JPH08334724A

JPH08334724A - ガルバノミラー装置およびミラーの固定構造

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Publication number: JPH08334724A
Application number: JP16689995A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Okamoto; 陽一岡本; Tomoyuki Miki; 智之三木; Takeshi Moriwaki; 武森脇
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 1996-12-17
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JP3560693B2

Abstract

(57)【要約】【目的】検出装置、測定装置および光学顕微鏡のガル
バノミラー装置において、一定の速度で光を走査して、
均一な光量を得る。【構成】ミラー１２ｍを双方向に交互に振らせて光を
走査するガルバノミラー装置において、測定時よりも非
測定時の方がミラー１２ｍの揺動角が大きくなるよう
に、かつ、揺動周期が長くなるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は検出装置、測定装置およ
び光学顕微鏡に用いられるガルバノミラー装置ならびに
ミラーの固定構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、試料（被写体）の外観を観察
するための観察用光学系と、レーザ光の反射光の強度を
測定して、試料の深度に関する情報を検出する共焦点光
学系とを備えた光学顕微鏡が知られている。この種の顕
微鏡は、試料の拡大像だけでなく、試料の深度も含めた
三次元的なデータが得られ、半導体集積回路のような微
細な構造を知る上で有用である。共焦点光学系の一例を
図７に示す。

【０００３】図７において、レーザ１０からのレーザ光
Ｌ１は、ガルバノミラー装置のミラー１２ｍおよびビー
ムプリッタ１４により反射されて対物レンズ１８により
試料ｗの表面ｗｆに集光され、その反射光Ｌ１がイメー
ジセンサ１９に入射する。ここで、共焦点光学系１は、
対物レンズ１８の２つの焦点位置に、前記試料ｗとイメ
ージセンサ１９を配設しており、試料ｗの表面ｗｆに焦
点が合ったとき、レーザ１０からのレーザ光Ｌ１がイメ
ージセンサ１９上で結像するから、イメージセンサ１９
の１つの受光素子における受光光量が著しく大きくな
る。したがって、試料ｗをＺ軸方向に移動させて、受光
光量がピークとなるピーク位置を測定すれば、試料ｗの
表面ｗｆの深さ方向の深度情報が得られる。また、ミラ
ー１２ｍを矢印Ｒ方向に交互に振らせて、図８のモニタ
の画面における拡大像ｗｒで示すように、レーザ光Ｌ１
を試料表面ｗｆ上で走査することにより、試料ｗの１つ
の断面に沿った深度情報が得られる。

【０００４】つぎに、ガルバノミラー装置１２の一例に
ついて説明する。図９（ａ）において、ミラー１２ｍ
は、支持部材１００の溝１０１に挿入されていると共
に、接着剤によって溝１０１に固着されている。支持部
材１００は、駆動軸１０２およびコロガリ軸受１０３を
介して、ガルバノ本体１０４に回転自在に支持されてい
ると共に、ガルバノ本体１０４に内蔵されたモータのよ
うな駆動装置（図示せず）によって極めて小さな角度の
範囲で、双方向に交互に回転し、これにより、ミラー１
２ｍが駆動軸１０２のまわりに矢印Ｒ方向に揺動する。
なお、本明細書において、ガルバノミラー装置とは、ミ
ラー１２ｍ、前記駆動装置および該駆動装置を制御する
ガルバノ駆動回路を備えたものをいう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかるガルバ
ノミラー装置１２では、以下の理由により、深さ測定の
信頼性が低いという問題がある。ミラー１２ｍは、前述
のように、極めて小さな角度の範囲で往復回転するか
ら、図９（ｂ）のコロガリ軸受１０３の玉１０３ａも、
一点鎖線で示す部分１０３ｂにおいて、外輪１０３ｃお
よび内輪１０３ｄに接触する。そのため、玉１０３ａが
部分的に摩耗すると共に、玉１０３ａの接触が不均一で
あるため摩耗自体が早く進行するのは避けられない。し
たがって、走査速度が不均一になると共に、スムースな
走査ができなくなって、試料ｗに照射される光量が不均
一になる。一方、前記共焦点光学系は、受光光量がピー
クとなるピーク位置を測定することにより、試料ｗの深
さ方向の情報を得るものであるから、前述のように、照
射される光量が不均一になると、深さ測定の信頼性が低
下する。

【０００６】また、図９（ａ）のミラー１２ｍはガラス
系の材質からなり、一方、支持部材１００は金属製であ
ることから、接着剤によりミラー１２ｍを支持部材１０
０に固定した場合、温度変化に伴い、一時的ないし経時
的に熱膨張率の差に起因する歪みが生じる。かかる歪み
が生じると、光軸にズレが生じ、そのため、レーザ光の
結像点がイメージセンサの受光素子から位置ズレする。
こうした問題に対して、本発明者は、図１０（ａ）のよ
うに、２本の止ねじ１０４でミラー１２ｍを支持部材１
００に固定する固定構造を発明した。しかし、２本の止
ねじ１０４をミラー１２ｍに押し付けると、止ねじ１０
４の軸力によって、ミラー１２ｍが図１０（ｂ）に示す
ように、鞍形に大きく歪むことを発見した。このよう
に、ミラー１２ｍが大きく歪むと、ミラー１２ｍから反
射されるレーザ光Ｌ１の光量が、ミラー１２ｍの回転に
伴って不均一になる。そのため、やはり、測定の信頼性
が低下する。

【０００７】かかる問題は、共焦点光学系を有する光学
顕微鏡に限らず、他の測定装置や検出装置についても同
様に生じる。また、ガルバノミラー装置の他に、走査光
学系に設けた固定ミラーについても同様に生じる。

【０００８】本発明は、かかる問題に鑑みてなされたも
ので、その目的は、ガルバノミラー装置等において、一
定の速度で光を走査して、均一な光量を得ることであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】第１発明は、
光を発光する発光手段と、該発光手段から発光された光
を走査するガルバノミラー装置と、該ガルバノミラー装
置によって走査され対象物に照射した光の反射光を受光
する受光素子とを備えた検出装置のガルバノミラー装置
であって、前記ガルバノミラー装置は、該ガルバノミラ
ー装置に設けられ光を反射させるためのミラーと、該ミ
ラーを揺動させて光を走査させる駆動装置と、該駆動装
置の駆動を制御すると共に、前記対象物の検出を必要と
する検出時よりも前記対象物の検出を必要としない非検
出時の方が、ミラーの揺動角が大きくなるように制御す
るガルバノ駆動回路とを備えたガルバノミラー装置であ
る。

【００１０】第２発明は、光を発光する発光手段と、該
発光手段から発光された光を走査するガルバノミラー装
置と、該ガルバノミラー装置によって走査され対象物に
照射した光の反射光を受光する受光素子とを備えた測定
装置のガルバノミラー装置であって、前記ガルバノミラ
ー装置は、該ガルバノミラー装置に設けられ光を反射さ
せるためのミラーと、該ミラーを揺動させて光を走査さ
せる駆動装置と、該駆動装置の駆動を制御すると共に、
測定時よりも非測定時の方が、ミラーの揺動角が大きく
なるように制御するガルバノ駆動回路とを備えたガルバ
ノミラー装置である。

【００１１】第３発明は、レーザ光を対物レンズにより
試料の表面に集光すると共に、その反射光を検出器表面
に集光して受光させて、前記反射光の強度に基づいて試
料の深度に関する深度情報を検出する共焦点光学系と、
該共焦点光学系における試料に対する集光位置を走査す
るガルバノミラー装置とを備えた光学顕微鏡において、
前記ガルバノミラー装置は、前記共焦点光学系に配設し
たミラーと、該ミラーを揺動させて光を走査させる駆動
装置と、該駆動装置の駆動を制御すると共に、前記深度
情報を検出する深度測定時よりも前記深度情報を測定し
ない深度非測定時の方が、ミラーの揺動角が大きくなる
ように制御するガルバノ駆動回路とを備えたガルバノミ
ラー装置である。なお、これらの発明においては、揺動
角に加えて、揺動周期も長くなるようにするのが好まし
い。

【００１２】これらの発明によれば、非検出時、非測定
時または深度非測定時に、ミラーの揺動角を大きくする
ので、コロガリ軸受のコロや玉が内外輪と接触する長さ
を長くでき、かつ、コロや玉の摩耗が全周にわたって生
じる。そのため、玉等の摩耗が均一になると共に、玉等
の摩耗が抑制される。更に、揺動周期を長くすれば、玉
等の摩耗自体を一層抑制することができる。

【００１３】一方、本出願のミラーの固定構造は、ミラ
ーの鏡面または裏面に向かう軸力を有する止ねじによっ
てミラーを支持部材との間で挟み付けて固定すると共
に、前記止ねじを１本としている。

【００１４】つぎに、本ミラーの固定構造の原理につい
て説明する。図１０において、支持部材１００の溝１０
１の表面１０１ａには、微小な凹凸が存在する。そのた
め、２本の止ねじ１０４でミラー１２ｍを固定すると、
図４（ｆ）に模式的に示すように、ミラー１２ｍには止
ねじ１０４の軸力Ｆが両端に加わり、ミラー１２ｍの裏
面１２ａには分布荷重２Ｆが加わると考えてよいから、
ミラー１２ｍが歪む。その最大たわみ量δ₂は、分布荷
重を等分布荷重とすると、下記の（１）式で表される。 δ₂＝Ｆ・Ｄ³／８ＥＩ …(1) 但し、Ｄ：ミラーの幅の１／２Ｅ：ヤング率Ｉ：断面２次モーメント一方、止ねじを１本にすると、図４（ｅ）に示すよう
に、軸力Ｆに対して、ミラー１２ｍの裏面１２ａに分布
荷重Ｆが加わる。その最大たわみ量δ₁は、同様にし
て、下記の(2) 式で表される。 δ₁＝（Ｆ／２）・Ｄ³／８ＥＩ …(2) したがって、本ミラーの固定構造を採用することによ
り、ミラーの歪が小さくなる。なお、本発明者がミラー
の歪を干渉計を用いて測定したところ、止ねじを１本と
した場合の方が、ミラーの歪は小さかった。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図１において、光学顕微鏡は、共焦点光学系
１と観察用光学系２とを備えている。

【００１６】まず、共焦点光学系１について説明する。
共焦点光学系１は、試料ｗの深度（深さ，膜厚）に関す
る深度情報を検出するもので、たとえば赤色のレーザ光
Ｌ１を出射するＨｅ−Ｎｅレーザ（発光手段）１０を光
源としている。該レーザ１０の光軸上には、ビームエキ
スパンダ１１、ガルバノミラー装置１２のミラー１２ｍ
およびｆθレンズ１３が設けられている。レーザ光Ｌ１
はｆθレンズ１３により点光源となり、点光源となった
レーザ光Ｌ１の光軸上には、ビームスプリッタ１４、１
／４波長板１５、第１のハーフミラー１６、結像レンズ
１７および対物レンズ１８が、順次配設されている。前
記対物レンズ１８は、レボルバ（図示せず）により切換
が可能で、複数種類の倍率を選択できるようになってい
る。

【００１７】対物レンズ１８の焦点位置の付近には、対
物レンズ１８に対して上下動する試料ステージ３０が配
設されており、対物レンズ１８はレーザ光Ｌ１を試料ｗ
の表面に集光させる。レーザ光Ｌ１は試料ｗで反射さ
れ、対物レンズ１８、結像レンズ１７を透過する。結像
レンズ１７の焦点位置の近傍には、たとえばＣＣＤライ
ンセンサのような一次元イメージセンサ（検出器）１９
が配設されており、結像レンズ１７を透過したレーザ光
Ｌ１は、第１のハーフミラー１６およびビームスプリッ
タ１４で反射されて、一次元イメージセンサ１９の表面
に集光する。前述のミラー１２ｍは、モータ（駆動装
置）Ｍにより揺動し、レーザ光Ｌ１を偏向させること
で、試料ｗへの集光位置を紙面に直角な方向Ｙに一次元
的に走査する。この走査方向Ｙに対応する方向に一次元
イメージセンサ１９の長手方向Ｙが設定されている。

【００１８】前記ガルバノミラー装置１２は、共焦点光
学系１における試料ｗに対する集光位置を走査するもの
である。ガルバノミラー装置１２は、ミラー１２ｍ，モ
ータＭおよびガルバノ駆動回路４２などを備えている。

【００１９】図２のマイコン５０は、設定器（キーボー
ド）５２からの入力設定に応じて、Ｄ／Ａコンバータ４
６に深度測定モードまたは深度非測定モードを意味する
デジタル信号からなるモード信号ｍ１を出力する。Ｄ／
Ａコンバータ４６はモード信号ｍ１に応じたアナログ信
号からなるモード信号ｍ２をガルバノ駆動回路４２に出
力する。

【００２０】ガルバノ駆動回路４２は、たとえば発信回
路、増幅回路および分周回路を備えており、前記モード
信号（入力信号）ｍ２に応じた複数種類の駆動信号ｂ_n
をモータＭに出力することによって、モータＭの駆動を
制御するものである。すなわち、ガルバノ駆動回路４２
は、深度情報を検出する深度測定モードにおいては、図
３の実線で示す測定用駆動信号ｂ₁を出力し、一方、深
度情報を検出しない深度非測定モードにおいては一点鎖
線で示す非測定用駆動信号ｂ₂を出力する。該非測定用
駆動信号ｂ₂は、測定用駆動信号ｂ₁よりも、振幅Ａが
大きく、かつ、周期Ｔが長い（周波数が小さい）。

【００２１】前記モータＭ（図２）は、駆動信号ｂ_nの
振幅Ａに応じた揺動角と、周期Ｔに応じた揺動周期で往
復回転し、図４のミラー１２ｍを揺動させて、レーザ光
Ｌ１を走査させるものである。したがって、深度測定時
よりも深度非測定時の方が、ミラー１２ｍの揺動角が大
きくなると共に、揺動周期が長くなる。ここで、揺動角
とは、駆動軸１０２のまわりにミラー１２ｍが振れる角
度をいい、揺動周期とは、ミラー１２ｍの揺動（振動）
の周期をいう。

【００２２】つぎに、ミラー１２ｍの固定構造について
説明する。図４（ａ）に示すように、ミラー１２ｍは、
支持部材７０の溝７１に挿入された状態で、１本の止ね
じ７２によって、前記溝７１に固定されている。溝７１
には、図４（ｂ）に明示するように、スペーサ７３が挿
入されている。止ねじ７２は、スペーサ７３を介してミ
ラー１２ｍの鏡面１２ｂに直交する方向にミラー１２ｍ
の下端部の中央を押し付けており、これにより、ミラー
１２ｍが溝７１の突出部７４と止ねじ７２との間に挟み
付けられて固定されている。突出部７４は、支持部材７
０におけるミラー１２ｍを介して止ねじ７２が対向する
部分に突出して形成されている。

【００２３】つぎに、図１の共焦点光学系１の制御回路
等について説明する。同期回路４０は、ステージ制御回
路４１、ガルバノ駆動回路４２およびＣＣＤ駆動回路４
３に同期信号を出力する。ＣＣＤ駆動回路４３は同期信
号を受けた後、一次元イメージセンサ１９の各素子に蓄
積された電荷を読出し用クロックパルスに基づいて読み
出し、図２のゲイン制御回路４４およびＡ／Ｄコンバー
タ４５を介して、光量信号ａをマイコン５０に出力す
る。マイコン５０は、ＣＰＵ５１およびメモリ６０を備
えており、後述するように、一次元イメージセンサ１９
の受光光量および試料ステージ３０の高さに基づいて試
料ｗの深度（高さ）に関する情報を求める。

【００２４】前記メモリ６０は、図５（ａ）に示すピー
ク光量記憶部６１およびピーク位置記憶部６２を備えて
いる。前記各記憶部６１，６２は、それぞれ、一次元イ
メージセンサ１９の素子の数に対応した記憶素子６１₀
〜６１_nおよび６２₀ 〜６２_nを有している。

【００２５】つぎに、図１の観察用光学系２について説
明する。観察用光学系２は、試料ｗの外観を拡大して観
察するためのもので、たとえば白色光Ｌ２を出射するラ
ンプ２０を光源（観察用光源）としている。ランプ２０
の光軸上には、集光レンズ２１および第２のハーフミラ
ー２３が配設されており、第２のハーフミラー２３にお
いて観察用光学系２の光軸と共焦点光学系１の光軸とが
合致するように、観察用光学系２が配設されている。

【００２６】前記第２のハーフミラー２３は対物レンズ
１８の光軸上にあり、白色光Ｌ２は試料ｗの表面の所定
の領域に集光されて照射される。試料ｗで反射された白
色光Ｌ２１は、対物レンズ１８、結像レンズ１７および
第１のハーフミラー１６を通過して、ＣＣＤカメラ２４
に入射する。ＣＣＤカメラ２４で撮像された画像は、画
像信号ｅとして図２のスーパーインポーザ３１を介して
モニタ３２に出力されて表示される。なお、モニタ３２
には、図８の二点鎖線で示す赤色のレーザ光Ｌ１も映し
出される。

【００２７】つぎに、深さ測定の原理を簡単に説明す
る。図１の共焦点光学系１において、前述の一次元イメ
ージセンサ１９は、焦点位置に配設されており、一方、
一次元イメージセンサ１９の各素子は極めて微小である
から、レーザ光Ｌ１が試料ｗ上で焦点を結ぶと、その反
射光Ｌ１が一次元イメージセンサ１９上で結像し、一次
元イメージセンサ１９の１つの受光素子における受光光
量が著しく大きくなり、逆に、レーザ光Ｌ１が試料ｗ上
で拡がっていると、その反射光Ｌ１も一次元イメージセ
ンサ１９上で拡がるので、当該素子の受光光量が著しく
小さくなる。したがって、試料ステージ３０を上下方向
つまりＺ軸方向に上下させると、その受光光量Ｉは、図
５（ｂ）のように変化して、ピントの合ったＺ軸の位置
で、つまりピーク位置Ｚｐにおいて最大となる。このピ
ーク位置Ｚｐを一次元イメージセンサ１９の各素子につ
いて求めることにより、図５（ｃ）のように、紙面に垂
直な方向Ｙ（図１）についての深さの情報、つまり、試
料の１つの断面における表面形状（以下、単に「表面形
状」という。）を求めることができる。

【００２８】つぎに、深さの測定方法について説明す
る。図６において、まず、設定器５２（図２）から深さ
測定の設定がなされると、ステップＳ１でミラー１２ｍ
を駆動させて、レーザ光Ｌ１を走査し、ステップＳ２
で、一次元イメージセンサ１９において受光した光量お
よびＺ軸の位置をメモリ６０の各記憶部６１，６２に記
憶させる。つづいて、ステップＳ３で試料ステージ３０
を１段階下降させた後、ステップＳ４に進み、再び、レ
ーザ光Ｌ１を走査して、ステップＳ５に進む。ステップ
Ｓ５では、今回測定した光量がピーク光量記憶部６１の
各記憶素子６１_iに記憶されている光量よりも大きいか
否かを各素子についてＣＰＵ５１が判断し、大きければ
ステップＳ６に進んで、測定光量とＺ軸の位置を書き換
える。一方、小さければステップＳ７に進む。ステップ
Ｓ７では、試料ステージ３０が所定の下降端まで下降し
たか否かを判断し、下降端でなければステップＳ３に戻
り、一方、下降端であれば測定を終了する。

【００２９】こうして、図５（ａ）の両記憶部６１およ
び６２には、それぞれ、ピークの光量Ｉ_iとピーク位置
Ｚｐ_iが記憶される。この後、ピーク位置Ｚｐ_iの情報
は図２のイメージＲＡＭに転送され、マイコン５０はイ
メージ（図５（ｃ））をスーパーインポーザ３１に出力
する。スーパーインポーザ３１は、ＣＣＤカメラ２４の
画像と前記表面形状を重ね合わせ、モニタ３２に出力す
る。これにより、オペレータは試料ｗの拡大画像と共に
前記表面形状を知ることができる。

【００３０】前記構成において、本光学顕微鏡は、深度
非測定モードでは、図４（ａ）のミラー１２ｍが大きな
揺動角で、かつ、長い周期で揺動する。そのため、図４
（ｄ）のコロガリ軸受１０３の玉１０３ａは、図９
（ｂ）の二点鎖線で示す部分１０３ｂよりも大きな範囲
で、内外輪１０３ｃ，１０３ｄに接触すると共に、図４
のミラー１２ｍの角速度も小さくなる。したがって、玉
１０３ａが均一に、摩耗すると共に、その摩耗量も少な
くなる。その結果、レーザ光Ｌ１の走査速度が均一にな
ると共にスムースな走査が可能となって、深さ測定の信
頼性が向上する。また、ガルバノミラー装置１２の寿命
が伸びると共に、無駄な振動が発生するおそれもない。

【００３１】なお、ミラー１２ｍの揺動角は、図４
（ｄ）の玉１０３ａの全周が内外輪１０３ｃ，１０３ｄ
に接触する以上の角度に設定するのが好ましい。また、
ミラー１２ｍの揺動周期は、深度非測定時の方が、深度
測定時よりも図４のミラー１２ｍの角速度が小さくなる
ように設定するのが好ましい。したがって、揺動角の変
化量よりも、揺動周期の変化量を大きくするのが好まし
い。

【００３２】ところで、コロガリ軸受１０３の摩耗を小
さくするのであれば、深度非測定時には、ミラー１２ｍ
を静止させておくことも考えられる。しかし、こうする
と、図８の拡大像ｗｒに、レーザ光Ｌ１が映し出されな
い。そのため、深度の測定前に、試料ｗのどの部分につ
いて深度測定がなされるのか不明瞭になる。これに対
し、本光学顕微鏡では、深度非測定時にもレーザ光Ｌ１
を走査させるから、深度の測定前に、どの部分について
深度測定がなされるのかが明瞭になる。

【００３３】また、本発明にかかるミラーの固定構造で
は、図４のように、１本の止ねじ７２によってミラー１
２ｍを固定しているので、図４（ｃ）のように、ミラー
１２ｍが湾曲する。しかし、湾曲の度合いは、前述のよ
うに２本の止ねじで固定した場合に比べ小さくなる。し
たがって、レーザ光Ｌ１の走査速度が均一になると共に
スムースな走査が可能となる。

【００３４】また、本実施例では、図４（ｂ）の支持部
材７０に突出部７４を設けミラー１２ｍを止ねじ７２と
突出部７４との間で挟み付けているから、ミラー１２ｍ
に作用する曲げモーメントが小さくなるので、ミラー１
２ｍの歪が小さくなる。さらに、止ねじ７２とミラー１
２ｍとの間にスペーサ７３を設けているので、止ねじ７
２の軸力を分散させることができるから、ミラー１２ｍ
の歪が一層小さくなる。

【００３５】ところで、図１０の止ねじ１０４を２本と
した場合に、止ねじ１０４の締付トルクを小さく設定す
れば、ミラー１２ｍの歪は小さくなる。しかし、こうす
ると、トルク管理の必要性が生じたり、止ねじ１０４が
緩むおそれがある。これに対し、本ミラーの固定構造で
は、図４の止ねじ７２を通常のトルクで締付ければよい
ので、こうした不都合も生じない。

【００３６】さらに、本ミラーの固定構造では、従来の
ミラー１２ｍと支持部材７０とを接着する構造と異な
り、温度変化が生じても、熱膨張率の差に起因する歪み
も生じない。したがって、光軸のズレによる結像点の位
置ズレも生じるおそれがない。

【００３７】なお、本発明では、ミラー１２ｍの鏡面１
２ｂを支持部材７０の突出部７４に当接するように固定
してもよい。つまり、ミラー１２ｍの背面１２ａに向っ
て止ねじ７２を押し付けてもよい。また、本発明のミラ
ーの固定構造は、ミラー１２ｍだけでなく、図１の共焦
点光学系のような走査光学系に配置したミラー１６に適
用し得る。

【００３８】また、本発明のガルバノミラー装置は、光
学顕微鏡だけでなく、他の測定装置などについても適用
し得る。たとえば、工場の仕分けラインに設けたバーコ
ードリーダーおよび光電スイッチなどの検出装置や、三
角測量の原理を用いて対象物の変位を測定する測定装置
などについても適用し得る。なお、前記検出装置などに
おいては、設定器からの設定ではなく、他の検出器など
からの入力信号に応じて、対象物（バーコード）の検出
を必要とする検出時と、対象物の検出を必要としない非
検出時とを判別し、ミラー１２ｍの揺動角や揺動周期を
変化させるものであってもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガルバノ
ミラー装置によれば、非検出時、非測定時または深度非
測定時にミラーの揺動角を大きくするから、コロガリ軸
受のコロないし玉の局部的な摩耗を抑制できる。更に、
ミラーの揺動周期も変化させれば、非検出時、非測定時
または深度非測定時に角速度を小さくすることができる
から、コロないし玉の摩耗を一層抑制することができ
る。そのため、走査速度が均一になると共にスムースな
走査が可能になって、検出や測定の信頼性が向上すると
共に、ガルバノミラー装置の寿命が伸びる。更には、無
駄な振動も発生しにくくなる。

【００４０】一方、本発明のミラーの固定構造によれ
ば、ミラーを１本の止ねじで固定するから、止ねじの軸
力によるミラーの歪が小さくなるので、走査速度が均一
になると共にスムースな走査が可能となり、検出や測定
の信頼性が向上する。また、接着によって固定するのと
異なり、温度変化による歪も生じないから、一時的ない
し経時的な光軸のズレも生じにくいので製品の信頼性が
向上する。なお、止ねじとミラーとの間にスペーサを介
挿させたり、あるいは、支持部材に突出部を形成すれ
ば、ミラーの歪をより一層小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる光学顕微鏡の光学系
を示す概略構成図である。

【図２】同測定回路等を示す概略構成図である。

【図３】駆動信号を示す特性図である。

【図４】（ａ）および（ｂ）はミラーの固定構造を示す
斜視部および断面図、（ｃ）はミラーの歪の状態を示す
斜視図、（ｄ）はコロガリ軸受の部分拡大図、（ｅ），
（ｆ）はたわみ量を算出するための模式図である。

【図５】深さ測定の原理を説明するための概念図であ
る。

【図６】測定方法を示すフローチャートである。

【図７】共焦点光学系の一例を示す概略構成図である。

【図８】モニタの画像の一例を示す正面図である。

【図９】（ａ）は従来のミラーの固定構造を示す斜視
図、（ｂ）はコロガリ軸受の拡大図である。

【図１０】（ａ）は本発明に含まれないミラーの固定構
造を示す断面図、（ｂ）は同ミラーの歪の状態を示す平
面図である。

【符号の説明】

１：共焦点光学系１０：発光手段１２：ガルバノミラー装置１２ｍ：ミラー１２ａ：裏面１２ｂ：鏡面１９：検出器２：観察用光学系２０：観察用光源４２：ガルバノ駆動回路５２：設定器７０：支持部材７１：溝７２：止ねじ７３：スペーサ７４：突出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を発光する発光手段と、該発光手段か
ら発光された光を走査するガルバノミラー装置と、該ガ
ルバノミラー装置によって走査され対象物に照射した光
の反射光を受光する受光素子とを備えた検出装置のガル
バノミラー装置であって、前記ガルバノミラー装置は、該ガルバノミラー装置に設
けられ光を反射させるためのミラーと、該ミラーを揺動させて光を走査させる駆動装置と、該駆動装置の駆動を制御すると共に、前記対象物の検出
を必要とする検出時よりも前記対象物の検出を必要とし
ない非検出時の方が、ミラーの揺動角が大きくなるよう
に制御するガルバノ駆動回路とを備えたガルバノミラー
装置。
【請求項２】請求項１において、前記ガルバノ駆動回路は、検出時よりも非検出時の方
が、前記ミラーの揺動角が大きくなるように、かつ、揺
動周期が長くなるように制御するガルバノミラー装置。
【請求項３】光を発光する発光手段と、該発光手段か
ら発光された光を走査するガルバノミラー装置と、該ガ
ルバノミラー装置によって走査され対象物に照射した光
の反射光を受光する受光素子とを備えた測定装置のガル
バノミラー装置であって、前記ガルバノミラー装置は、該ガルバノミラー装置に設
けられ光を反射させるためのミラーと、該ミラーを揺動させて光を走査させる駆動装置と、該駆動装置の駆動を制御すると共に、測定時よりも非測
定時の方が、ミラーの揺動角が大きくなるように制御す
るガルバノ駆動回路とを備えたガルバノミラー装置。
【請求項４】請求項３において、前記ガルバノ駆動回路は、測定時よりも非測定時の方
が、前記ミラーの揺動角が大きくなるように、かつ、揺
動周期が長くなるように制御するガルバノミラー装置。
【請求項５】レーザ光を対物レンズにより試料の表面
に集光すると共に、その反射光を検出器表面に集光して
受光させて、前記反射光の強度に基づいて試料の深度に
関する深度情報を検出する共焦点光学系と、該共焦点光学系における試料に対する集光位置を走査す
るガルバノミラー装置とを備えた光学顕微鏡において、前記ガルバノミラー装置は、前記共焦点光学系に配設し
たミラーと、該ミラーを揺動させて光を走査させる駆動装置と、該駆動装置の駆動を制御すると共に、前記深度情報を検
出する深度測定時よりも前記深度情報を測定しない深度
非測定時の方が、ミラーの揺動角が大きくなるように制
御するガルバノ駆動回路とを備えたガルバノミラー装
置。
【請求項６】請求項５において、前記ガルバノ駆動回路は、深度測定時よりも深度非測定
時の方が、前記ミラーの揺動角が大きくなるように、か
つ、揺動周期が長くなるように制御するガルバノミラー
装置。
【請求項７】光を走査させる走査光学系に設けたミラ
ーを支持部材に固定するミラーの固定構造において、前記ミラーの鏡面または裏面に向かう軸力を有する止ね
じによってミラーを支持部材との間で挟み付けて固定す
ると共に、前記止ねじを１本としたことを特徴とするミ
ラーの固定構造。
【請求項８】請求項７において、前記止ねじとミラーとの間にスペーサを介挿したミラー
の固定構造。
【請求項９】請求項８において、前記支持部材におけるミラーを介して止ねじと対向する
部分を突出させて突出部を形成し、該突出部において前
記ミラーと支持部材とが当接するようにしたミラーの固
定構造。
【請求項１０】請求項１ないし６のガルバノミラー装
置において、前記ミラーの固定構造として、請求項７，８もしくは９
のミラーの固定構造を採用したガルバノミラー装置。