JPH0547039B2

JPH0547039B2 -

Info

Publication number: JPH0547039B2
Application number: JP60143849A
Authority: JP
Inventors: Daikichi Awamura
Original assignee: LASER TEC KK
Current assignee: LASER TEC KK
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1993-07-15
Also published as: JPS625791A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はカラー撮像装置、特に対物レンズ等の
色収差による色ずれを除去したカラー撮像装置に
関するものである。

（従来の技術）従来、試料の光学的画像情報を電気信号に変換
する撮像装置として、受光素子を２次元的に配列
して各受光素子からの信号を順次読出して画像信
号を形成する固体撮像素子を利用した撮像装置が
実用化されている。この２次元固体撮像素子を用
いた撮像装置では、試料を一様に照射して試料の
像を撮像素子上に投影しており、簡単な構成で、
画像信号を得ることができる利点があり、種々の
用途に用いられるようになつている。

更に、別の撮像装置として、微小スポツト状に
収束した光ビームを２次元的に偏向して試料面を
走査し、試料からの反射光又は透過光をフオトマ
ル等の受光素子で検出して試料の光学情報を画像
信号として形成する光学式走査型撮像装置が実用
化されている。この光学式走査型撮像装置では微
小スポツトの光ビームで試料を走査する構成とし
ているから、迷光の発生を防止でき高解像度の画
像信号を得ることができると共に像の明るさやコ
ントラストを電気的に調整でき、巾広い用途を具
えている。

一方、上述した従来の撮像装置はモノクロ型撮
像装置であり、試料の色彩に関する情報を検出で
きない不都合であつた。このため、試料の色彩に
関する情報も検出できる簡単な構成のカラー撮像
装置の開発が強く要請されている。

上述した構成の撮像装置は簡単な構成で撮像で
きる利点を有しているが、カラー撮像装置に利用
するには種々の問題点がある。例えば光学式走査
型撮像装置では３原色の光ビームを試料上に一致
させて走査するのが難しく水平方向及び垂直方向
の光ビーム間のずれ、すなわち色ずれを生じ易す
い欠点がある。このため垂直方向にずれが生ずる
とレジストレーシヨンエラーが発生してしまい、
水平方向に走査速度のムラが生ずると３原色の画
像に歪みが発生してしまい試料の色彩情報を正確
に再現できない不都合が生じていた。更に、試料
面を光ビームで高速走査するため受光素子として
感度の高いフオトマルを用いなければならず、装
置が大型化且つ高価になる欠点があつた。一方、
二次元固体撮像素子を利用した撮像装置では、二
次元個体撮像素子の分解能が低いため高解像度の
画像信号が得にくく、例えば欠陥検査装置のよう
な用途に対しては解像度が不足する欠点がある。
また、二次元固体撮像素子は感度が低いため強力
な光源が必要となり、同様に装置が大型化する欠
点があつた。

本発明者は上述した欠点を解消するため、３原
色の光ビームを試料上に一致させて走査すること
ができると共に各光ビームの走査速度が変動して
も画像に歪みが発生せず高解像度の画像が得ら
れ、しかも小型且つ安価なカラー撮像装置を提供
している。

このカラー撮像装置は、異なる色成分の複数の
光ビームを放射する複数の光源と、これら光源か
ら発した複数の光ビームを主走査方向に偏向させ
る第１の偏向手段と、複数の光ビームを前記第１
の偏向手段による走査方向と直交する方向に共通
に偏向する共通の第２の偏向手段と、第１及び第
２の偏向手段によつて偏向された光ビームを微小
スポツト上に収束させて試料に投射する対物レン
ズと、試料からの反射光又は透過光を各色成分毎
に色分解する色分解光学系と、複数の素子が前記
主走査方向に１次元的に配列され、各色成分毎に
分解された光束を受光してそれぞれ同期して光電
出力信号を出力する複数のリニアイメージセンサ
とを具えるものである。

このカラー撮像装置では、３原色の各光ビーム
を第１の偏向手段により試料のＸ方向にそれぞれ
高速振動させると共に、各光ビームを共通の第２
の偏向手段に入射させてＸ方向と直交するＹ方向
に偏向して３原色光ビームを１本の光ビームに合
成する。この合成した光ビームを対物レンズを介
して微小スポツト状に収束して試料に投射し、試
料をＸ及びＹ方向に走査する。そして、試料から
の反射光又は透過光を色分解光学系により各色成
分に分解して各成分毎に配置したニリアイメージ
センサに入射させる。各リニアイメージセンサ
は、複数の素子が主走査方向であるＸ方向と対応
する方向に１次元的に配列された構成とし、各イ
メージセンサはそれぞれ同期して各素子に蓄積し
た電荷重を順次読出して光電出力信号を出力して
いる。

（発明が解決しようとする問題点）上述したカラー撮像装置は、Ｙ方向（垂直方
向）の走査を行なう第２の偏向手段を各光ビーム
に対して共用する構成としているから各光ビーム
間の機械的なずれによるＹ方向の色ずれを有効に
除去することができる。しかし、各光ビームに対
する対物レンズが屈折率が相異するため対物レン
ズの色収差が発生してしまい、対物レンズを出射
した光ビームが各光ビーム間においてずれが生じ
てしまう。この結果機械的な要因による色ずれを
除去しても試料上における各光ビームの走査領域
が相互に一致せず、試料のカラー画像を正確に再
現できない欠点があつた。このような対物レンズ
の色収差による光ビームのずれは、対物レンズに
色収差除去処理を施すだけでは十分に除去できな
いため、何らかの除去手段が必要となる。

従つて、本発明の目的は、上述した欠点を除去
し、各光ビームの機械的なずれを除去できると共
に、対物レンズをはじめとする光学素子の色収差
による各光ビーム間のずれを有効に除去できるカ
ラー撮像装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明のカラー撮像装置は、異なる色成分の複
数の光ビームを放射する複数の光源と、これら光源から発した複数の光ビームを主走査
方向に偏向させる第１の偏向手段と、前記第１の偏向手段から出射した光ビームを合
成するビーム合成光学系と、ビーム偏向ミラーを有し、ビーム合成された光
ビームを前記主走査方向と直交する副走査方向に
偏向する第２の偏向手段と、第１及び第２の偏向手段によつて偏向された光
ビームを微小スポツトに収束させて試料に投射す
る対物レンズと、試料により反射され前記第２の偏向手段で偏向
された反射光を各色成分毎に色分解する色分解光
学系と、前記主走査方向に１次元的に配列された複数の
受光素子を有し、前記試料で反射した各色成分光
を前記第２の偏向手段及び色分解光学系を介して
受光して互いに同期して光電出力信号を出力する
複数のリニアイメージセンサと、前記色分解光学系とリニアイメージセンサとの
間の光路中に配置され、前記第２の偏向手段と同
期して副走査方向における色ずれを除去するよう
に駆動する少なくとも１個の補助偏向手段とを具
えることを特徴とするものである。

（作用）本発明で、対物レンズ等の光学素子の色収差に
よる各光ビーム間の垂直方向の色ずれを、第２の
偏向手段と同期して駆動される補助偏向手段によ
り除去できるように構成しているから、試料上に
おいて各光ビームの走査領域を一致させることが
でき、色ずれのない高品位のカラー画像を再現す
ることができる。

（実施例）第１図は本発明によるカラー撮像装置の一実施
例の構成を示す線図である。赤、緑及び青の３原
色の光ビームを放射するため、緑色光源１、赤色
光源２及び青色光源３をそれぞれ配置する。本例
では緑色光源１として488nｍの波長光を放射す
るアルゴンレーザを用い、赤色光源２として
633nｍの波長光を放射するHe−Neレーザを、青
色光源３として442nｍの波長光を放射するHe−
Cdレーザを用いる。各光源１〜３から発する光
ビームは全て直線偏光しているものとする。緑色
光源１から発した光ビームは、エキスパンタ４に
より拡大平行光束とされ、直角プリズム５で反射
して第１の偏光素子である第１の音響光素子６に
入射する。この第１の音響光素子６は緑色光ビー
ムを主走査方向に高速振動させるものであり、緑
色光ビームは高速振動して試料面をＸ方向（紙面
に垂直方向）に走査周波数f₁で走査する。音響光
素子６で偏向された光ビームはリレーレンズ７及
び８を経てビームスプリツタとして作用する第１
の偏光プリズム９及び1/4波長板１０をそれぞれ
透過して第１のグイクロイツクプリズム１１に入
射する。この第１のダイクロイツクプリズム１１
は赤色光だけを反射し、他の波長域の光を透過す
る。この第１のダイクロイツクプリズム１１を透
過した緑色光ビームは、青色光だけを反射する第
２のダイクロイツクプリズム１２を透過して第２
の偏向素子である共通の振動ミラー１３に入射す
る。この共通の振動ミラー１３は、緑色光ビー
ム、赤色光ビーム及び青色光ビームについて共用
するものとし、各光ビームを試料のＸ方向と直交
するＹ方向（紙面方向）に偏向する。振動ミラー
１３で反射された緑色光ビームは、リレーレンズ
１４及び１５を経て対物レンズ１６で微小スポツ
ト状に収束されて試料１７に入射する。この結
果、試料１７は、微小スポツト状の緑色光ビーム
によりＸ及びＹ方向に所定の走査周波数で走査さ
れることになる。本例では試料１７から反射光を
検出して試料の光学情報を得るものとする。試料
１７からの反射光は再び対物レンズ１６で集光さ
れ、リレーレンズ１５及び１４を経て再び振動ミ
ラー１３に入射し、この振動ミラー１３で反射し
てから第２及び第１のダイクーロイツクプリズム
１２及び１１を透過し、更に1/4波長１０を透過
して第１の偏向プリズム９に入射する。偏向プリ
ズム９に入射した光束は、1/4波長板１０を２回
透過しているのでその偏向面が９０°回転してお
り、偏向面９ａで反射され第１のリニアイメージ
センサ１８に微小スポツト状に収束した状態で入
射する。このリニアイメージセンサ１８はリレー
レンズ１４の結像位置に配置され、試料１７から
の反射光を主走査方向の１ライン毎に受光するよ
うに各素子を試料のＸ方向（紙面に垂直方向）と
対応する方向に１次元的に配列され、試料１７か
らの反射光を各素子により受光して光電変換を行
ない、読出し周波数f₂で各素子に蓄積した電荷を
読出す。リニアイメージセンサは電荷蓄積効果を
有しているから、試料１７の画素とニリアイメー
ジセンサ１８を構成する各受光素子とは常に１対
１の対応関係となり、音響光学素子６による主走
査方向の走査速度にムラが生じても受光量が若干
変化するに過ぎず、フオトマルで光電変換を行な
う従来の撮像装置とは異なり画像歪みが生ずるこ
とはない。

次に赤色光の走査について説明する。赤色光源
２から発生した光ビームは、エキスパンダ１９及
び直角プリズム２０を経て、第２の音響光学素子
２１により第１の音響光学素子６と同一の周波数
f₁で試料１７のＸ方向に高速振動し、試料１７を
Ｘ方向に走査周波数f₁で高速走査する。第２の音
響光学素子２１で偏向された赤色光ビームは、リ
レーレンズ２２及び２３を経て第２の偏向プリズ
ム２４を透過して、第１の補正用振動ミラー２５
に入射する。この第１の補正用振動ミラー２５は
赤色光ビームの対物レンズ１６とリレーレンズ１
４及び１５の色収差によるずれを補正するための
ものである。本例では、緑、赤及び青の光ビーム
が第６図に示すように緑色光ビームを中心にして
青色光ビームがＹ方向に拡大されたようにずれ、
赤色光ビームが縮小されるようにずれが生じた場
合の補正を行なうものとし、赤色及び青色光ビー
ムを緑色光ビームと一致させるように補正する。
従つて、この第１の補正用振動ミラー２５は、試
料１７上において赤色光ビームの緑色光ビームか
らのずれ量に相当する量だけ赤色光ビームを共通
の振動ミラー１３の偏向方向と同一方向に偏向す
るように振動する。尚、この補正用振動ミラー２
５は、試料１７からの反射光を観察する場合には
入出力光の共通の光路内であつて他の色成分光に
対して影響を与えない光路内、すなわち第２の偏
光プリズム２４と第１のダイクロイツクミラー１
１との間に配置する。第１の補正用振動ミラー２
５で反射した光ビームは1/4波長板２６を透過し
て第１のダイクロイツクプリズム１１に入射す
る。この第１のダイクロイツクプリズム１１は赤
色光だけを反射するから、入射した赤色光ビーム
は反射されて共通の光路に進入し、第２のダイク
ロイツクプリズム１２を透過して振動ミラー１３
に入射する。そして、この振動ミラー１３により
緑色光ビームと同様にＹ方向に偏向され、リレー
レンズ１４及び１５を経て対物レンズ１６により
微小スポツト状に収束されて試料１７に入射す
る。この結果、試料１７は緑色光ビームによつて
走査された部分が赤色光ビームにより同時に走査
されることになる。試料１７からの反射光は、再
び対物レンズ１６で集光されリレーレンズ１５及
び１４を経て振動ミラー１３で反射され、更に第
２のダイクロイツクプリズム１２を透過して第１
のダイクロイツクプリズム１１で反射する。その
後再び1/4波長板２６を透過して偏光面が90°変化
し、第１の補正用振動ミラー２５で反射し、更に
第２の偏光プリズム２４の偏光面２４ａで反射し
てハーフミラー２７に入射する。そして、その透
過光は微小スポツト状に収束されて第２のリニア
イメージセンサ２８に入射し、その反射光は合焦
検出装置２９に入射して対物レンズ１６の焦点検
出用に供される。第２のリニアイメージセンサ２
８は、第１のリニアイメージセンサ１８と同様に
リレーレンズ１４の結像位置に配置され、試料１
７からの反射光を主走査方向の１ライン毎に受光
するように各素子を試料１７のＸ方向（紙面に垂
直な方向）と対応する方向に１次元的に配列し、
試料１７から反射光を各受光素子で受光して光電
変換を行ない、読出し周波数f₂で各素子に蓄積さ
れた電荷を読出すものとする。

次に青色光の走査について説明する。青色光源
３から発した青色光ビームは、エキスパンダ３０
及び直角プリズム３１を経て第３の音響光学素子
３２により主走査方向に走査周波数でf₁で高速振
動し、リレーレンズ３３及び３４を経て第３の偏
光プリズム３７を透過して第２の補正用振動ミラ
ー３６に入射する。この第２の補正用振動ミラー
３６は、試料１７上における青色光ビームの緑色
光ビームに対するずれ量に相当する量だけ共通の
振動ミラー１３の偏向量を減少させるように青色
光ビームを偏向する。第２の補正用振動ミラー３
６で反射した青色光ビームは、1/4波長板３７を
透過し、第２のダイクロイツクプリズム１２で反
射して共通の光路内進入して共通の振動ミラー１
３に入射する。そして、この振動ミラー１３によ
り緑色及び赤色光ビームと同様にＹ方向に偏向さ
れる。更に、リレーレンズ１４及び１５を経て対
物レンズ１６により微小スポツト状に収束され試
料１７に入射する。この結果、赤色、緑色及び青
色の光ビームが合成されて１本の走査光ビームが
形成され、この走査光ビームにより試料１７がＸ
及びＹ方向に走査されることになる。試料１７か
らの青色反射光は、再び対物レンズ１６によつて
集光され、リレーレンズ１５及び結像レンズ１４
を経て共通の振動ミラー１３に入射する。そし
て、この振動ミラー１３で反射し、第２のダイク
ロイツクプリズム１２で反射して共通の光路から
はずれ、1/4波長板３７を透過して偏向面が90°変
化し、第２の補正用振動ミラー３６及び偏光プリ
ズム３５で反射して、微小スポツト状に収束した
状態で青色の反射光を受光する第３のリニアイメ
ージセンサ３８に入射する。この第３のリニアイ
メージセンサ３８もリレーレンズ１４の結像位置
に配置され、第１及び第２のリニアイメージセン
サ１８及び２８と同様に試料１７からの青色反射
光を主走査方向の１ライン毎に受光するように各
素子を試料１７のＸ方向と対応する方向に１次元
的に配列され、各素子に蓄積された電荷を読出し
周波数f₂で読出すように構成する。このように各
色成分の光ビームに対して振動ミラー１３を共用
する構成とするので、垂直方向における機械的な
色ずれが除去されると共に第１及び第２の補正用
振動ミラー２５及び３６によつて対物レンズ１６
をはじめとする各種レンズの色収差によるずれを
Ｙ方向について補正する構成としているから、レ
ジストレーシヨンエラーを完全に除去することが
できる。

第２図は駆動回路の一例の構成を示す回路図で
ある。垂直及び水平同期信号Ｖ及びＨ、及び第１
及び第２の補正用振動ミラーを駆動制御するため
の補正駆動信号V₁及びV₂を形成する同期回路４
０をクロツク発生回路４１に接続して水平同期信
号Ｈを供給する。クロツク発生回路４１では、供
給されてくる水平同期信号Ｈに基いて第１、第２
及び第３のリニアイメージセンサ１８，２８及び
３８の各素子に蓄積された電荷を読出すためのク
ロツクパルスを形成し、この読出し用のクロツク
パルスを第１、第２及び第３のリニアイメージセ
ンサ１８，２８及び３８にそれぞれ供給する。ま
た、同期回路４０には、第１、第２及び第３の音
響光学素子６，２１及び３２の駆動を制御する音
響光学素子駆動回路４２を接続して水平同期信号
Ｈを供給し、また共通の振動ミラー１３の駆動を
制御する振動ミラー駆動回路４３を接続して垂直
同期信号Ｖを供給し、第１の補正用振動ミラー２
５を駆動制御するための第１の補正用振動ミラー
駆動回路４４を接続して第１の補正信号V₁を供
給し、第２の補正用振動ミラー３６駆動制御する
ための第２の補正用振動駆動回路４５を接続して
第２の補正信号V₂を供給し、更にプロセツサ回
路４６を接続して垂直同期信号Ｖ及び水平同期信
号Ｈを供給する。第１、第２及び第３のリニアイ
メージセンサ１８，２８及び３８は、試料１７か
らの反射光量に応じた電荷量が各素子に蓄積され
るので、これら電荷量を読出し用クロツクパルス
に基いてそれぞれ同期して読出し、各リニアイメ
ージセンサ１８，２８及び３８に接続した増巾器
４７，４８及び４９を介してそれぞれ増巾し、プ
ロセツサ回路４６から供給される垂直同期信号Ｖ
及び水平同期信号Ｈを印加して各カラー画像信号
を形成する。そして、各カラー画像信号をカラー
モニタ５０に供給して表示したり、VTR５１に
記録する。このように構成すれば、３つのリニア
イメージセンサ１８，２８及び３８から同期して
電荷量を読出しているから、画像歪みの発生を有
効に防止できる。尚、本例ではリニアイメージセ
ンサ１８，２８及び３８の読出し周波数f₂と音響
光学素子６，２１及び３２の走査周波数f₁とを一
致させて主走査と同期して各リニアイメージセン
サの各素子に蓄積された電荷量を読出す構成とし
たが、リニアイメージセンサは電荷蓄積能力を具
えているから、音響光学素子の走査周波数f₁と各
リニアイメージセンサの読出し周波数f₂との間に
ずれが生じても画像歪みや色ずれ等の不都合が生
ずることがない。

第３図はリニアイメージセンサ上に投影される
ビームスポツトとリニアイメージセンサを構成す
る各素子との関係を示す平面図である。本発明で
は３個のリニアイメージセンサ１８，２８及び３
８を同一構成としているので、緑色光を受光する
第１のリニアイメージセンサ１８を以つて説明す
る。試料１７からの反射光はリニアイメージセン
サ１８上に微小スポツト状に投影されるが、本例
では投影されるビームスポツト６０の径を各素子
１８ａ〜１８ｎの受光面より若干大きいスポツト
径となるように構成する。投影されたビームスポ
ツト６０は、素子１８ａ〜１８ｎの配列方向であ
るＸ方向に順次偏向されるから、試料１７からの
反射光は各素子１８ａ〜１８ｎにより順次１次元
的に受光され、試料１７からの反射光量に応じた
電荷が各素子に蓄積され、光電出力信号に変換さ
れる。本例のように試料１７からの反射光をイメ
ージセンサ１８の各素子の受光面より大きいスポ
ツト径として入射させる構成とすれば、イメージ
セン１８に対する入射光の位置誤差を生じた場合
や外乱振動に対して安定になる。特にズームで撮
影する場合には光ビームのスポツト径が変動し易
いため、ズーム撮影機能を具える撮像装置に有効
である。

第４図は、リニアイメージセンサの読出し周波
数と各素子の蓄積される電荷量との関係を示すグ
ラフである。上述した実施例では音響光学素子
６，２１及び３２の走査周波数f₁とリニアイメー
ジセンサ１８，２８及び３８の読出し周波数f₂と
を１：１の関係としたが、リニアイメージセンサ
は電荷蓄積能力を具えているから同期させる必要
はなく、音響光学素子による走査周波数f₁を読出
し周波数f₂より大きくなるように設定することが
できる。本例ではこの電荷蓄積効果を利用した例
を示す。第４図Ａは、リニアイメージセンサの読
出し周波数f₂が光ビームの主走査方向の走査周波
数f₁と等しい場合、すなわち、光ビームで１回試
料を走査する毎に素子に蓄積された電荷量を読出
す構成とした場合の蓄積電荷量を示し、同図Ｂは
f₁＝2f₂の場合、すなわち光ビームで２回試料を
走査してから素子に蓄積された電荷量を読出す構
成とした場合の蓄積電荷量を示し、同図Ｃはf₁＝
3f₂の場合、すなわち光ビームで３回試料を走査
してから素子に蓄積されて電荷量を読出す構成と
した場合の蓄積電荷量を示している。

このように、試料１７からの反射光を各イメー
ジセンサ１８，２８及び３８で複数回受光するよ
うに構成すれば、光ビームによる主走査周波数f₁
とイメージセンサの読出し周波数f₂を等しく設定
する場合に比べて光源のノイズの影響が平均化さ
れるため実質的に光電出力信号のＳ／Ｎ比を向上
させることができる。勿論、この場合、イメージ
センサの読出し周波数f₂は常に一定とし、所定の
テレビジヨンレートの信号を得ることができる。

第４図ではイメージセンサの読出し周波数を変
えるようにしたが、これを一定とし、音響光学素
子による走査周波数を変えるようにしても同様の
効果が得られることは勿論である。

次に解像度について説明する。第５図Ａは従来
の光学式走査型顕微鏡撮像装置による試料上の走
査状態を模式的に示す線図であり、第５図Ｂは本
発明による顕微鏡撮像装置による試料上の走査状
態を模式的に示す線図である。従来の光学式走査
型顕微鏡装置では、出力の小さい光源を用いる場
合には走査速度を遅くして走査線密度を小さく設
定せざるを得ず、このため走査線間に存在する光
学情報が欠落する不都合が生じていた。一方、光
ビームの主走査方向の走査周波数f₁をイメージセ
ンサ１８，２８及び３８の読出し周波数f₂のほぼ
整数倍となるように設定すれば、主走査速度を同
化し走査線密度を高くしてもほぼ同等の大きさの
光電出力信号を得ることができる。この結果、光
電出力信号のＳ／Ｎ比が劣化したり、光ビームの
走査速度を遅くすることなく走査線密度を等価的
に高く設定でき、より正確に試料の光学情報を再
現することができる。特に、従来の光学式走査型
顕微鏡によりホトマスクやレチクルパターンをパ
ターン欠陥検査を行なう場合には、微小な欠陥が
走査線間に存在してしまい欠陥を見逃すことが
応々にしてあつたので、走査線密度を等価的に高
く設定できることは、パターン欠陥検査装置にき
めて有効である。

次に、補正用振動ミラーの駆動制御について説
明する。第６図Ａは試料１７上における各光ビー
ムの走査領域を示し、第６図Ｂはテレビモニタ上
に投映した各光ビームの像を示す。第６図Ａにお
いて実線Ｇは緑色光ビームの走査領域を示し、破
線Ｒは赤色光ビームを示し、一点鎖線Ｂは青色光
ビームの走査領域を示す。すなわち、本例では緑
色光ビームを中心にして対物レンズ１６により青
色光ビームに拡大するような色収差を生じ、赤色
光ビームに縮小するような色収差が生じた例を示
す。このような色収差が生じた場合第６図Ｂに示
すようにテレビモニタ上では逆に緑色光ビームに
よる像Ｇに対して赤色光ビームによる像Ｒが拡大
され、青色光ビームの像Ｂは逆に縮小されて投映
される。従つて、色収差によるずれを除去するに
は、試料１７における赤色、緑色又は青色光ビー
ムのいずれかの走査領域を基準として他の２個の
光ビームの走査領域を基準の光ビームの走査領域
と一致するように補正すればよい。本例では緑色
光ビームの走査領域を基準として赤色及び青色光
ビームを緑色光ビームの走査領域と一致するよう
に補正する。

第７図は各振動ミラーの偏向波形図である。ａ
は共通の振動ミラー１３の偏向波形を示し、ｂは
赤色光ビームを補正するための第１の補正用振動
ミラー２５の偏向波形を示し、ｃは青色光ビーム
を補正する第２の振動ミラーの偏向波形を示す。
緑色光ビームは基準の光ビームであるから、ａに
示す偏向波形に従つて振動する共通の振動ミラー
１３によつて垂直走査を行なう。赤色光ビーム
は、基準の緑色光ビームより縮小された走査領域
となるため、第１の補正用振動ミラー２５には偏
向量が大きくなるように共通の振動ミラーと同方
向にい偏向させる波形ｂに示す偏向波形を供給す
る。一方、青色光ビームは緑色光ビームより拡大
した走査領域を有するから、第２の補正用振動ミ
ラー３６に波形ｃに示すように偏向量を減少させ
るような偏向波形を供給する。これらｂ及びｃに
示す偏向波形は、共通の振動ミラー１３の偏向量
と相まつて赤色光ビーム及び緑色光ビームの走査
領域が試料上で緑色光ビームと一致するような偏
向量とする。尚、第７図に示す偏向波形は、色収
差が対物レンズの光軸からの距離に従つて一様に
増加する例を示したが、第８図Ａに示すように色
収差量が対物レンズ上で光軸からの距離に従つて
拡大するようにノンリニアに変化する場合でも第
８図Ｂに示すような偏向波形を補正用の振動ミラ
ーに供給すればよい。

第９図は色収差を補正するための変形例を示す
ものである。本例では振動ミラーの代りに平行平
面板を用いて色収差補正を行なう。光路内に平行
平面板７０を試料上のＹ方向と対応する方向（紙
面に垂直方向）を軸として回動自在に配置する。
光軸に対して傾斜した平行平面板７０に入射した
光ビームは、平行平面板７０を透過すると光軸か
らずれて光軸に平行に出射し、光軸からのずれ量
は平行平面７０の光軸に対する角度に応じて変化
する。従つて、第９図に示すように１垂直走査周
期毎に色収差量に応じて平行平面板７０を回動さ
せれば容易に色収差を補正することができる。

次に合焦検出装置２９の構成について説明す
る。本例では赤色反射光に基いて合焦検出を行な
う。赤色反射光の光路内に配置したハーフミラー
２７により赤色反射光の一部を分岐して凸レンズ
８０に入射させる。この凸レンズ８０、試料１７
から発した反射光を第１〜第３のリニアイメージ
センサ１８，２８及び３８と共役の位置に結像さ
せるものであり、凸レンズ８０を射出した光束は
スリツト板８１を通過してハーフミラー８２に入
射する。そして、その透過光は第１の光検出器８
３に入射し、その反射光は第２の光検出器８４に
入射する。そして、第１の光検出器８３を凸レン
ズ８０の結像点の前側に配置し、第２の光検出器
８４を結像点の後側に配置する。このように構成
すれば、各光検出器８３及び８４に入射する光束
は非合焦状態に応じて光量分布がそれぞれ変動す
るから、第１及び第２の光検出器８３及び８４の
受光面積を入射ビーム径よりも小さくなよう規制
して第１の光検出器８３と第２の光検出器８４の
光電出力値を比較すれば容易に合焦検出すうこと
ができる。このようにリニアイメージセンサに入
射する観察光の一部を分岐して合焦検出装置に入
射させ、直接観察光を用いて焦点検出する構成と
しているから、より正確な焦点検出を行なうこと
ができる。尚、合焦検出は他の光ビームに基いて
行なうこともできる。

本発明は上述した実施例だけに限定されるもの
ではなく幾多の変形や変更が可能である。例えば
上述した実施例では試料からの反射光を検出する
構成としたが、試料からの透過光を検出する構成
とすることもできる。この場合第２の偏向手段を
入力側、及び出力側にそれぞれ配置すると共に、
補正用の偏向手段は入力側の少なくとも１の色成
分の光路内と出力側の対応する色成分の光路内の
２箇所に配置する。

更に、上述した実施例では２個の色収差補正手
段を用いて２個の光ビームの色収差を補正する構
成としたが、対物レンズ等の光学素子の特性によ
つては１個又は３個の色収差補正手段を設ける構
成とすることもできる。

更に、光ビームを偏向する手段及び色収差補正
手段としては例えばポリゴンミラー等の任意の偏
向手段を用いることができる。

更に、上述した実施例では３原色光ビーム毎に
音響光学素子を配置した構成としたが、各原色光
ビームを単一音響光学素子に入射させて高速振動
させることもできる。この場合音響光学素子への
最適入射角は、光の波長により相異しているので
各光ビームを同一平面内で入射角を変えて単一の
音響光学素子に入射させてＸ方向に偏向させる。
また、３原色光ビームを異なる平面に沿つて単一
の音響光学素子に入射させることもできる。この
ように、単一の音響光学素子を用いる場合には、
音響光学素子から異なる方向に出射する光ビーム
を共通の振動ミラーに入射させるための光学系が
必要にるが、音響光学素子は高価であるから装置
全体としての価格を安価にできる利点を達成でき
る。

（発明の効果）以上説明した本発明の効果を要約すると次の通
りでらある。

(1) 対物レンズをはじめとする光学素子の色収差
を補正する手段を設け、試料上において各光ビ
ームの走査領域を一致させているから、光学素
子の色収差による色ずれを有効に除去すること
ができる。特に色収差によるずれを補正した各
光ビームを共通の振動ミラーに入射させる構成
としているから、垂直方向の機械的要因による
色ずれ及び色収差による色ずれを共に除去する
ことができ、試料像を一層正確に再現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカラー撮像装置の一例の
構成を示す線図、第２図は駆動回路の一例の構成
を示す回路図、第３図はリニアイメージセンサ上
に投影されるビームスポツトと素子との関係を示
す平面図、第４図Ａ〜Ｃはリニアイメージセンサ
の読出し周波数と蓄積電荷量との関係を示すグラ
フ、第５図Ａ及びＢは試料上の走査線の状態を示
す線図、第６図Ａは各光ビームの試料上の走査領
域を示す線図、同図Ｂはテレビモニタ上に投映さ
れる各光ビームの像を示す線図、第７図は各振動
ミラーに供給する駆動信号の波形を示すグラフ、
第８図Ａは光軸からの距離と色収差量との一例の
関係を示すグラフ、同図Ｂは第８図Ａに示す色収
差が生じた場合に補正用振動ミラーに供給する駆
動信号波形を示すグラフ、第９図は色収差補正手
段の変形例の構成を示す線図である。１……緑色光源、２……赤色光源、３……青色
光源、４，１９，３０……エキスパンダ、５，２
０，３１……直角プリズム、６，２１，３２……
音響光学素子、７，８，１４，１５，２２，２
３，３３，３４……リレーレンズ、９，２４，３
５……偏光プリズム、１０，２６，３７……1/4
波長板、１１，１２……ダイクロイツクプリズ
ム、１３……共通の振動ミラー、１６……対物レ
ンズ、１７……試料、１８，２８，３８……リニ
アイメージセンサ、２５，３６……補正用振動ミ
ラー、２７，８２……ハーフミラー、２９……合
焦検出装置、４０……同期回路、４１……クロツ
ク発生回路、４２……音響光学素子駆動回路、４
３……振動ミラー駆動回路、４４……第１の補正
用振動ミラー駆動回路、４５……第２の補正用振
動ミラー駆動回路、４６……プロセツサ回路、４
７，４８，４９……増巾器、５０……カラーモニ
タ、５１……VTR、６０……ビームスポツト、
７０……平行平面板、８０……凸レンズ、８１…
…スリツト板、８２，８３……光検出器。

Claims

【特許請求の範囲】１異なる色成分の複数の光ビームを放射する複
数の光源と、これら光源から発した複数の光ビームを主走査
方向に偏向光させる第１の偏向手段と、前記第１の偏向手段から出射した光ビームを合
成するビーム合成光学系と、ビーム偏向ミラーを有し、ビーム合成された光
ビームを前記主走査方向と直交する副走査方向に
偏向する第２の偏向手段と、第１及び第２の偏向手段によつて偏向された光
ビームを微小スポツトに収束させて試料に投射す
る対物レンズと、試料により反射され前記第２の偏向手段で偏向
された反射光を各色成分毎に色分解する色分解光
学系と、前記主走査方向に１次元的に配列された複数の
受光素子を有し、前記試料で反射した各色成分光
を前記第２の偏向手段及び色分解光学系を介して
受光して互いに同期して光電出力信号を出力する
複数のリニアイメージセンサと、前記色分解光学系とリニアイメージセンサとの
間の光路中に配置され、前記第２の偏向手段と同
期して副走査方向における色ずれを除去するよう
に駆動する少なくとも１個の補助偏向手段とを具
えることを特徴とするカラー撮像装置。２異なる色成分の複数の光ビームを放射する複
数の光源と、前記光源から出射した光ビームを合成するビー
ム合成光学系と、合成された光ビームを主走査方向に偏向させる
第１の偏向手段と、ビーム偏向ミラーを有し、前記第１の偏向手段
によつて偏向された光ビームを前記主走査方向と
直交する副走査方向に偏向する第２の偏向手段
と、第１及び第２の偏向手段によつて偏向された光
ビームを微小スポツトに収束させて試料に投射す
る対物レンズと、試料により反射され前記第２の偏向手段で偏向
された反射光を各色成分毎に色分解する色分解光
学系と、前記主走査方向に１次元的に配列された複数の
受光素子を有し、前記試料で反射した各色成分光
を前記第２の偏向手段及び色分解光学系を介して
受光して互いに同期して光電出力信号を出力する
複数のリニアイメージセンサと、前記色分解光学系とリニアイメージセンサとの
間の光路中に配置され、前記第２の偏向手段と同
期して副走査方向における色ずれを除去するよう
に駆動する少なくとも１個の補助偏向手段とを具
えることを特徴とするカラー撮像装置。