JP2647457B2 - 投影型検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、投影型検査装置に関するものである。

〔従来の技術〕

最近、液晶表示素子、LSI、プリント基板等の電子デ
バイスの電極や配線の形成に使用される各種微細パター
ンのマスク（フィルムマスク、金属マスク、シルク版
等）や、前記電子デバイス面の表面傷の有無およびゴミ
の付着の有無を目視により検査する装置として、被検査
物（マスク、電子デバイス等）の検査面を照明し、前記
検査面からの反射光を投影レンズにより拡大して投影面
に投影して、この投影面に投影された前記検査面の投影
像を目視検査する投影型検査装置が開発されている。

第６図はこの種の投影型検査装置として従来知られて
いるものを示している。第６図において、10は被検査物
であり、この被検査物10はその検査面が水平になるよう
にして投影型検査装置内にセットされる。この投影型検
査装置の構成を説明すると、１は検査装置の本体であ
り、この装置本体１の前面には投影面として透過型スク
リーン２が設けられている。３は装置本体１内に設けら
れた投影レンズであり、この投影レンズ３は被検査物10
のセット位置に対向させて、この投影レンズ３の光軸Ｏ
が被検査物10の検査面に対して垂直になるように配置さ
れている。4a,4bは被検査物10の検査面を照明する２つ
の光源であり、一方の光源4aは明視野検査用とされ、他
方の光源4bは暗視野検査用とされている。この光源4a,4
bは、いずれも高輝度の照明光を出射するもので、この
明視野検査用光源4aと暗視野検査用光源4bは、被検査物
10の検査面の状態に応じて切換え使用される。そして明
視野検査用光源4aは、投影レンズ３の出射側に投影レン
ズ光軸Ｏに対し45゜の角度で傾斜させて配置したハーフ
ミラー５に対して45゜の角度（投影レンズ３の光軸Ｏに
対しては90゜の角度）で対向させて配置されており、こ
の明視野検査用光源4aからの照明光は、コンデンサレン
ズ６によりハーフミラー５を介して投影レンズ３側に反
射され、この投影レンズ３によりその光軸Ｏに沿う平行
光とされて被検査物10の検査面を照明する。また、前記
暗視野検査用光源4bは、被検査物セット位置の斜め上方
に配置されており、この暗視野検査用光源4bは、被検査
物10の検査面を斜め上方から照明するようになってい
る。また、第６図において、7a,7bは、前記被検査物10
の検査面で反射されて投影レンズ３を通った光を前記ス
クリーン２に導く２枚のミラーである。

この投影型検査装置は、前記光源4a,4bのいずれかを
点灯させて被検査物10の検査面を照明し、この検査面か
らの反射光を投影レンズ３により拡大して透過型スクリ
ーン２に投影して、このスクリーン２面に投影された検
査面の投影像を目視することにより被検査物10の傷の有
無やゴミの付着の有無を検査するもので、被検査物10の
検査面で反射された光は、投影レンズ３を通った後、ハ
ーフミラー５を透過し、第１のミラー7aおよび第２のミ
ラー7bにより反射されてスクリーン２面に投影される。

そして、光源として明視野検査用光源4aを使用する場
合は、この明視野検査用光源4aからの照明光が投影レン
ズ３の光軸Ｏ方向から被検査物10の検査面に入射するた
めに、この検査面で反射された光のうちの正反射光（傷
やゴミがない平坦面部分において検査面入射角と同じ反
射角で反射した光）は投影レンズ３の光軸Ｏに沿って進
んで投影レンズ３に入射し、検査面の傷やゴミに当たっ
て屈折した反射光は投影レンズ３には入射しないから、
スクリーン２面に結像する検査面の投影像が、明るい画
面中に、傷やゴミが暗く見える像となる。また、光源と
して暗視野検査用光源4bを使用する場合は、この暗視野
検査用光源4bからの照明光が被検査物10の検査面に対し
て斜め上方から入射するために、この検査面で反射され
た正反射光は投影レンズ３に入射せず、傷やゴミに当た
って屈折した反射光が投影レンズ３に入射することにな
り、したがってこの場合は、スクリーン２面に結像する
検査面の投影像が、暗い画面中に、傷やゴミが明るく見
える像となる。

なお、第６図では、投影レンズ３からスクリーン２へ
の投影光路をミラー7a,7bを備えた屈曲光路としている
が、この種の投影型検査装置としては、投影レンズ３か
らスクリーン２への投影光路を、投影レンズ３を直接ス
クリーン２に対向させた直線光路としたものも考えられ
ている。

しかし、上記投影型検査装置では、投影系を被検査物
10の検査面に対して垂直に設けているために、明視野検
査時に検査面からの正反射光を投影レンズ３に入射させ
るには、明視野検査用光源4aからの光を投影レンズ３の
光軸Ｏに沿う方向から検査面に入射させてやらなければ
ならない。このため、上記投影型検査装置では、第６図
に示したように投影光路上に明視野検査用光源4aからの
照明光を被検査物10に向けて反射させるハーフミラー５
を設けているが、このハーフミラー５は、そのセッティ
ングが非常に面倒であるし、また、投影光路上にハーフ
ミラー５を設けると、投影レンズ３により投影される光
がハーフミラー５を通ることになるために、投影レンズ
３を通った光の約半分がハーフミラー５で反射されてロ
ス光となるから、上記投影型検査装置は、スクリーン２
面の投影像が、輝度の低い見づらい像となってしまうと
いう問題をもっていた。なお、前記ハーフミラー５での
光のロスは、明視野検査用光源4aからの照明光を被検査
物10に向けて反射させるときにも生じており、このとき
は明視野検査用光源4aからの照明光の約半分がハーフミ
ラー５を透過してロスしてしまうから、明視野での検査
を行なう場合には、スクリーン投影像の輝度が、明視野
検査用光源4aからの照明光の輝度の1/4以下になってし
まう。

このため、従来から、明視野での検査時にも光源から
の照明光を投影光路とは別の方向から被検査物の検査面
に入射させるようにすることによって、投影光路上から
ハーフミラーをなくすことが考えられている。

第７図はこのような投影型検査装置として従来考えら
れているものを示したもので、この検査装置は、投影系
を被検査物10の検査面に対して斜めに設けるとともに、
明視野検査用光源4aを、前記検査面からの正反射光が投
影レンズ３に入射する照射方向（望ましくは検査面から
の正反射光の方向が投影レンズ３の光軸Ｏに沿う方向に
なる照射方向）から検査面に光を照射する位置に設け、
暗視野検査用光源4bは、前記検査面からの正反射光が投
影レンズ３に入射しない照射方向から検査面に光を照射
する位置に設けた構成とされている。なお、図中７は投
影レンズ３を通った光を装置本体１の前面の透過型スク
リーン２に向けて反射させるミラーである。

すなわち、この投影型検査装置は、投影系を傾けるこ
とにより、明視野検査用光源4aからの照明光も投影光路
を通さずに被検査物10の検査面に入射させるようにした
ものであり、このようにすれば、投影光路上からハーフ
ミラーをなくして、スクリーン投影像の輝度を高くする
ことができる。

また、このように投影系を被検査物10の検査面に対し
て斜めにする場合は、投影レンズ３を被検査物10の検査
面に対して所定の傾斜角度θをもたせて配置するととも
に、投影レンズ３の主平面の延長面3aが、前記検査面の
延長面10aと、スクリーン２面の延長面（第７図のよう
に投影レンズ３からスクリーン２への投影光路をミラー
７を備えた屈曲光路とした場合は、投影レンズ３からス
クリーン２への前記屈曲光路を直線状に展開したときの
仮想のスクリーン２′面の延長面）2aとの交差線Ｐ上で
ほぼ交わるようにすればよく、このようにすれば、投影
像をスクリーン２面にピントの合った像として結像させ
ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のように投影レンズ３を被検査物
10の検査面に対して斜めに対向させた投影型検査装置
は、スクリーン２面に結像する投影像が歪んだ像となっ
て、この投影像が見づらくなるという問題をもってい
る。このように投影像が歪むのは、スクリーン２に投影
される像の各点の倍率に差があるためである。

このスクリーン投影像の台形状歪みを説明すると、第
８図は上記第７図に示した投影型検査装置の光学系を示
したもので、図中A₀は被検査物10の検査面、Ａはスクリ
ーン２面に結像した投影像、F,F′は投影レンズ３の焦
点を示し、θは前記検査面A₀の延長面10aと投影レンズ
主平面の延長面3aとの交差角、θ′は投影レンズ主平面
の延長面3aとスクリーン２面の延長面2aとの交差角を示
している。なお、θ，θ′の正負は、図の場合θ＜0,
θ′＞０とした。また、図において座標x,y,zの原点は
焦点Ｆ、座標ｘ′,y′,z′の原点は焦点Ｆ′である。第
９図において、検査面A₀の光軸Ｏ上の点Z₀のｚ座標を
z₀、スクリーン投影像Ａの光軸Ｏ上の点Z₀′のｚ′座標
をz₀′とし、投影レンズ３の焦点距離をｆとすると、 が成立てば、検査面A₀の延長面10aと投影レンズ主平面
の延長面3aとスクリーン２面の延長面2aとがＰにおいて
交わり、スクリーン２面に結像する投影像Ａがピントの
合った像となる。

このとき、検査面A₀に対する投影像Ａ上の各点の座標
x,y方向の倍率ｍは、ｚ＝z₀＋y tanθ,z′＝z₀′＋ｙ′
tanθ′の関係にあるから、 Ｙ方向の倍率Ｍは、 となる。

したがって、第７図に示したような投影系を被検査物
10の検査面に対して斜めに対向させた投影型検査装置の
場合は、検査面A₀が例えば第９図（ａ）に示すような方
形であっても、スクリーン２面に結像した投影像Ａは、
第９図（ｂ）に示すような台形状に歪んだ形状の像とな
ってしまうことになる。

本発明は、投影系を被検査物の検査面に対して斜めに
したものでありながら、投影面に結像する投影像を、歪
みのない像とすることができる投影型検査装置を提供す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は上記目的を達成するために、投影レンズの入
射側に補助投影レンズを設け、かつ前記補助投影レンズ
の主平面を被検査物の検査面に対して傾斜させ、前記補
助投影レンズによる像の像面と前記投影レンズの主平面
とを相対的に傾斜させるとともに、前記補助投影レンズ
と前記投影レンズを、 前記補助投影レンズの焦点距離をf₁ 前記投影レンズの焦点距離をf₂ 前記補助投影レンズの主平面の延長面と前記検査面の
延長面との交差角をθ_１ 前記補助投影レンズの主平面の延長面と前記補助投影
レンズによる像の像面の延長面との交差角をθ_１′ 前記補助投影レンズによる像の像面の延長面と前記投
影レンズの主平面の延長面との交差角をθ_２ 前記投影レンズの主平面の延長面と前記投影面の延長
面との交差角をθ_２′ としたとき、 が成立する条件で配置するとともに、 前記検査面に対向させて、この検査面で反射される光
のうちの正反射光が補助投影レンズに入射する照射方向
と、前記正反射光の方向が補助投影レンズに入射しない
照射方向とから前記検査面を照明する光源系を設けたも
のである。

ここで、望ましくは、 が成立することが理想的である。

また、上記投影型検査装置において、投影面に結像す
る投影像をピントの合った像とするには、前記補助投影
レンズを、この補助投影レンズの主平面の延長面が前記
検査面の延長面と前記補助投影レンズによる像の像面の
延長面との交差線上でほぼ交わる条件で設けるととも
に、前記投影レンズを、この投影レンズの主平面の延長
面が前記補助投影レンズによる像の像面の延長面と前記
投影面の延長面との交差線上でほぼ交わる条件で設けれ
ばよい。

〔作用〕

すなわち、本発明の投影型検査装置は、投影レンズの
入射側に補助投影レンズを設けることによって、投影レ
ンズにより投影面に投影される投影像の歪みを矯正する
ようにしたものであり、前記補助投影レンズの主平面を
被検査物の検査面に対して傾斜させ、前記補助投影レン
ズによる像の像面と前記投影レンズの主平面とを相対的
に傾斜させるとともに、前記補助投影レンズと前記投影
レンズを、上記の式 が成立する条件で配置しておけば、被検査物の検査面の
像が補助投影レンズによって台形状に歪み、しかもこの
像の台形状歪みが、投影レンズにより投影面に投影され
る投影像の台形状歪みとは逆の歪みとなるために、補助
投影レンズによって歪ませた像を投影レンズによって投
影面に投影すれば、補助投影レンズによる像の歪みと、
投影レンズによる投影像の歪みとが互いに打消し合うか
ら、投影面に結像する投影像は歪みがない像となる。

また、この投影型検査装置において、 が成立すれば、投影面に投影される投影像は、被検査物
の検査面の形状に対する縦方向の倍率と横方向の倍率が
それぞれ等しい、検査面像と完全に相似形の像となる。

さらに、上記投影型検査装置において、前記補助投影
レンズを、この補助投影レンズの主平面の延長面が被検
査物の検査面の延長面と前記補助投影レンズによる像の
像面の延長面との交差線上でほぼ交わる条件で設けると
ともに、前記投影レンズを、この投影レンズの主平面の
延長面が前記補助投影レンズによる像の像面の延長面と
前記投影面の延長面（投影レンズから投影面への投影光
路がミラーを備えた屈曲光路の場合は、前記屈曲光路を
直線状に展開したときの仮想の投影面の延長面）との交
差線上でほぼ交わる条件で設ければ、投影面に結像する
投影像をピントの合った像とすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示して
いる。第１図および第２図において、11は検査装置の本
体であり、この装置本体11の前面には投影面として透過
型スクリーン12が設けられている。13は装置本体１内に
配置された投影レンズであり、この投影レンズ13は２枚
のミラー14a,14bを介してスクリーン12面に対向してい
る。また、15は前記投影レンズ14の入射側に配置された
凸レンズからなる補助投影レンズであり、この補助投影
レンズ15は、その主平面を、装置本体１内の下部にセッ
トされる被検査物10の検査面に対し所定の傾斜角度で傾
斜させた状態に設けられている。この補助投影レンズ15
は、被検査物10の検査面の像を歪ませて投影レンズ13に
入射させるもので、この補助投影レンズ15は、投影レン
ズ13と対向する位置に前記検査面の像を投影して中間投
影像A₁をつくる。なお、この実施例の場合は、補助投影
レンズ15による中間投影像A₁は実像であり、この中間投
影像A₁は、前記検査面の延長面10aと、補助投影レンズ1
5の主平面の延長面15aとの交差線P₁上において上記２つ
の面10a,15aとほぼ交わる面A₁a上に結像する。一方、前
記投影レンズ13は、前記補助投影レンズ16による中間投
影像A₁の像面と投影レンズ主平面とが所定角度で相対的
に傾斜する状態に設けられており、さらに前記補助投影
レンズ15と投影レンズ13は、 補助投影レンズ15の焦点距離をf₁ 投影レンズ13の焦点距離をf₂ 補助投影レンズ15の主平面の延長面15aと前記検査面
の延長面10aとの交差角をθ_１ 補助投影レンズ主平面の延長面15aと補助投影レンズ1
5による中間投影像A₁の像面の延長面A₁aとの交差角をθ
_１′ 前記中間投影像A₁の像面の延長面A₁aと投影レンズ13
の主平面の延長面13aとの交差角をθ_２ 投影レンズ主平面の延長面13aと前記スクリーン12面
の延長面（この実施例のように投影レンズ13からスクリ
ーン12面への投影光路をミラー14a,14bを備えた屈曲光
路とした場合は、前記屈曲光路を直線状に展開したとき
の仮想のスクリーン面12′の延長面）12aとの交差角を
θ_２′ としたとき、 が成立する条件で配置されている。また、投影レンズ13
は、その主平面の延長面13aが、前記補助投影レンズ15
による中間投影像A₁の像面の延長面A₁aと、スクリーン1
2面（仮想のスクリーン面12′）の延長面12aとの交差線
P₂上でほぼ交わる位置に設けられている。

また、第１図において、16は前記被検査物10の検査面
を照明する光源であり、この光源16は、高輝度の照明光
を出射するものとされている。この光源16は、明視野検
査用と暗視野検査用とを兼ねるもので、この光源16は、
図示しない移動機構によって、被検査物10の検査面から
の正反射光が補助投影レンズ15に入射する照射方向から
前記検査面に照明光を照射する位置（図に実線で示した
位置）と、前記検査面からの正反射光が補助投影レンズ
15に入射しない照射方向から前記検査面に照明光を照射
する位置（図に鎖線で示した位置）とに回動移動される
ようになっている。

この投影型表示装置は、前記光源16により被検査物10
の検査面を照明し、この検査面で反射された反射光を補
助投影レンズ15に入射させて前記検査面の中間投影像A₁
をつくり、この中間投影像A₁を投影レンズ13により拡大
して装置本体11前面の透過型スクリーン12に投影するも
ので、明視野での検査は前記光源16を図に実線で示した
位置に移動させて行なわれ、暗視野での検査は前記光源
16を図に鎖線で示した位置に移動させて行なわれる。

しかして、上記投影型検査装置のように、投影レンズ
13の入射側に補助投影レンズ15を設け、かつこの補助投
影レンズ15の主平面を被検査物10の検査面に対して傾斜
させ、前記補助投影レンズ15による中間投影像A₁の像面
と前記投影レンズ13の主平面とを相対的に傾斜させると
ともに、前記補助投影レンズ15と前記投影レンズ13を、
前記（１）式 が成立する条件で配置しておけば、被検査物10の検査面
の像が補助投影レンズ15によって歪み、しかもこの補助
投影レンズ15による中間投影像A₁の歪みが、投影レンズ
13によりスクリーン12面に投影される投影像の歪みとは
逆の歪みとなるために、補助投影レンズ15によって歪ま
せた中間投影像A₁を投影レンズ13によってスクリーン12
面に投影すれば、補助投影レンズ15による中間投影像A₁
の歪みと、投影レンズ13による投影像の歪みとが互いに
打消し合うから、スクリーン12面に結像する検査面の拡
大投影像は歪みのない像となる。また、上記投影型検査
装置では、前記補助投影レンズ15を、その主平面の延長
面15aが被検査物10の検査面と前記中間投影像A₁の像面
の延長面A₁aとの交差線P₁上でほぼ交わる条件で設ける
とともに、前記投影レンズ13を、その主平面の延長面13
aが前記補助投影レンズ15による中間投影像A₁の像面の
延長面A₁aとスクリーン面（仮想のスクリーン面12′）
の延長面12aとの交差線P₂上でほぼ交わる条件で設けて
いるから、スクリーン12面に結像する投影像をピントの
合った像とすることができる。しかも、上記投影型検査
装置では、被検査物10の検査面を照明する光源16を、明
視野での検査を行なう場合の照明光照射位置と、暗視野
での検査を行なう場合の照明光照射位置とに移動させ
て、明視野検査と暗視野検査を行なうようにしているか
ら、光源16は１つでよい。

上記投影型検査装置の原理を説明すると、第３図は上
記投影型検査装置の光学系を等価的に示したもので、こ
の光学系は、被検査物10の検査面A₀からの反射光を補助
投影レンズ15によって投影して前記検査面A₀の中間投影
像A₁をつくる第１の光学系と、前記補助投影レンズ15に
よる中間投影像A₁を投影レンズ13によってスクリーン12
面に投影してスクリーン投影像A₂をつくる第２の光学系
とからなっている。なお、図では理解しやすくなるため
に、投影レンズ13からスクリーン12面への投影光路を直
線光路に展開して示している。

第３図において、F₁,F₁′は補助投影レンズ15の焦
点、F₂,F₂′は投影レンズ13の焦点を示し、θ_１は被検
査物10の検査面A₀の延長面10aと補助投影レンズ15の主
平面の延長面15aとの交差角、θ_１′は補助投影レンズ
主平面の延長面15aと中間投影像A₁の像面の延長面A₁aと
の交差角、θ_２は中間投影像A₁の像面の延長面A₁aと投
影レンズ13の主平面の延長面13aとの交差角、θ_２′は
投影レンズ主平面の延長面13aとスクリーン12面の延長
面12aとの交差角を示している。なお、θ₁,θ_１′，
θ₂,θ_２′の正負は、図の場合θ_１＜0,θ_１′＞0,θ_２
＜0,θ_２′＞０とした。また、図において、座標x₁,y₁,
z₁の原点は補助投影レンズ15の焦点F₁、座標x₁′,y₁′,
z₁′の原点は補助投影レンズ15の焦点F₁′、座標x₂,y₂,
z₂の原点は投影レンズ13の焦点F₂、座標x₂′,y₂′,z₂′
の原点は投影レンズ13の焦点F₂′である。

この光学系は、基本的には第８図に示した従来の投影
型検査装置の光学系を２つ組合わせたもので、第１の光
学系において、検査面A₀の補助投影レンズ光軸O₁上の点
z₀₁のz₁座標をz₀₁、中間投影像A₁の補助投影レンズ光軸
O₁上の点z₀₁′のz₁′座標をz₀₁′とし、補助投影レンズ
17の焦点距離をf₁とすると、 が成立てば、検査面A₀の延長面10aと補助投影レンズ主
平面の延長面15aと中間投影像A₁の像面の延長面A₁aとが
P₁において交わり、中間投影像A₁がピントの合った像と
なる。

また、第２の光学系において、中間投影像A₁の投影レ
ンズ光軸O₂上の点Z₀₂（＝Z₀₁′）のz₂座標をz₀₂、スク
リーン投影像A₂の投影レンズ光軸O₂上の点Z₀₂′のz₂′
座標をz₀₂′とし、投影レンズ13の焦点距離をf₂とする
と、 が成立てば、中間投影像A₁の像面の延長面A₁aと投影レ
ンズ主平面の延長面13aとスクリーン12面の延長面12aと
がP₂において交わり、スクリーン投影像A₂がピントの合
った像となる。

ここで、第１の光学系と第２の光学系とが、ある交差
角（補助投影レンズ15の光軸O₁と投影レンズ13の光軸O₂
との交差角）α（α＝θ_１′−θ_２）で交わっていると
すると、検査面A₀に対するスクリーン投影像A₂上の各点
の座標ｘ方向の倍率ｍ（第１光学系での倍率m₁と第２光
学系での倍率m₂との積）は、 となる。

また、Y₂＝Y₁′であることを考えると、 ここで、Y₁′（＝Y₂）によらずｍが一定となるために
は、 であることが必要である。

これを解いて、 このとき、 そしてＹ方向の倍率Ｍは、 となる。

ここで、 であるから、 すなわち前記（１）が成立すれば、スクリーン投影像A₂
は歪みのない像となる。

第４図は被検査物10の検査面A₀の形状と中間投影像A₁
とスクリーン投影像A₂の形状を示しており、検査面A₀の
形状が例えば第２図（ａ）に示すような方形である場
合、中間投影像A₁は第２図（ｂ）に示すように台形状に
歪むが、スクリーン投影像A2は、台形状に歪んだ中間投
影像A₁が逆の台形状に歪むことによって、台形状の歪み
のない第２図（ｃ）に示すような方形像となる。

なお、第２図（ｃ）に示したスクリーン投影像A₂は、
検査面A₀の形状に対するＹ方向とｘ方向の倍率が若干異
なっており、僅かながら縦方向（Ｙ方向）に伸びた像と
なっているが、 となるようにすれば、スクリーン投影像A₂は、検査面A₀
の形状に対するＹ方向とｘ方向の倍率が等しい、検査面
A₀と完全に相似形な拡大像となる。

なお、上記実施例では、投影レンズ13からスクリーン
12への投影光路に２枚のミラー14a,14bを設けている
が、このミラー数は、１枚または３枚以上としてもよ
い。また、上記実施例では、投影レンズ13からスクリー
ン12への投影光路を、ミラー14a,14bを備えた屈曲光路
としているが、投影レンズ13からスクリーン12への投影
光路は、投影レンズ13を通った光を直接スクリーン12に
投影する直線光路としてもよい。このように投影光路を
直線光路とする場合は、補助投影レンズ15および投影レ
ンズ13を前記（１）式の条件または（１）式と（２）式
の条件を満足するようにして配置するとともに、補助投
影レンズ15を、上記第１の実施例と同様に、この補助投
影レンズ15の主平面の延長面15aが検査面の延長面10aと
補助投影レンズ15による中間投影像A₁の像面の延長面A₁
aとの交差線P₁上でほぼ交わるように設け、投影レンズ1
3を、その主平面の延長面13aが、前記中間投影像A₁の像
面の延長面A₁aと、実際のスクリーン12面の延長面との
交差線上でほぼ交わるように設ければよく、このように
すれば、被検査物10の検査面の投影像を、スクリーン12
面に、歪みがなく、かつピントの合った像として結像さ
せることができる。さらに上記実施例では、スクリーン
12を透過型スクリーンとして、この透過型スクリーン12
を装置本体11の前面に設けているが、被検査物10の検査
面の像を投影する投影面は、装置本体11とは別の外部投
影面（例えば反射型スクリーン）でもよい。また、上記
実施例では、被検査物10の検査面を照明する光源系を、
１つの光源16を備えて、この光源16を明視野検査時の照
明光照射位置と、暗視野検査時の照明光照射位置とに移
動させる構成としているが、この光源系は、明視野検査
用の光源と、暗視野検査用の光源との２つの光源を備え
たものとしてもよい。

さらに、上記実施例では、補助投影レンズ15として凸
レンズを用いているが、この補助投影レンズ15は凹レン
ズでもよく、その場合は、補助投影レンズ15と投影レン
ズ13を第５図に示す第２の実施例のように配置すればよ
い。なお、補助投影レンズ15を凹レンズとした場合の補
助投影レンズ15による中間投影像A₁は虚像であり、この
虚像が投影レンズ13によって投影面に投影される。ま
た、この第５図の実施例においても、補助投影レンズ15
による中間投影像（虚像または実像結像面17の実像）A₁
は、被検査物10の検査面A₀の延長面10aと、補助投影レ
ンズ15の主平面の延長面15aとの交差線P₁上において上
記２つの面10a,15aとほぼ交わる面A₁a上にあり、また投
影レンズ13は、その主平面の延長面13aが、前記補助投
影レンズ15により中間投影像A₁の像面の延長面A₁aと、
投影面（投影レンズから投影面への屈曲光路を展開した
仮想の投影面または実際の投影面）の延長面との交差線
上で交わるようにして設けられている。

〔発明の効果〕

請求項１に記載の投影型検査装置によれば、投影レン
ズの入射側に補助投影レンズを設け、かつ前記補助投影
レンズの主平面と前記表示体の表示面とを相対的に傾斜
させ、前記補助投影レンズによる像の像面と前記投影レ
ンズの主平面とを相対的に傾斜させるとともに、前記補
助投影レンズと前記投影レンズを、 が成立する条件で配置しているから、投影系を被検査物
の検査面に対して斜めにしたものでありながら、投影面
に結像する投影像を歪みがない像とすることができる。

また請求項２に記載の投影型検査装置のように、上記
請求項１に記載の投影型検査装置において、 が成立すれば、投影面に結像する投影像を、歪みがな
く、しかも被検査物の検査面の形状に対する縦方向と横
方向の倍率が等しい、検査面の形状と完全に相似形な拡
大像とすることができる。

さらに、請求項３に記載の投影型表示装置は、上記請
求項１または２に記載の投影型表示装置において、補助
投影レンズを、この補助投影レンズの主平面の延長面が
前記検査面の延長面と前記補助投影レンズによる像の像
面の延長面との交差線上でほぼ交わる条件で設け、前記
投影レンズを、この投影レンズの主平面の延長面が前記
補助投影レンズによる像の像面の延長面と投影面の延長
面（投影レンズから投影面への投影光路が、投影レンズ
を通った光を直接投影面に投影する直線光路である場合
は実際の投影面の延長面、前記投影光路が、投影レンズ
を通った光をミラーで反射させて投影面に投影する屈曲
光路である場合は前記屈曲光路を直線状に展開したとき
の仮想の投影面の延長面）との交差線上でほぼ交わる条
件で設けているから、前記投影面に結像する投影像をピ
ントの合った像とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の第１の実施例を示したもの
で、第１図および第２図は投影型検査装置の側面図およ
び補助投影レンズと投影レンズの配置図、第３図は投影
型検査装置の光学系を等価的に示す図、第４図は被検査
物の検査面の形状と補助投影レンズによる中間投影像と
スクリーン投影像の形状を示す図である。第５図は本発
明の第２の実施例を示す補助投影レンズと投影レンズの
配置図である。第６図は従来の投影型検査装置の縦断側
面図、第７図および第８図は従来考えられている投影系
を斜めにした投影型検査装置の縦断側面図およびその光
学系を示す図、第９図は同じく被検査物の検査面の形状
とスクリーン投影像の形状を示す図である。 10……被検査物、A₀……検査面、10a……検査面の延長
面、12……スクリーン（投影面）、12′……仮想のスク
リーン面、12a……スクリーン面の延長面、13……投影
レンズ、13a……投影レンズの主平面の延長面、14a,14b
……ミラー、15……補助投影レンズ、15a……補助投影
レンズの主平面の延長面、A₁……中間投影像（補助投影
レンズによる実像または虚像）、A1a……中間投影像の
像面の延長面、A₂……スクリーン投影像。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−182552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−127636（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−241926（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−313742（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査物の検査面を照明し、前記検査面か
   らの反射光を投影レンズにより拡大して投影面に投影し
   て、この投影面に投影された前記検査面の投影像を目視
   検査する投影型検査装置において、 前記投影レンズの入射側に補助投影レンズを設け、かつ
   前記補助投影レンズの主平面を前記検査面に対して傾斜
   させ、前記補助投影レンズによる像の像面と前記投影レ
   ンズの主平面とを相対的に傾斜させるとともに、前記補
   助投影レンズと前記投影レンズを、 前記補助投影レンズの焦点距離をf₁ 前記投影レンズの焦点距離をf₂ 前記補助投影レンズの主平面の延長面と前記検査面の延
   長面との交差角をθ_１ 前記補助投影レンズの主平面の延長面と前記補助投影レ
   ンズによる像の像面の延長面との交差角をθ_１′ 前記補助投影レンズによる像の像面の延長面と前記投影
   レンズの主平面の延長面との交差角をθ_２ 前記投影レンズの主平面の延長面と前記投影面の延長面
   との交差角をθ_２′ としたとき、 が成立する条件で配置するとともに、 前記検査面に対向させて、この検査面で反射される光の
   うちの正反射光が前記補助投影レンズに入射する照射方
   向と、前記正反射光が前記補助投影レンズに入射しない
   照射方向とから前記検査面を照明する光源系を設けたこ
   とを特徴とする投影型検査装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の投影型検査装置におい
   て、 が成立することを特徴とする投影型検査装置。
3. 【請求項３】補助投影レンズは、この補助投影レンズの
   主平面の延長面が被検査物の検査面の延長面と前記補助
   投影レンズによる像の像面の延長面との交差線上でほぼ
   交わる条件で設けられ、投影レンズは、この投影レンズ
   の主平面の延長面が前記補助投影レンズによる像の像面
   の延長面と投影面の延長面との交差線上でほぼ交わる条
   件で設けられていることを特徴とする請求項１または２
   に記載の投影型検査装置。