JPH07280555A - Focusing type displacement measuring apparatus - Google Patents

Focusing type displacement measuring apparatus

Info

Publication number
JPH07280555A
JPH07280555A JP8913594A JP8913594A JPH07280555A JP H07280555 A JPH07280555 A JP H07280555A JP 8913594 A JP8913594 A JP 8913594A JP 8913594 A JP8913594 A JP 8913594A JP H07280555 A JPH07280555 A JP H07280555A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus
circuit
objective lens
servo circuit
limit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8913594A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3452636B2 (en
Inventor
Kazuhiro Kanbe
一浩 神戸
Mamoru Kuwajima
守 桑島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp, Mitsutoyo Kiko Co Ltd filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP08913594A priority Critical patent/JP3452636B2/en
Publication of JPH07280555A publication Critical patent/JPH07280555A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3452636B2 publication Critical patent/JP3452636B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable prevention of erroneous measurement in the measurement of a transparent object by controlling the operation of a servo circuit so as to limit a moving range of an objective lens. CONSTITUTION:An output light beam of a semiconductor laser 1 is focused on a subject 6 with an objective lens 5 through a polarization beam splitter 2 or the like. Outputs A and B of photodetectors 9 and 10 receiving the reflected light are com-puted with a focus error signal generation circuit 21 to generate an S curve signal as given by (A-B)/(A+B). A servo circuit 22 which inputs the output together with an output of a displacement detector 15 for detecting a displacement value of the lens 5 drives a coil 11 to control the focus of the lens 5. Here, when the subject 6 is a transparent object, a zone judging circuit 231 of a control circuit 23 defines a focus zone near either the surface or the rear thereof to control the circuit 22 so that the focus is not off the range. A limit judging circuit 232 controls the circuit 22 so that the movement of the focus is limited within a physically movable range of the lens 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学的に非接触で変位
測定を行う合焦点型変位測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-focus type displacement measuring device which performs displacement measurement optically without contact.

【0002】[0002]

【従来の技術】合焦点型変位測定装置は、被測定物に対
物レンズを介して光ビームを照射する光ビーム照射手
段、及び被測定物からの反射光ビームを受光する受光素
子を有する光学系を用い、この光学系と連動して対物レ
ンズの変位量を検出する変位検出器と、受光素子の出力
信号を処理してフォーカスエラー信号を得て、これに基
づいて対物レンズを合焦点位置まで駆動するサーボ回路
とを設けて構成される。
2. Description of the Related Art A focusing type displacement measuring apparatus is an optical system having a light beam irradiating means for irradiating an object to be measured with a light beam through an objective lens and a light receiving element for receiving a reflected light beam from the object to be measured. Displacement detector that detects the amount of displacement of the objective lens in conjunction with this optical system, and processes the output signal of the light receiving element to obtain the focus error signal, and based on this, moves the objective lens to the in-focus position. And a driving servo circuit.

【0003】この種の合焦点変位測定装置を用いて、例
えば薄いガラス板等の透明体の測定を行う場合、表面か
らの反射光の他裏面からの反射光もあるため、表面及び
裏面の両方で合焦する。このため、誤測定を行う可能性
がある。具体的には、表面を走査して表面性状の検査等
を行う場合に、表面に傷等があると、ここで誤って裏面
に合焦するという事態が生じる。
When a transparent body such as a thin glass plate is measured by using this type of focal point displacement measuring apparatus, there is reflected light from the front surface as well as reflected light from the front surface. Focus on. Therefore, erroneous measurement may be performed. Specifically, when the front surface is scanned to inspect the surface properties and the like, if there is a scratch or the like on the front surface, the back surface may be erroneously focused on.

【0004】またこの種の合焦点変位測定装置では、通
常、対物レンズを含むアクチュエータ部分は物理的に可
動範囲が制限されている。例えば、アクチュエータの可
動範囲の上限は変位検出器の下端であり、下限は光学系
を収めたケースである。従ってアクチュエータが勢いよ
く動いて変位検出器やケースにぶつかると、変位検出器
の誤動作や、ネジのゆるみ等による光学系のズレが生じ
る。
In this type of focusing displacement measuring apparatus, the movable range of the actuator portion including the objective lens is usually physically limited. For example, the upper limit of the movable range of the actuator is the lower end of the displacement detector, and the lower limit is the case containing the optical system. Therefore, when the actuator vigorously moves and collides with the displacement detector or the case, the displacement detector malfunctions or the optical system is displaced due to loosening of the screw or the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の合
焦点型変位測定装置では、薄い透明体測定の場合に、
表面と裏面で合焦するため誤測定が生じる、アクチュ
エータが物理的可動範囲の上限や下限にぶつかって誤測
定や光学系のズレが生じる、といった問題があった。
As described above, in the conventional focusing type displacement measuring device, when measuring a thin transparent body,
There are problems that erroneous measurement occurs due to focusing on the front surface and back surface, and that the actuator collides with the upper and lower limits of the physical movable range, resulting in erroneous measurement and deviation of the optical system.

【0006】本発明は、透明体測定での誤測定の防止、
及び測定の信頼性向上を可能とした合焦点変位測定装置
を提供することを目的としている。
The present invention prevents erroneous measurement in transparent body measurement,
It is also an object of the present invention to provide an in-focus point displacement measuring device capable of improving measurement reliability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る合焦点変位
測定装置は、被測定物に対物レンズを介して光ビームを
照射する光ビーム照射手段、及び被測定物からの反射光
ビームを受光する受光手段を有する光学系と、前記対物
レンズの変位量を検出する変位検出手段と、前記受光手
段の出力信号を処理してフォーカスエラー信号を発生す
るフォーカスエラー信号発生手段と、前記フォーカスエ
ラー信号と前記変位検出手段の出力に基づいて前記対物
レンズを合焦点位置まで駆動するサーボ回路手段と、外
部からの設定情報に基づいて前記対物レンズの移動範囲
を限定すべく前記サーボ回路手段の動作を制御する制御
手段とを有することを特徴とする。
A focal point displacement measuring apparatus according to the present invention is a light beam irradiating means for irradiating an object to be measured with a light beam through an objective lens, and a reflected light beam from the object to be measured. An optical system having a light receiving means for detecting the displacement amount of the objective lens, a focus error signal generating means for processing an output signal of the light receiving means to generate a focus error signal, and the focus error signal. And servo circuit means for driving the objective lens to the in-focus position based on the output of the displacement detecting means, and operation of the servo circuit means for limiting the moving range of the objective lens based on setting information from the outside. It has a control means to control.

【0008】具体的に制御手段は、(1)被測定物が透
明体である場合の表面または裏面測定に際して、そのい
ずれか一方の近傍のみにフォーカスゾーンを定めてその
範囲を外れないように前記サーボ回路手段を制御するゾ
ーン判定手段、または、(2)対物レンズの物理的な可
動範囲の上限及び下限の範囲内で対物レンズの移動を制
限するように前記サーボ回路手段を制御するリミット判
定手段、の少なくとも一方を有する。これらのゾーン判
定手段とリミット判定手段の両方の機能を備えて、これ
を切替え可能とすれば、より好ましい。
Specifically, the control means (1) determines the focus zone only in the vicinity of either one of the front and back sides when the object to be measured is a transparent body, so as not to deviate from the range. Zone determining means for controlling the servo circuit means, or (2) Limit determining means for controlling the servo circuit means so as to limit the movement of the objective lens within the upper and lower limits of the physical movable range of the objective lens. , At least one of It is more preferable to provide both the functions of the zone determination means and the limit determination means so that they can be switched.

【0009】[0009]

【作用】本発明によると、対物レンズの移動範囲をソフ
トに制限する機能を備えることにより、例えば薄い透明
体測定の場合に、表面または裏面のいずれかでのみ合焦
するようにして誤測定を防止することができる。またア
クチュエータが物理的可動範囲の上限や下限にぶつから
ないようにして、誤測定や光学系のズレを防止すること
も可能になる。
According to the present invention, by providing the function of softly limiting the moving range of the objective lens, for example, in the case of thin transparent body measurement, only the front surface or the back surface is focused so that erroneous measurement is prevented. Can be prevented. It is also possible to prevent erroneous measurement and deviation of the optical system by preventing the actuator from hitting the upper and lower limits of the physical movable range.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。図1は、本発明の一実施例に係る合焦点変位測
定装置の構成を示す。光学系は、半導体レーザ1、その
出力光ビームを被測定物6上に集光するための偏光ビー
ムスプリッタ2、1/4波長板3、コリメータレンズ
4、対物レンズ5を有し、被測定物6からの反射光ビー
ムを検出するための結像レンズ7、ビームスプリッタ
8、このビームスプリッタ8で二分割された各反射光の
合焦点位置よりも前及び後にそれぞれ配置された二つの
絞り(ピンホール)24,25、及びこれらの絞り2
4,25を透過した反射光を受光する受光素子9,10
を有する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an in-focus point displacement measuring device according to an embodiment of the present invention. The optical system includes a semiconductor laser 1, a polarization beam splitter 2 for converging an output light beam of the semiconductor laser 1 on a DUT 6, a quarter-wave plate 3, a collimator lens 4, and an objective lens 5. An imaging lens 7 for detecting a reflected light beam from the beam splitter 6, a beam splitter 8, and two diaphragms (pins) respectively arranged before and after the focus position of each reflected light split by the beam splitter 8. Holes) 24, 25, and these diaphragms 2
Light receiving element 9, 10 for receiving the reflected light transmitted through 4, 25
Have.

【0011】対物レンズ5の部分は、他の光学部材が固
定されたケースとは分離されていて、コイル11が一体
に設けられ、ケース側に設けられたマグネット12がこ
れに対向して、対物レンズ5を駆動するボイスコイルを
構成している。また上下動する対物レンズ5と一体に設
けられたスケール13と、これに対向配置されてスケー
ル13を読み取るエンコーダ14とより変位検出器15
が構成されている。
The objective lens 5 is separated from the case to which other optical members are fixed, the coil 11 is integrally provided, and the magnet 12 provided on the case side faces the objective lens 5 so that the objective A voice coil that drives the lens 5 is configured. Further, the scale 13 is provided integrally with the objective lens 5 that moves up and down, the encoder 14 that is arranged to face the scale 13 and reads the scale 13, and the displacement detector 15.
Is configured.

【0012】二つの受光素子9,10の出力A,Bはフ
ォーカスエラー信号発生回路21に入力される。フォー
カスエラー信号発生回路21は、二つの受光信号A,B
の差演算、和演算及び除算を行って、(A−B)/(A
+B)なるフォーカスエラー信号(いわゆるSカーブ信
号)を発生する。このフォーカスエラー信号発生回路2
1の出力は、変位検出器15の出力と共にサーボ回路2
2に入力される。そしてサーボ回路22の出力によりコ
イル11が駆動されて、フォーカス制御がなされる。
The outputs A and B of the two light receiving elements 9 and 10 are input to the focus error signal generating circuit 21. The focus error signal generation circuit 21 uses two light reception signals A and B.
The difference operation, the sum operation, and the division operation of (A−B) / (A
A focus error signal (so-called S-curve signal) of + B) is generated. This focus error signal generation circuit 2
The output of 1 is the servo circuit 2 together with the output of the displacement detector 15.
Entered in 2. Then, the coil 11 is driven by the output of the servo circuit 22 and focus control is performed.

【0013】サーボ回路22には、CPUやメモリを含
んで構成される制御回路23により制御される。制御回
路23は機能的に、ゾーン判定回路231、リミット判
定回路232、及びこれらの判定回路の出力を切替えて
サーボ回路22に制御信号として供給するための切替回
路233を有する。ゾーン判定回路231は、被測定物
6が透明体である場合の表面または裏面測定に際して、
そのいずれか一方の近傍のみにフォーカスゾーンを定め
てその範囲を外れないようにサーボ回路22を制御する
ためのものである。リミット判定回路232は、対物レ
ンズ5の物理的な可動範囲の上限及び下限の範囲内でそ
の移動を制限するようにサーボ回路22を制御するもの
である。
The servo circuit 22 is controlled by a control circuit 23 including a CPU and a memory. The control circuit 23 functionally has a zone determination circuit 231, a limit determination circuit 232, and a switching circuit 233 for switching the outputs of these determination circuits and supplying them to the servo circuit 22 as a control signal. The zone determination circuit 231 measures the front surface or the back surface when the DUT 6 is a transparent body,
This is for defining the focus zone only in the vicinity of either one of them and controlling the servo circuit 22 so as not to deviate from the range. The limit determination circuit 232 controls the servo circuit 22 so as to limit the movement of the objective lens 5 within the upper limit and the lower limit of the physical movable range.

【0014】ゾーン判定回路231には、入力装置等を
用いて外部から入力されるフォーカスゾーンの上限値と
下限値が記憶される。リミット判定回路232にも同様
に、外部から入力されるリミットの上限値と下限値が記
憶される。そして、ゾーン判定回路231及びリミット
判定回路232は、設定されたフォーカスゾーンあるい
はリミットの上限値あるいは下限値に達すると、例えば
サーボ回路22の位置制御を行って対物レンズ5のそれ
以上の変位を止めるという制御を行う。例えば、通常動
作においては、切替回路233はリミット判定回路23
2の出力を選択する。そして透明体についてフォーカス
ゾーンを設定した測定を行う場合に、外部からの切替え
制御によりゾーン判定回路231の出力がサーボ回路2
2に送られるようになる。
The zone determination circuit 231 stores the upper limit value and the lower limit value of the focus zone input from the outside using an input device or the like. Similarly, the limit determination circuit 232 stores the upper limit value and the lower limit value of the limit input from the outside. Then, when the zone determination circuit 231 and the limit determination circuit 232 reach the upper limit value or the lower limit value of the set focus zone or limit, for example, the position control of the servo circuit 22 is performed to stop the further displacement of the objective lens 5. Control. For example, in normal operation, the switching circuit 233 causes the limit determination circuit 23 to operate.
Select 2 outputs. When the measurement is performed with the focus zone set on the transparent body, the output of the zone determination circuit 231 is output by the servo circuit 2 by the switching control from the outside.
It will be sent to 2.

【0015】図2(a)(b)は、サーボ回路22の具
体構成例である。測定面変位と対物レンズ変位とから誤
差信号を得る加算器221、その誤差信号を増幅する増
幅器222、位相補償回路223、振幅制限回路22
4、駆動アンプ225及びこれにより駆動されるコイル
11により制御ループが構成される。振幅制限回路22
4がこのサーボ回路22の機能を制限する為に設けられ
たもので、前述のフォーカスゾーン判定回路231また
はリミット判定回路232の判定結果に応じて、ここで
制御信号振幅が制限され、位置制御がなされることにな
る。リミット設定及びフォーカスゾーン設定の為に、制
御ループ内の振幅制限回路224の前にループをオン/
オフするスイッチSW1が設けられ、また合焦点位置判
定回路227及びサーボ回路がオフの時に外部からの駆
動指令によりアクチュエータを駆動するための駆動信号
回路228が設けられている。
2 (a) and 2 (b) show a concrete configuration example of the servo circuit 22. As shown in FIG. An adder 221, which obtains an error signal from the displacement of the measurement surface and the displacement of the objective lens, an amplifier 222 which amplifies the error signal, a phase compensation circuit 223, and an amplitude limiting circuit 22.
4, the drive amplifier 225 and the coil 11 driven by the drive amplifier 225 form a control loop. Amplitude limiting circuit 22
4 is provided to limit the function of the servo circuit 22, and the control signal amplitude is limited here according to the determination result of the focus zone determination circuit 231 or the limit determination circuit 232, and the position control is performed. Will be done. The loop is turned on / off before the amplitude limiting circuit 224 in the control loop for limit setting and focus zone setting.
A switch SW1 for turning off is provided, and a drive signal circuit 228 for driving the actuator according to a drive command from the outside when the focusing position determination circuit 227 and the servo circuit are off is provided.

【0016】振幅制限回路224は、図2(b)に示す
ように、リミット/フォーカスゾーン判定回路231,
232からの上限値及び下限値と位相補償回路223の
出力を比較する二つの比較回路233,234と、これ
らの比較結果により切替えられて、位相補償回路223
の出力が上限値より大きいときに上限値を出力し、下限
値より小さいときに下限値を出力するスイッチ235,
236が設けられている。また、リミット/フォーカス
ゾーン設定モードではこの振幅制限回路をスルー状態と
して駆動信号回路228の出力を直接駆動アンプ225
に送るように、切替えスイッチSW2が設けられてい
る。
The amplitude limiter circuit 224, as shown in FIG. 2B, has a limit / focus zone determination circuit 231,
Two comparison circuits 233 and 234 that compare the upper limit value and the lower limit value from 232 with the output of the phase compensation circuit 223, and the phase compensation circuit 223 is switched depending on the comparison result.
Switch 235 that outputs the upper limit value when the output of is larger than the upper limit value, and outputs the lower limit value when the output is smaller than the lower limit value.
236 is provided. Further, in the limit / focus zone setting mode, the output of the drive signal circuit 228 is directly set to the drive amplifier 225 by setting the amplitude limiting circuit in the through state.
A changeover switch SW2 is provided so as to send to the.

【0017】図3は、この実施例の装置の対物レンズ5
を含むアクチュエータ31部分の可動範囲を示す模式的
な側面図である。アクチュエータ31は、その可動範囲
が上限は変位検出器15により、下限はケース32によ
り物理的に決定されている。そしてこの実施例では、上
下動するアクチュエータ31が上述の可動範囲より僅か
に狭い範囲に制限されるように、図示のようなリミット
上限値とリミット下限値が設定される。また透明体の表
路面測定または裏面測定を行う場合にはそのフォーカス
ゾーンとして、図示のようなフォーカスゾーン上限値と
フォーカスゾーン下限値が設定されることになる。
FIG. 3 shows the objective lens 5 of the apparatus of this embodiment.
3 is a schematic side view showing a movable range of a portion of an actuator 31 including an arrow. The upper limit of the movable range of the actuator 31 is physically determined by the displacement detector 15, and the lower limit thereof is physically determined by the case 32. In this embodiment, the upper limit value and the lower limit value are set as shown so that the vertically moving actuator 31 is limited to a range slightly narrower than the movable range. Further, when the front road surface measurement or the back surface measurement of the transparent body is performed, the focus zone upper limit value and the focus zone lower limit value as shown are set as the focus zones.

【0018】次に、具体的なリミット設定及びフォーカ
スゾーン設定の動作を説明する。これらのリミット設定
及びフォーカスゾーン設定動作は、図2(a)のスイッ
チSW1によりサーボループをオフにし、図2(b)の
スイッチSW2を設定無効(スルー状態)にして行われ
る。図4は、リミット設定の動作フローである。まずア
クチュエータ31をゆっくり下方に動かしてその下端を
ケース32に当てる(S11)。この状態で変位検出器
15を0セットする(S12)。次いで、アクチュエー
タ31をゆっくり上方に動かして、所定カウント値のと
ころで止め、その駆動信号出力値をリミット下限値とし
て設定する(S13)。引き続きアクチュエータ31を
上方に動かして変位検出器15に当てる(S14)。そ
して、アクチュエータ31をゆっくり下方に動かして、
所定カウント値とのところで止めて、その駆動信号出力
値をリミット上限値として設定する(S15)。以上に
よりリミット設定が終了し、スイッチSW1を上に切替
えてサーボ機構をON、スイッチSW2を下に切替えて
設定有効状態として通常測定動作に入る(S16)。
Next, the operation of specific limit setting and focus zone setting will be described. These limit setting and focus zone setting operations are performed by turning off the servo loop by the switch SW1 of FIG. 2A and invalidating the setting of the switch SW2 of FIG. 2B (through state). FIG. 4 is an operation flow of limit setting. First, the actuator 31 is slowly moved downward and the lower end thereof is brought into contact with the case 32 (S11). In this state, the displacement detector 15 is set to 0 (S12). Next, the actuator 31 is slowly moved upward and stopped at a predetermined count value, and the drive signal output value is set as the lower limit limit value (S13). Subsequently, the actuator 31 is moved upward and applied to the displacement detector 15 (S14). Then slowly move the actuator 31 downward,
It stops at a predetermined count value and sets the drive signal output value as the upper limit limit value (S15). With the above, the limit setting is completed, the switch SW1 is switched to the upper position to turn on the servo mechanism, the switch SW2 is switched to the lower position to enter the setting valid state, and the normal measurement operation is started (S16).

【0019】フォーカスゾーン設定動作には、次の二通
りの方法がある。第1の方法は、実際に予備測定を行っ
て、図3に示すフォーカスゾーンの上限値と下限値を設
定する。第2の方法は、任意の現在値を基準として、そ
の±Zという形でフォーカスゾーンの上限値と下限値を
設定する。
There are the following two methods for the focus zone setting operation. In the first method, preliminary measurement is actually performed to set the upper limit value and the lower limit value of the focus zone shown in FIG. The second method sets an upper limit value and a lower limit value of the focus zone in the form of ± Z with respect to an arbitrary current value.

【0020】第1の方法の場合、予備測定には、図5に
示すように被測定物である透明体の表面位置(破線)よ
り僅かに表面位置が低いゲージブロック51と僅かに表
面位置が高いゲージブロック52が用いられる。そして
図6に示すように、まずブロック51を測定テーブルに
おいてその表面に合焦させ、フォーカスゾーンの下限値
を設定する(S21)。次いで、ブロック52を測定テ
ーブルにおいて、その表面に合焦させ、フォーカスゾー
ンの上限値を設定する(S22)。そしてサーボ機構を
オンにして通常動作に入る(S23)。
In the case of the first method, in the preliminary measurement, as shown in FIG. 5, the gauge block 51 whose surface position is slightly lower than the surface position (broken line) of the transparent body to be measured and the surface position slightly A high gauge block 52 is used. Then, as shown in FIG. 6, the block 51 is first focused on the surface of the measurement table, and the lower limit value of the focus zone is set (S21). Then, the block 52 is focused on the surface of the measurement table, and the upper limit value of the focus zone is set (S22). Then, the servo mechanism is turned on to start the normal operation (S23).

【0021】第2の方法の場合、図7に示すように、現
在位置からアクチュエータを−Z[μm ]動かして、フ
ォーカスゾーンの下限値を設定する(S31)。次いで
アクチュエータを+2Z[μm ]、即ち現在位置から+
Z[μm ]の位置まで動かして、フォーカスゾーンの上
限値を設定する(S32)。そしてサーボ機構をオンに
して通常動作に入る(S33)。
In the case of the second method, as shown in FIG. 7, the actuator is moved by -Z [μm] from the current position to set the lower limit value of the focus zone (S31). Then move the actuator to + 2Z [μm], that is, from the current position +
It is moved to the position of Z [μm] to set the upper limit value of the focus zone (S32). Then, the servo mechanism is turned on to start the normal operation (S33).

【0022】この実施例において、リミット設定とフォ
ーカスゾーン設定を同時に行った場合、切替えによりい
ずれかを優先させることができる。フォーカスゾーン設
定を優先させて例えば、透明体の表面のスキャン検査を
行う場合を説明すると次のようになる。フォーカスゾー
ン設定がなければ、変位によって得られるフォーカスエ
ラー信号は、図8に示すように透明体の表面位置と裏面
位置でゼロ値となり、合焦位置が2箇所有り得る。従っ
て前述のように傷等があった場合に誤って裏面に合焦す
る可能性がある。これに対して、図8に示すような範囲
にフォーカスゾーンが限定されていれば、誤動作が防止
できることになる。リミット機能を優先させれば、対物
レンズの移動範囲をソフトに限定して、勢いよくケース
等にぶつかるといった事態が防止され、測定装置の信頼
性が高いものとなる。
In this embodiment, when the limit setting and the focus zone setting are performed at the same time, either one can be prioritized by switching. The case where the scan inspection of the surface of the transparent body is performed by giving priority to the focus zone setting will be described as follows. If the focus zone is not set, the focus error signal obtained by the displacement has zero values at the front surface position and the back surface position of the transparent body as shown in FIG. 8, and there may be two focus positions. Therefore, there is a possibility that the back surface is erroneously focused when there is a scratch or the like as described above. On the other hand, if the focus zone is limited to the range shown in FIG. 8, malfunction can be prevented. If the limit function is prioritized, the range of movement of the objective lens will be limited to software, and the situation of violent collision with the case or the like will be prevented, and the reliability of the measuring device will be high.

【0023】なお実施例では、アクチュエータの可動範
囲を、上限が変位検出器、下限がケースとして説明した
が、これら以外のもので物理的に可動範囲が制限される
場合、例えば上限がコイルとマグネットにより決まると
いった場合もあり、その場合も本発明は有効である。ま
た実施例ではピンホール法を用いたが他の合焦点方式の
場合にも本発明を同様に適用することができる。
Although the upper limit of the movable range of the actuator is the displacement detector and the lower limit is the case in the embodiment, when the movable range is physically limited by other than these, for example, the upper limit is the coil and the magnet. In some cases, the present invention is effective. Further, although the pinhole method is used in the embodiment, the present invention can be similarly applied to other focusing methods.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、合焦
点変位測定装置において、対物レンズの移動範囲を限定
すべくサーボ回路動作を制御する手段を設けることによ
って、透明体測定での誤測定の防止や、測定の信頼性向
上を光ることができる。
As described above, according to the present invention, in the focus displacement measuring apparatus, by providing the means for controlling the servo circuit operation so as to limit the moving range of the objective lens, the error in the transparent body measurement can be prevented. It is possible to prevent the measurement and improve the reliability of the measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係る合焦点変位測定装置
の構成を示す。
FIG. 1 shows the configuration of a focusing point displacement measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施例のサーボ回路構成を示す。FIG. 2 shows a servo circuit configuration of the same embodiment.

【図3】 同実施例のリミット/フォーカスゾーン設定
の様子を示す。
FIG. 3 shows how limit / focus zones are set in the same embodiment.

【図4】 同実施例のリミット設定の動作フローを示
す。
FIG. 4 shows an operation flow of limit setting of the embodiment.

【図5】 同実施例のフォーカスゾーン設定の為の予備
測定法を示す。
FIG. 5 shows a preliminary measurement method for setting a focus zone in the same example.

【図6】 第1の方法によるフォーカスゾーン設定の動
作フローを示す。
FIG. 6 shows an operation flow of focus zone setting by the first method.

【図7】 第2の方法によるフォーカスゾーン設定の動
作フローを示す。
FIG. 7 shows an operation flow of focus zone setting by the second method.

【図8】 同実施例によるフォーカスゾーン制御の動作
を示す。
FIG. 8 shows an operation of focus zone control according to the same embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体レーザ、2…偏光ビームスプリッタ、3…1
/4波長板、4…コリメートレンズ、5…対物レンズ、
6…被測定物、7…結像レンズ、8…ビームスプリッ
タ、9,10…受光素子、11…コイル、12…マグネ
ット、13…スケール、14…エンコーダ、15…変位
検出器、21…フォーカスエラー信号発生回路、22…
サーボ回路、23…制御回路、24,25…絞り、23
1…フォーカスゾーン判定回路、232…リミット判定
回路、233…切替え回路。
1 ... Semiconductor laser, 2 ... Polarization beam splitter, 3 ... 1
/ 4 wavelength plate, 4 ... Collimating lens, 5 ... Objective lens,
6 ... Object to be measured, 7 ... Imaging lens, 8 ... Beam splitter, 9, 10 ... Light receiving element, 11 ... Coil, 12 ... Magnet, 13 ... Scale, 14 ... Encoder, 15 ... Displacement detector, 21 ... Focus error Signal generation circuit, 22 ...
Servo circuit, 23 ... Control circuit, 24, 25 ... Aperture, 23
1 ... Focus zone judging circuit, 232 ... Limit judging circuit, 233 ... Switching circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物に対物レンズを介して光ビーム
を照射する光ビーム照射手段、及び被測定物からの反射
光ビームを受光する受光手段を有する光学系と、 前記対物レンズの変位量を検出する変位検出手段と、 前記受光手段の出力信号を処理してフォーカスエラー信
号を発生するフォーカスエラー信号発生手段と、 前記フォーカスエラー信号と前記変位検出手段の出力に
基づいて前記対物レンズを合焦点位置まで駆動するサー
ボ回路手段と、 外部からの設定情報に基づいて前記対物レンズの移動範
囲を限定すべく前記サーボ回路手段の動作を制御する制
御手段とを有することを特徴とする合焦点型変位測定装
置。
1. An optical system having a light beam irradiating means for irradiating an object to be measured with a light beam through an objective lens and a light receiving means for receiving a reflected light beam from the object to be measured, and a displacement amount of the objective lens. Displacement detection means, a focus error signal generation means for processing an output signal of the light receiving means to generate a focus error signal, and a combination of the objective lens based on the focus error signal and the output of the displacement detection means. Focusing type characterized by having servo circuit means for driving to a focal position and control means for controlling the operation of the servo circuit means for limiting the movement range of the objective lens based on setting information from the outside. Displacement measuring device.
【請求項2】 前記制御手段は、前記被測定物が透明体
である場合の表面または裏面測定に際して、そのいずれ
か一方の近傍のみにフォーカスゾーンを定めてその範囲
を外れないように前記サーボ回路手段を制御するゾーン
判定手段を有することを特徴とする請求項1記載の合焦
点型変位測定装置。
2. The servo circuit, when measuring the front surface or the back surface when the object to be measured is a transparent body, defines a focus zone only in the vicinity of either one of them and prevents the servo circuit from deviating from the range. 2. The in-focus type displacement measuring device according to claim 1, further comprising zone determining means for controlling the means.
【請求項3】 前記制御手段は、前記対物レンズの物理
的な可動範囲の上限及び下限の範囲内で対物レンズの移
動を制限するように前記サーボ回路手段を制御するリミ
ット判定手段を有することを特徴とする請求項1記載の
合焦点型変位測定装置。
3. The control means includes limit determination means for controlling the servo circuit means so as to limit the movement of the objective lens within a range of an upper limit and a lower limit of a physical movable range of the objective lens. The in-focus displacement measuring device according to claim 1.
JP08913594A 1994-04-04 1994-04-04 Focusing type displacement measuring device Expired - Fee Related JP3452636B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08913594A JP3452636B2 (en) 1994-04-04 1994-04-04 Focusing type displacement measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08913594A JP3452636B2 (en) 1994-04-04 1994-04-04 Focusing type displacement measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07280555A true JPH07280555A (en) 1995-10-27
JP3452636B2 JP3452636B2 (en) 2003-09-29

Family

ID=13962443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08913594A Expired - Fee Related JP3452636B2 (en) 1994-04-04 1994-04-04 Focusing type displacement measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3452636B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017188731A (en) * 2016-04-01 2017-10-12 株式会社ミツトヨ Imaging system and imaging method
CN110057313A (en) * 2019-03-21 2019-07-26 天津大学 A kind of automatic laser focusing shape measurement system
JP2019190920A (en) * 2018-04-20 2019-10-31 株式会社キーエンス Shape measuring apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017188731A (en) * 2016-04-01 2017-10-12 株式会社ミツトヨ Imaging system and imaging method
CN107272192A (en) * 2016-04-01 2017-10-20 株式会社三丰 Camera system and image capture method
JP2019190920A (en) * 2018-04-20 2019-10-31 株式会社キーエンス Shape measuring apparatus
CN110057313A (en) * 2019-03-21 2019-07-26 天津大学 A kind of automatic laser focusing shape measurement system

Also Published As

Publication number Publication date
JP3452636B2 (en) 2003-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0369025A (en) Method for focus adjustment of optical disk device
JP3452636B2 (en) Focusing type displacement measuring device
US5293365A (en) Track control circuit for optical card recording/reproducing apparatus
JPS58218053A (en) Track access device
US6664524B2 (en) Focusing method
JP3409917B2 (en) Method and apparatus for measuring thickness of transparent body
JP3802374B2 (en) Focusing servo device
JPH10162375A (en) Focusing servo mechanism
JP2616941B2 (en) Focus control device
KR100230236B1 (en) Focusing servo device of optical disk
JP3190783B2 (en) Focusing servo mechanism
KR100224800B1 (en) Method and device of lens actuating
JPH02259711A (en) Method for controlling autofocusing
JPH07129977A (en) Optical pickup device
JPH0621049Y2 (en) Tracking adjustment circuit
JP2858772B2 (en) Optical playback device
JPH08145625A (en) Optical displacement measuring apparatus
JP2738861B2 (en) Master exposure equipment
JPH05157958A (en) Autofocusing controller
JPH02216634A (en) Exposure device for optical master disk
JPH03105202A (en) Automatic focus controlling apparatus
JPH0763984A (en) Focusing servo mechanism
JPH0264918A (en) Focus controller
JPS6199946A (en) Optical information reproducing device
JPH06194118A (en) Optical sensor

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130718

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees