JPH02259711A - オートフォーカス制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ光を用いた光学的計測を行なうときの、
オートフォーカス制御方法に関する。

〔従来の技術〕

レーザ光を用いて各種の光学計測を行なう場合、対物レ
ンズにより集光したレーザ光を被測定°物に照射してそ
の反射光を検出する方法が多く用いられるが、反射光を
ベストフォーカス状態で検出することが必要で、このた
めにオートフォーカス制御が重要になってくる。従来か
ら多（用いられているオートフォーカス制御の方法は非
点収差法である。非点収差法は、シリンドリカルレンズ
と４分割光センサーを組み合せて、被測定物からの反射
光のビーム形状を検出し、所定のビーム形状が得られる
ようにオートフオ・−カス制御を行なうものである。

第２図に従来用いられている非点収差法による反射光の
ビーム形状検出の例を示す。第２図（イ）はビーム形状
検出の構成を示す図で、２０はシリンドリカルレンズ、
２１は４分割光センサ−２２は差動アンプである。被測
定物からの反射光２６をシリンドリカルレンズ２０によ
りビーム形状の変換を行なう。４分割光センサ−２１は
ａ、ｂ。

ｃ、ｄの４つの受光要素から成り、シリンドリカルレン
ズ２０により変換されたビーム２４を受光する。差動ア
ンプ２２の一方の入力信号２５は４分割光センサ−２１
の受光要素ａ＋ｃ、、他方の入力信号２６は同じ＜　ｂ
＋ｄの受光要素からの光強度信号で、出力信号２７はフ
ォーカスエラー信号で、（ａ　＋　ｃ　）　−（ｂ　＋
　ｄ　）を出力する。

第２図（ロ）、（ハ）、に）は４分割光センサ−２１に
入射される反射光ビーム２４のビーム形状の例で、（司
は被測定物が対物レンズの焦点位置にある場合で、円形
のビーム形状となり、差動アンプ２２の出力信号２７は
０となる。被測定物が焦点位置から離れて（ると、円形
状から楕円形状へと変化する。（ハ）は焦点位置よりも
近い場合で、差動アンプ２２の出力信号２７は（−４−
）符号の電圧値となる。に）は焦点位置よりも遠い場合
で、差動アンプ２２の出力信号２７は（−１符号の電圧
値となる。

第２図（ホ）は対物レンズと被測定物の間の距離りの変
化によるフォーカスエラー信号２７の関係を示すグラフ
で、グラフの横軸は距離り、縦軸は差動アンプ２２の出
力信号２７の電圧である。曲線２８において点２００は
Ｌ＝Ｏとなるベストフォーカス位置で、出力電圧は０で
ある。この曲線２８は一般にはＳ字曲線と呼ばれていて
、点２０２と点２０４の間において距離の変位りと差動
アンプ２２の出力電圧がほぼリニアーに変化する。以上
の様にして４分割光センサ−２１の各受光要素で検出し
たビーム形状からフォーカスはずれの状態を検出して、
オートフォーカス制御を行なっている。

〔発明が解決しよ５とする課題〕 前述の非点収差法による従来のオートフォーカス制御の
方法は、ベストフォーカス状態において正確な円形状の
反射光形状が得られるように、シリンドリカルレンズ２
０と４分割光センサ−２１の位置関係を初期調整すると
きに複雑な調整を要する。又、このとき４分割光センサ
−２１の出力信号２７の電圧がＯとなるよ５に、差動ア
ンプ２２のゲイン調整も必要になって（る。更にはフォ
ーカスはずれの状態を検出してフォーカス制御を行なう
場合、第２図（ホ）に示したＳ字曲線２８からでは、得
られたフォーカスエラー信号２７の電圧に対して、フォ
ーカスはずれの位置状態が２通り対応することになり、
位置の区別がつかないため、初期においてフォーカス制
御量を一義的に決定することができないという欠点を有
している。

本発明の目的は、複雑な調整を要さないで簡素な構成に
より、高精度なオートフォーカスを実現する方法を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明は次のような方法
から成る。

レーザ光源から放射されるレーザ光を対物レンズにより
集光して被測定物面上に照射し、前記被測定物からの反
射光を検出して、前記対物レンズの光軸方向の距離を変
化させてフォーカス制御を行なうオートフォーカス制御
方法において、前記被測定物からの反射光の光軸方向と
直交する方向の光強度の分布における強度最大部を含み
、一部の強度部分を受光器に入射させるための反射光マ
スキング部を設け、前記対物レンズの光軸方向への第１
の距離変化の前後の反射光強度の差からフォーカス制御
方向を決定し、前記対物レンズの光軸方向への第２の距
離変化の前後の反射光強度差がＯの状態を検出してフォ
ーカス制御を行なうものである。

〔作用〕

レーザ光を用いる場合、反射光の光軸に直交する方向の
光強度分布はガウス型分布を示すが、このガウス型強度
分布の強度ピーク付近の光を透過させ、他の部分を透過
しないようにマスキングを行なって反射光を検出すると
、焦点位置ズレが起ると反射光強度の減少が太き（なる
ため、反射光強度の変化によってフォーカス位置ズレな
高感度に判定することができる。フォーカス制御を行な
うときは、制御の前後での反射光強度の増加、減少を判
定して、反射光強度が増加する方向へフォーカス制御を
行なわせ、反射光強度の変化が０あるいは増加から減少
へと反転する状態からベストフォーカス位置を決定する
。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図に本発明のオートフォーカス制御方法を説明する
ための動作ブロック図を示す。

１はレーザ光源で、例えばＨｅ　−Ｎ　ｅレーザ発振管
から成り、波長が０．６３３μｍのレーザ光１００を放
射する。２は光学系で、入射されるレーザ光１００のビ
ーム形状変換、ビーム進路変換等を行なうもので、レン
ズ１０２．１０４．１０６、ビームスプリンター１０８
、対物レンズ６、及び図示してないが他の各種の光学素
子から構成される。対物レンズ乙により微小なスポット
径に集光された照射ビーム１１０を作成して、被測定物
４に照射する。対物レンズ乙の焦点位置に被測定物４を
置くと、ベストフォーカス状態となる。５は対物レンズ
６をＺ方向の光軸方向に移動させて、被測定物４との間
の距離を変化させるための対物レンズ駆動部で、例えば
ボイスコイル・型アクチュエータ、ＰＺＴアクチュエー
タ、リニアモータ等から構成することができる。本例で
は対物レンズ６を移動させる例であるが、被測定物４を
パルスステージ等を用いて移動させてもよく同等の効果
が得られる。照射ビーム１１０が被測定物４で反射され
ると、ビームスプリッタ−１０８で進路を変換され、反
射光１１２として取り出されるが、このとき凸レンズ１
０６で集光する。

６は反射光マスキング部で、反射光１１２に対して、そ
のビームの中のある部分だけの光強度成分を透過させ、
他の部分の光強度成分は透過させないようなマスキング
を行な５゜レーザ光１００の光軸方向に直交する方向の
光強度分布はガウス型分布を有するため、反射光１１２
においても同様のガラス型強度分布を持つ。反射光１１
２の光強度はビームの中心部で最も強度が強（、中心か
ら離れるに従って、中心部に対して左右対称に強度が減
少するような強度分布を有する。反射光マスキング部６
は反射光１１２のビームの中で強度最大となる領域をふ
（み、予め設定された領域の光強度のみを透過させるが
、反射光マスキング部６はスリット、ピンホール等で容
易に構成することができる。反射光マスキング部′６を
透過したビーム１１４を受光器７で検出する。以後の説
明ではこのビムム１１４を単に反射光と表現することに
する。

受光器７は単一の受光面だけから構成すればよいが、場
合に応じては反射光マスキング部６のマスキング数に応
じた数の受光面を持たせ壬もよ（、被測定物４の形状に
応じて使いわければよい。反射光マスキング部６は受光
器７に直接取りつけた構成にしてもよく、また受光器７
の光軸方向の設定位置は凸レンズ１０６の焦点位置の近
くで、受光器７の受光面の大きさとほぼ等しいか、それ
よりも若干小さ（なるビーム径が得られる程度の位置に
設定すればよ（、特にきびしい制約条件は無い。

しかし受光器７の位置設定は初期の設定時において、反
射光１１４の強度最大部が受光器７の受光面のほぼ中央
部に入射されるように、図のＸ方向に移動させて初期調
整を行な５ことが必要であるが、この場合も単なる位置
調整だけであって特に複雑な調整は必要としない。受光
器７はＰＩＮフォトダイオード等の光検出器で反射光を
受光して電流−電圧変換を行なって、反射光強度に比例
した電圧を発生するが、以下の説明ではこの電圧のこと
を単に反射光強度と表現する。この検出される反射光強
度については、４分割センサーの如き複雑なゲイン調整
は不要である。

以上の構成を用いて反射光１１４を検出すると、ベスト
フォーカス状態では、特にビーム中心部のピーク強度が
最大となり、フォーカスはずれが起こるとピーク強度が
減少する。従ってビーム中心部の反射光強度の大きさを
検出することにより、フォーカス状態の判断を行なうこ
とができる。なおフォーカス状態に対する反射光強度の
関係は後で詳しく説明する。

８は第１の移動制御部で、フォーカス制御を開始する以
前の初期状態における反射光強度の太きさに応じて、予
め設定された方向へ対物レンズ６を初期移動させるもの
で、信号１２０により対物レンズ駆動部５を駆動する。

ここで第１の移動制御部８によって対物レンズ６が移動
させられたときの距離の変化を第１の距離変化と呼ぶ。

９は第１のデータ設定部で、対物レンズ６と被測定物４
との間の距離の変化に対する反射光１１４０強度の変化
データを記憶しておく。この記憶される強度データは、
距離の大まかな変化に対するデータで良い。従って初期
状態で検出された反射光１１４０強度と第１のデータ設
定部９に記憶されているデータを比較して、概略のフォ
ーカスはずれ状態を判断して第１の距離変化を与える。

１０はフォーカス制御判定部で、前述の第１の距離変゛
化を与えた後の反射光強度を検出し、対物レンズ乙の移
動前後における反射光強度の差から、フォーカス制御を
行なうべき方向を決定すると共に、その方向にフォーカ
ス制御を行なうときの概略の制御量を決定する。

前述の第１の移動制御部８で、予め設定された方向に対
物レンズ６を移動させたとき、移動の後の反射光強度が
移動前に比べて増加すれば、予め設定した移動方向はフ
ォーカス制御の順方向であり、逆に反射光強度が減少す
れば予め設定した方向は逆方向であるから、予め設定し
た方向とは逆方向へ制御を行なうことを判断する。この
とき、第１の距離変化を与えた後の反射光１１４０強度
を、第１のデータ設定部９に記憶されているデータと比
較を行なって、概略のフォーカス状態を判定して、概略
のフォーカス制御量を決定する。

１１は第２の移動制御部で、前述のフォーカス制御を行
な５方向へ対物レンズ６を移動するもので、信号１２５
により対物レンズ駆動部５を駆動する。ここで第２の移
動制御部１１によって対物レンズ６が移動させられる距
離の変化を第２の距離変化と呼ぶ。１２は第２のデータ
設定部で、前述の第１のデータ設定部９と同様に、対物
レンズ３と被測定物４との間の距離に対する反射光１１
４０強度のデータを記ｌしてお（もので、第１のデータ
設定部９に記憶されているデータに対して、ベストフォ
ーカス位置に近い領域での反射光強度データを記憶して
おくが、距離の大まかな変化に対するデータで良い。第
２の移動制御部１１では、検出された反射光強度と第２
のデータ設定部１２に記憶されているデータを比較して
第２の距離変化を設定するが、−船釣には第２の距離変
化は第１の距離変化よりは小さく設定する。

１６は差分判定部で、第２の移動制御部１１で移動させ
られたときの移動の前後における反射光強度の増減を判
定する。移動後と移動前の反射光強度の差を差分強度と
呼ぶことにするが、差分強度の大きさの符号が正の・場
合は、まだ反射光強度が増加する方向にあり、ベストフ
ォーカス位置に達していないことを意味しているため、
信号１６０により第２の移動制御部１１による移動の動
作を続行する。なお、検出された反射光強度の大きさに
応じて第２の距離変化の量を変化させてもよい。差分強
度の大きさが０になった場合は、移動前後の反射光強度
の差が無いということで、反射光強度がピーク点にある
ことになり、ベストフォーカス位置に達したと判定され
、信号１６５を発して対物レンズ駆動部５の駆動の動作
を停止する。また差強度の符号が正から負へと変化した
場合は、反射光強度の変化が増加→減少へ変化したこと
になり、反射光強度のピークとなるベストフォーカス状
態を通り過ぎたことになる。第２の距離変化の量が比較
的小さい場合は、前述の差強度がＯ５あるいはＯとみな
せる状態が存在するが、第２の距離変化の量が前述の場
合よりも大きい場合は、ベストフォーカス状態を通り過
ぎる場合もある。この場合は信号１６５により対物レン
ズ駆動部５の順方向への移動の動作を停止させると共に
、差分強度の大きさの変化に応じて逆方向に一定量反転
させれば、ベストフォーカス状態に設定することができ
る。

次に前述の反射光マスキングについて詳細に説明する。

第３図に被測定物４からの反射光１１２のビーム形状及
び反射光マスキングの構成例を示す。

第３図（イ）、（ロ）は被測定物４からの反射光１１２
のガウス強度分布となるビーム形状を表わしたもので、
（イ）のビーム形状波形６０はベストフォーカス状態、
（ロ）のビーム形状波形６２はベストフォーカス状態か
らはずれた場合である。波形３０のピーク強度が６００
、波形６２のピーク強度が６０５で、ピーク強度の位置
は波形の中心部であり、ピーク強度６００の方がピーク
強度６０５よりは強度が強く、ベストフォーカス状態に
おいて、ピーク強度が最大となる。波形６０はピーク強
度が最大で、横方向のビーム径の広がりは最小となり、
波形６２はピーク強度が減少すると共に、横方向のビー
ム径は広がって（る。波形６０及び波形３２の全体強度
を比較すると、ピーク強度６００及び６０５が変化する
割合よりは、全体強度の変化は小さい。波形６２が、フ
ォーカスはずれが少ない状態の場合は、波形６０の場合
の全体強度と程んど差がない。従って反射光１１２の全
体強度からフォーカス状態を判定するのは、感度が低い
ため実用的ではないが、前述した如（反射光１１２の中
心部のピーク強度は、フォーカス状態の変化に対して感
度が高い。

第３図（ハ）、に）は反射光マスキングの形状例を示す
もので、円形の基板部６４に対してスリット状の長方形
状の穴を設げたもので、第３図（ハ）は単一のスリット
部３１０を設け、に）はスリット部３１２を中心として
、左右対称な位置にスリット部６１４．３１６を設けた
場合である。以上の形状の反射光マスキングにおいて、
スリット部だけが反射光を透過し、他の部分は反射光を
カットする。

第３図（ホ）、（へ）は反射光マスキングを行なったと
きの、透過する反射光の光強度分布を示したもので、い
ずれも図面の斜線部がカットされる部分で、（ホ）は反
射光マスキングがｅ→の場合、（へ）は同じくに）の場
合に対応する。

第４図（イ）、（ロ）に受光器７で検出される反射光強
度及び差分強度とフォーカス状態の関係のグラフを示す
。第４図（イ）の波形４０の横軸は焦点方向の距離Ｚで
、Ｚｚ０がベストフォーカス位置であり、縦軸は反射光
強度である。Ｚｚ０において反射光強度は最大となり、
焦点がはずれてくると反射光強度は減少してくる。この
減少はＺ−０を中心とし、て左右はぼ対称的に変化する
。この場合、反射光強度値４００に対して、焦点方向位
置は２＜０となる点４１０及びＺ〉０となる点４２０が
対応するため、反射光強度だけからはベストフォーカス
位置に対する焦点はずれの方向の判別ができない。

第４図（ロ）の波形４２は、波形４０の差分（あるいは
微分）を示すもので、横軸は（イ）の場合と同じく焦点
方向の距離Ｚ、縦軸は差分強度である。差分強度の波形
４２では、ｚ−００ベストフオーカス状態において、差
分強度はＯとなり、Ｚく０の領域では差分強度は正の値
、Ｚ〉０の領域では負の値となり、差分強度の符号から
フォーカスはずれの位置状態（Ｚ〉０．２＜０　＞が判
別できる。

更に例えば差分強度値４６０の場合、Ｚく０の領域にお
いて、焦点方向の位置は点４４０及び点４５０が対応し
、差分強度だけからでは点４４０と点４５０の区別が一
つかないが、（イ）に示した波形４０の反射光強度の値
を参照することにより、点４４０と点４５０の区別が可
能となる。なお差分強度は対物レンズ３の移動前後の反
射光強度の差から得られる。以上の如くして、反射光強
度及び差分強度の２つのデータを互いに参照することに
より、フォーカス状態を容易に判別することが可能とな
る。

次に第４図に示した強度変化の波形から実際のフォーカ
ス制御を行なうときの具体的な方法を第５図で説明する
。

第５図（イ）、（ロ）は第１の移動制御部８での移動の
動作を説明する図で、図示の波形４０は第４図（イ）に
示した焦点方向の位置に対する反射光強度の変化の関係
を表わすものである。反射光強度５００がピーク位置Ｚ
＝０での強度で、５０２及び５０４は第１のデータ設定
部９で設定されている焦点方向の距離に対する反射光強
度のデータである。反射光強度５０２は焦点方向の位置
がｚｌ及び”Ｉｓ反射光強度５０４は同じ＜Ｚｚ及びＺ
。

の位置に対応するが、Ｚ＝Ｏの中心位置に対して、はぼ
対称な位置にあるために、Ｚ＞０．Ｚ＜０にかかわらず
Ｚ〉０の位置に対しての反射光強度のデータとすればよ
い。また、制御方向に対してはＺ）０となる方向への制
御方向をＣＦ方向、Ｚく０となる場合をＣＢ方向とする
。

第５図信）において初期状態で検出された反射光強度が
点５１００点であったとする。この状態ではｚ〉０、ｚ
〈０のいずれの状態かは判別できない。また、反射光強
度５１０は設定強度５０２に比べて小さいため、焦点ハ
ズレが大きいと判定できる。従って第１の距離変化はＺ
ｌよりは小さいが大きな距離変化を与えればよい。今、
初期の制御方向としてＣＦ方向を設定することを仮定す
る。

初期の反射光強度５１０が左側の固点にあれば、ＣＦ方
向に移動したとき、反射光強度５１２が得られ、反射光
強度が増加する方向に変化するためＣＦ方向は制御の順
方向である。逆に初期の反射光強度５１０が右側の（Ｂ
点にあれば、ＣＦ方向に移動したとき、反射光強度５１
４が得られ、反射光強度が減少する方向であるため、Ｃ
Ｆ方向は逆方向となり、ＣＢ方向が制御の順方向である
と判定する。この場合は一度の対物レンズの移動で制御
方向の判定ができる。

第５図（ロ）において初期の反射光強度が５２０の強度
点にあるとする。この場合は設定した反射光強度の設定
強度５０４よりも大きいため、ベストフォーカス位置Ｚ
＝０に比較的近いと判定できる。

（イ）の場合と同様に、初期にＣＦ方向に制御を行なう
と仮定する。初期反射光強度５２０が右側の（Ｄ）点に
ある場合は、反射光強度が減少する方向に変化するため
、逆方向であると判断できて順方向となるＣＢ方向へと
反転させる。初期の反射光強度５２０が左側の（０点に
ある場合は、ＣＦ方向の制御は順方向である。この場合
、第１の距離変化の大きさに応じては、ＣＦ方向へ移動
後の反射光強度がピーク強度５００を通り過ぎて点５２
２０強度点に達する場合も考えられる。反射光強度５２
２は反射光強度５２０より強度が大きいが、この場合Ｃ
Ｆ方向の制御はもはや順方向ではな（なる。（反射光強
度５２２がピーク反射光強度５００より小さいことは不
明であると仮定している。）しかし前述した判定は２点
間の反射光強度の差からは明確に決定できないため、更
にＣ’Ｆ方向へもう一度対物レンズ３を移動さ命る。こ
のとき反射光強度５２４が得らハたならば、反射光強度
５２２よりは減少しているため、ＣＢ方向の制御が順方
向であると判定できる。このように初期の反射光強度が
比較的大きくて、ベストフォーカス位置に近い場合は、
少な（とも２回連続して対物レンズ６を移動させ、３点
の間での反射光強度の増減から、フォーカス制御方向を
決定することが必要となる。

第５図（ハ）、に）は第２の移動制御部１１での移動の
動作を説明する図で、（ハ）は前述の（イ）、（ロ）と
同じく反射光強度の波形４０、（→は第４図（ロ）に示
した差分強度波形４２である。ＣＦ方向の制御が順方向
であると仮定すると、第２の距離変化を与えて、例えば
（づの場合の反射光強度５１２の状態から制御を開始す
る。このとき反射光強度５３０の状態が得られる。反射
光強度５６０は前述の設定強度５０４よりも太き（、ベ
ストフォーカス状態に近づいたと判定でき、対物レンズ
３を移動させるときの第２の距離変化を小さくさせて、
順次ＣＦ方向へ移動させる。反射光強度５６２と反射光
強度５３０の差分強度がに）の点５４０に対応するが、
差分強度の符号が正であるから、未だベストフォーカス
状態に達していないため、更にＣＦ方向へ制御を行なう
。反射光強度５３５及び反射光強度５６７が得られたと
ぎの差分強度が点５４２に対応するが、この場合の差分
強度はほぼＯとみなせることができ、ベストフォーカス
状態に達したと判断できる。例えば第２の距離変化が前
述の場合よりも少し粗い場合はベストフォーカス状態の
飛びこしが起る場合もある。例えば反射光強度５３５の
状態から反射光強度５３９の状態へ変化する場合、差分
強度は点５４４の状態となる。このとき差分強度の符号
は負となるため、ベストフォーカス状態を飛びこしたと
判断する。このときはＣＢ方向に一定量反転させて、ベ
ストフォーカス状態に設定する。

前述の各種の判定動作はマイクロプロセッサ−を用いた
ソフトウェアで行なう。第６図に前述した本発明のオー
トフォ−カス制御方法の動作のフローチャート図を示す
。

ステップ６００〜ステツプ６１８までの各ステップは第
５図（イ）、（ロ）で説明した内容の第１の移動の動作
を行なうもので、フォーカス制御を開始する前の反射光
１１４の強度を検出し、そのときの強度レベルを判定し
て（ステップ６００〜６０４）、予め設定した方向へ対
物レンズを移動させ、移動前後の反射光強度の増減から
、フォーカス制御を行なわせる方向を設定すると共に、
概略のフォーカスはずれ量な判定するものである（ステ
ップ６０６〜６１８）。ステップ６２０〜ステツプ６４
４までの各ステップは第５図（ハ）、に）で説明した、
ベストフォーカス位置への制御を行なうときの第２の移
動の動作を行なうものである。ステップ６２０〜′６３
６は対物レンズ３の移動の前後における反射光強度の差
分値の符号の判定を行なうもので、差分値の符号が０よ
り大きい正の場合は、ベストフォーカス状態に達してい
ないため制御を続行する。ステップ６６８〜６４４は、
差分値が０あるいは差分値の符号が正→負へ反転した場
合で、差分値がＯの場合はベストフォーカス状態となり
フォーカス制御を完了する。差分値が負の場合は、差分
値の正→負への変化量から制御のオーバーシェードを算
出して、その量を補正するべ（対物レンズの移動を反転
させればベストフォーカス状態が得られる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな如く、本発明のオートフォ・−
カス制御方法は、反射光のビーム中心部の最も強度の高
い領域の光強度を検出することにより、フォーカス状態
の変化を高感度に計測することができる。又、シリンド
リカルレンズ、４分割光センサーを用いないために、光
学系及び反射光を検出して処理を行なう電子回路の調整
が極めて簡単になる。

更に、反射光強度と共に差分強度の両方のデータに基づ
いてフォーカス制御を行なうため、信頼性の高いオート
フォーカスが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のオ−トフォーカス制御の動作を説明す
る動作説明ブロック図、第２図は従来用いられている非
点収差法の動作を説明を示し、第２図（イ）はビーム形
状検出の説明図、第２図（句〜（＝１はビーム形状の説
明図、第２図（ホ）はフォーカスエラー信号の関係を示
すグラフ、第３図は本発明の反射光マスキングの構成及
び方法の説明を示し、第３図（イ）、（ロ）はビーム形
状、第３図（ハ）、（−１は反射光マスキングの形状例
、第３図（ホ）、（へ）は透過する反射光の光強度分布
のそれぞれ説明図、第４図（イ）、（ロ）は反射光強度
及び差分強度がフォーカス位置によって変化する様子を
説明するためのそれぞれ波形図、第５図（イ）〜に）は
反射光強度及び差分強度に対しての本発明のオートフォ
ーカスの制御の方法を説明するためのそれぞれ波形図、
第６図は第５図に示したオートフォーカス制御の方法を
説明するためのフローチャート図である。 １・・・・・・レーザ光源、 ６・・・・・・対物レンズ、 ６・・・・・・反射光マスキング部、 １０・・・・・・フォーカス制御判定部、１３・・・・
・・差分判定部、 ２０・・・・・・シリンドリカルレンズ、２１・・・・
・・４分割光センサー 第２図 （オ０ 第５図 （ｑ） ｚ＝Ｑ （ハ） （ニ） 差分態 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ光源から放射されるレーザ光を対物レンズにより
   集光して被測定物面上に照射し、前記被測定物からの反
   射光を検出して、前記対物レンズの光軸方向の距離を変
   化させてフォーカス制御を行なうオートフォーカス制御
   方法において、前記被測定物からの反射光の光軸方向と
   直交する方向の光強度の分布における強度最大部を含み
   、一部の強度部分を受光器に入射させるための反射光マ
   スキング部を設け、前記対物レンズの光軸方向への第１
   の距離変化の前後の反射光強度の差からフォーカス制御
   方向を決定し、前記対物レンズの光軸方向への第２の距
   離変化の前後の反射光強度差が０の状態を検出してフォ
   ーカス制御を行なうことを特徴とするオートフォーカス
   制御方法。