(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザーから出射された赤外域の測定光を被検体に対し集光スポットとして照射するとともに、前記被検体から反射した反射光を受光手段で受光し、該受光手段の出力により前記被検体面の合焦を検出する焦点検出装置において、
前記測定光の発光点の投影像と光学的に共役の位置に配置された指標と、
前記指標を照明する可視光域の光を発光する光源と、を具備し、
前記可視光域の光を発光する光源により照明された前記指標の像の光を前記測定光の光路を通して前記被検体に対し照射するとともに、前記被検体から反射した前記指標の像の位置と前記被検体上に照射される前記測定光の集光スポット位置を一致させ、前記指標の像の位置を前記測定光の集光スポット位置として観察可能にしたことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記測定光は、レーザー光からなり、前記指標はピンホールからなることを特徴とする請求項１記載の焦点検出装置。
【請求項３】
前記可視光域の光を発光する光源は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１記載の焦点検出装置。
【請求項４】
半導体レーザーから出射された赤外域の測定光を被検体に対し集光スポットとして照射するとともに、前記被検体から反射した反射光を受光手段で受光し、該受光手段の出力により前記被検体面の合焦を検出する焦点検出装置において、
前記測定光の発光点の投影像と光学的に共役の位置に出射端が配置されるとともに、前記出射端より可視光域の光を発する光ファイバを具備し、
前記可視光域の光を発光する光ファイバの出射端からの光を前記測定光の光路を通して前記被検体に対し照射するとともに、前記被検体から反射した前記出射端の像の位置と前記被検体上に照射される前記測定光の集光スポット位置を一致させ、前記出射端の像の位置を前記測定光の集光スポット位置として観察可能にしたことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項５】
前記可視光域の光を発する光源は、常時点灯、または前記被検体面の合焦を検出する時のみ点灯することを特徴とする請求項１または４記載の焦点検出装置。
【請求項６】
前記赤外域の測定光の透過を阻止し、且つ、前記可視光域の光を発光する光源により照明された前記指標の像の光を透過させるＩＲカットフィルタを備えることを特徴とする請求項１記載の焦点検出装置。
【請求項７】
前記赤外域の測定光の透過を阻止し、且つ、前記可視光域の光を発光する光源により照明された前記出射端の像の光を透過させるＩＲカットフィルタを備えることを特徴とする請求項４記載の焦点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＩＣ基板や材料などの加工面に対して光学的に焦点を合わせる焦点検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の焦点検出装置として、図５に示すように構成したものがある。図において、１は測定光としての赤外域のレーザー光を発生する半導体レーザーで、この半導体レーザー１から発せられたレーザー光は、偏光ビームスプリッタ２に照射される。偏光ビームスプリッタ２で反射された光は、結像レンズ３で平行ビームに変換され、１／４波長板４、ダイクロイックミラー５を介して対物レンズ６に入射し、被検体である被測定表面７(例えば、ＩＣ基板表面あるいは材料の加工表面など)に集光される。そして、この被測定表面７で反射された反射光は、再び対物レンズ６、ダイクロイックミラー５、１／４波長板４および結像レンズ３を介して偏光ビームスプリッタ２に照射される。
【０００３】
この場合、反射光は、１／４波長板４を透過する際、その偏光方向が９０°ずれるので、反射光は、偏光ビームスプリッタ２を透過してビームスプリッタ８に入射され、ここで２方向に振り分けられる。
【０００４】
このうちビームスプリッタ８を透過した光は、合焦点より前に置かれた第１の絞り９を介して受光手段としての第１の受光素子１０により受光され、また、ビームスプリッタ８を反射した光は、合焦点より後に置かれた第２の絞り１１を介して受光手段としての第２の受光素子１２により受光される。これら第１および第２の受光素子１０、１２は、それぞれ受光した反射光の光量に応じた電気信号ａ、ｂを出力するもので、これら電気信号ａ、ｂを信号処理系１３に入力する。信号処理系１３は、入力された電気信号ａ、ｂに対して所定の演算を実行し、被測定表面７の変位に対応した変位信号を出力する。
【０００５】
この場合、第１および第２の受光素子１０、１２より、図６に示すような特性を有する電気信号ａ、ｂが出力されたとすると、信号処理系１３により図７に示すような特性を有する変位信号ｃが出力され、この変位信号ｃに基づいて被測定表面７の変位が測定されるとともに、この被測定表面７に対する焦点検出が行われる。
【０００６】
ところで、通常、このような焦点検出は、被測定表面７を観察しながら行われる。この場合、上述したダイクロイックミラー５は、赤外波長域以上の光成分を反射するとともに、可視域の光を透過するような特性のものが用いられ、観察光学系１４には、レーザー光の入射を阻止し、可視光のみを取り込むことができるようになっている。
【０００７】
そして、被測定表面７の観察には、被測定表面７を可視光で照明する。被測定表面７からの反射光は、対物レンズ６を介してダイクロイックミラー５に照射され、ダイクロイックミラー５を透過した光は、観察光学系１４の結像レンズ１４ａにより集光され、被測定表面７の観察像が図示しない接眼レンズやＣＣＤカメラにより観察される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような焦点検出装置では、被測定表面７に集光される半導体レーザー１のスポットは、理論上回折限界まで絞られ、極めて微小な集光スポットとなり、焦点検出は、このような微小な集光スポットが照射される被測定表面７上の極微小な領域を対象にして行われる。
【０００９】
ところが、焦点検出の際に、被測定表面７で反射されたレーザー光のスポットは、ダイクロイックミラー５により観察光学系１４への入射を阻止されているので、被測定表面７を観察している観察者には、レーザー光のスポット位置を知ることができない。つまり、観察者は、焦点検出を行っている状態で、被測定表面７を観察しているものの、被測定表面７上のどの領域を対象にして焦点検出が行われているかを全く知ることができない。
【００１０】
このため、従来では、例えば、被測定表面７の微小な領域の焦点検出を行うような場合は、経験的に覚えているレーザー光のスポット位置に対して検出対象の領域を正確に移動させなければならず、このための作業に熟練を要するという問題があった。
【００１１】
また、熟練した技術を持たない観察者は、検出対象の領域が十分な大きさの像になるように高倍の対物レンズに切換え、この拡大された領域像をレーザー光のスポット位置に移動させるようにしているが、高倍の対物レンズを用いることで視野自体が著しく狭くなるため、さらに作業性が悪化するという問題があった。
【００１２】
一方、レーザースポットの位置を明確にするため、ＣＣＤカメラにより撮像した観察像をＴＶモニタ上で観察し、ＴＶモニタ上でおおよそのレーザースポットの位置に印を付けるような場合も合ったが、ＴＶシステムを必要とするため、装置が大掛かりとなるとともに、価格的にも高価であった。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、優れた作業性が得られ、しかも微小な領域の焦点検出も確実に行うことができる焦点検出装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、半導体レーザーから出射された赤外域の測定光を被検体に対し集光スポットとして照射するとともに、前記被検体から反射した反射光を受光手段で受光し、該受光手段の出力により前記被検体面の合焦を検出する焦点検出装置において、前記測定光の投影像と光学的に共役の位置に配置された指標と、前記指標を照明する可視光域の光を発光する光源と、を具備し、前記可視光域の光を発光する光源により照明された前記指標の像の光を前記測定光の光路を通して前記被検体に対し照射するとともに、前記被検体から反射した前記指標の像の位置と前記被検体上に照射される前記測定光の集光スポット位置を一致させ、前記指標の像の位置を前記測定光の集光スポット位置として観察可能にしたことを特徴としている。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記測定光は、レーザー光からなり、前記指標は円形又は十字線パターンのピンホールからなることを特徴としている。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記可視光域の光を発光する光源は、ＬＥＤであることを特徴としている。
請求項４記載の発明は、半導体レーザーから出射された赤外域の測定光を被検体に対し集光スポットとして照射するとともに、前記被検体から反射した反射光を受光手段で受光し、該受光手段の出力により前記被検体面の合焦を検出する焦点検出装置において、前記測定光の発光点の投影像と光学的に共役の位置に出射端が配置されるとともに、前記出射端より可視光域の光を発する光ファイバを具備し、前記可視光域の光を発光する光ファイバの出射端からの光を前記測定光の光路を通して前記被検体に対し照射するとともに、前記被検体から反射した前記出射端の像の位置と前記被検体上に照射される前記測定光の集光スポット位置を一致させ、前記出射端の像の位置を前記測定光の集光スポット位置として観察可能にしたことを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項１または４記載の発明において、前記可視光域の光を発する光源は、常時点灯、または前記被検体面の合焦を検出する時のみ点灯することを特徴としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の発明において、前記赤外域の測定光の透過を阻止し、且つ、前記可視光域の光を発光する光源により照明された前記指標の像の光を透過させるＩＲカットフィルタを備えることを特徴としている。
請求項７の発明は、請求項４記載の発明において、前記赤外域の測定光の透過を阻止し、且つ、前記可視光域の光を発光する光源により照明された前記出射端の像の光を透過させるＩＲカットフィルタを備えることを特徴としている。
【００１７】
この結果、本発明によれば、焦点検出のための測定光の被検体上での集光スポットの位置を指標の像位置から容易に知ることができるので、観察者は、測定光の位置を経験的に覚えるような必要がなくなり、焦点検出のための一連の作業を簡単にすることができる。
【００１８】
また、本発明によれば、被検体上の焦点検出したい領域が極めて小さい場合も、指標の像位置を目的の領域に移動させるだけで対応することができる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、光ファイバにより外部からの光を導くことができるので、外部光源を選択することで被検体面に合わせた色の選択や光量の調整を行うことが可能となり、これらを組み合わせることで様々なユーザ要求に答えることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００２１】
(第１の実施の形態)
図１は、本発明が適用される共焦点型の焦点検出装置の概略構成を示すもので、図５と同一部分には同符号を付している。
【００２２】
この場合、図５で述べたダイクロイックミラー５に代えてハーフミラー２０が配置されている。
【００２３】
半導体レーザー１と偏光ビームスプリッタ２との間の光路にビームスプリッタ２１が配置されている。また、ビームスプリッタ２１より分割された光路には、指標として円形のピンホール２２が配置され、このピンホール２２の後方に、ピンホール２２を照明する可視光域の光を発光するＬＥＤなどの光源２３が配置されている。この場合、ピンホール２２は、半導体レーザー１の発光点の投影像と光学的に共役の位置に配置されている。
【００２４】
なお、光源２３については、常時点灯されていても焦点検出時のみ点灯するようにしてもよい。
【００２５】
ハーフミラー２０と対物レンズ６の間の光路には、ハーフミラー２４が配置され、このハーフミラー２４の分割光路には、被測定表面７を照明する可視光域の光を発光する光源２５が配置されている。
【００２６】
また、ハーフミラー２０と観察光学系１４との間の光路には、ＩＲカットフィルタ２６が配置されている。このＩＲカットフィルタ２６は、被測定表面７で反射しハーフミラー２０を透過した反射光のうち、赤外波長域以上の光成分の透過を阻止し、可視光域の光のみを観察光学系１４側に透過させるためのものである。
【００２７】
さらに、偏光ビームスプリッタ２とビームスプリッタ８との間の光路には、バンドパスフィルタ２７が配置されている。このバンドパスフィルタ２７は、被測定表面７で反射しハーフミラー２０で反射した反射光のうち、可視光域の光の透過を阻止し、赤外波長域以上の光成分を第１および第２の受光素子１０、１２側に透過させるためのものである。
【００２８】
このような構成において、いま、半導体レーザー１からレーザー光が発せられると、ビームスプリッタ２１を透過して偏光ビームスプリッタ２に照射される。偏光ビームスプリッタ２で反射された光は、結像レンズ３で平行ビームに変換され、１／４波長板４を透過し、ハーフミラー２０で反射して対物レンズ６に入射し、被測定表面７にスポット状に集光される。
【００２９】
また、被測定表面７で反射された反射光は、再び対物レンズ６を透過し、ハーフミラー２０で反射して１／４波長板４および結像レンズ３を介して偏光方向が９０°ずれて偏光ビームスプリッタ２に照射される。
【００３０】
これにより、反射光は、偏光ビームスプリッタ２を透過してビームスプリッタ８に入射され、ここで２方向に振り分けられる。そして、ビームスプリッタ８を透過した光は、合焦点より前に置かれた第１の絞り９を介して第１の受光素子１０により受光され、また、ビームスプリッタ８を反射した光は、合焦点より後に置かれた第２の絞り１１を介して第２の受光素子１２により受光される。また、これら受光された光量に応じた第１および第２の受光素子１０、１２からの電気信号が信号処理系１３に入力され、ここで、所定の演算が実行され、被測定表面７の変位に対応した変位信号が出力され、被測定表面７に対する焦点検出が行われる。
【００３１】
この場合、半導体レーザー１のレーザー光の被測定表面７で反射される反射光の一部は、ハーフミラー２０を透過されるが、ＩＲカットフィルタ２６により観察光学系１４側への入射は阻止される。
【００３２】
一方、この状態で、光源２５より可視光域の光が発せられると、この光は、ハーフミラー２４で反射し、対物レンズ６を透過して被測定表面７に照射される。また、被測定表面７からの反射光は、対物レンズ６を介してハーフミラー２４、２０を順に透過し、これらハーフミラー２４、２０を透過した光は、ＩＲカットフィルタ２６を透過して観察光学系１４の結像レンズ１４ａにより集光され、焦点検出が行われる被測定表面７の観察像が図示しない接眼レンズやＣＣＤカメラにより観察される。
【００３３】
また、これと同時に、光源２３より可視光域の光が発せられると、この光により照明されたピンホール２２の像が、ビームスプリッタ２１に入射される。その後は、半導体レーザー１からの光と同じ光路を通って被測定表面７に結像される。また、被測定表面７で反射されたピンホール２２の像は、対物レンズ６を介してハーフミラー２４、２０を順に透過し、これらハーフミラー２４、２０を透過した光は、ＩＲカットフィルタ２６を透過して観察光学系１４の結像レンズ１４ａにより集光され、上述した接眼レンズやＣＣＤカメラにより観察される被測定表面７の観察像上に重ねて表示される。
【００３４】
この場合、ピンホール２２の位置は、半導体レーザー１の発光点の投影像と光学的に共役な位置にあるので、観察光学系１４で観察されるピンホール２２の像位置は、被測定表面７上に集光されレーザー光のスポット位置と一致している。
【００３５】
これにより、観察者は、焦点検出が行われる被測定表面７の観察像を観察しながら、この観察像上に重ねて表示されるピンホール２２の像位置からレーザー光のスポットの位置を容易に知ることができるので、被測定表面７上のどの領域を対象にして焦点検出が行われているかを簡単に確認でき、また、ピンホール２２の像位置を被測定表面７上の焦点検出したい測定ポイントに移動させるだけで、微小な領域に対するレーザー光のスポットの位置決めを正確に行うことができる。
【００３６】
この場合、光源２５からの可視光域の光および光源２３からの可視光域の光により照明されたピンホール２２の像の被測定表面７で反射される光の一部は、ハーフミラー２０で反射されるが、バンドパスフィルタ２７により第１および第２の受光素子１０、１２側への入射は阻止される。
【００３７】
従って、このようにすれば、半導体レーザー１からのレーザー光の被測定表面７上でのスポットの位置を、観察像上に重ねて表示されるピンホール２２の像位置から容易に知ることができるので、従来と比べ、観察者は、レーザースポットの位置を経験的に覚えるような必要がなく、焦点検出のための作業に熟練する必要もなくなり、焦点検出のための一連の作業を簡単にすることができる。
【００３８】
また、対物レンズ６の倍率が低く、被測定表面７上の焦点検出したい領域が極めて小さい場合も、ピンホール２２の像位置を目的の領域に移動させるだけで対応できるので、優れた作業性、操作性が得られる。
【００３９】
さらに、ＴＶシステムなどによりレーザースポットの位置に印を付けるような必要もないので、これらＴＶシステム等を用いたものと比べてシステム構成が簡単で、価格的にも安価にできる。
【００４０】
(変形例)
上述した実施の形態では、指標として円形のピンホール２２を用いた例を述べたが、この形状に限らず、例えば十字線パターンなど、観察像中で目印になるようなパターンであれば、どのような形状であってもよい。
【００４１】
(第２の実施の形態)
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００４２】
図２は、第２の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には同符号を付している。
【００４３】
この場合、図１で述べたピンホール２２と光源２３に代えて光ファイバ３０が用いられている。この光ファイバ３０は、ビームスプリッタ２１より分割された光路に出射端３０ａが配置されている。この出射端３０ａは、半導体レーザー１の発光点の投影像と光学的に共役の位置に配置されている。
【００４４】
また、光ファイバ３０の入射端３０ｂには、装置外部に配置された可視光域の光を発する外部光源３１が接続されている。この外部光源３１は、常時点灯されていても焦点検出時のみ点灯するようにしてもよい。
【００４５】
このような構成においても、外部光源３１より可視光域の光が発せられると、光ファイバ３０の出射端３０ａからの光がビームスプリッタ２１に入射される。その後は、半導体レーザー１からの光と同じ光路を通って被測定表面７に結像される。また、被測定表面７で反射された光ファイバ３０の出射端３０ａの像は、対物レンズ６を介してハーフミラー２４、２０を順に透過し、これらハーフミラー２４、２０を透過した光は、ＩＲカットフィルタ２６を透過して観察光学系１４の結像レンズ１４ａにより集光され、上述した接眼レンズやＣＣＤカメラにより観察される被測定表面７の観察像上に重ねて表示される。
【００４６】
この場合、光ファイバ３０の出射端３０ａの位置は、半導体レーザー１の発光点の投影像と光学的に共役な位置にあるので、観察光学系１４で観察される出射端３０ａの像位置は、被測定表面７上に集光されレーザー光のスポット位置と一致している。
【００４７】
これにより、観察者は、焦点検出が行われる被測定表面７の観察像を観察しながら、この観察像上に重ねて表示される出射端３０ａの像位置からレーザー光のスポットの位置を容易に知ることができるので、被測定表面７上のどの領域を対象にして焦点検出が行われているかを簡単に確認でき、また、出射端３０ａの像位置を被測定表面７上の焦点検出したい測定ポイントに移動させるだけで、微小な領域に対するレーザー光のスポットの位置決めを正確に行うことができる。
【００４８】
従って、このようにしても上述した第１の実施の形態と同様な効果を期待でき、さらに、光ファイバ３０により外部光源３１からの光を導くようにしているので、外部光源３１を選択することで被測定表面７に合わせた色の選択や光量の調整を行うことが可能となり、これらを組み合わせることにより様々なユーザ要求に答えることができる。
【００４９】
(第３の実施の形態)
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００５０】
図３は、第３の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には同符号を付している。
【００５１】
この場合、図１で述べたビームスプリッタ２１、ピンホール２２および光源２３に代えて、１／４波長板４とハーフミラー２０との間の光路にビームスプリッタ４０が配置され、このビームスプリッタ４０より分割された光路には、結像レンズ４１が配置されている。また、結像レンズ４１の焦点位置には、指標として円形のピンホール４２が配置され、このピンホール４２の後方に、ピンホール４２を照明する可視光域の光を発光するＬＥＤなどの光源４３が配置されている。この場合、ピンホール４２は、半導体レーザー１の発光点の投影像と光学的に共役の位置に配置されている。
【００５２】
なお、光源４３についても、常時点灯されていても焦点検出時のみ点灯するようにしてもよい。
【００５３】
このような構成によっても、光源４３より可視光域の光が発せられると、この光により照明されたピンホール４２の像の光が、結像レンズ４１に入射され、平行光となってビームスプリッタ４０に入射される。その後は、半導体レーザー１からの光と同じ光路を通って被測定表面７に投影される。また、被測定表面７で反射されたピンホール４２の像は、対物レンズ６を介してハーフミラー２４、２０を順に透過し、これらハーフミラー２４、２０を透過した光は、ＩＲカットフィルタ２６を透過して観察光学系１４の結像レンズ１４ａにより集光され、上述した接眼レンズやＣＣＤカメラにより観察される被測定表面７の観察像上に重ねて表示される。
【００５４】
この場合、ピンホール４２の位置は、半導体レーザー１の発光点の投影像と光学的に共役な位置にあるので、観察光学系１４で観察されるピンホール４２の像位置は、被測定表面７上に集光されレーザー光のスポット位置と一致している。
【００５５】
これにより、観察者は、焦点検出が行われる被測定表面７の観察像を観察しながら、この観察像上に重ねて表示されるピンホール４２の像位置からレーザー光のスポットの位置を容易に知ることができるので、被測定表面７上のどの領域を対象にして焦点検出が行われているかを簡単に確認でき、また、ピンホール４２の像位置を被測定表面７上の焦点検出したい測定ポイントに移動させるだけで、微小な領域に対するレーザー光のスポットの位置決めを正確に行うことができる。
【００５６】
従って、このようにしても上述した第１の実施の形態と同様な効果を期待でき、さらに、ピンホール４２を被測定表面７上に投影するための結像レンズ４１は、半導体レーザー１からのレーザー光の光路と無関係な位置に配置しているので、結像レンズ４１の焦点距離を適当に変更しても焦点検出光学系の特性は変化しない。このことは、焦点検出光学系の特性を変化させることなく被測定表面７上でのピンホール４２の投影倍率を変更できるので、使い勝手のよい投影倍率を設定することができる。
【００５７】
(第４の実施の形態)
ところで、上述した第１乃至第３の実施の形態では、共焦点型の焦点検出装置について述べたが、この第４の実施の形態では、瞳分割方式の焦点検出装置に本発明を適用した例を示している。
【００５８】
図４は、第４の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には同符号を付している。
【００５９】
この場合、半導体レーザー１から出射されるレーザー光の光路中に、コリメータレンズ５１、遮蔽板５２、集光レンズ５３が配置されており、レーザー光は、コリメータレンズ５１により平行光に変換され、遮蔽板５２により半分の光束が遮蔽され、残り半分の光束が集光レンズ５３により中間結像位置Ｐに投影された後、偏光ビームスプリッタ２に照射される。そして、偏光ビームスプリッタ２で反射された光は、結像レンズ３、１／４波長板４、ハーフミラー２０の図示光路Ｃを介して対物レンズ６に入射し、被測定表面７に集光し、この被測定表面７で反射された反射光は、再び対物レンズ６、ハーフミラー２０、１／４波長板４および結像レンズ３の図示光路Ｄを介して偏光方向が９０°ずれて偏光ビームスプリッタ２に照射される。これにより、反射光は、偏光ビームスプリッタ２を透過してバンドパスフィルタ２７を介して２分割受光素子５４に結像される。
【００６０】
この２分割受光素子５４は、２つの光電変換部Ａ、Ｂを有しており、これら光電変換部Ａ、Ｂは、それぞれ受光した反射光の光量に応じた電気信号ａ、ｂを出力するもので、これら電気信号ａ、ｂを信号処理系５５に入力する。信号処理系５５は、入力された電気信号ａ、ｂに対して所定の演算を実行し、被測定表面７の変位に対応した変位信号を出力する。
【００６１】
この場合も、光電変換部Ａ、Ｂより、図６に示すような特性を有する電気信号ａ、ｂが出力されたとすると、信号処理系５５により図７に示すような特性を有する変位信号ｃが出力され、この変位信号ｃに基づいて被測定表面７の変位が測定されるとともに、この被測定表面７に対する焦点検出が行われる。
【００６２】
一方、集光レンズ５３と偏光ビームスプリッタ２との間の光路にビームスプリッタ５６が配置されている。また、ビームスプリッタ５６より分割された光路には、指標として円形のピンホール５７が配置され、このピンホール５７の後方に、ピンホール５７を照明する可視光域の光を発光するＬＥＤなどの光源５８が配置されている。この場合、ピンホール５７は、半導体レーザー１の発光点の投影像と光学的に共役の位置に配置されている。
【００６３】
なお、光源５８についても、常時点灯されていても焦点検出時のみ点灯するようにしてもよい。
【００６４】
このような構成によっても、光源５８より可視光域の光が発せられると、この光により照明されたピンホール５７の像の光が、ビームスプリッタ５６に入射される。その後は、半導体レーザー１からの光と同じ光路を通って被測定表面７に照射される。また、被測定表面７で反射されたピンホール５７の像は、対物レンズ６を介してハーフミラー２４、２０を順に透過し、これらハーフミラー２４、２０を透過した光は、ＩＲカットフィルタ２６を透過して観察光学系１４の結像レンズ１４ａにより集光され、上述した接眼レンズやＣＣＤカメラにより観察される被測定表面７の観察像上に重ねて表示される。
【００６５】
この場合、ピンホール５７の位置は、半導体レーザー１の発光点の投影像と光学的に共役な位置にあるので、観察光学系１４で観察されるピンホール５７の像位置は、被測定表面７上に集光されレーザー光のスポット位置と一致している。
【００６６】
これにより、観察者は、焦点検出が行われる被測定表面７の観察像を観察しながら、この観察像上に重ねて表示されるピンホール５７の像位置からレーザー光のスポットの位置を容易に知ることができるので、被測定表面７上のどの領域を対象にして焦点検出が行われているかを簡単に確認でき、また、ピンホール５７の像位置を被測定表面７上の焦点検出したい測定ポイントに移動させるだけで、微小な領域に対するレーザー光のスポットの位置決めを正確に行うことができる。
【００６７】
従って、このようにしても上述した第１の実施の形態と同様な効果を期待することができる。
【００６８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。
【００６９】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００７０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、優れた作業性が得られ、しかも微小な領域の焦点検出も確実に行うことができる焦点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の実施の形態の概略構成を示す図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す図。
【図３】本発明の第３の実施の形態の概略構成を示す図。
【図４】本発明の第４の実施の形態の概略構成を示す図。
【図５】従来の焦点検出装置の一例の概略構成を示す図。
【図６】焦点検出装置の受光素子より出力される電気信号の特性を示す図。
【図７】焦点検出装置の信号処理系より出力される変位信号の特性を示す図。
【符号の説明】
１…半導体レーザー
２…偏光ビームスプリッタ
３…結像レンズ
４…１／４波長板
５…ダイクロイックミラー
６…対物レンズ
７…被測定表面
８…ビームスプリッタ
９…第１の絞り
１０…第１の受光素子
１１…第２の絞り
１２…第２の受光素子
１３…信号処理系
１４…観察光学系
１４ａ…結像レンズ
２０…ハーフミラー
２１…ビームスプリッタ
２２…ピンホール
２３…光源
２４…ハーフミラー
２５…光源
２６…ＩＲカットフィルタ
２７…バンドパスフィルタ
３０…光ファイバ
３０ａ…出射端
３０ｂ…入射端
３１…外部光源
４０…ビームスプリッタ
４１…結像レンズ
４２…ピンホール
４３…光源
５１…コリメータレンズ
５２…遮蔽板
５３…集光レンズ
５４…分割受光素子
５５…信号処理系
５６…ビームスプリッタ
５７…ピンホール
５８…光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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