JPH07208917A - 自動焦点合わせ方法及び装置 - Google Patents
自動焦点合わせ方法及び装置Info
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- JPH07208917A JPH07208917A JP6001274A JP127494A JPH07208917A JP H07208917 A JPH07208917 A JP H07208917A JP 6001274 A JP6001274 A JP 6001274A JP 127494 A JP127494 A JP 127494A JP H07208917 A JPH07208917 A JP H07208917A
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- image pickup
- pickup device
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は検査対象物を撮像器により撮像するた
めの自動焦点合わせ方法及び装置に関し，撮像装置によ
る画像データを用いることなく総合的な検査時間を短縮
することができると共に，検査対象物の表面状態に依存
しないことを目的とする。 【構成】撮像器の垂直下方に設けられた駆動テーブルの
表面位置に斜め上方から加工した光を照射し，検査対象
物を乗せた駆動テーブルを移動した時に駆動テーブル上
における加工した光の反射位置を反射位置検出器により
検出する。撮像器の合焦位置における加工した光の反射
位置を予め記憶しておき，駆動テーブルの移動時に発生
した反射位置検出器の反射位置と合焦位置における反射
位置を比較して，両者の一致を検出すると移動テーブル
の移動を停止するよう構成する。
めの自動焦点合わせ方法及び装置に関し，撮像装置によ
る画像データを用いることなく総合的な検査時間を短縮
することができると共に，検査対象物の表面状態に依存
しないことを目的とする。 【構成】撮像器の垂直下方に設けられた駆動テーブルの
表面位置に斜め上方から加工した光を照射し，検査対象
物を乗せた駆動テーブルを移動した時に駆動テーブル上
における加工した光の反射位置を反射位置検出器により
検出する。撮像器の合焦位置における加工した光の反射
位置を予め記憶しておき，駆動テーブルの移動時に発生
した反射位置検出器の反射位置と合焦位置における反射
位置を比較して，両者の一致を検出すると移動テーブル
の移動を停止するよう構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動焦点合わせ方式に関
し，特に半導体等の検査装置における光学系の合焦位置
を高速に検出するための自動焦点合わせ方式に関する。
し，特に半導体等の検査装置における光学系の合焦位置
を高速に検出するための自動焦点合わせ方式に関する。
【０００２】近年，半導体技術の進歩の度合いは急激な
もので文明の高度化や人類の生活水準の向上に貢献して
いる。その半導体素子を製造する技術において，素子の
微細化，高集積化，高精度化や不良原因の抽出及び歩留
りを向上するために検査工程が必要であり，この中に素
子の表面状態の検査が含まれている。しかし，コストダ
ウンや短納期等の要求により検査工程の短縮，削減が望
まれている。
もので文明の高度化や人類の生活水準の向上に貢献して
いる。その半導体素子を製造する技術において，素子の
微細化，高集積化，高精度化や不良原因の抽出及び歩留
りを向上するために検査工程が必要であり，この中に素
子の表面状態の検査が含まれている。しかし，コストダ
ウンや短納期等の要求により検査工程の短縮，削減が望
まれている。
【０００３】
【従来の技術】図７は従来例の説明図である。図７にお
いて，７０は水平（Ｘ−Ｙ）方向及び垂直（Ｚ）方向へ
駆動することができる駆動テーブル，７１は駆動テーブ
ル７０上に置かれた検査対象物（半導体素子等），７２
は検査対象物７１の垂直方向上に保持機構（図示せず）
により保持された固体撮像素子（ＣＣＤ）等の撮像装
置，７３は撮像装置により得られた画像の高周波成分を
検出する高周波成分検出器，７４はメモリである。
いて，７０は水平（Ｘ−Ｙ）方向及び垂直（Ｚ）方向へ
駆動することができる駆動テーブル，７１は駆動テーブ
ル７０上に置かれた検査対象物（半導体素子等），７２
は検査対象物７１の垂直方向上に保持機構（図示せず）
により保持された固体撮像素子（ＣＣＤ）等の撮像装
置，７３は撮像装置により得られた画像の高周波成分を
検出する高周波成分検出器，７４はメモリである。
【０００４】撮像装置７２には固定焦点のレンズが設け
られており，検査対象物７１の表面の位置に高精度（ミ
クロの単位）で焦点が合うように撮像装置７２または駆
動テーブル７０の相対位置を調整する必要があり，この
例では駆動テーブル７０をＺ方向（垂直方向）に移動し
て調整する。この検査対象物７１として，半導体チップ
を駆動テーブル７０の上に乗せて検査する場合，製品に
よりミクロン（μｍ）の単位で厚みが異なり，それぞれ
について焦点合わせが行われる。
られており，検査対象物７１の表面の位置に高精度（ミ
クロの単位）で焦点が合うように撮像装置７２または駆
動テーブル７０の相対位置を調整する必要があり，この
例では駆動テーブル７０をＺ方向（垂直方向）に移動し
て調整する。この検査対象物７１として，半導体チップ
を駆動テーブル７０の上に乗せて検査する場合，製品に
よりミクロン（μｍ）の単位で厚みが異なり，それぞれ
について焦点合わせが行われる。
【０００５】焦点合わせのために，駆動テーブル７０の
初期位置を低い位置に設定して，その位置において撮像
装置７２により検査対象物７１のある表面範囲の画像デ
ータを取り込み，その中の画像信号に含まれる高周波成
分を高周波成分検出器７３により算出し，メモリ７４に
そのデータを格納する。この原理は，画像を表す各走査
ライン信号の中の周波数成分は，焦点が合っていないと
各画素毎に変化せず低周波成分を含むが，焦点が合って
いると各画素毎に信号値が変化して高周波数成分が含む
現象を利用している。
初期位置を低い位置に設定して，その位置において撮像
装置７２により検査対象物７１のある表面範囲の画像デ
ータを取り込み，その中の画像信号に含まれる高周波成
分を高周波成分検出器７３により算出し，メモリ７４に
そのデータを格納する。この原理は，画像を表す各走査
ライン信号の中の周波数成分は，焦点が合っていないと
各画素毎に変化せず低周波成分を含むが，焦点が合って
いると各画素毎に信号値が変化して高周波数成分が含む
現象を利用している。
【０００６】この後，検査対象物７１を搭載する駆動テ
ーブル７０を微小距離だけ上昇または下降機構により移
動するか，撮像装置７２等の保持機構を駆動して，検査
対象物の空間座標をＺ方向に動かして，その時の画像デ
ータを取り込み，高周波成分を算出してデータを格納す
る。これらの動作をＺ方向の所定座標に達するまで繰り
返す。
ーブル７０を微小距離だけ上昇または下降機構により移
動するか，撮像装置７２等の保持機構を駆動して，検査
対象物の空間座標をＺ方向に動かして，その時の画像デ
ータを取り込み，高周波成分を算出してデータを格納す
る。これらの動作をＺ方向の所定座標に達するまで繰り
返す。
【０００７】Ｚ方向の所定座標に達すると，メモリ７４
に格納された高周波成分データの中で，一番際立ったデ
ータを検出し，その時のＺ方向の座標に駆動テーブル７
０または撮像装置７２等の保持機構を移動させることに
より合焦位置が得られ，この方式が合焦位置を方式とし
て一般的に用いられている。
に格納された高周波成分データの中で，一番際立ったデ
ータを検出し，その時のＺ方向の座標に駆動テーブル７
０または撮像装置７２等の保持機構を移動させることに
より合焦位置が得られ，この方式が合焦位置を方式とし
て一般的に用いられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の自動焦
点合わせによれば，駆動テーブルまたは撮像装置等の保
持機構を移動させる毎に画像データを取り込む必要があ
り，焦点合わせの動作に要する時間は，画像データ取り
込み時間×Ｚ方向移動回数分だけかかることになり，焦
点合わせ動作に時間がかかるという問題がある。さら
に，通常検査対象物を検査する時，同一面の中で場所を
変える等により焦点合わせ動作を複数回行うことが多
く，総合的な検査時間が増大する傾向にある。
点合わせによれば，駆動テーブルまたは撮像装置等の保
持機構を移動させる毎に画像データを取り込む必要があ
り，焦点合わせの動作に要する時間は，画像データ取り
込み時間×Ｚ方向移動回数分だけかかることになり，焦
点合わせ動作に時間がかかるという問題がある。さら
に，通常検査対象物を検査する時，同一面の中で場所を
変える等により焦点合わせ動作を複数回行うことが多
く，総合的な検査時間が増大する傾向にある。
【０００９】また，従来の方式では高周波成分データの
中に際立ったデータが存在しない場合，すなわち検査対
象物の表面の映像信号が白レベルまたは黒レベルの単色
で飽和するような表面を持つ検査対象物の場合，高周波
成分が検出できないため焦点合わせが不可能になるとい
う問題があった。
中に際立ったデータが存在しない場合，すなわち検査対
象物の表面の映像信号が白レベルまたは黒レベルの単色
で飽和するような表面を持つ検査対象物の場合，高周波
成分が検出できないため焦点合わせが不可能になるとい
う問題があった。
【００１０】本発明は撮像装置による画像データを用い
ることなく総合的な検査時間を短縮することができると
共に，検査対象物の表面状態に依存しない自動焦点合わ
せ方法及び装置を提供することを目的とする。
ることなく総合的な検査時間を短縮することができると
共に，検査対象物の表面状態に依存しない自動焦点合わ
せ方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図，図２は本発明の原理説明図である。図１において，
１は検査対象物を照射する光源，２は光源１の光を加工
する光学部品，３は検査対象物を移動させる駆動テーブ
ル，４は検査対象物を観察するための撮像器，５は加工
された光源１からの光が反射する位置を検出する反射位
置検出器，６は反射位置検出器５から発生する反射光位
置データから合焦位置を検出し，駆動テーブル３を停止
する信号を発生する処理回路，７は駆動テーブル３の動
作を制御する制御回路，８は検査対象物（点線で示す）
である。
図，図２は本発明の原理説明図である。図１において，
１は検査対象物を照射する光源，２は光源１の光を加工
する光学部品，３は検査対象物を移動させる駆動テーブ
ル，４は検査対象物を観察するための撮像器，５は加工
された光源１からの光が反射する位置を検出する反射位
置検出器，６は反射位置検出器５から発生する反射光位
置データから合焦位置を検出し，駆動テーブル３を停止
する信号を発生する処理回路，７は駆動テーブル３の動
作を制御する制御回路，８は検査対象物（点線で示す）
である。
【００１２】本発明は撮像器４を駆動テーブル３上の合
焦位置にある時，光源１からの反射光の光軸を，撮像器
４の視野の中心と一致するように調整し，反射位置検出
器５を撮像器４と同じ視野に設定し，その時の光の反射
位置を反射位置検出器５で検出して合焦時の反射位置デ
ータとして記憶し，検査対象物８を載せた時に駆動テー
ブルを移動して，光源１からの反射光の反射位置が予め
記憶しておいた合焦時の位置と一致したら駆動テストを
停止させるものである。
焦位置にある時，光源１からの反射光の光軸を，撮像器
４の視野の中心と一致するように調整し，反射位置検出
器５を撮像器４と同じ視野に設定し，その時の光の反射
位置を反射位置検出器５で検出して合焦時の反射位置デ
ータとして記憶し，検査対象物８を載せた時に駆動テー
ブルを移動して，光源１からの反射光の反射位置が予め
記憶しておいた合焦時の位置と一致したら駆動テストを
停止させるものである。
【００１３】
【作用】撮像器４の焦点距離は光学系の設計値により決
まるので，初期設定により駆動テーブル３の表面位置が
撮像器４の合焦位置にし，光源１から光学部品２で加工
されて駆動テーブル３の表面（検査対象物が置かれる位
置）を照射して乱反射する光の光軸を，撮像器４の視野
の中心となるようにし，反射位置検出器５の撮像範囲
を，撮像器４と同じ視野になるよう調整する。
まるので，初期設定により駆動テーブル３の表面位置が
撮像器４の合焦位置にし，光源１から光学部品２で加工
されて駆動テーブル３の表面（検査対象物が置かれる位
置）を照射して乱反射する光の光軸を，撮像器４の視野
の中心となるようにし，反射位置検出器５の撮像範囲
を，撮像器４と同じ視野になるよう調整する。
【００１４】この時の撮像器４の映像と駆動テーブル３
の関係は図２のＡ．及びＢ．に示すようになる。図２の
Ｂ．は，合焦時における光源からの入射光ａが真上への
反射光ｂとなって撮像器４に入る状態を示し，撮像器４
と駆動テーブル３の反射位置Ｐの距離はＬである。
の関係は図２のＡ．及びＢ．に示すようになる。図２の
Ｂ．は，合焦時における光源からの入射光ａが真上への
反射光ｂとなって撮像器４に入る状態を示し，撮像器４
と駆動テーブル３の反射位置Ｐの距離はＬである。
【００１５】図２のＡ．は光源１の光を光学部品２によ
りシート状（細幅の棒状）に加工した場合，反射光ｂは
合焦時に撮像器４の視野の略中心の位置にシート状の光
の像が撮像された状態を示す。
りシート状（細幅の棒状）に加工した場合，反射光ｂは
合焦時に撮像器４の視野の略中心の位置にシート状の光
の像が撮像された状態を示す。
【００１６】上記図２のＡ．に示す像は，撮像器４と同
じ視野を持つ反射位置検出器５にも入力され，このシー
ト状の像の位置を検出して，合焦位置における反射光位
置データとして処理回路６内に記憶しておく。
じ視野を持つ反射位置検出器５にも入力され，このシー
ト状の像の位置を検出して，合焦位置における反射光位
置データとして処理回路６内に記憶しておく。
【００１７】駆動テーブル３の上に検査対象物８を置い
た時，検査対象物８の表面の位置は合焦位置と異なる。
図２のＤ．は，駆動テーブル３に置かれた検査対象物の
表面が実線で示す位置（図２のＢ．の表面位置より下
方）にある。この場合，入射光ａの真上方向の反射光ｃ
は撮像器４に入り，図２のＣ．に示すように視野の左側
の位置にシート状の像が写し出される。
た時，検査対象物８の表面の位置は合焦位置と異なる。
図２のＤ．は，駆動テーブル３に置かれた検査対象物の
表面が実線で示す位置（図２のＢ．の表面位置より下
方）にある。この場合，入射光ａの真上方向の反射光ｃ
は撮像器４に入り，図２のＣ．に示すように視野の左側
の位置にシート状の像が写し出される。
【００１８】この時，反射位置検出器５においてこの反
射光の位置を検出し，処理回路６に反射光位置データと
して入力する。処理回路６は先に記憶した合焦位置の反
射光位置データと入力するデータを比較処理するが，こ
の場合は一致しない。この時，位置合わせの制御が行わ
れ，不一致（または差の値）を表す信号が処理回路６か
ら制御回路７に与えられると，制御回路７は駆動テーブ
ル３をＺ方向（垂直方向）に移動させ，同時に反射位置
検出器５により反射光位置データを処理回路６に供給す
る。処理回路６で反射位置検出器５の反射光位置データ
と合焦時の反射光位置データとが一致すると，停止信号
を制御回路７に送り駆動テーブル３を停止させる。
射光の位置を検出し，処理回路６に反射光位置データと
して入力する。処理回路６は先に記憶した合焦位置の反
射光位置データと入力するデータを比較処理するが，こ
の場合は一致しない。この時，位置合わせの制御が行わ
れ，不一致（または差の値）を表す信号が処理回路６か
ら制御回路７に与えられると，制御回路７は駆動テーブ
ル３をＺ方向（垂直方向）に移動させ，同時に反射位置
検出器５により反射光位置データを処理回路６に供給す
る。処理回路６で反射位置検出器５の反射光位置データ
と合焦時の反射光位置データとが一致すると，停止信号
を制御回路７に送り駆動テーブル３を停止させる。
【００１９】この一致が得られた時，駆動テーブル３の
上に置かれた検査対象物８の表面の反射光は図２のＤ．
の点線で示すｂの経路を通って，Ｃ．に示すように撮像
器４の視野の略中心に位置し，撮像器４と検査対象物８
の距離は図２のＢ．に示す距離Ｌと同じとなる。
上に置かれた検査対象物８の表面の反射光は図２のＤ．
の点線で示すｂの経路を通って，Ｃ．に示すように撮像
器４の視野の略中心に位置し，撮像器４と検査対象物８
の距離は図２のＢ．に示す距離Ｌと同じとなる。
【００２０】このように，反射位置検出器５の検出デー
タをサンプリングするだけで，焦点合わせを行うことが
可能となる上，検査対象物の表面状態に関係なく焦点合
わせを行うことが可能となる。
タをサンプリングするだけで，焦点合わせを行うことが
可能となる上，検査対象物の表面状態に関係なく焦点合
わせを行うことが可能となる。
【００２１】
【実施例】図３は実施例の構成図である。図３におい
て，２０は固体レーザ（図１の光源１に対応），２１は
固体レーザの光をシート状の光に加工するためのスリッ
トやレンズを組み合わせた光学部品（図１の２に対
応），２２は検査対象物を移動させるためのＸＹＺの三
次元ステージ２２ｂ〜２２ｄと回転ステージと検査対象
物の保持機構（図示せず）を組み込んだ駆動テーブル
（図１の３に対応），２３は反射光を観察系カメラ２４
と半導体位置検出器２５の同一視野に写すためにレンズ
及びミラーを組み合わせた分光器，２４は検査対象物の
表面を観察する固体撮像素子（ＣＣＤ等）を用いた観察
系カメラ（図１の撮像器４に対応），２５は光の位置を
検出する半導体位置検出器（図１の反射位置検出器５に
対応）であり，この例では２次元ＰＳＤ（Position Sen
se Ditector)アレイを用いる。なお，２次元ＰＳＤアレ
イは，検出器の平面内で光が当たる位置に対応するアナ
ログ信号を生成し，これをＡ−Ｄ変換して反射光位置デ
ータを出力する。
て，２０は固体レーザ（図１の光源１に対応），２１は
固体レーザの光をシート状の光に加工するためのスリッ
トやレンズを組み合わせた光学部品（図１の２に対
応），２２は検査対象物を移動させるためのＸＹＺの三
次元ステージ２２ｂ〜２２ｄと回転ステージと検査対象
物の保持機構（図示せず）を組み込んだ駆動テーブル
（図１の３に対応），２３は反射光を観察系カメラ２４
と半導体位置検出器２５の同一視野に写すためにレンズ
及びミラーを組み合わせた分光器，２４は検査対象物の
表面を観察する固体撮像素子（ＣＣＤ等）を用いた観察
系カメラ（図１の撮像器４に対応），２５は光の位置を
検出する半導体位置検出器（図１の反射位置検出器５に
対応）であり，この例では２次元ＰＳＤ（Position Sen
se Ditector)アレイを用いる。なお，２次元ＰＳＤアレ
イは，検出器の平面内で光が当たる位置に対応するアナ
ログ信号を生成し，これをＡ−Ｄ変換して反射光位置デ
ータを出力する。
【００２２】２６は半導体位置検出器２５から出力され
た反射光位置データを入力し，駆動テーブルの制御回路
へ供給する信号を作成する処理回路，２７は駆動テーブ
ルの動作を制御する信号を発生する制御回路，２８は上
記半導体位置検出器２５とは異なる位置に設けられた半
導体位置検出器である。
た反射光位置データを入力し，駆動テーブルの制御回路
へ供給する信号を作成する処理回路，２７は駆動テーブ
ルの動作を制御する信号を発生する制御回路，２８は上
記半導体位置検出器２５とは異なる位置に設けられた半
導体位置検出器である。
【００２３】図４は実施例における入射光の光軸と駆動
テーブル及び撮像された映像の関係を示す図である。図
３の実施例により自動焦点合わせの動作を図４を参照し
ながら以下に説明する。
テーブル及び撮像された映像の関係を示す図である。図
３の実施例により自動焦点合わせの動作を図４を参照し
ながら以下に説明する。
【００２４】装置の初期校正時に駆動テーブル２２の上
部の表面が観察系カメラ２４の焦点を結ぶ位置に設定す
る。この位置は観察系カメラを含む光学系の設計値によ
り求められており，その距離に駆動テーブル２２の表面
が位置するよう駆動テーブル２２が調整される。この調
整は，駆動テーブル２２の表面の位置を図４のＣ．に示
すようにＺ方向にｚ２だけ上昇（最下端のｚ０の位置を
基準にして）させた位置である。
部の表面が観察系カメラ２４の焦点を結ぶ位置に設定す
る。この位置は観察系カメラを含む光学系の設計値によ
り求められており，その距離に駆動テーブル２２の表面
が位置するよう駆動テーブル２２が調整される。この調
整は，駆動テーブル２２の表面の位置を図４のＣ．に示
すようにＺ方向にｚ２だけ上昇（最下端のｚ０の位置を
基準にして）させた位置である。
【００２５】この時，固体レーザ２０から発生した光が
光学部品２１を通過してシート状の光（以下，シート光
という）に加工されて駆動テーブル２２の表面で反射
し，真上に位置する観察系カメラ２４の撮像領域の略中
心（半導体位置検出器２５の視野の中心と一致）に来る
ように光軸を調整する。この状態を図４のＣ．に示す。
光学部品２１を通過してシート状の光（以下，シート光
という）に加工されて駆動テーブル２２の表面で反射
し，真上に位置する観察系カメラ２４の撮像領域の略中
心（半導体位置検出器２５の視野の中心と一致）に来る
ように光軸を調整する。この状態を図４のＣ．に示す。
【００２６】なお，図４の中で，４０は観察系カメラ２
４の撮像範囲を表すと共に半導体位置検出器２５の視野
を表し，４１はシート光の画像，４２はシート光の反射
位置，４３は駆動テーブル２２の表面を表す。。
４の撮像範囲を表すと共に半導体位置検出器２５の視野
を表し，４１はシート光の画像，４２はシート光の反射
位置，４３は駆動テーブル２２の表面を表す。。
【００２７】一方，半導体位置検出器２５の撮像領域は
分光器２３において，半透過型ミラー２３ａとミラー２
３ｂを介して観察系カメラ２４の視野と同じになるよう
設置される。このように光軸（光の反射位置）を設定し
た時に，半導体位置検出器２５により観察系カメラの焦
点を結ぶ位置におけるシート光の画像位置を検出し，検
出した位置データは処理回路２６に出力され，処理回路
２６において合焦時の反射光位置データとして保存され
る。処理回路２６の構成は，後述する図５に示す。
分光器２３において，半透過型ミラー２３ａとミラー２
３ｂを介して観察系カメラ２４の視野と同じになるよう
設置される。このように光軸（光の反射位置）を設定し
た時に，半導体位置検出器２５により観察系カメラの焦
点を結ぶ位置におけるシート光の画像位置を検出し，検
出した位置データは処理回路２６に出力され，処理回路
２６において合焦時の反射光位置データとして保存され
る。処理回路２６の構成は，後述する図５に示す。
【００２８】検査対象物を駆動テーブル２２の保持機構
に置いて自動焦点合わせを行う場合，最初に図４のＡ．
に示すように駆動テーブル２２をＺ方向の最低のレベル
にあるものとする。この時，固体レーザ２０，光学部品
２１からのシート光を検査対象物の表面に照射しながら
図４のＢ．〜Ｄ．に示すように連続的に順次上昇させ，
その間に各位置のシート光の位置を半導体位置検出器２
５から出力して処理回路２６に供給する。
に置いて自動焦点合わせを行う場合，最初に図４のＡ．
に示すように駆動テーブル２２をＺ方向の最低のレベル
にあるものとする。この時，固体レーザ２０，光学部品
２１からのシート光を検査対象物の表面に照射しながら
図４のＢ．〜Ｄ．に示すように連続的に順次上昇させ，
その間に各位置のシート光の位置を半導体位置検出器２
５から出力して処理回路２６に供給する。
【００２９】図５は処理回路の構成例を示す図である。
ここで図５の説明をすると，図中の２６ａは記憶部，２
６ｂは比較部，２６ｃは信号処理部である。記憶部２６
ａは，上記の初期校正時の合焦位置の反射光位置データ
が入力されると，合焦指示によりその位置データが記憶
される。この後検査対象物が置かれて合焦動作が行われ
て，駆動テーブルの移動に対応して半導体位置検出器か
ら反射光位置データが入力すると比較部２６ｂにおいて
記憶部２６ａのデータと比較される。
ここで図５の説明をすると，図中の２６ａは記憶部，２
６ｂは比較部，２６ｃは信号処理部である。記憶部２６
ａは，上記の初期校正時の合焦位置の反射光位置データ
が入力されると，合焦指示によりその位置データが記憶
される。この後検査対象物が置かれて合焦動作が行われ
て，駆動テーブルの移動に対応して半導体位置検出器か
ら反射光位置データが入力すると比較部２６ｂにおいて
記憶部２６ａのデータと比較される。
【００３０】図４に示すＡ．〜Ｃ．の順に駆動テーブル
を上昇させると，その間に反射光位置データが順次比較
部２６ｂへ入力され，検査対象物の表面が図４のＣ．の
位置に達すると比較部２６ｂで一致が検出され，合焦位
置であることを表す一致出力が発生する。この一致出力
が信号処理部２６ｃに出力され，信号処理部２６ｃは一
致信号を受け取ると駆動テーブルの停止信号を発生す
る。
を上昇させると，その間に反射光位置データが順次比較
部２６ｂへ入力され，検査対象物の表面が図４のＣ．の
位置に達すると比較部２６ｂで一致が検出され，合焦位
置であることを表す一致出力が発生する。この一致出力
が信号処理部２６ｃに出力され，信号処理部２６ｃは一
致信号を受け取ると駆動テーブルの停止信号を発生す
る。
【００３１】図３により処理回路２６から停止信号が発
生すると，図３の制御回路２７に入力され，制御回路２
７は駆動テーブル２２を停止させることにより自動焦点
合わせの動作が完了する。
生すると，図３の制御回路２７に入力され，制御回路２
７は駆動テーブル２２を停止させることにより自動焦点
合わせの動作が完了する。
【００３２】なお，図４のＤ．は自動焦点合わせの開始
時に駆動テーブル２２が上方に位置付けた状態である。
上記の実施例（図３）の構成では，光源として固体レー
ザ２０を用いたが，半導体レーザ，ガスレーザまたは白
熱ランプを用いることもできる。また，光学部品２１に
よりシート状の光を作成しているが，スポット光を作成
してそのスポット光の位置を半導体位置検出器２５によ
り検出するように構成することも可能である。
時に駆動テーブル２２が上方に位置付けた状態である。
上記の実施例（図３）の構成では，光源として固体レー
ザ２０を用いたが，半導体レーザ，ガスレーザまたは白
熱ランプを用いることもできる。また，光学部品２１に
よりシート状の光を作成しているが，スポット光を作成
してそのスポット光の位置を半導体位置検出器２５によ
り検出するように構成することも可能である。
【００３３】また上記の実施例（図３）では，反射光位
置データを検出する半導体位置検出器２５の検出素子と
して２次元のＰＳＤアレイを使用しているが，少なくと
も１つ以上の１次元のＰＳＤ素子を用いて半導体位置検
出器を構成することができる。
置データを検出する半導体位置検出器２５の検出素子と
して２次元のＰＳＤアレイを使用しているが，少なくと
も１つ以上の１次元のＰＳＤ素子を用いて半導体位置検
出器を構成することができる。
【００３４】図６は１次元ＰＳＤ素子を用いた半導体位
置検出器の構成例である。図６に示すように，半導体位
置検出器の視野（観察系カメラの撮像範囲と同じ）内に
１次元ＰＳＤ素子（直線状の素子）が一定間隔を置いて
並列に複数個配置されている。この１次元ＰＳＤ素子に
対しシート光が直角に当たると，各素子からその位置に
対応した信号が発生し，その信号から反射光位置データ
を得ることができる。
置検出器の構成例である。図６に示すように，半導体位
置検出器の視野（観察系カメラの撮像範囲と同じ）内に
１次元ＰＳＤ素子（直線状の素子）が一定間隔を置いて
並列に複数個配置されている。この１次元ＰＳＤ素子に
対しシート光が直角に当たると，各素子からその位置に
対応した信号が発生し，その信号から反射光位置データ
を得ることができる。
【００３５】更に，上記の実施例では，半導体位置検出
器２５を観察系カメラ２４と同じ検査対象物の真上に設
けているが，図３の半導体位置検出器２８として示すよ
うに入射光が正反射する線上に配置してもよい。
器２５を観察系カメラ２４と同じ検査対象物の真上に設
けているが，図３の半導体位置検出器２８として示すよ
うに入射光が正反射する線上に配置してもよい。
【００３６】また，図５に示す処理回路の構成例では，
合焦位置を検出するために比較部２６ｂを用いている
が，引き算器を用いて双方の反射光位置データの差を求
めて，差が無くなると合焦位置の検出出力を発生する方
法や，マイクロプロセッサを用いてソフトウェア処理に
よる演算により合焦位置を検出する方法等を用いること
ができる。また，図５の記憶部２６ａは半導体記憶素子
を用いて構成できるが，スイッチ等の接点素子により記
憶するように構成してもよい。
合焦位置を検出するために比較部２６ｂを用いている
が，引き算器を用いて双方の反射光位置データの差を求
めて，差が無くなると合焦位置の検出出力を発生する方
法や，マイクロプロセッサを用いてソフトウェア処理に
よる演算により合焦位置を検出する方法等を用いること
ができる。また，図５の記憶部２６ａは半導体記憶素子
を用いて構成できるが，スイッチ等の接点素子により記
憶するように構成してもよい。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば観察系カメラと同じ視野
を持つ位置検出器により反射光位置データを連続的にサ
ンプリングするだけで，画像データの取り込みを行うこ
となく自動焦点合わせを実現することができるので，焦
点合わせに要する時間を短縮化することができる。ま
た，従来の技術では焦点合わせ動作が困難であった検査
対象物の表面状態の場合にも，焦点合わせ動作を高速に
行うことが可能となる。
を持つ位置検出器により反射光位置データを連続的にサ
ンプリングするだけで，画像データの取り込みを行うこ
となく自動焦点合わせを実現することができるので，焦
点合わせに要する時間を短縮化することができる。ま
た，従来の技術では焦点合わせ動作が困難であった検査
対象物の表面状態の場合にも，焦点合わせ動作を高速に
行うことが可能となる。
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の原理説明図である。
【図３】実施例の構成図である。
【図４】実施例における入射光の光軸と駆動テーブル及
び撮像された映像の関係を示す図である。
び撮像された映像の関係を示す図である。
【図５】処理回路の構成例を示す図である。
【図６】１次元ＰＳＤ素子を用いた半導体位置検出器の
構成例を示す図である。
構成例を示す図である。
【図７】従来例の説明図である。
１ 光源 ２ 光学部品 ３ 駆動テーブル ４ 撮像器 ５ 反射位置検出器 ６ 処理回路 ７ 制御回路 ８ 検査対象物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 7/28 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｊ 7630−4Ｍ Ｈ０４Ｎ 5/232 Ａ
Claims (8)
- 【請求項１】 検査対象物を撮像器により撮像するため
の自動焦点合わせ方法において，撮像器の垂直下方に設
けられた駆動テーブルの表面位置に斜め上方から加工し
た光を照射し，検査対象物を乗せた駆動テーブル上にお
ける前記加工した光の反射位置を反射位置検出器により
検出し，この検出位置と予め記憶した前記撮像器の焦点
位置における前記加工した光の反射位置とを比較して，
両者の一致を検出すると前記撮像器の焦点が検査対象物
の表面に合ったことを表す出力を発生することを特徴と
する自動焦点合わせ方法。 - 【請求項２】 請求項１において，前記撮像器の光軸に
対して，撮像器と検査対象物を乗せた駆動テーブルの相
対的な位置関係を変化させて，各変化位置に対応する前
記反射位置検出器の反射位置データを，前記予め記憶し
た前記撮像器の焦点位置における光の反射位置データと
比較して両者の一致を検出すると，前記相対的な位置関
係の変化を停止することを特徴とする自動焦点合わせ方
法。 - 【請求項３】 検査対象物を撮像器により撮像するため
の自動焦点合わせ方法において，撮像器の垂直方向の下
方に設けられた駆動テーブルの表面位置を前記撮像器の
焦点位置に設定し，前記駆動テーブルの表面に斜め上方
より加工した光を照射して，反射光の駆動テーブル表面
における反射位置が前記撮像器の視野の略中央となるよ
う配置してこの合焦時の反射位置を検出して記憶し，前
記駆動テーブル上に検査対象物を置いて前記加工した光
を照射した状態で，前記駆動テーブルを下（上）から上
（下）に移動させながら前記加工した光の反射位置を検
出して前記記憶された合焦時の反射位置と比較を行い，
前記比較において一致が検出されると前記駆動テーブル
の動作を停止させることを特徴とする自動焦点合わせ方
法。 - 【請求項４】 検査対象物を撮像器により撮像するため
の自動焦点合わせ装置であって，上下移動可能な駆動テ
ーブルの垂直線の上方向に撮像器と該撮像器と同一視野
を持つように配置された反射位置検出器，前記反射位置
検出器の検出データを受け取って比較処理を行う処理回
路及び処理回路の出力により前記駆動テーブルの駆動を
制御する制御回路を備え，前記駆動テーブルの表面の斜
め上方から加工した光を発生する光源を配置し，前記撮
像器の焦点位置に前記駆動テーブルの表面を位置付けた
状態で前記加工した光を前記観察系カメラの視野の略中
央で反射させて，該反射位置を前記反射位置検出器によ
り検出して合焦時の反射位置データとして前記処理回路
に記憶し，前記駆動テーブルに検査対象物を置いて前記
加工した光を照射した状態で前記駆動テーブルを下
（上）から上（下）へ前記制御回路により移動させた時
前記処理回路は前記反射位置検出器で検出した各移動位
置毎の反射位置データと前記記憶した合焦時のデータを
比較して，一致すると停止信号を発生することを特徴と
する自動焦点合わせ装置。 - 【請求項５】 請求項４において，前記反射位置検出器
は，２次元ＰＳＤアレイまたは一次元ＰＳＤ素子を複数
個並列に配置して構成することを特徴とする自動焦点合
わせ装置。 - 【請求項６】 請求項４において，前記反射位置検出器
を，光源の入射光が正反射する光軸上に配置することを
特徴とする自動焦点合わせ装置。 - 【請求項７】 請求項４において，前記処理回路は，合
焦時の反射位置データを保存する記憶部と，焦点合わせ
動作時に検出される反射位置データと前記記憶部の反射
位置データとを比較する比較部と，一致検出時に前記駆
動テーブルの駆動を停止する信号を発生する信号処理部
とで構成されることを特徴とする自動焦点合わせ装置。 - 【請求項８】 請求項４乃至７の何れかに記載の自動焦
点合わせ装置を備え，前記観察系カメラにより検査対象
物の検査をすることを特徴とする自動焦点合わせ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6001274A JPH07208917A (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | 自動焦点合わせ方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6001274A JPH07208917A (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | 自動焦点合わせ方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07208917A true JPH07208917A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11496889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6001274A Withdrawn JPH07208917A (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | 自動焦点合わせ方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07208917A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005108413A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Quantum Corp | 記憶装置検出器システムおよびこれを有する記憶ライブラリシステム、ならびにここにおける記憶装置の存在を判断する方法 |
| JP2009150725A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 欠陥検査装置 |
| JP2010072017A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Yokogawa Electric Corp | オートフォーカス装置 |
| JP2013108992A (ja) * | 2003-02-06 | 2013-06-06 | Koh Young Technology Inc | ３次元形状測定装置 |
| CN116297529A (zh) * | 2023-05-10 | 2023-06-23 | 成都思越智能装备股份有限公司 | 一种柔性屏缺陷检测装置 |
-
1994
- 1994-01-11 JP JP6001274A patent/JPH07208917A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013108992A (ja) * | 2003-02-06 | 2013-06-06 | Koh Young Technology Inc | ３次元形状測定装置 |
| JP2005108413A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Quantum Corp | 記憶装置検出器システムおよびこれを有する記憶ライブラリシステム、ならびにここにおける記憶装置の存在を判断する方法 |
| JP2009150725A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 欠陥検査装置 |
| JP2010072017A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Yokogawa Electric Corp | オートフォーカス装置 |
| CN116297529A (zh) * | 2023-05-10 | 2023-06-23 | 成都思越智能装备股份有限公司 | 一种柔性屏缺陷检测装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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