JPH095045A - 光検出器 - Google Patents
光検出器Info
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- JPH095045A JPH095045A JP15756095A JP15756095A JPH095045A JP H095045 A JPH095045 A JP H095045A JP 15756095 A JP15756095 A JP 15756095A JP 15756095 A JP15756095 A JP 15756095A JP H095045 A JPH095045 A JP H095045A
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Links
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 14
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小光学素子を用いて多点の情報を同時に検
出可能な光検出器を提供する。 【構成】 レーザ光源３１から発散された光が第１のマ
イクロフレネルレンズアレイ２１によって平行光にさ
れ、第２のマイクロフレネルレンズアレイ２２によって
集光されて検査対象物２５に照射される。検査対象物２
５で反射されたレーザ光は第２のマイクロフレネルレン
ズアレイ２２で平行光に戻され、ハーフミラー３２で反
射され、第３のマイクロフレネルレンズアレイ２３によ
って複数の受光素子３３に集束される。
出可能な光検出器を提供する。 【構成】 レーザ光源３１から発散された光が第１のマ
イクロフレネルレンズアレイ２１によって平行光にさ
れ、第２のマイクロフレネルレンズアレイ２２によって
集光されて検査対象物２５に照射される。検査対象物２
５で反射されたレーザ光は第２のマイクロフレネルレン
ズアレイ２２で平行光に戻され、ハーフミラー３２で反
射され、第３のマイクロフレネルレンズアレイ２３によ
って複数の受光素子３３に集束される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光検出器に関し、特
に、物体の微細表面形状を光学的に検出して検査するよ
うな光検出器に関する。
に、物体の微細表面形状を光学的に検出して検査するよ
うな光検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の共焦点式顕微鏡の原理図で
ある。まず、図４を参照して、従来の共焦点式顕微鏡に
ついて説明する。光源１からの光がピンホール２を通過
することにより点光源となり、ハーフミラー３で反射さ
れてレンズ４で集光され、対象物５に照射される。対象
物５の反射光はレンズ４で集束され、ハーフミラー３お
よびピンホール６を通過して光電センサ７で検出され
る。このような共焦点式顕微鏡は、対象物５がちょうど
合焦点にあるときのみ光電センサ７からＳ／Ｎのよい出
力が得られる高感度の検出方式として知られており、さ
らにレンズ４から対象物５までの距離Ｌを介して情報を
とることにより、３次元（立体）情報を得ることができ
る。しかしながら、共焦点式顕微鏡では、同時に得られ
る情報がただ一点のみであるため、平面の情報を得るた
めには、対象物５をたとえばＸＹテーブル上で２次元方
向に走査する必要がある。
ある。まず、図４を参照して、従来の共焦点式顕微鏡に
ついて説明する。光源１からの光がピンホール２を通過
することにより点光源となり、ハーフミラー３で反射さ
れてレンズ４で集光され、対象物５に照射される。対象
物５の反射光はレンズ４で集束され、ハーフミラー３お
よびピンホール６を通過して光電センサ７で検出され
る。このような共焦点式顕微鏡は、対象物５がちょうど
合焦点にあるときのみ光電センサ７からＳ／Ｎのよい出
力が得られる高感度の検出方式として知られており、さ
らにレンズ４から対象物５までの距離Ｌを介して情報を
とることにより、３次元（立体）情報を得ることができ
る。しかしながら、共焦点式顕微鏡では、同時に得られ
る情報がただ一点のみであるため、平面の情報を得るた
めには、対象物５をたとえばＸＹテーブル上で２次元方
向に走査する必要がある。
【０００３】これを解消するために、図５に示すよう
に、光走査素子を用いて、レーザ光を１次元方向に走査
する方法がある。すなわち、図５に示した共焦点式顕微
鏡では、レーザ光源８からのレーザ光がレンズ９で平行
光にされて光走査素子（ＡＯ素子）１０に入射される。
ＡＯ素子１０に印加する超音波の周波数を変化させる
と、レーザビームは光の回折作用により偏向される。こ
の偏向はレンズ１１で集束され、ビームスプリッタ１２
を通過し、対物レンズ１３によって対象物１４上に集光
される。対象物１４からの反射光は、対物レンズ１３か
らビームスプリッタ１２に入り、光軸が９０°曲げら
れ、ＣＣＤイメージセンサ１５で受光される。ＣＣＤイ
メージセンサ１５は共焦点位置に配置されている。この
共焦点式顕微鏡は、レーザ光の走査により、ＣＣＤイメ
ージセンサ１５上の反射スポットも走査されてＣＣＤイ
メージセンサ１５から対象物の形状データが検出でき
る。
に、光走査素子を用いて、レーザ光を１次元方向に走査
する方法がある。すなわち、図５に示した共焦点式顕微
鏡では、レーザ光源８からのレーザ光がレンズ９で平行
光にされて光走査素子（ＡＯ素子）１０に入射される。
ＡＯ素子１０に印加する超音波の周波数を変化させる
と、レーザビームは光の回折作用により偏向される。こ
の偏向はレンズ１１で集束され、ビームスプリッタ１２
を通過し、対物レンズ１３によって対象物１４上に集光
される。対象物１４からの反射光は、対物レンズ１３か
らビームスプリッタ１２に入り、光軸が９０°曲げら
れ、ＣＣＤイメージセンサ１５で受光される。ＣＣＤイ
メージセンサ１５は共焦点位置に配置されている。この
共焦点式顕微鏡は、レーザ光の走査により、ＣＣＤイメ
ージセンサ１５上の反射スポットも走査されてＣＣＤイ
メージセンサ１５から対象物の形状データが検出でき
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示した共焦点式顕微鏡では、走査を光によって行なうた
め、かなり高速走査が可能であるが、走査の時間が必要
となる。また、走査のためにＡＯ素子１０が必要であ
り、このＡＯ素子１０は光学系の光軸を直線でなくすた
めに調整が複雑であるなどの問題点があった。
示した共焦点式顕微鏡では、走査を光によって行なうた
め、かなり高速走査が可能であるが、走査の時間が必要
となる。また、走査のためにＡＯ素子１０が必要であ
り、このＡＯ素子１０は光学系の光軸を直線でなくすた
めに調整が複雑であるなどの問題点があった。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、光
が有する本質的な特性としての同時並列処理性能を生か
すために、微小光学素子を用いて、多点の情報を同時に
検出可能な光検出器を提供することである。
が有する本質的な特性としての同時並列処理性能を生か
すために、微小光学素子を用いて、多点の情報を同時に
検出可能な光検出器を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
点光源からの各光を平行ビーム光に整形する第１のレン
ズアレイと、第１のレンズアレイに対して一定の間隔を
隔てて配置され、その第１のレンズアレイで整形された
平行ビーム光を検査対象物に集光して照射するための第
２のレンズアレイと、第１のレンズアレイと第２のレン
ズアレイとの間に一定の角度を有して配置されるハーフ
ミラーと、検査対象物によって反射されて第２のレンズ
アレイを通過し、ハーフミラーで反射された光を集光す
る第３のレンズアレイと、第３のレンズアレイによって
集光された光を検知する複数の受光素子を備えて構成さ
れる。
点光源からの各光を平行ビーム光に整形する第１のレン
ズアレイと、第１のレンズアレイに対して一定の間隔を
隔てて配置され、その第１のレンズアレイで整形された
平行ビーム光を検査対象物に集光して照射するための第
２のレンズアレイと、第１のレンズアレイと第２のレン
ズアレイとの間に一定の角度を有して配置されるハーフ
ミラーと、検査対象物によって反射されて第２のレンズ
アレイを通過し、ハーフミラーで反射された光を集光す
る第３のレンズアレイと、第３のレンズアレイによって
集光された光を検知する複数の受光素子を備えて構成さ
れる。
【０００７】請求項２に係る発明では、請求項１の第１
ないし第３のレンズアレイはフレネルレンズアレイから
なる。
ないし第３のレンズアレイはフレネルレンズアレイから
なる。
【０００８】請求項３に係る発明では、請求項１の第１
ないし第３のレンズアレイは、マイクロフレネルレンズ
アレイからなり、点光源と第１ないし第３のレンズアレ
イとハーフミラーと複数の受光素子とを一体化して光検
出ヘッドが構成される。
ないし第３のレンズアレイは、マイクロフレネルレンズ
アレイからなり、点光源と第１ないし第３のレンズアレ
イとハーフミラーと複数の受光素子とを一体化して光検
出ヘッドが構成される。
【０００９】請求項４に係る発明では、請求項３の光検
出ヘッドを機械的に走査して広範な領域を検査する。
出ヘッドを機械的に走査して広範な領域を検査する。
【００１０】
【作用】この発明に係る光検出器は、点光源からの各光
を第１のレンズアレイで平行ビーム光に整形し、その平
行ビーム光をハーフミラーを介して第２のレンズアレイ
に与え、この第２のレンズアレイで集光して対象物に平
行ビーム光を照射する。検査対象物で反射された光は第
２のレンズアレイを通過し、ハーフミラーで反射され、
第３のレンズアレイによって集光され、複数の受光素子
で受光される。その結果、多点の情報を同時に検出でき
る。
を第１のレンズアレイで平行ビーム光に整形し、その平
行ビーム光をハーフミラーを介して第２のレンズアレイ
に与え、この第２のレンズアレイで集光して対象物に平
行ビーム光を照射する。検査対象物で反射された光は第
２のレンズアレイを通過し、ハーフミラーで反射され、
第３のレンズアレイによって集光され、複数の受光素子
で受光される。その結果、多点の情報を同時に検出でき
る。
【００１１】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の側面図であり、
図２はレンズアレイの配置図であり、図３は図１に示し
たマイクロフレネルレンズの回折パターンを示す図であ
る。
図２はレンズアレイの配置図であり、図３は図１に示し
たマイクロフレネルレンズの回折パターンを示す図であ
る。
【００１２】次に、図１〜図３を参照して、この発明の
一実施例の光検出器について説明する。上方にレーザダ
イオード３１が配置され、このレーザダイオード３１か
ら下向きに光が発散される。レーザダイオード３１の下
方には第１のマイクロフレネルレンズアレイ２１と第２
のマイクロフレネルレンズアレイ２２とが一定の間隔を
隔てて平行に配置される。マイクロフレネルレンズアレ
イ２１はレーザダイオード３１から発散されたレーザ光
を平行ビームにし、マイクロフレネルレンズアレイ２２
はマイクロフレネルレンズアレイ２１からの平行ビーム
光を検査対象物２５上に集光する。マイクロフレネルレ
ンズアレイ２１と２２との間にはハーフミラー３２が一
定の角度を有して配置される。さらに、マイクロフレネ
ルレンズアレイ２１，２２の一方側に直交するように第
３のマイクロフレネルレンズアレイ２３が配置される。
このマイクロフレネルレンズアレイ２３はハーフミラー
３２で反射された光を複数の受光素子３３に集束し、複
数の受光素子３３から電気信号が出力される。
一実施例の光検出器について説明する。上方にレーザダ
イオード３１が配置され、このレーザダイオード３１か
ら下向きに光が発散される。レーザダイオード３１の下
方には第１のマイクロフレネルレンズアレイ２１と第２
のマイクロフレネルレンズアレイ２２とが一定の間隔を
隔てて平行に配置される。マイクロフレネルレンズアレ
イ２１はレーザダイオード３１から発散されたレーザ光
を平行ビームにし、マイクロフレネルレンズアレイ２２
はマイクロフレネルレンズアレイ２１からの平行ビーム
光を検査対象物２５上に集光する。マイクロフレネルレ
ンズアレイ２１と２２との間にはハーフミラー３２が一
定の角度を有して配置される。さらに、マイクロフレネ
ルレンズアレイ２１，２２の一方側に直交するように第
３のマイクロフレネルレンズアレイ２３が配置される。
このマイクロフレネルレンズアレイ２３はハーフミラー
３２で反射された光を複数の受光素子３３に集束し、複
数の受光素子３３から電気信号が出力される。
【００１３】マイクロフレネルレンズアレイ２１，２２
および２３は、図２に示すように、ｍ×ｎ個の微小レン
ズアレイであり、光の回折作用を利用した平面型のレン
ズにより構成されている。そして、各マイクロフレネル
レンズアレイ２１，２２および２３の各レンズはレーザ
ダイオード３１との位置関係により、それぞれ異なった
回折パターンを有している。たとえば、図２に示した
Ａ，Ｂ，Ｃの各レンズは、レーザダイオード３１との位
置関係から、図３に示すようなパターンを有している。
すなわち、Ａは右側にあるレーザダイオード３１からの
光を平行光にするために、左側で光の回折が強くなるよ
うに、左側のパターンが密な輪帯となっており、レンズ
Ｃはその逆であり、レンズＢはちょうど真中のため真円
の同心円パターンとなるように形成されている。これら
のパターンは、半導体製造プロセスで多用されているフ
ォトリソグラフィの工程により簡単に大量に生産が可能
である。
および２３は、図２に示すように、ｍ×ｎ個の微小レン
ズアレイであり、光の回折作用を利用した平面型のレン
ズにより構成されている。そして、各マイクロフレネル
レンズアレイ２１，２２および２３の各レンズはレーザ
ダイオード３１との位置関係により、それぞれ異なった
回折パターンを有している。たとえば、図２に示した
Ａ，Ｂ，Ｃの各レンズは、レーザダイオード３１との位
置関係から、図３に示すようなパターンを有している。
すなわち、Ａは右側にあるレーザダイオード３１からの
光を平行光にするために、左側で光の回折が強くなるよ
うに、左側のパターンが密な輪帯となっており、レンズ
Ｃはその逆であり、レンズＢはちょうど真中のため真円
の同心円パターンとなるように形成されている。これら
のパターンは、半導体製造プロセスで多用されているフ
ォトリソグラフィの工程により簡単に大量に生産が可能
である。
【００１４】上述のごとく光検出器を構成することによ
り、レーザダイオード３１から発散された各光は、マイ
クロフレネルレンズアレイ２１で平行光にされ、マイク
ロフレネルレンズアレイ２２によって検査対象物２５に
レーザ光が集光される。検査対象物２５の反射光はマイ
クロフレネルレンズアレイ２２で平行光に戻され、ハー
フミラー３２で反射され、マイクロフレネルレンズアレ
イ２３で複数の受光素子３３に集束される。
り、レーザダイオード３１から発散された各光は、マイ
クロフレネルレンズアレイ２１で平行光にされ、マイク
ロフレネルレンズアレイ２２によって検査対象物２５に
レーザ光が集光される。検査対象物２５の反射光はマイ
クロフレネルレンズアレイ２２で平行光に戻され、ハー
フミラー３２で反射され、マイクロフレネルレンズアレ
イ２３で複数の受光素子３３に集束される。
【００１５】したがって、この発明の一実施例によれ
ば、ｍ×ｎ点のデータを同時に検出することができ、高
速検査が可能となる。また、各マイクロフレネルレンズ
アレイ２１〜２３を微小光学素子によって構成すること
により、小型化が可能となる。そして、レーザダイオー
ド３１とマイクロフレネルレンズアレイ２１，２２およ
び２３とハーフミラー３２と受光素子３３とを一体化し
て小型の検出ヘッドを構成することができ、この検出ヘ
ッドまたは検査対象物を機械走査すれば、さらに広大な
面積の検査が可能となる。
ば、ｍ×ｎ点のデータを同時に検出することができ、高
速検査が可能となる。また、各マイクロフレネルレンズ
アレイ２１〜２３を微小光学素子によって構成すること
により、小型化が可能となる。そして、レーザダイオー
ド３１とマイクロフレネルレンズアレイ２１，２２およ
び２３とハーフミラー３２と受光素子３３とを一体化し
て小型の検出ヘッドを構成することができ、この検出ヘ
ッドまたは検査対象物を機械走査すれば、さらに広大な
面積の検査が可能となる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、複数
の点光源からの光を第１のレンズアレイによって平行ビ
ーム光に整形し、この平行ビーム光を第２のレンズアレ
イで集光して検査対象物に照射し、検査対象物からの反
射光を第２のレンズアレイでもとの平行光に戻してハー
フミラーで反射させ、第３のレンズアレイで複数の受光
素子に集光するようにしたので、光の同時並列処理が可
能となり、多点の情報を同時に検出することができる。
の点光源からの光を第１のレンズアレイによって平行ビ
ーム光に整形し、この平行ビーム光を第２のレンズアレ
イで集光して検査対象物に照射し、検査対象物からの反
射光を第２のレンズアレイでもとの平行光に戻してハー
フミラーで反射させ、第３のレンズアレイで複数の受光
素子に集光するようにしたので、光の同時並列処理が可
能となり、多点の情報を同時に検出することができる。
【図１】この発明の一実施例の側面図である。
【図２】この発明の一実施例のレンズアレイの配置図で
ある。
ある。
【図３】図１に示したマイクロフレネルレンズの回折パ
ターンを示す図である。
ターンを示す図である。
【図４】従来の共焦点式顕微鏡の原理を示す図である。
【図５】光走査素子を用いた従来の共焦点式顕微鏡を示
す図である。
す図である。
２１ 第１のフレネルレンズアレイ ２２ 第２のフレネルレンズアレイ ２３ 第３のフレネルレンズアレイ ３１ レーザダイオード ３２ ハーフミラー ３３ 受光素子
Claims (3)
- 【請求項１】 点光源からの各光を平行ビーム光に整形
する第１のレンズアレイ、 前記第１のレンズアレイに対して一定の間隔を隔てて配
置され、該第１のレンズアレイで整形された平行ビーム
光を検査対象物に集光して照射するための第２のレンズ
アレイ、 前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとの
間に一定の角度を有して配置されるハーフミラー、 前記検査対象物によって反射されて前記第２のレンズア
レイを通過し、前記ハーフミラーで反射された光を集光
する第３のレンズアレイ、および前記第３のレンズアレ
イによって集光された光を検知する複数の受光素子を備
えた、光検出器。 - 【請求項２】 前記第１ないし第３のレンズアレイはフ
レネルレンズアレイからなることを特徴とする、請求項
１の光検出器。 - 【請求項３】 前記第１ないし第３のレンズアレイは、
マイクロフレネルレンズアレイからなり、 前記点光源と前記第１ないし第３のレンズアレイと前記
ハーフミラーと前記複数の受光素子とを一体化して光検
出ヘッドを構成することを特徴とする、請求項１の光検
出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15756095A JPH095045A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 光検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15756095A JPH095045A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 光検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095045A true JPH095045A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15652355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15756095A Withdrawn JPH095045A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 光検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH095045A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004226407A (ja) * | 2003-01-18 | 2004-08-12 | Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co Kg | 物体の光学的捕捉用捕捉装置、該捕捉装置の稼動方法ならびに走査装置および共焦点顕微鏡 |
| GB2416261A (en) * | 2005-05-21 | 2006-01-18 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Laser scanning microscope with parallel illumination and simultaneous, locally resolved detection |
| JP2007086095A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-04-05 | Toshiba Corp | 表面検査装置 |
| CN108362222A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-08-03 | 南京理工大学 | 基于多向倾斜载频的非零位新型点衍射干涉测量系统 |
-
1995
- 1995-06-23 JP JP15756095A patent/JPH095045A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004226407A (ja) * | 2003-01-18 | 2004-08-12 | Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co Kg | 物体の光学的捕捉用捕捉装置、該捕捉装置の稼動方法ならびに走査装置および共焦点顕微鏡 |
| GB2416261A (en) * | 2005-05-21 | 2006-01-18 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Laser scanning microscope with parallel illumination and simultaneous, locally resolved detection |
| JP2007086095A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-04-05 | Toshiba Corp | 表面検査装置 |
| CN108362222A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-08-03 | 南京理工大学 | 基于多向倾斜载频的非零位新型点衍射干涉测量系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020903 |