JP2828559B2

JP2828559B2 - 位置ずれ検出装置

Info

Publication number: JP2828559B2
Application number: JP9533593A
Authority: JP
Inventors: 成章藤原; 徳次芝原
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JPH06281454A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基準位置からのサンプ
ル面の位置ずれ状態を検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の位置ずれ検出装置とし
て、例えば、本出願人による特開平３−３１７１３号公
報に開示されたものがある。以下、図１５を参照して、
この装置の構成を説明する。

【０００３】この位置ずれ検出装置は、集束光を出射す
る投光器１を備えている。投光器１から出射された光線
束Ｒは、対物レンズ２を経てサンプル面Ｓに入射する。
投光器１から対物レンズ２に至る光路上に、投光器１か
らの光線束Ｒの一部を遮光するための遮光板３がある。
この遮光板３の端縁３ａは、基準位置Ｐと共役な位置
Ｐ’に配置されている。投光器１から出射された光線束
Ｒは、遮光板３の端縁３ａの付近で集光する。そして、
遮光板３を通過した光線束Ｒは、対物レンズ２の光軸Ｏ
Ａを中心として左右に分離され、対物レンズ２を経てサ
ンプル面Ｓに入射する。

【０００４】遮光板３の対物レンズ２側の面（以下、
「裏面」という）は、鏡面等の光を反射する面で構成さ
れている。サンプル面Ｓで反射された光線束の内、遮光
板３の裏面に入射した光線束は反射されてフォトダイオ
ードのような光量検出器４に導かれ、その光量が検出さ
れるようになっている。

【０００５】ここで、サンプル面Ｓが基準位置Ｐにある
場合と、基準位置Ｐにない場合とでは、サンプル面Ｓで
反射された光線束に関して、遮光板３の裏面に入射する
光量に違いが生じる。以下、このことを図１６ないし図
１８を参照して説明する。

【０００６】図１６に示すように、サンプル面Ｓが基準
位置Ｐにある場合、サンプル面Ｓからの反射光は、入射
光Ｋ₁、Ｋ₂が入射した共役位置Ｐ’に戻ってくる。ま
た、遮光板３の裏面に入射するように戻ってくる入射光
は、遮光板３の投光器１側の面で遮光されているので、
遮光板３の裏面に入射しない。一方、図１７に示すよう
に、サンプル面Ｓが基準位置Ｐよりも対物レンズ２から
離れた側にある場合には、サンプル面Ｓは遮光板３の端
縁３ａと共役関係にないので、入射光の一部、すなわ
ち、光線Ｋ₂の反射光が遮光板３の裏面に入射する。ま
た、図１８に示すように、サンプル面Ｓが基準位置Ｐよ
りも対物レンズ２に近い側にある場合には、サンプル面
Ｓは遮光板３の端縁３ａと共役関係にないので、入射光
の一部、すなわち、光線Ｋ₁の反射光が遮光板３の裏面
に入射する。

【０００７】サンプル面Ｓの位置を変化させながら、遮
光板３の裏面に入射する反射光の光量を、光量検出器４
で測定すると、その検出光量は図１９の曲線Ｅで示した
ようになる。図１９において、横軸は基準位置Ｐに対す
るサンプル面Ｐの位置を示し、その「＋」方向は基準位
置Ｐよりも対物レンズ２から離れる方向を、「−」方向
は基準位置Ｐよりも対物レンズ２へ近づく方向をそれぞ
れ示している。また、縦軸は光量検出器４の出力値を示
している。

【０００８】サンプル面Ｓが基準位置Ｐと一致したとき
光量検出器４の出力値は極小になり、サンプル面Ｓが基
準位置Ｐから離れるに従って光量検出器４の出力値は増
加してくる。従って、光量検出器４の出力値が極小値で
ないとき、サンプル面Ｓが基準位置Ｐにないことがわか
る。また、サンプル面Ｓが基準位置Ｐにないとき、図１
９の特定領域Ａ内において、初期動作として、例えば、
サンプル面Ｓを対物レンズ２に近づけてみる。その初期
動作によって光量検出器４の出力値が減少すれば、サン
プル面Ｓは基準位置Ｐよりも対物レンズ２から離れた位
置にあることがわかり、一方、初期動作によって光量検
出器４の出力値が増加すれば、サンプル面Ｓは基準位置
Ｐよりも対物レンズ２へ近い位置にあることがわかる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。

【００１０】すなわち、遮光板３の端縁３ａの形状が、
例えば、図２０（ａ）のように若干丸まっている場合を
考えると、サンプル面Ｓが基準位置Ｐの近辺にきたと
き、反射光ＨＬ１は丸みが付いている端縁３ａ付近に入
射する。一方、光量検出器４は、遮光板３の裏面の角度
に応じて、例えば、二点鎖線で示す反射光ＨＬ２が入射
できるように設定されているので、上述の反射光ＨＬ１
は光量検出器４に導かれなくなり、サンプル面Ｓが基準
位置Ｐの近辺にくると検出誤差が発生することになる。
従って、遮光板３の端縁３ａの形状は、図２０（ｂ）の
ようにその先端が鋭角で、かつ、裏面は先端まで鏡面
（図の斜線で示す）にする必要がある。しかしながら、
そのような遮光板３を特別に成形するのは手間を要する
という問題がある。

【００１１】また、例えば、既成の顕微鏡等に、図１５
に示す位置ずれ検出機構（遮光板３、光量検出器４等）
を付設する場合、投光器１（光源）と対物レンズ２との
間には、接眼レンズ等が配設されているので、遮光板３
を取り付けるスペースが採れない場合もあり、また、遮
光板３を配置するスペースがあっても、接眼レンズ等が
邪魔になって遮光板３の端縁３ａを正確に配置するため
の調整作業が困難である。

【００１２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、遮光板を用いずにサンプル面の基準位
置に対する位置ずれ状態を検出することができる位置ず
れ検出装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、本発明は、基準位置からのサンプル面の位置ずれ状
態を検出する位置ずれ検出装置であって、前記基準位置
に対して特定の関係でピント面を有する対物レンズと、
前記対物レンズの光軸を中心として分離される光線束
を、前記対物レンズを経て前記サンプル面に照射する投
光手段と、前記投光手段と前記対物レンズとの間に配置
され、前記サンプル面で反射された反射光線束を分岐さ
せるハーフミラーと、前記ハーフミラーで分岐された反
射光線束の光路上において、前記投光手段から出射され
た光線束の内、前記基準位置と共役な位置を通過する光
線束の光線束端と光学的に等価な位置に、前記ハーフミ
ラーで分岐された反射光線束を受光するための受光面の
端縁が配置され、かつ、前記受光面は前記ハーフミラー
で分岐された分岐光軸と反対側に延在させた光量検出器
と、を備え、前記光量検出器からの検出信号に基づい
て、前記サンプル面の前記基準位置からのずれ状態を検
出するものである。

【００１４】

【作用】本発明の作用は次のとおりである。投光手段か
ら出射された光線束は、対物レンズの光軸を中心として
分離され、対物レンズを経てサンプル面に照射される。
サンプル面に照射された光線束内の各光線は、各々サン
プル面で反射される。そして、その反射光は対物レンズ
を経て、ハーフミラーで光路が分岐される。

【００１５】サンプル面が基準位置にあるとき、投光手
段から出射された光線束の内、基準位置と共役な位置を
通過する各光線は、ハーフミラーを透過し、対物レンズ
を経て、サンプル面で反射され、再び、対物レンズを経
て、ハーフミラーで光路が分岐されるが、ハーフミラー
を透過した各反射光線は基準位置と共役な位置に戻って
くる。一方、ハーフミラーで分岐された各反射光線は、
基準位置と共役な位置と光学的に等価な位置を通過す
る。また、光量検出器は、その受光面の端縁が、投光手
段から出射された光線束の内、基準位置と共役な位置を
通過する光線束の光線束端と光学的に等価な位置に配置
され、受光面は前記ハーフミラーで分岐された分岐光軸
と反対側に延在させているので、ハーフミラーで分岐さ
れた反射光線束端は、受光面の端縁に入射し、かかる反
射光線束は受光面に入射しないことになる。従って、サ
ンプル面が基準位置にあるときには、光量検出器での検
出光量が極小となる。

【００１６】一方、サンプル面が基準位置にないときに
は、サンプル面からの反射光は、ハーフミラーを介し
て、基準位置と共役な位置と光学的に等価な位置に戻っ
てこないので、ハーフミラーで分岐された反射光線束の
一部が光量検出器の受光面に入射し、サンプル面の基準
位置からのずれ量に応じて光量検出器で光量が検出され
る。

【００１７】すなわち、サンプル面が基準位置にあると
き、光量検出器の検出光量は極小値になり、サンプル面
が基準位置から外れるに連れて光量検出器の検出光量が
増加する特性を有する。従って、そのような特性を有す
る光量検出器の出力信号に基づいて、サンプル面の基準
位置からのずれ状態を検出することができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の第一実施例に係る位置ずれ検
出装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、
投光手段としての投光器１から出射された光線束Ｒは、
基準位置Ｐと共役な位置（以下、単に共役位置という）
Ｐ’で集光した後、対物レンズ２の光軸ＯＡを中心とし
て左右に分離され、対物レンズ２を経てサンプル面Ｓに
入射する。この投光器１は、例えば、半導体レーザー、
ＬＥＤ、タングステンランプ、放電管等の光源と、その
光源から出射された光を集光する集光レンズとによって
構成されている。

【００１９】図２は、投光器１から共役位置Ｐ’付近に
かけての拡大図である。なお、図２および、以下の各図
において、点線で示す光線Ｒ₁₁、Ｒ₁₂は、光源１２の発
光面１２ａの左端位置１２ｂから発した光線を示し、一
点鎖線で示す光線Ｒ₁₃、Ｒ₁₄は、光源１２の発光面１２
ａの右端位置１２ｃから発した光線を示し、実線で示す
光線Ｒ₁₅、Ｒ₁₆は、光軸ＯＡ上と共役位置Ｐ’との交点
Ａ_OA付近を通過する光線を示す。

【００２０】図に示すように、集光レンズ１３から出射
される光線Ｒ₁₃〜Ｒ₁₆等によって、図１に示す光線束Ｒ
を形成する。

【００２１】このような光線束Ｒは、図１に示すよう
に、ハーフミラー１１を透過し、さらに対物レンズ２を
経てサンプル面Ｓに入射する。サンプル面Ｓからの光線
束Ｒの反射光Ｒ’は、対物レンズ２を経て、ハーフミラ
ー１１で光路が分岐され、サンプル面Ｓの位置に応じて
光量検出器４に入射する。

【００２２】光量検出器４は、その受光面４ａの端縁４
ｂが、投光器１から出射された光線束Ｒの内、共役位置
Ｐ’を通過する光線束Ｒの光線束端（例えば、点Ａ_R）
と光学的に等価な位置Ａ_R’に位置付けられるように、
かつ、受光面４ａはハーフミラー１１で分岐された分岐
光軸ＯＡ’と反対側に延在させて配置されている。

【００２３】次に、上述のような構成の第一実施例装置
の動作を図３ないし図６を参照して説明する。図３は、
サンプル面Ｓが基準位置Ｐにあるときに、共役位置Ｐ’
からサンプル面Ｓに照射された各光線Ｒ₁₁〜Ｒ₁₆と、サ
ンプル面Ｓからの各光線Ｒ₁₁〜Ｒ₁₆に対する反射光との
光路を示す。図に示すように、共役位置Ｐ’上の点Ａ_L
から発せられた光線Ｒ₁₃、Ｒ₁₄の反射光の内、ハーフミ
ラー１１を透過した反射光ＢＲ₁₃、ＢＲ₁₄は、それぞれ
点Ａ_Lに戻り、一方、ハーフミラー１１で分岐された反
射光ＢＲ₁₃’、ＢＲ₁₄’は、点Ａ_Lと光学的に等価な位
置Ａ_L’を通過する。また、共役位置Ｐ’上の点Ａ_Rか
ら発せられた光線Ｒ₁₁、Ｒ₁₂の反射光の内、ハーフミラ
ー１１を透過した反射光ＢＲ₁₁、ＢＲ₁₂は、それぞれ点
Ａ_Rに戻り、一方、ハーフミラー１１で分岐された反射
光ＢＲ₁₁’、ＢＲ₁₂’は、点Ａ_Rと光学的に等価な位置
Ａ_R’、すなわち、光量検出器４の検出面４ａの端縁４
ｂに入射する。さらに、点Ａ_OAを通過する光線Ｒ₁₅、Ｒ
₁₆の反射光の内、ハーフミラー１１を透過した反射光Ｂ
Ｒ₁₅、ＢＲ₁₆は、それぞれ点Ａ_OAに戻り、一方、ハーフ
ミラー１１で分岐された反射光ＢＲ₁₅’、ＢＲ₁₆’は、
点Ａ_OAと光学的に等価な位置Ａ_OA’を通過する。位置Ａ
_L’、Ａ_OA’、Ａ_R’を通る位置Ｉ’は、共役位置Ｐ’
をハーフミラー１１で折り返した位置にあたり、位置
Ｉ’も、光学的に基準位置Ｐと共役な位置となる。この
ため、図４に示すように、光量検出器４の検出面４ａの
端縁４ｂを、共役位置Ｐ’の点Ａ_Rに位置付けて配置し
たのと光学的に等価であり、サンプル面Ｓで反射され、
ハーフミラー１１で分岐された光線束Ｒ’は、光量検出
器４の受光面４ａに入射しない。

【００２４】一方、図５は、サンプル面Ｓが基準位置Ｐ
よりも対物レンズ２から離れた位置にあるときに、共役
位置Ｐ’からサンプル面Ｓに照射された光線束Ｒの内、
光線Ｒ₁₁、Ｒ₁₂と、サンプル面Ｓからの光線Ｒ₁₁、Ｒ₁₂
に対する反射光との光路を示す。図に示すように、共役
位置Ｐ’上の点Ａ_Rから発せられた光線Ｒ₁₁、Ｒ₁₂の反
射光の内、ハーフミラー１１を透過した反射光ＢＲ₁₁、
ＢＲ₁₂は、サンプル面Ｓと位置Ｐ’とが共役な関係にな
いので、例えば、位置Ｐ’において反射光ＢＲ₁₁は点Ａ
_Rよりも右側の点Ａ_RRに戻ってくる。従って、ハーフミ
ラー１１で分岐された反射光ＢＲ₁₁’は、点Ａ_RRと光学
的に等価な位置Ａ_RR’、すなわち、光量検出器４の検出
面４ａに入射する。また、サンプル面Ｓが基準位置Ｐよ
りも対物レンズ２から離れるに従って、反射光ＢＲ₁₁’
が入射する位置Ａ_RR’は、位置Ａ_R’よりも離れていく
ので、光量検出器４の検出光量は増加する。

【００２５】また、図６は、サンプル面Ｓが基準位置Ｐ
よりも対物レンズ２へ近い位置にあるときに、共役位置
Ｐ’からサンプル面Ｓに照射された光線束Ｒの内、光線
Ｒ₁₁、Ｒ₁₂と、サンプル面Ｓからの光線Ｒ₁₁、Ｒ₁₂に対
する反射光との光路を示す。図に示すように、共役位置
Ｐ’上の点Ａ_Rから発せられた光線Ｒ₁₁、Ｒ₁₂の反射光
の内、ハーフミラー１１を透過した反射光ＢＲ₁₁、ＢＲ
₁₂は、サンプル面Ｓと位置Ｐ’とが共役な関係にないの
で、例えば、位置Ｐ’において反射光ＢＲ₁₂は点Ａ_Rよ
りも右側の点Ａ_RRを通過する。従って、ハーフミラー１
１で分岐された反射光ＢＲ₁₂’は、点Ａ_RRと光学的に等
価な位置Ａ_RR’、すなわち、光量検出器４の検出面４ａ
に入射する。また、サンプル面Ｓが基準位置Ｐよりも対
物レンズ２に近づくに従って、反射光ＢＲ₁₂’が入射す
る位置Ａ_RR’は、位置Ａ_R’よりも離れていくので、光
量検出器４の検出光量は増加する。

【００２６】上述のように、サンプル面Ｓが基準位置Ｐ
にあるときには、光量検出器４の検出光量が極小値にな
り、サンプル面Ｓが基準位置Ｐから外れるに従って光量
検出器４の検出光量が増加する。この関係は、従来例の
図１９に示した曲線Ｅと同じものとなる。後は、従来例
と同様に、光量検出器４の出力信号に基づいて、サンプ
ル面の基準位置Ｐに対する位置ずれ状態を検出すること
ができる。

【００２７】なお、上述の実施例では、光量検出器４の
検出面４ａの端縁４ｂを、位置Ａ_R’に位置付けたが、
本発明はこれに限らず、共役位置Ｐ’を通過する光線束
Ｒの光線束端と光学的に等価な位置であればよいので、
例えば、図７に示すように、点Ａ_Lと光学的に等価な位
置Ａ_L’に光量検出器４の検出面４ａの端縁４ｂを位置
付けて構成してもよい。このように構成した場合、サン
プル面Ｓが基準位置Ｐにないときには、点Ａ_L近辺を通
過した光線Ｒ₁₃、Ｒ₁₄等の反射光が光量検出器４の検出
面４ａに入射し光量が検出される。

【００２８】また、上述の実施例では、投光器１から出
射された光線束Ｒの集光位置を共役位置Ｐ’と一致させ
た構成であるが、集光位置を共役位置Ｐ’と異なる位置
に設定して装置を構成してもよい。例えば、集光位置を
共役位置Ｐ’よりも投光器１に近い位置に設定した場
合、図８に示すように、光量検出器４の検出面４ａの端
縁４ｂを、共役位置Ｐ’を通過する光線束Ｒの光線束端
（Ａ_RやＡ_L等）と光学的に等価な位置（Ａ_R’や
Ａ_L’等）に位置付ければよいし、集光位置を共役位置
Ｐ’よりも対物レンズ２に近い位置に設定した場合、図
９に示すように、光量検出器４の検出面４ａの端縁４ｂ
を、共役位置Ｐ’を通過する光線束Ｒの光線束端（Ａ_R
やＡ_L等）と光学的に等価な位置（Ａ_R’やＡ_L’等）
に位置付ければよい。このように構成しても、位置Ｉ’
は基準位置Ｐと光学的に共役な位置となるので、上述し
た実施例と同様の効果が得られる。但し、図８、図９で
は、位置Ａ_R’側に光量検出器４を配置した場合を実線
で示し、位置Ａ_L’側に光量検出器４を配置した場合を
二点鎖線で示している。

【００２９】ところで、本実施例では、図１０（ａ）に
示すように、検出面４ａの端に縁が設けられている光量
検出器４を用いたが、例えば、図１０（ｂ）に示すよう
に、検出面４ａの端に縁がない光量検出器４を用いて
も、検出面４ａの端縁４ｂを、共役位置Ｐ’を通過する
光線束Ｒの光線束端と光学的に等価な位置に配置すれば
よい。すなわち、特別に製作した遮光板３を用いる従来
例と異なり、ＣＣＤセンサなど市販の光量検出器を用い
ても、位置ずれを精度良く検出することができる。

【００３０】次に、本発明の第二実施例を図１１を参照
して説明する。この第二実施例装置では、投光手段とし
て平行光線束を出射する２個の投光器２１、２２を用
い、各投光器２１、２２から出射される平行光線束Ｒ
１、Ｒ２を光軸ＯＡ上で交差させ、光軸ＯＡを中心に分
離された光線束Ｒを形成し、その光線束Ｒが対物レンズ
２を経てサンプル面Ｓに照射される。この投光器２１、
２２は、例えばレーザー光を出射する光源と、そのレー
ザー光を平行光線束に変換するコリメータレンズ等で構
成されている。

【００３１】この実施例では、各平行光線束Ｒ１、Ｒ２
が交差し、最も絞られた位置（以下、交差位置という）
を共役位置Ｐ’に設定しており、点Ａ_R、Ａ_Lは、上述
の第一実施例装置と同様に共役位置Ｐ’を通過する光線
束Ｒの光線束端である。また、光量検出器４の検出面４
ａの端縁４ｂは、点Ａ_R（Ａ_L）と光学的に等価な位置
Ａ_R’（Ａ_L’）に位置付けられている。なお、位置Ａ
_R’側に光量検出器４を配置した場合を実線で示し、位
置Ａ_L’側に光量検出器４を配置した場合を二点鎖線で
示している。

【００３２】このように構成した場合、点Ａ_R、および
Ａ_Lを通過する光線Ｒ１₂、Ｒ２₁、およびＲ１₁、Ｒ
２₂のサンプル面Ｓからの反射光の光路は、上述した第
一実施例において、図３、図５、図６で説明したＲ₁₁、
Ｒ₁₂、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄と同じであり、、図１９に示した曲線
Ｅと同様の検出結果が得られる。従って、光量検出器４
の出力信号に基づいて、サンプル面Ｓの基準位置Ｐに対
する位置ずれ状態を検出することができる。

【００３３】なお、上述の実施例では、各平行光線束Ｒ
１、Ｒ２の交差位置を共役位置Ｐ’と一致させた構成で
あるが、交差位置をそれ以外の位置に設定して装置を構
成してもよい。例えば、各平行光線束Ｒ１、Ｒ２の交差
位置を共役位置Ｐ’よりも投光器２１、２２に近い位置
に設定した場合、図１２に示すように、光量検出器４の
検出面４ａの端縁４ｂを、共役位置Ｐ’を通過する光線
束Ｒの光線束端（Ａ_RやＡ_L等）と光学的に等価な位置
（Ａ_R’やＡ_L’等）に位置付ければよいし、各平行光
線束Ｒ１、Ｒ２の交差位置を共役位置Ｐ’よりも対物レ
ンズ２に近い位置に設定した場合、図１３に示すよう
に、光量検出器４の検出面４ａの端縁４ｂを、共役位置
Ｐ’を通過する光線束Ｒの光線束端（Ａ_RやＡ_L等）と
光学的に等価な位置（Ａ_R’やＡ_L’等）に位置付けれ
ばよい。このように構成しても、位置Ｉ’は基準位置Ｐ
と光学的に共役な位置となるので、上述した実施例と同
様の効果を得られる。

【００３４】また、上述の実施例では、各投光器２１、
２２から出射される平行光線束Ｒ１、Ｒ２を光軸ＯＡ上
で交差させるように構成したが、例えば、図１４に示す
ように、各平行光線束Ｒ１、Ｒ２を光軸ＯＡ上で交差さ
せないように構成してもよい。これは、上述した各平行
光線束Ｒ１、Ｒ２の交差位置を共役位置Ｐ’よりも対物
レンズ２から離れた位置に設定した場合（図１２）と構
成上等価になり、位置Ｉ’は基準位置Ｐと光学的に共役
な位置となるので、上述した実施例と同様の効果を得ら
れる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ハーフミラーから分岐された反射光線束の光
量をサンプル面の位置に応じて光量検出器で検出できる
ように構成したので、遮光板を不要にすることができ
た。従って、遮光板を特別に製作する必要がない。しか
も、市販の光量検出器を用いて装置を構成しても、充分
な検出精度が得られ、製作コストの低減を図ることもで
きる。また、既成の顕微鏡等に本発明の位置ずれ検出装
置を付設する場合にも、対物レンズの光軸から分岐させ
た所定位置に光量検出器を配する構成であるから、顕微
鏡等の既存の設備に邪魔されずに装置が取り付けられ、
その調整も容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る位置ずれ検出装置の
概略構成を示す図である。

【図２】投光器から共役位置付近にかけての拡大図であ
る。

【図３】サンプル面が基準位置にある場合の光路を示し
た図である。

【図４】光量検出器を共役位置に配した状態を示す図で
ある。

【図５】サンプル面が基準位置よりも対物レンズから離
れた側にある場合の光路を示した図である。

【図６】サンプル面が基準位置よりも対物レンズに近い
側にある場合の光路を示した図である。

【図７】第一実施例の変形例を示す図である。

【図８】集光位置を共役位置よりも投光器に近い位置に
設定した場合の第一実施例の構成を示す図である。

【図９】集光位置を共役位置よりも対物レンズに近い位
置に設定した場合の第一実施例の構成を示す図である。

【図１０】光量検出器の構成を示す図である。

【図１１】本発明の第二実施例に係る位置ずれ検出装置
の概略構成を示す図である。

【図１２】交差位置を共役位置よりも投光器に近い位置
に設定した場合の第二実施例の構成を示す図である。

【図１３】交差位置を共役位置よりも対物レンズに近い
位置に設定した場合の第二実施例の構成を示す図であ
る。

【図１４】第二実施例の変形例を示す図である。

【図１５】従来例に係る位置ずれ検出装置の構成を示す
図である。

【図１６】サンプル面が基準位置にある場合の光路を示
した図である。

【図１７】サンプル面が基準位置よりも対物レンズから
離れた側にある場合の光路を示した図である。

【図１８】サンプル面が基準位置よりも対物レンズに近
い側にある場合の光路を示した図である。

【図１９】従来装置の光量検出器の出力変化を示した図
である。

【図２０】従来装置の問題点を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１ … 投光器２ … 対物レンズ４ … 光量検出器１１ … ハーフミラー２１、２２ … 平行光線出射用の投光器Ｐ’ … 共役位置Ｐ … 基準位置Ｓ … サンプル面ＯＡ … 光軸ＯＡ’ … 分岐光軸Ｒ … 光線束Ｒ１、Ｒ２ … 平行光線束

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−172514（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−83612（ＪＰ，Ａ) 特開平１−303633（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−168135（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01C 3/00 - 3/32 G01B 11/00 - 11/30 G02B 7/28 G11B 7/09 - 7/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基準位置からのサンプル面の位置ずれ状
態を検出する位置ずれ検出装置であって、前記基準位置に対して特定の関係でピント面を有する対
物レンズと、前記対物レンズの光軸を中心として分離される光線束
を、前記対物レンズを経て前記サンプル面に照射する投
光手段と、前記投光手段と前記対物レンズとの間に配置され、前記
サンプル面で反射された反射光線束を分岐させるハーフ
ミラーと、前記ハーフミラーで分岐された反射光線束の光路上にお
いて、前記投光手段から出射された光線束の内、前記基
準位置と共役な位置を通過する光線束の光線束端と光学
的に等価な位置に、前記ハーフミラーで分岐された反射
光線束を受光するための受光面の端縁が配置され、か
つ、前記受光面は前記ハーフミラーで分岐された分岐光
軸と反対側に延在させた光量検出器と、を備え、前記光量検出器からの検出信号に基づいて、前
記サンプル面の前記基準位置からのずれ状態を検出する
ことを特徴とする位置ずれ検出装置。