JPH03216512A - 微小対象物変位量検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｆ産業上の利用分野コ 本発明は、微小対象物の変位量を精密に測定するととも
に、さらにはこの変位量から微小対象物の厚さ、幅、直
径等を精密に測定する場合に有効な微小対象物変位量検
出方法に関する。

［従来の技術］ 従来、微小対象物の直径等を測定する装置としては、本
考案者等によって提案されたものが既に出願されている
（実願平１−２１２６号）。この装置は、測定対象物か
らの焦点のずれを検出する焦点ずれ検出回路と、該焦点
ずれ検出回路から出カされる焦点ずれ信号に応じて、対
物レンズを合焦状態になるように駆動制御する対物レン
ズ駆動制御回路及び駆動機構と、該対物レンズ駆動制御
回路から発する電気信号を長さに変換して取り出す変換
手段とを有しており、前記駆動手段は具体的には、印加
電圧に応じて前記対物レンズを駆動するフォーカスコイ
ルで構成されている。

かかる構成において、前記焦点ずれ検出回路から発せら
れる焦点すれ信号は、対物レンズ駆動制御回路に入力さ
れ、該制御回路から前記フォーカスコイルに与えられる
制御電圧により対物レンズは常に合焦状態となるように
移動制御される。それと同時に、対物レンズ駆動制御回
路から発せられる前記制御電圧は、前記変換手段により
変位量に変換され、該変位量により測定対象物の直径等
を得るものである。

Ｕ発明が解決しようとする課題コ しかしなから、前記装置にあっては、制御電圧をフォー
カスコイルに印加することによって、対物レンズか合焦
状態となるように駆動し、このときの前記制御電圧を変
位量に変換するようにしていることから、前記フォーカ
スコイルのヒステリンスに起因して、合焦状態における
前記制御電圧と変位量との関係か一義的とならす、測定
値に誤差か生ずる。

また、市販されている三角測量法を用い光学式変位セン
サを用いて、対象物の変位量を直接検出する方法も考え
得るか、前記光学式変位センサにあってはビーム径か大
きい（５０μｍ以上）ことから、微小対象物（１０μｍ
）の変位量を直接検出することができるものではなかっ
た。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもの
であり、前記光学式変位センサを用いて微小対象物の変
位量を精密に測定することを可能にした微小対象物変位
量検出方法を提供することを目的とするものである。

し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かかる微小対象物変
位量検出方法あっては、対象物に対して、対物レンズを
合焦位置で保持し、この合焦位置で保持した対物レンズ
の位置を、非接触状態にて測定するように構成されてい
る。

［作用］ 前記構成において、対象物に対して対物レンズが合焦す
る位置は常に一定であることから、対物レンズが対象物
に対して合焦位置に保持されることにより、対象物が変
位すればその変位量と同一の変位量をもって、対物レン
ズが変位することとなる。よって、前記対物レンズの位
置を測定すれば、その値は前記対象物の変位量に一致す
るものとなる。

このとき、前記対物レンズの位置は非接触状態で検出さ
れることから、対物レンズの保持力に対する影響もなく
、対物レンズ自体の位置に誤差か生ずることもない。し
かも、前記対象物の位置を直接測定することなく、対物
レンズの位置を測定することにより、間接的に対象物の
位置を測定することから、対象物が微小であっても、ビ
ーム径の大きい三角測量法光学式変位センサを用い得る
。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面に従って説明する
。すなわち、第１、２図は、本実施例において用いられ
る装置を示すものであり、基台１の一端部には支柱部材
２が立設固定されており、該支柱部材２には、密着ばね
による平行リンク３を介して、ＣＤビノクアノブ４が水
平方向に揺動自在に支持されている。該ＣＤピノクアノ
プ４は、ＣＤプレーヤに用いられる公知のピノクアノプ
てあって、対物レンズ５を有し、図示しないフォーカス
コイルにより水平方向に駆動されるようになっていると
ともに、前記対物レンズ５の下部には、反射板６が設け
られている。

一方、前記基台１の他端部には、三角測量法を用いた光
学式変位センサ７が固定されており、該光学式変位セン
サ７には、内蔵されたＬＥＤの光を前記反射板６に向か
って照射する出力部Ｏと、前記反射板６に反射した光の
入射角を検出するＰＳＤを内蔵した入力部Ｉとを備えて
いる。

さらに、前記基台１上には、対象物であるドリル９を、
前記対物レンズ５の前方に支持する載置台１０が立設固
定されている。そして、前記ドリル９は、載置台１０の
上端部に設けられたＶ字溝ｌｌ内に載置されて半径方向
の位置決めかなされているとともに、後端部に当接する
ストッパ１２により軸方向の位置決めかなされている。

以上の構成において、ドリル９の偏心量及ひ直径を測定
する際には、これに先立って、予め偏心量及び直径が判
明してするマスクを前記Ｖ字溝１１に載置し、このマス
クに対して前記対物レンズ５か合焦するように、前記フ
ォーカスコイルによりＣＤピ，クアソプ４を駆動し、こ
の合焦位置で対物レンズ５か設けられたＣＤピノクアソ
ブ４を保持する。そして、前記光学式変位センサ７によ
り、前記合焦位置に保持されている対物レンズ５の位置
を測定し、この測定した位置を記憶あるいは記録してお
く。

次に、前記マスクをＶ字溝１１から取り外し、しかる後
に、測定する対象物となるトリル９をＶ字溝ｌ１に載置
し、前述と同様にして対物レンズ５かドリル９に対して
合焦する位置で、対物レンズ５を保持し、その位置を光
学式変位センサ７により測定する。

ここで、対象物に対して対物レンズ５か合焦する位置は
常に一定であることから、前記マスクと対物レンズ５間
の距離と、前記トリル９と対物レンズ５の距離とは等し
く一定である。したかって、マスク測定時における対物
レンズ５の位置測定値と、トリル９測定時における対物
レンズ５の位置測定値とを比較することにより、マスク
に対するＩ・リル９の変位量か得られ、該変位量に基つ
いてトリル９の偏心量及び直径（最大半径の２倍）を算
出することかできる。

すなわち、このように対物レンズを合焦位置に保持する
際のフォーカスコイルの電圧や電流を変位量に変換する
のではなく、直接、対物レンズ５の変位量をホ１１定す
ることから、対物レンズ５を駆動する前記フォーカスコ
イルのヒステリシスに起因する誤差か生することはなく
、精密にトリル９変位量を測定することかできる。

しかも、前記対物レンズ５の位置は光学式変位センサ７
により非接触状態で測定されることから、対物レンズ５
の保持力に対する影響もなく、対物レンズ５自体の位置
に誤差か生ずることもない。

また、前記光学式変位センサ７により、直接ドリル９の
位置を測定することなく、対物レンズ５の位置を測定す
ることにより、間接的にドリル９の変位量を検出するこ
とから、市販されているビーム径か大きいく５０μｍ以
上）の光学式変位センサ７を用いても、前記ビーム径以
下の直径を有する微小対象物の変位量を測定することが
でき、既製装置を用いて低コストにて実施化することか
可能となるのである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、対象物に対して、対物レ
ンズを合焦位置で保持し、この合焦位置で保持された対
物レンズの位置を測定するようにしたことから、該対物
レンズを保持するフォーカスコイルのヒステリシスに起
因して、測定値に誤差か生するようなことはなく、精密
な変位量の検出か可能となるともに、ビーム径が大きい
既製の光学式変位センサを用いることが可能となること
がら、低コストにて実用化を図ることかできる。

また、対物レンズの位置を、非接触状態にて測定するよ
うにしたことから、対物レンズの保持力に対する影響か
なく、測定時において対物レンズを合焦位置に定位させ
ることができ、これにより高精度をもって微小対象物の
変位量を検出することを可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に用いる装置の平面図、 第２図は、同装置の正面図である。 ３・・・平行リンク、４・・・ＣＤビックアッフ、５・
・・対物レンズ、６・・・反射板、７・・・光学式変位
センサ、９・・・トリル（対象物）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対象物に対して、対物レンズを合焦位置で保持し
   、この合焦位置で保持した対物レンズの位置を、非接触
   状態にて測定することを特徴とする微小対象物変位量検
   出方法。