提供了一种自动调焦装置，包括：光源；光学单元，其配置在所述光源和测量对象之间，用于使得来自所述光源的发射光和来自所述测量对象的物体光能够经过相同的光路；以及检测单元，用于通过使用经过了所述光学单元的物体光来进行焦点检测，其中，所述光学单元包括：管透镜，用于使所述发射光形成为平行光；线状图像形成单元，用于利用来自所述管透镜的平行光在所述测量对象的表面上形成线状图像；以及转动单元，用于使所述线状图像转动。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种自动调焦装置。
技术介绍
迄今为止，已知有设置在图像测量仪或光学仪器中的自动调焦装置。该自动调焦装置使单个光束聚光到测量对象(工件)上，进行焦点检测，并且调整聚焦位置。具体地，例如，在图8A和8B所示的自动调焦装置500中，从激光二极管501发射出的激光光束(发射光)经由半透半反镜502、管透镜(tube lens)511和物镜513照射到工件W上。物体光作为在工件W的表面上发生反射并经由物镜513和管透镜511而返回的发射光，被分束器504分成两束光，使这两束光入射到受光单元505A和505B上。此时，在工件W的表面上形成有微小点S的图像。在如上所述的自动调焦装置中，例如，如图9A和9B所示，如果工件W的表面存在高度差，则当在该高度差的边界线(边缘线E)处进行焦点检测时，照射到边缘线E上的单个光束被该边缘线E所散射。因此，存在无法进行焦点检测的问题。因此，例如，如图IOA和IOB所示，提出了用于通过使用柱面透镜(cylindricallens) 512在工件W的表面上形成线状图像L的技术(例如，参见作为专利文献I的日本特开2006-276320)。在这种情况下，即使光束的一部分在边缘线E上发生散射，也可以检测到该光束的在线状图像L的其它部分上发生反射的其它部分，并且可以通过使用相对于工件W的表面的平均距离(以下称为“平均化效果”)来进行焦点检测。然而，在上述专利文献I所述的专利技术中，例如，如图IOC和图IOD所示，在高度差的边缘线E的方向和线状图像L的方向彼此一致的情况下，整个光束根据工件W的方位(高度差的方向)而发生散射。因此，在一些情况下，难以进行焦点检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供如下一种自动调焦装置即使在测量对象的表面上存在高度差的情况下，该自动调焦装置也能够对该表面进行适当测量。本专利技术的第一方面是一种自动调焦装置，包括光源；光学单元，其配置在所述光源和测量对象之间，用于使得来自所述光源的发射光和来自所述测量对象的物体光能够经过相同的光路；以及检测单元，用于通过使用经过了所述光学单元的物体光来进行焦点检测，其中，所述光学单元包括管透镜，用于使所述发射光形成为平行光；线状图像形成单元，用于利用来自所述管透镜的平行光在所述测量对象的表面上形成线状图像；以及转动单元，用于使所述线状图像转动。附图说明通过以下的详细说明以及附图将更加全面地理解本专利技术；然而，这些说明以及附图仅是为了说明的目的，而不限制本专利技术的范围，其中 图I中的(a)是示出根据第一实施例的自动调焦装置的立面视图；图I中的(b)是(a)的工件W的平面视图；图2是示出根据第一实施例的自动调焦装置100的框图；图3A、3B和3C是工件W的平面视图，其示出线状图像LI和高度差的边缘线E之间的关系；图4是工件W的平面视图，其示出由于线状图像LI与边缘线E完全重叠因而难以进行测量的状态；图4B是工件W的平面视图，其示出由于转动后的线状图像L2和边缘线E之间的完全重叠已消除因而可以进行测量的状态；图5A是工件W的平面视图，其示出由预定波长的光所形成的线状图像L3以及测量对象的表面上的边缘线E ；图5B是工件W的平面视图，其示出由波长与图5A中的光的波长不同的光所形成的线状图像L4以及边缘线E ;图6A是示出根据第二实施例的自动调焦装置200的立面视图；图6B是图6A的工件W的平面视图；图7是示出根据第二实施例的自动调焦装置200的框图；图8A是示出传统的自动调焦装置500的立面视图；图8B是图8A的工件W的平面视图；图9A是示出传统的自动调焦装置500的照射至工件W的高度差上的单个光束被边缘线E所散射的状态的立面视图；图9B是图9A的工件W的平面视图；图IOA是示出在可以对工件W的高度差进行测量的状态下的传统的自动调焦装置500的立面视图；图IOB是图IOA的工件W的平面视图；图IOC是示出在由于图IOA的工件W转动了 90°因而难以对高度差进行测量的状态下的传统的自动调焦装置500的立面视图；以及图IOD是图IOC的工件W的平面视图。具体实施例方式以下将参考附图来详细说明根据本专利技术的自动调焦装置。根据本专利技术的自动调焦装置安装在诸如显微镜或图像测量仪等的光学设备上。第一实施例将说明根据第一实施例的自动调焦装置100的结构。如图I中的(a)和(b)以及图2所示，根据第一实施例的自动调焦装置100包括发光单元I、半透半反镜2、光学单元10、分束器3、检测单元4A和4B、运算单元5、台架6、台架驱动机构单元7以及控制单元8。在第一实施例中，如图I中的(a)和(b)所示，将从发光单元I至半透半反镜2的方向定义为X方向(左右方向)，将从半透半反镜2至光学单元10的方向定义为Z方向(垂直方向)，并且将与X方向和Z方向相垂直的方向定义为Y方向(前后方向)。发光单元I包括诸如放电灯、发光二极管和激光器等的光源，并且生成和发射光束。从发光单元I所发射的光(发射光)照射到配置在发光单元I的X方向右侧的半透半反镜2上。半透半反镜2使从发光单元I所发射的光反射至配置在半透半反镜2的Z方向下侧的光学单元10。由半透半反镜2所反射的发射光从上方照射到光学单元10上。 此外，半透半反镜2使作为被工件W的表面所反射并从下方经过光学单元10的发射光的物体光透射通过。透射通过半透半反镜2的物体光射向分束器3。光学单元10配置在半透半反镜2和工件W之间，并且允许来自发光单元I的发射光和来自工件W的物体光通过相同的光路。具体地，光学单元10按从上方起的顺序依次包括管透镜11、柱面透镜12和物镜13。注意，管透镜11、柱面透镜12和物镜13的光轴相同。管透镜11使由半透半反镜2所反射的发射光形成为平行光，并将该平行光照射到位于下方的柱面透镜12上。作为光形状变形单元，柱面透镜12使来自管透镜11的这种圆形平行光变形为线形。当该平行光从上方射向该柱面透镜12时，该平行光被转变成线状光束，并且该线状光束照射到位于下方的物镜13上。注意，柱面透镜12被配置为能够拆卸。此外，在柱面透镜12的外周部上安装有第一齿轮121。第一齿轮121与第二齿轮122连动地转动，其中，第二齿轮122被配置为其轮齿可以与第一齿轮121的轮齿啮合。这样，柱面透镜12转动。当柱面透镜12随着第一齿轮121的转动而转动时，例如，如图I中的(b)所示，由物镜13所聚光的线状图像L I转动而变为线状图像L2。第二齿轮122的中央与转动轴123的一端耦接，并且第二齿轮122根据转动轴123的转动而转动并且使第一齿轮121转动。转动轴123的另一端与驱动马达124耦接，并且转动轴123利用从驱动马达124传递来的驱动力以恒定速度转动。驱动马达124响应于控制单元8所输出的控制信号来使转动轴123转动。第一齿轮121、第二齿轮122、转动轴123和驱动马达124用作使由物镜13所聚光的线状图像L转动预定角度的转动单元。物镜13被配置成面向工件W，并且在工件W的表面上形成由从柱面透镜12照射来的线状光束所构成的线状图像L。S卩，由半透半反镜2所反射的发射光透射通过光学单元10 (管透镜11、柱面透镜12和物镜13)并到达工件W，并且在工件W的表面上形成线状图像L。对转动单元(驱动马达124)进行控本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：冈部宪嗣，下川清治，北川一树，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：
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