JPS63199311A - 二方向非接触自動焦点位置合わせ方法及び装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明はランダム光線であるＨｅ−Ｎｅレーザ光線を
偏光プリズムにて縦波偏光又は横波偏光に分解し、この
縦波偏光又は横波偏光により互いに直交方向にある二つ
の目標部位に対して焦点位置合わせを行うことができる
二方向非接触自動焦点位置合わせ装置に関するものであ
る。

〈従来の技術〉 従来、直交方向にある二つの目標部位に対する計測や位
置決めは、主に接触プローブによる三次元測定器により
行われてきた。

しかしながら、この三次元測定器は目標部位に対して接
触プローブを接触させるため、計測対象である目標部位
に僅かながら傷を与えてしまうものであった。従って、
表面の精密さが要求されるデリケートな精密プラスチッ
ク製品や、それの製作金型等への使用は無理であった。

また、接触により容易に変形してしまうもの、例えば紙
のように柔らかいものや、スプリングのように撓んで変
形してしまうものに対しても使用することができなかっ
た。

そこで、本発明者は本発明者自身が先に提案した非接触
自動位置合わせ装置（特願昭６０−２１４７７３号参照
）を改良することにより、どのような対象物（目標部位
）であっても、傷を付けたり或いは変形させたりするこ
となく、正確且つ迅速に直交方向にある二つの目標部位
に対して計測や位置決を行うことができる二方向非接触
自動焦点位置合わせ方法及び装置を開発したものである
〈問題点を解決するための手段〉 以下、本発明の構成を第１図及び第２図に基づいて説明
する。

まず第１発明（特許請求の範囲第１項記載の発明）に係
る二方向非接触自動焦点位置合わせ方法は、 レーザ機構１から発したランダム光線である測定光束１
２としてのＨｅ−Ｎｅレーザ光線を、固定ミラー４にて
光軸１３と平行な方向へ反射し、固定ミラーでの反射前
又は反射後における測定光束を、偏光板３に透過せしめ
ることにより縦波偏光１２ａ又は横波偏光１２ｂのどち
らか一方にし、 偏光板透過後のこの縦波偏光又は横波偏光を、偏光プリ
ズム５により該縦波偏光又は横波偏光に応じて互いに直
交する二方向へ透過・反射し、偏光プリズムにて透過・
反射された縦波偏光又は横波偏光を、対応する各対物レ
ンズ６Ｘ、６Ｙにより屈折して各々互いに直交方向にあ
る二つの目標部位Ｘ、Ｙへ照射せしめ、 縦波偏光又は横波偏光が各目標部位にて反射されてラン
ダム光線となった測定光束を、各対物レンズにより屈折
し、 各対物レンズにて屈折された測定光束を、偏光プリズム
により透過・反射して光軸と平行な縦波偏光又は横波偏
光とし、 偏光プリズムにて再度透過・反射された縦波偏光又は横
波偏光を、結像レンズ７にて光軸上に結像させ、 該結像レンズを経た縦波偏光又は横波偏光を、光位置検
出器９にて受光し、 該光位置検出器からの位置信号に応じて、少なくとも各
目標部位又は各対物レンズのいずれかを移動させ、各目
標部位と各対物レンズとの各距離りを各対物レンズの焦
点距離に合致せしめるものであり、 第２発明（特許請求の範囲第２項記載の発明）に係る二
方向非接触自動焦点位置合わせ装置は、測定光束１２と
してのランダム光線であるＨｅ−Ｎｅレーザ光線を発す
るレーザ機構１と、該レーザ機構から発せられた測定光
束を光軸１３と平行な方向へ反射する固定ミラー４と、
該固定ミラーでの反射前又は反射後における測定光束の
光路中に配されて、測定光束中の縦波偏光１２ａ又は横
波偏光１２ｂのどちらが一方だけを選択的に透過する偏
光板３と、 該偏光板透過後の縦波偏光又は横波偏光を、該縦波偏光
又は横波偏光に応じて互いに直交する二方向へ透過・反
射すると共に、各目標部位Ｘ、Ｙにて反射されたランダ
ム光線である測定光束を透過・反射して光軸と平行な縦
波偏光又は横波偏光にする偏光プリズム５と、 該偏光プリズムの各目標部位側に各々配され、該縦波偏
光又は横波偏光を屈折して互いに直交方向にある二つの
目標部位に対して各々照射せしめると共に、縦波偏光又
は横波偏光が各目標部位で反射されてランダム光線とな
った測定光束を屈折して前記偏光プリズムへ導く対物レ
ンズ６Ｘ、６Ｙと、 各目標部位での反射後に偏光プリズムにより透過・反射
された縦波偏光又は横波偏光を屈折させて、光軸上で結
像させる結像レンズ７と、該結像レンズを経た縦波偏光
又は横波偏光を、受光して位置信号を発する光位置検出
器９と、該光位置検出器からの位置信号に応じて、少な
くとも各目標部位又は各対物レンズのいずれがを移動さ
せ、各目標部位と各対物レンズとの各距離りを各対物レ
ンズの焦点距離に合致せしめる焦点位置合わせ機構１０
と、を備えているものである。

〈実　施　例〉 以下、この発明（第１発明及び第２発明）の好適な一実
施例を第１図〜第５図に示した装置に基づいて説明する
。

まず、最初に第１図〜第４図により、互いに直交方向に
ある二つの目標部位Ｘ、Ｙへ焦点位置合わせを行なえる
仕組みを基本的作用として説明し、次に第５図により各
目標部位Ｘ、Ｙの計測を行なえる仕組みを具体的作用と
して説明する。

□基本的作用□ この実施例に係る装置は、レーザ機構１、第１ミラー２
、偏光フィルター（偏光板）３、第２ミラー〔固定ミラ
ー〕４、偏光ビームスプリッタ−（偏光プリズム）５〔
以下“スプリッター５°°と称す〕、２つの対物レンズ
６ｘ、６Ｙ、結像レンズ７、拡大レンズ８、光位置検出
器９、焦点位置合わせ機構１０、とを備えている。そし
て、１１は対象物で、この対象物１１には互いに直交方
向にある二つの目標部位としての底面Ｘと、側面Ｙとが
ある。

レーザ機構１は測定光束１２としてのＨｅ−Ｎｅレーザ
光線、つまり普通のランダム光線であるＨｅ−Ｎｅレー
ザ光線を光軸Ｉ２と平行な方向へ発するものである。

第１ミラー２は、レーザ機構１の出口側に配され、レー
ザ機構１から発せられた測定光束１２を、光軸１３と直
交する方向に反射させるものである。

偏光フィルター３は、第１ミラー２にて反射された測定
光束１２の光路中に、該測定光束１２を中心点として９
０’正・逆回動自在に配されている。そして、その回動
位置に応じて、測定光束Ｉ２中における縦波偏光１２ａ
又は横波偏光１２ｂのどちらか一方だけを透過させるよ
うになっている。

第２ミラー４は、ハーフミラ−で、前記偏光フィルター
３透過後の縦波偏光１２ａ又は横波偏光１２ｂを、光軸
１３と平行な方向へ反射してスプリッター５へと導くも
のである。尚、この第２ミラー４はハーフミラ−なので
、縦波偏光１２ａ又は横波偏光１２ｂは各々縦波偏光１
２ａ、横波偏光１２ｂにおいて、透過するものと反射す
るものとに分・かれるが、本装置の機能に関与しない方
のものに関しては図示及び説明を省略することとする。

スプリッター５は光軸１３゛上に配されており、次に示
す２つの機能を果たす。

第１の機能は、第３図及び第４図に示す如く、縦波偏光
１２ａ又は横波偏光１２ｂを、該縦波偏光１２ａ又は横
波偏光１２ｂに応じて互いに直交する二方向へ別々に透
過・反射できる点である。

つまり、第３図に示した如く、偏光フィルター３を透過
して第２ミラー４にて反射された縦波偏光１２ａは、ス
プリッター５をそのまま透過し目標部位Ｘ側方向へ導か
れる。また第４図に示す如く、偏光フィルター３を角度
α（９０°）回動して透過させた横波偏光１２ｂはスプ
リッター５にて直角に反射され目標部位Ｙ側方向へ導か
れる。

第２の機能としては、前記偏光フィルター３とほぼ同様
の′機能であり、入光してきたランダム光線である測定
光束１２を、そのまま透過・反射して縦波偏光１２ａ又
は横波偏光１２ｂに分解する機能である。詳しくは後述
する。

対物レンズ６Ｘ、６Ｙは、前記スプリッター５における
各目標部位Ｘ、Ｙとの対応面側へ進退動自在に配されて
おり、各縦波偏光１２ａ又は横−偏光１２ｂを屈折して
、互いに直交方向にある底面Ｘ又は側面Ｙへ各々照射せ
しめると共に、各底面Ｘ又は側面Ｙで反射されランダム
光線となった測定光束１２を再度屈折して前記スプリッ
ター５へと導くようになっている。

結像レンズ７は、スプリンタ−５にて再度透過・反射さ
れて縦波偏光１２ａ又は横波偏光１２ｂとなったものを
光軸１３上で結像させるものである。

拡大レンズ８は、結像レンズ７にて屈折された縦波偏光
１２ａ又は横波偏光１２ｂを更に屈折して、光位置検出
器９へと導くものである。

光位置検出器９としては、２つのホトセンサー１４．１
５より構成されたホトダイオード（ＰＤ）を採用した。

このホトダイオード（１）’Ｄ）は、画像上で走査を行
わず入射光の位置情報を含んだ位置信号を得ることがで
き、ＣＯＤ、ＭＯ“Ｓ等の固体撮像素子に比べて、より
高い分解能を持ち高いサンプリンググレードを得ること
ができる。尚、ホトダイオード（ＰＤ）の代わりに半導
体装置検出器（’Ｐ　Ｓ　Ｄ　）を使用すｉ、：’、＝
もｉ６１゜て、拡大レンズ８通過後の縦波偏光１　’２
　ａ又は横波偏光１２ｂを、この光位置検出器９のセン
サー中心１６で受光した際には位置信号をい″っさい発
しないが、センサー中心１６からどちらか一方にズして
、ホトセンサー１４．１５のいずれかで受光した際には
、後述する焦点位置合わせ機構１０へ位置信号を発する
ようになっている。つまり、ホトセンサー１４の方は、
底面Ｘ又は側面Ｙと、各対物レンズ６Ｘ１．６Ｙとの各
距離りを小さくする位置信号が焦点位置合わせ機構１０
へ伝えられ、ホトセンサー１５の方は各距離りを大きく
する位置信号が伝えられるようになっている。

焦魚位置合わせ機構１０としては、サーボ回路によって
モータを駆動させる非常に動作スピ」□ドの速い「サー
ボ機構Ｊを採用した。そして、この実施例において、図
示はしないが焦点位置合わせ機構１０ば各対□物しンズ
６ｘ、６Ｙに接続してあり、この対物レンズ６Ｘ、６Ｙ
を移動させることにより距□離りを各々調整して各対物
レンズ６Ｘ、６Ｙの固有の焦点距離へ合致させられるよ
うになっｔいる。つまり、対物レンズ６Ｘは焦点位置合
わせ機構１０によりＡ、Ｂ方向へ進退動自在で、対物レ
ンズ６ＹはＣ，Ｄ方向へ進退動自在となっている。尚、
この焦点位置合わせ機構１０は、対象物１１の方榎移動
させて距離りを調整することもできるし、対象物１１と
各対物レンズ６Ｘ、６Ｙの両方を移動させることもでき
る。

この二方向非接触自動焦点位置合わせ装置は、以上のよ
うな全体構成をしているので、以下ように底面Ｘ又は側
面Ｙのそれぞれに対して焦点位置合わせを行うことがで
きる。

底面Ｘの場合（第１図参照） 底面Ｘに焦点位置決めを行う際には、まずレーザ機構１
から発せられた測定光束１２を偏光フィルター３により
縦波偏光１２ａにする。この縦波偏光１２ａは第２ミラ
ー４にて反射された後、前述のスプリッター５の第１の
機能により、スプリッター５をそのまま透過して対物レ
ンズ６Ｘにて屈折され、底面Ｘへ照射される。第１図に
おいては、距離Ｉ、と焦点距離は合致しているので、縦
波偏光１２ａの焦点ｐ１は底面Ｘの表面に合致している
。そして、縦波偏光１２ａは底面Ｘでの反射により再び
ランダム光線の（偏光でない）測定光束１２となり、再
度対物レンズ６Ｘにて屈折された後、前述のスプリッタ
ー５の第２の機能により、スプリッター５を再度透過し
た際にまた元の縦波偏光１２ａとなる。そして、そのま
まハーフミラ−である第２ミラー４を透過し、結像レン
ズ７を経て光軸１３上に結像点ｐ２を形成し、拡大レン
ズ８で屈折されてから光位置検出器９のセンサー中心１
６にて受光される。そして、もし底面Ｘと対物レンズ６
Ｘとの距離りが対物レンズ６Ｘの焦点距離とズしていた
場合、例えば距離Ｉ５が焦点距離より小さい場合（対物
レンズ６Ｘが底面Ｘへ接近しすぎている場合）には、縦
波偏光１．２　ａが光位置検出器９のセンサー中心１６
にて受光されずにホトセンサー１５により受光されるの
で、縦波偏光１２ａがセンサー中心１６で受光されるま
で、焦点位置合わせ機構１０が対物レンズ６ｘをＢ側へ
移動させる。すなわち、即ち距離りと焦点距離が合い、
縦波偏光１２ａの焦点ｐ１が底面Ｘの表面に合致するま
で距離りを調整する。また、距離りの方が焦点距離より
大きい場合（対物レンズ６Ｘが底面Ｘに対して遠ずぎる
場合）には、先とは逆に縦波偏光１２ａがホトセンサー
１４の方で受光されるので、対物レンズ６ＸがＡ側へ移
動し、距離りと焦点距離とを合致させる。

側　Ｙの場合（第２゛参　） Ｍ） 側面Ｙに焦点位置決めを行う際には、まず偏光フィルタ
ー３を先の目標部位Ｘの状態から角度α（９０°）回動
させ、ランダム光線である測定光束１２を横波偏光１２
ｂにする。すると、この横波偏光１２ｂは第２ミラー４
にて反射された後、スプリッター５の第１の機能により
、スプリッター５にて直角に反射され、縦波偏光６Ｙで
屈折されて側面Ｙへ照射される。そして、この横波偏光
１２ｂは側面Ｙでの反射により再びランダム光線の（偏
光でない）測定光束１２となるが、再度対物レンズ６Ｙ
にて屈折された後、第２の機能によりスプリッター５で
直角方向（光軸１３と平行な方向）へ再度反射され、ま
た元の横波偏光１２ｂとなる。そして、先の底面Ｘ場合
と同じように結像レンズ７、拡大レンズ８を経た後に光
位置検出器９にて受光される。そして、この光位置検出
器９と焦点位置合わせ機構１０により先と同様に側面Ｙ
と対物レンズ６Ｙとの距離りが、対物レンズ６Ｙの焦点
距離と合致するように調整される。また更に、装置全体
を光軸１３を中心に１８０°回転させれば、側面６Ｙの
向かい側の他の側面１７に対しても焦点位置合わせする
を行うことが可能となる。この場合、光軸１３を中心と
しての単純回動動作なので誤差がなく、側面６Ｙ同様に
正確で迅速な焦点位置合わせを行うことができる。

□具体的作用□ 以上のように、この装置は偏光フィルター３を角度α（
９０°）だけ正・逆回動させるだけで、底面Ｘ及び側面
Ｙに対する焦点位置合わせ（焦点ズレの是正）を別個に
行うことができるので、各底面Ｘ及び側面Ｙに対する非
接触計測を行うことができる。以下、底面Ｘに形成され
ている凹部１８の深さを非接触で計測する例を説明する
。

まず、レーザ機構１から発せられた測定光束１２を偏光
フィルター３にて縦波偏光１２ａとし、その縦波偏光１
２ａの焦点ｐ１を底面Ｘに合致させた状態としておく。

そして装置全体をＤ方向へ水平移動させ、縦波偏光１２
ａを凹部１８の底面１８χへ照射させる。このとき、凹
部１８の底面１８Ｘは、底面Ｘより遠い位置にあるので
、凹部１日の底面１８Ｘにて反射された縦波偏光１２ａ
は光位置検出器９におけるホトセンサー１４側で受光さ
れる。そして、焦点位置合わせ機構１０が対物レンズ６
Ｘと底面１８Ｘとの距離りを対物レンズ６Ｘの焦点距離
へ合致せしめるべく、対物レンズ６ＸをＡ側へ移動させ
る。この時の対物レンズ６ｘの移動量！は、凹部１８の
深さに相当するものなので、この対物レンズ６Ｘの移動
量ｌをエンコーダなどの電子回路機器により数値化する
れぼ、その数値から凹部１８の深さを即座に知ることが
できる。

一方偏光フイルター３により、測定光束１２を横波偏光
１２ｂに切り換えて側面Ｙの焦点位置合わせができる状
態にしておき、装置全体を光軸１３に沿って上下動（Ａ
、Ｂ方向への垂直移動）させることにより、前記凹部１
８と同じ要領で側面Ｙにある凸部１９の高さを知ること
もでき□る。

このように、本装置はレーザ機構１から発せられた測定
光束１２を偏□光フィルター３により縦波偏光１２ａ又
は横波偏光１２ｂに切り換えることだけで、底面Ｘ又は
側面Ｙの焦点位置合わせを自由に行なえることができ。

また、装置全体を水平或いは垂直に移動させるだけで、
底面Ｘ又は側面Ｙの計測を非接触で行なえることができ
る。従って、極端に傷を嫌う目標部位や、柔らかい目標
部位に対しても確実で迅速な焦点位置合わせを行うこと
ができる。

尚、以上の説明において、底面Ｘ又は側面Ｙの計測を行
う例だけを説明したが、この他にも以下に示すような用
途に適用することができる。

■　対物レンズを移動させて焦点を合わせるようにし、
且つその対物レンズをその電ま顕微鏡や望遠鏡などの光
学機器の対物レンズとして兼用すれば、互いに直交方向
にある二つの目標部位に対する自動焦点合わせ（オート
フォーカス）を行える。

■　対象物の方を移動させるようにすれば、互いに直交
する方向でその対象物の（距離）合わせを行えるので、
各種部品（対象物）の所定位置への位置決め・設置を正
確且つ迅速に行うことができる。

■　反射対象物（目標部位）と対物レンズとの間に透明
体を介在させ、その時の対物レンズの移動量と、その透
明体の屈折率から、その透明体の厚さを非接触で測定す
ることもできる。

〈効　　　果〉 この発明（第１発明及び第２発明）に係る二方向非接触
自動焦点位置合わせ方法及び装置は以□上説明してきた
如き内容のものなので、以下に示す如き種々の効果を奏
することができる。

（ａ）　　偏光板により測定光束を縦波偏光又は横波偏
光に切り換えるだけで、互いに直交方胸にある二つの目
標部位に対して正確且つ迅速な焦点位置合わせを行うこ
とができる。

（ｂ）　　目標部位に対して非接触なので目標部位□に
傷を付けたり、或いは目標部位を変形させたりすること
がない。

（Ｃ）　　測定光束としてＨｅ−Ｎｅレーザ光線を採用
したので、他のレーザ光線に比べて光束が細いうえに集
光スポットが非常に小さく広がらないので、その分、光
位置検出器での位置検出を高精度（高分解能）で行える
ものである。このＨｅ−Ｎｅレーザ光線の集光スポット
の径は対物レンズの倍率にもよるが、大体１μ〜１００
μと非常に小さく、焦点位置合わせ精度が高い。

また、この発明の実施例によれば、 （ｄ）　　測□定光束の変位を拡大レンズで拡大するの
で、小さな変位も見逃さずに正確に拡大し、その後光位
置検出器にて位置検出するので、高精度の位置検出を実
現することができる。従って、対物レンズと対象□物と
の間隔が大きく焦点精度が低下しやすい状況であっても
、高精度の焦点位置合わせを実現することができる。

（ｅ）　　光位置検出器としてのホトダイオード（ＰＤ
）は、検出した測定光束のスポットの重心位置を出力し
、輝度分布が変化しても影響を受けないので、目標部位
の表面における輝度分布（コントラスト）によって焦点
位置合わせ精度が影響を受けず、耐ノイズ性、測定の確
実性が優れたものになっている。

（ｆ）　　光位置検出器としてホトダイオード（ＰＤ）
を採用し、且つ焦点位置合わせ機構としてサーボ機構を
採用したので、平均１０ｍｍ５ｅｃの素早い動作で、光
学機構と対象物との間の距離を調整することができ、焦
点位置合わせ速度が速い。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明に一実施例に係る二方向非接触自動
焦点位置合わせ装置の、目標部位Ｘに対して焦点位置合
わせしている状態を示す概略説明図、 第２図は、目標部位Ｙに対して焦点位置合わせしている
状態を示す第１図相当の概略説明図、第３図及び第４図
は、各々偏光プリズムの第１の機能を示す偏光プリズム
の概略斜視図、そして、第５図は目標部位Ｘの計測状態
を示す第１図相当の概略説明図である。 １−　　レーザ機構 ２−　第１ミラー ３−　偏光フィルター（偏光板） ４−　　第２ミラー（固定ミラー） ５−　偏光ビームスプリッタ− （偏光プリズム） ６Ｘ、６Ｙ　　−対物レンズ ７−　結像レンズ ８−　拡大レンズ ９−　光位置検出器 １０−　焦点位置合わせ機構 １１　−・　対象物 １２ａ　　・−縦波偏光 １２ｂ　　−横波偏光 １３−　光軸 １４．１５　−　ホトセンサー １６−　センサー中心 １７−　　他の側面 １８−　凹部 １８Ｘ　−・　凹部の底面 １９−・−凸部 Ｌ　−・　各対物レンズとの距離 α　−角度９０″ ！−対物レンズの移動量

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ機構１から発したランダム光線である測定
   光束１２としてのＨｅ−Ｎｅレーザ光線を、固定ミラー
   ４にて光軸１３と平行な方向へ反射し、固定ミラーでの
   反射前又は反射後における測定光束を、偏光板３に透過
   せしめることにより縦波偏光１２ａ又は横波偏光１２ｂ
   のどちらか一方にし、 偏光板透過後のこの縦波偏光又は横波偏光を、偏光プリ
   ズム５により該縦波偏光又は横波偏光に応じて互いに直
   交する二方向へ透過・反射し、偏光プリズムにて透過・
   反射された縦波偏光又は横波偏光を、対応する各対物レ
   ンズ６Ｘ、６Ｙにより屈折して各々互いに直交方向にあ
   る二つの目標部位Ｘ、Ｙへ照射せしめ、 縦波偏光又は横波偏光が各目標部位にて反射されてラン
   ダム光線となった測定光束を、各対物レンズにより屈折
   し、 各対物レンズにて屈折された測定光束を、偏光プリズム
   により透過・反射して光軸と平行な縦波偏光又は横波偏
   光とし、 偏光プリズムにて再度透過・反射された縦波偏光又は横
   波偏光を、結像レンズ７にて光軸上に結像させ、 該結像レンズを経た縦波偏光又は横波偏光を、光位置検
   出器９にて受光し、 該光位置検出器からの位置信号に応じて、少なくとも各
   目標部位又は各対物レンズのいずれかを移動させ、各目
   標部位と各対物レンズとの各距離Ｌを各対物レンズの焦
   点距離に合致せしめることを特徴とする二方向非接触自
   動焦点位置合わせ方法。
2. （２）測定光束１２としてのランダム光線であるＨｅ−
   Ｎｅレーザ光線を発するレーザ機構１と、該レーザ機構
   から発せられた測定光束を光軸１３と平行な方向へ反射
   する固定ミラー４と、該固定ミラーでの反射前又は反射
   後における測定光束の光路中に配されて、測定光束中の
   縦波偏光１２ａ又は横波偏光１２ｂのどちらか一方だけ
   を選択的に透過する偏光板３と、 該偏光板透過後の縦波偏光又は横波偏光を、該縦波偏光
   又は横波偏光に応じて互いに直交する二方向へ透過・反
   射すると共に、各目標部位Ｘ、Ｙにて反射されたランダ
   ム光線である測定光束を透過・反射して光軸と平行な縦
   波偏光又は横波偏光にする偏光プリズム５と、 該偏光プリズムの各目標部位側に各々配され、該縦波偏
   光又は横波偏光を屈折して互いに直交方向にある二つの
   目標部位に対して各々照射せしめると共に、縦波偏光又
   は横波偏光が各目標部位で反射されてランダム光線とな
   った測定光束を屈折して前記偏光プリズムへ導く対物レ
   ンズ６Ｘ、６Ｙと、 各目標部位での反射後に偏光プリズムにより透過・反射
   された縦波偏光又は横波偏光を屈折させて、光軸上で結
   像させる結像レンズ７と、 該結像レンズを経た縦波偏光又は横波偏光を、受光して
   位置信号を発する光位置検出器９と、該光位置検出器か
   らの位置信号に応じて、少なくとも各目標部位又は各対
   物レンズのいずれかを移動させ、各目標部位と各対物レ
   ンズとの各距離Ｌを各対物レンズの焦点距離に合致せし
   める焦点位置合わせ機構１０と、を備えていることを特
   徴とする二方向非接触自動焦点位置合わせ装置。