JPH10246857A - Oblique light illuminator - Google Patents
Oblique light illuminatorInfo
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- JPH10246857A JPH10246857A JP8712397A JP8712397A JPH10246857A JP H10246857 A JPH10246857 A JP H10246857A JP 8712397 A JP8712397 A JP 8712397A JP 8712397 A JP8712397 A JP 8712397A JP H10246857 A JPH10246857 A JP H10246857A
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、光学機器の落射
(同軸)照明との組み合わせによる斜光照明によって、
被検物体を斜めから照明することで構成上シンプルで、
かつ低価格の光学機器に関する。[0001] The present invention relates to oblique illumination in combination with epi-illumination (coaxial) illumination of optical equipment.
By illuminating the test object obliquely, the configuration is simple,
Also relates to low-cost optical equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、被検物を照明して光学像を検出す
る方法としては、対物レンズの光軸より照明する垂直落
射(同軸、以下同様)照明方式や対物レンズの光軸に対
して内部より斜光照明する斜光照明装置がある。この垂
直落射照明に於てはフラットな面の光学像は得られる
が、被検物表面に形成された立体的な形状、傷、エッジ
等はコントラストがつきにくく良好な光学像は得られな
い。したがって立体的でコントラスの良い光学像を得る
方法として、対物レンズの光軸に対して斜め照明する斜
入射照明方式として、特開平8−166514号に見ら
れるような技術がある。この、外部斜入射方式は、対物
レンズの外周に円形や棒状、または複数のファイーバー
ライトガイド等を使用して立体的な光学像を得られるよ
うにした方式などがある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of illuminating a test object and detecting an optical image, a vertical epi-illumination (coaxial, hereinafter the same) illumination method for illuminating from an optical axis of an objective lens or an optical axis of an objective lens is used. There is an oblique illumination device that performs oblique illumination from inside. In this vertical incident illumination, an optical image of a flat surface can be obtained, but a three-dimensional shape, a flaw, an edge, and the like formed on the surface of the test object are hardly provided with contrast, and a good optical image cannot be obtained. Therefore, as a method for obtaining a three-dimensional and good contrast optical image, there is a technique as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-166514 as an oblique incidence illumination method for obliquely illuminating the optical axis of an objective lens. The external oblique incidence method includes a method in which a three-dimensional optical image can be obtained by using a circular or rod-shaped or a plurality of fiber light guides on the outer periphery of the objective lens.
【0003】[0003]
【発明が解決しょうとする課題】このように、被検物を
照明して光学像を得る方式があるが、しかし対物レンズ
の光軸より照明する垂直落射照明方式においてはフラッ
トな面の光学像は得られるが、被検物表面に形成された
立体的な形状や細かい傷、エッジ等はコントラストがつ
きにくく良好な光学像は得られなかった。As described above, there is a method of obtaining an optical image by illuminating a test object. However, in a vertical incident illumination method of illuminating from an optical axis of an objective lens, an optical image having a flat surface is obtained. However, the three-dimensional shape, fine scratches, edges and the like formed on the surface of the test object were hardly contrasted, and a good optical image could not be obtained.
【0004】したがって、立体的でコントラスの良い光
学像を得るものとして、特開平8−166514号に示
される斜入射式の斜光照明方式が提供されて、前述のよ
うな課題は解決されているかに思われるが、装置が複雑
化し高価になりがちである。また、照明角度の固定され
た斜光照明に於ては多少の対物レンズの焦点のズレに対
応できないこともある。さらに構成上斜光照明を当てる
手段が、対物レンズの外周に円形や棒状にした複数のフ
ァイバーライトガイド等を位置させて、斜光照明をする
ことで立体的な光学像を得るものであるが、大型化し上
記の問題も解決されない。[0004] Therefore, to obtain a three-dimensional optical image with good contrast, an oblique incidence type oblique illumination system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-166514 has been provided. As might be expected, the equipment tends to be complex and expensive. Also, oblique illumination with a fixed illumination angle may not be able to cope with a slight defocus of the objective lens. Further, in the configuration, the means for applying oblique illumination is to obtain a three-dimensional optical image by performing oblique illumination by arranging a plurality of circular or rod-shaped fiber light guides or the like on the outer periphery of the objective lens. Therefore, the above problem cannot be solved.
【0005】しかも、斜光照明の形状や照明角度が固定
されることにより、微妙な角度での照明を必要とする被
検物に対しては対応しにくく、また対物レンズと被検物
の間に物理的に制限ができることによって装置への取り
付けや、装置との物理的な干渉から使用できないことも
ある。さらに斜光照明装置が複数のファイバーライトガ
イド等の配設などやにより構成も複雑になったり、部品
点数も多くなることから当然装置の大型化は避けられな
いなど欠点も少なからずあり、加えて価格的にもコスト
高要因を呈するものであった。[0005] In addition, since the oblique illumination shape and the illumination angle are fixed, it is difficult to cope with an object that requires illumination at a delicate angle, and between the objective lens and the object. Due to the physical limitation, it may not be used due to attachment to the device or physical interference with the device. In addition, the oblique lighting device has a complicated configuration due to the arrangement of a plurality of fiber light guides, etc., and the number of parts increases, so it is natural that it is unavoidable to increase the size of the device. In addition, it had a high cost factor.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明による被検物への
照明方式は前述に示すような欠点や不便を解消するため
に成されたものであり、その手段として本発明において
は、前記の対物レンズの光軸に置かれた垂直照明と空間
フィルターの固定、ないし位置決めにより、多彩な偏斜
光照明が得られるように構成した斜光照明方式としてい
る。The method of illuminating a test object according to the present invention has been made in order to solve the above-mentioned drawbacks and inconveniences. The oblique illumination system is configured so that various oblique illumination can be obtained by fixing or positioning the vertical illumination placed on the optical axis of the objective lens and the spatial filter.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明による斜光照明装置を成す
構成は、対物レンズ(1)の上位に、可動変調できる第
1空間フィルター(4)、ハーフミラー(2)、中間結
像レンズ(3)の順に構成し、かつ、ハーフミラー
(2)を内蔵する垂直落射照明装置(7)を形成した構
成であるので、垂直落射照明装置(7)から射出された
照明光はハーフミラー(2)により90度下方に偏向さ
れ、対物レンズ(1)を通った偏斜光照明光束(8)を
被検物体(9)に照明することができるので、反射され
た偏斜光照明光束(8)を中間結像レンズ(3)を経た
効果的な結像光束(10)を結像面(11)に送ること
ができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The oblique illumination device according to the present invention has a structure in which a first spatial filter (4) capable of movable modulation, a half mirror (2), and an intermediate image forming lens (3) are provided above the objective lens (1). ), And the vertical epi-illumination device (7) incorporating the half mirror (2) is formed. Therefore, the illumination light emitted from the vertical epi-illumination device (7) is a half mirror (2). Can illuminate the test object (9) with the oblique illumination light beam (8) that has been deflected downward by 90 degrees and passed through the objective lens (1). An effective image forming light beam (10) passing through the image forming lens (3) can be sent to an image forming surface (11).
【0008】さらに、中間結像レンズ(3)と結像面
(11)の間に、第2空間フィルター(12)を組み込
んだタイプは、検出分解能を高められる機能を持つこと
ができるものである。加えて垂直落射照明装置(7)の
構成方法と合わせ、第1及び第2空間フィルター(4,
12)も機能的に形成しているので、シンプルでかつ装
置全体の小型化もできる構成である。Further, the type in which the second spatial filter (12) is incorporated between the intermediate imaging lens (3) and the imaging surface (11) can have a function of increasing the detection resolution. . In addition, the first and second spatial filters (4, 4) are combined with the configuration method of the vertical epi-illumination device (7).
Since 12) is also formed functionally, the configuration is simple and the whole apparatus can be downsized.
【0009】[0009]
実施例1 本発明による実施例1の斜光照明装置を図1に示す基本
概略構成図を参照して説明する。まず、図は本発明の基
本構成にかかる斜光照明装置を、物体形状の検査機また
は測定機等の光学機器に適用した例を示すものであり、
図示される基本構成は、対物レンズ(1)の上部位に垂
直落射照明用のハーフミラー(2)を位置させ、さらに
上部に中間結像レンズ(3)を順に配設した構成に於
て、ハーフミラー(2)下部寄りに可動変調できる第1
空間フィルター(4)を備え、さらにハーフミラー
(2)の対応部位には光源(5)、コンデンサーレンズ
(6)等を有する垂直落射照明装置(7)を形成した構
成としている。Embodiment 1 An oblique illumination device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the basic schematic configuration diagram shown in FIG. First, the figure shows an example in which the oblique illumination device according to the basic configuration of the present invention is applied to an optical device such as an object shape inspection machine or measurement device,
The illustrated basic configuration is such that a half mirror (2) for vertical epi-illumination is positioned above the objective lens (1), and an intermediate imaging lens (3) is further disposed above the objective lens (1). Half mirror (2) The first that can be moved and modulated near the bottom
A vertical filter (7) having a light source (5), a condenser lens (6) and the like is formed at a portion corresponding to the half mirror (2).
【0010】本実施例はこのような構成としているの
で、まず垂直落射照明装置(7)の光源(5)から放光
された照明は、ハーフミラー(2)に当り下方に90度
偏向されるが、そこに於て対物レンズ(1)と垂直落射
照明装置(7)との間で光学的位置決めされている第1
空間フィルター(4)によって、さらにもう一度多彩角
度をもった照明光に偏向され、その照明光は偏斜光照明
光束(8)となって対物レンズ(1)を介して被検物体
(9)の表面に垂直照明される。さらに被検物体(9)
から反射された反射光は、ハーフミラー(2)上部に位
置させた中間結像レンズ(3)を介した結像光束(1
0)は、光学的に位置決めされたTVカメラや他のセン
サー面、または接眼レンズによって結像面(11)に画
像を結ぶことになる。In this embodiment, the illumination emitted from the light source (5) of the vertical epi-illumination device (7) hits the half mirror (2) and is deflected downward by 90 degrees. Has a first optically positioned therein between the objective lens (1) and the vertical epi-illumination device (7).
The light is further deflected again by the spatial filter (4) into illumination light having various angles, and the illumination light becomes an oblique illumination light flux (8) and passes through the objective lens (1) to the surface of the object (9). Is vertically illuminated. In addition, the test object (9)
The reflected light reflected from the imaging light flux (1) through the intermediate imaging lens (3) positioned above the half mirror (2)
0) will form an image on the imaging plane (11) by means of an optically positioned TV camera or other sensor surface or eyepiece.
【0011】このように、対物レンズ(1)の上部ハー
フミラー(2)寄りには、可動変調できる第1空間フィ
ルター(4)を位置させた特徴を成すので、被検物体
(9)表面の状態に応じては、第1空間フィルター
(4)の出し入れ調節を行なうことで、垂直落射照明は
ハーフミラー(2)からの光を多彩角度で照明できるこ
とが可能となるため、被検物体(9)の表面形状や傷、
エッジ等の状態に対応した偏斜光照明光束(8)を被検
物体(9)に当てられるシンンプルな構成でありなが
ら、結像面(11)に至る画像分解能が高いものにする
ことが可能である。As described above, since the first spatial filter (4) that can be movably modulated is located near the upper half mirror (2) of the objective lens (1), the surface of the object (9) to be inspected has a feature. Depending on the state, the vertical epi-illumination can illuminate the light from the half mirror (2) at various angles by adjusting the first spatial filter (4) in and out. ) Surface shape and scratches,
Although it has a simple structure in which the oblique illumination light beam (8) corresponding to the state of the edge or the like can be applied to the object (9), it is possible to increase the image resolution to the image plane (11). is there.
【0012】実施例2 実施例2を図2に示す構成図を参照して説明する。実施
例2に於ける基本構成は実施例1と同様であるが、ハー
フミラー(2)上部、つまり結像面(11)寄り位置に
第2空間フィルター(12)を備えた構成である。Embodiment 2 Embodiment 2 will be described with reference to the configuration diagram shown in FIG. The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, except that a second spatial filter (12) is provided above the half mirror (2), that is, at a position closer to the imaging plane (11).
【0013】実施例1に於ては、ハーフミラー(2)と
対物レンズ(1)の間に第1空間フィルター(4)を設
けて編斜光照明光束(8)の調節を可能として好ましい
結像画像が得られるようにしているが、さらに検出分解
能を高める機能とするため実施例2に於ては、第2空間
フィルター(12)を中間結像レンズ(3)と結像面
(11)の間に位置させている。In the first embodiment, a first spatial filter (4) is provided between the half mirror (2) and the objective lens (1) to enable the adjustment of the oblique illumination illumination light beam (8) so as to form a preferable image. Although an image is obtained, in the second embodiment, the second spatial filter (12) is connected to the intermediate imaging lens (3) and the imaging plane (11) in order to further increase the detection resolution. It is located between.
【0014】したがって本実施例に於ては、第1空間フ
ィルター(4)を経た偏斜光照明光束(8)は、対物レ
ンズ(1)、被検物体(9)、中間結像レンズ(3)を
経た結像光束(10)は、第2空間フィルター(12)
を備えることにより、さらに決め細かい微調節を行なえ
る結像光束(10)を結像面(11)に結ぶことができ
るので、きわめて画像分解能を高められる機能を持たせ
ることができるものである。Therefore, in this embodiment, the oblique illumination light beam (8) having passed through the first spatial filter (4) is supplied to the objective lens (1), the test object (9), and the intermediate imaging lens (3). Is passed through the second spatial filter (12).
With this arrangement, the imaging light beam (10), which can perform finer and finer adjustments, can be connected to the imaging surface (11), so that a function of greatly improving image resolution can be provided.
【0015】本発明に於ける各実施例は以上のような構
成としているが、図示した中に於ける第1及び第2空間
フィルター(12)は可動変調できる方式であるが、固
定方式でも構わない。また、各空間フィルターの数も一
枚でもよいが複数枚でも差し支ず、さらに形成位置や個
定式、移動式、数などいずれも任意でよく特に限定され
るものではない。Although each embodiment of the present invention has the above-described configuration, the first and second spatial filters (12) in the drawing are of a type capable of movable modulation, but may be of a fixed type. Absent. Further, the number of each spatial filter may be one, but may be plural, and furthermore, any of a forming position, an individual formula, a movable type, a number and the like are arbitrary and are not particularly limited.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明による光学機器に構成される斜光
照明装置は、対物レンズの光軸と垂直落射照明装置の間
に組み込まれるので、装置の構造上に於てもきわめてシ
ンプルにして、かつ対物レンズの外周に設置される従来
の斜光照明にありがちな被検物との物理的干渉の問題も
解消させることができる。また被検物に当てられるハー
フミラーを経た照明は、可動変調機構をもつ第1空間フ
ィルターにより、多彩な偏斜光照明光束を被検物表面に
当てられるので、立体的な形状、傷、エッジ部のコント
ラストをつけやすくなり、好ましい結像光束を結像面に
至らせることができ、さらに第2空間フィルターを加え
たタイプは、一層、検出分解能を高めた機能を有するも
のである。The oblique illumination device constituted by the optical apparatus according to the present invention is incorporated between the optical axis of the objective lens and the vertical epi-illumination device, so that the structure of the device is extremely simple, and The problem of physical interference with a test object, which is common in conventional oblique illumination installed on the outer periphery of an objective lens, can be solved. In addition, the illumination passing through the half mirror applied to the test object can be applied to the surface of the test object with various oblique illumination light beams by the first spatial filter having the movable modulation mechanism. The type in which the contrast can be easily provided, a preferable image-forming light beam can reach the image-forming surface, and the second spatial filter is added, has a function of further increasing the detection resolution.
【0017】したがって、落射照明装置の構成や偏斜光
照明光束や結像光束を効果的にする調節機構として設け
られる、第1及び第2空間フィルターも機能的な配置構
成としているので、きわめてシンプルにして小型化が容
易となり、価格も従来のような複雑な形状を成す斜光照
明方式に比べて低価格で提供することが可能である。Therefore, since the first and second spatial filters provided as an adjusting mechanism for effectively making the configuration of the epi-illumination device and the oblique illumination light beam and the image forming light beam have a functional arrangement, the configuration is extremely simple. Therefore, the size can be easily reduced, and the price can be provided at a lower price than the oblique illumination method having a complicated shape as in the related art.
【図1】本発明の実施例1を示す基本概略構成図。FIG. 1 is a basic schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】実施例2を示す示す概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment.
1・・・対物レンズ 2・・・ハーフミラー 3・・・中間結像レンズ 4・・・第1空間フィルター 5・・・光源 6・・・コンデンサーレンズ 7・・・垂直落射照明装置 8・・・偏斜光照明光束 9・・・被検物体 10・・結像光束 11・・結像面 12・・第2空間フィルター DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Objective lens 2 ... Half mirror 3 ... Intermediate imaging lens 4 ... 1st spatial filter 5 ... Light source 6 ... Condenser lens 7 ... Vertical epi-illumination device 8 .... • Oblique illumination light beam 9: object to be inspected 10: image forming light beam 11: image forming surface 12, second spatial filter
Claims (2)
レンズの上位にハーフミラー、中間結像レンズ、結像面
の順に配したハーフミラー部に、光源を対応させて形成
される垂直落斜照明装置とし、かつ対物レンズとハーフ
ミラーの間に第1空間フィルターを備えた構成である斜
光照明装置。An oblique light illuminating device in an optical apparatus is provided with a vertical drop formed by associating a light source with a half mirror disposed above an objective lens in the order of a half mirror, an intermediate imaging lens, and an imaging surface. An oblique illumination device having an oblique illumination device and having a first spatial filter between an objective lens and a half mirror.
間フィルターを介在させた構成である請求項1記載の斜
光照明装置。2. The oblique illumination device according to claim 1, wherein a second spatial filter is interposed between the intermediate image forming lens and the image forming plane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8712397A JPH10246857A (en) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | Oblique light illuminator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8712397A JPH10246857A (en) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | Oblique light illuminator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10246857A true JPH10246857A (en) | 1998-09-14 |
Family
ID=13906190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8712397A Pending JPH10246857A (en) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | Oblique light illuminator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10246857A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005345221A (en) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Hitachi High-Technologies Corp | Detection optical device and flaw inspection device |
JP2006029955A (en) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Hitachi High-Technologies Corp | Visual examination method and visual examination device |
CN102565459A (en) * | 2011-12-29 | 2012-07-11 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Transparent illumination device applied to process of detecting micro-pore shape by atomic force microscope |
JP2015508165A (en) * | 2012-02-10 | 2015-03-16 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | System and method for apodization in a semiconductor device inspection system |
-
1997
- 1997-03-03 JP JP8712397A patent/JPH10246857A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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