JPH0772378A

JPH0772378A - 合焦装置

Info

Publication number: JPH0772378A
Application number: JP5218898A
Authority: JP
Inventors: Manabu Sato; 学佐藤; Atsushi Matsuno; 淳松野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-09-02
Filing date: 1993-09-02
Publication date: 1995-03-17
Also published as: US5530237A

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラス等の透明基板のような物質を検査する
場合に、被検物の裏面からの反射光束の影響を排除し、
表面の位置を正確に検出して合焦を行う合焦装置を提供
すること。【構成】落射照明型の顕微鏡の合焦装置において、被
検物からの反射光束を２つに分割する光分割手段を設
け、分割後の反射光束をそれぞれ異なる受光部材で受光
し、一方の反射光束については、光分割手段と受光部材
の間に、被検物の裏面からの反射光束を遮断する遮光部
材を設置し、前記２種類の受光方法による受光部材の出
力に基づいて合焦を行う制御手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対物レンズと被検面と
の相対位置の合焦装置に関するものであり、例えば、顕
微鏡の合焦装置に好適なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】落射照明型の顕微鏡に用いられる合焦装
置は、例えば米国特許第３７２１８２７号で開示されて
いる。この装置は図１０に示す通り、測定用光源１０１
と集光レンズ１０２とスリット板１０３とからなるスリ
ット光源を持ち、スリット光源光束の光路のうちの集光
レンズ１０２の光軸を含む面で２分される一方の光路１
１１は遮光板１０４によって遮断される。スリット光源
光束のうち他方の光路１１２を通った光束はハーフミラ
ー１０５によって反射され、光軸の左側の光路１１４を
通って対物レンズ１０６へ入射し、被検面１０７に結像
する。被検面１０７からの反射光束は光軸の右側の光路
１１４を通って対物レンズ１０６を通過し、受光素子１
０８の受光面上に再結像する。受光素子１０８の受光面
は光軸を面として２分されており、２つの受光領域１０
８ａ、１０８ｂからそれぞれ出力が得られる。

【０００３】対物レンズ１０６と被検面１０７との位置
関係が合焦状態にある時、被検面１０７からの反射光束
は受光領域１０８ａと受光領域１０８ｂの境界線上に再
結像する。対物レンズ１０６と被検面１０７との位置関
係が合焦状態よりも離れている時、被検面１０７からの
反射光束は受光素子１０８の受光面よりも手前で再結像
し（前ピン状態）、受光領域１０８ａへ入射する。対物
レンズ１０６と被検面１０７との位置関係が合焦状態よ
りも接近している時（後ピン状態）は、被検面１０７か
らの反射光束の再結像位置は受光素子１０８よりも後ろ
となり、受光面上では反射光束は受光領域１０８ｂに入
射する。

【０００４】受光領域１０８ａと受光領域１０８ｂとの
出力の差動信号が正のときは前ピン状態、負のときは後
ピン状態、零のときは合焦状態と判断することが可能で
ある。この差動信号から被検面の位置を判断して自動的
に位置合わせをすることが可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、液晶ディスプレ
イなどの普及によりガラス等の透明基板上に形成された
液晶パターンの検査が産業上の重要な要素となりつつあ
るが、この検査には顕微鏡を用いるのが一般的である。
しかし、図１０に示した従来の装置を用いて液晶基板の
検査を行うと、以下に述べる理由により正確な合焦状態
が得られない。即ち、ガラスは反射率が低い物質であ
り、被検物の表面からの反射光束と被検物の裏面からの
反射光束の強度が同程度となる。対物レンズと被検物の
表面との位置関係が合焦状態にある場合、被検物の表面
からの反射光束の再結像位置は受光素子の受光面上にあ
るが、被検物の裏面からの反射光束は受光素子の受光面
より手前で再結像し、受光面上の受光領域１０８ａに入
射することになる。そのため、被検面の表面に合焦して
いるにもかかわらず、受光素子からは非合焦を表す差動
信号が出力され、合焦装置は合焦状態と判断しない。

【０００６】本発明は、ガラス等の透明基板のように反
射率が低く、表面からの反射光束と表面以外からの反射
光束の強度に大きな差がない物質を検査する場合に、裏
面の反射光束の影響を排除し、表面の位置を正確に検出
して合焦を行う合焦装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明は前記の目的を達成
するために、光源光束を結像光学系の瞳の一方を通して
被検物上に結像し、前記結像光学系の瞳の他方の側を通
過した前記被検物からの反射光束に基づいて前記被検物
と前記結像光学系とを相対移動して合焦を行う合焦装置
において次の要素を設けた。

【０００８】被検物からの反射光束を第１の反射光束と
第２の反射光束とに分割する光分割手段を設け、第１の
反射光束は第１の受光部材で受光し、第２の反射光束は
第２の受光部材で受光する。光分割手段と第２の受光部
材との間には、第２の反射光束に含まれる被検物の裏面
からの反射光束を遮断する遮光部材を設置する。合焦の
ための制御手段としては、第１の受光部材の出力と第２
の受光部材の出力とに基づいて被検面と結像光学系とを
相対移動させて達成する制御手段を設けた。

【０００９】この制御手段は、請求項２に記載の通り、
第１の受光部材の出力に基づいて被検物と結像光学系と
を相対移動させ、その後、第２の受光部材の出力に基づ
いて被検物と結像光学系とを相対移動して合焦を行うこ
とが好ましい。また、遮光部材は、請求項３に記載の通
り、結像光学系に関して、被検物の表面と光学的に共役
な面と被検物の裏面と光学的に共役な面との間に配置す
ることが好ましい。

【００１０】

【作用】被検物の表面に対して合焦状態にあるとき、被
検物からの反射光束は光分割手段により第１の反射光束
と第２の反射光束に分割される。第１の反射光束は第１
の受光部材に入射する。第２の反射光束は、そのうちの
裏面からの反射光束の成分を遮光部材によってカットさ
れる。遮光部材によってカットされなかった表面からの
反射光束の成分は第２の受光部材に入射する。制御手段
は第１の受光部材と第２の受光部材の出力に基づいて結
像光学系と被検面との相対位置制御を行う。

【００１１】尚、遮光部材の作用により、第２の受光部
材に被検面からの反射光束が入射しない場合が考えられ
る。その場合には、前記の制御手段は第１の受光部材の
出力に基づいて被検物と結像光学系の相対位置制御を行
い、その後に、第２の受光部材の出力に基づいて被検物
と結像光学系の相対位置制御を行う。また、遮光部材の
具体的な位置としては、結像光学系に関して被検物の表
面と光学的に共役な面と、被検物の裏面と光学的に共役
な面との間に設置するのが適切である。裏面からの反射
光束は、表面からの反射光束の結像位置よりも手前の結
像光学系の光軸上で結像し、結像点を焦点として、結像
位置に至るまでの光路とは点対称な光路を描く。この光
路上に遮光部材を設置することにより、遮光部材は被検
物の裏面からの反射光束のみを遮断し、対象とする被検
面である被検物の表面からの反射光束は通過させること
が可能である。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例による顕微鏡の光学
的構成を示す。図１の顕微鏡は観察光学系１と照明光学
系９とＡＦ光学系１２とから構成されており、観察光学
系１は第１対物レンズ２と、第２対物レンズ３と、俯視
プリズム４と、接眼レンズ５とを有する。第１対物レン
ズ２と第２対物レンズ３との間には平行光路が形成され
ており、この平行光路にはダイクロイックミラー７と、
ハーフミラー８とが光軸に対してそれぞれ４５度の角度
で設置されている。ダイクロイックミラー７は赤外光を
反射し可視光を透過する特性を有する。

【００１３】照明系９は可視光線を射出する照明光源１
０と集光レンズ１１とを有し、照明光束はハーフミラー
８によって反射され、上記の平行光路に導かれる。ＡＦ
光学系１２は、赤外光を射出するＬＥＤ１３と集光レン
ズ１４とスリット板１５とからなるスリット光源，フィ
ールドレンズ１８，第１の電荷結合素子（ＣＣＤ）２
０，第２の電荷結合素子（ＣＣＤ）２２等を有する。ス
リット板１５のスリットの長手方向は、紙面に対して垂
直方向に延びている。スリット光源光束がフィールドレ
ンズ１８に到達するまでの光路上には遮光板１６と、ハ
ーフミラー１７とが設置されている。遮光板１６はその
一端が光軸Ａｘ２と一致するように設置され、光軸Ａｘ
２を含み紙面に垂直な面を境に光路の上方半分を遮断す
る。光路の下方半分を通過した光束は制御装置２６によ
って矢印方向に移動可能な移動ステージ２５上、また
は、制御装置２８により矢印の方向に移動可能な光学系
２７を有する顕微鏡のステージ２５上に置かれた被検物
Ｓ上で結像する。本実施例における被検物としては液晶
基板等のように、その表面にパターンが形成された透明
基板が適用される。

【００１４】ハーフミラー１７により曲げられた反射光
路（光軸Ａｘ３を光軸とする光路）上にはハーフミラー
１９が設置されている。ハーフミラー１９と第２のＣＣ
Ｄ２２の間の光路上には遮光板２１が設置されている。
遮光板２１は、光軸Ａｘ３に対して垂直な方向に関して
は、その右端が光軸Ａｘ３と一致するように設置されて
おり、光軸Ａｘ３の方向に関しては、光軸Ａｘ３上の被
検物Ｓの表面に共役な面と被検物Ｓの裏面に共役な面と
を含む２面の間の領域に設置されている。

【００１５】以下、図１の実施例の動作を説明する。ス
リット板１５から射出したスリット光源光束（赤外光）
は遮光板１６によって上方半分が遮光され、下方半分が
ハーフミラー１７を通過し、フィールドレンズ１８によ
って平行光束となる。平行光束はダイクロイックミラー
７で反射し、平行光路の左側半分を介して第１対物レン
ズ２に入射し、透明基板上に結像する。被検面からの反
射光束は平行光路の右側半分を介し、ダイクロイックミ
ラー７、フィールドレンズ１８を経て収束光となる。収
束光となった反射光束の光路はハーフミラー１７で曲げ
られ、ハーフミラー１９で反射される第１光路とハーフ
ミラー１９を透過する第２光路とに２分される。

【００１６】第１対物レンズ２と被検物Ｓの表面２３と
の関係が合焦状態にあるならば、実線で図示した被検物
Ｓの表面２３からの反射光束ＬＯ１は第２光路の光軸Ａ
ｘ３の右側を透過し、遮光板２１で遮断されることなく
第２のＣＣＤ２２の受光面上に再結像する。またこの
時、破線で図示した被検物Ｓの裏面２４からの反射光束
ＬＯ２は遮光板２１よりも手前で再結像して光軸Ａｘ３
の左側に至り、遮光板２１で遮断される。

【００１７】焦点位置検出を開始した時点で第１対物レ
ンズ２と被検物との関係が合焦位置よりも離れていて、
被検物Ｓの表面２３からの反射光束ＬＯ１の再結像位置
が、光軸Ａｘ３上の遮光板２１が設置されている位置よ
りも手前ならば（前ピン状態）、第２のＣＣＤ２２には
ＬＯ１，ＬＯ２、いずれの反射光束も到達せず（図２
（ａ）上）、第２のＣＣＤ２２からの電荷蓄積量を表す
信号出力はない（図２（ａ）下）。この場合、図２
（ｂ）に示すように第１のＣＣＤ２０には両反射光束Ｌ
Ｏ１，ＬＯ２が入射しているので、その信号出力（図２
（ｂ）下）を用いて「仮の合焦状態（図３（ｂ））」を
得るための位置合わせ（粗調整）を開始する。移動ステ
ージ２５の上昇に伴って被検物Ｓの表面２３が「仮の合
焦位置」に近づくと、第２のＣＣＤ２２に光束が到達す
るようになり（図３（ａ）上）、第２のＣＣＤ２２から
出力信号（図３（ａ）下）が得られるようになる。その
後、この第２のＣＣＤ２２の出力信号に対応して制御装
置２６は移動ステージ２５を上下させ、「真の合焦状態
（図４（ａ））」を得るための位置合わせ（微調整）を
行う。

【００１８】ただし、前ピン状態から「仮の合焦状態」
を経由して「真の合焦状態」に移行すると、一度「真の
合焦状態」を通過してしまってから再度「真の合焦状
態」を得る動作をする事になる。つまり、粗調整のため
に移動ステージ２５を上昇させた後、微調整のために移
動ステージ２５を下降させる事となり、スループットを
低下させることになる。そこで、粗調整の過程において
第２のＣＣＤ２２に光束が入射して第２のＣＣＤ２２か
らの出力信号が得られた瞬間に、第２のＣＣＤを用いた
微調整段階に入るようにし、移動ステージ２５の上昇の
みで焦点位置を検出するように構成することが好まし
い。

【００１９】尚、焦点位置検出を開始した時点で第１対
物レンズ２と被検面との関係が合焦位置よりも近く、被
検物Ｓの表面２３からの反射光束ＬＯ１の再結像位置が
第２のＣＣＤ２２の受光面よりも後方である場合（後ピ
ン状態）は、第１のＣＣＤ２０，第２のＣＣＤ２２の信
号出力はほぼ同一であり（図５）、この場合は第２のＣ
ＣＤ２２の信号出力を用いて「真の合焦状態（図４
（ａ））」を得るための微調整を実行する。

【００２０】図６を用いて電気信号処理系について説明
する。図６は本発明の一実施例の回路図である。回路全
体の制御を行う中央処理ユニット（以下ＣＰＵという）
３０はディジタル／アナログコンバータ（Ｄ／Ａコンバ
ータ）３１にディジタル信号を出力し、Ｄ／Ａコンバー
タ３１はこの信号をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａコ
ンバータ３１から出力されたアナログ信号は電圧／電流
変換器３２に入力される。したがって、電圧／電流変換
器３２はＣＰＵ３０の出力に対応した量の電流をＬＥＤ
１３に流す。ＤＣクランプ回路３３は第１のＣＣＤ２０
あるいは第２のＣＣＤ２２の出力信号のＤＣオフセット
分をキャンセルして出力し、ピーク／ホールド回路３４
はこの出力のピークレベルを検出する。検出されたピー
クレベルは信号レベルモニター回路３５を介してＣＰＵ
３０に入力され、ＣＰＵ３０はそのレベルが適切である
かを判断する。信号レベルモニター回路３５の入力側に
は切り換えスイッチ４４が設けられており、後述するよ
うに信号レベルモニター回路３５の入力を切り換える。
上記のＣＰＵ３０と、Ｄ／Ａコンバータ３１と、電圧／
電流変換器３２とにより光量調節回路系が形成されてい
る。

【００２１】ＬＥＤ１３の赤外光束を受けた第２のＣＣ
Ｄ２２は、その受光面上における受光光量分布を表す信
号を出力する。この信号はＤＣクランプ回路３３、ピー
ク／ホールド回路３４を介して信号レベルモニター回路
３５に入力され、そのピークレベルがＣＰＵ３０で判断
される。Ｄ／Ｃクランプ回路の入力側には切り換えスイ
ッチ３６が設けられ、後述する如くＣＰＵ３０の命令に
よって切り換えられる。上記のＣＰＵ３０と、第２のＣ
ＣＤ２２と、切り換えスイッチ３６により受光素子選択
回路系が形成されている。

【００２２】プログラマブル・ゲイン・アンプ回路（Ｐ
ＧＡ回路）３７はＤＣクランプ回路３３からの出力を増
幅し、その出力はピーク／ホールド回路３８に入力さ
れ、そのピークレベルがＣＰＵ３０で判断される。上記
のＣＰＵ３０と、ＰＧＡ回路３７とにより利得調節回路
系が形成されている。積分回路３９はＰＧＡ回路３７か
らの出力値を積分し、積分回路３９の出力は割り算器４
０を通って規格化される。サンプル／ホールド４１は、
あらかじめ設定されたサンプル時間における積分値をピ
ークレベルとしてホールドする。割り算器４０とサンプ
ル／ホールド４１との出力は共に差動回路４２に入力さ
れ、その差が出力として得られる。差動回路４２とサン
プル／ホールド４１との出力は差動回路４３に入力さ
れ、その出力が制御信号となる。上記の積分回路３９
と、割り算器４０と、サンプル／ホールド４１と、差動
回路４２と、差動回路４３とから焦点検出回路系が形成
されている。

【００２３】以下に、図６、図７、図８、図９を用いて
電気信号処理の動作を説明する。信号処理の開始時にお
いて、切り換えスイッチ４４はＤ／Ｃクランプ回路３３
の出力側のピーク／ホールド回路３４に接続されてい
る。（１）光源の調整ＣＰＵ３０の与えたデータによりＬＥＤ１３から赤外光
束が出力され、この赤外光束を受けた第１のＣＣＤ２０
あるいは第２のＣＣＤ２２からはその光量に応じた信号
が出力される。ＣＰＵ３０はこの信号のピークレベルが
適切なものであるかを判断し、不適切であれば新たなデ
ータを出力する。この動作は第１のＣＣＤ２０あるいは
第２のＣＣＤ２２からの出力が適切となるまで繰り返さ
れる（図９のフローチャートにおけるステップ２）。

【００２４】（２）ＣＣＤの選択光源の調光が完了すると、ＣＰＵ３０は第２のＣＣＤ２
２から出力される信号のピークレベルをチェックする
（ステップ３）。これがあらかじめ設定された下限レベ
ルを下回った場合、ＣＰＵ３０は第１のＣＣＤ２０から
の信号を有効として切り換えスイッチ３６を操作し（ス
テップ４）、その他の場合は第２のＣＣＤ２２からの信
号を有効として切り換えスイッチ３６を操作する（ステ
ップ５）。

【００２５】（３）利得調整ＣＣＤの選択が完了すると、ＣＰＵ３０は切り換えスイ
ッチ４４の入力側をＤＣクランプ回路の出力からＰＧＡ
回路の出力に切り換える。ＣＰＵ３０はＰＧＡ回路３７
に任意のゲイン・データを与え、ピーク・レベルが適切
となるまで再度ＰＧＡ回路３７にゲイン・データを与え
る（ステップ６）。

【００２６】（４）焦点検出利得調整が完了すると、ＣＰＵ３０は切り換えスイッチ
４４の入力側をＰＧＡ回路３７の出力から積分回路３９
の出力に切り換える。図７にＣＣＤからの出力信号と時
間との関係のグラフを示し、図８に図７の信号の積分値
信号と時間との関係のグラフを示す。ＣＣＤからの出力
信号は積分回路３９を介して図８に示す積分値信号とな
る。

【００２７】理想的な積分値信号は図７の波形１である
が、積分回路３９の出力である積分値信号はＣＣＤから
の出力信号の単なる積分値信号であるので、光源の光量
が変化すると、積分値信号はＣＣＤの受光面上の光量の
分布が同じであっても異なった波形（図７の波形２，波
形３等）を示す。サンプル・ホールド回路４５は、ＣＰ
Ｕ３０の命令によってあらかじめ設定されたサンプル時
間（図７，図８のｔ２）における積分値信号の値（（Ａ
＋Ｂ），（Ａ’＋Ｂ’），（Ａ”＋Ｂ”）））をピーク
レベルとしてホールドする。割り算器４０は、各積分値
信号を、それぞれのピークレベルを分母とする信号に変
換する（規格化）。規格化により、積分値信号の変化は
常に波形１の変化と見なす事ができる。つまり、規格化
後の積分値信号はＣＣＤの受光面上の光量分布を表す信
号の積分値信号と見なすことができる。

【００２８】サンプル・ホールド回路４１は、ＣＰＵ３
０の命令により、あらかじめ設定されたサンプル時間
（図７，図８のｔ３）における積分値信号の値（Ａ）を
ホールドする。割り算器４０からの出力（Ａ＋Ｂ）とサ
ンプル・ホールド回路４１からの出力（Ａ）とを差動ア
ンプ４２に入力して出力（Ｂ）を得る。更に出力（Ａ）
と出力（Ｂ）とを差動アンプ４３に入力して（Ａ−Ｂ）
を算出し、結果が正の場合は後ピン、負の場合は前ピン
と判断し、図１の制御装置２６に信号を出力する（ステ
ップ７）。

【００２９】図９のフローチャ─トに示す通り、以上の
「（１）光源の調整」から「（４）焦点検出」までの電
気信号処理の動作はＣＣＤの出力１回につき１通り行わ
れ、ＣＣＤの出力サイクルに同期して繰り返される（ス
テップ１）。ガラス基板の検査は連続的な動作のもとに
行われるが、本発明に示す通り２種類の受光方法を用い
ることにより、第２の受光素子の受光範囲が狭い為に位
置検出装置が現状を見失うことがない。第１の受光素子
を用いた場合においても、第１の受光素子から第２の受
光素子への切り換えに要する時間は非常に短いため、使
用者は従来と同じ感覚で低反射率で光軸上に複数の合焦
状態を有する被検物を見ることができる。

【００３０】本実施例において、受光素子としてはＣＣ
Ｄラインセンサが最適であるが、ポジションセンサを使
用しても同様に実施可能である。また、２次元ＣＣＤを
用いることにより被検面の傾きを検出する機能を持たせ
ることができる。また、２分割センサを用いることも可
能であるが、この場合、第１の受光素子、及び、第２の
受光素子の位置設定を厳密に行う必要がある。これに対
してＣＣＤラインセンサは、電気的に２分割センサの分
割線に相当する位置を設定できるので、受光素子の設置
が容易であるという利点を有する。

【００３１】図１の説明において遮光板２１の光軸Ａｘ
３方向の位置は、被検物Ｓの表面２３に共役な面と被検
物Ｓの裏面２４に共役な面との間であると述べたが、こ
の２つの共役な面の間の距離は被検物の厚みや屈折率に
よって変化するものである。よって、より多くの被検物
に対応する意味においても遮光板２１は第２のＣＣＤ２
２に近い方が好ましい。

【００３２】ただし、遮光板２１が第２のＣＣＤ２２に
近いことは第２のＣＣＤ２２の受光範囲が狭いことと等
価である。ゆえに、被検物の屈折率や厚さが一定であり
被検物の表面に共役な面と被検物の裏面に共役な面とが
判明している場合は、その限界内で第２のＣＣＤ２２と
遮光板２１の距離を大きくすることで合焦精度を落とさ
ずに第２のＣＣＤ２２の受光範囲を大きくすることがで
きる。遮光板２１を被検物の厚さや屈折率によって移動
可能に設置し、位置を調節することも有効である。

【００３３】

【発明の効果】透明基板のような被検物でも本発明によ
れば基板の表面位置を高精度に検出することにより、極
めて正確な合焦状態を得ることができる。また、２つの
受光部材の出力を合焦状態に応じて選択することができ
るので、どのような合焦状態にあっても合焦出力が得ら
れなくなるという不都合が生じない。

【００３４】また、第２の受光部材に入射する光束の光
路上には遮光部材が設置されているので、第２の受光部
材の受光可能な範囲は第１の受光部材の受光可能な範囲
と比較すると狭い。しかし、第２の反射光束が完全に遮
光部材により遮断されて第２の受光部材からの出力が得
られない場合においても、第１の受光部材からの出力に
基づいて合焦した後に、第２の受光部材からの出力に基
づいて合焦する制御手段によれば、第１の受光部材から
の出力を用いて、第２の受光部材が受光可能な範囲の近
傍まで合焦することが可能である。その後に第２の受光
部材を用いて合焦を行うと、必ず正確な合焦状態に至
る。

【００３５】また、遮光部材を配置する位置を、結像光
学系に関して被検物の表面と光学的に共役な面と被検物
の裏面と光学的に共役な面との間とすることは、対象と
する被検物の屈折率や厚さが一定でない場合に有効であ
る。前記の２つの面の間の距離は被検物の屈折率や厚さ
によって変化するが、そのうちで最小の距離を対象に遮
光部材を設置すれば、被検物の変化に対して遮光部材の
位置を移動させる必要が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による光学的な構成を示す図で
ある。

【図２】（ａ）は前ピン状態での第２のＣＣＤの光学的
状態と信号出力の状態、（ｂ）は前ピン状態での第１の
ＣＣＤの光学的状態と信号出力の状態を示す図である。

【図３】（ａ）は前ピン状態での第２のＣＣＤの光学的
状態と信号出力の状態、（ｂ）は前ピン状態での第１の
ＣＣＤの光学的状態と信号出力の状態を示す図である。

【図４】（ａ）は前ピン状態での第２のＣＣＤの光学的
状態と信号出力の状態、（ｂ）は前ピン状態での第１の
ＣＣＤの光学的状態と信号出力の状態を示す図である。

【図５】（ａ）は前ピン状態での第２のＣＣＤの光学的
状態と信号出力の状態、（ｂ）は前ピン状態での第１の
ＣＣＤの光学的状態と信号出力の状態を示す図である。

【図６】本発明の実施例による電気回路の構成を示す回
路ブロック図である。

【図７】焦点位置検出の際の受光素子（ＣＣＤ）からの
出力信号と時間経過の関係を示すグラフである。

【図８】焦点位置検出の際の受光素子（ＣＣＤ）からの
出力信号の積分値信号と時間経過の関係を示すグラフで
ある。

【図９】実施例の動作を示すフローチャートである。

【図１０】従来の合焦装置の光学的な構成を示す図であ
る。

【主要部分の符号の説明】

１・・観察光学系、２・・第１対物レンズ、３・・第２対物レ
ンズ、７・・ダイクロイックミラー、１２・・ＡＦ光学系、
１３・・ＬＥＤ、１４・・集光レンズ、１５・・スリット板、
１６・・遮光板、１７・・ハーフミラー、１８・・フィールド
レンズ、１９・・ハーフミラー、２０・・第１のＣＣＤ、２
１・・遮光板、２２・・第２のＣＣＤ、２６・・制御装置、Ｓ
・・被検物、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源光束を結像光学系の瞳の一方の側を通
して被検物上に結像し、前記結像光学系の瞳の他方の側
を通過した前記被検物からの反射光束に基づいて前記被
検物と前記結像光学系とを相対移動して合焦を行う合焦
装置において、前記被検物からの反射光束を第１の反射光束と第２の反
射光束とに分割する光分割手段と、前記第１の反射光束を受光する第１の受光部材と、前記第２の反射光束を受光する第２の受光部材と、前記第２の反射光束に含まれる前記被検物の裏面からの
反射光束を遮断するために、前記光分割手段と前記第２
の受光部材との間に設けられた遮光部材と、前記第１の受光部材の出力と前記第２の受光部材の出力
とに基づいて前記被検面と前記結像光学系とを相対移動
させて合焦をおこなう制御手段とを備えたことを特徴と
する合焦装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記第１の受光部材の出
力に基づいて前記被検物と前記結像光学系とを相対移動
させ、その後、前記第２の受光部材の出力に基づいて前
記被検物と前記結像光学系とを相対移動して合焦を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の合焦装置。
【請求項３】前記遮光部材は、前記結像光学系に関し
て、前記被検物の表面と光学的に共役な面と前記被検面
の裏面と共役な面との間に配置されていることを特徴と
する請求項１に記載の合焦装置。