[发明专利]扩大范围的聚焦检测仪器

摘要

本发明提供了一种扩大范围的聚焦传感器。所述聚焦传感器包括中继透镜组件以将物镜和所述中继透镜装置之间的平面成像到邻近所述聚焦传感器的聚焦检测装置的入射光孔的平面。在一些实施例中，所述物镜光孔被成像在所述聚焦检测器入射光孔上。在一些实施例中，照明光束穿过所述中继透镜装置并在其通道上被放大以便由所述物镜输出，并且所述反射聚焦检测光束回穿过所述物镜和所述中继透镜装置，并在被输入到所述聚焦检测装置之前被减小。在一些实施例中，所述聚焦检测装置可以包含与高分辨率的Shack-Hartmann聚焦检测器结合的较宽范围的聚焦检测器，以及在其他的实施例中使用了单个延伸范围的Shack-Hartmann聚焦检测器。

主权项

一种用于提供聚焦检测信号的聚焦传感器(100，500，700)，其中所述聚焦检测信号取决于沿着近似平行于物镜(30，30′)的光轴(OA)的方向在聚焦检测范围内的工件表面(40)的位置，所述聚焦传感器包括：光源(10，10′，10″)；准直透镜(15，15′，15″)，该准直透镜被配置成输入来自所述光源的辐射并输出具有固定准直度的照明光束(13)；物镜(30，30′)，该物镜被配置成以输入所述照明光束并沿着所述装置的光轴(OA)将所述照明光束聚焦在标称焦平面(FP)以及接收和透射从沿着所述光轴定位的工件表面(40)反射的反射光束(13′)；聚焦检测装置(525，725，725′)，该聚焦检测装置被沿着所述光轴定位以接收来自由所述物镜透射的反射光束的光；第一光束分离表面(20，20′，20″)，该第一光束分离表面沿着照明光束定位在所述物镜和所述准直透镜之间，且沿着反射光束定位在所述物镜和所述聚焦检测装置之间；以及中继透镜装置(525，725，725′)，该中继透镜装置沿着光轴位于所述物镜和所述聚焦检测装置之间，所述中继透镜装置被配置成输入由所述物镜透射的反射光束并输出要由聚焦检测装置输入的反射光束，其中：所述中继透镜装置被配置成将沿着光轴位于所述中继透镜装置和所述物镜之间的第一平面成像到位于聚焦检测装置的聚焦检测器入射光孔(E′)附近的成像平面；所述聚焦检测装置包含根据Shack-Hartmann聚焦检测原理配置的部件；以及所述聚焦检测器被配置成以使被输入到所述聚焦检测装置的反射光束的光线在所述第一平面处成像之前不彼此交叉。