JPH0580246A - 自動合焦装置及びそれを備えた観察装置 - Google Patents

自動合焦装置及びそれを備えた観察装置

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JPH0580246A
JPH0580246A JP27034991A JP27034991A JPH0580246A JP H0580246 A JPH0580246 A JP H0580246A JP 27034991 A JP27034991 A JP 27034991A JP 27034991 A JP27034991 A JP 27034991A JP H0580246 A JPH0580246 A JP H0580246A
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JP
Japan
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light
detector
inspected
optical system
light source
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Application number
JP27034991A
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English (en)
Inventor
Masafumi Kamata
雅史 鎌田
Osamu Konouchi
修 此内
Junichi Fukunaga
純一 福永
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光検出器への被検面からの入射光量が少ない
場合であっても高精度に焦点検出ができる焦点検出装置
及びそれを備えた観察装置を得ること。 【構成】 光源からの光の一部を遮光して対物光学系の
光軸に対して偏心した光束を該対物光学系に向ける光制
限部材と、該対物光学系を介して照明された被検面から
の反射光を該対物光学系を介して検出する光検出器と該
光検出器からの信号に基づいて該被検面を該光軸の方向
に駆動制御し焦点合わせを行う制御部とを有した焦点検
出装置であって、該制御部は該光源の点灯時間の制御範
囲と該光検出器の検出サイクルとを可変とする機能を有
していること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動合焦装置及びそれ備
えた観察装置に関し、特に投光手段からの光束を結像光
学系の一部の領域を介して物体(被検面)へ投光し、該
物体からの反射光束のうち、該結像光学系の他の領域を
通過する光束の光検出器面上の入射位置情報を検出する
ことにより、該結像光学系の焦点位置の検出を行った焦
点検出装置及びそれを備えた観察装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より結像光学系の焦点位置を光電的
に検出する焦点検出装置には、種々のタイプのものが提
案されている。例えば特開昭57−210308号公報
では投光手段より光束を物体側に投光し、物体からの反
射光束を利用して焦点検出を行う所謂能動方式の焦点検
出装置が提案されている。 又特開昭57−72111号
公報や特開昭60−41013号公報等では結像光学系
により形成された物体像の結像状態を利用して焦点検出
を行う受動方式の焦点検出装置が提案されている。又特
開昭57−22210号公報では能動方式で、このとき
光束を結像光学系を介して物体側へ投光するようにした
TTL(Through The Lens)方式の焦点検出装置が提案さ
れている。
【0003】図6は従来の能動方式でかつTTL方式を
用いた焦点検出装置を備えた顕微鏡の光学系の要部概略
図である。
【0004】同図において1は焦点合わせ用の光源で例
えばレーザーダイオード、LED(発光ダイオード)等
から成っている。光源1からの光束はコンデンサーレン
ズ2により集光される。コンデンサーレンズ2で集光さ
れた光束の一部は光軸に対して一方の側の部分が反射面
91b、他方の側の部分が透過面91aになっているナ
イフエッジミラー91の透過面91aを通過する。透過
面91aを通過した光束はビームスプリッター8により
反射され光束18として結像光学系9に入射する。結像
光学系9への入射光束は、図8で示すようにその瞳面1
11上で結像光学系9の光軸114に対して主光線が偏
心した光束であり、瞳面111中の斜線で示す領域11
2内を通過する。
【0005】結像光学系9を通過した光束18は物体
(被検面)92に投光され、その近傍に光源1の発光部
のスポット像を結像する。物体92で反射した光束のう
ち、投光時とは光軸114に対して略対称な光路に沿っ
て反射した光束17は、結像光学系9を再通過する。そ
してビームスプリッター8で反射し、ナイフエッジミラ
ー91の反射面91bで反射してコンデンサーレンズ6
により集光されて焦点検出用の光電変換素子(光検出
器)7の受光面にスポット像を形成する。
【0006】同図において光源1と物体92、物体92
と光電変換素子7は各々互いに略共役関係となってい
る。10は顕微鏡のテレビカメラであり、結像光学系9
を介して物体92と略共役位置にあり、物体92を観察
している。
【0007】今、物体92が図1の位置(合焦位置)1
1にあるとき光電変換素子7面上には図7に示すような
光線104が良好なるスポット光として結像する。この
とき、光電変換素子7からは、図7に示す曲線101の
如く急峻な強度分布が得られる。
【0008】又、物体92が前ピン(後ピン)の位置1
2(13)にあるときは光電変換素子7面上には図7に
示すような光線106(105)が入射する。このとき
の光線106(105)は光線101に比べて拡がった
スポット光となり、光電変換素子7からは同図の曲線1
03のように広がり、かつ物体92からの反射光束17
が光軸114に対して偏心している為に、光線104に
よる強度分布に対し横方向にズレた強度分布が得られ
る。このときの光電変換素子7面上での入射光束のズレ
量と物体92の合焦位置11からのディフォーカス量と
は一定の関係にある。
【0009】図6の装置では光電変換素子7面上への入
射光束の光量重心の所定位置からのズレ量を検出するこ
とにより結像光学系9の焦点検出を行っている。即ち光
電変換素子7に2分割センサーを用いて、入射光束の強
度分布が曲線101のとき、図6に示すように左側のセ
ンサー7aからの出力値をA、右側のセンサー7bから
の出力値をBとして出力値Aと出力値Bとの差信号A−
BがA−B=0となるように設定しておく。
【0010】図9は物体92のディフォーカス量に対す
る光電変換素子7からの差信号A−Bとの関係を示した
説明図である。即ち物体92が位置12にあるときは差
信号はA−B>0、物体92が位置13にあるときは差
信号はA−B<0となる。
【0011】図6に示す焦点検出装置は光電変換素子7
からの出力信号の差信号A−BがA−B=0となるよう
に、結像光学系9又は物体92を光軸上に沿って移動さ
せて、これにより結像光学系9に物体92を合焦せしめ
ている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】図6に示す焦点検出装
置では物体(被検面)92の光源1から放射した光束波
長に対する反射率が低い場合や、結像光学系9のディフ
ォーカス量が大きい場合には光電変換素子7からの信号
出力が少なくなり、焦点検出精度が低下してくるという
問題点があった。
【0013】本発明は被検面の反射率が低く、光電変換
素子への入射光量が少ない場合には光電変換素子からの
出力信号に基づいて光源の点灯時間の制御範囲と光電変
換素子の検出サイクルを調整(可変)することにより、
高精度な焦点検出が可能な自動合焦装置及びそれを用い
た観察装置の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の自動合焦装置
は、光源からの光束を対物光学系の傍に置かれた被検面
に照射し、該被検面で生じた反射光を検出器に導き、該
検出器からの該対物光学系の焦平面からの該被検面のず
れに応じた信号を制御部に入力し、該制御部により該被
検面と該対物光学系の焦平面とのずれを補正する補正機
構を制御する装置において、前記制御部が前記検出器に
よる前記反射光の受光時間と前記検出器からの前記信号
の検出サイクルとを制御するよう構成されており、前記
制御部が前記検出器による前記反射光の受光時間と前記
検出器からの前記信号の検出サイクルとを変える機能を
備えることを特徴としている。
【0015】特に本発明では、 (イ)前記制御部が前記光源の点灯時間を制御すること
により前記検出器による前記反射光の受光時間を変える
ことを特徴としている。
【0016】(ロ)前記制御部が前記光源からの光束の
光路中に設けたシャッターの開閉時間を制御することに
より前記検出器による前記反射光の受光時間を変えるこ
とを特徴としている。
【0017】(ハ)前記制御部が前記被検面からの反射
光の光路中に設けたシャッターの開閉時間を制御するこ
とにより前記検出器による前記反射光の受光時間を変え
ることを特徴としている。
【0018】(ニ)前記検出器が前記反射光を受光する
電荷蓄積型センサーを有することを特徴としている。
【0019】(ホ)前記光源からの光束を前記対物光学
系を介して前記被検面に照射すると共に前記被検面から
の反射光を前記対物光学系を介して前記検出器に向ける
ことを特徴としている。 等を特徴としている。
【0020】又本発明の観察装置としては、前述した自
動合焦装置を有し、前記対物光学系を介して前記被検面
を撮像するTVカメラを有することを特徴としている。
【0021】この他本発明の膜厚測定装置としては前述
した自動合焦装置を有し、複数の波長の光を含む検出光
束を供給する測定用光源と該検出光束を前記被検面を介
して検出する分光器とを有することを特徴としている。
【0022】この他本発明では次の構成を有することを
特徴としている。
【0023】(i)前記光源が発光ダイオード又はレー
ザーダイオードを備えており前記光源が、前記発光ダイ
オード或は前記レーザーダイオードからの光を集光して
前記光制限部材に向けるコンデンサーレンズを有するこ
と。
【0024】(ii)前記対物光学系が前記光制限部材
からの光束を所定位置に集光する対物レンズ系を有し、
前記光検出器が該所定位置と前記被検面との前記光軸方
向に関する相対的な変位に応じた信号を出力し、又前記
光検出器が前記光制限部材からの前記反射光を集光する
レンズ系と該レンズ系からの光を光電変換し、該光の入
射位置に応じた信号を出力するセンサーとを有し、前記
センサーと前記所定位置とが光学的に共役となるよう、
又は/及び前記光源の発光部と前記所定位置とが光学的
に共役となるよう前記対物光学系を配置したこと。
【0025】
【実施例】図1は本発明の実施例1の要部概略図、図2
は図1の自動合焦装置の制御部4の動作を示すブロック
図である。
【0026】次に本実施例の装置の構成を、図6の従来
の焦点検出装置を一部重複するが、順次説明する。
【0027】図1において1は光源で中心波長λ0 の準
単色光を放射するLED(発光ダイオード)から成って
おり波長λ0 の単色光又は波長λ0 を中心とした拡がり
を有する光束を放射している。2はコンデンサーレンズ
であり、光源1からの光束を集光し、ナイフエッジミラ
ー91に向けている。コンデンサーレンズ2は、光源1
からの光束を効率的に光制限部材としてのナイフエッジ
ミラー91に向ける為に設けてあり、又光源1の発光部
の像を物体92の表面上に、結像光学系(対物レンズ
系)9と共に形成するように働く。コンデンサーレンズ
2の交換等によって、この発光部の像の大きさ(結像倍
率)を調整することができる。
【0028】光制限部材91は光軸114に関して一方
の側(図中、上側)に反射部91b、他方の側(図中、
下側)に光透過部91aを具備するナイフエッジミラー
で構成されている。8はビームスプリッターで、ハーフ
ミラー面8aを光軸114に対して斜設してある。ナイ
フエッジミラー91の光透過部91aを通過し、ビーム
スプリッタ8に入射した光束は、ビームスプリッタ8に
より反射され、光束18として結像光学系9に入射す
る。結像光学系9への入射光束は図8で示したように、
その瞳面111上で結像光学系9の光軸114に対し
て、その主光線が偏心した光束であり、瞳面111の斜
線で示す領域112内を通過する。
【0029】その後、結像光学系9を射出した光束18
は物体92に入射し、物体92の表面近傍に光源1の発
光部の像を結像する。物体92の表面(被検面)で反射
した反射光束は入射時の光路と、光軸114に対して略
対称な光路に沿って逆方向に向かい反射光束17となっ
て結像光学系9を再び通過する。そしてビームスプリッ
タ8で反射し、ナイフエッジミラー91の反射部91b
で反射しコンデンサーレンズ6により集光されて、焦点
検出用の光電変換素子(光検出器)7面に入射する。
【0030】同図において物体92の表面が結像光学系
9に対して合焦した時に、光源1の発光部と物体92の
表面(被検面)、物体92の表面と光電変換素子7の受
光面は各々互いに光学的に共役になる。
【0031】10はテレビカメラであり、その撮像面が
結像光学系9を介して物体92の表面と光学的に共役に
なるよう、本焦点検出装置は作動する。尚このテレビカ
メラ10と結像光学系9は物体92を観察する観察装置
の一要素を構成している。本実施例の結像光学系9は顕
微鏡の対物レンズ系であり、このレンズ系は複数個のレ
ンズを備えたレンズアセンブリより成る。又光電変換素
子7はCCDで構成されている。
【0032】又、ナイフエッジミラー91はガラス板よ
りなる透明基板の一部にAl、AU等の金属膜を形成し
て反射部91bを構成し、他の部分(金属がない部分)
を光透過部91aとしている。
【0033】図1において物体92の表面が位置11、
即ち合焦位置にあれば図1に示すように反射光束17は
ナイフエッジミラー91の反射部91bで反射し、光電
変換素子7の受光面上に図7に示した光束104の如く
入射し、受光面上に鮮明な光スポットを形成する。この
とき、光電変換素子7からは図7に示す曲線101の如
く急峻な強度分布が得られる。
【0034】又、物体92が前ピン(後ピン)の位置1
2(13)にあるときは光電変換素子7面上には図7に
示すような光線106(105)が入射する。このとき
の光線106(105)は光線101に比べて拡がった
スポット光となり、光電変換素子7からは同図の曲線1
03のように広がり、かつ物体92からの反射光束17
が光軸114に対して偏心している為に光線104によ
る強度分布に対し横方向にズレた強度分布が得られる。
このときの光電変換素子7面上での入射光束のズレ量と
物体92の合焦位置11からのディフォーカス量とは一
定の関係にある。
【0035】本実施例では光電変換素子7面上への入射
光束の光量重心の所定位置からのズレ量を検出してい
る。そして制御部4は光電変換素子7からの出力信号に
基づいて駆動手段40に所定の指令信号を与えている。
駆動手段40は制御部4からの信号に基づいて物体92
を光軸114方向に移動させている。これにより本実施
例では結像光学系9の焦点検出を行っている。
【0036】即ち、光電変換素子7に2分割センサーを
用いると共に制御部4に入射光束の強度分布が曲線10
1のとき、左側のセンサー7aからの出力値をA、右側
のセンサー7bからの出力値をBとして出力値Aと出力
値Bとの差信号A−BがA−B=0となるように設定し
ておく。このとき図9に示すように物体92が位置12
にあるときは差信号A−B>0、物体92が位置13に
あるときは差信号はA−B<0となる。
【0037】本実施例の焦点検出装置では制御部4によ
り光電変換素子7からの出力信号の差信号A−BがA−
B=0となるように、結像光学系9又は物体92を光軸
上に沿って移動させる信号を駆動手段40に与えて、こ
れにより結像光学系9に物体9を合焦せしめている。
【0038】次に本実施例の制御部4の動作について図
2に基づき説明する。
【0039】図2において201はCPUであり、例え
ば以下の機能を有している。
【0040】(イ)光源1からの光束のうち物体92か
らの反射光束を受光する光電変換素子(以下「CCD」
と称する。)7からの出力信号を検出部205から取り
込む。
【0041】(ロ)検出部205から取り込んだ出力信
号から和信号A+Bと差信号A−Bを演算する。
【0042】(ハ)和信号A+BからCCD7からの出
力信号が多すぎず(CCD出力が飽和しているか)かつ
少なすぎない(S/N比が十分か)適正光量を求め、光
源コントローラ206を制御して光源1の発光時間を制
御している。
【0043】(ニ)差信号より結像光学系9のディフォ
ーカス量を求め、駆動コントローラ207を制御して、
駆動手段40に指令信号を送信する。
【0044】(ホ)分周器203の制御を行う。
【0045】202は発振器であり、CCDドライブパ
ルス、光源制御パルス、検出部制御パルス、等の為の基
準クロックを発生している。又発振器202は基準クロ
ックをCPU201によって制御される分周器203に
入力している。分周器203は発振器202からの基準
クロックをCPU201からの制御で分周し、パルスジ
ェネレータ204に送っている。パルスジェネレータ2
04は分周器203からのクロックに同期したCCDド
ライブパルス、検出部制御パルス、光源制御パルス等を
発生している。検出部205はCCD7からの出力信号
をパルスジェネレータ204からの検出部制御パルスに
同期して検出し、CPU201に送っている。
【0046】206は光源コントローラであり、CPU
201からの設定値に基づいてパルスジェネレータ20
4からの光源制御パルスに同期した光源ON/OFFパ
ルスを発生している。207は駆動部コントローラであ
り、CPU201からの設定値に従って駆動手段40を
駆動させている。
【0047】図3に図2の制御のフローチャートを示
す。結像光学系9の焦点検出の開始時にはまず駆動手段
40、光源1からの投光量、そしてクロックの分周比の
初期化を行った後、光源1をONにすると図3に示した
タイミングで光源1が発光を開始する。クロックを分周
してN倍の周期にすると最大発光時間、検出サイクル共
にN倍となり、CCD7からの出力値もN倍の電圧とな
ってS/N比が向上する。
【0048】次にCCD7からの出力信号を検出部20
5が検出し、CPU201が取り込んで和信号A+Bと
差信号A−Bを求める。
【0049】本実施例においては和信号A+Bと差信号
A−Bは次のようにして求めている。図4はクロック、
光源制御パルス、光源ON/OFFパルス、CCD7か
らの出力信号のタイミングチャートである。
【0050】図4において、ひとつ目の周期では光源1
がOFFのときの信号が得られ、ふたつ目の周期では光
源1がONのときの出力が得られる。このときCCD7
の片側の出力信号のうち光源1がOFFのときの出力を
OFF 、ONのときの出力をAON、CCD7の反対側の
出力信号のうち光源1がOFFのときの出力をBOFF
ONときの出力をBONとする。そうすると光源1による
出力信号A、Bは A=AON−AOFF , B=BON−BOFF となる。このとき和信号A+B、と差信号A−Bを A+B=(AON+BON) −(AOFF +BOFF ) A−B=(AON+BOFF )−(AOFF +BON) 式より求めている。
【0051】検出サイクルと投光量の制御範囲の可変は
光源1の出力、CCD7の感度そして対物光学系の透過
率などの兼合いで予め設定している。
【0052】本実施例において和信号A+Bが適正範囲
外のときは光源1からの投光量を調整して再度検出を行
う。和信号A+Bが適正範囲内であれば差信号A−Bを
用いてディフォーカス量を求めて、該ディフォーカス量
に基づいて駆動部コントローラ207を制御する。差信
号A−Bが予め設定した値より小さいときは合焦位置と
判断して焦点合わせを終了する。差信号A−Bが予め設
定した値より大きいときは光源1からの発光時間を短縮
し、逆に小さすぎるときは増加させて再度検出を行う。
【0053】光源1の発光時間が最大でもまだ和信号A
+Bが小さいときは分周器3の分周比を切り換えてクロ
ックを遅くして検出に戻る。クロックを最も遅くして光
源1の発光時間を最大にしてもまだ和信号A+Bが小さ
い場合に限り焦点合せができないと判断して異常処理を
して焦点検出を終了する。
【0054】本実施例ではクロックを遅くすると検出サ
イクルが遅くなってしまい合焦時間が長くなったりハン
ティングを起したりするため通常はクロックは速くして
おく。又焦点合せ中にディフォーカスが小さくなるのに
従ってCCD7への入射光が増加するため、遅いクロッ
クで検出していても速いクロックで十分対応できる光量
になったら速いクロックに切り換える。
【0055】以上のように本実施例によれば被検面92
の反射率が低くても、又ディフォーカスが大きくて十分
な反射光が光電変換素子で得られない場合であっても投
光量を大きくし、CCD7からの出力信号のS/N比を
良くし、高精度な焦点検出を可能としている。
【0056】尚、前述の実施例ではパルスジェネレータ
に入力するクロックパルスの周期を変えることで検出サ
イクルと光源からの投光量の制御範囲を変化させていた
が別の方法でこれらを変化させてもよい。
【0057】例えばパルスジェネレータはROMなどに
予めパルスパターンを書き込んでおき、クロックに周期
したパターンが出力されるが、図5に示すようにROM
を上位アドレスによって分割し、数種のパルスパターン
を書き込んでおいて上位アドレスをCPUによって選択
させることで検出サイクルと光源からの投光量の制御範
囲を変えてもよい。
【0058】又、前記実施例ではCPUを利用し、ソフ
ト的な制御を行ったが電気回路を組んでハード的に行っ
ても良い。
【0059】図10は本発明の自動合焦装置を顕微分光
装置に適用したときの実施例2の要部概略図である。
尚、本実施例では測定物の熱さを測定する膜厚計測装置
としても適用可能である。
【0060】同図においては白色の光源301から出た
光束321は第1コンデンサーレンズ302により集光
され、開口絞り201の面に結像される。更に視野絞り
304を通過し第2コンデンサーレンズ305によりハ
ーフミラー306を介して、対物レンズ308の瞳30
7の位置に再結像される。そして対物レンズ308を介
して試料309を照明している。
【0061】同図では光源301の像が瞳307に結像
される所謂ケーラー照明が構成されている。図10中に
おける光束321が照明光束を示し、瞳面307での軸
上及び最軸外の光束のみ示している。試料309上の照
明範囲は視野絞り304の内径により決まる。又瞳面3
07での照明光束の通過領域径は開口絞り201の内径
により決まる。
【0062】図11は瞳面307の光束の状態を示して
いる。顕微分光装置においては図11に示すように照明
光束の通過領域径72は瞳径71よりも若干小さくなる
ように設定されている。これは観察における解像力の向
上、及び照明の際の試料の傾きを低減させることを目標
として行われる。試料309からの反射光束322は最
終的には試料309と光学的に共役位置におかれたピン
ホール313に入射する。
【0063】即ち、そのピンホール313の試料309
面上への逆投影像の中に相当する位置から反射してくる
光束のみが順にハーフミラー306、ハーフミラー20
8、結像レンズ310,ビームスプリッター311、そ
してピンホール313を介して分光器314へと導光さ
れる。これにより試料309の各位置の分光特性を求め
それより試料9の膜厚が測定される。又ビームスプリッ
ター311を透過した光はTVカメラ312上に結像さ
れ、試料309の観察の為に用いられる。
【0064】一方、601は焦点合わせ用の光源で例え
ばレーザーダイオード、LED(発光ダイオード)等か
ら成っている。光源601からの光束(検出光束、AF
光束)はコンデンサーレンズ602により集光される。
コンデンサーレンズ602で集光された光束の一部は光
軸に対して一方の側の部分が反射面603b、他方の側
の部分が透過面603aになっているナイフエッジミラ
ー603の透過面603aを通過する。透過面603a
を通過した光束はビームスプリッター208により反射
され、光束607としてハーフミラー306を通過し対
物レンズ308に入射する。
【0065】対物レンズ8への入射光束は図11で示す
ようにその瞳面71上で対物レンズ308の光軸308
aに対して主光線が偏心した光束であり、瞳面307中
の斜線で示す領域73の前述した照明光束321と同じ
領域72の一領域内を通過する。
【0066】対物レンズ308を通過した光束607は
物体(被検面)309に投光され、その近傍に光源60
1の発光部のスポット像を結像する。物体309で反射
した光束のうち、投光時とは光軸308aに対して略対
象な光路に沿って反射した光束608は対物レンズ30
8を再通過する。そしてビームスプリッター208で反
射し、ナイフエッジミラー603の反射面603bで反
射してコンデンサーレンズ604により集光されてバン
ドパスフィルター605を介して所定の波長の光束のみ
を通過させて焦点検出用の光電変換素子(光検出器、C
CD)606の受光面にスポット像を形成する。
【0067】この結果、図12に示すようにCCD60
6からの出力は合焦位置では、通常試料309とCCD
606は結像関係にある為、図12(B)に示すように
急峻な信号81となる。更にCCD606面へは照明光
束も導光される為、信号81は照明光束321の信号8
4の上に重なった形となる。試料309の上・下側のデ
ィフォーカスにより図12(A)、又は図12(C)に
示すようにAF光束の信号82,83はそのピークが低
下して、かつ左右に動いた形状になる。この時、信号8
4は大きな変化は起こさない。信号81,82,83の
位置の変化から、対物レンズ308の焦点合せを行って
いる。
【0068】即ち、制御部4は光検出器606からの信
号に基づいて駆動手段40に所定の指令信号を与えてい
る。駆動手段40は制御部4からの信号に基づいて物体
309を光軸方向に移動させている。これにより対物レ
ンズ308の焦点合わせを行っている。
【0069】
【発明の効果】本発明によれば以上のように被検面の反
射率が低く、光電変換素子への入射光量が少ない場合に
は光電変換素子からの出力信号に基づいて光源の点灯時
間の制御範囲と光電変換素子の検出サイクルを調整(可
変)することにより、高精度な焦点検出が可能な自動合
焦装置及びそれを備えた観察装置を達成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1の要部概略図
【図2】 図1の制御部の動作を示すブロック図
【図3】 図2の動作を示すフローチャート
【図4】 本発明に係る光源からの投光と光検出器の
受光との関係を示すタイミングチャート
【図5】 図1の制御部の一部分の回路説明図
【図6】 従来の焦点検出装置を備えた顕微鏡の光学
系の要部概略図
【図7】 図1の光電変換素子への光束の入射状態を
示す概略図
【図8】 図1の結像光学系の入射瞳面上の説明図
【図9】 図1の光電変換素子から得られる差信号の
説明図
【図10】 本発明の実施例2の要部概略図
【図11】 図10の一部分の説明図
【図12】 図10の一部分の説明図
【符号の説明】
1 光源 2 コンデンサーレンズ 4 制御部 7 光電変換素子(光検出器) 8 ビームスプリッター 9 結像光学系 10 テレビカメラ 40 駆動手段 91 光制限部 92 被検面

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光束を対物光学系の傍に置か
    れた被検面に照射し、該被検面で生じた反射光を検出器
    に導き、該検出器からの該対物光学系の焦平面からの該
    被検面のずれに応じた信号を制御部に入力し、該制御部
    により該被検面と該対物光学系の焦平面とのずれを補正
    する補正機構を制御する装置において、前記制御部が前
    記検出器による前記反射光の受光時間と前記検出器から
    の前記信号の検出サイクルとを制御するよう構成されて
    おり、前記制御部が前記検出器による前記反射光の受光
    時間と前記検出器からの前記信号の検出サイクルとを変
    える機能を備えることを特徴とする自動合焦装置。
  2. 【請求項2】 前記制御部が前記光源の点灯時間を制御
    することにより前記検出器による前記反射光の受光時間
    を変えることを特徴とする請求項1の自動合焦装置。
  3. 【請求項3】 前記制御部が前記光源からの光束の光路
    中に設けたシャッターの開閉時間を制御することにより
    前記検出器による前記反射光の受光時間を変えることを
    特徴とする請求項1、又は2の自動合焦装置。
  4. 【請求項4】 前記制御部が前記被検面からの反射光の
    光路中に設けたシャッターの開閉時間を制御することに
    より前記検出器による前記反射光の受光時間を変えるこ
    とを特徴とする請求項1、又は2の自動合焦装置。
  5. 【請求項5】 前記検出器が前記反射光を受光する電荷
    蓄積型センサーを有することを特徴とする請求項1、
    2、3又は4の自動合焦装置。
  6. 【請求項6】 前記光源からの光束を前記対物光学系を
    介して前記被検面に照射すると共に前記被検面からの反
    射光を前記対物光学系を介して前記検出器に向けること
    を特徴とする請求項1、2、3、4又は5の自動合焦装
    置。
  7. 【請求項7】 請求項1から6の何れか1項記載の自動
    合焦装置を備え、前記対物光学系を介して前記被検面を
    撮像するTVカメラを有すること特徴とする観察装置。
  8. 【請求項8】 請求項1から6の何れか1項記載の自動
    合焦装置を備え、複数の波長の光を含む検出光束を供給
    する測定用光源と該検出光束を前記被検面を介して検出
    する分光器とを有することを特徴とする膜厚測定装置。
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