授受を管理するインタフェース部とを有しているコンピュータ、を利用することができる。

以下、上述したように構成されている図１の合焦状態出力装置１の動作について説明する。
図１に示した装置へ電源を投入すると、ＣＰＵ２０１は、現在光軸上に挿入されている対物レンズ１１０が取り付けられているレボルバ穴番号をレボルバＩ／Ｏ２０５ｂから取得し、続いて不揮発性メモリ２０４のＯＢ［レボルバ穴番号］番地に格納されている値を読み出してＲＡＭ２０２のｏｂ番地に格納する処理を実行する。

なお、ここで、不揮発性メモリ２０４のＯＢ［レボルバ穴番号］番地に、対物レンズ１１０の種別を示す値が格納されていない場合は、レボルバ１０６に取り付けられている対物レンズ１１０の種別の割り当て（アサイン）を行う必要がある。

なお、以下の説明では、レボルバ１０６のレボルバ穴♯１〜＃６に各々取り付けられている対物レンズ１１０の種別として、♯１には「ユニバーサル５×」、♯２には「ユニバーサル１０×」、♯３には「ユニバーサル２０×」、♯４には「ユニバーサル５０×」、♯５には「ユニバーサル１００×」、そして、♯６には「ユニバーサル１５０×」がそれぞれ取り付けられている場合について説明する。

ＨＯＳＴシステム１０９は、まず、コマンド
ｓｅｔＯＢ １，０
を制御部１０３へ送信する。すると、ＣＰＵ２０１は、不揮発性メモリ２０４のＯＢ［１］番地に値「０」を格納する処理を実行する。なお、この値「０」は、「ユニバーサル５×」を示している。この結果、不揮発性メモリ２０４のＯＢ［１］番地に、対物レンズ１１０の種別を示す値が格納される。

不揮発性メモリ２０４のこの他のＯＢ［２］〜［６］番地にも同様にして対物レンズ１１０の種別を示す値を格納する。
以上のようにして不揮発性メモリ２０４のＯＢ［］番地に対する対物レンズ１１０の種別のアサインが完了したら、前述したＲＡＭ２０２のｏｂ番地の値の更新を行う。

なお、制御部１０３がレボルバ１０６の切り換え指示をＨＯＳＴシステム１０９から受け取った場合には、ＣＰＵ２０１は、レボルバＩ／Ｏ２０５ｂを介してレボルバドライバ
２０６ｂにレボルバ回転指示を出してレボルバモータ１１３を駆動し、レボルバ１０６を回転させる。この後、ＣＰＵ２０１は、レボルバ回転終了信号をレボルバＩ／Ｏ２０５ｂから受け取ったときには、不揮発性メモリ２０４のＯＢ［切り換え後のレボルバ穴番号］番地に格納されている値を読み出してＲＡＭ２０２のｏｂ番地に格納する処理を実行する。

次に、図４について説明する。同図は、制御部１０３のＣＰＵ２０１によって行われる、本実施例に係る合焦状態信号出力処理の処理内容をフローチャートで示したものである。この処理は、ＡＦ信号やＳＵＭ信号等の合焦状態信号を生成して制御部１０３から出力するための処理である。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０３に格納されている所定のプログラムを読み出して実行することによって合焦状態信号出力処理の実行が可能となる。

図４に示した処理は、コマンドＩ／Ｏ２０５が、合焦状態信号を制御部１０３から出力させる指示を示すコマンド
ｓｔａｒｔＡＦＳＩＧ
をＨＯＳＴシステム１０９から受け取ったことが検出されると開始される。

図４において、まず、Ｓ１０１では、現在光軸上に挿入されている対物レンズ１１０の種別を特定するため、ＲＡＭ２０２のｏｂ番地の格納値を読み出し、更に、この種別の対物レンズ１１０について設定されているＮＴＨ及びＦＴＨの値を不揮発性メモリ２０４のＮＴＨ［］番地及びＦＴＨ［］番地から読み出してＲＡＭ２０２のｎｔｈ番地及びｆｔｈ番地にそれぞれ格納する処理が行われる。

例えば、このときの不揮発性メモリ２０４の格納データは図３Ｂの数値例であり、レボルバ穴＃２に、「ユニバーサル１０×」である対物レンズ１１０が取り付けられている場合を想定する。この場合、ＲＡＭ２０２のｏｂ番地の格納値は「１」であるので、ＲＡＭ２０２のｎｔｈ番地及びｆｔｈ番地には不揮発性メモリ２０４のＮＴＨ［１］番地及びＦＴＨ［１］番地の値が格納される。従って、図３Ｂの数値例により、ｎｔｈ番地には「１８００」が格納され、ｆｔｈ番地には「０．３０」が格納される。

次に、Ｓ１０２において、ＲＡＭ２０２のｇａｉｎ番地に格納されている値に基づいた光源駆動部１２１のパルス点灯時間（パルス点灯におけるデューティ比）の指示及び受光回路１２３での信号の積分時間の指示と、受光回路１２３からの信号出力の指示とを、ＡＦＩ／Ｏ２０５ａを介して行う処理が行われる。そして、続くＳ１０３において、光学系１２４の２分割ＰＤにおけるセンサＡ及びセンサＢ各々の出力信号レベル値をＲＡＭ２０２のａ番地及びｂ番地に格納する処理が行われる。

Ｓ１０４では、ＲＡＭ２０２のａ番地若しくはｂ番地の格納値が、取り得る出力信号レベル値の最大値に達しているか否かを以って、センサＡ若しくはセンサＢの出力が飽和しているか否かを判定する処理が行われる。ここで、飽和していると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ１０５に処理を進め、飽和していないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ１０６に処理を進める。

Ｓ１０５では、光源駆動部１２１のパルス点灯時間（パルス点灯におけるデューティ比）の設定と受光回路１２３で信号を積分する際の積分時間の設定との組合せが、センサＡ若しくはセンサＢにとって過大な設定となっていると判断し、ＲＡＭ２０２のｇａｉｎ番地に格納されている値から「１」を減算して格納する処理が行われ、その後はＳ１０２へと処理を戻して上述した処理が繰り返される。

Ｓ１０６では、ＲＡＭ２０２のａ番地若しくはｂ番地の格納値が、予め設定しておいた出力信号レベル値の最小値に達していないか否かを以って、センサＡ若しくはセンサＢの出力が不足しているか否かを判定する処理が行われる。ここで、不足していると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ１０７に処理を進め、不足していないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ１０８に処理を進める。

Ｓ１０７では、ＡＦセンサ１０２の光源駆動部１２１のパルス点灯時間（パルス点灯におけるデューティ比）の設定及び受光回路１２３での信号の積分時間の設定の組合せが、センサＡ若しくはセンサＢにとって過小な設定となっていると判断し、ＲＡＭ２０２のｇａｉｎ番地に格納されている値に「１」を加算して格納する処理が行われ、その後はＳ１０２へと処理を戻して上述した処理が繰り返される。

なお、センサＡ及びセンサＢの出力飽和及び出力不足を判断するための値は、不図示であるが、不揮発性メモリ２０４内に予め格納されている。また、この値をＨＯＳＴシステム１０９から設定することも可能である。

Ｓ１０８では、ＲＡＭ２０２のａ番地とｂ番地との格納値の和を計算してＳＵＭ信号を算出し、この算出結果をＲＡＭ２０２のｓｕｍ番地に格納する処理が行われる。
Ｓ１０９では、ＳＵＭ信号が第一閾値であるＮＴＨの値以上の大きさであるか否か、より具体的には、ｓｕｍ番地の格納値がｎｔｈ番地の格納値以上であるか否かを判定する処理が行われる。ここで、ｓｕｍ番地の格納値がｎｔｈ番地の格納値以上であると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、Ｚステージ１０８を移動させて対物レンズ１１０の焦点にサンプル１１１を合焦させる合焦動作の実行を許可するために、Ｓ１１０に処理を進める。一方、ｓｕｍ番地の格納値がｎｔｈ番地の格納値未満であると判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、上述した合焦動作の実行を禁止するために、Ｓ１１１に処理を進める。

Ｓ１１０では、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｃａｐｔｕｒｅ番地に値「０」を格納する処理が行われ、その後はＳ１１２に処理を進める。
Ｓ１１１では、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｃａｐｔｕｒｅ番地に値「１」を格納する処理が行われる。

Ｓ１１２では、ＲＡＭ２０２のａ番地とｂ番地との格納値を用い、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）の演算を行ってＡＦ信号を算出し、この算出結果をＲＡＭ２０２のａｆ番地に格納する処理が行われる。

Ｓ１１３では、ＡＦ信号がＦＴＨの値の範囲内であるか否か、より具体的には、ａｆ番地の格納値が、ｆｔｈ番地の格納値に対し−ｆｔｈ≦ａｆ≦ｆｔｈの関係を満たしているか否かを判定する処理が行われる。ここで、この関係を満たしていると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ１１４に処理を進める。一方、この関係を満たしていないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ１１５に処理を進める。

Ｓ１１４では、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地に値「０」を格納する処理が行われ、その後はＳ１１６に処理を進める。
Ｓ１１５では、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地に値「１」を格納する処理が行われる。

Ｓ１１６では、ＲＡＭ２０２のａｆ番地の格納値を読み出してＤＡコンバータＢ２１２に与えてＡＦ信号をアナログ出力Ｂから出力させると共に、ＲＡＭ２０２のｓｕｍ番地の格納値を読み出してＤＡコンバータＡ２１１に与えてＳＵＭ信号をアナログ出力Ａから出力させる処理が行われる。

Ｓ１１７では、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｃａｐｔｕｒｅ番地の値をＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅレジスタ２１３に与えてＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号を出力させると共に、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地の値をＩｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４に与えてＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号を出力させる処理が行われる。

なお、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅレジスタ２１３及びＩｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４は、どちらも、ＣＰＵ２０１から与えられる値が「０」の場合には「Ｌ」レベルの信号（すなわちアクティブを示す信号）を出力し、ＣＰＵ２０１から与えられる値が「１」の場合には「Ｈ」レベルの信号（すなわちノンアクティブを示す信号）を出力する。

Ｓ１１８では、コマンドＩ／Ｏ２０５ｃがＨＯＳＴシステム１０９よりストップコマン
ド
ｓｔｏｐＡＦＳＩＧ
を受け取っていたか否かを判定する処理が行われる。ここで、このストップコマンドを受け取っていたと判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、図４に示した合焦状態信号出力処理を終了する。一方、このストップコマンドを受け取っていないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、Ｓ１１９に処理を進める。

Ｓ１１９では、コマンドＩ／Ｏ２０５ｃがＨＯＳＴシステム１０９より閾値変更コマン
ドである
ｃｈｇＮＴＨ
ｃｈｇＦＴＨ
のいずれかを受け取っていたか否かを判定する処理が行われる。ここで、このどちらかの閾値変更コマンドを受け取っていたと判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、Ｓ１２０において、ＲＡＭ２０２のｎｔｈ番地及びｆｔｈ番地の格納値、並びに不揮発性メモリ２０４のＮＴＨ［ｏｂ］番地及びＦＴＨ［ｏｂ］番地の格納値を、閾値変更コマンドに応じて更新する処理が行われ、その後はＳ１０２へと処理を戻して上述した処理を繰り返す。一方、閾値変更コマンドを受け取っていないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、Ｓ１２０の処理は実行しないでＳ１０２へと処理を戻し、上述した処理を繰り返す。

以上の合焦状態信号出力処理をＣＰＵ２０１が実行することにより、制御部１０３から合焦状態信号が出力される。
次に、図１に示した合焦状態出力装置でＮＴＨの値を決定する作業（チューニング）の手順について説明する。

前述したように、サンプル１１１の反射率が高いために、ダミーフォーカスが発生する場合、つまり、合焦位置以外でＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号とＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号とが共にＬレベルとなる位置が存在する場合には、第一閾値であるＮＴＨを変更する必要がある。

ＮＴＨの値を更新するためのチューニング処理の処理内容を、図５にフローチャートで示す。ＨＯＳＴシステム１０９は、自身の記憶装置に予め格納されている所定のプログラムを読み出して実行することによって、このチューニング処理のうち、Ｓ２０１からＳ２０８の処理の実行が可能となる。なお、Ｓ２０９の処理は、制御部１０３が実行する処理である。

ＨＯＳＴシステム１０９に対してユーザが行ったチューニング処理の実行開始指示が検出されると、まず、Ｓ２０１において、Ｚステージ駆動用モータ１２５を駆動させてＺステージ１０８をピント位置から大きく遠ざけておく（例えばＺステージ１０８の移動可能範囲内における端の位置に移動させておく）処理が行われる。

Ｓ２０２では、コマンド
ｓｔａｒｔＡＦＳＩＧ
を制御部１０３へ送信して合焦状態信号出力装置１からの合焦状態信号を取得する処理（すなわち図４の処理）を開始させる。

Ｓ２０３では、Ｚステージ駆動用モータ１２５を駆動させてＺステージ１０８をピント位置の方向へ大きく移動させる（粗動させる）処理が行われる。
Ｓ２０４では、取得中の合焦状態信号のうちＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号及びＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号が両方ともＬレベル（すなわちアクティブ）であるか否かを判定する処理が行われる。ここで、両信号が共にＬレベルであると判定したときには、サンプル１１１がダミーフォーカスの位置にあるとみなしてＳ２０５に処理を進める。一方、両信号のうちの少なくとも一方がＨレベル（すなわちノンアクティブ）であると判定したときには、Ｓ２０３へと処理を戻し、ダミーフォーカスの位置を見出すまで上述した処理が繰り返される。

なお、上述したＳ２０４の判定処理において、両信号が共にＬレベルであると判定される場合とは、図６に示した、ＳＵＭ信号及びＡＦ信号とＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号及びＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号との関係におけるＡ点の状態にあると考えることができる。

Ｓ２０５では、Ｚステージ駆動用モータ１２５を駆動させてＺステージ１０８をピント位置の方向へ小さく移動させる（微動させる）処理が行われ、続くＳ２０６において、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号はＬレベル（すなわちアクティブ）のままであるのに対し、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓ信号はＨレベル（すなわちノンアクティブ）になったか否かを判定する処理が行われる。

このＳ２０６の判定処理の結果がＹｅｓのときは、図６におけるＡ点の状態からＢ点の状態（すなわち、ダミーフォーカスの範囲からピント位置側へ外れた状態）へと遷移したとみなすことができるので、Ｓ２０７へと処理を進める。一方、Ｓ２０６の判定処理の結果がＮｏのときは、Ｓ２０５へと処理を進め、図６におけるＡ点からＢ点への状態遷移が検出されるまで、上述した処理が繰り返される。

以降のＳ２０７からＳ２０９にかけての処理は、現在使用中の対物レンズ１１０でサンプル１１１を観察する際にダミーフォーカスを生じさせないＮＴＨの値を求め、不揮発性メモリ２０４の記憶内容をその値に更新するための処理である。

Ｓ２０７では、合焦状態信号のうちのＳＵＭ信号を取得する処理が行われる。
Ｓ２０８では、取得したＳＵＭ信号の値に、予め設定されている所定のマージン値を川得た値をＮＴＨとするため、コマンド
ｃｈｇＮＴＨ “ＳＵＭ信号＋マージン値”
を制御部１０３へ送信する処理が行われる。

このコマンドを受け取った制御部のＣＰＵ２０１は、Ｓ２０９において、ＲＡＭ２０２のｎｔｈ番地の格納値、及び不揮発性メモリ２０４のＮＴＨ［ｏｂ］番地の格納値を、「ＳＵＭ信号＋マージン値」の加算結果の値に更新する処理を行う。

以上までの処理がチューニング処理である。対物レンズ１１０の種別毎にこの処理を行うことにより、ダミーフォーカスが発生しないＮＴＨの値の決定作業を容易に行うことができる。

以上のように、本実施例では、図１の検査装置検査対象として反射率が顕著に異なるサンプル１１１を載置しても、上述したＮＴＨの値の決定作業をその都度行うことで、ダミーフォーカスに起因する合焦判定の誤動作が防止される。

なお、この後に合焦動作を行うときには、以下のように行う。
すなわち、ＨＯＳＴシステム１０９が、まず、合焦動作許可信号であるＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号を参照し、この信号がＬ（アクティブ）であるか否かを判定する。ここで、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号がアクティブでない場合には、Ｚステージ駆動用モータ１２５を制御して、この信号がアクティブになるまでＺステージ１０８を高速に移動させる。そして、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号がアクティブになったときは、ＨＯＳＴシステム１０９は、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓ信号を参照しながらＺステージ駆動用モータ１２５を制御し、この信号がＬ（アクティブ）になるまでＺステージ１０８を低速で移動させる。なお、このときのＺステージ１０８の駆動方向はＡＦ信号の符号に応じて決定される。そして、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓ信号がアクティブになったときには、Ｚステージ駆動用モータ１２５を制御してＺステージ１０８の移動を直ちに停止させる。こうしてＡＦ動作が完了する。

前述した実施例１では、ダミーフォーカスが発生しないＮＴＨの値を設定してダミーフォーカスに起因する合焦判定の誤動作を防止している。これに対し、本実施例では、サンプルが対物レンズのピント位置に位置しているか否かを判定する合焦判定の実行を、ＳＵＭ信号がＮＴＨの値以上である範囲内の全体では行わずに、その範囲内における更に限定した範囲内でのみ許可するようにして、ダミーフォーカスに起因する合焦判定の誤動作を防止するものである。

本実施例に係る合焦状態出力装置を含む顕徴鏡機器が搭載された検査装置の概略構成は、実施例１と同様、図１に示したものであり、また、制御部１０３の構成も、実施例１と同様、図２Ａに示したものである。但し、本実施例においては、ＡＦ出力インタフェース２０５ｄの内部構成が、図２Ｂに示したものと異なっており、また、ＲＡＭ２０２及び不揮発性メモリ２０４の各メモリマップが、それぞれ図３Ａ及び図３Ｂに示したものと異なっている。

なお、以下の説明で参照する各図面において、実施例１におけるものと同一の構成要素には同一の符号を付している。
本実施例におけるＡＦ出力インタフェース２０５ｄの内部構成を図７に示す。

図７に示した内部構成は、ＣＰＵ２０１にｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５が接続されている点、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４の出力とｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５の出力とが２入力のＮＡＮＤ回路２１６の各入力に導かれている点、及び、ＮＡＮＤ回路２１６の出力がＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号出力となる点において、図２Ｂに示したものと異なっている。つまり、ＮＡＮＤ回路２１６は、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４の出力とｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５の出力との論理積の結果をＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号として出力する。

次に図８Ａについて説明する。同図は、本実施例におけるＲＡＭ２０２のメモリマップである。このメモリマップは、図３Ａに示した実施例１におけるものに、ｐｅａｋ番地、ｐｅａｋｒａｔｉｏ番地、及びｍ＿ｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地の各格納領域についての定義が追加されている。

ＲＡＭ２０２のｐｅａｋ番地の格納領域には、現在光軸上に挿入されている対物レンズ１１０のＳＵＭ信号のピーク値（取り得る値の最大値）が格納される。
ＲＡＭ２０２のｐｅａｋ＿ｒａｔｉｏ番地の格納領域には、現在光軸上に挿入されている対物レンズ１１０についての後述するＰＥＡＫＲＡＴＩＯ［］の値と上述したピーク値との積の値が格納される。

ＲＡＭ２０２のｍ＿ｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地の格納領域には、ｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５の出力状態を決める値が格納される。
次に図８Ｂについて説明する。同図は、本実施例における不揮発性メモリ２０４のメモリマップである。このメモリマップは、図３Ｂに示した実施例１におけるものに、ＰＥＡＫ［１］番地からＰＥＡＫ［６］番地及びＰＥＡＫＲＡＴＩＯ［０］番地からＰＥＡＫＲＡＴＩＯ［１０］番地の各格納領域についての定義が追加されている。

ＰＥＡＫ［１］番地からＰＥＡＫ［６］番地の各記憶領域には、レボルバ１０６のレボルバ穴♯１〜＃６に各々取り付けられている対物レンズ１１０毎のＳＵＭ信号のピーク値が格納される。

ＰＥＡＫＲＡＴＩＯ［０］番地からＰＥＡＫＲＡＴＩＯ［１０］番地の各記憶領域には、対物レンズ１１０の種別毎のＳＵＭ信号のピーク値に対する割合が格納される。なお、第二閾値であるこの割合の値は、対物レンズ１１０の種別毎に、反射率の高いサンプル１１１を載置しても、ダミーフォーカスの領域で合焦動作が動作することのない値を予め設定しておく。

次に、図９について説明する。同図は、制御部１０３のＣＰＵ２０１によって行われる、本実施例に係る合焦状態信号出力処理の処理内容をフローチャートで示したものである。この処理は、ＡＦ信号やＳＵＭ信号等の合焦状態信号を生成して制御部１０３から出力するための処理である。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０３に格納されている所定のプログラムを読み出して実行することによって合焦状態信号出力処理の実行が可能となる。

図９に示した処理は、コマンドＩ／Ｏ２０５が、合焦状態信号を制御部１０３から出力させる指示を示すコマンド
ｓｔａｒｔＡＦＳＩＧ
をＨＯＳＴシステム１０９から受け取ったことが検出されると開始される。

図９において、まず、Ｓ３０１では、現在光軸上に挿入されている対物レンズ１１０の種別を特定するため、ＲＡＭ２０２のｏｂ番地の格納値を読み出し、更に、この種別の対物レンズ１１０について設定されているＮＴＨ及びＦＴＨの値を不揮発性メモリ２０４のＮＴＨ［］番地及びＦＴＨ［］番地から読み出してＲＡＭ２０２のｎｔｈ番地及びｆｔｈ番地にそれぞれ格納する処理が行われる。

例えば、このときの不揮発性メモリ２０４の格納データは図８Ｂの数値例であり、レボルバ穴＃２に、「ユニバーサル１０×」である対物レンズ１１０が取り付けられている場合を想定する。この場合、ＲＡＭ２０２のｏｂ番地の格納値は「１」であるので、ＲＡＭ２０２のｎｔｈ番地及びｆｔｈ番地には不揮発性メモリ２０４のＮＴＨ［１］番地及びＦＴＨ［１］番地の値が格納される。従って、図８Ｂの数値例により、ｎｔｈ番地には「１８００」が格納され、ｆｔｈ番地には「０．３０」が格納される。

次に、Ｓ３０２において、ＲＡＭ２０２のｇａｉｎ番地に格納されている値に基づいた光源駆動部１２１のパルス点灯時間（パルス点灯におけるデューティ比）の指示及び受光回路１２３での信号の積分時間の指示と、受光回路１２３からの信号出力の指示とを、ＡＦＩ／Ｏ２０５ａを介して行う処理が行われる。そして、続くＳ３０３において、光学系１２４の２分割ＰＤにおけるセンサＡ及びセンサＢ各々の出力信号レベル値をＲＡＭ２０２のａ番地及びｂ番地に格納する処理が行われる。

Ｓ３０４では、ＲＡＭ２０２のａ番地若しくはｂ番地の格納値が、取り得る出力信号レベル値の最大値に達しているか否かを以って、センサＡ若しくはセンサＢの出力が飽和しているか否かを判定する処理が行われる。ここで、飽和していると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ３０５に処理を進め、飽和していないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ３０６に処理を進める。

Ｓ３０５では、光源駆動部１２１のパルス点灯時間（パルス点灯におけるデューティ比）の設定と受光回路１２３で信号を積分する際の積分時間の設定との組合せが、センサＡ若しくはセンサＢにとって過大な設定となっていると判断し、ＲＡＭ２０２のｇａｉｎ番地に格納されている値から「１」を減算して格納する処理が行われ、その後はＳ３０２へと処理を戻して上述した処理が繰り返される。

Ｓ３０６では、ＲＡＭ２０２のａ番地若しくはｂ番地の格納値が、予め設定しておいた出力信号レベル値の最小値に達していないか否かを以って、センサＡ若しくはセンサＢの出力が不足しているか否かを判定する処理が行われる。ここで、不足していると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ３０７に処理を進め、不足していないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ３０８に処理を進める。

Ｓ３０７では、光源駆動部１２１のパルス点灯時間（パルス点灯におけるデューティ比）の設定と受光回路１２３で信号を積分する際の積分時間の設定との組合せが、センサＡ若しくはセンサＢにとって過小な設定となっていると判断し、ＲＡＭ２０２のｇａｉｎ番地に格納されている値に「１」を加算して格納する処理が行われ、その後はＳ３０２へと処理を戻して上述した処理が繰り返される。

なお、センサＡ及びセンサＢの出力飽和及び出力不足を判断するための値は、不図示であるが、不揮発性メモリ２０４内に予め格納されている。また、この値をＨＯＳＴシステム１０９から設定することも可能である。

Ｓ３０８では、ＲＡＭ２０２のａ番地とｂ番地との格納値の和を計算してＳＵＭ信号を算出し、この算出結果をＲＡＭ２０２のｓｕｍ番地に格納する処理が行われる。
Ｓ３０９では、Ｚステージ１０８を移動させて対物レンズ１１０の焦点にサンプル１１１を合焦させる合焦動作の実行を許可するために、ＳＵＭ信号が第一閾値であるＮＴＨの値以上の大きさであるか否か、より具体的には、ｓｕｍ番地の格納値がｎｔｈ番地の格納値以上であるか否かを判定する処理が行われる。ここで、ｓｕｍ番地の格納値がｎｔｈ番地の格納値以上であると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、Ｓ３１０に処理を進める。一方、ｓｕｍ番地の格納値がｎｔｈ番地の格納値未満であると判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、上述した合焦動作の実行を禁止するために、Ｓ３１１に処理を進める。

Ｓ３１０では、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｃａｐｔｕｒｅ番地に値「０」を格納する処理が行われ、その後はＳ３１２に処理を進める。
Ｓ３１１では、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｃａｐｔｕｒｅ番地に値「１」を格納する処理が行われる。

Ｓ３１２では、ｓｕｍ番地の格納値がｐｅａｋ＿ｒａｔｉｏ番地の格納値以上であるか否かを判定する処理が行われる。この判定処理は、現在のＳＵＭ信号が、現在光軸上に挿入されている対物レンズ１１０を使用したときに取り得るＳＵＭ信号のピーク値とそのピーク値に対する割合（第二閾値）との積の値以上であるか否かを判定するものである。つまり、この処理は、図１１に示した、ＳＵＭ信号及びＡＦ信号とＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号及びＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号との関係におけるＣ領域内（ダミーフォーカスが発生する領域からピント位置側に外れた領域内）の状態にあるか否かを判定するものである。

このＳ３１２の判定処理において、ｓｕｍ番地の格納値がｐｅａｋ＿ｒａｔｉｏ番地の格納値以上であると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ３１３に処理を進め、ｓｕｍ番地の格納値がｐｅａｋ＿ｒａｔｉｏ番地の格納値未満であると判定したとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ３１４に処理を進める。

Ｓ３１３では、ＲＡＭ２０２のｍ＿ｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地に値「０」を格納する処理が行われ、その後はＳ３１５に処理を進める。
Ｓ３１４では、ＲＡＭ２０２のｍ＿ｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地に値「１」を格納する処理が行われる。

Ｓ３１５では、ＲＡＭ２０２のａ番地とｂ番地との格納値を用い、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）の演算を行ってＡＦ信号を算出し、この算出結果をＲＡＭ２０２のａｆ番地に格納する処理が行われる。

Ｓ３１６では、ＡＦ信号がＦＴＨの値の範囲内であるか否か、より具体的には、ａｆ番地の格納値が、ｆｔｈ番地の格納値に対し−ｆｔｈ≦ａｆ≦ｆｔｈの関係を満たしているか否かを判定する処理が行われる。ここで、この関係を満たしていると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）にはＳ３１７に処理を進め、この関係を満たしていないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）にはＳ３１８に処理を進める。

Ｓ３１７では、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地に値「０」を格納する処理が行われ、その後はＳ３１９に処理を進める。
Ｓ３１８では、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地に値「１」を格納する処理が行われる。

Ｓ３１９では、ＲＡＭ２０２のａｆ番地の格納値を読み出してＤＡコンバータＢ２１２に与えてＡＦ信号をアナログ出力Ｂから出力させると共に、ＲＡＭ２０２のｓｕｍ番地の格納値を読み出してＤＡコンバータＡ２１１に与えてＳＵＭ信号をアナログ出力Ａから出力させる処理が行われる。

Ｓ３２０では、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｃａｐｔｕｒｅ番地の値をＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅレジスタ２１３に与えてＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号を出力させると共に、ＲＡＭ２０２のｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地の値をＩｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４に与えてその出力をＮＡＮＤ回路２１６に入力させ、更に、ＲＡＭ２０２のｍ＿ｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地の値をｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５に与えてその出力をＮＡＮＤ回路２１６に入力させる処理が行われる。

なお、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅレジスタ２１３、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４、及びｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５は、いずれも、ＣＰＵ２０１から与えられる値が「０」の場合には「Ｌ」レベルの信号（すなわちアクティブを示す信号）を出力し、ＣＰＵ２０１から与えられる値が「１」の場合には「Ｈ」レベルの信号（すなわちノンアクティブを示す信号）を出力する。

Ｓ３２１では、コマンドＩ／Ｏ２０５ｃがＨＯＳＴシステム１０９よりストップコマン
ド
ｓｔｏｐＡＦＳＩＧ
を受け取っていたか否かを判定する処理が行われる。ここで、このストップコマンドを受け取っていたと判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、図９に示した合焦状態信号出力処理を終了する。一方、このストップコマンドを受け取っていないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、Ｓ３２２に処理を進める。

Ｓ３２２では、コマンドＩ／Ｏ２０５ｃがＨＯＳＴシステム１０９より閾値変更コマン
ドである
ｃｈｇＮＴＨ
ｃｈｇＦＴＨ
のいずれかを受け取っていたか否かを判定する処理が行われる。ここで、このどちらかの閾値変更コマンドを受け取っていたと判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、Ｓ３２３において、ＲＡＭ２０２のｎｔｈ番地及びｆｔｈ番地の格納値、並びに不揮発性メモリ２０４のＮＴＨ［ｏｂ］番地及びＦＴＨ［ｏｂ］番地の格納値を、閾値変更コマンドに応じて更新する処理が行われ、その後はＳ３０２へと処理を戻して上述した処理を繰り返す。一方、閾値変更コマンドを受け取っていないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、Ｓ３２３の処理は実行しないでＳ３０２へと処理を戻し、上述した処理を繰り返す。

以上の合焦状態信号出力処理をＣＰＵ２０１が実行することにより、制御部１０３から合焦状態信号が出力される。
次に、図１０について説明する。同図は、ＨＯＳＴシステム１０９によって行われるピーク値測定処理の処理内容をフローチャートで示したものである。この処理は、サンプル１１１がＸ−Ｙステージ１０７に載置されている場合に合焦状態出力装置１から出力されるＳＵＭ信号の最大値を、レボルバ１０６に取り付けられている対物レンズ１１０の各々について求め、その値を不揮発性メモリ２０４に格納する処理である。ＨＯＳＴシステム１０９は、自身の記憶装置に予め格納されている所定のプログラムを読み出して実行することによって、このピーク値測定処理の実行が可能となる。

図９において、まず、Ｓ４０１では、Ｚステージ１０８をピント位置から退避させる処理が行われる。なお、このときの退避量は、ＨＯＳＴシステム１０９に対して予め設定されている移動ピッチＰＩＴＣＨのＤ倍（“Ｄ”דＰＩＴＣＨ”）とする。

続いて、Ｓ４０２では、コマンド
ｓｔａｒｔＡＦＳＩＧ
を制御部１０３へ送信して合焦状態信号出力装置１からの合焦状態信号を取得する処理（すなわち、図９の処理）を開始させる。

Ｓ４０３では、合焦状態信号のうちのＳＵＭ信号を取得すると共に、取得したＳＵＭ信号をＲＡＭ２０２のｓｕｍ番地に格納させる処理が行われる。なお、ＳＵＭ信号をＲＡＭ２０２のｓｕｍ番地に格納させる処理は、図９に示した合焦状態信号出力処理におけるＳ３０８の処理として行われる。

Ｓ４０４では、変数ｐｅａｋ（初期値「０」とする）の現在の値が、取得したＳＵＭ信号の信号レベル値以下であるか否かを判定する処理が行われる。ここで、変数ｐｅａｋの値がＳＵＭ信号の信号レベル値以下であると判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、Ｓ４０５において、取得したＳＵＭ信号の信号レベル値を変数ｐｅａｋに代入する処理が行われる。一方、変数ｐｅａｋの値がＳＵＭ信号の信号レベル値以下ではないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、Ｓ４０５の処理を実行せずにＳ４０３に処理を進める。

Ｓ４０６では、上述したＳ４０２からＳ４０５にかけての処理を、予め設定されている回数（例えば、前掲した“Ｄ”回）繰り返して実行したか否かを判定する処理が行われる。ここで、上述した処理を当該回数繰り返して実行したと判定したとき（判定結果がＹｅｓのとき）には、Ｓ４０７において、変数ｐｅａｋの現在の値を制御部１０３に送り、不揮発性メモリ２０４のＰＥＡＫ［ｏｂ］番地の格納値をこの値に更新する処理が行われ、その後はこのピーク値測定処理を終了する。一方、上述した処理の繰り返しを当該回数まで実行していないと判定したとき（判定結果がＮｏのとき）には、Ｓ４０８において、Ｚステージ１０８を移動させてピント位置へ“ＰＩＴＣＨ”分近づけ、その後はＳ４０２へと処理を戻して上述した処理を繰り返す。

以上までの処理がピーク値測定処理である。レボルバ１０６に取り付けられている対物レンズ１１０の種別毎にこの処理を行うことにより、各対物レンズ１１０についてのＳＵＭ信号の最大値が不揮発性メモリ２０４のＰＥＡＫ［１］番地からＰＥＡＫ［６］番地の各格納領域に格納される。

以上の図９及び図１０に示した処理が実行されることにより、合焦状態出力装置１は以下のように動作する。
まず、ピント位置がダミーフォーカスの範囲内である場合、すなわち、ピント位置が合焦位置近傍以外でＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号とＩｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４の出力信号とが共にＬレベル（すなわちアクティブ）となっている場合には、ｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５の出力信号はＨレベル（すなわちノンアクティブ）になる。すると、このときのＮＡＮＤ回路２１６の出力であるＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号出力はＨレベル（すなわちノンアクティブ）となる。

一方、ピント位置が合焦位置近傍でＩｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号とＩｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４の出力信号とが共にＬレベル（すなわちアクティブ）となっている場合には、ｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５の出力信号もＬレベル（すなわちアクティブ）になる。すると、このときのＮＡＮＤ回路２１６の出力であるＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号出力はＬレベル（すなわちアクティブ）となる。

従って、ＨＯＳＴシステム１０９においてＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号出力の信号論理を検出し、Ｌレベル（すなわちアクティブ）のときにのみ合焦判定動作を実行するようにすることで、ピント位置がダミーフォーカスの範囲内である場合の合焦判定の誤動作を防止することができる。

また、ｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５の出力信号の論理を決定する図９のＳ３１２の処理において、ＳＵＭ信号との大小比較がなされるｐｅａｋ＿ｒａｔｉｏ番地の格納値（図１１におけるＰＥＡＫＲＡＴＩＯ［ｏｂ］）は、光軸上に挿入されている対物レンズ１１０を使用したときに取り得るＳＵＭ信号のピーク値に応じ、比例変化する。つまり、この格納値は、サンプル１１１の反射率の高低に応じ、反射率が高ければ格納値も大きくなり、反射率が低ければ格納値も小さくなる。従って、本実施例によれば、合焦判定を行うか否かを判定する閾値をサンプル１１１の反射率に応じて適切に変化させることができるのである。

以上のように、本実施例によれば、図１の検査装置検査対象として反射率が異なるサンプル１１１を載置しても、ダミーフォーカスによる合焦状態出力装置１の誤動作が防止される。

なお、上述した各実施例においては、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号及びＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号を両者共に負論理としたが、正論理とすることもできる。
また、各実施例では、ＳＵＭ信号出力及びＡＦ信号出力はアナログ信号としたが、デジタルデータとして出力するようにし、シリアル通信やパラレル通信などを利用してＨＯＳＴシステム１０９へ伝送するように構成することもできる。

また、各実施例では、ＳＵＭ信号及びＡＦ信号を合焦状態出力装置１が出力するようにしていたが、ＡＦセンサ１０２内の受光回路１２３の２分割ＰＤにおけるセンサＡ及びセンサＢの各々からの出力信号であるＡ信号及びＢ信号を合焦状態出力装置１が直接出力するようにし、ＨＯＳＴシステム１０９が、受け取ったＡ信号及びＢ信号からＳＵＭ信号及びＡＦ信号を算出するように構成することもできる。

また、各実施例では、ＳＵＭ信号及びＡＦ信号を個別に出力するためにアナログ出力部をＡＦ出力インタフェース２０５ｄに２組設けたが、アナログ出力部を１組のみＡＦ出力インタフェース２０５ｄに設けるようにし、ＳＵＭ信号とＡＦ信号とを切り換えることでこのアナログ出力部を共用するように構成することもできる。

このようなＡＦ出力インタフェース２０５ｄの内部構成を図１２に示す。同図に示す構成は、実施例１に係る図２Ｂの構成から、ＤＡコンバータＢ２１２、アンプ２２２、及びアナログ出力Ｂを削除したものとなっている。

図１２に示す構成において、アナログ出力Ａから出力される信号を切り換えるには、ＨＯＳＴシステム１０６から、コマンド
ＳＥＬＡＮＡ “出力信号”
を制御部１０３へ送信する。ここで、引数“出力信号”には、「ＳＵＭ」若しくは「ＡＦ」が与えられる。制御部１０３のＣＰＵ２０１は、このコマンドを受け取ると、図１３に処理内容をフローチャートで示す選択処理が実行される。なお、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０３に格納されている所定のプログラムを読み出して実行することによって、この選択処理の実行が可能となる。

図１３の処理を説明する。
まず、Ｓ５０１では、上記のコマンドに付されていた引数を取得する処理が行われ、続くＳ５０２において、この引数の値が何であるかを判別する処理が行われる。ここで、引数が「ＳＵＭ」であると判別されたときには、Ｓ５０３において、ＲＡＭ２０２のａｎａｓｉｇ番地（図３Ａのメモリマップには図示していない）に値「ＳＵＭ」を格納する処理が行われ、その後この選択処理を終了する。一方、引数が「ＡＦ」であると判別されたときには、Ｓ５０４において、ＲＡＭ２０２のａｎａｓｉｇ番地に値「ＡＦ」を格納する処理が行われ、その後この選択処理を終了する。

また、ＡＦ出力インタフェース２０５ｄの内部構成を図１２に示すものとした場合には、図４に示した合焦状態信号出力処理の処理内容を、図１４にフローチャートで示したものに変更する。

図１４に示したフローチャートと図４に示したものとは、図４のＳ１１６の処理が、Ｓ６０１からＳ６０４の処理へ置換されている点のみが異なっている。ここでは、このＳ６０１からＳ６０４の処理のみを説明する。

Ｓ１１４若しくはＳ１１５の処理に続くＳ６０１では、ＲＡＭ２０２のａｎａｓｉｇ番地の格納値が何てあるかを判別する処理が行われる。ここで、ａｎａｓｉｇ番地の格納値が「ＳＵＭ」であると判別されたときには、Ｓ６０２において、ＲＡＭ２０２のｏｕｔｄａｔ番地（図３Ａのメモリマップには図示していない）にｓｕｍ番地の格納値を代入する処理が行われ、その後はＳ６０４に処理を進める。一方、ａｎａｓｉｇ番地の格納値が「ＳＵＭ」であると判別されたときには、Ｓ６０３において、ＲＡＭ２０２のｏｕｔｄａｔ番地にａｆ番地の格納値を代入する処理が行われる。

Ｓ６０４では、ＲＡＭ２０２の番地のｏｕｔｄａｔ格納値を読み出してＤＡコンバータＡ２１１に与えることで、ＳＵＭ信号とＡＦ信号とのうちＨＯＳＴシステム１０９から選択指示されたものをアナログ出力Ａから出力させる処理が行われ、その後はＳ１１７に処理を進める。

以上の図１３及び図１４の処理をＣＰＵ２０１が実行することにより、図１２に示すＡＦ出力インタフェース２０５ｄの内部構成のように、ＳＵＭ信号とＡＦ信号とでアナログ出力部を共用するように構成することもできる。

なお、図１２、図１３、及び図１４を用いて説明した構成は、実施例１の変形例であるが、実施例２の構成を同様変形することももちろん可能である。
また、上述したＡＦ信号及びＳＵＭ信号を切り換えて出力する構成を更に変形して、ＡＦ信号、ＳＵＭ信号、Ａ信号、及びＢ信号のうちの少なくとも２つ以上を、例えば図４におけるＳ１１６の処理の実行が繰り返される度に切り換えて出力する構成とすることも可能である。

また、前述した実施例２では、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４の出力とｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５の出力との論理積をＮＡＮＤ回路２１６により得るようにしていたが、この代わりに、ＡＦ出力インタフェース２０５ｄの内部構成を図２Ｂに示す構成としてｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５及びＮＡＮＤ回路２１６し、加えてＲＡＭ２０２のｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地の値とｍ＿ｉｎ−ｆｏｃｕｓ番地の値との論理積をＣＰＵ２０１で演算し、その演算結果をＩｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４に与えてＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号を出力させるように構成しても、実施例２における合焦状態出力装置１と同様の動作を行わせることができる。

また、前述した実施例２では、Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１４の出力とｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５の出力との論理積、すなわち、ＡＦ信号とＦＴＨの値との大小比較の結果を示す信号と、ＳＵＭ信号とＲＡＭ２０２のｐｅａｋ＿ｒａｔｉｏ番地の格納値（ＳＵＭ信号が現在取り得るピーク値と光軸上の対物レンズ１１０について設定されている割合との積）との大小比較の結果を示す信号との論理積をＡＦ出力インタフェース２０５ｄ内で得ていた。この代わりに、ｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ２１５及びＮＡＮＤ回路２１６を削除してＡＦ出力インタフェース２０５ｄの内部構成を実施例１に係る図２Ｂの構成にし、加えてＳＵＭ信号が現在取り得るピーク値と所定の閾値との大小比較の結果を示す信号をＣＰＵ２０１が出力し、新たにＡＦ出力インタフェース２０５ｄに設けるインタフェースを用いてこの信号をＨＯＳＴシステム１０９へ転送し、ＨＯＳＴシステム１０９でこの信号とＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号との論理積を演算し、その演算結果に基づいて合焦判定の実行可否を行うように構成しても、実施例２における合焦状態出力装置１と同様の動作を行わせることができる。

また、実施例２では、不揮発性メモリ２０４のＰＥＡＫＲＡＴＩＯ［］番地の格納値を予め設定しておいたものに固定していたが、この格納値の更新をＨＯＳＴシステム１０９から制御部１０３へ指示するためのコマンドを用意し、観察者が任意に設定できるように構成することもできる。

その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。

本発明を実施する合焦状態出力装置が搭載された顕徴鏡機器を含む検査装置の概略構成を示す図である。 制御部の内部構成を示す図である。 実施例１に係るＡＦ出力インタフェースの内部構成を示す図である。 実施例１に係るＲＡＭのメモリマップである。 実施例１に係る不揮発性メモリのメモリマップである。 実施例１に係る合焦状態信号出力処理の処理内容をフローチャートで示した図である。 チューニング処理の処理内容をフローチャートで示した図である。 チューニング処理の処理内容を説明する図である。 実施例２に係るＡＦ出力インタフェースの内部構成を示す図である。 実施例２に係るＲＡＭのメモリマップである。 実施例２に係る不揮発性メモリのメモリマップである。 実施例２に係る合焦状態信号出力処理の処理内容をフローチャートで示した図である。 ピーク値測定処理の処理内容をフローチャートで示した図である。 実施例２におけるダミーフォーカスの回避の様子を説明する図である。 ＡＦ出力インタフェースの内部構成の変形例を示す図である。 選択処理の処理内容をフローチャートで示した図である。 図１２に示した構成を使用する場合の合焦状態信号出力処理の処理内容をフローチャートで示した図である。 アクティブＡＦ方式を採用している合焦状態出力装置の光学系の構成例を示す図である。 中倍対物レンズの２分割ＰＤでのＡＦ光の結像の様子を表した図である。 図１５に示した光学系におけるＺステージの位置と２分割ＰＤの出力信号との関係を示す図（その１）である。 図１５に示した光学系におけるＺステージの位置と２分割ＰＤの出力信号との関係を示す図（その２）である。 図１５に示した光学系におけるＺステージの位置と２分割ＰＤの出力信号との関係を示す図（その３）である。 ＳＵＭ信号及びＡＦ信号と、Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅ信号及びＩｎ−Ｆｏｃｕｓ信号との関係を示す図である。 従来技術を説明する図である。

符号の説明

１ 合焦状態出力装置
１０２ ＡＦセンサ
１０３ 制御部
１０４ 顕微鏡照明ユニット
１０５ 鏡筒
１０６ レボルバ
１０７ Ｘ−Ｙステージ
１０８ Ｚステージ
１０９ ＨＯＳＴシステム
１１０ 対物レンズ
１１１ サンプル
１１２ マウンタ
１１３ レボルバモータ
１１４ レボルバセンサ群
１１５ 顕微鏡光源
１１６ 照明系レンズ
１１７ 光学絞り
１１８ ハーフミラー
１１９ 接眼レンズ
１２０ ＣＣＤ力メラ
１２１ 光源駆動部
１２２ 色収差レンズ駆動モータ
１２３ 受光回路
１２４ 光学系
１２５ Ｚステージ駆動用モータ
２０１ ＣＰＵ
２０２ ＲＡＭ
２０３ ＲＯＭ
２０４ 不揮発性メモリ
２０５ａ ＡＦＩ／Ｏ
２０５ｂ レボルバＩ／Ｏ
２０５ｃ コマンドＩ／Ｏ
２０５ｄ ＡＦ出力インタフェース
２０６ａ 色収差レンズドライバ
２０６ｂレボルバドライバ
２１１ ＤＡコンバータＡ
２１２ ＤＡコンバータＢ
２１３ Ｉｎ−Ｃａｐｔｕｒｅレジスタ
２１４ Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ
２１５ ｍ＿Ｉｎ−Ｆｏｃｕｓレジスタ
２１６ ＮＡＮＤ回路
２２１、２２２ アンプ
１２０１ レーザダイオード
１２０２ コリメートレンズ
１２０３ 投光側ストッパ
１２０４ 偏光ビームスプリッタ
１２０５ 集光レンズ
１２０６ 対物レンズ
１２０７ 色収差補正レンズ
１２０８ λ／４板
１２０９ ダイクロイックミラー
１２１０ サンプル
１２１１ 受光側ストッパ
１２１２ 受光側集光レンズ
１２１３ ２分割ＰＤ
１２１４ Ｉ−Ｖ変換増幅器
１２１５ Ａ／Ｄ変換器
１２１６ 演算部
１２１７ Ｉ／Ｆ部
１２１８ ＨＯＳＴシステム
１２１９ Ｚステージ
１２２０ ステージ駆動用モータ

Claims (6)

1. 試料を搭載するステージと対物レンズとの相対距離を調節する焦準手段を有する光学機器に搭載される装置であって、該対物レンズの焦点に対する該試料の合焦状態を示しており該試料が合焦する前後で符号が反転する合焦状態信号を、該試料で反射されて該対物レンズを通過して到来する光の検出結果に基づいて生成して出力する該装置である合焦状態出力装置において、
   前記光を検出して該光の強度に応じた大きさの信号を出力する光検出手段と、
   前記光検出手段からの信号を出力する光信号出力手段と、
   前記合焦状態信号を出力する合焦状態信号出力手段と、
   前記焦準手段を機能させて前記対物レンズの焦点に前記試料を合焦させる合焦動作の実行を許可するか否かを、前記光検出手段から出力される信号の大きさと所定の第一閾値との大小比較の結果に基づいて判定する合焦動作許可判定手段と、
   前記合焦動作許可判定手段の判定結果を示している合焦動作許可信号を出力する合焦動作許可信号出力手段と、
   を有することを特徴とする合焦状態出力装置。
2. 前記光検出手段は、前記光を受光する複数の受光部を備えており、
   前記光信号出力手段は、前記受光部からの出力信号を少なくとも１以上出力し、若しくは、該受光部からの出力信号のうちの少なくとも２以上を加算して得られる信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の合焦状態出力装置。
3. 前記第一閾値を更新する更新手段を更に有することを特徴とする請求項１または２に記載の合焦状態出力装置。
4. 前記合焦動作許可信号出力手段は、前記光検出手段で検出される信号の最大値と所定の第二閾値との大小比較の結果と、前記合焦動作許可判定手段の判定結果との論理積の結果を示す合焦動作許可信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の合焦状態出力装置。
5. 前記光検出手段からの信号と前記合焦状態信号とのどちらか一方を選択する選択手段を更に有しており、
   前記光信号出力手段及び前記合焦状態信号出力手段は、前記選択手段で選択された信号を出力する信号出力手段を共用して前記光検出手段からの信号と前記合焦状態信号とのうち選択されたものを出力する、
   ことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の合焦状態出力装置。
6. 請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の合焦状態出力装置を搭載した光学機器であって、
   前記ステージと、前記対物レンズと、前記焦準手段とを有しており、
   前記合焦状態出力装置が有している合焦動作許可信号出力手段から前記合焦動作の実行の許可を示している前記合焦動作許可信号が出力されている場合に前記焦準手段を機能させて、該合焦状態出力装置が有している合焦状態信号出力手段から出力される合焦状態信号に基づいて、前記対物レンズの焦点に前記試料を合焦させる制御手段を更に有する、
   ことを特徴とする光学機器。