圖像取得裝置及圖像取得裝置的聚焦方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及圖像取得裝置及圖像取得裝置的聚焦方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為現(xiàn)有的圖像取得裝置，例如有專利文獻(xiàn)1所記載的裝置。在該裝置中，利用半棱鏡將來自被檢測物的光進(jìn)行分割，且利用由CCD面型圖象傳感器等的二維攝像元件構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行受光。光電轉(zhuǎn)換元件的控制電路具有可以任意地設(shè)定二維掃描受光面的兩個(gè)掃描區(qū)域的掃描區(qū)域設(shè)定部。于是，基于在由掃描區(qū)域設(shè)定部設(shè)定的兩個(gè)掃描區(qū)域中受光的光的聚焦偏差信號，執(zhí)行聚焦控制。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開平8-320430號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]上述的現(xiàn)有的裝置中，使用半棱鏡分割來自被檢測物的光。因此，不易確保光電轉(zhuǎn)換元件中的光量，試樣的焦點(diǎn)位置的檢測精度可能降低。另外，當(dāng)增大焦點(diǎn)位置的檢測用的光的光量時(shí)，被檢測物的攝像用的光的光量減少，有不易確保攝像時(shí)的光量的擔(dān)憂。
[0008]本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種圖像取得裝置及其聚焦方法，可確保攝像時(shí)的光量，且可高精度地檢測試樣的焦點(diǎn)位置。
[0009]解決課題的技術(shù)手段
[0010]為了解決上述課題，本發(fā)明所涉及的圖像取得裝置，其特征在于，具備:工作臺(tái)，其載置試樣；工作臺(tái)控制單元，其以規(guī)定的速度掃描工作臺(tái)；光源，其向試樣照射光；導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)，其包含將試樣的光學(xué)圖像向圖像取得用的第一光路及焦點(diǎn)控制用的第二光路分支的光分支單元；第一攝像單元，其取得由向第一光路分支的第一光學(xué)圖像形成的第一圖像；第二攝像單元，其取得由向第二光路分支的第二光學(xué)圖像形成的第二圖像；焦點(diǎn)控制單元，其解析第二圖像，且基于該解析結(jié)果控制第一攝像單元的攝像的焦點(diǎn)位置；光路差生成部件，其配置于第二光路，沿著第二攝像單元的攝像面的面內(nèi)方向在第二光學(xué)圖像產(chǎn)生光路差，光路差生成部件具有相對于與第二光路的光軸正交的面傾斜的第一面及第二面，在第一面和第二面之間設(shè)有減少到達(dá)攝像面的光的光減少部。
[0011]該圖像取得裝置中，通過光路差生成部件的配置，不進(jìn)行焦點(diǎn)控制用的第二光路中的光的分支而可形成第二光學(xué)圖像的光路長差。因此，抑制為了得到焦點(diǎn)位置的信息所需要的向第二光路的光量，可確保通過第一攝像單元進(jìn)行攝像時(shí)的光量。另外，該圖像取得裝置中，通過光路差生成部件具有第一面及第二面，可以實(shí)施雙方向掃描試樣的攝像視野的雙方向掃描。在第一面和第二面的邊界附近，存在在第一面及第二面折射的光的一部分在第二攝像單元的攝像面上重疊的情況。可以認(rèn)為當(dāng)在攝像面上存在光重疊區(qū)域時(shí)，焦點(diǎn)控制單元中的第二圖像的解析精度降低。與之相對，該圖像取得裝置中，在第一面和第二面之間，設(shè)有減少到達(dá)第二攝像單元的攝像面的光的光減少部。利用該光減少部，可以縮小第二攝像單元的攝像面上的光重疊區(qū)域，可高精度地實(shí)施試樣的焦點(diǎn)位置的控制。
[0012]另外，優(yōu)選光路差生成部件在第一面和第二面之間具有與第二光路的光軸正交的第三面，光減少部設(shè)于第三面。在該情況下，利用第三面可以抑制光的折射的產(chǎn)生。另外，通過在第三面上設(shè)置光減少部，可以更可靠地縮小第二攝像單元的攝像面上的光重疊區(qū)域。
[0013]另外，優(yōu)選第一面和第二面鄰接，光減少部以包含第一面和第二面的邊界部分的方式設(shè)置。在該情況下，通過以包含第一面和第二面的邊界部分的方式設(shè)置光減少部，可以更可靠地縮小第二攝像單元的攝像面上的光的重疊區(qū)域。
[0014]另外，優(yōu)選光減少部是反射來自第二光路的光的光反射部。在該情況下，利用光反射部，可以更可靠地縮小第二攝像單元的攝像面上的光重疊區(qū)域。
[0015]另外，優(yōu)選光減少部是減少來自第二光路的光的光減光部。在該情況下，利用光減光部可以更可靠地縮小第二攝像單元的攝像面上的光重疊區(qū)域。
[0016]另外，優(yōu)選光減少部是遮擋來自第二光路的光的光遮光部。在該情況下，利用光遮光部可以更可靠地縮小第二攝像單元的攝像面上的光重疊區(qū)域。
[0017]另外，優(yōu)選光減少部是減少來自第二光路的光的光吸光部。在該情況下，利用光吸光部可以更可靠地縮小第二攝像單元的攝像面上的光重疊區(qū)域。
[0018]另外，優(yōu)選還具備區(qū)域控制單元，其以避開在光路差生成部件的第一面及第二面進(jìn)行折射的光重疊的光重疊區(qū)域的方式在第二攝像單元的攝像面上設(shè)定第一攝像區(qū)域和第二攝像區(qū)域。由此，可以在第二攝像單元的第一攝像區(qū)域及第二攝像區(qū)域中，分別對焦點(diǎn)對準(zhǔn)了入射至第一攝像單元的光學(xué)圖像之前的光學(xué)圖像(前針)和焦點(diǎn)對準(zhǔn)了入射至第一攝像單元的光學(xué)圖像之后的光學(xué)圖像(后針)進(jìn)行攝像。另外，利用光減少部，可以縮小第二攝像單元的攝像面上的光的重疊區(qū)域，因此，可以擴(kuò)大可設(shè)定第一攝像區(qū)域及第二攝像區(qū)域的設(shè)定區(qū)域。由此，可以充分?jǐn)U大前針和后針之間的聚焦差，可以高精度地實(shí)施焦點(diǎn)位置的控制。
[0019]另外，優(yōu)選第二攝像單元具備具有多個(gè)像素列并且能夠滾動(dòng)讀出的二維攝像元件，通過與工作臺(tái)控制單元進(jìn)行的工作臺(tái)的掃描同步地進(jìn)行各像素列的滾動(dòng)讀出，從而取得第二圖像。在該情況下，來自各像素列的圖像數(shù)據(jù)中，通過一次的滾動(dòng)讀出可取得試樣的同一部位的對比度信息。因此，基于該對比度信息可迅速且高精度地算出聚焦焦點(diǎn)信息。
[0020]另外，本發(fā)明所涉及的圖像取得裝置的聚焦方法，其特征在于，該圖像取得裝置具備:工作臺(tái)，其載置試樣；工作臺(tái)控制單元，其以規(guī)定的速度掃描工作臺(tái)；光源，其向試樣照射光；導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)，其包含將試樣的光學(xué)圖像向圖像取得用的第一光路及焦點(diǎn)控制用的第二光路分支的光分支單元；第一攝像單元，其取得由向第一光路分支的第一光學(xué)圖像形成的第一圖像；第二攝像單元，其取得由向第二光路分支的第二光學(xué)圖像形成的第二圖像；焦點(diǎn)控制單元，其解析第二圖像，且基于該解析結(jié)果控制第一攝像單元的攝像的焦點(diǎn)位置，將具有相對于與第二光路的光軸正交的面傾斜的第一面及第二面并且沿著第二攝像單元的攝像面的面內(nèi)方向在第二光學(xué)圖像產(chǎn)生光路差的光路差生成部件配置于第二光路，在第一面和第二面之間設(shè)置光減少部，減少到達(dá)第二攝像單元的攝像面的光。
[0021]該圖像取得裝置的聚焦方法中，通過光路差生成部件的配置，不進(jìn)行焦點(diǎn)控制用的第二光路中的光的分支而可形成第二光學(xué)圖像的光路長差。因此，抑制為了得到焦點(diǎn)位置的信息所需要的向第二光路的光量，可確保通過第一攝像單元進(jìn)行攝像時(shí)的光量。另外，該圖像取得裝置的聚焦方法中，通過光路差生成部件具有第一面及第二面，可以實(shí)施雙方向掃描試樣的攝像視野的雙方向掃描。在第一面和第二面的邊界附近，存在在第一面及第二面折射的光的一部分在第二攝像單元的攝像面上重疊的情況?？梢哉J(rèn)為當(dāng)在攝像面上存在光重疊區(qū)域時(shí)，焦點(diǎn)控制單元中的第二圖像的解析精度降低。與之相對，該圖像取得裝置的聚焦方法中，在第一面和第二面之間設(shè)有減少到達(dá)第二攝像單元的攝像面的光的光減少部。利用該光減少部，可以縮小第二攝像單元的攝像面上的光重疊區(qū)域，可高精度地實(shí)施試樣的焦點(diǎn)位置的控制。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]根據(jù)本發(fā)明，可確保攝像時(shí)的光量且可高精度地檢測試樣的焦點(diǎn)位置。
【附圖說明】
[0024]圖1是表示構(gòu)成本發(fā)明所涉及的圖像取得裝置的宏觀圖像取得裝置的一個(gè)實(shí)施方式的圖。
[0025]圖2是表示構(gòu)成本發(fā)明所涉及的圖像取得裝置的微觀圖像取得裝置的一個(gè)實(shí)施方式的圖。
[0026]圖3是表示第二攝像裝置的一例的圖。
[0027]圖4是表示光路差生成部件及第二攝像裝置的組合的一例的圖。
[0028]圖5是表示在光路差生成部件上未設(shè)置光減少部時(shí)光從第二光路入射至第二攝像裝置的攝像面的情形的圖。
[0029]圖6是表示在光路差生成部件上設(shè)置光減少部(光反射部)時(shí)來自第二光路的光入射至第二攝像裝置的攝像面的情形的圖。
[0030]圖7是表不在光路差生成部件上設(shè)置光減少部(光減光部、光遮光部、光吸光部)時(shí)來自第二光路的光入射至第二攝像裝置的攝像面的情形的圖。
[0031]圖8是表示圖像取得裝置的功能性的結(jié)構(gòu)要素的方塊圖。
[0032]圖9是表示到試樣的表面的