JPH10221612A - Focussing operation supporting method - Google Patents
Focussing operation supporting methodInfo
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- JPH10221612A JPH10221612A JP3147297A JP3147297A JPH10221612A JP H10221612 A JPH10221612 A JP H10221612A JP 3147297 A JP3147297 A JP 3147297A JP 3147297 A JP3147297 A JP 3147297A JP H10221612 A JPH10221612 A JP H10221612A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- horizontal direction
- focusing operation
- light beam
- mark
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Focusing (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は合焦操作を支援す
る方法に関し、より詳細には光学機器において合焦操作
を行うにあたり、試料に投影した合焦操作支援用のマー
クを鮮明化する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for assisting a focusing operation, and more particularly, to a method for sharpening a focusing operation assisting mark projected on a sample when performing a focusing operation in an optical apparatus. .
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、光学測定機器、顕微鏡、非接触
段差測定器、光学式三次元測定器、膜厚測定器、厚み測
定器等の光学機器において、試料のZ軸方向の長さを測
定する場合等のように、目視により合焦操作を行うにあ
たり、合焦判断を容易にするために試料にターゲットマ
ーク等のマークを投影することが公知である。2. Description of the Related Art For example, the length of a sample in the Z-axis direction is measured with an optical instrument such as an optical measuring instrument, a microscope, a non-contact level difference measuring instrument, an optical three-dimensional measuring instrument, a film thickness measuring instrument, and a thickness measuring instrument. It is known to project a mark such as a target mark on a sample in order to facilitate a focus determination when performing a focus operation visually, as in the case where the focus operation is performed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この場合、試料と投影
されたマークのコントラストが高い場合は問題ないが、
例えば試料がセラミックス等の表面の反射率は高いが、
表面が粗いものについては、乱反射により投影されたマ
ークのコントラストが不足し、目視による合焦判断が困
難であり、精度よく合焦することができない問題があっ
た。In this case, there is no problem if the contrast between the sample and the projected mark is high,
For example, the sample has a high reflectance on the surface of ceramics, etc.
With a rough surface, there is a problem that the contrast of the mark projected due to irregular reflection is insufficient, it is difficult to visually determine the focus, and it is not possible to focus accurately.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】この発明は以上の従来技
術の問題点を解消した合焦操作の支援方法を提供するこ
とを目的として創作されたものであり、光学機器におい
て合焦操作を行うにあたり、試料を水平方向に微振動さ
せることにより、試料に投影した合焦操作支援用のマー
クを鮮明化することを特徴とする(第1発明)。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made for the purpose of providing a focusing operation support method which solves the above-mentioned problems of the prior art, and performs a focusing operation in an optical apparatus. In this case, the sample is finely vibrated in a horizontal direction to sharpen a focus operation support mark projected on the sample (first invention).
【0005】即ち、この発明によれば試料は水平方向に
微振動することにより、表面が粗面を構成していても、
残像効果により見かけ上一様一色に見え、マークのみが
映像として鮮明に視認できることとなる。In other words, according to the present invention, the sample vibrates slightly in the horizontal direction, so that even if the surface has a rough surface,
Due to the afterimage effect, the color looks uniform and uniform, and only the mark can be clearly recognized as an image.
【0006】又、観察している試料が見かけ上水平方向
に微振動するように、観察光束を光学的に揺さぶっても
よく、この場合も上記と同様の作用を生じることとなる
(第2発明)。尚、ここに「観察光束を光学的に揺さぶ
る」とは、観察光束の方向を通常における方向と、これ
を微小範囲で偏向した方向との間で繰り返し変化させる
状態を指す意味で使用している。Further, the observation light beam may be optically shaken so that the sample to be observed slightly vibrates in the horizontal direction, and in this case, the same effect as described above is produced (the second invention). ). Here, "optically shake the observation light beam" is used to mean a state in which the direction of the observation light beam is repeatedly changed between a normal direction and a direction deflected in a minute range. .
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下、この発明の具体的実施例を
添付図面に基づいて説明する。図1乃至図4は上記の第
1発明の実施例を示す図である。ここでは、光学機器と
して顕微鏡1を想定しているものであり(図1参照)、
対物レンズ2の下方に位置する試料Sを載置するステー
ジ10を動力機構により水平方向(本願明細書において
「水平方向」とは、顕微鏡の観察光路の光軸を垂直とし
た場合に対する水平方向の意味で使用している。)に微
振動させる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIGS. 1 to 4 are views showing an embodiment of the first invention. Here, the microscope 1 is assumed as the optical device (see FIG. 1).
The stage 10 on which the sample S located below the objective lens 2 is mounted is moved in the horizontal direction by a power mechanism (in this specification, the “horizontal direction” refers to the horizontal direction with respect to the case where the optical axis of the observation optical path of the microscope is vertical. It is used in the meaning.)
【0008】この発明においては試料を水平方向に微振
動することにより、その表面が粗面を構成していても、
残像効果により見かけ上一様一色に見えてマークとのコ
ントラストが高くなる効果を狙っている。この場合、こ
のような効果を実用上支障の無い範囲で得るためには、
実験によれば、次の最大移動速度で試料を水平方向に微
振動させなければならないことが確認されている。 最大移動速度: 0.1mm/S[0008] In the present invention, by vibrating the sample in the horizontal direction, even if the surface has a rough surface,
The aim is to achieve an effect in which the afterimage effect makes the image look uniform in one color and the contrast with the mark increases. In this case, in order to obtain such an effect within a range that does not hinder practical use,
Experiments have confirmed that the sample must be slightly vibrated in the horizontal direction at the next maximum moving speed. Maximum moving speed: 0.1mm / S
【0009】図2及び図3は図1の顕微鏡においてステ
ージ10を微振動させる機構の一例を示すものであり、
ここではステージ10をガイド11、11に沿って往復
動させることにより微振動させている。ステージ10は
その両端に回転自在に設けたローラ13、13が一対の
ガイド11、11のレール溝12、12間に挟持されて
転動することにより、一対のガイド11、11間に往復
動自在に保持される。一方、ステージ10は一端に当接
するコイルばね14により常に他端方向に附勢されると
共に、モータ15により回転される偏心カム16が他端
に接することにより、偏心カム16の回転により所定量
押圧されてガイド11、11に沿って往復動することと
なる。FIGS. 2 and 3 show an example of a mechanism for microvibrating the stage 10 in the microscope of FIG.
Here, the stage 10 is finely vibrated by reciprocating along the guides 11. The stage 10 is reciprocally movable between the pair of guides 11, 11 by the rollers 13, 13 rotatably provided at both ends thereof being held between the rail grooves 12, 12 of the pair of guides 11, 11 and rolling. Is held. On the other hand, the stage 10 is constantly urged toward the other end by the coil spring 14 abutting on one end, and is pressed by a predetermined amount by the rotation of the eccentric cam 16 by the eccentric cam 16 rotated by the motor 15 coming into contact with the other end. Then, it reciprocates along the guides 11 and 11.
【0010】尚、ステージ10を押圧する手段は上記の
偏心カム16に限らず、例えば図4に示すようにソレノ
イド17内を往復動するプランジャ18によって行って
も、又その他の手段によってもよいことは勿論である。The means for pressing the stage 10 is not limited to the above-described eccentric cam 16, but may be, for example, a plunger 18 reciprocating in a solenoid 17 as shown in FIG. 4 or other means. Of course.
【0011】図5及び図6は上記の第2発明の実施例を
示す図である。この発明は、試料自体を物理的に微振動
させる第1発明に対し、観察している試料が見かけ上水
平方向に微振動するように、観察光束を光学的に揺さぶ
るものであり、この実施例においては観察光路中対物レ
ンズの射出瞳の近傍に微振動するミラーを介在させるこ
とにより、観察光束を光学的に揺さぶる手段としてい
る。FIGS. 5 and 6 show an embodiment of the second invention. In the present invention, the observation light beam is optically shaken so that the sample to be observed is slightly vibrated in the horizontal direction, in contrast to the first invention in which the sample itself is finely vibrated physically. In (2), a means for optically shaking the observation light beam is provided by interposing a mirror that slightly vibrates near the exit pupil of the objective lens in the observation optical path.
【0012】ここでは、光学機器として無限遠補正型顕
微鏡を想定しているものであり、図5はその光学系を示
す図である。図中符号Aは観察者が試料を観察するため
の観察光路であり、ステージ20上の試料の観察光束は
対物レンズ21を通過して、ミラー22により反射され
て偏向され、更に半透ミラー29により反射されて偏向
され、結像レンズ30を通過して接眼レンズ31に入射
し、観察者により観察される。Here, it is assumed that an infinity-correction microscope is used as the optical apparatus, and FIG. 5 is a diagram showing the optical system. In the drawing, reference numeral A denotes an observation optical path for the observer to observe the sample. The observation light beam of the sample on the stage 20 passes through the objective lens 21 and is reflected and deflected by the mirror 22. Is reflected and deflected, passes through the imaging lens 30, enters the eyepiece lens 31, and is observed by an observer.
【0013】一方、図中符号Bは試料を照明すると共
に、ターゲットマークを試料に投影するための照明光路
であり、光源34からの照明光束はターゲットマーク板
33を通過した後、投影レンズ32及び半透ミラー29
を通過して、観察光路Aに投射される。観察光路Aに投
射された照明光束はやはりミラー22により反射されて
偏向されて対物レンズ21に入射し、ターゲットマーク
を試料に投影する。On the other hand, reference numeral B in the drawing denotes an illumination light path for illuminating the sample and projecting a target mark on the sample. The illumination light flux from the light source 34 passes through the target mark plate 33, and then passes through the projection lens 32 and the projection lens 32. Semi-transparent mirror 29
And is projected onto the observation optical path A. The illumination light beam projected on the observation optical path A is also reflected and deflected by the mirror 22, enters the objective lens 21, and projects the target mark on the sample.
【0014】以上の光学系において、ミラー22を微振
動させることにより観察光束は光学的に揺さぶられる。
図6は、この場合にミラー22を微振動させるための機
構の一例を示すものである。ここでは、ミラー22を保
持するホルダー23を顕微鏡に固定される受け座24に
軸24をもって揺動自在に軸支し、このホルダー22の
一側をコイルばね26により引き寄せ方向に附勢すると
共に、他側をモータ27により回転される偏心カム28
に接することにより、ミラー22は偏心カム28の回転
により押圧されて軸24を中心とした揺動を行い微振動
することとなる。よって、これにより反射される観察光
束の偏向方向は通常における方向(この実施例において
は90度)と、これを微小範囲で増減した方向との間で
繰り返し変化することとなる。In the above optical system, the observation light beam is optically shaken by slightly vibrating the mirror 22.
FIG. 6 shows an example of a mechanism for finely oscillating the mirror 22 in this case. Here, a holder 23 holding the mirror 22 is pivotally supported on a receiving seat 24 fixed to the microscope with a shaft 24 so as to be swingable, and one side of the holder 22 is urged by a coil spring 26 in a pulling direction. Eccentric cam 28 whose other side is rotated by motor 27
, The mirror 22 is pressed by the rotation of the eccentric cam 28 and swings about the shaft 24 to cause slight vibration. Therefore, the deflection direction of the observation light beam reflected by the light beam repeatedly changes between a normal direction (90 degrees in this embodiment) and a direction in which the direction is increased or decreased in a minute range.
【0015】図7は上記第2発明の異なる実施例の無限
遠補正型顕微鏡の光学系を示す図である。この実施例に
おいては、観察光路中対物レンズの射出瞳の近傍に同一
の屈折力を有する一対のプリズムを上下背中合わせに配
置して介在させると共に、これらを互いに逆方向に回転
させることにより、観察光束を光学的に直線的に揺さぶ
る手段としている。FIG. 7 is a diagram showing an optical system of an infinity corrected microscope according to a different embodiment of the second invention. In this embodiment, a pair of prisms having the same refractive power are arranged in the observation optical path in the vicinity of the exit pupil of the objective lens so as to be interposed between the upper and lower backs, and these are rotated in opposite directions, thereby obtaining the observation light flux. Is a means for optically shaking linearly.
【0016】図中符号Aは観察者が試料を観察するため
の観察光路であり、ステージ20上の試料の観察光束は
対物レンズ21を通過した後、一対のプリズム36、3
7を通過し、更に半透ミラー35及び結像レンズ30を
通過して接眼レンズ31に入射し、観察者により観察さ
れる。In the drawing, reference numeral A denotes an observation optical path for an observer to observe the sample. The observation light beam of the sample on the stage 20 passes through the objective lens 21 and then passes through a pair of prisms 36, 3
7 and further pass through the semi-transmissive mirror 35 and the imaging lens 30 to enter the eyepiece 31 for observation by an observer.
【0017】一方、図中符号Bは試料を照明すると共
に、ターゲットマークを試料に投影するための照明光路
であり、光源34からの照明光束はターゲットマーク板
33を通過した後、レンズ32を通過し、更に半透ミラ
ー35により反射されて偏向され、観察光路Aに投射さ
れる。観察光路Aに投射された照明光束は、一対のプリ
ズム36、37を通過して対物レンズ21に入射し、タ
ーゲットマークを試料に投影する。On the other hand, reference numeral B in the figure denotes an illumination light path for illuminating the sample and projecting a target mark on the sample. The illumination light beam from the light source 34 passes through the target mark plate 33 and then passes through the lens 32. Then, the light is further reflected and deflected by the semi-transmissive mirror 35 and is projected on the observation optical path A. The illumination light beam projected on the observation optical path A passes through the pair of prisms 36 and 37, enters the objective lens 21, and projects a target mark on the sample.
【0018】一対のプリズム36、37は同一の屈折力
を有すると共に、上下背中合わせに配置され、互いに逆
方向に回転させられる(回転機構は図示せず)。よっ
て、回転時におけるこれらのプリズム36、37の互い
の位置により観察光束は異なる方向に偏向され、結果的
に直線的に揺さぶられることとなる。尚、図8において
プリズム36、37の位置を0°とした場合、図7は9
0°、図9は180°回転した状態を図示している。The pair of prisms 36 and 37 have the same refracting power, and are arranged back-to-back and rotated in opposite directions (a rotation mechanism is not shown). Therefore, the observation light flux is deflected in different directions depending on the mutual positions of these prisms 36 and 37 during rotation, and consequently is shaken linearly. When the positions of the prisms 36 and 37 are set to 0 ° in FIG. 8, FIG.
0 °, and FIG. 9 shows a state of rotation by 180 °.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上の構成よりなるこの発明によれば、
試料の表面が粗面を構成してコントラストが低くても、
水平方向に微振動したことによる残像効果により見かけ
上一様一色に見え、マークのみが映像として鮮明に視認
できるので、確実な合焦操作が可能となる効果を奏す
る。According to the present invention having the above configuration,
Even if the surface of the sample forms a rough surface and the contrast is low,
Due to the afterimage effect due to the slight vibration in the horizontal direction, the image appears to be a uniform color in appearance, and only the mark can be clearly recognized as an image, so that there is an effect that a reliable focusing operation can be performed.
【0020】又、試料自体を物理的に微振動させる第1
発明に対し、観察している試料が見かけ上水平方向に微
振動するように、観察光束を光学的に揺さぶる第2発明
によれば、何らかの事情により試料を微振動できない場
合にも上記と同様の効果を得ることが可能となる。[0020] A first method in which the sample itself is physically vibrated finely.
In contrast to the invention, according to the second invention in which the observation light beam is optically shaken so that the sample to be observed slightly vibrates in the horizontal direction, even if the sample cannot be finely vibrated for some reason, the same as above. The effect can be obtained.
【0021】第2発明においては、この場合、観察者に
とっては試料は振動しても、マークは静止しているよう
に見える。即ち、図5に示すように、対物レンズ21の
射出瞳近傍に設置されたミラー22によって光束は偏向
され、マークは試料上の光軸から外れた位置に投影され
るが、試料で反射した光束は再び偏向され、マークは常
に元の光軸上に結像するために静止して見える。一方、
試料はミラーで偏向すると、光軸から外れた位置に結像
するため、振動しているように見える。In the second invention, in this case, even if the sample vibrates, the mark appears to be stationary to the observer. That is, as shown in FIG. 5, the light beam is deflected by a mirror 22 installed near the exit pupil of the objective lens 21, and the mark is projected to a position off the optical axis on the sample. Are again deflected and the mark always appears stationary because it is imaged on the original optical axis. on the other hand,
When the sample is deflected by the mirror, it forms an image at a position off the optical axis, so that the sample appears to be vibrating.
【図1】第1発明を実施した顕微鏡の側面図。FIG. 1 is a side view of a microscope embodying the first invention.
【図2】同上、ステージ部分の一部切り欠き平面図。FIG. 2 is a plan view of the stage part with a part cut away;
【図3】同上、ステージ部分の一部切り欠き正面図。FIG. 3 is a front view of the stage part with a part cut away;
【図4】同上、ステージ部分の異なる実施例の一部切り
欠き平面図。FIG. 4 is a partially cutaway plan view of an embodiment having a different stage portion.
【図5】第2発明を実施した顕微鏡の光学系の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of an optical system of a microscope embodying the second invention.
【図6】同上、ミラー部分の側面図。FIG. 6 is a side view of a mirror part according to the first embodiment;
【図7】同上、異なる実施例の顕微鏡の光学系の構成
図。FIG. 7 is a configuration diagram of an optical system of a microscope according to another embodiment.
【図8】同上、要部の光学系の構成図。FIG. 8 is a configuration diagram of a main part of the optical system.
【図9】同上、要部の光学系の構成図。FIG. 9 is a configuration diagram of a main part of the optical system according to the first embodiment;
10 ステージ 22 ミラー 36 プリズム 37 プリズム A 観察光路 10 Stage 22 Mirror 36 Prism 37 Prism A Observation optical path
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/027 H01L 21/30 526Z Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/027 H01L 21/30 526Z
Claims (5)
り、試料を水平方向に微振動させることにより、試料に
投影した合焦操作支援用のマークを鮮明化することを特
徴とする合焦操作支援方法。When performing a focusing operation in an optical apparatus, a focusing operation support mark projected on the sample is sharpened by slightly vibrating the sample in a horizontal direction. Method.
振動させる請求項1記載の合焦操作支援方法。2. The focusing operation supporting method according to claim 1, wherein the stage on which the sample is placed is slightly vibrated in the horizontal direction.
り、観察している試料が見かけ上水平方向に微振動する
ように、観察光束を光学的に揺さぶることにより、試料
に投影した合焦操作支援用のマークを鮮明化することを
特徴とする合焦操作支援方法。3. A focusing operation assisted by projecting an observation light beam on an optical device such that the observation light beam is optically shaken so that an observed sample vibrates in an apparently horizontal direction when performing a focusing operation in an optical apparatus. Focusing operation support method characterized by sharpening a mark for use.
せることにより、観察光束を光学的に揺さぶる手段とし
た請求項3記載の合焦操作支援方法。4. The focusing operation supporting method according to claim 3, wherein a mirror that vibrates minutely in the observation optical path is interposed to optically shake the observation light beam.
せることにより、観察光束を光学的に揺さぶる手段とし
た請求項3記載の合焦操作支援方法。5. The focusing operation supporting method according to claim 3, wherein a rotating prism is interposed in the observation optical path to optically shake the observation light beam.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3147297A JPH10221612A (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Focussing operation supporting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3147297A JPH10221612A (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Focussing operation supporting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10221612A true JPH10221612A (en) | 1998-08-21 |
Family
ID=12332217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3147297A Pending JPH10221612A (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Focussing operation supporting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10221612A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002267937A (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Olympus Optical Co Ltd | Measuring optical system correcting device and spectrophotometer |
JP2012003036A (en) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Nikon Engineering Co Ltd | Observation device |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP3147297A patent/JPH10221612A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002267937A (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Olympus Optical Co Ltd | Measuring optical system correcting device and spectrophotometer |
JP2012003036A (en) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Nikon Engineering Co Ltd | Observation device |
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