JP2001021330A - 共焦点装置のスリット円盤、共焦点装置および共焦点装置の画像測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スリット円盤およびピンホール円盤を複数回
周回させなければならず、共焦点画像の高速取り込みが
できないという課題があった。 【解決手段】 共焦点装置１０のスリット円盤１３に形
成するスリットをスリット円盤１３の中心から放射線状
に形成するのではなく、半径位置１〜５が大きくなるの
に対応して略比例して増加するように形成する。これに
よりスリット円盤１３の半径位置１〜５で均等な露光量
Ｒを取得することが可能になる。従って、駆動モータ１
８によりスリット円盤１３を周回させる必要がなくな
り、僅かにスリット円盤１３を周回方向に移動させるこ
とによって、半径位置１〜５にて略均等な露光量Ｒを取
得でき、試料１６の共焦点画像を高速に取り込むことが
可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共焦点装置のスリ
ット円盤、共焦点装置および共焦点装置の画像測定方法
に関し、特に、共焦点系のスリット円盤による露光量を
スリット円盤の半径位置によらず略均等にする共焦点装
置のスリット円盤、共焦点装置および共焦点装置の画像
測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】共焦点装置においては、所定の試料につ
いて共焦点画像を形成し、試料の形状を測定する場合、
所定のスリットを形成したスリット円盤を回転させ対物
レンズを介して投射される投射光は、測定対象物に照射
し、この対象物からの反射光を再び対物レンズを介して
ＣＣＤカメラに入射し、対象物の共焦点画像を形成する
ことにより測定を行っている。かかる場合、従来の共焦
点装置のスリット円盤は、略均等幅のスリットをスリッ
ト円盤の中心より放射線状に開口するように形成し、投
射光および反射光を通過させて、対象物の共焦点画像を
形成し測定を行っている。また、他の手法として、ニッ
ポウディスクとしてピンホールを配列したピンホール円
盤を回転させて上述した手法により対象物の共焦点画像
を形成し測定を行っている。

【０００３】このとき、測定する共焦点画像を形成する
に際しては、スリット円盤のスリットおよびピンホール
円盤のピンホールを介して入光する反射光の露光量に基
づいて共焦点画像を形成する。ここで、露光量はスリッ
トおよびピンホールの単位長さまたは単位面積当たりの
露光の通過時間と、スリット円盤およびピンホール円盤
を周回させることによるスリットおよびピンホールから
繰り返し露光した回数の積に比例する。このため、スリ
ット円盤およびピンホール円盤について、円盤中心から
の半径位置に対応して均一な露光量を取得するために、
各円盤を複数回周回させている。一方、スリット円盤に
おいては、複数回の周回を行わなくてもよいように、放
射線状のスリットを外周方向に向かって広げて開口し、
半径位置に対応して露光する光量を増加させるようにす
る手法を採用しているものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の共焦点
装置においては、略均等幅のスリットを形成したスリッ
ト円盤およびピンホールを開口したピンホール円盤につ
いて、各円盤の中心からの各半径位置において一定の露
光量が取得するためにスリット円盤およびピンホール円
盤を複数回周回させなければならず、共焦点画像の高速
取り込みができないという課題があった。また、スリッ
ト円盤において、放射線状のスリットを外周方向に向か
って広げて開口し半径位置に対応して露光量を増加させ
るようにする手法を採用しても、露光量は半径位置に対
応して略均等にすることができる。しかし、広げて開口
しているスリットにて入光した反射光の露光に基づいて
形成する共焦点画像の解像度が落ちてしまうといった課
題があった。

【０００５】本発明は、上記課題にかんがみてなされた
もので、スリット円盤を周回させることなく、同スリッ
ト円盤の中心からの各半径位置において一定の露光量を
取得可能であるとともに、高速な共焦点画像の取り込み
が可能な共焦点装置のスリット円盤、共焦点装置および
共焦点装置の画像測定方法の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、所定のスリットが形成さ
れたスリット円盤を回転させることにより、同スリット
を通過した反射光を入力して共焦点画像を測定する共焦
点装置のスリット円盤であって、上記スリットは、円盤
の中心からの半径位置に対応して略比例して増加するよ
うに形成される構成としてある。上記のように構成した
請求項１にかかる発明においては、スリット円盤に形成
されるスリットを同スリット円盤の中心からの半径位置
に対応して略比例して増加するように形成する。すなわ
ち、スリット円盤の露光量は、スリットの単位長さ当た
りの開スリット通過時間と、その開スリットの繰り返し
回数の積に比例する。ここで、スリットをスリット円盤
の中心からの半径位置に対応して略比例して増加させる
ことにより、スリットの本数は半径に略比例することに
なる。

【０００７】従って、半径に反比例する単位長さ当たり
の通過時間との積は一定値となり半径位置によらず略均
等な露光量が得られるようになる。ここで、測定の対象
となる共焦点画像は、各スリットから入光する対象物か
らの反射光に基づいて形成される。この共焦点画像の解
像度は各スリットのスリット幅にて決定されることはい
うまでもない。すなわち、共焦点画像の解像度を入光し
たスリットごとに異なるものとしないように、各スリッ
トは略均等幅に形成されることになる。従って、ここで
いう、スリットをスリット円盤の中心からの半径位置に
対応して略比例して増加するように形成する態様は、略
均等幅を有するスリット数を半径位置に対応して略比例
させて増加させるものである。。

【０００８】スリット円盤に形成されるスリットを同ス
リット円盤の中心からの半径位置に対応して略比例して
増加するように形成する方法は、多種の手法を採用する
ことができる。例えば、スリット円盤の中心から所定の
区間を外周方向に区分して、内周側の区分から外周側の
区分に向かい、各区分に形成するスリット数をスリット
円盤の中心からの該当区分の位置に略比例するように、
同区分内において放射線状のスリットを形成するように
してもよい。

【０００９】ここで、スリット円盤に形成されるスリッ
トを同スリット円盤の中心からの半径位置に対応して略
比例して増加するように形成する簡易な手法として、請
求項２にかかる発明は、請求項１に記載の共焦点装置の
スリット円盤において、上記スリットは、円盤の中心を
頂点とする所定の扇形の区間内にて略平行に形成される
構成としてある。上記のように構成した請求項２にかか
る発明においては、スリット円盤に形成するスリットを
同スリット円盤の中心を頂点とする所定の扇形の区間内
にて略平行に形成する。ここで、スリット円盤の中心か
らの半径位置に対応して略比例してスリットを増加させ
るためには、スリットの開口部の一端を扇形の円弧部分
にかかるように形成すると好適である。

【００１０】上述したように扇形内で略平行してスリッ
トを形成すると スリット円盤においてその中心からの
半径位置に対応してスリット数を増加させることができ
る。かかる場合、略平行して形成するスリットの間隔を
所定の一定間隔にすると、よりその増加具合を半径位置
に略比例させることができる。そこで、請求項３にかか
る発明は、請求項２に記載の共焦点装置のスリット円盤
において、上記スリットは、円盤の中心を頂点とする所
定の扇形の区間内にて所定の略一定間隔にて形成される
構成としてある。上記のように構成した請求項３にかか
る発明においては、スリット円盤に形成するスリットを
同スリット円盤の中心を頂点とする所定の扇形の区間内
にて、略平行に形成するとともに、略平行に形成したス
リットの間隔を所定の略一定間隔にて形成する。

【００１１】このようなスリット円盤においてその中心
からの半径位置に対応して略比例してスリット数を増加
するように形成する手法の他の例として、請求項４にか
かる発明は、請求項２に記載の共焦点装置のスリット円
盤において、上記スリットは、円盤の中心を通る所定の
扇形の区間内にて同扇形の一辺に略平行に形成される構
成としてある。上記のように構成した請求項４にかかる
発明においては、スリット円盤に形成されるスリットを
同スリット円盤の中心を通る所定の扇形の区間内にて同
扇形の一辺に略平行に形成する。

【００１２】また、他の例として、請求項５にかかる発
明は、請求項２に記載の共焦点装置のスリット円盤にお
いて、上記スリットは、円盤の中心を通る所定の扇形の
区間内にて同扇形の中心線に略平行に形成される構成と
してある。上記のように構成した請求項５にかかる発明
においては、スリット円盤に形成するスリットを同スリ
ット円盤の中心を通る所定の扇形の区間内にて同扇形の
中心線に略平行に形成する。

【００１３】かかる場合、スリット円盤の中心を頂点と
する扇形内において、略平行にして形成されたスリット
について各スリットの間隔を所定の一定間隔にすると、
よりスリット円盤の中心からの半径位置に対応して略比
例してスリット数を増加させることができる。そこで、
請求項６にかかる発明は、請求項４または請求項５のい
ずれかに記載の共焦点装置のスリット円盤において、上
記スリットは、所定の略一定間隔にて形成される構成と
してある。上記のように構成した請求項６にかかる発明
においては、扇形内に形成するスリットを略平行かつ、
所定の略一定間隔にて形成する。

【００１４】上述したようにスリット円盤に所定の扇形
を区分し、各扇形内にてスリットを形成すると、半径位
置に対応して略比例して増加するスリットを形成するこ
とができる。ここで、各扇形の形状を均一すると、スリ
ットの形成等が簡易になる。そこで、請求項７にかかる
発明は、請求項２〜請求項５のいずれかに記載の共焦点
装置のスリット装置において、上記上記扇形は、その内
角度を略同一の構成としてある。上記のように構成した
請求項７にかかる発明においては、スリット円盤の中心
を頂点とする扇形をその内角度を略同一にして区分す
る。

【００１５】このように、スリットをスリット円盤の中
心からの半径位置に対応して略比例して増加するように
形成した共焦点装置に利用するスリット円盤は、スリッ
ト円盤単体で利用されるものではなく、この共焦点装置
に組み込まれて利用されることはいうまでもない。従っ
て、上述したスリット円盤が組み込まれ、スリット円盤
を回転させつつ、投射および入射を行い共焦点画像の測
定を行う共焦点装置にとして機能することは容易に理解
できる。

【００１６】このため、請求項８にかかる発明は、所定
のスリットが形成されたスリット円盤を回転させること
により、同スリットを通過した反射光を入力して共焦点
画像を測定する共焦点装置であって、画像を形成する対
象物に投光する光線を供給する光源照射部と、スリット
を半径位置に対応して略比例して増加するように形成さ
れた回転駆動されるスリット円盤と、回転駆動する上記
スリット円盤を介して上記光源照射部が投光した光線の
対象物からの反射光を入力して共焦点画像を測定する二
次元画像素子とを具備する構成としてある。すなわち、
必ずしもスリット円盤単体に限らず、そのスリット円盤
を組み込んだ共焦点装置においても有効であることに相
違はない。

【００１７】また、スリットをスリット円盤の中心から
の半径位置に対応して略比例して増加するように形成し
た共焦点装置に利用するスリット円盤を共焦点装置に組
み込み、同スリット円盤を回転させつつ、投射および入
射を行い共焦点画像の測定を行う手法は必ずしも実体の
ある装置に限られる必要はなく、その方法としても機能
することは容易に理解できる。

【００１８】このため、請求項９にかかる発明は、所定
のスリットが形成されたスリット円盤を回転させること
により、同スリットを通過した反射光を入力して共焦点
画像を測定する共焦点装置の画像形成方法であって、画
像を形成する対象物に投光する光線を供給する光源照射
工程と、スリットを半径位置に対応して略比例して増加
するように形成されたスリット円盤を所定の角度にて回
転させ、半径位置にて略均等の反射光を入光させるスリ
ット円盤回転工程と、入力した反射光に基づいて共焦点
画像を測定する画像測定工程とを具備する構成としてあ
る。すなわち、必ずしも実体のある共焦点装置に限ら
ず、その方法としても有効であることに相違はない。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、スリット
円盤を周回させることなく、同スリット円盤の中心から
の各半径位置において一定の露光量を取得可能であり、
高速な共焦点画像の取り込みを可能する共焦点装置のス
リット円盤を提供することができる。また、請求項２に
かかる発明によれば、扇形内において各スリットを略平
行に形成することによって簡易な方法によりスリット数
をスリット円盤の中心からの半径位置に対応して略比例
して増加させることが可能になる。さらに、請求項３に
かかる発明によれば、略平行に形成した各スリットの間
隔を所定の一定間隔にすることにより、スリット数の増
加を半径位置により略比例させることが可能になる。

【００２０】さらに、請求項４にかかる発明によれば、
扇形内において各スリットを略平行に形成することによ
って簡易な方法によりスリット数をスリット円盤の中心
からの半径位置に対応して略比例して増加させる他の手
法を提示することが可能になる。さらに、請求項５にか
かる発明によれば、扇形内において各スリットを略平行
に形成することによって簡易な方法によりスリット数を
スリット円盤の中心からの半径位置に対応して略比例し
て増加させるさらに他の手法を提示することができる。
さらに、請求項６にかかる発明によれば、略平行に形成
した各スリットの間隔を所定の一定間隔にすることによ
り、スリット数の増加を半径位置に対応して、より略比
例させることが可能になる。

【００２１】さらに、請求項７にかかる発明によれば、
各扇形の大きさを略均等にすることができ、スリットの
形成が簡易になる。さらに、請求項８にかかる発明によ
れば、スリット円盤を周回させることなく、同スリット
円盤の中心からの各半径位置において一定の露光量を取
得可能であり、高速な共焦点画像の取り込みを可能する
共焦点装置を提供することができる。さらに、請求項９
にかかる発明によれば、スリット円盤を周回させること
なく、同スリット円盤の中心からの各半径位置において
一定の露光量を取得可能であり、高速な共焦点画像の取
り込みを可能する共焦点装置の画像計測方法を提供する
ことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態にか
かる共焦点装置をブロック図により示している。同図に
おいて、本共焦点装置１０は、非コヒーレント光源であ
る白色光源１１と、レンズ１２と、開口部である複数の
スリットが設けられたスリット円盤１３と、ハーフミラ
ー等のビームスプリッタ１４と、対物レンズ１５と、測
定対象となる試料１６と、受光器を構成する２次元のＣ
ＣＤカメラ１７とから構成される。かかる構成におい
て、白色光源１１の出力光は、レンズ１２に入射される
とともに、同レンズ１２よりビームスリッタ１４を介し
てスリット円盤１３に入射され、スリット円盤１３の各
スリットを通過した光は対物レンズ１５を介して試料１
６に照射される。

【００２３】また、試料１６からの反射光は再び対物レ
ンズ１５を介してスリット円盤１３に入射される。そし
て、スリット円盤１３に入射された反射光は、ビームス
リッタ１４に入射され、ビームスリッタ１４において反
射された光は、ＣＣＤカメラ１７に入射される。さら
に、試料１６は図示しない光軸走査部により、図１にお
いて「Ａ」に示す光軸方向に走査される。また、スリッ
ト円盤１３は駆動軸部１３ａに接続された駆動モータ１
８により、同駆動軸部１３ａを中心にして所定の回転速
度にて周回される。

【００２４】ここで、図１に示す共焦点装置１０の本実
施形態における動作を図２を用いて説明する。同図にお
いて、ビームスリッタ１４は、対物レンズ１５の結像面
に設置される。ここで、スリット円盤１３の面上に形成
されるスリットのスリット幅は、結像面におけるエアリ
第１暗帯と同一の幅に形成される。また、各スリットの
間隔は、このスリット幅の１０倍程度に形成される。一
方、試料１６からの反射光を対物レンズ１５により集光
すると、実際には、きれいな１点には集まらないため、
中央の明るい部分を取り巻いてその周囲に明暗のリング
が交互に配列した微細な像になる。これらは「エアリの
円盤」と呼ばれ、中央部に隣接する暗リングがエアリ第
１暗帯となる。

【００２５】また、白色光源１１の出力光がスリット円
盤１３に入射されるとスリット円盤１３の複数のスリッ
ト像が対物レンズ１５によって試料１６上に結像され
る。そして、試料１６上のスリット像はさらに受光部で
あるＣＣＤカメラ１７に入射される。本実施形態におい
ては、受光部を２次元のＣＣＤカメラ１７にて構成して
いる。このＣＣＤカメラ１７は、平面上に複数の画素が
配列されているので、スリット幅に対応した画素列に着
目すれば上述したものと同様に一定のスリット幅のスリ
ットを通過した反射光のみを受光していることになる。
例えば、所定のスリット像は、結像されている位置の画
素列で測定される。従って、ＣＣＤカメラ１７における
ｘ方向の画素列の幅をａとすれば、上記画素列はａのス
リット幅を通過した光のみを受光することになる。すな
わち、試料１６面の分解能のみならず光軸方向の分解能
を有することになる。

【００２６】この時、試料１６の測定面が対物レンズ１
２の焦点面にあれば、スリット像ははっきりするが、図
示しない光軸走査部により試料１６を焦点面から上下さ
せるとスリット像は、暗くなってしまう。このようなス
リット像をＣＣＤカメラ１７の各画素で受光した場合に
は、図２に示すように光軸方向位置が焦点面に合致した
場合に最大の光量が入射され、光軸方向位置が焦点面か
らずれるに従って入射される光量が減少して行く。すな
わち、入射される光量が最大である光軸方向の位置が、
その点の試料１６の光軸方向の高さを示していることに
なる。従って、試料１６を図示しない光軸走査部により
図１における「Ａ」に示す光軸方向に走査し、ＣＣＤカ
メラ１７にて測定される光量が最大になる光軸方向位置
を求めることにより、試料１６の表面の光軸方向の変
化、すなわち、段差を取得することができる。

【００２７】例えば、図３に示すような段差「Ｌ」を有
する３次元形状試料１６ａを本共焦点装置１０で測定し
た場合には、図３（ａ）中の破線に示すようなスリット
像が結像される。ここで、図３（ａ）において試料上面
１６ａ１の面が焦点面であれば図３（ａ）における試料
下面１６ａ２の面のスリット像は暗くなる。逆に、図３
（ａ）における試料下面１６ａ２の面が焦点面であれ
ば、図３（ａ）における試料上面１６ａ１の面のスリッ
ト像がピンぼけになる。

【００２８】従って、ＣＣＤカメラ１７の各画素に最大
の光量が入力される光軸方向位置をそれぞれ求めること
により、図３（ｂ）に示すような試料１６ａについての
断層画像、すなわち、共焦点画像を取得することが可能
になる。この結果、スリット像を試料１６面に結像させ
受光器であるＣＣＤカメラ１７の各画素に最大の光量が
入力される光軸方向位置をそれぞれ求めることにより、
非コヒーレント光を用い照射光の走査を行うことなく光
軸方向に分解能が得られることになる。

【００２９】なお、本実施形態にかかる共焦点装置１０
は、光軸方向に分解能を有するとともに光軸と垂直な方
向には通常の光学顕微鏡と同様の分解能を有している。
また、スリット円盤１３のスリット幅を広くすると光量
が増加する一方、空間分解能が低下し、スリット幅を狭
くすると空間分解能は向上する光量は低下する。従っ
て、スリット幅としてはエアリ第１暗帯幅に限定する必
要はなく、エアリ第１暗帯の直径の１／２０以上５倍以
内程度の幅であれば、適宜変更可能である。

【００３０】また、スリット円盤１３の各スリット間の
間隔を広くすると隣接するスリットからの干渉が低減す
るので光軸方向の分解能は向上するが、同時に測定でき
るスリット数が減少してしまう。一方、上記間隔を狭く
するとスリット数は増加するがスリット相互の干渉が生
じ正確な測定が困難になる。従って、各スリット間の間
隔はエアリ第１暗帯の１０倍に限定されるものではな
く、エアリ第１暗帯の２倍程度以上であれば、適宜変更
可能である。また、受光器を構成する機器は、ＣＣＤカ
メラ１７に限定されるものではなく、撮像管であっても
よいし、フィルム等であってもよい。また、接眼レンズ
を用いて直接目で観測するようにしてもよい。

【００３１】さらに、スリット円盤１３の各スリット
は、シリンドリカルレンズアレイ１９の集光点にそれぞ
れ設置するようにしてもよい。かかる場合、図４に示す
ような構成になり、白色光源１１からの入射光を有効に
利用することが可能になる。また、このシリンドリカル
アレイ１９のような集光手段としては、通常の凸レンズ
であってもよいし、フレネルレンズや屈折率分布型レン
ズであってもよい。さらに、透過型液晶パネルを開口部
に用いる場合には、各液晶素子にマイクロレンズを付加
してもよい。また、ビームスプリッタ１４としてはハー
フミラーを例示したが偏光ビームスプリッタを用いても
よく、適宜採用可能である。

【００３２】このようにして試料１６についての光軸方
向の変化を示す共焦点画像を取得することが可能にな
る。一方、この共焦点画像を取得するに際しては、スリ
ット円盤１３を所定の回転速度にて周回させる。すなわ
ち、スリット円盤１３に形成されたスリットを通過し、
ビームスリッター１４側に露光することによりＣＣＤカ
メラ１７にて共焦点画像を形成する。ここで、この露光
量が均一でないと、画像に明暗が発生することになる。
すなわち、スリット円盤１３が回転すると、スリット円
盤１３の内側においては、明るくなり外側に向かうに従
って暗くなる。これは、半径位置が内側と外側において
線速度が異なることが原因となる。ここで、具体的な態
様を図５に示し説明する。露光量をＲとし、スリット円
盤１３の回転角速度をωとすると、スリット円盤１３の
半径位置ｒにおける線速度ｖは、次の式にて算出され
る。 ｖ＝ｒ＊ω

【００３３】露光量Ｒは、単位長さ当たりの開スリット
の通過時間ｔと、スリット円盤１３の周回により繰り返
し回数ｎの積に比例する。比例定数をｋとすると、露光
量Ｒは、以下の式により算出される。 Ｒ＝ｋ＊ｔ＊ｎ 従って、露光量Ｒは、線速度ｖに反比例する。すなわ
ち、半径位置ｒが大きくなると、露光量Ｒは減少する。
これにより、上述した画像の明暗が発生する。ここで、
図５（ａ）に示すようにスリット円盤１３を駆動軸部１
３ａを除いて、外周方向に半径位置１〜５に区分する。
かかる場合、それぞれの半径位置１〜５における線速度
は、 ｖ１＝ｒ１＊ω ｖ２＝ｒ２＊ω ｖ３＝ｒ３＊ω ｖ４＝ｒ４＊ω ｖ５＝ｒ５＊ω となり、半径位置１＜半径位置２＜半径位置３＜半径位
置４＜半径位置５であるから、露光量Ｒは、図５（ｂ）
に示すように半径位置１〜５と大きくなるに従って、反
比例して小さくなる。

【００３４】従って、駆動モータ１８によりスリット円
盤１３を回転駆動し、ＣＣＤカメラ１７が略均等な露光
量Ｒを取得するまで、スリット円盤１３を周回させるこ
とになる。すなわち、周回させることにより半径位置２
〜５の露光量Ｒを半径位置１のレベルまで持ち上げる制
御を実行する。このような周回制御により図５（ｃ）に
示すように半径位置１〜５によらず、露光量Ｒを同一の
レベルにし、共焦点画像に明暗が発生しないようする。
このような現象は、図６に示すようにスリット円盤１３
の外周方向に向かってスリットの密度が小さくなるよう
に形成した場合に発生することは上述した説明から分
る。図６においては、墨色線でスリットを示し、白色部
分がスリット間を示している。この図６に示すスリット
円盤１３の構成では、所定の露光量Ｒが各半径位置１〜
５において取得することができるまで、スリット円盤１
３を周回させる必要があるため、高速に試料１６の共焦
点画像を取得する場合に向かない。

【００３５】そこで、本実施形態においては、スリット
円盤１３を図７および図８に示すスリットを有するよう
に形成する。図において、スリット円盤１３を扇形１０
０〜１０７に八等分する。そして、各扇形１００〜１０
７の中心線１００ａ〜１０７ａを含めて、同中心線１０
０ａ〜１０７ａに平行に、所定の一定間隔でスリットを
形成する。なお、図８においては、斜線部がスリット間
を示し、白色部分がスリットを示している。従って、図
８に示すように半径位置とスリット数の関係は、 半径位置１＝スリット数３ 半径位置２＝スリット数５ 半径位置３＝スリット数７ 半径位置４＝スリット数９ 半径位置５＝スリット数１１ となり、半径位置１〜５とスリット数は略比例関係にな
ることが分る。

【００３６】このようにスリットが形成されたスリット
円盤１３における半径位置１〜５のスリット数と露光量
Ｒとの関係を図９に示す。図９（ａ）において、半径位
置１〜５でのスリット数は、半径位置が大きくなるに従
い段階的に増加しており、上述したように、半径位置１
〜５とスリット数とは略比例関係を有している。かかる
場合、白色光源１１を照射して試料１６からの反射光を
スリット円盤１３を介してＣＣＤカメラ１４に露光する
と、露光量Ｒは図９（ｂ）に示すように、半径位置１〜
５において略均等となる。すなわち、図７および図８に
示すように、スリット円盤１３にスリットを形成するに
際し、半径位置に対応して略比例させて増加させると、
各半径位置１〜５の露光量Ｒをスリット円盤１３を周回
させることなく略均等に取得することが可能になる。

【００３７】次に、このように半径位置に対応して略比
例して増加するスリットを形成したスリット円盤１３の
他の実施例を図１０に示す。同図においては、スリット
円盤１３を同スリット円盤１３の中心を頂点とする扇形
２００〜２０７に区分し、各扇形２００〜２０７内にて
図に向かって左側の一辺に平行かつ所定の一定間隔によ
りスリットを生成している。これにより半径位置に対応
して略比例して増加するスリットを形成可能となる。そ
して、露光量Ｒを略均等に取得することが可能になる。

【００３８】本実施形態においては、スリット円盤１３
に形成するスリットを図７および図８に示すように扇形
１００〜１０７の中心線１００ａ〜１０７ａに平行かつ
所定の一定間隔に形成するとともに、図１０に示すよう
に扇形２００〜２０７の図向かって左側の一辺に平行か
つ所定の一定間隔に形成する構成を採用しているが、む
ろん、スリットを半径位置に対応して略比例させること
により、スリット数を増加するように形成する手法は、
図１１に示すように、扇形１００〜１０７または２００
〜２０７において、中心線１００ａ〜１０７ａまたは所
定の一辺に平行する構成に限定されるものではなく、任
意の基準線３００に平行になるように扇形内においてス
リットを形成するようにしてもよい。

【００３９】また、本実施形態においては、スリット円
盤１３が八等分されるように扇形を区分したが、むろ
ん、扇形の区分方法は、区分された扇形内で所定の手法
によりスリットを形成できればよく、必ずしも等分に限
定されるものではない。また、本実施形態においては、
スリット円盤１３を所定の扇形１００〜１０７または２
００〜２０７に分割して所定の手法に基づいてスリット
を形成する構成を採用しているが、スリット円盤１３の
半径位置に対応して略比例してスリット数を増加させる
手法は、特に限定されるものではなく、図１２に示すよ
うに、スリット円盤１３を同心円状に所定の間隔により
区分して、中心より外側の区分に向かってスリット数を
略比例させて増加するようにしても構わない。

【００４０】このように、共焦点装置１０のスリット円
盤１３に形成するスリットをスリット円盤１３の中心か
ら放射線状に形成するのではなく、半径位置１〜５が大
きくなるのに対応して略比例して増加するように形成す
る。具体的には、図７および図８に示すように、スリッ
ト円盤１３を扇形１００〜１０７にて等分し、その扇形
１００〜１０７において、中心線１００ａ〜１０７ａを
含めつつ、同中心線１００ａ〜１０７ａに平行であっ
て、かつ、所定の一定間隔にてスリットを形成すること
により、半径位置１〜５で均等な露光量Ｒを取得するこ
とが可能になる。従って、駆動モータ１８によりスリッ
ト円盤１３を周回させる必要がなくなり、僅かにスリッ
ト円盤１３を周回方向に移動させることによって、半径
位置１〜５にて略均等な露光量Ｒを取得でき、試料１６
の共焦点画像を高速に取り込むことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる共焦点装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図２】光軸方向における光量の変化を示した図であ
る。

【図３】試料の具体例を示す図である。

【図４】シリンドリカルレンズの構成を示す構成図であ
る。

【図５】スリット円盤における半径位置と露光量の関係
を示した図である。

【図６】放射線状にスリットを形成した場合のスリット
円盤の外観図である。

【図７】本発明のかかるスリット円盤にスリットを形成
する際の同スリット円盤の区分方法の一例を示した図で
ある。

【図８】区分された扇形内におけるスリットの形成方法
を示した図である。

【図９】本発明にかかるスリット円盤を使用した場合の
半径位置と露光量の関係を示した図である。

【図１０】本発明のかかるスリット円盤にスリットを形
成する他の一例を示した図である。

【図１１】本発明のかかるスリット円盤にスリットを形
成する他の一例を示した図である。

【図１２】本発明のかかるスリット円盤にスリットを形
成する他の一例を示した図である。

【符号の説明】

１０…共焦点装置 １１…白色光源 １２…レンズ １３…スリット円盤 １３ａ…駆動軸部 １４…ビームスリッタ １５…対物レンズ １６…試料 １７…ＣＣＤカメラ １８…駆動モータ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA06 AA07 AA53 DD06 FF04 FF10 GG02 GG12 GG24 HH03 HH04 JJ03 JJ12 JJ13 JJ26 LL08 LL29 LL30 LL37 LL46 QQ29 2H052 AA08 AC04 AC15 AC16 AC29 AD35 AF14

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のスリットが形成されたスリット円
   盤を回転させることにより、同スリットを通過した反射
   光を入力して共焦点画像を測定する共焦点装置のスリッ
   ト円盤であって、 上記スリットは、円盤の中心からの半径位置に対応して
   略比例して増加するように形成されることを特徴とする
   共焦点装置のスリット円盤。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の共焦点装置のスリ
   ット円盤において、上記スリットは、円盤の中心を頂点
   とする所定の扇形の区間内にて略平行に形成されること
   を特徴とする共焦点装置のスリット円盤。
3. 【請求項３】 上記請求項２に記載の共焦点装置のスリ
   ット円盤において、 上記スリットは、円盤の中心を頂点とする所定の扇形の
   区間内にて所定の略一定間隔にて形成されることを特徴
   とする共焦点装置のスリット円盤。
4. 【請求項４】 上記請求項２に記載の共焦点装置のスリ
   ット円盤において、 上記スリットは、円盤の中心を通る所定の扇形の区間内
   にて同扇形の一辺に略平行に形成されることを特徴とす
   る共焦点装置のスリット円盤。
5. 【請求項５】 上記請求項２に記載の共焦点装置のスリ
   ット円盤において、 上記スリットは、円盤の中心を通る所定の扇形の区間内
   にて同扇形の中心線に略平行に形成されることを特徴と
   する共焦点装置のスリット円盤。
6. 【請求項６】 上記請求項４または請求項５のいずれか
   に記載の共焦点装置のスリット円盤において、 上記スリットは、所定の略一定間隔にて形成されること
   を特徴とする共焦点装置のスリット円盤。
7. 【請求項７】 上記請求項２〜請求項５のいずれかに記
   載の共焦点装置のスリット円盤において、 上記上記扇形は、その内角度を略同一にすることを特徴
   とする共焦点装置のスリット円盤。
8. 【請求項８】 所定のスリットが形成されたスリット円
   盤を回転させることにより、同スリットを通過した反射
   光を入力して共焦点画像を測定する共焦点装置であっ
   て、 画像を形成する対象物に投光する光線を供給する光源照
   射部と、 スリットを半径位置に対応して略比例して増加するよう
   に形成された回転駆動されるスリット円盤と、 回転駆動する上記スリット円盤を介して上記光源照射部
   が投光した光線の対象物からの反射光を入力して共焦点
   画像を測定する二次元画像素子とを具備することを特徴
   とする共焦点装置。
9. 【請求項９】 所定のスリットが形成されたスリット円
   盤を回転させることにより、同スリットを通過した反射
   光を入力して共焦点画像を測定する共焦点装置の画像形
   成方法であって、 画像を形成する対象物に投光する光線を供給する光源照
   射工程と、 スリットを半径位置に対応して略比例して増加するよう
   に形成されたスリット円盤を所定の角度にて回転させ、
   半径位置にて略均等の反射光を入光させるスリット円盤
   回転工程と、 入力した反射光に基づいて共焦点画像を測定する画像測
   定工程とを具備することを特徴とする共焦点装置の画像
   測定方法。