圖像取得裝置及圖像取得裝置的聚焦方法
【技術領域】
[0001 ] 本發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】
[0002]作為現有的圖像取得裝置，例如有專利文獻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行分割，且利用由CCD面型圖象傳感器等的二維攝像元件構成的光電轉換元件進行受光。光電轉換元件的控制電路具有可以任意地設定二維掃描受光面的兩個掃描區域的掃描區域設定部。于是，基于在由掃描區域設定部設定的兩個掃描區域中受光的光的聚焦偏差信號，執行聚焦控制。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開平8-320430號公報
【發明內容】
[0006]發明所要解決的課題
[0007]上述的現有的裝置中，使用半棱鏡分割來自被檢測物的光。因此，不易確保光電轉換元件中的光量，試樣的焦點位置的檢測精度可能降低。另外，當增大焦點位置的檢測用的光的光量時，被檢測物的攝像用的光的光量減少，有不易確保攝像時的光量的擔憂。
[0008]本發明是為了解決上述課題而完成的發明，其目的在于，提供一種圖像取得裝置及其聚焦方法，可確保攝像時的光量，且可高精度地檢測試樣的焦點位置。
[0009]解決課題的技術手段
[0010]為了解決上述課題，本發明所涉及的圖像取得裝置，其特征在于，具備:工作臺，其載置試樣；工作臺控制單元，其以規定的速度掃描工作臺；光源，其向試樣照射光；導光光學系統，其包含將試樣的光學圖像向圖像取得用的第一光路及焦點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圖像形成的第二圖像；焦點控制單元，其解析第二圖像，且基于該解析結果控制第一攝像單元的攝像的焦點位置；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方向在第二光學圖像產生光路差，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有減少到達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，不進行焦點控制用的第二光路中的光的分支而可形成第二光學圖像的光路長差。因此，抑制為了得到焦點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行攝像時的光量。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。可以認為當在攝像面上存在光重疊區域時，焦點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，設有減少到達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域，可高精度地實施試樣的焦點位置的控制。
[0012]另外，優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，光減少部設于第三面。在該情況下，利用第三面可以抑制光的折射的產生。另外，通過在第三面上設置光減少部，可以更可靠地縮小第二攝像單元的攝像面上的光重疊區域。
[0013]另外，優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域。
[0014]另外，優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域。
[0015]另外，優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域。
[0016]另外，優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域。
[0017]另外，優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域。
[0018]另外，優選還具備區域控制單元，其以避開在光路差生成部件的第一面及第二面進行折射的光重疊的光重疊區域的方式在第二攝像單元的攝像面上設定第一攝像區域和第二攝像區域。由此，可以在第二攝像單元的第一攝像區域及第二攝像區域中，分別對焦點對準了入射至第一攝像單元的光學圖像之前的光學圖像(前針)和焦點對準了入射至第一攝像單元的光學圖像之后的光學圖像(后針)進行攝像。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域，因此，可以擴大可設定第一攝像區域及第二攝像區域的設定區域。由此，可以充分擴大前針和后針之間的聚焦差，可以高精度地實施焦點位置的控制。
[0019]另外，優選第二攝像單元具備具有多個像素列并且能夠滾動讀出的二維攝像元件，通過與工作臺控制單元進行的工作臺的掃描同步地進行各像素列的滾動讀出，從而取得第二圖像。在該情況下，來自各像素列的圖像數據中，通過一次的滾動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信息。
[0020]另外，本發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，其載置試樣；工作臺控制單元，其以規定的速度掃描工作臺；光源，其向試樣照射光；導光光學系統，其包含將試樣的光學圖像向圖像取得用的第一光路及焦點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圖像形成的第二圖像；焦點控制單元，其解析第二圖像，且基于該解析結果控制第一攝像單元的攝像的焦點位置，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方向在第二光學圖像產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置光減少部，減少到達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，不進行焦點控制用的第二光路中的光的分支而可形成第二光學圖像的光路長差。因此，抑制為了得到焦點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行攝像時的光量。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。可以認為當在攝像面上存在光重疊區域時，焦點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有減少到達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域，可高精度地實施試樣的焦點位置的控制。
[0022]發明的效果
[0023]根據本發明，可確保攝像時的光量且可高精度地檢測試樣的焦點位置。
【附圖說明】
[0024]圖1是表示構成本發明所涉及的圖像取得裝置的宏觀圖像取得裝置的一個實施方式的圖。
[0025]圖2是表示構成本發明所涉及的圖像取得裝置的微觀圖像取得裝置的一個實施方式的圖。
[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置光減少部時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置光減少部(光反射部)時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置光減少部(光減光部、光遮光部、光吸光部)時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構要素的方塊圖。
[0032]圖9是表示到試樣的表面的