JPH08334309A - 光学式変位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アッベ誤差を除去して測定精度を上げ、また可
動部を小型・軽量化して応答速度を改善すること。 【構成】被測定面３４で反射して対物レンズ３３，結像
レンズ３２を通過したプローブ光から合焦状態を検出
し、対物レンズ３３と被測定面３４の相対距離を変化さ
せて焦点位置が検出されたときの対物レンズ３３の位置
を検出する光学式変位検出装置であり、測定光を測定対
象物に対して出射し該測定対象物で反射して返って来た
測定光を利用して前記測定対象物までの距離を測定する
測長器４１と、測長器４１から出射した測定光をプロー
ブ光の光軸と平行になるように対物レンズ側へ反射可能
な反射部材４２と、対物レンズ３３が固定されるレンズ
保持部材３５に保持されプローブ光を透過すると共に反
射部材からの測定光をプローブ光の光軸と平行に反射部
材へ反射する光学素子４０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学式変位検出装置に
係り、特に対物レンズを通したプローブ光のフォーカス
状態を検出して対物レンズを焦点位置へ移動させたとき
の変位を検出する光学式変位検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、リードフレームの高さ等を高精度
に測定するために光学式変位検出装置が用いられること
があった。図５は、実開平５−３４５１２号公報に開示
されている光学式変位計の構成例を示している。かかる
光学式変位計は、半導体レーザ１から放射した光を偏光
ビームスプリッタ２を使って対物光軸上に導光し、１／
４波長板３、結像レンズ４及び対物レンズ５を介して被
測定面６に照射する。そして、被測定面６で反射し再び
対物レンズ５に入射した反射光を結像レンズ４、１／４
波長板３、偏光ビームスプリッタ２を介して焦点位置検
出部７に入射する。焦点位置検出部７がフォーカス状態
を検出する。

【０００３】一方、駆動部８が対物レンズ５を光軸方向
に移動させると共に、このときの対物レンズ５の移動距
離をスケール９及び検出器１０からなるリニアエンコー
ダ１１が検出し、焦点位置検出部７が合焦点を検出した
ときのリニアエンコーダ１１の出力を変位信号として出
力する。

【０００４】図６は、特開平４−３６６７１１号公報に
開示されている光学式変位計の構成例を示している。か
かる光学式変位計は、半導体レーザ１２から放射した光
を対物レンズ１３を介して被測定面１４に照射し、その
反射光を再び対物レンズ１３を介して焦点位置検出系の
４分割ダイオード１５に入射している。４分割ダイオー
ド１５の出力をサーボ制御回路１６へ入力し、サーボ制
御回路１６から可動コイル１７及び永久磁石１８からな
るアクチュエータ１９を駆動する。アクチュエータ１９
の可動イコル１７に連結部材２０を介して対物レンズ１
３を一体的に取り付けて、アクチュエータ１９の移動量
を対物レンズ１３の光軸方向の変位量に代えている。対
物レンズ１３の光軸と同軸上に配置され連結部材２０に
一体的に取り付けられたエンコーダ２１で対物レンズ１
３の変位を検出している。エンコーダ２１を対物レンズ
１３の光軸と同軸上に配置しているのはアッベ誤差の発
生を抑えるためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た図５に示す光学式変位計は、対物レンズ５の光軸とエ
ンコーダ１１とが同軸上に配置されておらず、アッベ
（Abbe) の基本定理を満足していない。ここで、アッベ
の基本定理とは、長さを測定する測定器などで測るべき
長さと尺度として使用する分割目盛りとが、その測定方
向において一直線上に並ぶように配置することにより、
最も誤差が少なくなるという定理である。

【０００６】また、上記した図６に示す光学式変位計
は、上記したようにアッベの基本定理は満足するが、か
かる基本定理を満足するように構成したことにより装置
全体が大型化すると共に、可動部が大型化して重くなり
応答速度を上げるのが困難になっている。

【０００７】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、アッベの誤差を除去した高精度な測定が可
能で、可動部を小型・軽量化できて応答速度を改善でき
る光学式変位検出装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。請求項１に対
応する本発明は、プローブ光を結像レンズ及び対物レン
ズを通して被測定面に照射し、該被測定面から反射して
前記対物レンズ及び結像レンズを通して取り込まれたプ
ローブ光から合焦状態を検出する焦点位置検出手段と、
前記対物レンズと前記被測定面との光軸方向の相対距離
を前記対物レンズを移動して変化させる駆動手段と、測
定光を測定対象物に対して出射し該測定対象物で反射し
て返って来た測定光を利用して前記測定対象物までの距
離を測定する測長器と、前記プローブ光の光軸と平行な
光路上に配置され前記対物レンズと一体的に移動する折
り返し光学系とを備える。前記測長器の測定光の光軸を
前記プローブ光の光軸と平行にし、前記測長器から出射
した測定光を前記折り返し光学系で入射軸と平行に折り
返して再び該測長器に戻すようにした。

【０００９】請求項２に対応する本発明は、プローブ光
を対物レンズを通して被測定面に照射すると共に該被測
定面で反射して前記対物レンズを通過したプローブ光か
ら前記対物レンズの合焦状態を検出し、前記対物レンズ
と前記被測定面との光軸方向の相対距離を変化させて前
記対物レンズの焦点位置が検出されたときの前記対物レ
ンズの位置を検出する光学式変位検出装置において、測
定光を測定対象物に対して出射し該測定対象物で反射し
て返って来た測定光を利用して前記測定対象物までの距
離を測定する測長器と、前記測長器から出射した測定光
をプローブ光の光軸と平行になるように前記対物レンズ
側へ反射可能な反射部材と、前記対物レンズが固定され
るレンズ保持部材に保持され、前記プローブ光を透過す
ると共に前記反射部材から入射する測定光を前記プロー
ブ光の光軸と平行に前記反射部材へ反射する光学素子と
を備える。

【００１０】請求項３に対応する本発明は、プローブ光
を対物レンズを通して被測定面に照射すると共に該被測
定面で反射して前記対物レンズを通過したプローブ光か
ら前記対物レンズの合焦状態を検出し、前記対物レンズ
と前記被測定面との光軸方向の相対距離を変化させて前
記対物レンズの焦点位置が検出されたときの前記対物レ
ンズの位置を検出する光学式変位検出装置において、前
記プローブ光と異なる波長域を持つ測定光を発生し、該
測定光を測定対象物に対して出射し該測定対象物で反射
して返って来た測定光を利用して前記測定対象物までの
距離を測定する測長器と、前記測長器から出射した測定
光をプローブ光の光軸と平行になるように前記対物レン
ズ側へ反射する反射部材と、前記対物レンズが固定され
るレンズ保持部材に保持され、前記プローブ光の波長域
を透過し前記測定光の波長域を反射する透過特性を持
ち、前記反射部材から入射する測定光を前記プローブ光
の光軸と平行に前記反射部材へ反射する波長選択素子と
を備える。

【００１１】

【作用】本発明は、以上のような手段を講じたことによ
り次のような作用を奏する。請求項１に対応する本発明
によれば、測長器から出射した測定光がプローブ光と平
行に折り返し光学系へ入射し、入射軸と平行に折り返し
て再び測長器へ戻される。駆動手段で対物レンズを移動
して対物レンズと被測定面との光軸方向の相対距離を変
化させると、測定光の光路が変化するので対物レンズの
移動距離が測長器にて検出される。プローブ光の光軸と
測定光の光軸とが平行となっているのでアッベの誤差が
消去され高精度な測定が可能となり、リニアスケール等
の変位測定のための可動部がないので装置の小形化、軽
量化を図ることができる。

【００１２】請求項２に対応する本発明によれば、測長
器から出射した測定光が反射部材で反射されてプローブ
光の光軸と平行になり、レンズ保持部材を介して対物レ
ンズと一体的に移動する光学素子へ入射する。光学素子
へ入射した測定光は光学素子でプローブ光の光軸と平行
に折り返されて反射部材に再入射し反射部材で反射して
測長器へ戻る。このように、測長器から出射する測定光
の光軸とプローブ光の光軸とが平行で、レーザ光を使用
して光学素子の光軸方向への移動距離を測定するので、
アッベ誤差を解消して高精度な測定が可能になると共
に、可動部を小形化、軽量化できる。

【００１３】請求項３に対応する本発明によれば、測長
器から出射した測定光が反射部材で反射されてプローブ
光の光軸と平行になり、レンズ保持部材を介して対物レ
ンズと一体的に移動する波長選択素子へ入射する。ここ
で、波長選択素子の透過特性は測定光の波長帯域を反射
するように設定されているので、プローブ光の光軸と平
行に折り返して再び反射部材で反射して測長器に戻る。
また、プローブ光は波長選択素子をそのまま透過する。
従って、波長選択素子をプローブ光の光路上に配置する
ことができ、プローブ光と測定光とを同軸にすることが
できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （第１実施例）図１は、本実施例に係る光学式変位検出
装置の全体構成を示している。

【００１５】本実施例の光学式変位検出装置は、焦点位
置検出部３１から出射したプローブ光を結像レンズ３２
に入射して平行光束に変換し、この平行光束からなるプ
ローブ光を対物レンズ３３に入射して被測定面３４の所
定位置に集光させる。被測定面３４で反射した反射光を
同一経路を経由して焦点位置検出部３１へ入射しそのフ
ォーカス状態から焦点位置を検出する。

【００１６】対物レンズ３３をレンズ保持部材３５に固
定して、レンズ保持部材３５を駆動部３６が光軸方向へ
移動可能に支持している。駆動部３６は、レンズ保持部
材３５の近傍に光軸と平行に配置されたリードスクリュ
ー３７と、このリードスクリュー３７を回転させるモー
タ３８と、リードスクリュー３７に螺合すると共にレン
ズ保持部材３５に連結された移動子３９とを有する。リ
ードスクリュー３７を光軸方向に位置規制することによ
り、移動子３９を相対的に光軸方向へ上下動させるよう
になっている。

【００１７】レンズ保持部材３５は、その中心に円柱状
の光路が形成されており、その光路の一端部開口に対物
レンズ３３を嵌め込み、他端部側にいわゆるコーナーキ
ューブとして機能する光学素子４０を対物レンズ３３と
同心的に嵌め込んでいる。光学素子４０が折り返し光学
系を構成する。

【００１８】図２（ａ）（ｂ）は光学素子４０の外形を
示している。光学素子４０は、円柱体の外周面に、円柱
体の中心軸を中心として中心軸側へ４５度の傾きを持ち
かつ互いに９０度の角度をなす３つの反射面（以下、
「傾斜ミラー面」と呼ぶ）４０ａ〜４０ｃを形成した透
光性の部材からできている。図２（ｂ）は光学素子４０
を測定面側から見た平面図を現している。同図に示すよ
うに、３つの傾斜ミラー面４０ａ〜４０ｃの中心部には
平面領域４０ｄが形成されている。平面領域４０ｄの内
接円の中心と対物レンズ３３との中心とを一致させて光
学素子４０をレンズ保持部材３５に取り付けている。平
面領域４０ｄは焦点検出可能な径の光束を対物レンズ３
３側へ透過させ得る大きさを有している。

【００１９】結像レンズ３２と光学素子４０との間の光
路上に、レーザ測長器４１からのレーザ光をプローブ光
の光軸と平行にするリングミラー４２を備えている。前
記プローブ光の光軸にレーザ測長器４１の光軸を平行に
配置すると共に、プローブ光の光束より外側に配置する
ことにより、レーザ測長器４１のレーザ光を光学素子４
０の外周部に配置した傾斜ミラー面４０ａ〜４０ｃを通
して、入射方向に対して平行な光として反射されるよう
にしている。

【００２０】以上のように構成された本実施例では、焦
点位置検出部３１からのプローブ光が結像レンズ３２で
平行光束に変換され、この平行光束のプローブ光がリン
グミラー３２の中央部の開口を通過し、光学素子４０の
上端平面に垂直に入射する。光学素子４０の上端平面か
ら入射したプローブ光は、光学素子４０の下端面に形成
した平面領域４０ｄから出射して対物レンズ３３に入射
し被測定面３４上に集光する。被測定面３４で反射した
光は再び対物レンズ３３を通り、光学素子４０の平面領
域４０ｄから垂直に入射して上端平面より出射し、リン
グミラー４２の中央部の開口を透過して結像レンズ３２
に入射する。結像レンズ３２により焦点位置検出部３１
に入射してフォーカス状態の検出に利用される。

【００２１】一方、レーザ測長器４１から出射したレー
ザ光は、上記した設定により、リングミラー４２に入射
して測定面側へ反射されプローブ光の光軸と平行にされ
る。リングミラー４２で反射したレーザ光はプローブ光
よりも外側を通って光学素子４０の上端平面より垂直に
入射する。光学素子４０の上端平面より入射したレーザ
光は傾斜ミラー面４０ａ〜４０ｃのいずれかに入射す
る。例えば、図２（ａ）に示すように傾斜ミラー面４０
ｂに入射したレーザ光Ｌ１は水平方向に反射し、その進
行路上にある傾斜ミラー面４０ａ又は傾斜ミラー面４０
ｃに入射して垂直上方へ反射されレーザ光Ｌ２としてプ
ローブ光よりも外側を通って光学素子４０の上端平面よ
り出射する。光学素子４０の上端平面より出射したレー
ザ光はリングミラー４２で反射されてレーザ測長器４１
に入射する。レーザ測長器４１では光路長の変化情報を
持って戻った来たレーザ光と基準光との位相差から光路
長の変化分を検出する。

【００２２】ここで、対物レンズ３３の焦点検出を行う
ために駆動部３６を使って対物レンズ３３を移動させ
る。モータ３８を所定方向へ回転させると、リードスク
リュー３７が回転するので、このリードスクリュー３７
に螺合している移動子３９がリードスクリュー３７に対
して相対的に昇降する。このとき、移動子３９に連結さ
れているレンズ保持部材３５が対物レンズ３３及び光学
素子４０を保持したまま光軸方向へ移動することにな
る。このようにして、駆動部３６の駆動により光学素子
４０が対物レンズ３３と同一方向へ同一距離だけ移動す
ると、該光学素子４０からのレーザ光をモニタしている
レーザ測長器４１にて光学素子４０の光軸方向への移動
距離、すなわち対物レンズ３３の移動距離が検出され
る。焦点位置検出部３１にて合焦点が検出されたときの
レーザ測長器４１の検出した移動量が変位信号となる。

【００２３】この様な本実施例によれば、例えば、対物
レンズ３３が図１に示す矢印Ａの方向に傾きながら動い
たとしても、レーザ測長器４１の光路がプローブ光の光
軸に対して常に平行な状態となるように配置されている
ので、アッベの誤差が消去され、高精度な測定が可能
で、且つ目視観察が可能である。また、対物レンズの変
位測定にレーザ測長器４１を用いているので、リニアス
ケール等の部品が不要となり、装置全体を大型化するこ
となくアッベの基本定理を満足でき、装置の小型・軽量
化が可能で応答速度を向上することができる。

【００２４】なお、光学素子４０は上記形状に限定され
るものではなく、プローブ光を透過させると共にレーザ
光に対してコーナーキューブと同様に機能するものであ
れば傾斜ミラー面が３面のものに限らない。例えば、４
面以上の傾斜ミラー面を持つものであっても良い。又は
傾斜ミラー面のみをレンズ保持部材に取り付けたような
ものであっても良い。

【００２５】（第２実施例）図３は、本実施例に係る光
学式変位検出装置の全体構成を示している。なお、上記
した第１実施例と同一機能を有する部部には同一符号を
付している。

【００２６】本実施例は、対物レンズ３３を保持してい
るレンズ保持部材４３にダイクロイックミラー等の波長
選択性の光学素子（以下、「波長選択光学素子」と呼
ぶ）４４を取り付けている。波長選択光学素子４４は、
対物レンズ３３よりも結像レンズ３２寄りで光軸に対し
て垂直に配置している。同じ波長選択特性を持つ波長選
択光学素子４５を、波長選択光学素子４４と結像レンズ
３２との間の光路上に４５度に傾けて配置する。波長選
択光学素子４５はレーザ測長器４１のレーザ光の光軸と
プローブ光の光軸とを同軸上に配置している。

【００２７】焦点位置検出部３１が出射するプローブ光
とレーザ測長器４１が出力するレーザ光との波長を異な
らせており、波長選択光学素子４４，４５はプローブ光
の波長帯域は透過するがレーザ光の波長帯域は反射する
透過特性にしている。

【００２８】以上のように構成された本実施例では、焦
点位置検出部３１から出射したプローブ光が結像レンズ
３２を介して波長選択光学素子４５に入射する。上記し
たように波長選択光学素子４５の透過波長帯域はプロー
ブ光の波長帯域に設定されているので、波長選択光学素
子４５、４４を透過して対物レンズ３３に入射して被測
定面３４上に集光される。また、被測定面３４で反射し
た光は、再び対物レンズ３３、波長選択光学素子４４、
４５、結像レンズ３２を介して焦点位置検出部３１に入
射する。焦点位置検出部３１ではプローブ光の入射光よ
り焦点位置の検出を行う。

【００２９】一方、レーザ測長器４１から出射したレー
ザ光は、波長選択光学素子４５の透過波長帯域とは異な
る波長となっているため、波長選択光学素子４５で測定
面側に反射されプローブ光と同軸にされる。波長選択光
学素子４５で反射されたレーザ光は、波長選択光学素子
４４で反射されて再び波長選択光学素子４５を介してレ
ーザ測長器４１へ入射する。

【００３０】駆動部３６を使って対物レンズ３３を移動
させると、移動子３９に連結されているレンズ保持部材
４３が対物レンズ３３及び波長選択光学素子４５を保持
したまま光軸方向へ移動する。波長選択光学素子４５が
対物レンズ３３と同一方向へ同一距離だけ移動すると、
波長選択光学素子４４で反射するレーザ光をモニタして
いるレーザ測長器４１にて波長選択光学素子４４の光軸
方向への移動距離、すなわち対物レンズ３３の移動距離
が検出される。焦点位置検出部３１にて合焦点が検出さ
れたときのレーザ測長器４１の検出した移動量が変位信
号となる。

【００３１】この様な本実施例によれば、前述した第１
実施例と同様に、レーザ測長器４１のレーザ光の光軸と
プローブ光の光軸とを同軸上に一致させることができ、
常に平行な状態となるので、アッベの誤差が消去され、
高精度な測定が可能で、且つ目視観察が可能である。

【００３２】（第３実施例）図４は、本実施例に係る光
学式変位検出装置の全体構成を示している。なお、上記
した第１実施例と同一機能を有する部部には同一符号を
付している。

【００３３】本実施例は、結像レンズ３２と対物レンズ
３３との間であってプローブ光より外側の位置に、レー
ザ測長器４１からのレーザ光を反射してプローブ光の光
軸と平行にする第１ミラー４６を設置している。対物レ
ンズ３３が嵌め込まれたレンズ保持部材４７の結像レン
ズ側の端面外周に第１ミラー４６からのレーザ光が入射
する第２ミラー４８ａが固定されている。レンズ保持部
材４７の結像レンズ側の端面外周であり光軸を挟んで第
２ミラー４８ａの反対側に第２ミラー４８ａで反射され
るレーザ光を垂直上方に反射する第３ミラー４８ｂが固
定されている。更に、第２ミラー４８ａから入射して第
３ミラー４８ｂで反射された光の進行路上にレンズ保持
部材４７とは別体に第４ミラー４９が設置されている。
即ち、第１〜第４ミラー４６，４８ａ，４８ｂ，４９
は、第２，第３ミラー４８ａ，４８ｂが対物レンズ３３
と連動し、、レーザ測長器４１から第１ミラー４６に入
射したレーザ光を第４ミラー４９まで到達させてから再
びレーザ測長器４１へ戻すように配置されている。

【００３４】以上のように構成された本実施例では、レ
ーザ測長器４１から出射したレーザ光が第１ミラー４６
で反射してプローブ光と平行にされて第２ミラー４８ａ
に入射する。第２ミラー４８ａで水平方向に反射したレ
ーザ光が第３ミラー４８ｂで垂直上方に反射されて第４
ミラー４９に入射する。第４ミラー４９で反射したレー
ザ光が再び第３ミラー４９ｂ，第２ミラー４８ａ、第１
ミラー４６を介してレーザ測長器４１に入射する。

【００３５】第１ミラー４６と第２ミラー４８ａとの
間、及び第３ミラー３８ｂと第４ミラー４９との間は、
それぞれプローブ光の光軸と平行になっており、駆動部
３６によりレンズ保持部材４７（対物レンズ３３）を移
動させると、上記ミラー間の距離が対物レンズ３３の移
動距離と同じ距離だけ変化する。レーザ測長器４１にお
いては、この変位を戻ってきたレーザ光を利用すること
により検出する。

【００３６】この様に本実施例によれば、上記した各実
施例と同様に、アッベの誤差が消去され、高精度な測定
が可能で、且つ目視観察が可能となる。なお、上記した
焦点位置検出部３１は、アクティブ法であってもパッシ
ブ法であっても良い。例えば、アクティブ法としては共
焦点法、ナイフエッジ法、臨界角法などがあり、パッシ
ブ法としてはコントラスト法などがある。

【００３７】なお、本願発明は、次のような構成及び作
用により、上述の実施例と同様の効果をえられるもので
ある。 （構成）プローブ光を対物レンズを通して被測定面に照
射すると共に該被測定面で反射して前記対物レンズを通
過したプローブ光から前記対物レンズの合焦状態を検出
し、前記対物レンズと前記被測定面との光軸方向の相対
距離を変化させて前記対物レンズの焦点位置が検出され
たときの前記対物レンズの位置を検出する光学式変位検
出装置において、測定光を測定対象物に対して出射し該
測定対象物で反射して返って来た測定光を利用して前記
測定対象物までの距離を測定する測長器と、前記測長器
から出射した測定光をプローブ光の光軸と平行になるよ
うに前記対物レンズ側へ反射可能な反射部材と、前記対
物レンズと一体的に移動する１つ以上のミラーを有し、
前記反射部材から前記ミラーに入射した測定光を前記プ
ローブ光の光軸と平行に前記反射部材へ戻すように組み
合わされた複数のミラーからなる折り返し光学系とを具
備する。

【００３８】本発明によれば、測長器から出射した測定
光が反射部材で反射されてプローブ光の光軸と平行にな
り、レンズ保持部材を介して対物レンズと一体的に移動
するミラーに入射する。ミラーで反射した測定光が折り
返し光学系によりプローブ光の光軸と平行に反射部材へ
戻すので、反射部材で反射して測長器へ戻る。従って上
述した実施例と同様の効果を得ることができる。本発明
は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内で種々変形実施可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ア
ッベの誤差を除去した高精度な測定が可能で、可動部を
小型・軽量化できて応答速度を改善できる光学式変位検
出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る光学式変位検出装置
の構成図である。

【図２】図１に示す光学式変位検出装置に備えた光学素
子の斜視図及び底面図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る光学式変位検出装置
の構成図である。

【図４】本発明の第３実施例に係る光学式変位検出装置
の構成図である。

【図５】従来の光学式変位計の構成図である。

【図６】従来の他の光学式変位計の構成図である。

【符号の説明】

３１…焦点位置検出部、３２…結像レンズ、３３…対物
レンズ、３４…測定面、３５，４３，４７…レンズ保持
部材、３６…駆動部、４０…光学素子、４０ａ〜４０ｃ
…傾斜ミラー面、４４，４５…波長選択光学素子、４
６，４８ａ，４８ｂ，４９…ミラー。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブ光を結像レンズ及び対物レンズ
   を通して被測定面に照射し、該被測定面から反射して前
   記対物レンズ及び結像レンズを通して取り込まれたプロ
   ーブ光から合焦状態を検出する焦点位置検出手段と、 前記対物レンズと前記被測定面との光軸方向の相対距離
   を前記対物レンズを移動して変化させる駆動手段と、 測定光を測定対象物に対して出射し該測定対象物で反射
   して返って来た測定光を利用して前記測定対象物までの
   距離を測定する測長器と、 前記プローブ光の光軸と平行な光路上に配置され前記対
   物レンズと一体的に移動する折り返し光学系とを備え、 前記測長器の測定光の光軸を前記プローブ光の光軸と平
   行にし、前記測長器から出射した測定光を前記折り返し
   光学系で入射軸と平行に折り返して再び該測長器に戻す
   ようにしたことを特徴とする光学式変位検出装置。
2. 【請求項２】 プローブ光を対物レンズを通して被測定
   面に照射すると共に該被測定面で反射して前記対物レン
   ズを通過したプローブ光から前記対物レンズの合焦状態
   を検出し、前記対物レンズと前記被測定面との光軸方向
   の相対距離を変化させて前記対物レンズの焦点位置が検
   出されたときの前記対物レンズの位置を検出する光学式
   変位検出装置において、 測定光を測定対象物に対して出射し該測定対象物で反射
   して返って来た測定光を利用して前記測定対象物までの
   距離を測定する測長器と、 前記測長器から出射した測定光をプローブ光の光軸と平
   行になるように前記対物レンズ側へ反射可能な反射部材
   と、 前記対物レンズが固定されるレンズ保持部材に保持さ
   れ、前記プローブ光を透過すると共に前記反射部材から
   入射する測定光を前記プローブ光の光軸と平行に前記反
   射部材へ反射する光学素子とを具備したことを特徴とす
   る光学式変位検出装置。
3. 【請求項３】 プローブ光を対物レンズを通して被測定
   面に照射すると共に該被測定面で反射して前記対物レン
   ズを通過したプローブ光から前記対物レンズの合焦状態
   を検出し、前記対物レンズと前記被測定面との光軸方向
   の相対距離を変化させて前記対物レンズの焦点位置が検
   出されたときの前記対物レンズの位置を検出する光学式
   変位検出装置において、 前記プローブ光と異なる波長域を持つ測定光を発生し、
   該測定光を測定対象物に対して出射し該測定対象物で反
   射して返って来た測定光を利用して前記測定対象物まで
   の距離を測定する測長器と、 前記測長器から出射した測定光をプローブ光の光軸と平
   行になるように前記対物レンズ側へ反射する反射部材
   と、 前記対物レンズが固定されるレンズ保持部材に保持さ
   れ、前記プローブ光の波長域を透過し前記測定光の波長
   域を反射する透過特性を持ち、前記反射部材から入射す
   る測定光を前記プローブ光の光軸と平行に前記反射部材
   へ反射する波長選択素子とを具備したことを特徴とする
   光学式変位検出装置。