JPH08254650A - 焦点検出装置 - Google Patents

焦点検出装置

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Publication number
JPH08254650A
JPH08254650A JP7083407A JP8340795A JPH08254650A JP H08254650 A JPH08254650 A JP H08254650A JP 7083407 A JP7083407 A JP 7083407A JP 8340795 A JP8340795 A JP 8340795A JP H08254650 A JPH08254650 A JP H08254650A
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JP
Japan
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light
image
lens
light source
objective lens
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Application number
JP7083407A
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English (en)
Inventor
Yasuo Yonezawa
康男 米澤
Jiro Mizuno
次郎 水野
Masahiko Otomo
正彦 大友
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/24Base structure
    • G02B21/241Devices for focusing
    • G02B21/245Devices for focusing using auxiliary sources, detectors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Focusing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 物体面上の段差エッジの影響を受けにくく且
つ光の利用効率が高い、高精度な焦点検出装置を提供す
ること。 【構成】 本発明においては、対物レンズの光軸に関し
て2分された一方の領域を介して光源からの光を物体上
に導いて前記物体上に前記光源の像を投影するための像
投影手段と、前記光軸に関して2分された他方の領域を
介して前記物体上に形成された前記光源像からの光を受
光する受光手段とを備え、前記受光手段の出力に基づい
て前記対物レンズと前記物体との合焦情報を検出する焦
点検出装置において、前記像投影手段は、前記光軸に関
して2分された2つの領域の境界面に沿った方向におい
て第1屈折力を有し、前記光軸を含んで前記境界面と直
交する直交面に沿った方向において前記第1屈折力と実
質的に異なる第2屈折力を有する光学手段を有し、前記
光学手段は、前記物体上に形成される前記光源の像を前
記境界面に対応する面内方向に沿って細長い像に整形す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は焦点検出装置に関し、特
に落射照明型顕微鏡の焦点検出装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図4は、落射照明型顕微鏡に用いられる
従来の光源投影方式の焦点検出装置の構成を概略的に示
す図である。図示の装置では、例えば米国特許第4,7
98,948号公報に開示されているように、光源像を
直接物体上に結像投影し、物体からの反射像を受光素子
で検出する。すなわち、光源投影方式では、物体上に光
源像として点像を形成する。
【0003】図4に示す落射照明型顕微鏡は、観察すべ
き物体51側から、対物レンズ50、第2対物レンズ5
5、および接眼レンズ57を備えている。なお、物体5
1は対物レンズ50の焦点位置に位置決めされ、対物レ
ンズ50と第2対物レンズ55との間の光路は無限光束
光路(または平行光束光路)となっている。したがっ
て、図示を省略した落射照明光学系により落射照明され
た物体51からの光は、2つの対物レンズ50および5
5を介して像面56上に物体像を形成する。像面56上
に形成された物体像は、接眼レンズ57を介して肉眼に
より拡大観察される。
【0004】一方、図4の焦点検出装置において、光源
41から射出された光は、コリメートレンズ44により
平行光に変換された後、ハーフストップ45に入射す
る。ハーフストップ45により光束の半分が遮蔽され、
図中光軸よりも上側半分の光束となってハーフミラー4
6に入射する。ハーフミラー46を透過した光束は、図
中上側の光路を介して、ダイクロイックミラー48に入
射する。ダイクロイックミラー48で図中下方に反射さ
れた光は、図中左側の光路を介して、無限系対物レンズ
50に入射する。こうして、対物レンズ50により、物
体51上には光源像として点像52が形成される。
【0005】物体51上に形成された点像52からの光
は、再び無限系対物レンズ50により平行光にされた
後、図中右側の光路を介してダイクロイックミラー48
に入射する。ダイクロイックミラー48で図中左側に反
射された光は、図中下側の光路を介してハーフミラー4
6に入射する。ハーフミラー46で図中上方に反射され
た光は、図中右側の光路を介して結像レンズ53に入射
する。結像レンズ53を介した光は、受光素子54の受
光面上に再び点像を形成する。こうして、受光素子54
の出力信号に基づいて、対物レンズ50と物体51との
合焦情報を検出する。
【0006】上述のような従来の光源投影方式の焦点検
出装置では、光の利用効率が高く、観察すべき物体の面
が鏡面のように平坦な場合には検出精度が高い。しかし
ながら、たとえばウェハーパターンのような段差を有す
る物体面では、図6(a)に示すように、光源像である
点像52が物体51上に形成されたパターンの段差エッ
ジにかかることがある。この場合、光エネルギーの大部
分が段差エッジで散乱してしまい、焦点検出のための正
反射光が少なくなる。その結果、検出精度が著しく損な
われ、顕微鏡においてピントずれ(焦点ずれ)が発生し
てしまうという不都合があった。
【0007】そこで、平坦でない物体面、たとえばウエ
ハのようにパターンが形成された物体面に対しても検出
精度が著しく損なわれないように、スリット投影方式が
提案されている。図5は、落射照明型顕微鏡に用いられ
る従来のスリット投影方式の焦点検出装置の構成を概略
的に示す図である。図示の装置では、例えば米国特許第
3,721,827号公報に開示されているように、ス
リット像を物体上に結像投影し、物体からの反射像を受
光素子で検出する。
【0008】図5のスリット投影方式の焦点検出装置
は、図4の光源投影方式の焦点検出装置と同じ落射照明
型顕微鏡に適用されている。また、図5のスリット投影
方式の焦点検出装置は、図4の光源投影方式の焦点検出
装置と類似の構成を有し、光源41とコリメートレンズ
44との間にコンデンサーレンズ42およびスリット板
43が付設されている点だけが基本的に相違する。した
がって、以下、この相違点に着目して図5のスリット投
影方式の焦点検出装置を説明する。
【0009】図5の焦点検出装置において、光源41か
ら射出された光は、コンデンサーレンズ42により集光
された後、光軸を通り図面の紙面に垂直な方向に延びた
スリット開口部の形成されたスリット板43を照明す
る。スリット板43の開口部を通過したスリット光は、
コリメータレンズ44により平行光に変換される。コリ
メータレンズ44からの平行光は、ハーフストップ4
5、ハーフミラー46、ダイクロイックミラー48およ
び対物レンズ50を介して、物体51上にスリット像5
2’を形成する。
【0010】物体51上に形成されたスリット像52’
からの光は、対物レンズ50、ダイクロイックミラー4
8、ハーフミラー46および結像レンズ53を介して受
光素子54に達する。こうして、受光素子54の受光面
上には、再びスリット像が形成される。こうして、受光
素子54の出力信号に基づいて、対物レンズ50と物体
51との合焦情報を検出する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のスリット
投影方式の焦点検出装置では、図6(b)に示すよう
に、スリット像52’が物体51上に形成されたパター
ンの段差エッジにかかっても、段差エッジで散乱する光
エネルギーの割合が小さい。したがって、スリット投影
方式によれば、検出精度に対するパターンエッジによる
散乱の影響は実質的になくなる。しかしながら、スリッ
ト板を照明するためのコンデンサーレンズが付加的に必
要になり、光学系が複雑化してしまう。また、スリット
板によって光源からの光の大部分が遮蔽されるので、光
の利用効率が極端に低くなる。その結果、受光素子にお
いて十分な信号強度を得ることができず、検出精度が低
下してしまうなかった。
【0012】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、物体面上の段差エッジの影響を受けにくく且
つ光の利用効率が高い、高精度な焦点検出装置を提供す
ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、対物レンズの光軸に関して2分
された一方の領域を介して光源からの光を物体上に導い
て前記物体上に前記光源の像を投影するための像投影手
段と、前記光軸に関して2分された他方の領域を介して
前記物体上に形成された前記光源像からの光を受光する
受光手段とを備え、前記受光手段の出力に基づいて前記
対物レンズと前記物体との合焦情報を検出する焦点検出
装置において、前記像投影手段は、前記光軸に関して2
分された2つの領域の境界面に沿った方向において第1
屈折力を有し、前記光軸を含んで前記境界面と直交する
直交面に沿った方向において前記第1屈折力と実質的に
異なる第2屈折力を有する光学手段を有し、前記光学手
段は、前記物体上に形成される前記光源の像を前記境界
面に対応する面内方向に沿って細長い像に整形すること
を特徴とする焦点検出装置を提供する。
【0014】本発明の好ましい態様によれば、前記光学
手段は、前記境界面に沿った方向において屈折力を有す
るトーリックレンズ、あるいは前記境界面に沿った方向
において屈折力を有するトーリックミラーである。
【0015】
【作用】本発明では、直交方向に異なる屈折力を有する
光学手段として、たとえばシリンドリカルレンズ(トー
リックレンズ)を備えている。そして、このシリンドリ
カルレンズの作用により、物体上に形成される光源像を
所定方向に沿って細長い像、たとえばスリット像(また
は線像)に整形する。こうして、光源からの光の損失を
最小限に抑えながら物体面上にスリット像を投影するこ
とができる。したがって、本発明の焦点検出装置では、
光の利用効率が高い光源投影方式でありながら、物体面
上の段差エッジの影響を受けにくい。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づい
て説明する。図1は、本発明の第1実施例にかかる焦点
検出装置を搭載した落射照明顕微鏡装置の構成を概略的
に説明する図である。図示の落射照明顕微鏡装置は、観
察すべき物体11側から、対物レンズ10、第2対物レ
ンズ15、および接眼レンズ17を備えている。なお、
物体11は対物レンズ10の焦点位置に位置決めされ、
対物レンズ10と第2対物レンズ15との間の光路は無
限光束光路(または平行光束光路)となっている。
【0017】したがって、図示を省略した落射照明光学
系により落射照明された物体11からの光は、2つの対
物レンズ10および15を介して像面16上に物体像を
形成する。像面16上に形成された物体像は、接眼レン
ズ17を介して肉眼により拡大観察される。
【0018】一方、図1の焦点検出装置において、光源
1から射出された光は、コリメートレンズ4により平行
光に変換された後、ハーフストップ5に入射する。ハー
フストップ5は、光軸を通り且つ図面の紙面に垂直な方
向に沿ったエッジを有する。したがって、コリメートレ
ンズ4からの平行光束のうち図中光軸よりも下側半分の
光束はハーフストップ5によって遮蔽され、図中光軸よ
りも上側半分の光束はハーフミラー6に入射する。ハー
フミラー6を透過した光束は、図中上側の光路を介し
て、シリンドリカルレンズ(すなわちトーリックレン
ズ)7に入射する。
【0019】シリンドリカルレンズ7は、図中実線で示
すように、図面の紙面内すなわちメリディオナル面内に
おいては、光源側の面も対物レンズ側の面も曲率を有し
ない。したがって、メリディオナル面内において、シリ
ンドリカルレンズ7は平行平面板として機能する。
【0020】一方、図中破線で示すように、図面の紙面
と垂直な面内すなわちサジタル面内においては、シリン
ドリカルレンズ7の光源側の面は光源側に凸の曲率を有
し、対物レンズ側の面は曲率を有しない。したがって、
サジタル面内において、シリンドリカルレンズ7は正レ
ンズとして機能する。なお、シリンドリカルレンズ7の
対物レンズ側焦点位置が、対物レンズ10の光源側焦点
位置とほぼ一致するように、シリンドリカルレンズ7が
位置決めされている。
【0021】こうして、メリディオナル面内では、平行
平面板としてのシリンドリカルレンズ7を通過した平行
光束(図中実線で示す)は、図中上側の光路を介して、
ダイクロイックミラー8に入射する。ダイクロイックミ
ラー8で図中下方に反射された平行光は、図中左側の光
路を介して無限系対物レンズ10に入射し、対物レンズ
10の物体側焦点位置に結像する。
【0022】一方、サジタル面内では、正レンズとして
のシリンドリカルレンズ7により屈折された光(図中破
線で示す)は、ダイクロイックミラー8を介して、対物
レンズ10の光源側焦点位置9(対物レンズ10の瞳位
置)に集光する。対物レンズ10の光源側焦点位置9か
らの発散光は、対物レンズ10を介して平行光となり、
物体11上に達する。こうして、物体11上には、遮光
手段であるハーフストップ5のエッジ方向に対応する方
向に沿って延びたスリット像12が形成される。
【0023】物体11上に形成されたスリット像12か
らのメリディオナル面内の光(図中実線で示す)は、無
限系対物レンズ10により平行光にされた後、図中右側
の光路を介してダイクロイックミラー8に入射する。ダ
イクロイックミラー8で図中左側に反射された光は、図
中下側の光路を介してシリンドリカルレンズ7に入射す
る。メリディオナル面内では平行平面板として機能する
シリンドリカルレンズ7を通過した光は、平行光のまま
ハーフミラー6に入射する。ハーフミラー6で図中上方
に反射された光は、図中右側の光路を介して結像レンズ
13に入射する。結像レンズ13を介した光は、受光素
子14の受光面上に集光される。
【0024】一方、スリット像12からのサジタル面内
の光(図中破線で示す)は、無限系対物レンズ10によ
り対物レンズ10の光源側焦点位置9に集光された後、
ダイクロイックミラー8を介してシリンドリカルレンズ
7に入射する。サジタル面内では正レンズとして機能す
るシリンドリカルレンズ7を通過した光は平行光とな
り、ハーフミラー6に入射する。ハーフミラー6で図中
上方に反射された光は、結像レンズ13を介して、受光
素子14の受光面上に集光される。
【0025】こうして、受光素子14の受光面上には、
メリディオナル面内の光もサジタル面内の光もスポット
状(点状)に結像する。そして、受光素子14の出力信
号に基づいて、対物レンズ10と物体11との合焦情報
を検出する。上述したように、第1実施例にかかる焦点
検出装置では、シリンドリカルレンズ7の作用により、
光源からの光の損失を最小限に抑えながら物体11上に
スリット像を形成することができる。また、物体11上
に形成されたスリット像からの光を受光素子14の受光
面上において点像として検出することができる。したが
って、物体11からの反射光を、小さな受光面で効率良
く受光することができる。
【0026】図2は、本発明の第2実施例にかかる焦点
検出装置を搭載した落射照明顕微鏡装置の構成を概略的
に説明する図である。図2の第2実施例にかかる装置は
図1の第1実施例にかかる装置と類似している。しかし
ながら、第2実施例では、第1実施例におけるシリンド
リカルレンズが取り除かれ、ダイクロイックミラーの反
射面がトーリック面に形成されている点だけが基本的に
相違する。したがって、図2の装置の構成要素のうち図
1の要素と基本的に同じ機能を有する要素には、図1と
同じ参照符号を付している。以下、第1実施例との相違
点に着目して、第2実施例を説明する。
【0027】図2の焦点検出装置において、光源1から
射出された光は、コリメートレンズ4、ハーフストップ
5およびハーフミラー6を介した後、ダイクロイックミ
ラー8’に入射する。ダイクロイックミラー8’は、図
中実線で示すように、図面の紙面内すなわちメリディオ
ナル面内においては、反射面が平面状に形成されてい
る。したがって、メリディオナル面内において、ダイク
ロイックミラー8’は平面鏡として機能する。
【0028】一方、図中破線で示すように、図面の紙面
と垂直な面内すなわちサジタル面内においては、ダイク
ロイックミラー8’はたとえば放物面のような凹曲面状
に形成されている。したがって、サジタル面内におい
て、ダイクロイックミラー8’は凹面鏡として機能す
る。このように、ダイクロイックミラー8’はトーリッ
ク反射面を有し、その凹曲面はサジタル面内の光を対物
レンズ10の光源側焦点位置に集光するように形成され
ている。
【0029】こうして、メリディオナル面内では、平面
鏡としてのダイクロイックミラー8’で反射された平行
光束(図中実線で示す)は、対物レンズ10を介してそ
の物体側焦点位置に結像する。一方、サジタル面内で
は、凹面鏡としてのダイクロイックミラー8’により対
物レンズ10の光源側焦点位置に集光された光(図中破
線で示す)は、対物レンズ10を介して平行光となり、
物体11上に達する。こうして、物体11上には、遮光
手段であるハーフストップ5のエッジ方向に対応する方
向に沿って延びたスリット像12が形成される。
【0030】物体11上に形成されたスリット像12か
らのメリディオナル面内の光(図中実線で示す)は、対
物レンズ10により平行光にされた後、図中右側の光路
を介してダイクロイックミラー8’に入射する。平面鏡
として機能するダイクロイックミラー8’で図中左側に
反射された光は、平行光のままハーフミラー6に入射す
る。そして、ハーフミラー6および結像レンズ13を介
して、受光素子14の受光面上に集光される。
【0031】一方、スリット像12からのサジタル面内
の光(図中破線で示す)は、対物レンズ10により対物
レンズ10の光源側焦点位置9に集光された後、ダイク
ロイックミラー8’に入射する。サジタル面内では凹面
鏡として機能するダイクロイックミラー8’を通過した
光は平行光となり、ハーフミラー6および結像レンズ1
3を介して、受光素子14の受光面上に集光される。
【0032】こうして、受光素子14の受光面上には、
メリディオナル面内の光もサジタル面内の光も点状に結
像する。そして、受光素子14の出力信号に基づいて、
対物レンズ10と物体11との合焦情報を検出する。上
述したように、第2実施例にかかる焦点検出装置におい
ては、ダイクロイックミラー8’の作用により、光源か
らの光の損失を最小限に抑えながら物体11上にスリッ
ト像を形成することができる。また、物体11上に形成
されたスリット像からの光を受光素子14の受光面上に
おいて点像として検出することができる。したがって、
物体11からの反射光を、小さな受光面で効率良く受光
することができる。
【0033】図3は、本発明の第3実施例にかかる焦点
検出装置を搭載した落射照明顕微鏡装置の構成を概略的
に説明する図である。図3の第3実施例にかかる装置は
図1の第1実施例にかかる装置と類似している。しかし
ながら、第1実施例ではシリンドリカルレンズ7がハー
フミラー6とダイクロイックミラー8との間に配置され
ていたが、第3実施例では第1シリンドリカルレンズ7
がハーフストップ5とハーフミラー6との間に配置され
且つ第2シリンドリカルレンズ7’がハーフミラー6と
結像レンズ13との間に配置されている点だけが基本的
に相違する。したがって、図3の装置の構成要素のうち
図1の要素と基本的に同じ機能を有する要素には、図1
と同じ参照符号を付している。以下、第1実施例との相
違点に着目して、第3実施例を説明する。
【0034】図3の焦点検出装置において、光源1から
射出された光は、コリメートレンズ4およびハーフスト
ップ5を介してシリンドリカルレンズ7に入射する。シ
リンドリカルレンズ7は、図中実線で示すように、図面
の紙面内すなわちメリディオナル面内においては、光源
側の面も対物レンズ側の面も曲率を有しない。したがっ
て、メリディオナル面内において、シリンドリカルレン
ズ7は平行平面板として機能する。
【0035】一方、図中破線で示すように、図面の紙面
と垂直な面内すなわちサジタル面内においては、シリン
ドリカルレンズ7の光源側の面は光源側に凸の曲率を有
し、対物レンズ側の面は曲率を有しない。したがって、
サジタル面内において、シリンドリカルレンズ7は正レ
ンズとして機能する。なお、シリンドリカルレンズ7の
対物レンズ側焦点位置が、対物レンズ10の光源側焦点
位置とほぼ一致するように、シリンドリカルレンズ7が
位置決めされている。
【0036】こうして、メリディオナル面内では、平行
平面板としてのシリンドリカルレンズ7を通過した平行
光束(図中実線で示す)は、ダイクロイックミラー8お
よび対物レンズ10を介して、対物レンズ10の物体側
焦点位置に結像する。一方、サジタル面内では、正レン
ズとしてのシリンドリカルレンズ7により屈折された光
(図中破線で示す)は、ダイクロイックミラー8を介し
て対物レンズ10の光源側焦点位置に集光される。その
後、対物レンズ10を介して平行光となり、物体11上
に達する。こうして、物体11上には、遮光手段である
ハーフストップ5のエッジ方向に対応する方向に沿って
延びたスリット像12が形成される。
【0037】物体11上に形成されたスリット像12か
らのメリディオナル面内の光(図中実線で示す)は、対
物レンズ10により平行光にされた後、ダイクロイック
ミラー8およびハーフミラー6を介して平行光のまま第
2のシリンドリカルレンズ7’に入射する。第2のシリ
ンドリカルレンズ7’はシリンドリカルレンズ7と同じ
構成を有し、その対物レンズ側焦点位置が対物レンズ1
0の光源側焦点位置とほぼ一致するように位置決めされ
ている。したがって、メリディオナル面内では平行平面
板として機能する第2シリンドリカルレンズ7’を通過
した光は、平行光のまま結像レンズ13に入射する。結
像レンズ13を介した光は、受光素子14の受光面上に
集光される。
【0038】一方、スリット像12からのサジタル面内
の光(図中破線で示す)は、対物レンズ10により対物
レンズ10の光源側焦点位置9に集光された後、ダイク
ロイックミラー8およびハーフミラー6を介して第2の
シリンドリカルレンズ7’に入射する。サジタル面内で
は正レンズとして機能する第2のシリンドリカルレンズ
7’を通過した光は平行光となり、結像レンズ13を介
して、受光素子14の受光面上に集光される。
【0039】こうして、受光素子14の受光面上には、
メリディオナル面内の光もサジタル面内の光もスポット
状(点状)に結像する。そして、受光素子14の出力信
号に基づいて、対物レンズ10と物体11との合焦情報
を検出する。上述したように、第3実施例にかかる焦点
検出装置では、シリンドリカルレンズ7の作用により、
光源からの光の損失を最小限に抑えながら物体11上に
スリット像を形成することができる。また、第2のシリ
ンドリカルレンズ7’の作用により、物体11上に形成
されたスリット像からの光を受光素子14の受光面上に
おいて点像として検出することができる。したがって、
物体11からの反射光を、小さな受光面で効率良く受光
することができる。
【0040】なお、第3実施例において第2のシリンド
リカルレンズ7’を省略した変形例においても、シリン
ドリカルレンズ7の作用により、光源からの光の損失を
最小限に抑えながら物体11上にスリット像を形成する
ことができる。ただし、この場合、物体11上に形成さ
れたスリット像からの光を受光素子14の受光面上にお
いてスリット像として検出することになる。したがっ
て、この変形例において光の利用効率を高めるには、ス
リット像に合わせて受光面の大きな受光素子14が必要
となる。
【0041】なお、上述の各実施例において、無限系対
物レンズを有する落射照明型顕微鏡に適用した例を示し
ているが、無限系対物レンズを有する透過照明型顕微鏡
あるいは有限系対物レンズを有する落射照明型顕微鏡ま
たは透過照明型顕微鏡に対して本発明を適用することが
できる。また、上述の各実施例において、落射照明型顕
微鏡に適用した例を示しているが、対物レンズを介して
物体像を形成する他の光学機器に対して本発明を適用す
ることができる。
【0042】
【効果】以上説明したように、本発明によれば、光の利
用効率の高い光源投影方式でありながら、物体上にスリ
ット像を投影することができる。したがって、物体面上
の段差エッジの影響を受けにくく、検出精度および信頼
性の高い焦点検出装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例にかかる自動焦点検出装置
を搭載した顕微鏡装置の構成を概略的に説明する図であ
る。
【図2】本発明の第2実施例にかかる自動焦点検出装置
を搭載した顕微鏡装置の構成を概略的に説明する図であ
る。
【図3】本発明の第3実施例にかかる自動焦点検出装置
を搭載した顕微鏡装置の構成を概略的に説明する図であ
る。
【図4】落射照明型顕微鏡に用いられる従来の光源投影
方式の焦点検出装置の構成を概略的に示す図である。
【図5】落射照明型顕微鏡に用いられる従来のスリット
投影方式の焦点検出装置の構成を概略的に示す図であ
る。
【図6】従来の光源投影方式の焦点検出装置および従来
のスリット投影方式の焦点検出装置において、検出精度
に対する段差エッジの影響について説明する図である。
【符号の説明】
1 光源 4 コリメートレンズ 5 ハーフストップ 6 ハーフミラー 7,7’ シリンドリカルレンズ 8,8’ ダイクロイックミラー 9 対物レンズ10の光源側焦点位置 10 対物レンズ 11 物体 13 結像レンズ 14 受光素子 15 第2対物レンズ 17 接眼レンズ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対物レンズの光軸に関して2分された一
    方の領域を介して光源からの光を物体上に導いて前記物
    体上に前記光源の像を投影するための像投影手段と、前
    記光軸に関して2分された他方の領域を介して前記物体
    上に形成された前記光源像からの光を受光する受光手段
    とを備え、前記受光手段の出力に基づいて前記対物レン
    ズと前記物体との合焦情報を検出する焦点検出装置にお
    いて、 前記像投影手段は、前記光軸に関して2分された2つの
    領域の境界面に沿った方向において第1屈折力を有し、
    前記光軸を含んで前記境界面と直交する直交面に沿った
    方向において前記第1屈折力と実質的に異なる第2屈折
    力を有する光学手段を有し、 前記光学手段は、前記物体上に形成される前記光源の像
    を前記境界面に対応する面内方向に沿って細長い像に整
    形することを特徴とする焦点検出装置。
  2. 【請求項2】 前記光学手段は、前記境界面に沿った方
    向において屈折力を有するトーリックレンズであること
    を特徴とする請求項1に記載の焦点検出装置。
  3. 【請求項3】 前記光学手段は、前記境界面に沿った方
    向において屈折力を有するトーリックミラーであること
    を特徴とする請求項1に記載の焦点検出装置。
  4. 【請求項4】 前記像投影手段は、前記光源からの光を
    平行光束に変換するためのコリメートレンズと、該コリ
    メートレンズからの前記平行光束のうち前記光軸に関し
    て2分された他方の領域を遮蔽するための遮光手段と、
    該遮光手段と前記対物レンズとの間の光路中に配置さ
    れ、前記境界面に沿った方向において正の屈折力を有す
    るトーリックレンズとを備え、 前記トーリックレンズの前記境界面に沿った方向におけ
    る前記対物レンズ側焦点位置と前記対物レンズの光源側
    焦点位置とがほぼ一致していることを特徴とする請求項
    2に記載の焦点検出装置。
  5. 【請求項5】 前記受光手段は、前記トーリックレンズ
    と前記対物レンズとの間の光路中に配置された光路分割
    手段と、該光路分割手段を介して導かれた前記物体上の
    光源像からの光を受光面上に結像させるための結像光学
    系と、該結像光学系と前記光路分割手段との間の光路中
    に配置され、前記境界面に沿った方向において正の屈折
    力を有する第2のトーリックレンズとを備え、 前記第2のトーリックレンズの前記境界面に沿った方向
    における前記対物レンズ側の焦点位置と前記対物レンズ
    の光源側焦点位置とがほぼ一致していることを特徴とす
    る請求項4に記載の焦点検出装置。
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