JP2797521B2 - 自動焦点制御装置 - Google Patents
自動焦点制御装置Info
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- JP2797521B2 JP2797521B2 JP24955289A JP24955289A JP2797521B2 JP 2797521 B2 JP2797521 B2 JP 2797521B2 JP 24955289 A JP24955289 A JP 24955289A JP 24955289 A JP24955289 A JP 24955289A JP 2797521 B2 JP2797521 B2 JP 2797521B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はレーザを利用する光学測定装置等においてレ
ーザの焦点が常に対象物の面上に合うように称光用対物
レンズを追従させるように構成された自動焦点制御装置
に関するものである。
ーザの焦点が常に対象物の面上に合うように称光用対物
レンズを追従させるように構成された自動焦点制御装置
に関するものである。
従来の技術 光ディスク装置や光学測定装置等においてレーザ光を
反射面に集光する対物レンズにフォーカスサーボをかけ
る自動焦点制御装置は、特願昭60−39178号，特願昭62
−76927号などで知られている。これは、対物レンズの
フォーカス位置に対する誤差量に基づいてフォーカス誤
差信号を発生させ、この誤差信号がゼロとなるようにフ
ォーカスサーボをかけるもので、第７図のような構成に
なっている。
反射面に集光する対物レンズにフォーカスサーボをかけ
る自動焦点制御装置は、特願昭60−39178号，特願昭62
−76927号などで知られている。これは、対物レンズの
フォーカス位置に対する誤差量に基づいてフォーカス誤
差信号を発生させ、この誤差信号がゼロとなるようにフ
ォーカスサーボをかけるもので、第７図のような構成に
なっている。
対象物１の面２で反射したレーザ光が焦点誤差検出用
の２つのPINフォトダイオード21へ導かれ、それによっ
て各PINフォトダイオード21に流れる電流をそれぞれ電
流電圧変換回路75によって電圧に変換し、ボリューム80
でオフセットを調整した後増幅してそれぞれの電圧V1,V
2を得る。その電圧V1,V2は対物レンズ17と対象物１との
距離の変化に従って第８図a,bのように変化する。その
差電圧Veは第９図のようになる。第９図の曲線を以下Ｓ
字曲線と呼ぶ。
の２つのPINフォトダイオード21へ導かれ、それによっ
て各PINフォトダイオード21に流れる電流をそれぞれ電
流電圧変換回路75によって電圧に変換し、ボリューム80
でオフセットを調整した後増幅してそれぞれの電圧V1,V
2を得る。その電圧V1,V2は対物レンズ17と対象物１との
距離の変化に従って第８図a,bのように変化する。その
差電圧Veは第９図のようになる。第９図の曲線を以下Ｓ
字曲線と呼ぶ。
このＳ字曲線の真中のVe＝０の点がフォーカス位置で
あり、この位置にくるようにフォーカスサーボがかけら
れる。この時SW2（第７図）は仮想線で示される位置に
ある。Ｓ字曲線は第９図に示すように対物レンズの可動
範囲に比べて非常に狭いためフォーカスサーボをかける
前にフォーカス位置を捜す、すなわちＳ字曲線を捜す必
要がある。したがって最初は、SW2を実線で示す位置に
しておきボリューム77によって対物レンズをＳ字曲線の
近傍に設定し、SW1により発振器76を接続して対物レン
ズ17をＺ軸方向に移動させ、フォーカス引き込み範囲に
入るとSW2を仮想線の位置に切り替えてフォーカスサー
ボをかける。フォーカスサーボがかかった状態で、光学
系全体をＹ軸方向に移動させると、レーザの焦点が常に
対象物１の面２上に合うように対物レンズ17がＺ軸方向
に追従する。もし対象物１の面２に第９図に示すフォー
カス引き込み範囲を越えるような段差があった場合、フ
ォーカスがはずれてしまう。フォーカスがはずれるとSW
2を実線の位置に切り替えることにより、最初にフォー
カスサーチを開始した位置すなわちボリューム77で設定
した位置に戻すことができる。この位置に戻った後、前
記と同じ手順で再びフォーカスサーボをかける。
あり、この位置にくるようにフォーカスサーボがかけら
れる。この時SW2（第７図）は仮想線で示される位置に
ある。Ｓ字曲線は第９図に示すように対物レンズの可動
範囲に比べて非常に狭いためフォーカスサーボをかける
前にフォーカス位置を捜す、すなわちＳ字曲線を捜す必
要がある。したがって最初は、SW2を実線で示す位置に
しておきボリューム77によって対物レンズをＳ字曲線の
近傍に設定し、SW1により発振器76を接続して対物レン
ズ17をＺ軸方向に移動させ、フォーカス引き込み範囲に
入るとSW2を仮想線の位置に切り替えてフォーカスサー
ボをかける。フォーカスサーボがかかった状態で、光学
系全体をＹ軸方向に移動させると、レーザの焦点が常に
対象物１の面２上に合うように対物レンズ17がＺ軸方向
に追従する。もし対象物１の面２に第９図に示すフォー
カス引き込み範囲を越えるような段差があった場合、フ
ォーカスがはずれてしまう。フォーカスがはずれるとSW
2を実線の位置に切り替えることにより、最初にフォー
カスサーチを開始した位置すなわちボリューム77で設定
した位置に戻すことができる。この位置に戻った後、前
記と同じ手順で再びフォーカスサーボをかける。
発明が解決しようとする課題 前記のように焦点制御装置出は、第10図に示すような
形状の対象物で、フォーカスサーチ開始位置が第10図の
に示す位置である場合、の位置で段差によってフォ
ーカスがはずれたらの高さへ戻ろうとするので対物レ
ンズが対象物にぶつかってしまうという問題がある。
形状の対象物で、フォーカスサーチ開始位置が第10図の
に示す位置である場合、の位置で段差によってフォ
ーカスがはずれたらの高さへ戻ろうとするので対物レ
ンズが対象物にぶつかってしまうという問題がある。
この問題を防ぐ手段として発振器76の振幅を大きく
し、フォーカスサーチ開始時の位置を高くするというこ
とが考えられるが、フォーカスサーチに時間がかかると
いう欠点と、PINフォトダイオードの故障等が原因でフ
ォーカスがはずれた場合、フォーカスサーチの範囲が広
いとやはり対物レンズが対象物にぶつかってしまうとい
う問題がある。
し、フォーカスサーチ開始時の位置を高くするというこ
とが考えられるが、フォーカスサーチに時間がかかると
いう欠点と、PINフォトダイオードの故障等が原因でフ
ォーカスがはずれた場合、フォーカスサーチの範囲が広
いとやはり対物レンズが対象物にぶつかってしまうとい
う問題がある。
本発明は上記問題点に鑑み、フォーカスがはずれたと
きにその位置を保持し、その位置で再びフォーカスサー
チをかけてフォーカス位置に復帰させるという機能をも
った自動焦点制御装置を提供するものである。
きにその位置を保持し、その位置で再びフォーカスサー
チをかけてフォーカス位置に復帰させるという機能をも
った自動焦点制御装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するため本発明では、２つのPINフ
ォトダイオードに流れる電流からフォーカス誤差信号を
発生する回路と、対物レンズの位置を検出する位置検出
器及び位置信号発生回路と、フォーカスサーチ回路と、
位置保持回路と、フォーカスサーボ系と位置制御系とを
切り替えるスイッチとを備え、フォーカスがはずれた時
に前記スイッチを位置制御系に切り替え、前記位置保持
回路によってその位置を保持し、前記フォーカスサーチ
回路によって対物レンズを上下してフォーカス引き込み
範囲を捜し、フォーカス位置に復帰させるように構成し
たことを特徴とする。
ォトダイオードに流れる電流からフォーカス誤差信号を
発生する回路と、対物レンズの位置を検出する位置検出
器及び位置信号発生回路と、フォーカスサーチ回路と、
位置保持回路と、フォーカスサーボ系と位置制御系とを
切り替えるスイッチとを備え、フォーカスがはずれた時
に前記スイッチを位置制御系に切り替え、前記位置保持
回路によってその位置を保持し、前記フォーカスサーチ
回路によって対物レンズを上下してフォーカス引き込み
範囲を捜し、フォーカス位置に復帰させるように構成し
たことを特徴とする。
作用 本発明の自動焦点制御装置は、フォーカスがはずれた
ときにその位置を保持し、その位置で対物レンズを上下
させてフォーカス位置を捜すので、対物レンズと対象物
との衝突の危険性がなく、しかもフォーカス位置への復
帰を短時間で行える。
ときにその位置を保持し、その位置で対物レンズを上下
させてフォーカス位置を捜すので、対物レンズと対象物
との衝突の危険性がなく、しかもフォーカス位置への復
帰を短時間で行える。
実 施 例 本発明の一実施例における光学測定装置を、第１図〜
第６図を参照しながら説明する。
第６図を参照しながら説明する。
本装置、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標位置を光ヘテロダイン法に基
いて測定するものであり、半導体レーザ光（λ＝780n
m）Ｇを被測定物１の被測定面２に集光し、その反射光
に基づいてフォーカスサーボをかけると共に、測定用He
−NEゼーマンレーザ光（λ＝633nm）Ｆを被測定面２に
垂直に集光し、その反射光に基いて傾き補正サーボをか
けながら被測定面２の形状測定を行うものである。
いて測定するものであり、半導体レーザ光（λ＝780n
m）Ｇを被測定物１の被測定面２に集光し、その反射光
に基づいてフォーカスサーボをかけると共に、測定用He
−NEゼーマンレーザ光（λ＝633nm）Ｆを被測定面２に
垂直に集光し、その反射光に基いて傾き補正サーボをか
けながら被測定面２の形状測定を行うものである。
第２図に示す同装置の全体構成において、３は本体ベ
ースとしての下部石定盤、４はこの下部石定盤３との間
にＸテーブル５及びＹテーブル６を介してＸ−Ｙ方向に
移動可能な上部石定盤、７は上部石定盤４の前面に設け
られたＺ方向に移動可能に指示されたＺ移動部、８は被
測定物１を保持するＬ字状の保持台、９はこの保持台８
をＹ方向の軸Ｐ（第12図参照）まわりに回転させるエア
ースピンドル、85はこのエアースピンドル９を昇降可能
に支持し且つＺ方向の軸Ｑまわりに旋回可能な旋回台で
ある。
ースとしての下部石定盤、４はこの下部石定盤３との間
にＸテーブル５及びＹテーブル６を介してＸ−Ｙ方向に
移動可能な上部石定盤、７は上部石定盤４の前面に設け
られたＺ方向に移動可能に指示されたＺ移動部、８は被
測定物１を保持するＬ字状の保持台、９はこの保持台８
をＹ方向の軸Ｐ（第12図参照）まわりに回転させるエア
ースピンドル、85はこのエアースピンドル９を昇降可能
に支持し且つＺ方向の軸Ｑまわりに旋回可能な旋回台で
ある。
Ｚ移動部７は、第１図に示すように、リニアモータ10
を介してバネ11により上部石定盤４に吊持されている。
Ｚ移動部７の内部には、第３図に示すように、半導体レ
ーザ光Ｇを放射する半導体レーザ12が設置されている。
半導体レーザ12から放射された半導体レーザ光Ｇは、レ
ンズ13,偏光プリズム14,λ/4波長板15を通過してダイク
ロイックミラー16で下向きに全反射され、対物レンズ17
の開口一杯に入射して被測定物１の被測定面２に集光す
る。半導体レーザ光Ｇの集光位置は、ゼーマンレーザ光
ＦのＺ座標測定に用いられる測定光Fz1の照射位置と略
一致する。被測定面２が傾いていれば、半導体レーザ光
Ｇの反射光の一部は前記対物レンズ17の開口外に向けて
反射させられるが、残部は対物レンズ17の開口内に向け
て反射させられる。対物レンズ17に戻った反射光はダイ
クロイックミラー16及び偏光プリズム14で全反射され、
レンズ18で集光されてハーフミラー19で二分割される。
分割された各反射光は、焦点前及び焦点後に設置された
夫々のピンホール20を通過し、夫々のPINフォトダイオ
ード21に照射される。
を介してバネ11により上部石定盤４に吊持されている。
Ｚ移動部７の内部には、第３図に示すように、半導体レ
ーザ光Ｇを放射する半導体レーザ12が設置されている。
半導体レーザ12から放射された半導体レーザ光Ｇは、レ
ンズ13,偏光プリズム14,λ/4波長板15を通過してダイク
ロイックミラー16で下向きに全反射され、対物レンズ17
の開口一杯に入射して被測定物１の被測定面２に集光す
る。半導体レーザ光Ｇの集光位置は、ゼーマンレーザ光
ＦのＺ座標測定に用いられる測定光Fz1の照射位置と略
一致する。被測定面２が傾いていれば、半導体レーザ光
Ｇの反射光の一部は前記対物レンズ17の開口外に向けて
反射させられるが、残部は対物レンズ17の開口内に向け
て反射させられる。対物レンズ17に戻った反射光はダイ
クロイックミラー16及び偏光プリズム14で全反射され、
レンズ18で集光されてハーフミラー19で二分割される。
分割された各反射光は、焦点前及び焦点後に設置された
夫々のピンホール20を通過し、夫々のPINフォトダイオ
ード21に照射される。
対物レンズ17の集光位置が被測定面２にあれば、第６
図に示すように各PINフォトダイオード21で検出させる
光量は等しくなる。被測定面２と対物レンズ17との距離
（Ｚ方向）が変化すると、２つのピンホール20前後の集
光位置が光軸方向にずれるため、各PINフォトダイオー
ド21上への照射光量に差ができる。これらPINフォトダ
イオード21の出力の差から第１図に示すフォーカス誤差
信号発生部22でフォーカス誤差信号が発生する。第５図
に示すように、被測定面２上の照射位置が傾いていても
２つのPINフォトダイオード21への光量は、低下する
が、２つのPINフォトダイオード21への光量差は発生し
ないため、フォーカス誤差は発生しない。
図に示すように各PINフォトダイオード21で検出させる
光量は等しくなる。被測定面２と対物レンズ17との距離
（Ｚ方向）が変化すると、２つのピンホール20前後の集
光位置が光軸方向にずれるため、各PINフォトダイオー
ド21上への照射光量に差ができる。これらPINフォトダ
イオード21の出力の差から第１図に示すフォーカス誤差
信号発生部22でフォーカス誤差信号が発生する。第５図
に示すように、被測定面２上の照射位置が傾いていても
２つのPINフォトダイオード21への光量は、低下する
が、２つのPINフォトダイオード21への光量差は発生し
ないため、フォーカス誤差は発生しない。
第１図においてスイッチSW2が仮想線で示す位置にあ
るとき、駆動回路23は前記フォーカス誤差信号がゼロと
なるようにリニアモータ10を制御し、Ｚ移動部７をＺ方
向に移動させる。このようにして、半導体レーザ光Ｇと
次に述べるゼーマンレーザ光Ｆの測定光Fz1の集光位置
が常に被測定面２にあるようにフォーカスサーボがかけ
られる。
るとき、駆動回路23は前記フォーカス誤差信号がゼロと
なるようにリニアモータ10を制御し、Ｚ移動部７をＺ方
向に移動させる。このようにして、半導体レーザ光Ｇと
次に述べるゼーマンレーザ光Ｆの測定光Fz1の集光位置
が常に被測定面２にあるようにフォーカスサーボがかけ
られる。
２つの周波数f1,f2で発振するHe−Neゼーマン周波数
安定化レーザ24から放射されたレーザ光Ｆの一部は、第
１のハーフミラー25を透過した後、第２のハーフミラー
26で分離されて測定位置のＸ−Ｙ座標測定に用いられ
る。一方、第１のハーフミラー25で反射されたレーザ光
Fzは、測定位置のＺ座標測定に用いられる。このレーザ
光Fzは偏光プリズム27で、測定光Fz1と参照光Fz2に分離
される。測定光Fz1の周波数f1と参照光Fz2の周波数f2と
の差は数百KHzで、互いに垂直な直線偏光となってい
る。尚、Ｘ−Ｙ座標測定に使用されるレーザ光Fx,F
yも、各光路途中で夫々のコーナキューブ44によって測
定光Fx1,Fy1と参照光Fx2,Fy2とに分離される。
安定化レーザ24から放射されたレーザ光Ｆの一部は、第
１のハーフミラー25を透過した後、第２のハーフミラー
26で分離されて測定位置のＸ−Ｙ座標測定に用いられ
る。一方、第１のハーフミラー25で反射されたレーザ光
Fzは、測定位置のＺ座標測定に用いられる。このレーザ
光Fzは偏光プリズム27で、測定光Fz1と参照光Fz2に分離
される。測定光Fz1の周波数f1と参照光Fz2の周波数f2と
の差は数百KHzで、互いに垂直な直線偏光となってい
る。尚、Ｘ−Ｙ座標測定に使用されるレーザ光Fx,F
yも、各光路途中で夫々のコーナキューブ44によって測
定光Fx1,Fy1と参照光Fx2,Fy2とに分離される。
Ｚ座標測定に用いられる測定光Fz1は、第６図に示す
ように、Ｐ偏波を全透過しＳ偏波を部分透過する特殊偏
光プリズム28と、ファラデー素子29と、λ/2板30とを通
過し、Ｓ偏波となって偏光プリズム31で全反射させる。
そしてλ/4板32、集光レンズ33を通過し、ミラー34上に
集光して反射された測定光Fz1は前記λ/4板32によって
Ｐ偏波となり、前記偏光プリズム31を全透過して対物レ
ンズ17に入射し、被測定面２に垂直に集光される。被測
定面２からの反射光は上記入射光と同一光路を戻るが、
Ｓ偏波となって特殊偏光プリズム28で一部反射された
後、偏光プリズム27で全反射され、Ｚ軸光検出器35に達
する。被測定定面２の形状測定時は、被測定面２上の測
定点のＺ座標の変動速度に応じて前記反射光の周波数が
ドプラーシフトし、f1＋Δとなる。尚、反射光の光路が
被測定定面２の傾きに応じてズレようとする際は、特殊
偏光プリズム28で一部反射された反射光を４分割光検出
器36が検知し、集光レンズ移動手段37により集光レンズ
33をＸ−Ｙ方向に移動させて入射光の対物レンズ17への
入射位置を変化させることにより、常に反射光が同一光
路を戻るように傾き補正サーボがかけられる。
ように、Ｐ偏波を全透過しＳ偏波を部分透過する特殊偏
光プリズム28と、ファラデー素子29と、λ/2板30とを通
過し、Ｓ偏波となって偏光プリズム31で全反射させる。
そしてλ/4板32、集光レンズ33を通過し、ミラー34上に
集光して反射された測定光Fz1は前記λ/4板32によって
Ｐ偏波となり、前記偏光プリズム31を全透過して対物レ
ンズ17に入射し、被測定面２に垂直に集光される。被測
定面２からの反射光は上記入射光と同一光路を戻るが、
Ｓ偏波となって特殊偏光プリズム28で一部反射された
後、偏光プリズム27で全反射され、Ｚ軸光検出器35に達
する。被測定定面２の形状測定時は、被測定面２上の測
定点のＺ座標の変動速度に応じて前記反射光の周波数が
ドプラーシフトし、f1＋Δとなる。尚、反射光の光路が
被測定定面２の傾きに応じてズレようとする際は、特殊
偏光プリズム28で一部反射された反射光を４分割光検出
器36が検知し、集光レンズ移動手段37により集光レンズ
33をＸ−Ｙ方向に移動させて入射光の対物レンズ17への
入射位置を変化させることにより、常に反射光が同一光
路を戻るように傾き補正サーボがかけられる。
一方、参照光Fz2は前記偏光プリズム27で全反射され
た後、レンズ38によってＺ軸ミラー39上に集光され、反
射されて前記Ｚ軸検出器35に達する。反射光の周波数
は、X,Yテーブル5,6の移動真直度などの誤差により、f2
＋δとなる。従ってＺ軸光検出器35では、（f1＋Δ）−
（f2＋δ）がビート信号として検出され、Ｚ座標検出装
置37において被測定面２の測定位置のＺ座標が正確に得
られる。
た後、レンズ38によってＺ軸ミラー39上に集光され、反
射されて前記Ｚ軸検出器35に達する。反射光の周波数
は、X,Yテーブル5,6の移動真直度などの誤差により、f2
＋δとなる。従ってＺ軸光検出器35では、（f1＋Δ）−
（f2＋δ）がビート信号として検出され、Ｚ座標検出装
置37において被測定面２の測定位置のＺ座標が正確に得
られる。
尚、被測定面２の測定位置のX,Y座標は、Ｚ移動部７
に設置したX,Y軸ミラー38,39に集光されたFx1,Fy1の反
射光と、下部石定盤１側に設置したX,Y軸ミラー40,41に
集光された参照光Fx2,Fy2の反射光との周波数の差によ
って、X,Y軸光検出器42,43で検出される。
に設置したX,Y軸ミラー38,39に集光されたFx1,Fy1の反
射光と、下部石定盤１側に設置したX,Y軸ミラー40,41に
集光された参照光Fx2,Fy2の反射光との周波数の差によ
って、X,Y軸光検出器42,43で検出される。
次に、第１図を用いて、フォーカスサーボ系の詳細な
説明を行う。
説明を行う。
第１図において、73はＺ移動部７のＺ方向における平
衡位置からの変位量を検出する位置検出器、74は位置検
出器73からの出力によって位置信号を発生する位置信号
発生回路、76は0.3Hzの周波数発振器、77はＺ移動部７
をＺ方向に移動させるためのボリューム、78はボリュー
ム77の操作設定電圧に基きバネ11の復元力の影響をなく
すように位置信号を増幅して駆動回路23に信号を送る作
動増幅器、79はゲインコントロール回路である。フォー
カス誤差検出用の２つのPINフォトダイオード21に流れ
る電流はそれぞれ電流電圧変換回路75によって電圧に変
換され、ボリューム80及び演算増幅器81によってオフセ
ットを補正された後フォーカス誤差信号発生部へ導く。
衡位置からの変位量を検出する位置検出器、74は位置検
出器73からの出力によって位置信号を発生する位置信号
発生回路、76は0.3Hzの周波数発振器、77はＺ移動部７
をＺ方向に移動させるためのボリューム、78はボリュー
ム77の操作設定電圧に基きバネ11の復元力の影響をなく
すように位置信号を増幅して駆動回路23に信号を送る作
動増幅器、79はゲインコントロール回路である。フォー
カス誤差検出用の２つのPINフォトダイオード21に流れ
る電流はそれぞれ電流電圧変換回路75によって電圧に変
換され、ボリューム80及び演算増幅器81によってオフセ
ットを補正された後フォーカス誤差信号発生部へ導く。
第９図に示すようにフォーカス引き込み範囲は対物レ
ンズ17の可動範囲に比べて非常に狭いためフォーカスサ
ーボをかける前にフォーカス引き込み範囲を捜す必要が
ある。したがって最初は、SW2を実線で示す位置にして
おり、SW3を通してボリューム77によって対物レンズ17
をＳ字曲線の近傍に設定し、次にSW1により発振器76を
接続し、対物レンズ17を上下させてＳ字曲線を捜す。フ
ォーカス引き込み範囲に入ると、SW2を仮想線の位置に
切り替えてフォーカスサーボをかける。なお、発振器76
による対物レンズ17の上下する範囲は約2mmである。
ンズ17の可動範囲に比べて非常に狭いためフォーカスサ
ーボをかける前にフォーカス引き込み範囲を捜す必要が
ある。したがって最初は、SW2を実線で示す位置にして
おり、SW3を通してボリューム77によって対物レンズ17
をＳ字曲線の近傍に設定し、次にSW1により発振器76を
接続し、対物レンズ17を上下させてＳ字曲線を捜す。フ
ォーカス引き込み範囲に入ると、SW2を仮想線の位置に
切り替えてフォーカスサーボをかける。なお、発振器76
による対物レンズ17の上下する範囲は約2mmである。
フォーカスサーボがかかった状態で、光学系全体をＹ
軸方向に移動させると、レーザの焦点が常に対象物１の
面２上に合うように対物レンズ17がＺ軸方向に追従す
る。もし対象物１の面２に第９図に示すフォーカス引き
込み範囲を越えるような段差があった場合、フォーカス
がはずれてしまう。フォーカスがはずれるとサンプル・
ホールド86をサンプル状態からホールド状態に切り替
え、さらにSW3を仮想線の位置に切り替えた後、SW2を実
線の位置に切り替える。この動作により対物レンズ17の
位置（Ｚ軸方向）は、フォーカスがはずれる前と同じ位
置に保持される。つづいてSW1によって発振器76を接続
し、対物レンズ17を上下させてフォーカスサーチを行
い。再びフォーカス位置に復帰させる。
軸方向に移動させると、レーザの焦点が常に対象物１の
面２上に合うように対物レンズ17がＺ軸方向に追従す
る。もし対象物１の面２に第９図に示すフォーカス引き
込み範囲を越えるような段差があった場合、フォーカス
がはずれてしまう。フォーカスがはずれるとサンプル・
ホールド86をサンプル状態からホールド状態に切り替
え、さらにSW3を仮想線の位置に切り替えた後、SW2を実
線の位置に切り替える。この動作により対物レンズ17の
位置（Ｚ軸方向）は、フォーカスがはずれる前と同じ位
置に保持される。つづいてSW1によって発振器76を接続
し、対物レンズ17を上下させてフォーカスサーチを行
い。再びフォーカス位置に復帰させる。
発明の効果 本発明は上記構成，作用を有するので、対象物の面上
にフォーカス引き込み範囲を越えるような大きな段差が
あってフォーカスがはずれても、対物レンズを対象物と
衝突させることなしにしかも短時間でフォーカス位置に
復帰させることができる。
にフォーカス引き込み範囲を越えるような大きな段差が
あってフォーカスがはずれても、対物レンズを対象物と
衝突させることなしにしかも短時間でフォーカス位置に
復帰させることができる。
第１図は本発明の一実施例における光学測定装置におけ
るフォーカスサーボ系のブロック図、第２図は同装置の
全体構成を示す概略斜視図、第３図は同装置におけるフ
ォーカスサーボ系の光路図、第４図は対物レンズがフォ
ーカス位置にあるときの光路図、第５図は対象物の面が
傾いたときの光路図、第６図は同装置における傾きサー
ボ系の光路図、第７図は従来のフォーカスサーボ系のブ
ロック図、第８図a,bは２つのPINフォトダイオードで検
出される信号の対物レンズと対象物の距離に対するグラ
フ、第９図は第８図の２つの信号を差動増幅して得られ
るフォーカス誤差信号のグラフ、第10図は従来例の問題
点を示す対象物の図である。 17……対物レンズ、21……PINフォトダイオード、22…
…フォーカス誤差信号発生部、73……位置検出器、74…
…位置信号発生回路、86……サンプル・ホールド。
るフォーカスサーボ系のブロック図、第２図は同装置の
全体構成を示す概略斜視図、第３図は同装置におけるフ
ォーカスサーボ系の光路図、第４図は対物レンズがフォ
ーカス位置にあるときの光路図、第５図は対象物の面が
傾いたときの光路図、第６図は同装置における傾きサー
ボ系の光路図、第７図は従来のフォーカスサーボ系のブ
ロック図、第８図a,bは２つのPINフォトダイオードで検
出される信号の対物レンズと対象物の距離に対するグラ
フ、第９図は第８図の２つの信号を差動増幅して得られ
るフォーカス誤差信号のグラフ、第10図は従来例の問題
点を示す対象物の図である。 17……対物レンズ、21……PINフォトダイオード、22…
…フォーカス誤差信号発生部、73……位置検出器、74…
…位置信号発生回路、86……サンプル・ホールド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−263329（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−3821（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−46443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−148909（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G02B 7/28 G11B 7/08 - 7/095
Claims (1)
- 【請求項１】レーザの焦点が常に対称物の面上に合うよ
うに集光用対物レンズを追従させるように構成された自
動焦点制御装置において、前記レーザの反射光が導かれ
る焦点誤差検出用の２つのPINフォトダイオードに流れ
る電流からフォーカス誤差信号を発生する回路と、対物
レンズの位置を検出する位置検出器及び位置信号発生回
路と、フォーカスサーチ回路と、位置保持回路と、フォ
ーカスサーボ系と位置制御系とを切り替えるスイッチと
を備え、フォーカスがはずれた時に前記スイッチを位置
制御系に切り替え、前記位置保持回路によってその位置
を保持し、前記フォーカスサーチ回路によって対物レン
ズを上下してフォーカス引き込み範囲を捜し、フォーカ
ス位置に復帰させるように構成したことを特徴とする自
動焦点制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24955289A JP2797521B2 (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 自動焦点制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24955289A JP2797521B2 (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 自動焦点制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03110406A JPH03110406A (ja) | 1991-05-10 |
| JP2797521B2 true JP2797521B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=17194691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24955289A Expired - Fee Related JP2797521B2 (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 自動焦点制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2797521B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2674467B2 (ja) * | 1993-05-13 | 1997-11-12 | 日本電気株式会社 | 光学式ピックアップ |
| JP3388112B2 (ja) * | 1996-03-13 | 2003-03-17 | 株式会社リコー | 位置決め制御装置 |
| JP3851701B2 (ja) * | 1997-03-21 | 2006-11-29 | オリンパス株式会社 | 焦点検出装置 |
| WO2002089124A1 (fr) | 2001-04-20 | 2002-11-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Appareil a disc optique |
| US7187630B2 (en) | 2001-06-11 | 2007-03-06 | Mitutoyo Corporation | Focusing servo device and focusing servo method |
| JP4278363B2 (ja) * | 2002-11-06 | 2009-06-10 | パナソニック株式会社 | 自動焦点制御装置 |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP24955289A patent/JP2797521B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03110406A (ja) | 1991-05-10 |
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