JPH0331713A - 位置ずれ検出機構 - Google Patents
位置ずれ検出機構Info
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- JPH0331713A JPH0331713A JP16646289A JP16646289A JPH0331713A JP H0331713 A JPH0331713 A JP H0331713A JP 16646289 A JP16646289 A JP 16646289A JP 16646289 A JP16646289 A JP 16646289A JP H0331713 A JPH0331713 A JP H0331713A
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
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。
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、例えば各種基板における膜厚測定や回路パタ
ーンの線幅測定などに用いる顕微鏡においてサンプル面
に対するピント合わせ、あるいは光デイスク装置におい
てディスク面に対するヘッド(FAみ取り、書き込みの
いずれか一方または両方)のピント合わせを自動的に行
わせるために装備する合焦ずれ検出機構のように、基準
とする所定位置からのサンプル面の位置ずれ状態を検出
する機構に関する。
ーンの線幅測定などに用いる顕微鏡においてサンプル面
に対するピント合わせ、あるいは光デイスク装置におい
てディスク面に対するヘッド(FAみ取り、書き込みの
いずれか一方または両方)のピント合わせを自動的に行
わせるために装備する合焦ずれ検出機構のように、基準
とする所定位置からのサンプル面の位置ずれ状態を検出
する機構に関する。
〈従来の技術〉
特開昭60−76035号公報に紹介されている合焦ず
れ検出機構を第1の従来例として第33図に示し、以下
に簡単に説明する。
れ検出機構を第1の従来例として第33図に示し、以下
に簡単に説明する。
光源21から照射された光束はハーフミラ−22で反射
されレンズ23.24を介して光デイスク25上にスポ
ットを形成する。スポットの反射光束はレンズ24.2
3およびハーフミラ−22を透過し、ハーフミラ−22
と二分割センサD、、D、との間の位置で結像した後、
二分割センサD、、D、に入射す合焦時の反射光束の結
像点P10を挟んで対称な位置でかつ反射光軸から離れ
た位置にナイフエ・ンジを置く前側遮光板26と後側遮
光板27とが設けられている。光ディスク25が合焦位
置にあるときは、実線で示すように反射光束は両道光F
i26.27による遮光を受けることなく、各分割セン
サD、、D□に等しい量の光が入射し合焦状態が検出さ
れる。
されレンズ23.24を介して光デイスク25上にスポ
ットを形成する。スポットの反射光束はレンズ24.2
3およびハーフミラ−22を透過し、ハーフミラ−22
と二分割センサD、、D、との間の位置で結像した後、
二分割センサD、、D、に入射す合焦時の反射光束の結
像点P10を挟んで対称な位置でかつ反射光軸から離れ
た位置にナイフエ・ンジを置く前側遮光板26と後側遮
光板27とが設けられている。光ディスク25が合焦位
置にあるときは、実線で示すように反射光束は両道光F
i26.27による遮光を受けることなく、各分割セン
サD、、D□に等しい量の光が入射し合焦状態が検出さ
れる。
このときの結像点P1゜は両遮光板26.27の丁度中
央位置にある。
央位置にある。
光ディスク25が合焦位置からレンズ24から離れる方
向に移動すると、破線で示すように結像点P11が前側
遮光板26Nに接近し、後側遮光板27によって光軸よ
りも上側の光束の一部が遮光され、センサD1への入射
光量が減少するため、光ディスク25がレンズ24から
離れる方向へ非合焦であると判定され、この検出信号に
基づいてオートフォーカス機構を駆動して合焦状態とな
るように制御する。
向に移動すると、破線で示すように結像点P11が前側
遮光板26Nに接近し、後側遮光板27によって光軸よ
りも上側の光束の一部が遮光され、センサD1への入射
光量が減少するため、光ディスク25がレンズ24から
離れる方向へ非合焦であると判定され、この検出信号に
基づいてオートフォーカス機構を駆動して合焦状態とな
るように制御する。
逆に、光ディスク25が合焦位置からレンズ24に接近
すると、2点鎖線で示すように結像点Plzが後側遮光
板27側に接近し、前側遮光板26によって光軸よりも
上側の光束の一部が遮光され、センサD2への入射光量
が減少するため、光ディスク25がレンズ24へ近づく
方向へ非合焦であると判定され、この検出信号に基づい
てオートフォーカス機構を駆動して合焦状態となるよう
に制御する。
すると、2点鎖線で示すように結像点Plzが後側遮光
板27側に接近し、前側遮光板26によって光軸よりも
上側の光束の一部が遮光され、センサD2への入射光量
が減少するため、光ディスク25がレンズ24へ近づく
方向へ非合焦であると判定され、この検出信号に基づい
てオートフォーカス機構を駆動して合焦状態となるよう
に制御する。
次に、特開昭58−60433号公報に紹介されている
合焦ずれ検出機構を第2の従来例として第34図に示し
、以下に簡単に説明する。
合焦ずれ検出機構を第2の従来例として第34図に示し
、以下に簡単に説明する。
光源31から照射した光ビームはビームスプリッタ32
を透過しレンズ33を介して光デイスク34トにスボン
トを形成する。スポットの反射光束はレンズ33を透過
しビームスプリンタ32で反射されて平面鏡35の端縁
に向かう、平面鏡35は反射光路の光軸に対して45°
傾斜しており、その端縁は合焦時にビームスプリッタ3
2からの光束の収束位置に配置されている。
を透過しレンズ33を介して光デイスク34トにスボン
トを形成する。スポットの反射光束はレンズ33を透過
しビームスプリンタ32で反射されて平面鏡35の端縁
に向かう、平面鏡35は反射光路の光軸に対して45°
傾斜しており、その端縁は合焦時にビームスプリッタ3
2からの光束の収束位置に配置されている。
上記第2の従来例は、その特開昭5L−60433号公
報の記載によると、合焦時には、図示のように反射光束
は第1の二分割センサD、、D、に等量ずつ入射し、か
つ、第2の二分割センサDt、D、に等量ずつ入射する
と説明されている。また、光ディスク34が合焦位置か
らレンズ33より翔れる方向に移動すると、第1の一方
のセンサD、と第2の一方のセンサD、の入射光量が増
加して離れる方向へ非合焦である検出信号を出力し、逆
に、光ディスク34がレンズ33に接近すると、第1の
他方のセンサDhと第2の他方のセンサD、の入射光量
が増加して近すぎる方向へ非合焦である検出信号を出力
し、これらの検出信号に基づいてオートフォーカス機構
を駆動して合焦状態となるようにIIIrBすると説明
されている。
報の記載によると、合焦時には、図示のように反射光束
は第1の二分割センサD、、D、に等量ずつ入射し、か
つ、第2の二分割センサDt、D、に等量ずつ入射する
と説明されている。また、光ディスク34が合焦位置か
らレンズ33より翔れる方向に移動すると、第1の一方
のセンサD、と第2の一方のセンサD、の入射光量が増
加して離れる方向へ非合焦である検出信号を出力し、逆
に、光ディスク34がレンズ33に接近すると、第1の
他方のセンサDhと第2の他方のセンサD、の入射光量
が増加して近すぎる方向へ非合焦である検出信号を出力
し、これらの検出信号に基づいてオートフォーカス機構
を駆動して合焦状態となるようにIIIrBすると説明
されている。
〈発明が解決しようとする課題〉
第1の従来例(第33図)は、両センサDl。
D2への入射光量が一致したときに合焦状態と判定する
ものであるから、もし、サンプル面が例えば、白黒スト
ライブパターンのように、コントラストの大きな面であ
る場合には、反射率の高い箇所と低い箇所とでは反射率
が異なるために、サンプル面が合焦位置にあっても、両
センサD、、D8への入射光量が一致せず非合焦である
と誤判定されてしまうおそれがある。
ものであるから、もし、サンプル面が例えば、白黒スト
ライブパターンのように、コントラストの大きな面であ
る場合には、反射率の高い箇所と低い箇所とでは反射率
が異なるために、サンプル面が合焦位置にあっても、両
センサD、、D8への入射光量が一致せず非合焦である
と誤判定されてしまうおそれがある。
次に、第2の従来例(第34図)も、二分割センサD、
とり、との、または、D、とり、との入射光の比較によ
って合焦を検出するから、第1の従来技術と同様に、サ
ンプル面がコントラストを有する而である場合に、合焦
検出を誤るおそれがある。
とり、との、または、D、とり、との入射光の比較によ
って合焦を検出するから、第1の従来技術と同様に、サ
ンプル面がコントラストを有する而である場合に、合焦
検出を誤るおそれがある。
また、第1と第2の従来例は、サンプル面が、例えばガ
ラスのように透明な基板の表面である場合には、基板の
裏面からの反射光(以下、裏面反射光と称する)に怒わ
されて、合焦検出を誤るおそれがある。つまり、サンプ
ル面が合焦位置にあって、サンプル面からの反射光が両
センサに等量ずつ入射していても、裏面反射光は合焦位
置にない面からの反射光であるため一方のセンサに偏っ
て入射する。そのため、サンプル面が合焦位置にあって
も、両センサへの入射光量は等しくならず、両センサ間
での入射光量のバランスからサンプル面の合焦状態を検
出するのは困難である。
ラスのように透明な基板の表面である場合には、基板の
裏面からの反射光(以下、裏面反射光と称する)に怒わ
されて、合焦検出を誤るおそれがある。つまり、サンプ
ル面が合焦位置にあって、サンプル面からの反射光が両
センサに等量ずつ入射していても、裏面反射光は合焦位
置にない面からの反射光であるため一方のセンサに偏っ
て入射する。そのため、サンプル面が合焦位置にあって
も、両センサへの入射光量は等しくならず、両センサ間
での入射光量のバランスからサンプル面の合焦状態を検
出するのは困難である。
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、サンプル面のコントラストの影響を受けない位置ず
れ検出機構を提供することを目的とする。また、サンプ
ル面が透明な基板の表面である場合でも、サンプル面の
基準位置からの前後位置ずれを検出できる位置ずれ検出
機構を提供することを目的とする。
て、サンプル面のコントラストの影響を受けない位置ず
れ検出機構を提供することを目的とする。また、サンプ
ル面が透明な基板の表面である場合でも、サンプル面の
基準位置からの前後位置ずれを検出できる位置ずれ検出
機構を提供することを目的とする。
〈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。
な構成をとる。
すなわち、基準とする所定の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機構において、サン
プル面を照射する光源と、光源とサンプル面の間に配置
された対物レンズと、前記基準位置のサンプル面と共役
な位置に、端縁が一致するように、対物レンズと光源と
の間に配置された遮光板と、サンプル面からの反射光の
うち、遮光板のサンプル面側の面を照射する反射光の光
量を検出する光量検出素子とからなり、光量検出素子か
らの検出信号によって、サンプル面の前記基準位置から
のずれ量を検出することを特徴とする位置ずれ検出機構
である。
置ずれ状態を検出する位置ずれ検出機構において、サン
プル面を照射する光源と、光源とサンプル面の間に配置
された対物レンズと、前記基準位置のサンプル面と共役
な位置に、端縁が一致するように、対物レンズと光源と
の間に配置された遮光板と、サンプル面からの反射光の
うち、遮光板のサンプル面側の面を照射する反射光の光
量を検出する光量検出素子とからなり、光量検出素子か
らの検出信号によって、サンプル面の前記基準位置から
のずれ量を検出することを特徴とする位置ずれ検出機構
である。
〈作用〉
本発明の構成による作用は、次のとおりである。
光源と対物レンズの間に遮光板は配置されている。遮光
板の端縁は、基準とする所定の位置のサンプル面と共役
な位置に配置されている。そのため、サンプル面が前記
所定位置にある場合と、前記所定位置にない場合とで、
遮光板のサンプル面側の面を照射するサンプル面からの
反射光に、次のような違いが生じる。なお、以下の説明
において、光源からの光束をサンプル面に導く投射光路
の光軸に対して直交し、遮光板の端縁を通る仮想線にお
いて、遮光板の端縁を分岐点として、遮光板の側を「遮
光板存在域」と称し、その反対側を「遮光板不在域」と
称する。
板の端縁は、基準とする所定の位置のサンプル面と共役
な位置に配置されている。そのため、サンプル面が前記
所定位置にある場合と、前記所定位置にない場合とで、
遮光板のサンプル面側の面を照射するサンプル面からの
反射光に、次のような違いが生じる。なお、以下の説明
において、光源からの光束をサンプル面に導く投射光路
の光軸に対して直交し、遮光板の端縁を通る仮想線にお
いて、遮光板の端縁を分岐点として、遮光板の側を「遮
光板存在域」と称し、その反対側を「遮光板不在域」と
称する。
光源からサンプル面へ導かれる光束は、前記仮想線にお
ける遮光板不在域を通過した光線である。
ける遮光板不在域を通過した光線である。
そのような光線のサンプル面での反射光は、サンプル面
が前記所定位置にある場合、サンプル面と前記仮想線と
が共役であるから、再度前記仮想線の遮光板不在域を通
過すS、したがって、前記所定位置のサンプル面からの
反射光は、遮光板のサンプル面側の面を照射しない。
が前記所定位置にある場合、サンプル面と前記仮想線と
が共役であるから、再度前記仮想線の遮光板不在域を通
過すS、したがって、前記所定位置のサンプル面からの
反射光は、遮光板のサンプル面側の面を照射しない。
他方、サンプル面が前記所定位置にない場合、そのよう
な場合でも、光源からサンプル面へ導かれる光は、前記
仮想線における遮光板不在域を通過した光であり、その
ような光線のサンプル面での反射光は、サンプル面と前
記仮想線とが共役で無いため、前記仮恐線上にて遮光板
不在域より広い範囲を通過する。したがって、前記所定
位置にないサンプル面での反射光は、その一部が遮光板
存在域を通過する。そのため、サンプル面が前記所定位
置に無い場合には、遮光板のサンプル面側の面を照射す
る光線が存在する。
な場合でも、光源からサンプル面へ導かれる光は、前記
仮想線における遮光板不在域を通過した光であり、その
ような光線のサンプル面での反射光は、サンプル面と前
記仮想線とが共役で無いため、前記仮恐線上にて遮光板
不在域より広い範囲を通過する。したがって、前記所定
位置にないサンプル面での反射光は、その一部が遮光板
存在域を通過する。そのため、サンプル面が前記所定位
置に無い場合には、遮光板のサンプル面側の面を照射す
る光線が存在する。
以上のように、サンプル面が前記所定位置にある場合、
遮光板のサンプル面側の面を照射する光線が最小となり
、サンプル面が前記所定位置に位置しない、すなわちサ
ンプル面と遮光板の端縁との共役な関係が外れるに伴っ
て、遮光板のサンプル面側の面を照射する光線が増加す
る。
遮光板のサンプル面側の面を照射する光線が最小となり
、サンプル面が前記所定位置に位置しない、すなわちサ
ンプル面と遮光板の端縁との共役な関係が外れるに伴っ
て、遮光板のサンプル面側の面を照射する光線が増加す
る。
以上の原理に基づいて、遮光板のサンプル面側の面を照
射する光量を検出する光量検出素子の測光量から、基準
とする所定の位置からのサンプル面の位置ずれ量に対応
した信号を得ることができ、サンプル面の位置ずれ状態
を検出できる。なお、光量検出素子は従来例のように二
分割センサの検出信号の大小比較ではなく光量検出素子
自体における光量変化そのものをとらえるものであるか
ら、サンプルにコントラストがあっても、位置ずれ状態
の検出を誤るおそれはない。
射する光量を検出する光量検出素子の測光量から、基準
とする所定の位置からのサンプル面の位置ずれ量に対応
した信号を得ることができ、サンプル面の位置ずれ状態
を検出できる。なお、光量検出素子は従来例のように二
分割センサの検出信号の大小比較ではなく光量検出素子
自体における光量変化そのものをとらえるものであるか
ら、サンプルにコントラストがあっても、位置ずれ状態
の検出を誤るおそれはない。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
[第1の実施例]
第1図は第1の実施例の位置ずれ検出機構の概略構成図
である。
である。
第1図において、1は光源、2はサンプル面、5は集光
レンズ、6は対物レンズ、7は遮光板、8は光量検出素
子である。なお、第1図にて破線で囲う範囲は、光at
から出てサンプル面2を照射する光束を示す。
レンズ、6は対物レンズ、7は遮光板、8は光量検出素
子である。なお、第1図にて破線で囲う範囲は、光at
から出てサンプル面2を照射する光束を示す。
光源1は、レーザ、LED、タングステンランプ、放電
管等である。なお、第1図および以下の図においては光
源1の発光面1aが実際よりも大きく図示されている。
管等である。なお、第1図および以下の図においては光
源1の発光面1aが実際よりも大きく図示されている。
サンプル面2は、位置ずれ状態の検出の対象となす面で
あり、半導体ウェハや光ディスク等の表面である。
あり、半導体ウェハや光ディスク等の表面である。
集光レンズ5は、光源1と対物レンズ6の間に配置され
、光源lから照射された光を集光するレンズである。
、光源lから照射された光を集光するレンズである。
対物レンズ6は、サンプル面2と光B1の間に配置され
、光源lからの光は対物レンズ6を経てサンプル面2を
照射する。また、対物レンズ6は、像を取り込む手段(
図示せず、例えば各種撮像装置とか観察者の目に該当す
る)へサンプル面2の像を結像する光学系を形成する。
、光源lからの光は対物レンズ6を経てサンプル面2を
照射する。また、対物レンズ6は、像を取り込む手段(
図示せず、例えば各種撮像装置とか観察者の目に該当す
る)へサンプル面2の像を結像する光学系を形成する。
なお、サンプル面2の合焦位置とは、この対物レンズ6
を介するサンプル面2の像が、サンプル面2の像を取り
込む手段に結像する位置関係となるサンプル面2の位置
のことである。したがって、第1の実施例においては、
かかる合焦位置が、本発明の構成に言う[基準とする所
定の位置」に該当する。対物レンズ6は、集光レンズ5
とで、光源1からの光をサンプル面2へ導く投射光路を
形成している。
を介するサンプル面2の像が、サンプル面2の像を取り
込む手段に結像する位置関係となるサンプル面2の位置
のことである。したがって、第1の実施例においては、
かかる合焦位置が、本発明の構成に言う[基準とする所
定の位置」に該当する。対物レンズ6は、集光レンズ5
とで、光源1からの光をサンプル面2へ導く投射光路を
形成している。
遮光板7は、その端縁7aが合焦位置のサンプル面2と
共役なP、の位置に配置されている。
共役なP、の位置に配置されている。
光量検出素子8は、後述するように非合焦位置のサンプ
ル面2からの反射光を検出する素子であり、フォトダイ
オードやPSD等のように少なくとも光量さえ検出でき
る手段であればよく、COD等を使用しても支障はない
。
ル面2からの反射光を検出する素子であり、フォトダイ
オードやPSD等のように少なくとも光量さえ検出でき
る手段であればよく、COD等を使用しても支障はない
。
次に、第1の実施例に係る合焦ずれ検出機構の動作に関
して説明する。
して説明する。
第2図〜第4図は、第1の実施例において、光源1から
照射されてサンプル面2で反射した後述する特定の光線
を示す図である。なお、第2図はサンプル面2が合焦位
置にあり、第3図はサンプル面2が、2点鎖線で示す合
焦位置を起点として遮光板7から遠ざかる方向へずれた
位置(以下、後ビン方向への非合焦位置と称する)にあ
り、第4図はサンプル面2が2点鎖線で示す合焦位置を
起点として遮光板7へ近づく方向へずれた位置(以下、
前ビン方向への非合焦位置と称する)にある、なお、第
3同と第4図におけるサンプル面2に平行な2点鎖線は
、合焦位置のサンプル面2を図示する仮想線である。
照射されてサンプル面2で反射した後述する特定の光線
を示す図である。なお、第2図はサンプル面2が合焦位
置にあり、第3図はサンプル面2が、2点鎖線で示す合
焦位置を起点として遮光板7から遠ざかる方向へずれた
位置(以下、後ビン方向への非合焦位置と称する)にあ
り、第4図はサンプル面2が2点鎖線で示す合焦位置を
起点として遮光板7へ近づく方向へずれた位置(以下、
前ビン方向への非合焦位置と称する)にある、なお、第
3同と第4図におけるサンプル面2に平行な2点鎖線は
、合焦位置のサンプル面2を図示する仮想線である。
第2図示のように、サンプル面2が合焦位置にある場合
、すなわち、サンプル面2と遮光板7の端縁7aが共役
位置にある場合、遮光Fi7の端縁7aを通り光軸LA
に直交する線分α−α゛上の任意の点β1を通過する光
線は、実線T、で示すように、サンプル面2で反射され
た後、再度点β、を通過することになる。したがって、
サンプル面2で反射された光線が遮光板7のサンプル面
2例の面を照射するためには、光源1から出射した光線
が集光レンズ5を通過後、線分α−7aと交差する必要
がある。しかし、第2図から明らかなように、遮光板7
によって光路が遮られているため当該光線は存在しない
、すなわち、サンプル面2が遮光板7の端縁7aと共役
な位置にある場合、光atから出射した光線の中に、サ
ンプル面2で反射した後に遮光板7のサンプル面2例の
面を照射する光線は存在しない。
、すなわち、サンプル面2と遮光板7の端縁7aが共役
位置にある場合、遮光Fi7の端縁7aを通り光軸LA
に直交する線分α−α゛上の任意の点β1を通過する光
線は、実線T、で示すように、サンプル面2で反射され
た後、再度点β、を通過することになる。したがって、
サンプル面2で反射された光線が遮光板7のサンプル面
2例の面を照射するためには、光源1から出射した光線
が集光レンズ5を通過後、線分α−7aと交差する必要
がある。しかし、第2図から明らかなように、遮光板7
によって光路が遮られているため当該光線は存在しない
、すなわち、サンプル面2が遮光板7の端縁7aと共役
な位置にある場合、光atから出射した光線の中に、サ
ンプル面2で反射した後に遮光板7のサンプル面2例の
面を照射する光線は存在しない。
次に、サンプル面2が遮光板7の端縁7aと共役な位置
に無い場合、例えば、第3図か第4図に示すように、光
源1から出射した実線γ2かγ。
に無い場合、例えば、第3図か第4図に示すように、光
源1から出射した実線γ2かγ。
で示す光線が、遮光板7の#A縁7a近傍を通過した後
、サンプル面2で反射し、そして、遮光板7のサンプル
面2側の面を照射することになる。すなわち、サンプル
面2が遮光板7の端縁7aと共役な位置に無い場合、光
源1から出射した光線の中に、サンプル面2で反射した
後に遮光板7のサンプル面2側の面を照射する光線が存
在することになる。
、サンプル面2で反射し、そして、遮光板7のサンプル
面2側の面を照射することになる。すなわち、サンプル
面2が遮光板7の端縁7aと共役な位置に無い場合、光
源1から出射した光線の中に、サンプル面2で反射した
後に遮光板7のサンプル面2側の面を照射する光線が存
在することになる。
以上のように、サンプル面2が遮光板7の端縁7aと共
役な位置にある場合、遮光板7のサンプル面2例の面を
照射する光線が最小となり、遮光仮7の端縁7aとサン
プル面2の位置が共役な関係から外れるにともなって、
遮光板7のサンプル面2側の面を照射する光線が増加す
る。
役な位置にある場合、遮光板7のサンプル面2例の面を
照射する光線が最小となり、遮光仮7の端縁7aとサン
プル面2の位置が共役な関係から外れるにともなって、
遮光板7のサンプル面2側の面を照射する光線が増加す
る。
以上の原理に基づいて、遮光板7のサンプル面2例の面
を照射する光量を光量検出素子8で検出することにより
、光量検出素子8から、サンプル面2の合焦位置からの
ずれ量に対応した信号を得ることができる。
を照射する光量を光量検出素子8で検出することにより
、光量検出素子8から、サンプル面2の合焦位置からの
ずれ量に対応した信号を得ることができる。
[第2の実施例]
第2の実施例は、第1の実施例をさらに特定した実施例
である。なお、第2の実施例、および、第2以降の各実
施例において、前記第1の実施例における構成要素と同
一のものに対しては、説明を省略し、同一の符号を示す
。
である。なお、第2の実施例、および、第2以降の各実
施例において、前記第1の実施例における構成要素と同
一のものに対しては、説明を省略し、同一の符号を示す
。
第5図に、第2の実施例の概略構成図を示す。
第5図において、破線で囲う範囲は、光源1から出射し
てサンプル面2を照射する光束を示す。
てサンプル面2を照射する光束を示す。
ハーフミラ−3は、対物レンズ6とで観察用の光学系を
構成する。かかる観察用の光学系を介して、サンプル面
2の像が、サンプル面2の像を取り込む手段に該当する
観察面4に結像する。なお、ハーフミラ−3および観察
面4は、本発明の位置ずれ検出機構を構成するものでは
なく、第5図示の構成に限定されない。
構成する。かかる観察用の光学系を介して、サンプル面
2の像が、サンプル面2の像を取り込む手段に該当する
観察面4に結像する。なお、ハーフミラ−3および観察
面4は、本発明の位置ずれ検出機構を構成するものでは
なく、第5図示の構成に限定されない。
集光レンズ5は、サンプル面2と共役な点P。
の位置に、光源1の発光面1aの像を形成するように配
置されている。つまり、合焦位置のサンプル面2と発光
面1aとが共役となるように、集光レンズ5と光源lは
配置されている。
置されている。つまり、合焦位置のサンプル面2と発光
面1aとが共役となるように、集光レンズ5と光源lは
配置されている。
次に、第2の実施例に係る合焦ずれ検出機構の動作に関
して説明する。
して説明する。
第6図は、第2の実施例において、光源lから照射され
た光線の光路図である。なお、第6図〜第1O図におい
て、破線り、とL12は、光源1の発光面1aの上端位
置から発した光線を示し、2点鎖線LlffとL+4は
、光源lの発光面1aの下端位置から発した光線を示し
、実vAL 、SとLeaは、遮光板7の端縁7aの直
近をかすめて通過する光線を示す、また、以下の説明に
て「上」ないし「下」と表現するのは各回の紙面におけ
る上下を意味する。
た光線の光路図である。なお、第6図〜第1O図におい
て、破線り、とL12は、光源1の発光面1aの上端位
置から発した光線を示し、2点鎖線LlffとL+4は
、光源lの発光面1aの下端位置から発した光線を示し
、実vAL 、SとLeaは、遮光板7の端縁7aの直
近をかすめて通過する光線を示す、また、以下の説明に
て「上」ないし「下」と表現するのは各回の紙面におけ
る上下を意味する。
また、第7図は、第6図における遮光板7の端縁7aを
拡大して示す光路図である。第7図において、光軸LA
を示す一点鎖線に対して垂直な破線LI7は、集光レン
ズ5によって形成される光源lの発光面1aの像■、を
示す、また、この垂直な破線L 17の上に続く実線L
11は、遮光板7に遮光されて形成されない像11の残
りを示し、垂直な破線Ll?と垂直な実線■5゜の総和
で、仮に遮光板7を排除した場合に形成される像!、の
全体を示す。
拡大して示す光路図である。第7図において、光軸LA
を示す一点鎖線に対して垂直な破線LI7は、集光レン
ズ5によって形成される光源lの発光面1aの像■、を
示す、また、この垂直な破線L 17の上に続く実線L
11は、遮光板7に遮光されて形成されない像11の残
りを示し、垂直な破線Ll?と垂直な実線■5゜の総和
で、仮に遮光板7を排除した場合に形成される像!、の
全体を示す。
第8図〜第10図は、第6図におけるサンプル面2を拡
大して、サンプル面2を照射する前記破線LllとL1
2と実線1−+sとL I6の光路を示す図である。た
だし、第8図はサンプル面2が合焦位置にあり、第9図
はサンプル面2が後ピン方向への非合焦位置にあり、第
1O図はサンプル面2が前ビン方向への非合焦位置にあ
る。
大して、サンプル面2を照射する前記破線LllとL1
2と実線1−+sとL I6の光路を示す図である。た
だし、第8図はサンプル面2が合焦位置にあり、第9図
はサンプル面2が後ピン方向への非合焦位置にあり、第
1O図はサンプル面2が前ビン方向への非合焦位置にあ
る。
サンプル面2が合焦位置にある場合、光源lの発光面1
aの像■、を形成する光のうち、第7図示の実線1−+
sとLoのように、遮光vi、7の端縁7aの近傍を通
過する光線は、合焦位置のサンプル面2と遮光板7の端
縁7aが共役であるため、第8図に示すように、サンプ
ル面2において遮光板7の端縁7aに共役な位置である
P、の直近の位置に結像する。また、例えば、第7図示
の破線L1とLetのように、遮光板7の端縁7aの直
近より更に下を通過した光線は、前記P、の直近より更
に上の位置に結像する。一方、遮光板7の端縁7aに共
役な位置P1より下の部分は、遮光板7の端縁7aの上
方と共役であるから、光源lからの光が遮光板7に遮ら
れて暗い。
aの像■、を形成する光のうち、第7図示の実線1−+
sとLoのように、遮光vi、7の端縁7aの近傍を通
過する光線は、合焦位置のサンプル面2と遮光板7の端
縁7aが共役であるため、第8図に示すように、サンプ
ル面2において遮光板7の端縁7aに共役な位置である
P、の直近の位置に結像する。また、例えば、第7図示
の破線L1とLetのように、遮光板7の端縁7aの直
近より更に下を通過した光線は、前記P、の直近より更
に上の位置に結像する。一方、遮光板7の端縁7aに共
役な位置P1より下の部分は、遮光板7の端縁7aの上
方と共役であるから、光源lからの光が遮光板7に遮ら
れて暗い。
このように、合焦位置のサンプル面2は、遮光板7の端
縁7aと共役な位置P、を境界として、それより上の部
分は明るく、それより下の部分は、遮光板7の影となっ
て暗い、したがって、合焦位置のサンプル面2からの反
射光は、遮光#Fi7の端縁7aに共役な位置PIより
上の位置で反射した光であり、かかる、遮光板7の端縁
7aに共役な位1 p +より上の領域内の任意の位置
を点A+ とする。
縁7aと共役な位置P、を境界として、それより上の部
分は明るく、それより下の部分は、遮光板7の影となっ
て暗い、したがって、合焦位置のサンプル面2からの反
射光は、遮光#Fi7の端縁7aに共役な位置PIより
上の位置で反射した光であり、かかる、遮光板7の端縁
7aに共役な位1 p +より上の領域内の任意の位置
を点A+ とする。
第11図は、遮光板7の端縁7aの位置において、第8
図に示す合焦位置のサンプル面2の前記AIでの反射光
を実線La、とLa□で示す光路図である。第11図に
おいて、実線La、とLa2は、遮光板7の端縁7aの
下にA8で示すように前記へ、に共役な位置を通過する
。
図に示す合焦位置のサンプル面2の前記AIでの反射光
を実線La、とLa□で示す光路図である。第11図に
おいて、実線La、とLa2は、遮光板7の端縁7aの
下にA8で示すように前記へ、に共役な位置を通過する
。
このように、合焦位置のサンプル面2からの反射光は、
サンプル面2において遮光4Ji、7の端縁7aに共役
な位IP、より上の範囲で反射した光であり、遮光板7
の端縁7aの下を通過し、遮光板7をかすめて進むので
、遮光板7のサンプル面2の面を照射するしかない。
サンプル面2において遮光4Ji、7の端縁7aに共役
な位IP、より上の範囲で反射した光であり、遮光板7
の端縁7aの下を通過し、遮光板7をかすめて進むので
、遮光板7のサンプル面2の面を照射するしかない。
他方、サンプル面2が後ビン方向への非合焦位置にある
場合、サンプル面2と遮光板7の端縁7aとが共役でな
いから、第7図示の実線I73.と17、のように、遮
光板7の端縁7aの直近を通過する光線は、第9図示の
ように、前記点P、の直近の位置に一旦結像してから、
ぼやけて広がり、薄明るくサンプル面2を照射する。こ
のように後ビン方向への非合焦位置のサンプル面2には
、明るい部分と暗い部分のあいだに、薄明るい部分がで
きる。ここで、薄明るい部分の内、暗い方へ広がった薄
明るい領域内の任意の位置を点B1とする。
場合、サンプル面2と遮光板7の端縁7aとが共役でな
いから、第7図示の実線I73.と17、のように、遮
光板7の端縁7aの直近を通過する光線は、第9図示の
ように、前記点P、の直近の位置に一旦結像してから、
ぼやけて広がり、薄明るくサンプル面2を照射する。こ
のように後ビン方向への非合焦位置のサンプル面2には
、明るい部分と暗い部分のあいだに、薄明るい部分がで
きる。ここで、薄明るい部分の内、暗い方へ広がった薄
明るい領域内の任意の位置を点B1とする。
この点B、は、遮光板7の端縁7aと共役な位置である
点P、を起点に光軸LAと平行に延ばした仮想a(第9
図では光軸LAに一致)が、後ビン方向への非合焦位置
のサンプル面2に当たる位置であるSIより下に位置す
る。(なお、遮光板7の端縁7aを光軸LAから離して
おいた場合には、前記仮想線は光軸LAから平行に離れ
る)第12図は、遮光板7の端縁7aの位置において、
前記点B、での反射光を実線Lb、とLbzで示す光路
図である。第12図にて点B、は、前記点B1と共役な
位置であり、実線Lb、とLb2で示す前記点B1での
反射光は点B2を通過する。なお、点B、の位置は、光
軸方向に関しては、遮光板7の端縁7aよりサンプル面
2寄りであって、光軸LAに垂直な方向に関しては、遮
光板7の端縁7aより上である。したがって、後ビン方
向への非合焦位置のサンプル面2からの反射光は、その
幾らかが、遮光板7のサンプル面2側の面を必ず照射す
る。
点P、を起点に光軸LAと平行に延ばした仮想a(第9
図では光軸LAに一致)が、後ビン方向への非合焦位置
のサンプル面2に当たる位置であるSIより下に位置す
る。(なお、遮光板7の端縁7aを光軸LAから離して
おいた場合には、前記仮想線は光軸LAから平行に離れ
る)第12図は、遮光板7の端縁7aの位置において、
前記点B、での反射光を実線Lb、とLbzで示す光路
図である。第12図にて点B、は、前記点B1と共役な
位置であり、実線Lb、とLb2で示す前記点B1での
反射光は点B2を通過する。なお、点B、の位置は、光
軸方向に関しては、遮光板7の端縁7aよりサンプル面
2寄りであって、光軸LAに垂直な方向に関しては、遮
光板7の端縁7aより上である。したがって、後ビン方
向への非合焦位置のサンプル面2からの反射光は、その
幾らかが、遮光板7のサンプル面2側の面を必ず照射す
る。
次に、サンプル面2が前ピン方向への非合焦位置にある
場合も、サンプル面2と遮光板7の端縁7aとが共役で
なくなる。このため、第7図示の実線LISとL16の
ように、遮光板7の端縁7aの直近をかすめて通過する
光線は、第1O図示のように、前記点P、の直近の位置
に結像する手前の、まだ、ぼやけて広がっているうちに
サンプル面2へ届き、薄明るい状態でサンプル面2を照
射する。
場合も、サンプル面2と遮光板7の端縁7aとが共役で
なくなる。このため、第7図示の実線LISとL16の
ように、遮光板7の端縁7aの直近をかすめて通過する
光線は、第1O図示のように、前記点P、の直近の位置
に結像する手前の、まだ、ぼやけて広がっているうちに
サンプル面2へ届き、薄明るい状態でサンプル面2を照
射する。
このように前ピン方向への非合焦位置のサンプル面2に
も、明るい部分と暗い部分のあいだに、薄明るい部分が
できる。ここで、薄明るい部分の内、暗い方へ広がった
薄明るい領域内の任意の位置を点B、とする。この点B
、は、2点鎖線L IQで示す前記仮想線が、前ピン方
向への非合焦位置のサンプル面2に当たる位置であるS
2より下に位置する。
も、明るい部分と暗い部分のあいだに、薄明るい部分が
できる。ここで、薄明るい部分の内、暗い方へ広がった
薄明るい領域内の任意の位置を点B、とする。この点B
、は、2点鎖線L IQで示す前記仮想線が、前ピン方
向への非合焦位置のサンプル面2に当たる位置であるS
2より下に位置する。
第13図は、遮光板7の端縁7aの位置において、前記
点B、での反射光を実線Lb、とLb。
点B、での反射光を実線Lb、とLb。
で示す光路図である。第13図にて点B4は、前記点B
、に共役な位置であり、その位置は、光軸方向に関して
は、遮光板7の端1!7aより光源r寄りであって、光
軸LAに垂直な方向に関しては、遮光板7の端8!7a
よりトである。したがって、実線Lb、とLb、で示す
点B、での反射光は、点B4の手前にある遮光板7のサ
ンプル面2例の面を照射する。したがって、前ピン方向
への光合焦位置のサンプル面2からの反射光も、その幾
らかが、遮光板7のサンプル面2例の面を必ず照射する
。
、に共役な位置であり、その位置は、光軸方向に関して
は、遮光板7の端1!7aより光源r寄りであって、光
軸LAに垂直な方向に関しては、遮光板7の端8!7a
よりトである。したがって、実線Lb、とLb、で示す
点B、での反射光は、点B4の手前にある遮光板7のサ
ンプル面2例の面を照射する。したがって、前ピン方向
への光合焦位置のサンプル面2からの反射光も、その幾
らかが、遮光板7のサンプル面2例の面を必ず照射する
。
以上のように、遮光板7のサンプル面2側の面を照射す
るサンプル面2からの反射光の光看は、サンプル面2が
合焦位置にある場合には、非合焦位置にある場合より少
ない。
るサンプル面2からの反射光の光看は、サンプル面2が
合焦位置にある場合には、非合焦位置にある場合より少
ない。
[第3の実施例]
第3の実施例は、集光レンズ5を配置した位置が前記第
2実施例と異なる。第2の実施例では、合焦位置のサン
プル面2に共役な点P0の位置に、集光レンズ5による
光源1の発光面1aの像Iが形成されるように、集光レ
ンズ5を配置しているのに対し、第3の実施例は、前記
点P0よりサンプル面2寄りの位1に、集光レンズ5に
よる光源1の発光面1aの像I!が形成されるように、
集光レンズ5を配置している。
2実施例と異なる。第2の実施例では、合焦位置のサン
プル面2に共役な点P0の位置に、集光レンズ5による
光源1の発光面1aの像Iが形成されるように、集光レ
ンズ5を配置しているのに対し、第3の実施例は、前記
点P0よりサンプル面2寄りの位1に、集光レンズ5に
よる光源1の発光面1aの像I!が形成されるように、
集光レンズ5を配置している。
次に、第3の実施例に係る合焦ずれ検出機構の動作に関
して説明する。第14図は、第3の実施例において、光
源lから照射された光線の光路図である。なお、第14
図〜第18図において、破線L11+ Lr1lと実線
L!Sは、光源lの発光面1aの上端位置から発した光
線を示し、2点鎖線L 12 +L24と実線り。は、
光源Iの発光面1aの下端位置から発した光線を示し、
それらの内、実線LzsとLthは、遮光板7の端縁7
aの近傍を通過する光線を示す。
して説明する。第14図は、第3の実施例において、光
源lから照射された光線の光路図である。なお、第14
図〜第18図において、破線L11+ Lr1lと実線
L!Sは、光源lの発光面1aの上端位置から発した光
線を示し、2点鎖線L 12 +L24と実線り。は、
光源Iの発光面1aの下端位置から発した光線を示し、
それらの内、実線LzsとLthは、遮光板7の端縁7
aの近傍を通過する光線を示す。
第15図は、第14図における遮光板7の端縁7aを拡
大して示す光路図である。なお、第15図において、光
軸LAを示す一点鎖線に対して垂直な波線L!?は、集
光レンズ5によって形成される光源lの発光面1aの像
■オを示す、なお、この像Ttは、第2の実施例のよう
に遮光板7の端縁7aの位置に形成されているのでは無
いから、像1□が欠けていない。
大して示す光路図である。なお、第15図において、光
軸LAを示す一点鎖線に対して垂直な波線L!?は、集
光レンズ5によって形成される光源lの発光面1aの像
■オを示す、なお、この像Ttは、第2の実施例のよう
に遮光板7の端縁7aの位置に形成されているのでは無
いから、像1□が欠けていない。
第16図〜第18図は、第14図におけるサンプル面2
を拡大して、サンプル面2を照射する前記破線り、*と
2点a線し!4と実線LtsとL!thの光路を示す図
である。ただし、第16図はサンプル面2が合焦位置に
あり、第17図はサンプル面2が後ピン方向への非合焦
位置にあり、第18図はサンプル面2が前ビン方向への
非合焦位置にある。
を拡大して、サンプル面2を照射する前記破線り、*と
2点a線し!4と実線LtsとL!thの光路を示す図
である。ただし、第16図はサンプル面2が合焦位置に
あり、第17図はサンプル面2が後ピン方向への非合焦
位置にあり、第18図はサンプル面2が前ビン方向への
非合焦位置にある。
第15図に示すように、破線L!l+ LIKと実線
LtSのように、光源1の発光面1aの上端から発した
光線は、破線L□のように一部は遮光板7に遮られるが
、破線り、と実線L!Sのように、その他はサンプル面
2へ届く、また、2点鎖線L 12 +L14と実線り
。のように、光源1の発光面1aの下端から発した光線
は、2点鎖線L!Sのように一部は遮光板7に遮られる
が、2点鎖線L14や実線L2にのように、その他はサ
ンプル面2へ届く、これらサンプル面2へ届く光のうち
、実線L□、L2、のように、遮光板7の端縁7aの近
傍を通過した光は、第16図示のよ・うに、合焦位置の
サンプル面2において、遮光板7の端$i7aと共役な
位置である点P、の近傍に結像する。なお、破線L22
や2点鎖線L!4のように、遮光板7の端縁7aより下
を通過する光は、合焦位置のサンプル面2において、点
P1より上に届く。
LtSのように、光源1の発光面1aの上端から発した
光線は、破線L□のように一部は遮光板7に遮られるが
、破線り、と実線L!Sのように、その他はサンプル面
2へ届く、また、2点鎖線L 12 +L14と実線り
。のように、光源1の発光面1aの下端から発した光線
は、2点鎖線L!Sのように一部は遮光板7に遮られる
が、2点鎖線L14や実線L2にのように、その他はサ
ンプル面2へ届く、これらサンプル面2へ届く光のうち
、実線L□、L2、のように、遮光板7の端縁7aの近
傍を通過した光は、第16図示のよ・うに、合焦位置の
サンプル面2において、遮光板7の端$i7aと共役な
位置である点P、の近傍に結像する。なお、破線L22
や2点鎖線L!4のように、遮光板7の端縁7aより下
を通過する光は、合焦位置のサンプル面2において、点
P1より上に届く。
このように、第3の実施例においても、合焦位置のサン
プル面2は、第2の実施例と同様に、遮光板7の端1i
7aと共役な位置P1を境界として、それより上の部分
は明るく、それより下の部分は、遮光板7の影となって
暗い、したがって、合焦位置のサンプル面2からの反射
光は、遮光板7の端縁7aに共役な位置P1より上で反
射した光であり、第11図にて実線La、とLa!で示
す光線が八〇を通過するのと同様に、遮光板7の端縁7
aの下を通過し、遮光板7をかすめて進むので、サンプ
ル面2例の面を照射しない。
プル面2は、第2の実施例と同様に、遮光板7の端1i
7aと共役な位置P1を境界として、それより上の部分
は明るく、それより下の部分は、遮光板7の影となって
暗い、したがって、合焦位置のサンプル面2からの反射
光は、遮光板7の端縁7aに共役な位置P1より上で反
射した光であり、第11図にて実線La、とLa!で示
す光線が八〇を通過するのと同様に、遮光板7の端縁7
aの下を通過し、遮光板7をかすめて進むので、サンプ
ル面2例の面を照射しない。
他方、第17図示のようにサンプル面2が後ピン方向へ
の非合焦位置にある場合、第15図示の実線L!sやL
thのように、遮光板7の端縁7aの近傍を通過する光
線は、前記点P1の近傍の位置に一旦結像してから、ぼ
やけて広がり、薄明るくサンプル面2を照射する。この
ように後ピン方向への非合焦位置のサンプル面2には、
明るい部分と暗い部分のあいだに、薄明るい部分ができ
る。
の非合焦位置にある場合、第15図示の実線L!sやL
thのように、遮光板7の端縁7aの近傍を通過する光
線は、前記点P1の近傍の位置に一旦結像してから、ぼ
やけて広がり、薄明るくサンプル面2を照射する。この
ように後ピン方向への非合焦位置のサンプル面2には、
明るい部分と暗い部分のあいだに、薄明るい部分ができ
る。
ここで、第17図示の薄明るい部分の内、暗い方へ広が
った薄明るい領域内の任意の位置を点B。
った薄明るい領域内の任意の位置を点B。
とすると、点B、での反射光は、第9図示の前記点B、
での反射光と同様に、遮光板7のサンプル面2側の面を
照射する。したがって、後ピン方向への非合焦位置のサ
ンプル面2からの反射光は、その幾らかが必ず、遮光F
i7のサンプル面2例の面を照射する。
での反射光と同様に、遮光板7のサンプル面2側の面を
照射する。したがって、後ピン方向への非合焦位置のサ
ンプル面2からの反射光は、その幾らかが必ず、遮光F
i7のサンプル面2例の面を照射する。
また、第18図示のようにサンプル面2が前ビン方向へ
の非合焦位置にある場合、第15図示の実線L!SやL
oのように、遮光板7の端縁7aの近傍を通過する光線
は、前記点P1の近傍の位置に結像する手前の、まだ、
ぼやけて広がっているうちにサンプル面2へ届き、サン
プル面2を薄明るく照射する。このように前ピン方向へ
の非合焦位置のサンプル面2にも、明るい部分き暗い部
分のあいだに、薄明るい部分ができる。ここで、第18
図示の薄明るい部分の内、暗い方へ広がった薄明るい領
域内の任意の位置を点B、とすると、点B、での反射光
は、第10図示の前記点B、での反射光と同様に、遮光
板7のサンプル面2側の面を照射する。したがって、前
ピン方向への非合焦位置のサンプル面2からの反射光も
、その幾らかが必ず、遮光板7のサンプル而2例の面を
照射する。
の非合焦位置にある場合、第15図示の実線L!SやL
oのように、遮光板7の端縁7aの近傍を通過する光線
は、前記点P1の近傍の位置に結像する手前の、まだ、
ぼやけて広がっているうちにサンプル面2へ届き、サン
プル面2を薄明るく照射する。このように前ピン方向へ
の非合焦位置のサンプル面2にも、明るい部分き暗い部
分のあいだに、薄明るい部分ができる。ここで、第18
図示の薄明るい部分の内、暗い方へ広がった薄明るい領
域内の任意の位置を点B、とすると、点B、での反射光
は、第10図示の前記点B、での反射光と同様に、遮光
板7のサンプル面2側の面を照射する。したがって、前
ピン方向への非合焦位置のサンプル面2からの反射光も
、その幾らかが必ず、遮光板7のサンプル而2例の面を
照射する。
以上のように、遮光板7のサンプル面2側の面を照射す
るサンプル面2からの反射光の光量は、サンプル面2が
合焦位置にある場合には、非合焦位置にある場合より少
ない。
るサンプル面2からの反射光の光量は、サンプル面2が
合焦位置にある場合には、非合焦位置にある場合より少
ない。
[第4の実施例]
第4の実施例では、集光レンズ5を配置した位置が前記
第2.第3の実施例と異なる。第3の実施例では、合焦
位lのサンプル面2に共役な点P。の位置よりサンプル
面2寄りに、集光レンズ5による光源1の発光面1aの
像1.が形成されるように、集光レンズ、を配置してい
るのに対し、第4の実施例は、前記点P0より光at寄
りの位置に、集光レンズ5による光lfglの発光面1
aの像I、が形成されるように、集光レンズ、を配置し
ている。
第2.第3の実施例と異なる。第3の実施例では、合焦
位lのサンプル面2に共役な点P。の位置よりサンプル
面2寄りに、集光レンズ5による光源1の発光面1aの
像1.が形成されるように、集光レンズ、を配置してい
るのに対し、第4の実施例は、前記点P0より光at寄
りの位置に、集光レンズ5による光lfglの発光面1
aの像I、が形成されるように、集光レンズ、を配置し
ている。
次に、第4の実施例に係る合焦ずれ検出機構の動作に関
して説明する。第19図は、第4の実施例において、光
源lから照射された光線の光路図である。なお、第19
図および第20図において、破線L31+ L32と
実線Lssは、光源1の発光面laの上端位置から発し
た光線を示し、2点鎖線l。
して説明する。第19図は、第4の実施例において、光
源lから照射された光線の光路図である。なお、第19
図および第20図において、破線L31+ L32と
実線Lssは、光源1の発光面laの上端位置から発し
た光線を示し、2点鎖線l。
:131 1−amと実線LS&は、光aXの発光面1
aの下端位置から発した光線を示し、それらの内、実線
L3Sとり。は、遮光板7の端!!7aの近傍を通過す
る光線を示す。
aの下端位置から発した光線を示し、それらの内、実線
L3Sとり。は、遮光板7の端!!7aの近傍を通過す
る光線を示す。
第20図は、第19図における遮光板7の端縁7aを拡
大して示す光路図である。なお、第20図において、光
軸LAを示す一点鎖線に対して垂直な波線り。は、集光
レンズ5によって形成される光if[1の発光面1aの
像■、を示す、なお、この像l、は、第2の実施例のよ
うに遮光板7の端縁7aの位置に形成されているのでは
無いから、像l、が欠けていない。
大して示す光路図である。なお、第20図において、光
軸LAを示す一点鎖線に対して垂直な波線り。は、集光
レンズ5によって形成される光if[1の発光面1aの
像■、を示す、なお、この像l、は、第2の実施例のよ
うに遮光板7の端縁7aの位置に形成されているのでは
無いから、像l、が欠けていない。
破線L 31. L Ifと実線L3Sのように、光
源lの発光面1aの上端から発した光は、像■、の下端
を通過し、破線L3!のように一部は遮光板7に遮られ
、破[、、や実線Lrff5のように、その他はサンプ
ル面2へ届く、また、2点鎖線L33+ L34と実
線り。のように、光atの発光面1aの下端から発した
光は、像I、の」:端をJll過し、2点鎖線14.4
のように一部は遮光Fi7に遮られるが、2点鎖線L3
3や実線1,1のように、その他はサンプル面2へ届く
。
源lの発光面1aの上端から発した光は、像■、の下端
を通過し、破線L3!のように一部は遮光板7に遮られ
、破[、、や実線Lrff5のように、その他はサンプ
ル面2へ届く、また、2点鎖線L33+ L34と実
線り。のように、光atの発光面1aの下端から発した
光は、像I、の」:端をJll過し、2点鎖線14.4
のように一部は遮光Fi7に遮られるが、2点鎖線L3
3や実線1,1のように、その他はサンプル面2へ届く
。
これらサンプル面2へ届く光のうち、実線L ffs
*L3&のように遮光板7の端縁7aの直近を通過して
きた光線は、遮光板7の端縁7aと共役な位置である点
P1の近傍に結像する。なお、破線L31や2点鎖線1
33のように、遮光板7の端縁7aより下を通過した光
線は、合焦位置のサンプル面2における点P1より上に
届く。
*L3&のように遮光板7の端縁7aの直近を通過して
きた光線は、遮光板7の端縁7aと共役な位置である点
P1の近傍に結像する。なお、破線L31や2点鎖線1
33のように、遮光板7の端縁7aより下を通過した光
線は、合焦位置のサンプル面2における点P1より上に
届く。
このように、第4の実施例においても、合焦位置のサン
プル面2は、前記各実施例と同様に、遮光板7の端縁7
aと共役な位置P、を境界として、それより上の部分は
明るく、それより下の部分は、遮光板7の影となって暗
い、したがって、合焦位置のサンプル面2からの反射光
は、遮光板7の端縁7aに共役な位置P、より上で反射
した光であり、第11図にて実線La、とLatがA2
を通過するのと同様に、遮光板7の端縁7aの下を通過
し、サンプル面2側の面を照射しない。
プル面2は、前記各実施例と同様に、遮光板7の端縁7
aと共役な位置P、を境界として、それより上の部分は
明るく、それより下の部分は、遮光板7の影となって暗
い、したがって、合焦位置のサンプル面2からの反射光
は、遮光板7の端縁7aに共役な位置P、より上で反射
した光であり、第11図にて実線La、とLatがA2
を通過するのと同様に、遮光板7の端縁7aの下を通過
し、サンプル面2側の面を照射しない。
他方、サンプル面2が後ビン方向への非合焦位置にある
場合、第20図示の実線LJSやLj&のように、遮光
板7の端縁7aの近傍を通過する光線は、前記点P1の
近傍の位置に一旦結像してから、ぼやけて広がり、薄明
るくサンプル面2を照射する。このように後ビン方向へ
の非合焦位置のサンプル面2には、明るい部分と暗い部
分のあいだに、薄明るい部分ができる。この薄明るい部
分の内、暗い方へ広がった薄明るい領域内の任意の位置
での反射光は、第9図示の前記点B、での反射光と同様
に、遮光板7のサンプル面2例の面を照射する。したが
って、後ピン方向への非合焦位置のサンプル面2からの
反射光は、その幾らかが必ず、遮光板7のサンプル面2
側の面を照射する。
場合、第20図示の実線LJSやLj&のように、遮光
板7の端縁7aの近傍を通過する光線は、前記点P1の
近傍の位置に一旦結像してから、ぼやけて広がり、薄明
るくサンプル面2を照射する。このように後ビン方向へ
の非合焦位置のサンプル面2には、明るい部分と暗い部
分のあいだに、薄明るい部分ができる。この薄明るい部
分の内、暗い方へ広がった薄明るい領域内の任意の位置
での反射光は、第9図示の前記点B、での反射光と同様
に、遮光板7のサンプル面2例の面を照射する。したが
って、後ピン方向への非合焦位置のサンプル面2からの
反射光は、その幾らかが必ず、遮光板7のサンプル面2
側の面を照射する。
また、サンプル面2が前ピン方向への非合焦位置にある
場合、第20図示の実線L2sやり。のように、遮光板
7の端縁7aの近傍を通過する光線は、前記点P1の近
傍の位置に結像する手前の、まだ、ぼやけて広がってい
るうちにサンプル面2へ届き、サンプル面2を薄明るく
照射する。このように前ピン方向への非合焦位置のサン
プル面2にも、明るい部分と暗い部分のあいだに、薄明
るい部分ができる。この薄明るい部分の内、暗い方へ広
がった薄明るい領域内の任意での反射光は、第1O図示
の前記点B、での反射光と同様に、遮光板7のサンプル
面2例の面を照射する。したがって、前ピン方向への非
合焦位置のサンプル面2からの反射光も、その幾らかが
必ず、遮光板7のサンプル面2側の面を照射する。
場合、第20図示の実線L2sやり。のように、遮光板
7の端縁7aの近傍を通過する光線は、前記点P1の近
傍の位置に結像する手前の、まだ、ぼやけて広がってい
るうちにサンプル面2へ届き、サンプル面2を薄明るく
照射する。このように前ピン方向への非合焦位置のサン
プル面2にも、明るい部分と暗い部分のあいだに、薄明
るい部分ができる。この薄明るい部分の内、暗い方へ広
がった薄明るい領域内の任意での反射光は、第1O図示
の前記点B、での反射光と同様に、遮光板7のサンプル
面2例の面を照射する。したがって、前ピン方向への非
合焦位置のサンプル面2からの反射光も、その幾らかが
必ず、遮光板7のサンプル面2側の面を照射する。
以上のように、遮光板7のサンプル面2側の面を照射す
るサンプル面2からの反射光の光量は、サンプル面2が
合焦位置にある場合には、非合焦位置にある場合より少
ない。
るサンプル面2からの反射光の光量は、サンプル面2が
合焦位置にある場合には、非合焦位置にある場合より少
ない。
L第5の実施例】
第5の実施例は、集光レンズ5を配置した位置が前記第
2.第3.第4の実施例と異なる。第5の実施例では、
対物レンズ6の焦点の位置Fに、集光レンズ5による光
源lの発光面1aの像I4が形成されるように、つまり
対物レンズ6の焦点Fと、光源lの発光面1aとが共役
であるように、集光レンズ5を配置する。それにより、
光f11からの光がサンプル面2を平行光で照明する。
2.第3.第4の実施例と異なる。第5の実施例では、
対物レンズ6の焦点の位置Fに、集光レンズ5による光
源lの発光面1aの像I4が形成されるように、つまり
対物レンズ6の焦点Fと、光源lの発光面1aとが共役
であるように、集光レンズ5を配置する。それにより、
光f11からの光がサンプル面2を平行光で照明する。
次に、第5の実施例に係る合焦ずれ検出機構の動作に関
して説明する。第21図は、第5の実施例において、光
源lから照射された光線の光路図である。なお、第21
図および第22図において、破線La++ Lawと
実線L4Sは、光源Iの発光面1aの上端位置から発し
た光線を示し、2点饋ML43+ La4と実線La
hは、光源1の発光面1aの下端位置から発した光線を
示し、それらの内で実線La5とL4mは、遮光板7の
端縁7aの直近をかすめて通過する光線を示す。
して説明する。第21図は、第5の実施例において、光
源lから照射された光線の光路図である。なお、第21
図および第22図において、破線La++ Lawと
実線L4Sは、光源Iの発光面1aの上端位置から発し
た光線を示し、2点饋ML43+ La4と実線La
hは、光源1の発光面1aの下端位置から発した光線を
示し、それらの内で実線La5とL4mは、遮光板7の
端縁7aの直近をかすめて通過する光線を示す。
第22図は、第21図における遮光板7の端縁7aを拡
大して示す光路図である。なお、第22図において、光
軸LAを示す一点鎖線に対して垂直な破線L4?は、集
光レンズ5によって形成される光源lの発光面1aの像
■、を示す、なお、この像I、は、第2の実施例のよう
に遮光板7の端縁7aの位置に形成されているのでは無
いから、欠けていない。
大して示す光路図である。なお、第22図において、光
軸LAを示す一点鎖線に対して垂直な破線L4?は、集
光レンズ5によって形成される光源lの発光面1aの像
■、を示す、なお、この像I、は、第2の実施例のよう
に遮光板7の端縁7aの位置に形成されているのでは無
いから、欠けていない。
光源1の発光面1aの上端から発した光線は、破線La
+のように一部は遮光板7に遮られるが、その他は破線
L4□と実II L a sのように、像■4の下端を
通り、サンプル面2へ届く、また、光源1の発光面1a
の下端から発した光線は、2点鎖線La3のように一部
は遮光板7に遮られるが、その他は2点鎖線L 44と
実線LJ&のように、像!、の上端を通り、サンプル面
2へ届く。
+のように一部は遮光板7に遮られるが、その他は破線
L4□と実II L a sのように、像■4の下端を
通り、サンプル面2へ届く、また、光源1の発光面1a
の下端から発した光線は、2点鎖線La3のように一部
は遮光板7に遮られるが、その他は2点鎖線L 44と
実線LJ&のように、像!、の上端を通り、サンプル面
2へ届く。
これらサンプル面2へ届いた光のうち実線L□。
Loのように遮光板7の端縁7aの近傍を通過した光線
は、遮光板7の端縁7aと共役な位置である点P1の近
傍の位置に結像する。なお、破線L4、や2点鎖線La
4のように、遮光板7の端縁7aより下を通過した光は
、合焦位置のサンプル面2における点P、より上に届く
。
は、遮光板7の端縁7aと共役な位置である点P1の近
傍の位置に結像する。なお、破線L4、や2点鎖線La
4のように、遮光板7の端縁7aより下を通過した光は
、合焦位置のサンプル面2における点P、より上に届く
。
このように、第5の実施例においても、合焦位置のサン
プル面2は、前記各実施例と同様に、遮光板7の端縁7
aと共役な位置P、を境界として、それより上の部分は
明るく、それより下の部分は、遮光板7の影となって暗
い、したがって、合焦位置のサンプル面2からの反射光
は、遮光板7の端縁7aに共役な位置P、より上で反射
した光であり、第11図にて実線La+ とLa、がA
2を通過するのと同様に、遮光板7の端縁7aの下を通
過し、遮光板7をかすめて進み、サンプル面2例の面を
照射しない。
プル面2は、前記各実施例と同様に、遮光板7の端縁7
aと共役な位置P、を境界として、それより上の部分は
明るく、それより下の部分は、遮光板7の影となって暗
い、したがって、合焦位置のサンプル面2からの反射光
は、遮光板7の端縁7aに共役な位置P、より上で反射
した光であり、第11図にて実線La+ とLa、がA
2を通過するのと同様に、遮光板7の端縁7aの下を通
過し、遮光板7をかすめて進み、サンプル面2例の面を
照射しない。
他方、サンプル面2が後ピン方向への非合・焦位置にあ
る場合、第22図示の実線L4Sとり。のように、遮光
板7の端縁7aの近傍を通過する光線は、前記点P1の
直近の位置に一旦結像してから、ぼやけて広がり、薄明
るくサンプル面2を照射する。このように後ピン方向へ
の非合焦位置のサンプル面2には、明るい部分と暗い部
分のあいだに、薄明るい部分ができる。この薄明るい部
分の内、暗い方へ広がった薄明るい領域内の任意の位置
での反射光は、第9図示の前記点B、での反射光と同様
に、遮光Fi7のサンプル面2例の面を照射する。した
がって、後ピン方向への非合焦位置のサンプル面2から
の反射光は、その幾らかが必ず、遮光板7のサンプル面
2側の面を照射する。
る場合、第22図示の実線L4Sとり。のように、遮光
板7の端縁7aの近傍を通過する光線は、前記点P1の
直近の位置に一旦結像してから、ぼやけて広がり、薄明
るくサンプル面2を照射する。このように後ピン方向へ
の非合焦位置のサンプル面2には、明るい部分と暗い部
分のあいだに、薄明るい部分ができる。この薄明るい部
分の内、暗い方へ広がった薄明るい領域内の任意の位置
での反射光は、第9図示の前記点B、での反射光と同様
に、遮光Fi7のサンプル面2例の面を照射する。した
がって、後ピン方向への非合焦位置のサンプル面2から
の反射光は、その幾らかが必ず、遮光板7のサンプル面
2側の面を照射する。
また、サンプル面2が前ピン方向への非合焦位置にある
場合、第21図示の実線LasやLJ&のように、遮光
板7の端縁7aの近傍を通過する光線は、前記点P、の
近傍の位置に結像する手前の、まだ、ぼやけて広がって
いるうちにサンプル面2へ届き、サンプル面2を薄明る
く照射する。このように前ピン方向への非合焦位置のサ
ンプル面2にも、明るい部分と暗い部分のあいだに、薄
明るい部分ができる。この薄明るい部分の内、暗い方へ
広がった薄明るい領域内の任意での反射光は、第1O図
示の前記点B、での反射光と同様に、遮光板7のサンプ
ル面2側の面を照射する。したがって、前ピン方向への
非合焦位置のサンプル面2からの反射光も、その幾らが
が必ず、遮光Fi7のサンプル面2側の面を照射する。
場合、第21図示の実線LasやLJ&のように、遮光
板7の端縁7aの近傍を通過する光線は、前記点P、の
近傍の位置に結像する手前の、まだ、ぼやけて広がって
いるうちにサンプル面2へ届き、サンプル面2を薄明る
く照射する。このように前ピン方向への非合焦位置のサ
ンプル面2にも、明るい部分と暗い部分のあいだに、薄
明るい部分ができる。この薄明るい部分の内、暗い方へ
広がった薄明るい領域内の任意での反射光は、第1O図
示の前記点B、での反射光と同様に、遮光板7のサンプ
ル面2側の面を照射する。したがって、前ピン方向への
非合焦位置のサンプル面2からの反射光も、その幾らが
が必ず、遮光Fi7のサンプル面2側の面を照射する。
以上のように、遮光vi7のサンプル面2例の面を照射
するサンプル面2からの反射光の光量は、サンプル面2
が合焦位置にある場合には、非合焦位置にある場合より
少ない。
するサンプル面2からの反射光の光量は、サンプル面2
が合焦位置にある場合には、非合焦位置にある場合より
少ない。
[第6の実施例]
第6の実施例は、集光レンズ5を配置しないことが、前
記各実施例と異なる。
記各実施例と異なる。
次に、第6の実施例に係る合焦ずれ検出機構の動作に関
して説明する。第23図は、第6の実施例において、光
源1から照射された光線の光路図である。第24図は、
第20図における遮光板7の端縁7aを拡大して示す光
路図である。なお、第23図〜第24図において、破線
LSI+ LSZと実線Lssは、光源1の発光面1
aの一ト端位置から発した光線を示し、2点鎖線L S
I L %4と実線り、番は、光B1の発光面1aの
下端位1から発した光線を示し、それらの内で実線Ls
sとL shは、遮光板7の端縁7aの直近をかすめて
通過する光線を示す。
して説明する。第23図は、第6の実施例において、光
源1から照射された光線の光路図である。第24図は、
第20図における遮光板7の端縁7aを拡大して示す光
路図である。なお、第23図〜第24図において、破線
LSI+ LSZと実線Lssは、光源1の発光面1
aの一ト端位置から発した光線を示し、2点鎖線L S
I L %4と実線り、番は、光B1の発光面1aの
下端位1から発した光線を示し、それらの内で実線Ls
sとL shは、遮光板7の端縁7aの直近をかすめて
通過する光線を示す。
第6の実施例は、前記第4の実施例(第19図および第
20図示)における光源1の発光面1aの像13の位置
に、光源1の発光面1aを配πしたのと、光学的に等価
であると考えることができる。
20図示)における光源1の発光面1aの像13の位置
に、光源1の発光面1aを配πしたのと、光学的に等価
であると考えることができる。
したがって、前記第4の実施例と同様に、第6の実施例
も、遮光板7のサンプル面2側の面を照射するサンプル
面2からの反射光の光量は、サンプル面2が合焦位置に
ある場合には、非合焦位置にある場合よりも少ない。
も、遮光板7のサンプル面2側の面を照射するサンプル
面2からの反射光の光量は、サンプル面2が合焦位置に
ある場合には、非合焦位置にある場合よりも少ない。
[第7の実施例]
第7の実施例は、遮光板7の端縁7aに、光源1の発光
面1aが接するように配置したことが、前記各実施例と
異なる。なお、そのようにするには、例えば、光源1の
発光面1aの端縁と遮光板7の端縁7aとを隙間なく隣
接すればよい、あるいは、遮光17の端縁7aが、光源
1の発光面1aを一部覆うように、遮光板7の端縁7a
のところに光源lを配置すればよい。
面1aが接するように配置したことが、前記各実施例と
異なる。なお、そのようにするには、例えば、光源1の
発光面1aの端縁と遮光板7の端縁7aとを隙間なく隣
接すればよい、あるいは、遮光17の端縁7aが、光源
1の発光面1aを一部覆うように、遮光板7の端縁7a
のところに光源lを配置すればよい。
なお、第7の実施例は、前記第2の実施例(第5図〜第
13図示)における光R1の発光面1aの像■8の位置
に、光源lの発光面]、aを配置したのと、光学的に等
価であると考えることができる。
13図示)における光R1の発光面1aの像■8の位置
に、光源lの発光面]、aを配置したのと、光学的に等
価であると考えることができる。
したがって、前記第2の実施例と同様に、第7の実施例
も、遮光板7のサンプル面2例の面を照射するサンプル
面2からの反射光の光量は、サンプル面2が合焦位置に
ある場合には、非合焦位置にある場合よりも少ない。
も、遮光板7のサンプル面2例の面を照射するサンプル
面2からの反射光の光量は、サンプル面2が合焦位置に
ある場合には、非合焦位置にある場合よりも少ない。
[前記実施例に対する補足説明]
■ サンプル面2に対して、光/Ilや集光レンズ5を
配置する位置は、上記実施例に限定されない、また、対
物レンズ6に対して、光′a1や集光レンズ5を配置す
る位置も、上記実施例に限定されない、さらに、集光レ
ンズ5を配置することを必ず要するものでも無い。要す
るに、光源lとサンプル面2の間に遮光板7の端縁7a
が配置され、光源1から照射された光束の一部が遮光板
7で遮られるように、またはその光束の近傍に、光源1
が配置されていればよい。
配置する位置は、上記実施例に限定されない、また、対
物レンズ6に対して、光′a1や集光レンズ5を配置す
る位置も、上記実施例に限定されない、さらに、集光レ
ンズ5を配置することを必ず要するものでも無い。要す
るに、光源lとサンプル面2の間に遮光板7の端縁7a
が配置され、光源1から照射された光束の一部が遮光板
7で遮られるように、またはその光束の近傍に、光源1
が配置されていればよい。
■ 第25図示のように、対物レンズ6と遮光板7との
間にハーフミラ−9を付設して、サンプル面2からの反
射光の光路をハーフミラ−9で折り返し、その折り返し
た光路において、遮光板7のサンプル面2側の面と共役
な位置に光量検出素子8を配置してもよい0本発明の構
成にいう「遮光板のサンプル面側の面を照射するサンプ
ル面からの反射光」とは、例えば、第25図示のように
、遮光板7のサンプル面2側の面と共役な面が受けるサ
ンプル面2からの反射光も含む。
間にハーフミラ−9を付設して、サンプル面2からの反
射光の光路をハーフミラ−9で折り返し、その折り返し
た光路において、遮光板7のサンプル面2側の面と共役
な位置に光量検出素子8を配置してもよい0本発明の構
成にいう「遮光板のサンプル面側の面を照射するサンプ
ル面からの反射光」とは、例えば、第25図示のように
、遮光板7のサンプル面2側の面と共役な面が受けるサ
ンプル面2からの反射光も含む。
■ 第26図示のように、光量検出素子8を、遮光板7
の端縁7aに直接取り付けてもよい、光量検出素子8は
、何処に、どのように取り付けようと、遮光板7のサン
プル面2例の面へ入射するサンプル面2からの反射光を
検出できるように配置されていればよい、なお、第26
図示の場合、光量検出素子8が受ける光は、遮光板7の
サンプル面2例の面を照射する手前の光であって、遮光
板7を照射して遮光板7から光量検出素子8へ反射した
光とは違うが、本発明の構成に言う「遮光板のサンプル
面側の面を照射するサンプル面がらの反射光」とは、例
えば、第26図示のように、遮光板7のサンプル面2t
Q!の面を実際に照射しなくとも、遮光板7のサンプル
面2側の面を照射する手前の光も含む。
の端縁7aに直接取り付けてもよい、光量検出素子8は
、何処に、どのように取り付けようと、遮光板7のサン
プル面2例の面へ入射するサンプル面2からの反射光を
検出できるように配置されていればよい、なお、第26
図示の場合、光量検出素子8が受ける光は、遮光板7の
サンプル面2例の面を照射する手前の光であって、遮光
板7を照射して遮光板7から光量検出素子8へ反射した
光とは違うが、本発明の構成に言う「遮光板のサンプル
面側の面を照射するサンプル面がらの反射光」とは、例
えば、第26図示のように、遮光板7のサンプル面2t
Q!の面を実際に照射しなくとも、遮光板7のサンプル
面2側の面を照射する手前の光も含む。
■ 光量検出素子8を遮光板7として兼用させてもよい
、すなわち、第27図に示すように、透明板15の表面
に半円状(必ずしも半円状でなくてもよい)の光量検出
素子8の裏面(非受光面)を貼り付け、その裏面で光源
lからの光ビームを遮光するとともに表面でサンプル面
2からの反射光束を受光するようにしてもよい。
、すなわち、第27図に示すように、透明板15の表面
に半円状(必ずしも半円状でなくてもよい)の光量検出
素子8の裏面(非受光面)を貼り付け、その裏面で光源
lからの光ビームを遮光するとともに表面でサンプル面
2からの反射光束を受光するようにしてもよい。
■ 遮光板7の端縁7aの形状は直線である必要はなく
、線状でありさえすれば任意の形状を採用することがで
き、例えば第28図に示すように曲線にしたり、また、
鋸歯のように折れ線状にしたり、第29図示のようにリ
ング状にしてもよい。
、線状でありさえすれば任意の形状を採用することがで
き、例えば第28図に示すように曲線にしたり、また、
鋸歯のように折れ線状にしたり、第29図示のようにリ
ング状にしてもよい。
ところで、遮光板7の端縁7aを曲線状や折れ線状(以
下、非直線状と総称する)にする場合には、次のような
効果が期待できる。
下、非直線状と総称する)にする場合には、次のような
効果が期待できる。
本発明に係る位置ずれ検出機構は、サンプル面2と遮光
板7の端縁7aとの共役関係からサンプル面2の基準と
する位置(前記実施例では合焦位置に相当)からの位置
ずれ状態を検出するため、遮光板7の端縁7aが直線状
であれば、サンプル面2における位置ずれ状態検出の対
象は直線状であり、遮光板7の端縁7aが非直線状であ
れば、位置ずれ状態検出の対象も非直線状となる。とこ
ろで、サンプル面2が、例えば、フォトマスクのように
、コントラストの大きなパターンを有する場合、パター
ンの暗部での反射光は弱いので、サンプル面2における
位置ずれ状n検出の対象は、光量検出素子8から出力さ
れる信号のS/N向上のため、パターンの暗部をなるべ
(さけるのが望ましい、そこで、パターンの暗部が直線
状である場合に、上記のように遮光板7の端縁7aを非
直線状にしておけば、位置ずれ状態検出の対象となる線
状部分の全長が線状パターンの暗部に合致することを回
避できる。
板7の端縁7aとの共役関係からサンプル面2の基準と
する位置(前記実施例では合焦位置に相当)からの位置
ずれ状態を検出するため、遮光板7の端縁7aが直線状
であれば、サンプル面2における位置ずれ状態検出の対
象は直線状であり、遮光板7の端縁7aが非直線状であ
れば、位置ずれ状態検出の対象も非直線状となる。とこ
ろで、サンプル面2が、例えば、フォトマスクのように
、コントラストの大きなパターンを有する場合、パター
ンの暗部での反射光は弱いので、サンプル面2における
位置ずれ状n検出の対象は、光量検出素子8から出力さ
れる信号のS/N向上のため、パターンの暗部をなるべ
(さけるのが望ましい、そこで、パターンの暗部が直線
状である場合に、上記のように遮光板7の端縁7aを非
直線状にしておけば、位置ずれ状態検出の対象となる線
状部分の全長が線状パターンの暗部に合致することを回
避できる。
なお、非直線状にする場合には、遮光板7の端縁7aの
全長が前記基準位置のサンプル面2と共役になるように
するには、遮光板7のサンプル面2例の面を前記基準位
置のサンプル面2と面平行になるように配置すればよい
、ただし、そのように面平行にした場合には、遮光板7
のサンプル面2例の面から光量検出素子8へ向けての反
射光の光路は、光軸に対してあまり角度を有しないから
、そのような反射光を受けるに好適な位Wに光量検出素
子8を配置するとなると、光量検出素子8によって、光
源lから出射されてサンプル面2へ向かう光線が遮られ
る不都合を生じるおそれがあるが、かかる不都合の回避
策としては、例えば、上記■のように、光量検出素子8
を遮光板7として兼用させるようにするとよい。
全長が前記基準位置のサンプル面2と共役になるように
するには、遮光板7のサンプル面2例の面を前記基準位
置のサンプル面2と面平行になるように配置すればよい
、ただし、そのように面平行にした場合には、遮光板7
のサンプル面2例の面から光量検出素子8へ向けての反
射光の光路は、光軸に対してあまり角度を有しないから
、そのような反射光を受けるに好適な位Wに光量検出素
子8を配置するとなると、光量検出素子8によって、光
源lから出射されてサンプル面2へ向かう光線が遮られ
る不都合を生じるおそれがあるが、かかる不都合の回避
策としては、例えば、上記■のように、光量検出素子8
を遮光板7として兼用させるようにするとよい。
■ 遮光板7の端縁7aの形状が、直線状である場合に
は、サンプル面2が傾斜していても支障なく前記基準位
置からの位置ずれを検出することができる効果を期待で
きる。サンプル面2において、位置ずれ状態検出の対象
となる線状部分が直線状であれば、サンプル面2におけ
る位置ずれ状態検出の対象が直線状となり、斜面に逆ら
れずに、つまり傾斜方向に対し直角な方向に沿って、位
置ずれ状態検出をできるからである。
は、サンプル面2が傾斜していても支障なく前記基準位
置からの位置ずれを検出することができる効果を期待で
きる。サンプル面2において、位置ずれ状態検出の対象
となる線状部分が直線状であれば、サンプル面2におけ
る位置ずれ状態検出の対象が直線状となり、斜面に逆ら
れずに、つまり傾斜方向に対し直角な方向に沿って、位
置ずれ状態検出をできるからである。
なお、先に従来技術として紹介した二分割センサを使用
した合焦ずれ検出機構のように、二分割センサ間での受
光量のバランスから合焦を検出する手法では、検出の対
象域が、光源からの光の照射域の全域、つまり本発明の
ように線状ではなく面状であるから、傾斜したサンプル
面に対する位置ずれ状態検出が困難であった。
した合焦ずれ検出機構のように、二分割センサ間での受
光量のバランスから合焦を検出する手法では、検出の対
象域が、光源からの光の照射域の全域、つまり本発明の
ように線状ではなく面状であるから、傾斜したサンプル
面に対する位置ずれ状態検出が困難であった。
■ 前記第1〜第6の実施例において、サンプル面2か
らの反射光を光量検出素子8が効率よく受けることがで
きるように、遮光板7と光量検出素子8を配置するには
、例えば、第30図の(a)および(b)に示すように
すればよい。
らの反射光を光量検出素子8が効率よく受けることがで
きるように、遮光板7と光量検出素子8を配置するには
、例えば、第30図の(a)および(b)に示すように
すればよい。
すなわち、遮光板7を遮光板支持体10に固設し、光量
検出素子8を光量検出素子支持体11に固設する。遮光
板支持体】Oに螺合されたボルト12および光量検出素
子支持体11に螺合されたポルト13は、基準とする所
定の位置のサンプル面2に共役な点P、を中心とする円
弧状ガイド溝14に案内されて動くように、図示しない
固定部材に係合されてあり、そのため、遮光板7や光量
検出素子8が、前記点Pゆを中心とした動きで取り付は
位置を調整できる。
検出素子8を光量検出素子支持体11に固設する。遮光
板支持体】Oに螺合されたボルト12および光量検出素
子支持体11に螺合されたポルト13は、基準とする所
定の位置のサンプル面2に共役な点P、を中心とする円
弧状ガイド溝14に案内されて動くように、図示しない
固定部材に係合されてあり、そのため、遮光板7や光量
検出素子8が、前記点Pゆを中心とした動きで取り付は
位置を調整できる。
なお、第30図の(b)の要部の拡大図に示すように、
遮光板7のサンプル面2例の面における端縁7aの近く
は、サンプル面2からの反射光を効率よく光量検出素子
8へ向けて反射するように鏡面7bに形成されている。
遮光板7のサンプル面2例の面における端縁7aの近く
は、サンプル面2からの反射光を効率よく光量検出素子
8へ向けて反射するように鏡面7bに形成されている。
また、かかる鏡面7bからの光を光量検出素子8が効率
よく受けるように、光量検出素子支持体11に、シリン
ドリカルレンズ15を付設しているが、レンズを必ずし
も要するものではない。
よく受けるように、光量検出素子支持体11に、シリン
ドリカルレンズ15を付設しているが、レンズを必ずし
も要するものではない。
■ 前記各実施例において、光量検出素子8の特性曲線
を図示すると第31図のようになり、受光光量が最小の
ときのサンプル面2の位置が合焦位置である。
を図示すると第31図のようになり、受光光量が最小の
ときのサンプル面2の位置が合焦位置である。
したがって、前記各実施例における合焦検出作業は、例
えば、初期動作として、第31図の特性曲線の判定領域
A内において、サンプル面2と対物レンズ6とを相対的
に接近させてみる。この相対接近によって光量検出素子
8の受光光量が減少するときは前ピン状態にあるので、
その接近動作を継続して受光光量が最小となった位置で
オートフォーカス動作を停止すると合焦状態となる。
えば、初期動作として、第31図の特性曲線の判定領域
A内において、サンプル面2と対物レンズ6とを相対的
に接近させてみる。この相対接近によって光量検出素子
8の受光光量が減少するときは前ピン状態にあるので、
その接近動作を継続して受光光量が最小となった位置で
オートフォーカス動作を停止すると合焦状態となる。
また、その相対接近によって受光光量が増加するときは
後ビン状態にあるので、今度はサンプル面2と対物レン
ズ6とを相対的に離間させる動作に切り換えると受光光
量が減少する。そして、その受光光量が最小となった位
置でオートフォーカス動作を停止すると合焦状態となる
。
後ビン状態にあるので、今度はサンプル面2と対物レン
ズ6とを相対的に離間させる動作に切り換えると受光光
量が減少する。そして、その受光光量が最小となった位
置でオートフォーカス動作を停止すると合焦状態となる
。
■ サンプル面2が、例えば、ガラス板のように透明な
基板の表面である場合、裏面反射光を生じるので、光量
検出素子8の特性曲線を図示すると、第32図のように
、大小2つの谷が現れる特性曲線となる。大きい谷の底
はサンプル面2すなわち透明基板の表面が基準とする所
定の位置にある状態に対応し、小さい谷は透明基板の裏
面が前記基準位置にある状態に対応する。このように、
本発明では、透明基板に対しても、前記基準位置からの
位置ずれ状態を検出できる。
基板の表面である場合、裏面反射光を生じるので、光量
検出素子8の特性曲線を図示すると、第32図のように
、大小2つの谷が現れる特性曲線となる。大きい谷の底
はサンプル面2すなわち透明基板の表面が基準とする所
定の位置にある状態に対応し、小さい谷は透明基板の裏
面が前記基準位置にある状態に対応する。このように、
本発明では、透明基板に対しても、前記基準位置からの
位置ずれ状態を検出できる。
[相] 前記各実施例では、遮光板7の端縁7aを、基
準とする所定の位置のサンプル面2と共役に配置したが
、遮光Fi7の端縁7aを、前記基準位置のサンプル面
2から前ピン方向あるいは後ビン方向へずれた位置と共
役に配置してもよい、なお、遮光板7の端縁7aの配置
をそのようにした場合には、第31図示のような光量検
出素子8の特性曲線における谷の底が前記基準位置に該
当せず、次のようになる0例えば、前記基準位置のサン
プル面2から前ピン方向へずれた位置(仮にpHとする
)に対して共役に遮光板7の端縁7aを配置した場合に
は、光量検出素子8の特性曲線における谷の底に該当す
るのは、前記P、の位置である。
準とする所定の位置のサンプル面2と共役に配置したが
、遮光Fi7の端縁7aを、前記基準位置のサンプル面
2から前ピン方向あるいは後ビン方向へずれた位置と共
役に配置してもよい、なお、遮光板7の端縁7aの配置
をそのようにした場合には、第31図示のような光量検
出素子8の特性曲線における谷の底が前記基準位置に該
当せず、次のようになる0例えば、前記基準位置のサン
プル面2から前ピン方向へずれた位置(仮にpHとする
)に対して共役に遮光板7の端縁7aを配置した場合に
は、光量検出素子8の特性曲線における谷の底に該当す
るのは、前記P、の位置である。
なお、前記基準位置は、そのような特性曲線において特
性曲線の谷の底より後ピン方向にずれたところに位置す
る。
性曲線の谷の底より後ピン方向にずれたところに位置す
る。
ところで、このように基準とする所定の位置のサンプル
面2からずれた位置と共役に遮光板7の端縁7aを配置
することによる特有の効果は、サンプル面2が前記基準
位置から前ビン方向か後ピン方向のどちらの方向へずれ
ているのかを検出することが容易になるからである。つ
まり、前記基準位置のサンプル面2に対して遮光板7の
端縁7aを共役に配置した場合には、サンプル面2を前
記基準位置から移動した際に、どちらの方向へ移動した
のであっても、光量検出素子8の検出光量は増加するの
で、移動方向を検出するのは容易ではない、前記基準位
置のサンプル面2からずれた位置に対して共役に遮光板
7の端縁7aを配置すると、どちらの方向へサンプル面
2が移動したのかによって、検出光量が増加または減少
するので、方向が検出できる。ただし、特性曲線の谷の
底を越えない範囲での移動に限定される。特性曲線の谷
の底を越えて移動すると、減少から増加に反転するから
である。
面2からずれた位置と共役に遮光板7の端縁7aを配置
することによる特有の効果は、サンプル面2が前記基準
位置から前ビン方向か後ピン方向のどちらの方向へずれ
ているのかを検出することが容易になるからである。つ
まり、前記基準位置のサンプル面2に対して遮光板7の
端縁7aを共役に配置した場合には、サンプル面2を前
記基準位置から移動した際に、どちらの方向へ移動した
のであっても、光量検出素子8の検出光量は増加するの
で、移動方向を検出するのは容易ではない、前記基準位
置のサンプル面2からずれた位置に対して共役に遮光板
7の端縁7aを配置すると、どちらの方向へサンプル面
2が移動したのかによって、検出光量が増加または減少
するので、方向が検出できる。ただし、特性曲線の谷の
底を越えない範囲での移動に限定される。特性曲線の谷
の底を越えて移動すると、減少から増加に反転するから
である。
このように、本発明の構成に言う「基準とする所定の位
置」には、合焦位置が該当するだけでなく、上記のよう
に、合焦位置からずれた位1も該当する。
置」には、合焦位置が該当するだけでなく、上記のよう
に、合焦位置からずれた位1も該当する。
■ 遮光板7の端縁7aを、前記各実施例のように対物
レンズ6の光軸に一致させることは、必須ではない、ま
た、光軸に一致させない場合、例えば、光軸と交わるよ
うに遮光w、7を配置してもよく、あるいは、光軸から
離れるように遮光板7を配置してもよい、いづれにせよ
、遮光板7は、対物レンズ6と光a1の間で、サンプル
面2を照射する光束の一部を遮るように、またはその光
束の近傍に配置すればよい。
レンズ6の光軸に一致させることは、必須ではない、ま
た、光軸に一致させない場合、例えば、光軸と交わるよ
うに遮光w、7を配置してもよく、あるいは、光軸から
離れるように遮光板7を配置してもよい、いづれにせよ
、遮光板7は、対物レンズ6と光a1の間で、サンプル
面2を照射する光束の一部を遮るように、またはその光
束の近傍に配置すればよい。
@ 前記各実施例では、遮光板7を、光軸と適当な角度
で傾斜させて配置しているが、その角度は、基準とする
所定の位置からずれたサンプル面2からの反射光を、受
けるに都合よい向きであり、しかも、その反射光を、光
量検出素子8へ効率よく反射するに都合よい向きであれ
ばよい、また、例えば、前記第27図示のように光量検
出素子8を遮光板7として兼用させた場合には、遮光板
7を光軸と直交するように配置してもよい、要するに、
遮光板7と光軸がなす角は特定されない。
で傾斜させて配置しているが、その角度は、基準とする
所定の位置からずれたサンプル面2からの反射光を、受
けるに都合よい向きであり、しかも、その反射光を、光
量検出素子8へ効率よく反射するに都合よい向きであれ
ばよい、また、例えば、前記第27図示のように光量検
出素子8を遮光板7として兼用させた場合には、遮光板
7を光軸と直交するように配置してもよい、要するに、
遮光板7と光軸がなす角は特定されない。
0 遮光板7の端縁7aは、端縁の全長が、基準とする
所定の位置のサンプル面2と共役であることを、必ずし
も要するものではない、遮光板7の端縁7aの全長が前
記基準位置のサンプル面2に共役である場合と比較して
、その一部が前記基準位置のサンプル面2に共役で無い
場合には1.サンプル面2が前記基準位置にある状況下
での検出光量が、幾らか増加するだけであって、サンプ
ル面2が前記基準位置に在れば、前記基準位置にないの
よりも少なくなることに違いないからである。
所定の位置のサンプル面2と共役であることを、必ずし
も要するものではない、遮光板7の端縁7aの全長が前
記基準位置のサンプル面2に共役である場合と比較して
、その一部が前記基準位置のサンプル面2に共役で無い
場合には1.サンプル面2が前記基準位置にある状況下
での検出光量が、幾らか増加するだけであって、サンプ
ル面2が前記基準位置に在れば、前記基準位置にないの
よりも少なくなることに違いないからである。
[相] サンプル面2は、特に鏡面であることを要しな
い、サンプル面2において、光′alからの光によって
明るく、あるいは幾らかなりにも薄明るく照らされてい
る部分が、遮光板7の端縁7aに共役であるかと言うこ
とから、基準とする所定の位置からのサンプル面2の位
置ずれ状態を検出するものであるからである。サンプル
面2は、例えば、シリコンウェハの表面のようなシリコ
ン酸化膜は勿論のこと、ポリシリコン膜面や、金属膜面
、レジスト面、塗装面、ガラス板表面、研磨した金属面
その他でもよい。
い、サンプル面2において、光′alからの光によって
明るく、あるいは幾らかなりにも薄明るく照らされてい
る部分が、遮光板7の端縁7aに共役であるかと言うこ
とから、基準とする所定の位置からのサンプル面2の位
置ずれ状態を検出するものであるからである。サンプル
面2は、例えば、シリコンウェハの表面のようなシリコ
ン酸化膜は勿論のこと、ポリシリコン膜面や、金属膜面
、レジスト面、塗装面、ガラス板表面、研磨した金属面
その他でもよい。
■ 前記実施例は、合焦位置が本発明の構成に言う「基
準とする所定の位置」に相当し、本発明を合焦ずれ検出
機構に使用したものであるが、本発明の用途は、合焦ず
れ検出機構に限定されるものでは無い、例えば、サンプ
ル面を対物レンズの光軸に直交する方向へ移動させる手
段を付設する等によって、サンプル面における凹凸状態
を測定する装置にも使用できる。つまり、サンプル面上
のある特定のlal所を、本発明の構成に言う「基準と
する所定の位置」とし、サンプル面を光軸に直交する方
向へ移動させれば、かかる移動に伴う光軸方向の位置ず
れ状態を検出することによって、前記サンプル面2上の
その特定箇所に対する他の箇所の高低が測定されるので
、サンプル面における凹凸状態を測定する装置として使
用できる。このように、本発明は、合焦位置に対する位
置ずれ状態の検出に限定せず、何らかの基準とする所定
の位置からのサンプル面の位置ずれ状態の検出に使用で
きる。
準とする所定の位置」に相当し、本発明を合焦ずれ検出
機構に使用したものであるが、本発明の用途は、合焦ず
れ検出機構に限定されるものでは無い、例えば、サンプ
ル面を対物レンズの光軸に直交する方向へ移動させる手
段を付設する等によって、サンプル面における凹凸状態
を測定する装置にも使用できる。つまり、サンプル面上
のある特定のlal所を、本発明の構成に言う「基準と
する所定の位置」とし、サンプル面を光軸に直交する方
向へ移動させれば、かかる移動に伴う光軸方向の位置ず
れ状態を検出することによって、前記サンプル面2上の
その特定箇所に対する他の箇所の高低が測定されるので
、サンプル面における凹凸状態を測定する装置として使
用できる。このように、本発明は、合焦位置に対する位
置ずれ状態の検出に限定せず、何らかの基準とする所定
の位置からのサンプル面の位置ずれ状態の検出に使用で
きる。
〈発明の効果〉
本発明によれば、次の効果が発揮される。
光量検出素子は従来例のように2つのセンサ間での検出
信号の大小比較ではなく、その光量検出素子自体におけ
る光量そのものをとらえることによって、基準とする所
定の位置からのサンプル面の位置ずれ状態を検出するも
のであるから、コントラストによる影響を防止すること
ができるとともに、光量検出素子として単一素子の採用
を可能とする。
信号の大小比較ではなく、その光量検出素子自体におけ
る光量そのものをとらえることによって、基準とする所
定の位置からのサンプル面の位置ずれ状態を検出するも
のであるから、コントラストによる影響を防止すること
ができるとともに、光量検出素子として単一素子の採用
を可能とする。
また、サンプル面が、透明な基板の表面である場合、光
量検出素子の特性曲線には、サンプル面すなわち透明基
板の表面が基準とする所定の位置にある状態に対応した
大きい谷と、透明基板の裏面が前記基準位置にある状態
に対応した小さい谷が現れる特性曲線となり、透明基板
の表と裏を区別して前記基準位置からの位置ずれ状態の
検出ができる。つまり、前記従来技術のように基板の裏
面照射光のために位置ずれ状態の検出が困難となる問題
は解消され、透明な基板の表面の位置ずれ状態の検出が
可能である。また、透明な基板の裏面の位置ずれ状態の
検出も可能である。
量検出素子の特性曲線には、サンプル面すなわち透明基
板の表面が基準とする所定の位置にある状態に対応した
大きい谷と、透明基板の裏面が前記基準位置にある状態
に対応した小さい谷が現れる特性曲線となり、透明基板
の表と裏を区別して前記基準位置からの位置ずれ状態の
検出ができる。つまり、前記従来技術のように基板の裏
面照射光のために位置ずれ状態の検出が困難となる問題
は解消され、透明な基板の表面の位置ずれ状態の検出が
可能である。また、透明な基板の裏面の位置ずれ状態の
検出も可能である。
第1図から第30図は本発明の実施例に係り、第1図は
第1の実施例の概略構成図、 第2図は第1の実施例にてサンプル面が台用位置にある
場合のサンプル面で反射する光線を示す図、第3図は第
1の実施例にてサンプル面が後ピン方向への非合焦位置
にある場合のサンプル面で反射する光線を示す図、 第4図は第1の実施例にてサンプル面が前ビン方間への
非合焦位置にある場合のサンプル面で反射する光線を示
す図、 第5図は第2の実施例の概略構成図、 第6図は第2の実施例にて光源からの光線を示す図、 第7図は第2の実施例にて遮光板の端縁を拡大して示す
光源からの光線を示す図、 第8図は第2の実施例にてサンプル面が合焦位置にある
場合のサンプル面を照射する光線を示す図、第9図は第
2の実施例にてサンプル面が後ピン方向への非合焦位置
にある場合のサンプル面を照射する光線を示す図、 第10図は第2の実施例にてサンプル面が前ビン方向へ
の非合焦位1にある場合のサンプル面を照射する光線を
示す図、 第11図は第2の実施例にて遮光板の端縁の位置におけ
る合焦位置のサンプル面で反射した光線を示す図、 第12図は第2の実施例にて遮光板の端縁の位置におけ
る後ピン方向への非合焦位置のサンプル面で反射した光
線を示す図、 第13図は第2の実施例にて遮光板の端縁の位置におけ
る前ビン方向への非合焦位置のサンプル面で反射した光
線を示す図、 第14図は第3の実施例にて光源からの光線を示す図、 第15図は第3の実施例にて遮光板の端縁を拡大して示
す光源からの光線を示す図、 第16図は第3の実施例にてサンプル面が合焦位置にあ
る場合のサンプル面を照射する光線を示す図、 第17図は第3の実施例にてサンプル面が後ピン方向へ
の非合焦位置にある場合のサンプル面を照射する光線を
示す図、 第18図は第3の実施例にてサンプル面が前ビン方向へ
の非合焦位置にある場合のサンプル面を照射する光線を
示す図、 第19図は第4の実施例にて光源からの光線を示す図、 第20図は第4の実施例にて遮光板の端縁を拡大して示
す光源からの光線を示す図、 第21図は第5の実施例にて光源からの光線を示す図、 第22図は第5の実施例にて遮光板の端縁を拡大して示
す光源からの光線を示す図、 第23図は第6の実施例にて光源からの光線を示す図、 第24図は第6の実施例にて遮光板の端縁を拡大して示
す光源からの光線を示す図、 第25図は他の実施例として対物レンズと遮光板の間に
ハーフミラ−を付設して遮光板のサンプル面側の面と共
役な位置に光量検出素子を配置した概略構成図、 第26図は他の実施例として光量検出素子を遮光板に直
接取り付ける概略構成図、 第27図は他の実施例として光量検出素子を遮光板に兼
用させる概略構成図、 第28図は他の実施例として遮光板の端縁の形状を円弧
にする概略構成図、 第29図は他の実施例として光量検出素子を遮光板に兼
用させ遮光板の端縁の形状がリング状になるようにした
概略構成図、 第30図の(a)は第1の実施例から第5の実施例に好
適な遮光板と光量検出素子との組み付けの概略構成図、 第30図の(b)は第30図の(a)の要部の拡大図、 第31図は光量検出素子が検出する光量の特性曲線図で
ある。 第32図はサンプル面が透明な基板の表面である場合に
おける光量検出素子が検出する光量の特性曲線図である
。 第33図は第1の従来技術の概略構成図、第34図は第
2の従来技術の概略構成図である。 l・・・光源 2・・・サンプル面 6・・・対物レンズ 7・・・遮光板 7a・・・遮光板の端縁 8・・・光量検出素子
第1の実施例の概略構成図、 第2図は第1の実施例にてサンプル面が台用位置にある
場合のサンプル面で反射する光線を示す図、第3図は第
1の実施例にてサンプル面が後ピン方向への非合焦位置
にある場合のサンプル面で反射する光線を示す図、 第4図は第1の実施例にてサンプル面が前ビン方間への
非合焦位置にある場合のサンプル面で反射する光線を示
す図、 第5図は第2の実施例の概略構成図、 第6図は第2の実施例にて光源からの光線を示す図、 第7図は第2の実施例にて遮光板の端縁を拡大して示す
光源からの光線を示す図、 第8図は第2の実施例にてサンプル面が合焦位置にある
場合のサンプル面を照射する光線を示す図、第9図は第
2の実施例にてサンプル面が後ピン方向への非合焦位置
にある場合のサンプル面を照射する光線を示す図、 第10図は第2の実施例にてサンプル面が前ビン方向へ
の非合焦位1にある場合のサンプル面を照射する光線を
示す図、 第11図は第2の実施例にて遮光板の端縁の位置におけ
る合焦位置のサンプル面で反射した光線を示す図、 第12図は第2の実施例にて遮光板の端縁の位置におけ
る後ピン方向への非合焦位置のサンプル面で反射した光
線を示す図、 第13図は第2の実施例にて遮光板の端縁の位置におけ
る前ビン方向への非合焦位置のサンプル面で反射した光
線を示す図、 第14図は第3の実施例にて光源からの光線を示す図、 第15図は第3の実施例にて遮光板の端縁を拡大して示
す光源からの光線を示す図、 第16図は第3の実施例にてサンプル面が合焦位置にあ
る場合のサンプル面を照射する光線を示す図、 第17図は第3の実施例にてサンプル面が後ピン方向へ
の非合焦位置にある場合のサンプル面を照射する光線を
示す図、 第18図は第3の実施例にてサンプル面が前ビン方向へ
の非合焦位置にある場合のサンプル面を照射する光線を
示す図、 第19図は第4の実施例にて光源からの光線を示す図、 第20図は第4の実施例にて遮光板の端縁を拡大して示
す光源からの光線を示す図、 第21図は第5の実施例にて光源からの光線を示す図、 第22図は第5の実施例にて遮光板の端縁を拡大して示
す光源からの光線を示す図、 第23図は第6の実施例にて光源からの光線を示す図、 第24図は第6の実施例にて遮光板の端縁を拡大して示
す光源からの光線を示す図、 第25図は他の実施例として対物レンズと遮光板の間に
ハーフミラ−を付設して遮光板のサンプル面側の面と共
役な位置に光量検出素子を配置した概略構成図、 第26図は他の実施例として光量検出素子を遮光板に直
接取り付ける概略構成図、 第27図は他の実施例として光量検出素子を遮光板に兼
用させる概略構成図、 第28図は他の実施例として遮光板の端縁の形状を円弧
にする概略構成図、 第29図は他の実施例として光量検出素子を遮光板に兼
用させ遮光板の端縁の形状がリング状になるようにした
概略構成図、 第30図の(a)は第1の実施例から第5の実施例に好
適な遮光板と光量検出素子との組み付けの概略構成図、 第30図の(b)は第30図の(a)の要部の拡大図、 第31図は光量検出素子が検出する光量の特性曲線図で
ある。 第32図はサンプル面が透明な基板の表面である場合に
おける光量検出素子が検出する光量の特性曲線図である
。 第33図は第1の従来技術の概略構成図、第34図は第
2の従来技術の概略構成図である。 l・・・光源 2・・・サンプル面 6・・・対物レンズ 7・・・遮光板 7a・・・遮光板の端縁 8・・・光量検出素子
Claims (1)
- (1)基準とする所定の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機構であって、 サンプル面を照射する光源と、 光源とサンプル面の間に配置された対物レンズと、 前記基準位置のサンプル面と共役な位置に、端縁が一致
するように、対物レンズと光源との間に配置された遮光
板と、 サンプル面からの反射光のうち、遮光板のサンプル面側
の面を照射する反射光の光量を検出する光量検出素子と
からなり、 光量検出素子からの検出信号によって、サンプル面の前
記基準位置からのずれ量を検出することを特徴とする位
置ずれ検出機構。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1166462A JPH0794983B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 位置ずれ検出機構 |
DE69014439T DE69014439T2 (de) | 1989-06-28 | 1990-06-27 | Verschiebungsdetektionssystem. |
EP19900112265 EP0405507B1 (en) | 1989-06-28 | 1990-06-27 | Displacement detection system |
US07/927,872 US5251011A (en) | 1989-06-28 | 1992-08-10 | Displacement detection system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1166462A JPH0794983B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 位置ずれ検出機構 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0331713A true JPH0331713A (ja) | 1991-02-12 |
JPH0794983B2 JPH0794983B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=15831851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1166462A Expired - Lifetime JPH0794983B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 位置ずれ検出機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0794983B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6247016A (ja) * | 1985-08-26 | 1987-02-28 | Masaki Fujimaki | 焦点距離検出方法 |
JPS6275308A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-07 | Yokogawa Electric Corp | 変位変換器 |
-
1989
- 1989-06-28 JP JP1166462A patent/JPH0794983B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6247016A (ja) * | 1985-08-26 | 1987-02-28 | Masaki Fujimaki | 焦点距離検出方法 |
JPS6275308A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-07 | Yokogawa Electric Corp | 変位変換器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0794983B2 (ja) | 1995-10-11 |
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