CN1274839A - 透镜的评价方法及其装置、光学单元和透镜的调整方法及装置 - Google Patents

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Abstract

透镜的评价方法包括,(a)衍射从透镜射出的光,让不同次数的2个衍射光(例如0次衍射光31和+1次衍射光32)干涉获得共用干涉象50的工序、(b)改变衍射光的相位工序、(c)在共用干涉象中,通过连接2个衍射光的光轴的线段的中点的测线上的多个测点求出光强度变化的相位的工序、(d)以相位为基础求出透镜的特性(散焦量、慧形象差、象散、高阶象差)的工序。

Description

透镜的评价方法及其装置、光学单元和透镜的调整方法及装置
本发明涉及一种检测出在光盘方式的信息存储介质，如DVD(DigitalVersatile Disk)上读写信息的光学透镜、或在激光加工机及激光显微镜等上成象并形成光斑的光学透镜的特性的方法及其装置和调整上述光学透镜的装置及方法。本发明还涉及光学单元的调整方法及与该方法有关的比如在光盘方式的信息存储介质上读写信息的光学单元的调整方法及装置。
为了从光盘方式的高密度信息存储介质读取信息或在此高密度信息存储介质上存储信息，必须有能把从光源射出的光正确地照射在目标之处的光学***统。为此，尤其是光学***统的物镜不仅对其自身要求有严密的光学特性，还必须高精度地被固定在目标位置上。
于是，如图1所示，可以考虑把调整物镜1的倾斜等(晃动法)作为对物镜的检查或调整的方法，使得通过物镜1射出的光(例如激光)2照射在透镜检查用的参照基准3(例如光盘)上，检测出来自此参照基准3的反射光，把由此检测所得到的再生信号4与基准信号5比较，使这些再生信号4与基准信号5之间的位相差6最小或使该位相差控制在规定的容许值之内。
但是，一般物镜1的特性各自不同，在物镜1的倾斜量等和位相差6之间并不存在一定的关系，如图2所示，一个物镜1A和另一物镜1B有可能显示显著不同的特性(透镜倾斜角一位相差特性)。还有，必须反复进行对物镜的倾斜调整和信号的对比，难以客观地判断在哪个阶段完成调整。而且，在再生信号4中含有用于得到此再生信号的电路固有的特性等，因此，未必能够从在再生信号4充分把握物镜1的的倾斜等。
还有，如图3所示，可以考虑这样的方法(光强度测定法)作为取代晃动法的方法，通过包含透镜及反射镜等的放大光学***统13把透过了物镜11的光12聚光在摄象元件(CCD)14上，把由此摄象元件14所收集的束斑(参照图4(A)、(B))显示在信号处理装置15等上，观察被显示在此信号处理装置15上的束斑的光强度(强弱花样)(参照图4(A))并检查或调整物镜11的倾斜等。还有，图4(A)表示被显示在调整前的信号处理装置15上的束斑16和形成于其周围的强弱花样17，图4(B)表示被显示在调整后的信号处理装置15上的无强弱花样的束斑18。
但是，此光强度测定法只以光强度信息为依据检测出物镜11的倾斜等，因此，无法进行精细的调整，比如无法进行光12的波长程度的调整。还有，摄象元件14的灵敏度特性因位置不同而不同，因此，摄象元件14在不同位置接受光12会导致产生不同的检测结果。还有，束斑18的焦点的移位对检测结果产生很大的影响。还有，因使用着放大光学***统13，当调整物镜11的倾斜角时，束斑18会偏离摄象元件14，有可能导致无法评价调整的成果。还有，由于在人的视觉上读取束斑16的光强度，因此，容易导致检查结果因人而异。
于是，本发明的目的在于提供一种取代上述晃动法及光强度测定法的新的对透镜的评价方法、透镜的评价装置、透镜的调整装置及透镜的调整方法。
本发明的另一目的是提供一种可在短时间内能进行光学单元的调整的光学单元的调整方法及装置。
本发明的目的还在于提供一种可以不受透镜的局部形变影响正确测定球面象差或散焦的透镜评价方法及透镜的评价装置。
为了实现上述目的，本发明的一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)根据上述位相得到上述透镜的特性的工序。
本发明的另一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的函数逼近上述位相Y并以该函数的系数值评价透镜的特性的工序。
在上述本发明的透镜评价方法中，其特征在于使上述2个衍射光的共用干涉象穿过上述透镜。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)在物镜上会聚从光源射出的光、把该会聚了的光投射到反射型衍射光栅上、使从该反射型衍射光栅反射的不同次数的2个衍射光在上述物镜上大致成为平行光、把该大致成为平行光的光在聚光透镜上聚光、使该会聚了的光在成象面上成象并在该成象面上得到上述2个衍射光的共用干涉象的工序，(b)使上述衍射光栅移动到带有与上述光栅方向正交的方向的方向成分的方向上并改变上述衍射光的位相的工序，(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)根据上述位相得到上述透镜的特性的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)在物镜上会聚从光源射出的光、把该会聚了的光投射到反射型衍射光栅上、使从该反射型衍射光栅反射的不同次数的2个衍射光在上述物镜上大致成为平行光、把该大致成为平行光的光在聚光透镜上聚光、使该会聚了的光在成象面上成象并在该成象面上得到上述2个衍射光的共用干涉象的工序、(b)使上述衍射光栅移动到带有与上述光栅方向正交的方向的方向成分的方向上并改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的函数逼近上述位相Y并以该函数的系数值评价上述物镜的光学特性的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)在物镜上会聚从光源射出的光、把该会聚了的光投射到透射型衍射光栅上、使透过了该透射型衍射光栅的不同次数的2个衍射光在透镜上大致成为平行光、把该大致成为平行光的光在聚光透镜上聚光、使该会聚了的光在成象面上成象并在该成象面上得到上述2个衍射光的共用干涉象的工序、(b)使上述衍射光栅移动到带有与上述光栅方向正交的方向的方向成分的方向上并改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)根据上述位相得到上述物镜的特性的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)在物镜上会聚从光源射出的光、把该会聚了的光投射到透射型衍射光栅上、使透过了该透射型衍射光栅的不同次数的2个衍射光在透镜上大致成为平行光、把该大致成为平行光的光在聚光透镜上聚光、使该会聚了的光在成象面上成象并在该成象面上得到上述2个衍射光的共用干涉象的工序、(b)使上述衍射光栅移动到带有与上述光栅方向正交的方向的方向成分的方向上并改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的函数逼近上述位相Y并以该函数的系数值评价上述物镜的光学特性的工序。
在上述本发明的透镜评价方法中，其特征在于上述2个衍射光为0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者为+1次衍射光和-1次衍射光。
在上述本发明的透镜评价方法，其特征在于上述评价的光学特性为散焦量、彗形象差、球面象差、象散以及这些象差之外的象差中的一个。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光的共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在连接上述衍射光的光轴的线段上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的1次函数或次数为1次以上的函数逼近上述位相Y并以该逼近函数的1次的系数值评价上述光学***统的散焦量的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光的共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在连接上述衍射光的光轴的线段的垂直二等分线上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的二次函数逼近上述位相Y并以该二次函数的二次系数值评价彗形象差的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光的共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述衍射光的光轴的线段的中点且相对于该线段在正方向和负方向上成规定角度的2条斜线上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(d)在上述各自2条斜线上假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的二次函数或三次函数逼近上述位相Y并以该二次函数或三次函数的二次系数值评价彗形象差的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光之间的共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述衍射光的光轴的线段的中点的垂直二等分线和相对于该线段在正方向和负方向上成规定角度的2条斜线上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(d)用在上述垂直二等分线上假设上述测定点位置为X且上述位相为Y时用测定位置X的二次函数或三次函数逼近上述位相Y所得到的该二次函数或三次函数的二次系数值与在上述各自2条斜线上假设上述测定点位置为X且上述位相为Y时用测定位置X的二次函数或三次函数逼近上述位相Y所得到的该二次函数或三次函数的二次系数值之差评价彗形象差的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光的共用干涉象的工序、(b)使上述共用干涉象的共用方向旋转的工序、(c)移动衍射光栅并改变上述衍射光的位相的工序、(d)在上述共用干涉象中在连接上述衍射光的光轴的线段的垂直二等分线上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(e)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的1次函数或次数为1次以上的函数逼近上述位相Y并以该函数的1次的系数值评价上述光学***统的象散的工序。
在上述的透镜评价方法中，其特征在于使上述共用方向旋转的工序包含把上述衍射光栅旋转规定角度的工序。
在上述的透镜评价方法中，其特征在于使上述共用方向旋转的工序包含把上述透镜旋转规定角度的工序。
在上述的透镜评价方法中，其特征在于使上述共用方向旋转的工序具有用在第1方向上形成了光栅槽的第1衍射光栅衍射光的工序和用在与上述第1方向不同的方向上形成了光栅槽的第2衍射光栅衍射光的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光之间的共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在连接上述衍射光的光轴的线段上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的三次函数或四次函数逼近上述位相Y并以该三次函数或四次函数的三次的系数值评价上述光学***统的球面象差的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光之间的共用干涉象的工序；(b)改变上述衍射光的位相的工序；(c)在上述共用干涉象中，
在连接上述2个衍射光的光轴的线段的上的多个第1测定点上获得在该第1测定点上的光强度变化的第1位相、
在上述线段的垂直二等分线上的多个第2测定点上获得在该第2测定点上的光强度变化的第2位相、
在通过上述线段的中点且相对于该线段在正方向上成规定角度的第3斜线上的多个第3测定点上获得在该第3测定点上的光强度变化的第3位相、
在通过上述线段的中点且相对于该线段在负方向上成规定角度的第4斜线上的多个第4测定点上获得在该第4测定点上的光强度变化的第4位相的工序；(d)在假设上述第1测定点位置为X且上述第1位相为Y时用第1测定位置X的第1函数F逼近上述第1位相Y、在假设上述第2测定点位置为X且上述第2位相为Y时用第2测定位置X的第2函数F逼近上述第2位相Y、在假设上述第3测定点位置为X且上述第3位相为Y时用第3测定位置X的第3函数F逼近上述第3位相Y、在假设上述第4测定点位置为X且上述第4位相为Y时用第4测定位置X的第4函数F逼近上述第4位相Y并根据上述第1函数F和第1位相Y的残差Δ、上述第2函数F和第2位相Y的残差Δ、上述第3函数F和第3位相Y的残差Δ及上述第4函数F和第4位相Y的残差Δ评价上述光学***统的高次象差的工序。
本发明的一种透镜的调整方法，是在光学***统中所包含的聚光透镜的调整方法，其特征在于具有(a)在衍射光栅上衍射透射过了上述聚光透镜的光并出射不同次数的2个衍射光的共用干涉光的工序、(b)移动上述衍射光栅的工序、(c)在受象体上接受上述共用干涉光成象的工序、(d)在上述受象体受象了的共用干涉光的干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相并根据上述位相由特性检测器检测出上述聚光透镜的特性的工序和(e)根据上述特性检测器的检测结果由特性检测器调整上述聚光透镜的位置的工序。
本发明的另一种透镜的调整方法，是在光学***统中所包含的聚光透镜的调整方法，其特征在于具有(a)在衍射光栅上衍射透射过了上述聚光透镜的光并出射不同次数的2个衍射光的共用干涉光的工序、(b)移动上述衍射光栅的工序、(c)在受象体上接受上述共用干涉光成象的工序、(d)在上述受象体受象了的共用干涉光的干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相并根据上述位相由特性检测器检测出上述聚光透镜的特性的工序、(e)在第2受象体上接受上述聚光透镜的反射光或透射光的工序和(f)根据在上述第2受象体上所接受的光的信息由透镜调整机构上调整上述聚光透镜的位置的工序。
在上述本发明的透镜调整方法中，其特征在于上述聚光透镜在透镜面的周围带有覆盖层面，上述第2受象体接受上述覆盖层面的反射光或透射光。
在上述本发明的透镜调整方法中，其特征在于上述衍射光栅为反射型衍射光栅。
在上述本发明的透镜调整方法中，其特征在于上述衍射光栅为透射型衍射光栅。
本发明的另外一种透镜调整方法，是在光学***统中所包含的聚光透镜的调整方法，其特征在于具有(a)使从光源射出的光大致成为平行光并入射到上述聚光透镜上的工序、(b)用反射型衍射光栅反射并衍射由上述聚光透镜所会聚的光的同时，把不同次数的2个衍射光的共用干涉光入射到上述聚光透镜的工序、(c)在成象透镜上使从上述聚光透镜出射的上述共用干涉光成象的工序、(d)在受象体上接受上述成象了的共用干涉光的工序和(e)在上述受象体受象了的共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相并根据上述位相由特性检测器得到上述聚光透镜的特性的工序。
本发明的另外一种透镜调整方法，是在光学***统中所包含的聚光透镜的调整方法，其特征在于具有(a)使从光源射出的光大致成为平行光并入射到上述聚光透镜上的工序、(b)用透射型衍射光栅透射并衍射由上述聚光透镜所会聚的光的同时把不同次数的2个衍射光的共用干涉光入射到上述第2聚光透镜上的工序、(c)使从上述第2聚光透镜出射的上述共用干涉光成象的工序、(d)在受象体上接受上述成象了的共用干涉光的工序和(e)在上述受象体受象了的共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相并根据上述位相由特性检测器得到上述聚光透镜的特性的工序。
在上述的透镜调整方法中，其特征在于上述特性检测器在上述共用干涉象中在通过连接上述衍射光的光轴的线上的多个测定点上获得该测定点上的光强度变化的位相、在假设上述测定点位置为X且上述位相为Y时用测定位置X的1次函数逼近上述位相Y并以该1次函数的1次的系数值评价上述光学***统的散焦量。
在上述的透镜调整方法中，其特征在于上述特性检测器在上述共用干涉象中在通过连接上述衍射光的光轴的线段的中点且相对于该线段在正方向和负方向上成规定角度的2条斜线上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相、在上述各自2条斜线上假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的二次函数或三次函数逼近上述位相Y并以该二次函数或三次函数的二次系数值评价彗形象差。
本发明的一种光学单元的调整方法，其特征在于具备有(a)准备具有由反射性材料组成的层、隔开规定间隔形成有多个平行的透光窗、横穿从上述光学单元出射的光的光轴配设并反射所入射的上述光的同时衍射透射过上述多个透光窗的光并使不同次数的2个衍射光干涉得到共用干涉象的反射·透射型衍射光栅的工序、(b)使上述衍射光栅移动到带有与光栅方向正交方向的方向成分的方向上的工序、(c)从上述共用干涉象检测出上述光学单元的特性的工序、(d)根据上述检测器的检测结果调整上述光学单元的工序、(e)使上述反射·透射型衍射光栅移动到上述光轴方向上的工序、(f)用受光元件接受由上述衍射光栅所反射的光的工序、(g)根据由上述受光元件所接受的光的强度调整上述受光元件的位置的工序。
本发明的另外一种光学单元的调整方法，其特征在于具备有(a)准备在由透光性材料组成的板的表面上隔开规定间隔设置多个平行的槽并用半透光性材料覆盖了该表面的衍射光栅、横穿从上述光学单元出射的光的光轴配设并反射所入射的上述光的同时衍射透射过上述多个透光窗的光并使不同次数的2个衍射光干涉得到共用干涉象的反射·透射型衍射光栅的工序、(b)使上述衍射光栅移动到带有与光栅方向正交方向的方向成分的方向上的工序、(c)从上述共用干涉象检测出上述光学单元的特性的工序、(d)根据上述检测器的检测结果调整上述光学单元的工序、(e)使上述反射·透射型衍射光栅移动到上述光轴方向上的工序、(f)用受光元件接受由上述衍射光栅所反射的光的工序、(g)根据由上述受光元件所接受的光的强度调整上述受光元件的位置的工序。
本发明的另外一种光学单元的调整方法，是带有透镜的光学单元的调整方法，其特征在于具备有(a)准备带有透明板和衍射从上述光学单元出射的光并形成不同次数的衍射光的共用干涉象的透射型衍射光栅的支架的工序、(b)使上述衍射光栅移动到横穿透过了上述透镜的光的光轴的工作位置上的工序、(c)从透过了配设在上述工作位置上的衍射光栅的上述共用干涉象检测出上述光学单元的特性的工序、(d)根据上述检测出的光学单元的特性调整上述光学单元的工序、(e)使上述透明板移动到横穿透过了上述透镜的光的光轴的工作位置上的工序、(f)从透过了配设在上述工作位置上的透明板的光的象检测出光强度分布的中心和上述透镜中心之间的位置偏离的工序、(g)根据上述检测出的位置偏离调整上述透镜的工序。
还有，本发明的一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在不通过连接上述2个衍射光的光轴的中点而与连接上述2个光轴的连线垂直的线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Y、上述位相为φ时用测定位置Y的2次或3次函数逼近上述位相φ并以该函数的2次系数值评价上述透镜的球面象差的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的中点且与连接上述2个光轴的直线成规定角度的线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Z、上述位相为φ时用测定位置Z的3次或4次函数逼近上述位相φ并以该函数的3次系数值评价上述透镜的球面象差的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的中点且与连接上述2个光轴的直线成规定角度的线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Z、上述位相为φ时用测定位置Z的1次或2次函数逼近上述位相φ并以该函数的1次系数值评价上述透镜的散焦量的工序。
在上述的透镜评价方法中，其特征在于上述2个衍射光为0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者为+1次衍射光和-1次衍射光。
本发明的另外一种透镜评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在不通过连接上述2个衍射光的光轴的中点且与连接上述2个光轴的直线垂直的线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Y、上述位相为φ时用测定位置Y的4次或5次函数逼近上述位相φ并以该函数的4次系数值评价上述透镜的5次球面象差的工序。
本发明的另外一种透镜评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中不通过连接上述2个衍射光的光轴的中点而在两侧夹着连接上述2个光轴的线段的垂直二等分线并取得与连接上述2个光轴的直线垂直的线段并在各线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Y1、Y2、上述位相为φ1、φ2时用测定位置Y1、Y2的4次或5次函数逼近上述位相φ1、φ2、假设该2个函数的4次系数值分别为a4、b4时用a4与b4之差评价上述透镜的5次球面象差的工序。
本发明的另外一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的中点且与连接上述2个光轴的直线成规定角度的线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Y、上述位相为φ时用测定位置Y的6次或7次函数逼近上述位相φ并以该函数的6次系数值评价上述透镜的7次球面象差的工序。
本发明的另外一种透镜评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中不通过连接上述2个衍射光的光轴的中点而在两侧夹着连接上述2个光轴的线段的垂直二等分线并取得与连接上述2个光轴的直线垂直的线段并在各线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Y1、Y2、上述位相为φ1、φ2时用测定位置Y1、Y2的6次或7次函数逼近上述位相φ1、φ2、假设该2个函数的6次系数值分别为a6、b6时用a6与b6之差评价上述透镜的7次球面象差的工序。
在上述的透镜评价方法中，其特征在于上述2个衍射光为0次衍射光和±1次衍射光中的某一方或者为+1次衍射光和-1次衍射光。
在上述的透镜评价方法中，其特征在于使上述衍射光栅移动的方向为带有与光栅方向正交方向的方向成分的方向。
在上述的透镜调整方法中，其特征在于使上述衍射光栅移动的方向为带有与光栅方向正交方向的方向成分的方向。
在上述的透镜调整方法中，其特征在于使上述衍射光栅移动到带有与光栅方向正交方向的方向成分的方向上。
下面对附图进行简单说明。
图1为以往的透镜象差检测方法(晃动法)及装置的概略构成及其原理的说明图。
图2为用图1所示的装置说明象差调整方法的图。
图3为以往别的的透镜象差检测方法(光强度测定法)及装置的概略构成及其原理的说明图。
图4为表示在图3所示的透镜象差检测方法中得到的象的图，(A)为调整前、(B)为调整后的象。
图5为表示与本发明相关的透镜象差评价装置的概略构成的图。
图6为表示从反射型衍射光栅产生的衍射光的图。
图7为表示在摄象元件上形成的共用干涉象的图。
图8为表示共用干涉象上的测定点的图。
图9为表示在图8所示的共用干涉象上的测定中的光强度的变化的图。
图10为表示象差的波阵面形状的图，(A)为散焦量、(B)为彗形象差、(C)为象散、(D)为球面象差的波阵面。
图11为表示在共用干涉上所呈现的干涉条纹的图，(A)为散焦量、(B)为彗形象差(彗形R成分)、(C)为彗形象差(彗形T成分)、(D)为象散、(E)为球面象差的干涉条纹。
图12为说明散焦量的评价方法的图，(A)为共用干涉上的测定点、(B)为把位相作为测定点坐标的1次函数进行拟合后的图。
图13为说明彗形R成分的评价方法的图，(A)为共用干涉上的测定点、(B)为把位相作为测定点坐标的二次函数进行拟合后的图。
图14为说明彗形T成分的评价方法的图，(A)为共用干涉上的测定点、(B)为把位相作为测定点坐标的二次函数进行拟合后的图。
图15为说明象散的评价方法的图，(A)为共用干涉上的测定点、(B)为把位相作为测定点坐标的1次函数进行拟合后的图。
图16为说明球面象差的评价方法的图，(A)为共用干涉上的测定点、(B)为把位相作为测定点坐标的三次函数进行拟合后的图。
图17为说明高次象差的评价方法的图，(A)为共用干涉上的测定点、(B)～(E)为把位相作为测定点坐标的函数进行拟合后的图。
图18为表示与其他实施例相关的透镜象差评价装置的概略构成的图。
图19为表示与其他实施例相关的透镜象差评价装置的概略构成的图。
图20为表示与其他实施例相关的透镜调整装置的概略构成的图。
图21为表示与其他实施例相关的透镜调整装置的概略构成的图。
图22为表示与其他实施例相关的透镜象差评价装置的概略构成的图。
图23为表示与其他实施例相关的透镜象差评价装置的概略构成的图。
图24为表示与其他实施例相关的透镜调整装置的概略构成的图。
图25为表示与其他实施例相关的透镜调整装置的概略构成的图。
图26为衍射光栅的部分放大剖视图。
图27为表示0次衍射光和+1次及-1次衍射光的共用干涉象的图。
图28为表示+1和及-1次衍射光的共用干涉象的图。
图29表示表示在特定的方向上形成了光栅槽的衍射光栅和在与此特定的方向成45°角的倾斜的方向上形成了光栅槽的衍射光栅的图。
图30为表示评价并修正光学单元的透镜***(物镜)的象差的装置的构成的图。
图31为包含于光学单元的光学***统的剖视图。
图32为表示从受象元件输出的信号电压差随光盘的光轴方向变化而变化的样子。
图33为表示光学单元调整装置的构成的图。
图34为表示透射·反射型衍射光栅的干涉象的图。
图35为表示显示于显示装置上的衍射光的干涉象的图。
图36为表示制作透镜的模具的状况的图。
图37为制作了的模具的剖视图。
图38为表示0次和±1次衍射光干涉后的状态的图。
图39为表示在干涉区域上设定的测定点的例的图。
图40为表示用一次函数拟合光强度的位相后的状态图。
图41为表示用三次函数拟合光强度的位相后的状态图。
图42为表示本发明的透镜评价装置的概略构成图。
图43为表示为求球面象差而在干涉区域所设定的测定点和用二次函数拟合在各测定点所测定的位相后的状态图。
图44为表示为求散焦量而在干涉区域所设定的测定点和用一次函数拟合在各测定点所测定的位相后的状态图。
图45为表示透镜评价装置的其他形式的图。
图46为表示为求球面象差而在干涉区域所设定的测定点和用三次函数拟合在各测定点所测定的位相后的状态图。
图47为以往的测定5次、7次球面象差的装置的概略构成图。
图48为表示与本发明相关的7次球面象差的检测方法的图。
图49为表示与本发明相关的象差检测装置的实施例的概略构成图。
图50为表示用于说明波阵面形状坐标系的图。
图51为表示由5次、7次球面象差所产生的干涉条纹的图。
图52为表示与本发明相关的5次球面象差的检测方法的图。
图53为表示与本发明相关的5次球面象差的检测方法的图。
图54为表示与本发明相关的5次球面象差的检测方法的图。
图55为表示与本发明相关的象差检测装置的实施例2的概略构成图。
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。实施例1
图5为表示透镜评价装置(***)20的概略构成。在***20中，作为光源的激光发生源21发射可干涉性的激光(例如氦氖激光)22。所发射的激光22由透镜23调整成略为平行的光24之后，由物镜25成象在反射型衍射光栅26上。由衍射光栅26反射的激光22，再次通过物镜25回到略平行光24，由配置在该物镜25和透镜23之间的半反射镜27反射后，投影到摄象元件(例如CCD传感器)28上。摄象元件28与信号处理装置29连接，由摄象元件28捕获的象通过信号处理装置29进行信号处理，并将处理结果显示在显示装置30上。
在该***20中，如图6所示，从衍射光栅26可以获得0次衍射光31、±1次衍射光31、±2次衍射光32、33…。又，通过适当设计衍射光栅26的槽间隔(光栅间距)、槽深度(光栅深度)，衍射光31可以在摄象元件28上结成图7所示的干涉象。适宜的设计条件将在后面说明。
当前，在0次衍射光(衍射象)31上，±1次衍射光(衍射圆)32、33处于相互不重叠并且相接的状态。以下，将这种不同次数的衍射光的干涉称为[共用]或者[共用干涉]，由干涉结成的象称为[共用干涉象]，连接衍射中心的轴(图7所示的X轴)称为[共用轴]，共用轴的方向称为共用方向。
当物镜25完全不包含象差，而且物镜25对衍射光栅26正确地对准了焦距时，例如，0次衍射光31和+1次衍射光32的干涉区域34以无模样的黑色形式表现，0次衍射光31和-1次衍射光33的干涉区域35以完全无影的白色形式表现。但是，现实的透镜都包含各种象差，根据象差的干涉条纹在干涉区域34、35中表现。
如果在干涉区域34、35中观察相隔两点的光强度，该两点的光强度会随物镜25的象差等显示出不同的值。又，例如，如果采用使用齿轮部件的适当的移动机构(图5中用符号36表示)，在与光栅槽垂直的方向上移动衍射光栅26，则干涉区域34、35中的两点的光强度按正弦曲线周期性变化。同时象差的不同以2个正弦曲线的相位差表现。
例如，如图8所示，如果观察0次衍射光31和+1次衍射光32的干涉区域34，在连接0次衍射光31的衍射圆中心O和+1次衍射光32的衍射圆中心O1的共用轴(X轴)上，测定距离该中心O和O1的中心等距离L的2点P1、Pn上的光强度随时间的变化，如图9所示，表示点P1的光强度变化的正弦曲线T1的相位φ(P1)和表示点Pn的光强度变化的正弦曲线Tn的相位φ(Pn)之间的相位差Δφ将表现出来，该相位差Δφ依赖于物镜25的象差。
当入射光为单色时所发生的象差称为单色象差，作为单色象差有球面象差、慧形象差、象散、象面弯曲、歪曲象差(赛德的5象差)。单色象差又依据象差的记叙方法不同而分类成光线象差和波阵面象差。该光线象差和波阵面象差可以相互变换，通常，波阵面象差用极坐标表示。
以下，为了简略说明，在本发明中，波阵面象差分成慧形象差、象散、球面象差、其他高阶象差、以及焦距错位(散焦)进行处理。
如图10(A)所示，散焦的波阵面37，当以平面波为基准时，以光轴为中心成旋转对称形，可以用数式(1)表示。
    φ＝m·(ξ2+η2)                                  (1)
     m：常数
因此，在ξ方向有2个衍射光干涉时，或者在η方向有2个衍射光干涉时，这些方向上的2个干涉光的强度差(即相位差)，在共用方向上可以用数式(2)、数式(3)表示。
    dφ/dξ＝2mξ                                      (2)
    dφ/dη＝2mη                                      (3)
这可以理解为当透镜没有其他象差时，散焦在共用干涉象上以图11(A)所示的干涉条纹表现。因此，如图12(A)所示，在共用干涉象39上，在连接0次衍射光31的衍射圆中心O和+1次衍射光32的衍射圆中心O1的共用轴(X轴)上，优选关于在通过中心O、O1并且和共用轴垂直的二等分线(Y轴)对称地取多个点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，让衍射光栅26在与其光栅槽垂直的方向上移动，求出各点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的相位变化，如图12(B)所示，将这些点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的X坐标和各点的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)在坐标上绘出，然后将绘出的点用1次函数逼近(拟合)，可以定量求出散焦量(数式(1)到数式(3)中的常数m)。
用信号处理装置24对散焦量评价的具体程序如以下所示。
(i)如图12(A)所示，在由摄象元件28接收的然后在显示装置30上显示的共用干涉象39上，确定衍射光(衍射圆)31、32的中心(光轴O、O1)以及共用轴(X轴)。
(ii)在共用轴(X轴)上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，优选这些测定点是关于连接光轴O、O1的二等分线(Y轴)左右对称配置。
(iii)驱动移动机构36，让衍射光栅26在与光栅槽垂直的方向上移动。
(iv)测定随衍射光栅26的移动而变化的测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的光强度。又，光强度通过对应于各测定点的位置处的摄象元件的输出信号获得。所测定的光强度对于各测定点呈正弦波变化。
(v)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)。对应于各测定点的光强度正弦波形，例如如图9所示，具有不同的相位。
(vi)将与各测定点的X轴坐标对应的光强度φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)，如图12(B)所示，绘制在直角坐标系上。
(vii)将所绘出的点用1次函数(φ＝m·x)拟合。
(viii)计算所拟合的1次函数的1次系数m，评价散焦量。
慧形象差，当以平面波为基准时，取图10(B)所示的波阵面，可以用数式(4)表示。
   φ＝m·η·(ξ2+η2)                             (4)
    m：常数
如数式(4)所示，慧形象差具有向次数大的方向(η方向：慧形方向)的方向性。该慧形方向并不和共用方向一致，有必要分别求出共用方向的慧形象差成分和与其垂直的慧形象差成分，然后通过其大小的比率求出慧形方向。
共用方向的慧形成分(即与光栅槽垂直方向的慧形象差成分，以下称为[慧形象差R成分])，可以用数式(5)表示。
   dφ/dη＝mR·(ξ2-3η2)                        (5)
又，当透镜没有其他象差时，慧形R成分在共用干涉象中，作为图11(B)所示的干涉条纹41表现。因此，在图13(A)中，在共用干涉象42上，在Y轴上，优选取相对于X轴对称的多个点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，一边让衍射光栅26在与光栅槽垂直的方向上移动一边求出各点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)，如图13(B)所示，将这些点的坐标(Y坐标)和各点的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)在坐标上绘出，然后将绘出的点用2次函数逼近，可以定量求出以该2次函数的2次系数(mR)为基础的慧形R成分(数式(4)中的常数mR)。
另一方面，与共用方向垂直的慧形成分(即与光栅槽平行方向的慧形象差成分，以下称为[慧形T成分])，可以用数式(6)表示。
    dφ/dξ＝mT·(2ξη)                            (6)
又，当透镜没有其他象差时，在共用干涉象中，作为图11(C)所示的干涉条纹41表现。因此，在图14(A)中，在共用干涉象上，在与X轴和Y轴的正方向和负方向成给定角度(例如45度)的Z、Z’轴上，优选取相对于X轴和Y轴的交点对称的多个点(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)、(R1，R2，…Rn-1，Rn)，一边让衍射光栅26在与其光栅垂直的方向上移动一边求出各点(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)、(R1，R2，…Rn-1，Rn)的相位，如图14(B)所示，将这些点的坐标Z、Z’和各点的相位φQ(φQ1，φQ2，…φQ(n-1)，φQn)、φR(φR1，φR2…φR(n-1)，φRn)在坐标上绘出，然后将绘出的点分别用2次函数(φ＝mr·x2，φ’＝mT’·x2)或者3次函数逼近，通过求出2次函数和3次函数的2次的系数(mT，mT’)的差，可以定量求出慧形T成分。
又，根据慧形R成分的系数mR和慧形T成分的差(mT-mT’)，可以求出慧形象差的方向。
评价慧形R成分的具体程序如以下所示。
(i)如图13(A)所示，共用干涉象42上，确定衍射光(衍射圆)31、32的中心(光轴O、O1)、共用轴(X轴)、以及连接光轴O、O1的垂直二等分线(Y轴)。
(ii)在垂直二等分线(X轴)上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，优选这些测定点是相对于X轴对称配置的。
(iii)让衍射光栅26在与光栅垂直的方向上移动。
(iv)测定各测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的光强度。
(v)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)。
(vi)将与各测定点的X轴坐标对应的光强度φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)，如图13(B)所示，绘制在直角坐标系上。
(vii)将所绘出的点用2次函数(φ＝mR·x2)拟合。
(viii)计算所拟合的2次函数的2次系数mR，评价慧形R成分。
评价慧形T成分的具体程序如以下所示。
(i)如图14(A)所示，共用干涉象44上，确定衍射光(衍射圆)31、32的中心(光轴O、O1)、共用轴(X轴)、以及连接光轴O、O1的垂直二等分线(Y轴)、通过X轴和Y轴的交点并且与相对于X轴的正方向(反时针方向)和负方向(顺时针方向)成给定角度(30°≤θ≤60°，优选45°)的Z、Z’轴。
(ii)在Z轴、Z’轴上分别确定多个测定点(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)、(R1，R2，…Rn-1，Rn)，优选这些测定点是相对于X轴和Y轴的交点对称配置的。
(iii)让衍射光栅26在与光栅垂直的方向上移动。
(iv)测定各测定点(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)、(R1，R2，…Rn-1，Rn)的光强度。
(v)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φQ(φQ1，φQ2，…φQ(n-1)，φQn)、φR(φR1，φR2，…φR(n-1)，φRn)。
(vi)将与各测定点的Z轴坐标和Z’轴坐标对应的光强度φQ(φQ1，φQ2，…φQ(n-1)，φQn)、φR(φR1，φR2，…φR(n-1)，φRn)，如图14(B)、(C)所示，绘制在直角坐标系上。
(vii)将所绘出的点用2次函数φ＝mT·x2，φ’＝mT’·x2拟合。
(viii)计算所拟合的2次函数的2次系数mT、mT’。
(ix)计算2次系数的差mT-mT’，评价慧形T成分。
(x)根据慧形R成分(mR)和慧形T成分的差(mT-mT’)的比值mR/(mT-mT’)评价慧形的方向。
象散，当以平面波为基准时，取图10(C)所示的波阵面45的形状。该象散相对于与某方向垂直的方向，相位呈2次函数分布。又，相互之间2次函数的符号相反，即具有向下凸出分布的轴(图10(C)的ξ轴)和具有向上凸出分布的轴(图10(C)的η轴)。可以重合该波阵面42的干涉条纹在ξ、η方向上共用时，作为分别的1次函数，表现为和共用轴垂直的条纹。(参照图10(D))但是，在和ξ、η方向的不同方向上共用时，作为关于和共用轴垂直的1次函数产生相位分布，产生和共用轴平行的干涉条纹。当在和ξ、η方向成45度角度的方向上共用时，相位分布仅仅出现在和共用轴垂直的轴上，干涉条纹称为和共用轴平行(图11(D)所示的干涉条纹)。因此，通过抽出和共用轴垂直的直线上的相位分布的1次函数，可以定量求出特定方向的象散。
具体讲，如图15(A)所示，在共用干涉象47上，在Y轴上，优选取相对于X轴对称的多个点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，一边让衍射光栅26在与光栅方向垂直的方向上移动，一边求出各点的相位φP(φP1，φP2…φP(n-1)，φPn)变化，如图15(B)所示，将这些点的坐标(Y坐标)和各点的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)在坐标上绘出，然后将绘出的点用1次函数逼近，可以定量求出象散。
此外，要检测特定方向的象散成分时，没有必要改变共用方向。但是，要检测象散方向和大小时，有必要在特定方向和与该特定方向成给定角度(45°)的另一方向实现上述的检测程序。这时，作为改变共用方向的方法，可以考虑将衍射光栅旋转，或者将透镜旋转，或者如图29所示，在特定方向上形成光栅槽300的第1衍射光栅301和在与该特定方向成给定角度(45°)的方向上形成光栅槽302的第2衍射光栅303的方法。
评价象散的具体程序如以下所示。
(i)如图15(A)所示，在共用干涉象47上，确定衍射光(衍射圆)31、32的中心(光轴O、O1)(图中未画出)、共用轴(X轴)、以及连接光轴O、O1的垂直二等分线(Y轴)。
(ii)在Y轴上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，优选这些测定点是相对于X轴对称配置的。
(iii)让衍射光栅26在与光栅垂直的方向上移动。
(iv)测定各测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的光强度。
(v)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)。
(vi)将与各测定点的X轴坐标对应的光强度φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)，如图15(B)所示，绘制在直角坐标系上。
(vii)将所绘出的点用1次函数(φ＝m·x)拟合。
(viii)计算所拟合的1次函数的1次系数m，评价象散。
如图10(D)所示，当以平面波为基准时，球面象差的波阵面44以光轴为中心成旋转对称形，可以用数式(7)表示。
    φ＝d·(ξ2+η2)2                               (7)
    d：常数
因此，在ξ方向共用时，或者在η方向共用时，这些方向上的2个干涉光的强度差(即相位差)，在共用方向上可以用数式(8)、数式(9)的3次函数表示。
    dφ/dξ＝2d(ξ2+η2)(2ξ)                        (8)
    dφ/dη＝2d(ξ2+η2)(2η)                        (9)
这可以理解为当透镜没有其他象差时，球面象差在共用干涉象上以图11(E)所示的干涉条纹表现。因此，如图16(A)所示，在共用干涉象50上，在X轴上，优选相对于通过中心O、O1并且和共用轴垂直的二等分线(Y轴)对称地取多个点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，让衍射光栅26在与其光栅槽垂直的方向上移动，求出各点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的相位变化，如图16(B)所示，将这些点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的X坐标和各点的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)在坐标上绘出，然后将绘出的点用3次函数逼近(拟合)，可以定量求出球面象差(数式(7)到数式(9)中的常数d)。
评价球面象差的具体程序如以下所示。
(i)如图16(A)所示，在干涉象50上，确定衍射光(衍射圆)31、32的中心(光轴O、O1)以及共用轴(X轴)。
(ii)在X轴上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，优选这些测定点是相对于连接光轴O、O1(图中未画出)线段的二等分线(Y轴)左右对称配置。
(iii)让衍射光栅26在与光栅垂直的方向上移动。
(iv)测定测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的光强度。
(v)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)。
(vi)将与各测定点的X轴坐标对应的光强度φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)，如图16(B)所示，绘制在直角坐标系上。
(vii)将所绘出的点用3次函数(φ＝m·x3)或者4次函数拟合。
(viii)计算所拟合的函数的3次系数m，评价球面象差。
高阶象差，包含除上述散焦、慧形象差、象散、球面象差以外的象差成分。因此，通过求出在评价散焦、慧形象差、象散、球面象差时拟合的函数(1次函数、2次函数以及3次函数)和相位的残差，可以定量把握。
具体讲，如图17(A)所示，在共用干涉象51上，在X轴、Y轴、和X轴正方向以及负方向成给定角度的Z、Z’轴上，取相对于X轴和Y轴的交点(共用中心点)对称的多个点(P1，P2，…Pn-1， Pn)、(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)、(R1，R2，…Rn-1，Rn)、(S1，S2，…Sn-1，Sn)，一边让衍射光栅26在与光栅垂直的方向上移动一边求出各点的相位变化和相位差，如图17(B)、(C)、(D)、(E)所示，将这些点的坐标和各点的相位差在坐标上绘出，然后将绘出的点P、R、S分别用2次函数拟合，同时将点Q用3次函数拟合，通过求出2次函数以及3次函数和绘出的相位值之间的残差，可以定量评价高阶象差。
评价高阶象差的具体程序如以下所示。
(i)如图17(A)所示，共用干涉象51上，确定连接光轴O、O1的共用轴(X轴)、连接光轴O、O1的线段的垂直二等分线(Y轴)、通过X轴和Y轴的交点并且与相对于X轴的正方向(反时针方向)和负方向(顺时针方向)成给定角度(30°≤θ≤60°，优选45°)的Z、Z’轴。
(ii)在Y轴、Z、Z’轴、X轴上分别确定多个测定点P(P1，P2，…Pn-1，Pn)、Q(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)、R(R1，R2，…Rn-1，Rn)、S(S1，S2，…Sn-1，Sn)，优选这些测定点是相对于X轴和Y轴的交点对称配置的。
(iii)让衍射光栅26在与光栅垂直的方向上移动。
(iv)测定各测定点P、Q、R、S的光强度。
(v)求出各测定点的光强度正弦波形的相位。
(vi)将各测定点的光强度的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)、φQ(φQ1，φQ2，…φQ(n-1)，φQn)、φR(φR1，φR2，…φR(n-1)，φRn)、φS(φS1，φS2，…φS(n-1)，φSn)，如图17(B)、(C)、(D)、(E)所示，绘制在直角坐标系上。
(vii)将所绘出的点(φP、φQ、φR)用2次函数φP＝m·x2，φQ＝mT·x2，φR＝mR·x2拟合。同样将所绘出的点(φS)用3次函数φP＝m·x3或者4次函数拟合。
(viii)计算所拟合的函数和各测定点中相位(φP、φQ、φR、φS)之间的残差(ΔφP、ΔφQ、ΔφR、ΔφS)。
(ix)根据残差(ΔφP、ΔφQ、ΔφR、ΔφS)评价高阶象差。在评价高阶象差时，也可以采用该残差的均方差。
图18为表示另一透镜评价***60。在该图所示的透镜评价***60中，作为光源的激光发生源61发射可干涉性的激光62。该激光具有可干涉性，例如可以利用氦氖激光。在这一点上，在以下的实施例中也是同样。所发射的激光62由透镜63调整成略为平行的光64之后，通过物镜65照射到反射型衍射光栅66上。来自衍射光栅66的衍射光67，再次入射到物镜65。衍射光栅66设计成0次衍射光和+1次衍射光以及-1次衍射光在物镜65的瞳面68上产生共用干涉。该共用干涉光由物镜65回到略平行光，由配置在该物镜65和透镜63之间的半反射镜69改变成约90°方向，由成象透镜70成象在摄象元件71(例如CCD传感器)上。摄象元件71与信号处理装置72连接，由摄象元件71捕获的共用干涉象通过信号处理装置72行信号处理，并将处理结果显示在显示装置73上。然后，衍射光栅66由具有例如齿轮部件的移动机构74沿与光栅槽垂直的方向移动，用信号处理装置72以及显示装置73评价上述散焦量以及物镜65的各种象差。此外，为了在摄象元件71上正确成象共用干涉象，也可以设置能在光轴方向(图18的左右方向移动衍射光栅66的移动机构75。又，移动机构75优选采用在支撑衍射光栅66的框架和支撑该框架的的基台之间采用多个螺钉连接，通过拧动该螺钉可以进行位置调整的构成。此外，在以下说明的实施例中移动、旋转、倾斜各种部件(例如，透镜、光源、衍射光栅、摄象元件等以及包含这些的光学***统)的机构既可以采用同样的构成，也可以采用齿轮部件构成。
图19为表示另一透镜评价***80。在该图所示的透镜评价***80中，作为光源的激光发生源81发射激光82。所发射的激光82由透镜83调整成略为平行的光84之后，通过物镜85照射到反射型衍射光栅86上。来自衍射光栅86的衍射光87入射到透镜88。衍射光栅86设计成0次衍射光和+1次衍射光以及-1次衍射光在物镜85的瞳面89上产生共用干涉。该共用干涉光由透镜88回到略平行光，由成象透镜90成象在摄象元件91上。摄象元件91与信号处理装置92连接，由摄象元件91捕获的共用干涉象通过信号处理装置92行信号处理，并将处理结果显示在显示装置93上。然后，衍射光栅86由具有例如齿轮部件的移动机构94沿与光栅槽垂直的方向(图19的上下方向)移动，用信号处理装置92以及显示装置93评价上述散焦量以及物镜88的各种象差。此外，为了在摄象元件91上正确成象共用干涉象，也可以设置能在光轴方向(图19的左右方向)移动衍射光栅86的移动机构95。又，为了消去评价后的散焦，也可以设置和透镜88一起沿光轴移动衍射光栅86的另一移动机构96。
图20为表示另一透镜评价***100。在该图所示的透镜调整***100中，作为光源的激光发生源101发射激光102。所发射的激光102由透镜103调整成略为平行的光104之后，通过半反射镜105、反射镜106反射，由物镜107成象到反射型衍射光栅108上。来自衍射光栅108的衍射光109入射到物镜107。衍射光栅108设计成0次衍射光和+1次衍射光以及-1次衍射光在物镜107的瞳面上产生共用干涉。该共用干涉光由物镜107回到略平行光，经过反射镜106、半反射镜105，由成象透镜110成象在摄象元件111上。摄象元件111与信号处理装置112连接，由摄象元件111捕获的共用干涉象通过信号处理装置112行信号处理，并将处理结果显示在显示装置113上。然后，衍射光栅108由具有例如齿轮部件的移动机构114沿与光栅槽垂直的方向(图20的左右方向)移动，用信号处理装置112以及显示装置113评价上述散焦量以及物镜107的各种象差。此外，为了在摄象元件111上正确成象共用干涉象，也可以设置能在光轴方向(图20的上下方向)移动衍射光栅108的移动机构116。又，为了消去评价后的散焦，以包含激光发生源101、透镜103、集光透镜107的光学***117作为整体，或者只包含激光发生源101单独，也可以设置沿光轴方向或者与其垂直方向(X、Y方向)可以移动的另一移动机构117。此外，透镜调整***100具有让物镜的X、Y方向倾斜，可以调整以光轴中心的方向(即旋转)的另一调整机构118，可以调整由信号处理装置112等评价的物镜107的象差(例如慧形象差)。
图21为表示另一透镜评价***120。在该图所示的透镜调整***120中，作为光源的激光发生源121发射激光122。所发射的激光122由透镜123调整成略为平行的光124之后，由物镜125照射到透射型衍射光栅126。来自衍射光栅126的衍射光127入射到透镜128。衍射光栅126设计成0次衍射光和+1次衍射光以及-1次衍射光在透镜128的瞳面上产生共用干涉。该共用干涉光由透镜128回到略平行光，由成象透镜129成象在摄象元件130上。摄象元件130与信号处理装置131连接，由摄象元件130捕获的共用干涉象通过信号处理装置131进行信号处理，并将处理结果显示在显示装置132上。然后，衍射光栅126由具有例如齿轮部件的移动机构133沿与光栅槽垂直的方向(图21的左右方向)移动，用信号处理装置131以及显示装置132评价上述散焦量以及物镜125的各种象差。此外，为了在摄象元件130上正确成象共用干涉象，也可以设置能在光轴方向(图21的上下方向)移动衍射光栅126的移动机构134。又，为了消去评价后的散焦，以包含激光发生源121、透镜123、物镜125的光学***135作为整体，或者只包含激光发生源121单独，也可以设置沿光轴方向或者与其垂直方向(X、Y方向)可以移动的另一移动机构136。此外，透镜调整***120具有让物镜125的X、Y方向倾斜，可以调整以光轴中心的方向(即旋转)的另一调整机构137，可以调整由信号处理装置131等评价的物镜125的象差(例如慧形象差)。
图22为表示透镜调整***140。在该图所示的透镜调整***140中，作为光源的激光发生源141发射激光142。所发射的激光142由光束扩展器143放大成略为平行光之后，由半反射镜144反射，入射到支撑台145所支撑的物镜146上。物镜146在透镜球面147的周围具有平坦的波动面148，不仅在透镜球面147上，而且在波动面148上也有光入射。
入射到波动面148的光在该波动面148上反射，在透过半反射镜144之后，在另一半反射镜149处反射，由成象透镜150成象在摄象元件(第2受象体)151上。对应于摄象元件151所接受的象的信号传送给显示装置152，显示装置152对来自摄象元件151的信号进行处理，显示出波动面148的象。因此，观察显示装置152上所显示的象，可以判定物镜146相对于光轴153是否正确配置。当物镜146相对于光轴153没有在正确位置上时，用支撑台移动机构154，在光轴153的方向以及/或者与其垂直的方向上移动支撑台145，同时如果有必要绕光轴153旋转支撑台145以及/或者相对于光轴153进行倾斜调整。
入射到物镜146的透镜球面147的光成象在反射型衍射光栅155上。来自衍射光栅155的衍射光入射到物镜146。和上述实施例相同，衍射光栅155设计成0次衍射光和+1次衍射光以及-1次衍射光在物镜146的瞳面上产生共用干涉。该共用干涉光由物镜146回到略平行光156，通过半反射镜144、149，由成象透镜157成象在摄象元件158上。对应于摄象元件158所接受象的信号传送给信号处理装置159，信号处理装置159对来自摄象元件158的信号进行处理，并在显示装置160上显示共用干涉象。然后，采用该信号处理装置159和显示装置160，如上述那样对物镜146的各种象差进行评价。在这些象差中通过移动物镜146可以最小化的象差，通过采用支撑台移动机构154移动、倾斜、旋转物镜146进行最小化或者消去。
此外，和上述实施例相同，对于衍射光栅155，除了在与光栅垂直的方向上移动该衍射光栅155的机构161以外，也可以设置在光轴153的方向移动衍射光栅155的机构161、旋转衍射光栅155的机构162、调整衍射光栅的倾斜的机构163。
又，也希望对物镜146以外的透镜、光源等设置移动机构，根据需要进行调整。
图23为表示另一透镜调整***170。在该图所示的透镜调整***170中，作为光源的激光发生源171发射激光172。所发射的激光172由光束扩展器173扩大成略为平行光之后，由半反射镜174反射，入射到支撑台175所支撑的物镜176上。物镜176在透镜球面177的周围具有平坦的波动面178，不仅在透镜球面177上，而且在波动面178上也有光入射。
入射到波动面178的光在该波动面178上反射，在透过半反射镜174之后，由成象透镜175成象在摄象元件(第2受象体)179上。对应于摄象元件179所接受的象的信号传送给显示装置180，显示装置180对来自摄象元件179的信号进行处理，显示出波动面178的象。因此，观察显示装置180上所显示的象，可以判定物镜176相对于光轴181是否正确配置。当物镜176相对于光轴181没有在正确位置上时，用支撑台移动机构182，在光轴181的方向以及/或者与其垂直的方向上移动支撑台175，同时如果有必要绕光轴181旋转支撑台175以及/或者相对于光轴181进行倾斜调整。
入射到物镜176的透镜球面177的光成象在透过型衍射光栅183上。透过衍射光栅183的衍射光入射到透镜184。和上述实施例相同，衍射光栅183设计成0次衍射光和+1次衍射光以及-1次衍射光在透镜184的瞳面上产生共用干涉。该共用干涉光由透镜184回到略平行光，由成象透镜185成象在摄象元件186上。对应于摄象元件186所接受象的信号传送给信号处理装置187，信号处理装置187对来自摄象元件186的信号进行处理，并在显示装置188上显示共用干涉象。然后，采用该信号处理装置187和显示装置188，如上述那样对物镜176的各种象差进行评价。在这些象差中通过移动物镜176可以最小化的象差，通过采用支撑台移动机构182移动、倾斜、旋转物镜176进行最小化或者消去。
此外，和上述实施例相同，对于衍射光栅183，除了在与光栅垂直的方向上移动该衍射光栅183的机构189以外，也可以设置在光轴181的方向和透镜184共同移动衍射光栅183的机构190、旋转衍射光栅183的机构191、调整衍射光栅的倾斜的机构(图中未画出)。
又，也希望对其他透镜、光源等设置移动机构，根据需要进行调整。
图24为表示另一透镜调整***200。在该图所示的透镜调整***200中，激光201入射到和光轴202略平行的物镜203上。透过物镜203的光成象在透过型衍射光栅204上。衍射光栅204产生的衍射光入射到透镜205。和上述实施例相同，衍射光栅204设计成0次衍射光和+1次衍射光以及-1次衍射光在透镜205的瞳面上产生共用干涉。该共用干涉光由透镜205回到略平行光，一部分通过半反射镜206反射，由成象透镜207成象在摄象元件208上。对应于摄象元件208所接受象的信号传送给显示装置209，显示装置209对来自摄象元件208的信号进行处理，并显示透过透镜205的光的象。因此，通过观察显示装置209上所显示的象，可以判定物镜203的光轴是否与光轴202正确一致。例如，当物镜203相对于光轴202没有在正确位置上时，用和光轴202垂直方向上移动物镜203的透镜移动机构210，让物镜203的光轴和光轴202一致。
透过半反射镜206的光，由成象透镜211成象在摄象元件212上。对应于摄象元件212所接受象的信号传送给信号处理装置213，信号处理装置213对来自摄象元件212的信号进行处理，并在显示装置214上显示共用干涉象。然后，采用该信号处理装置213和显示装置214，如上述那样对物镜203的各种象差进行评价。在这些象差中通过移动物镜203可以最小化的象差，通过采用在光轴方向上移动物镜203的机构215、对物镜203进行倾斜调整的机构216、如果有必要采用透镜移动机构210对物镜203进行移动、倾斜、旋转，来最小化或者消去。
此外，和上述实施例相同，对于衍射光栅204，除了在与光栅垂直的方向上移动该衍射光栅204的机构217以外，也可以设置在光轴202的方向和透镜205共同移动衍射光栅204的机构218、旋转衍射光栅204以及调整衍射光栅的倾斜的机构(图中未画出)。
又，也希望对其他透镜、光源等设置移动机构，根据需要进行调整。
图25为表示另一透镜调整***220。在该图所示的透镜调整***220中，激光221入射到和光轴222略平行的物镜223上。透过物镜223的光成象在透过型衍射光栅224上。衍射光栅224产生的衍射光入射到透镜225。和上述实施例相同，衍射光栅224设计成0次衍射光和+1次衍射光以及-1次衍射光在透镜225的瞳面上产生共用干涉。该共用干涉光由透镜225回到略平行光，由成象透镜226成象在摄象元件227上。对应于摄象元件227所接受象的信号传送给信号处理装置228。信号处理装置228对来自摄象元件227的信号进行处理，并在显示装置229上显示共用干涉象。然后，采用该信号处理装置228和显示装置229，如上述那样对物镜223的各种象差进行评价。在这些象差中通过移动物镜223可以最小化的象差，通过采用在光轴方向上移动物镜223的机构230、在和光轴垂直的方向上移动物镜223的机构231、对物镜223进行倾斜调整的机构232、物镜223进行移动、倾斜，来最小化或者消去。
又，通过观察显示装置229上所显示的象，可以判定成象透镜226的成象位置上摄象元件227是否正确配置。当摄象元件227没有配置在成象位置上时，采用移动机构228在光轴方向上移动摄象元件227调整到正确位置。又，和上述实施例相同，对于衍射光栅224，除了在与光栅垂直的方向上移动该衍射光栅224的机构229以外，也可以设置在光轴方向和透镜225共同移动衍射光栅224的机构230、旋转衍射光栅224以及调整衍射光栅的倾斜的机构(图中未画出)。进一步，也希望对其他透镜、光源等设置移动机构，根据需要进行调整。
本发明所采用的衍射光栅有反射型衍射光栅和透过型衍射光栅。这样的衍射光栅，如图26所示，是在具有给定折射率(nk)的材料(例如聚碳酸脂)所形成的基板241的表面上，以给定的间隔(光栅间距：Pk)，在给定方向上形成具有给定深度(光栅深度：dk)的给定幅度(光栅幅度：Pm)的光栅槽242。又，对于反射型衍射光栅，在形成光栅槽242的表面上蒸镀铝等反射性材料，形成薄薄的一层反射膜(图中未画出)。此外，在图26中虽然没有画出，在衍射光栅形成光栅的表面上希望覆盖由适当的材料(例如聚碳酸脂)构成的保护膜。又，在衍射光栅的光栅面附近设置封面玻璃，也可以以此保护衍射光栅。进一步，作为反射型衍射光栅，也可以利用光盘或者其一部分。
该光栅的间距Pk等对0次衍射光和±1次衍射光之间的对比度、共用干涉象的大小、共用的衍射光给予大的影响。具体讲，光栅间距Pk影响衍射角，随着光栅间距Pk的减小，衍射光的衍射角越大。其结果，共用干涉象变小。相反光栅间距Pk越大，衍射光的衍射角越小，共用干涉象就越大。又，共用干涉象的大小与光的波长λ、集光透镜(物镜)的开口数A(＝sinθs，θs：从集光透镜向衍射光栅入射的光的入射角)有关。
衍射光的强度，进一步共用干涉象的对比度与衍射光栅的光栅深度dk，格子占空比：Pm/Pk，以及光的波长λ、衍射光栅的折射率nk有关。
根据以上的情况，如图27所示，当让0次衍射光和+1次衍射光或者-1次衍射光干涉获得共用干涉象时，优选满足以下条件设计衍射光栅。
0.8≤Pk·(A/λ)≤1.2
0.5≤dk·(nk-1)·(8/λ)≤2
0.2≤du≤0.8
     Pk：光栅间距
     dk：光栅深度
     du：格子占空比(＝光栅槽的宽度/光栅间距)
     A：衍射光栅的开口数A(＝sinθs，θs：从集光透镜向
        衍射光栅入射的光的入射角)
     nk：衍射光栅的折射率
    λ：光的波长
最好的条件为：
    Pk·(A/λ)＝1
    dk·(nk-1)·(8/λ)＝1
    du＝0.5
如图28所示，当让+1次衍射光和-1次衍射光干涉获得共用干涉象时，有必要在不发生0次衍射光的条件下设计衍射光栅，这时的条件如下所示。
    0.8≤Pk·sin(θs/2)/λ≤1.2
    0.8≤dk·(nk-1)·(4/λ)≤1.2
    0.4≤du≤0.6
最好的条件为：
    Pk·sin(θs/2)/λ＝1
    dk·(nk-1)·(4/λ)＝1
    du＝0.5
然而，衍射光栅并不一定要求满足上述条件，例如也可以按以下的条件设计。
设计条件
    0.8≤Pk·(A/λ)≤1.2
    0.5≤dk·(nk-1)·(4/λ)≤2
    0.2≤du≤0.8
设计条件
    0.8≤Pk·sin(θs/2)/λ≤1.2
    0.8≤dk·(nk-1)·(4/λ)≤1.2
    0.4≤du≤0.6
又，在以上的说明中，在本发明的实施例中，虽然是沿与光栅方向(光栅槽)垂直的方向移动衍射光栅，沿具有与光栅方向垂直的成分的方向，即相对于光栅方向是斜方向进行移动，也可以获得相同效果。
以上说明表明，依据有关本实施例的透镜评价方法，评价装置、调整方法、调整装置，采用在共用干涉象的多个点上求出光强度变化的相位的简单方法，不需要求出波阵面形状，就可以求出透镜的特性(散焦量、慧形象差、象散、球面象差、高阶象差)。又，计算光强度变化的相位的点数，最少2点就可以满足，可以在短时间内评价透镜的特性，或者进行调整。实施例2
图30为表示利用衍射干涉法调整光学单元(光头)的物镜的装置。在该调整装置中，光学单元400的光源(例如半导体激光)402所产生的光通过物镜404射出。在物镜404的成象位置上配置透过型衍射光栅406，入射到透过型衍射光栅406的光，分解成例如0次、±1次、±2次…的次数的衍射光。在图示的调整装置中，在校准透镜408的开口区域，让0次衍射光和+1次衍射光，或者0次衍射光和-1次衍射光部分重叠产生干涉条纹，来设计透过型衍射光栅以及其他光学要素。
透过校准透镜408的光由成象透镜410成象在摄象元件412。在摄象元件412上所成的象中，0次衍射光和±1次衍射光的干涉区域包含由散焦形成的干涉条纹(参照图11(A))、由慧形象差形成的干涉条纹(参照图11(B)、(C))、由象散形成的干涉条纹(参照图11(D))、由球面象差形成的干涉条纹(参照图11(E))。一般，这些象差复合发生，实际上获得的干涉条纹是这些干涉条纹重叠的模样。但是，当物镜404正确地与衍射光栅406对准了焦距时，在干涉区域将不出现任何模样(参照图11(F))
干涉条纹中的各点具有固有的相位。因此，在上述衍射干涉法中，以一定速度沿和光轴401垂直的方向移动衍射光栅406，在衍射光的干涉区域取多个点，求出某一点的光强度的变化和另一点的光强度的变化的相位差，通过解析该相位差，可以评价各象差，调整成象透镜等光学要素。
简单说明受象元件的位置调整。如图31所示，在光学单元400中，光源402生成的光，由校准透镜420调整成略平行光，在透过光束分叉器422之后，通过物镜424入射到目的位置(例如光盘)。入射到光盘426的光，成为包含该光盘426所含信息的反射光和入射光相反的方向行进，由物镜424再次调整成略平行光之后，在光束分叉器422处反射，由受光透镜428集束。所集束的光，入射到第2光束分叉器430，分割成和入射方向大致垂直的方向行进的第1光束432和透过第2光束分叉器430的第2光束434。又，第2光束434由反射镜436反射，沿和第1光束432大致平行的方向。然后，第1和第2光束432、434分别入射到第1和第2受象元件438、440上。
在此，由于第2光束434在第2光束分叉器430的下侧偏向，第1光束432的成象位置442和第2光束434的成象位置444在与这些光束平行的方向上错位。又，第1受象元件438配置在第1光束432的成象位置442的眼前侧，而第2受象元件440配置在第2光束434的成象位置444的远方。
因此，如果光盘426朝接近成象透镜424的方向上移动，第1光束432的成象位置442和第1受象元件438之间的距离增大，第2光束434的成象位置444和第2受象元件440之间的距离缩小。相反，如果光盘426朝远离成象透镜424的方向上移动，第1光束432的成象位置442和第1受象元件438之间的距离缩小，第2光束434的成象位置444和第2受象元件440之间的距离增大。又，当成象位置和受象元件之间的距离增大受象元件所接受的象的光强度降低，相反，当成象位置和受象元件之间的距离缩小受象元件所接受的象的光强度增强。又，受象元件的输出电压根据所接受象的光强度变化。为此，第1和第2的受象元件438、440的输出电压差V，根据物镜424和光盘426之间的距离，按图32所示变化。
然后，在光学单元400中，第1和第2受象元件438、440的输出电位差V尽量设定大，尽管由于在光头旋转中产生的光头的光轴方向的变移也能正确再现所记录的信息或者光头也能正确记录信息，来调整第1和第2受象元件438、440的位置。具体讲，在实际调整中，光头或者与此相当的部件在光轴方向上振动，这时测定第1和第2受象元件438、440所输出信号的电压，让这两个电压之差成为最大来调整第1和第2受象元件438、440的位置。
然后，说明物镜的中心和透过该物镜所成的象中光强度分布的中心之间的位置错位的调整。在该调整中，从光学单元400射出的光通过成象透镜入射到摄象元件412，该摄象元件412所接受的象由处理部414进行处理后，在图象显示部416进行显示，检测该象的中心和该象中光强度分布的中心(最大光强度位置)之间的位置错位，根据检测结果，在和光轴401垂直的平面上移动物镜404，消除该位置错位。
这样，上述3个调整有必要是不同的构成。即，透镜系的象差调整(修正)需要衍射光栅，受象元件的位置调整需要反射部件，物镜的位置错位调整不需要这些部件。
为此，光学单元，必须首先在第1调整位置修正透镜径的象差，然后在第2调整位置调整受象元件的位置，然后在第3调整位置调整物镜的位置错位。其结果，由于有必要在第1到第3的位置移动光学单元，仅仅是搬送的时间就使得调整所需时间变大就成为新的课题。以下说明的多个实施例正是为了解决上述问题。
如图33所示，评价光学单元400的光学特性的装置450是在光学单元400的光轴401上从该光学单元400的物镜424一侧开始依次配置衍射光栅单元452、校准透镜单元454、成象透镜456、摄象元件(光电变换元件：CCD)458。摄象元件458与图象处理部460连接，图象处理部460与显示部462(例如CRT)连接，摄象元件458所输出的信号由图象处理部460处理，处理结果可以由显示部462显示。
衍射光栅单元452包括横切光轴401配置衍射光栅454。又，衍射光栅单元452还包括沿和光轴401垂直方向(图面的水平方向)以一定速度移动衍射光栅454的水平移动机构464、在与光轴401平行的方向(图面的上下方向)让衍射光栅454振动的垂直移动机构466。此外，该水平移动机构464、垂直移动机构466优选采用利用齿轮部件的微动机构。
衍射光栅454是透过、反射型衍射光栅，是在透光性材料构成的表面上覆盖反射性、不透光性的材料构成的层(图中未画出)，同时在该层上按一定间隔并列形成多个光学槽(可以透光的窗户)468的振动型衍射光栅。该透过、反射型衍射光栅可以用在透光性材料构成的表面上按一定间隔设置的多条平行槽的相位型衍射光栅的上述表面上由半透光性材料的覆膜覆盖的相位型衍射光栅。因此，入射到衍射光栅454的光，其一部分发射到和入射方向相反的方向，剩下的一部分通过光学槽468透过。然后，光学槽468形成入射光的0次、±1次、±2次…的次数的衍射光，在校准透镜454的开口区域，让0次衍射光和+1次衍射光，或者0次衍射光和-1次衍射光部分重叠产生干涉条纹，来进行设计。
以下说明采用以上构成的光学单元450的评价程序。在该评价程序中，光学单元450的光源(例如半导体激光)402所产生的光，通过物镜424射出，入射到衍射光栅454。入射到衍射光栅454的光的一部分，在光学槽468处衍射，形成0次、±1次、±2次…的次数的衍射光。在该衍射光中0次衍射光和±1次衍射光，在校准透镜454的开口区域相互重叠(干涉)，在这些干涉区域(共用区域)产生干涉条纹(共用干涉象)。然后由校准透镜454校准后的光由物镜458成象，摄象元件458受象。摄象元件458作成对应于所接受的象的光的一连电信号，并将该电信号输出给图象处理部460。图象处理部460处理所接受的信号，并将摄象元件458所接受的象在显示部462上显示。
在评价透镜系的象差时，驱动水平移动机构464，在水平方向移动衍射光栅454。由此，在显示部462上显示的共用干涉象中各点的光强度的相位变化。因此，采用上述衍射干涉法，设定共用干涉象上的多个点，求出这些点上的光强度的相位差，评价各种象差((散焦量、球面象差、慧形象差、象散等)。又，根据象差评价结果，调整光学单元400的透镜系。例如根据象差评价结果调整物镜424时，操作支撑该物镜424的第1调整机构470，调整相对于光轴401的物镜424的设定角度。
在调整受象元件438、440的位置时，驱动垂直移动机构466，在光轴方向上往返移动衍射光栅454。由此，如已经说明的那样，让两个受象元件438、440所接收象的光强度以及对应于该光强度所输出的电压变化。然后，与两个受象元件438、440连接的信号处理部472是在这些受象元件438、440所输出的电压差的基础上，驱动驱动部474，移动支撑受象元件438、440的支撑部，让受象元件438、440的输出电压差的变动幅度到达最大来调整受象元件438、440的位置。
图34为表示另一实施例。在本实施例中，衍射光栅单元480包括配置在物镜424和校准透镜454之间的框架482。在框架482上支撑着上述透过、反射型衍射光栅470和具有给定厚度的透明板484。作为透过、反射型衍射光栅470可以采用上述两种透过、反射型衍射光栅中的任一个。又，衍射光栅470通过水平移动机构486连接框架482，衍射光栅470可以在相对框架482在水平方向以一定速度移动。另一方面，框架482通过手动或者机电的驱动机构488，透明板484可以在横切光轴401的位置(参照图34)，以及衍射光栅470横切光轴401的位置(图中未画出)之间移动。
在本实施例中计算透镜系的象差时，衍射光栅470在横切光轴401的位置设定框架482，和上述实施例相同，一边用水平移动机构486移动衍射光栅470，一边利用在显示部462所显示的共用干涉象求出透镜系的象差，例如调整物镜424的相对于光轴401的角度。
在物镜424的位置错位调整中，首先采用在显示部462所显示的象，判定摄象元件458所接收的象的中心和该象的光强度分布的中心是否一致。然后，当两中心不一致时，操作支撑物镜424的调整机构490，在水平方向移动物镜424，让两中心一致。
具体讲，如图35所示，从在显示部462所显示的圆形象的轮廓求出物镜424的中心坐标O(0，0)，然后，在求出象中各象素(坐标(Xs，Ys))的光强度Is之后，对各象素计算Xs×Is、Ys×Is。然后对各象素求出的Xs×Is、Ys×Is分别进行累计，计算∑(Xs×Is)、∑(Ys×Is)，然后判断∑(Xs×Is)、∑(Ys×Is)是否为0，当该累计值不是0或者没有进入接近0的给定范围，根据该累计值，通过在物镜424水平面上平行移动物镜424，进行同样的处理或者计算，让累计值变成0或者进入到接近0的规定范围，调整物镜424的位置。
此外，在上述实施例中，光学单元400的象差调整和物镜424的位置错位调整在同一场所进行，也可以设置在光轴方向上移动框架482上的衍射光栅454设置在垂直移动机构(参照图33)，包含受象元件438、440的位置调整的3个调整在同一场所可以实行。
如以上的说明那样，依据有关实施例2的光学单元调整装置，可以让现有的各个装置以及场所所进行的多个调整作业(光学单元的象差调整、成象透镜的位置错位调整、受光元件的位置调整)中至少2个调整在同一场所进行，可以短缩光学单元的整个调整时间。实施例3
是否能正确测定散焦和球面象差可能会受到在物镜制造过程中在该物镜的中心部产生的凹部或者凸部所左右。
具体讲，在制造物镜的过程中，包含首先是制造确定物镜的外形的模具的工序，其次是在模具中注入透镜材料的工序。又，在模具的制造过程中，如图36所示，包含一边让模具500旋转，一边用精密切削刀502对应于物镜外形的形状切削加工模具500的工序。这时，由于模具以一定速度旋转，相对于模具500的切削刀502的移动速度(切削速度)越远离旋转中心也快，越接近模具500的中心越慢。为此，如图37所示，在模具500的中心部位产生比周围的加工状态不同的部位504，该部位在透镜的外形上表现为凹部或者凸部。
然后，这样的局部模具形状误差，在从衍射光栅获得的0次衍射光和±1次衍射光部分重合获得共用干涉象时，如图38所示，将对在各衍射光506、508、510的中心附近的区域512、514、516的干涉模样产生影响。为此，如图39、40、41所示，根据上述衍射干涉法，例如，取共用干涉区域516内的、通过+1次光和-1次光的中心的线段上的测定点P1，P2，…Pn，在各点测定移相时的光强度变化的相位，如果采用对应于相位Y的测定位置X的1次函数或者1阶以上的次数的函数进行逼近，以该逼近函数的1次系数值作为散焦的评价，又，如果采用对应于相位Y的测定位置X的3次函数或者3阶以上的次数的函数进行逼近，以该逼近函数的3次系数值作为球面象差的评价，则在评价结果中包含上述形状误差。
为了解除这样的问题的透镜评价装置的概略构成如图42所示。在该透镜评价装置520中，从光头522的物镜524射出的光一边集光一边入射到透过型衍射光栅526，由检测透镜528调整成略平行光之后，通过成象透镜530入射到摄象元件532。摄象元件532与信号处理、显示装置534连接，由摄象元件532所接收的象在信号处理、显示装置534上显示。
该装置，从透过型衍射光栅526获得0次、±1次、±2次…的衍射光，在检测透镜528的开口区域，让0次衍射光和+1次衍射光，或者0次衍射光和-1次衍射光等部分重合产生干涉来进行设计。然后，在检测透镜528上获得的干涉象，由成象透镜530在摄象元件532上成象，获得干涉象。
在摄象元件532上所形成的干涉象如图11所示。
[球面象差]
因此，当以平面波为基准时，球面象差的波阵面，以光轴为中心成旋转对称形，可以用数式(10)表示。
    φ＝d·(ξ2+η2)2                        (10)
    d：常数
因此，在ξ方向共用时，或者在η方向共用时，这些方向上的2个干涉光的强度差(即相位差)，在共用方向上可以用数式(11)、数式(12)的3次函数表示。
    dφ/dξ＝2d(ξ2+η2)(2ξ)                 (11)
    dφ/dη＝2d(ξ2+η2)(2η)                 (12)
因此，如图43(a)所示，在共用干涉象540上，不通过连接0次衍射光542和+1次衍射光544的O、O1的中心，而是通过连接从中心O到O1的线段的4分之一的距离(或者从中心O到OO1的4分之一的距离)上的点，在与共用轴垂直的线段上取多个点(P1，P2，…Pn-2，Pn)，用移动机构536让衍射光栅526在与光栅槽垂直的方向上移动，将各点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的Y坐标和各点的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)在坐标上绘出，然后将绘出的点用2次函数逼近(拟合)，可以定量求出球面象差数式(10)到数式(12)中的常数d。
评价球面象差的具体程序如以下所示。
(i)如图43(a)所示，在干涉象上确定衍射光(衍射圆)的中心(光轴O、O1)以及共用轴(X轴)。
(ii)不通过O和O1的中心，确定在连接中心O到OO1的线段的4分之一的距离(或者从中心O到OO1的4分之一的距离)上的点上和X轴垂直的垂线，在该垂线上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，优选这些测定点是相对于X轴对称配置的。
(iii)让衍射光栅在与光栅垂直的方向上移动。
(iv)测定测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的光强度。
(v)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)。
(vi)将与各测定点的Y轴坐标和对应的光强度的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)，如图43(b)所示，绘制在直角坐标系上。
(vii)将所绘出的点用2次函数(φ＝ap·Y2+bp·Y+cp)或者3次函数拟合。
(viii)计算所拟合的2次系数(ap)，评价球面象差。
焦点错位(散焦)的波阵面，当以平面波为基准时，以光轴为中心成旋转对称形，可以用数式(13)表示。
    φ＝m·(ξ2+η2)                           (13)
    m：常数
因此，在ξ方向有2个衍射光干涉时，或者在η方向有2个衍射光干涉时，这些方向上的2个干涉光的强度差(即相位差)，在共用方向上可以用数式(14)、数式(15)的1次函数表示。
     dφ/dξ＝2mξ                              (14)
     dφ/dη＝2mη                              (15)
因此，如图44(a)所示，在共用干涉象上，在X轴和Y轴成给定角度(例如45°)的Z轴上，优选取相对于X轴和Y轴的交点对称的多个点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，一边让衍射光栅在与光栅垂直的方向上移动，一边求出各点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的相位，将各点的Z坐标和各点的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)在坐标上绘出，然后将绘出的点用1次函数(φ＝ap·Z+bp)或者2次函数逼近(拟合)，进一步，通过求出该1次函数或者2次函数的系数ap，可以定量求出散焦。
评价散焦成分的具体程序如以下所示。
(i)如图44(a)所示，在干涉象上确定衍射光(衍射圆)的中心(光轴O、O1)、共用轴(X轴)以及连接光轴O、O1的线段的垂直二等分线(Y轴)、通过X轴和Y轴的交点并且与X轴成给定角度θ(30°≤θ≤60°，优选45°)的Z轴。
(ii)在Z轴上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，优选这些测定点是相对于X轴和Y轴的交点对称配置的。
(iii)让衍射光栅在与光栅垂直的方向上移动。
(iv)测定测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的光强度。
(v)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)。
(vi)将与各测定点的Z轴坐标和对应的光强度的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)，绘制在直角坐标系上。
(vii)将所绘出的点用1次函数φ＝ap·Z+bp拟合。
(viii)计算所拟合的1次函数的1次系数ap，评价散焦。
此外，如以后将要说明的那样，球面象差的检测可以采用实施例2所示的球面象差检测方法。
图45为表示另一实施例。在该图所示的透镜评价***中，作为光源的激光产生源550发射激光，该光具有可干涉性，例如可以利用氦氖激光。所发射的激光通过光束扩展器552扩大光束径成略平行光之后，用半反射镜554改变成90度的方向，由被检测透镜556照射到反射型衍射光栅558上。来自衍射光栅558的衍射光再次入射到透镜556。衍射光栅558设计成让0次衍射光和+1次衍射光，或者0次衍射光和-1次衍射光在透镜556的瞳面上产生共用干涉。该共用干涉光由透镜556回到略平行光，透过半反射镜554，通过成象透镜560入射到摄象元件562(例如CCD传感器)。成象透镜560将被检测透镜560的瞳面在摄象元件562上成象。摄象元件562与信号处理、显示装置564连接，显示由摄象元件562所接收的象。
评价球面象差的具体程序如以下所示。
(i)如图46(a)所示，在共用干涉象540上确定衍射光(衍射圆)542、544的中心(光轴O、O1)、共用轴(X轴)以及连接光轴O、O1的线段的垂直二等分线(Y轴)、通过X轴和Y轴的交点并且与X轴成给定角度θ(30°≤θ≤60°，优选45°)的Z轴。
(ii)在Z轴上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，优选这些测定点是相对于X轴和Y轴的交点对称配置的。
(iii)用移动机构566让衍射光栅558在与光栅垂直的方向上移动。
(iv)测定测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的光强度。
(v)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)。
(vi)将与各测定点的Z轴坐标和对应的光强度的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)，如图44(b)所示，绘制在直角坐标系上。
(vii)将所绘出的点用3次函数φ＝ap·Z3+bp·Z2+cp·Z+dp拟合。
(viii)计算所拟合的3次函数的3次系数ap，评价球面象差。
此外，球面象差和散焦的检测也可以采用实施例1所示方法。
如上所述，依据有关本实施例的透镜的评价方法、评价装置，不会受到由于在制作透镜模具的过程中产生的误差而在透镜的局部产生的凹凸部的影响，可以正确检测出球面象差和散焦。实施例4
作为检测5阶球面象差和7阶球面象差的方法，例如有在图47所示的构成中，让其产生基准波阵面和测定波阵面的干涉条纹，根据该干涉条纹的整体数据计算测定波阵面的象差的方法。在该方法中，从具有可干涉性例如氦氖激光等光源570所发射的光通过光束扩展器572扩大成略平行光，然后由半反射镜574分割成2个光束。所分割的一个光束(基准波阵面)，由反射镜576反射，透过半反射镜574，入射到摄象元件578。另一方面，所分割的另一光束(测定波阵面)，入射到被检测透镜580，在参照球面反射镜582上成象后，被参照球面反射镜582反射，通过被检测透镜580，由半反射镜574反射，入射到摄象元件578。这时，在半反射镜574上2束光重合产生干涉条纹，该干涉条纹由摄象元件(例如CCD传感器)受象，利用所受象的干涉条纹在信号处理装置584计算象差。在计算中使用干涉条纹整体的数据，用具有半径和角度的轴的坐标系进行处理。但是，在该方法中，由于有必要使用干涉条纹整体的数据，计算处理需要花费相当的时间。
在图48所示的象差评价***600中，作为光源的激光产生源602发射激光，该光具有可干涉性，例如可以利用氦氖激光。所发射的激光通过光束扩展器604扩大光束径成略平行光之后，用半反射镜606改变成90度的方向，由被检测透镜608照射到反射型衍射光栅610上。来自衍射光栅610的衍射光再次入射到透镜608。衍射光栅610设计成让0次衍射光和+1次衍射光，或者0次衍射光和-1次衍射光在透镜608的瞳面上产生共用干涉。该共用干涉光由透镜608回到略平行光，透过半反射镜606，通过成象透镜612入射到摄象元件(受象体)614(例如CCD传感器)。成象透镜612将被检测透镜608的瞳面在摄象元件614上成象。摄象元件614与信号处理以及显示装置616连接，显示由摄象元件614所接收的象。
当以平面波为基准时，5阶球面象差的波阵面在如图49所示的坐标系中，采用常数A可以用数式(16)表示。
      φ＝A[20(ξ2+η2)3-30(ξ2+η2)2+12(ξ2+η2)-1]    (16)
      A：常数
因此，在ξ方向共用时，或者在η方向共用时，这些方向上的2个干涉光的强度差(即相位差)，在共用方向上可以用数式(17)、数式(18)的函数表示。
      dφ/dξ＝A[120ξ(ξ2+η2)2-120ξ(ξ2+η2)+24ξ]    (17)
      dφ/dη＝A[120η(ξ2+η2)2-120η(ξ2+η2)+24η]    (18)
这可以理解未当透镜没有其他象差时，5阶球面象差在共用干涉象上作为干涉条纹表现。
因此，如图51所示，在共用干涉象上，不通过中心O、O1的中心，而是在与共用轴垂直的线段L1上取多个点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，让衍射光栅在与光栅槽垂直的方向上移动，将各点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的Y坐标和各点的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)在坐标上绘出，然后将绘出的点用4次函数逼近(拟合)，可以定量求出5阶球面象差(数式(16)到数式(18)中的常数A)。
评价5阶球面象差的具体程序如以下所示。
(i)如图51所示，在干涉象上确定衍射光(衍射圆)的中心(光轴O、O1)以及共用轴(X轴)。
(ii)在干涉象上，不通过0次衍射光和+1次衍射光的中心O、O1的中心，通过在连接中心O到OO1的线段的4分之一的距离(或者从中心O到OO1的4分之一的距离)上的点，在和共用轴垂直的线段上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，优选这些测定点是相对于X轴对称配置的。
(iii)用移动装置618让衍射光栅610在与光栅垂直的方向上移动。
(iv)测定测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的光强度。
(v)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)。
(vi)将与各测定点的Y轴坐标和对应的光强度的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)，如图51所示，绘制在直角坐标系上。
(vii)将所绘出的点用4次函数(φ＝a4·Y4+a3·Y3+a2·Y2+a1·Y+a0)或者5次函数拟合。
(viii)计算所拟合的函数的4次系数(a4)，评价5阶球面象差。
又，也可以采用以下的方法计算5阶球面象差，如图52所示，在共用干涉象上，不通过中心O、O1的中心，在和共用轴垂直的线段L1上，取多个点(P1，P2，…Pn-1，Pn)。又，在和线段L1相反侧并夹持O、O1的垂直二等分线，在和共用轴垂直的线段L2上，取多个点(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)。让衍射光栅在与光栅槽垂直的方向上移动，将各点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的Y坐标和各点的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)在坐标上绘出，然后将绘出的点用4次函数(φP＝a4·Y4+a3·Y3+a2·Y2+a1·Y+a0)或者5次函数拟合。同样，将各点(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)的Y坐标和各点的相位φQ(φQ1，φQ2，…φQ(n-1)，φQn)在坐标上绘出，然后将绘出的点用4次函数(φQ＝b4·Y4+b3·Y3+b2·Y2+b1·Y+b0)或者5次函数拟合。通过这些系数的差(a4-b4)可以定量求出5阶球面象差(数式(16)到数式(18)中的常数A)。这样，和上述方法相比，可以更正确地求出5阶球面象差。
评价上述5阶球面象差的具体程序如以下所示。
(i)如图52所示，在干涉象上确定衍射光(衍射圆)的中心(光轴O、O1)以及共用轴(X轴)。
(ii)在干涉象上，不通过0次衍射光和+1次衍射光的中心O、O1的中心，通过在连接中心O到OO1的线段的4分之一的距离(或者从中心O到OO1的4分之一的距离)上的点，在和X轴垂直的线段L1上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，优选这些测定点是相对于X轴对称配置的。
(iii)在干涉区域内，设定夹持连接O和O1的垂直二等分线，在L1的相反侧，和共用轴垂直的线段L2上，在L2上取多个点(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)。优选这些测定点是相对于X轴对称配置的。
(iv)让衍射光栅在与光栅垂直的方向上移动。
(v)测定测定点(P1，P2，…Pn-1， Pn)、(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)的光强度。
(vi)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)、φQ(φQ1，φQ2，…φQ(n-1)，φQn)。
(vii)将与各测定点的Y轴坐标和对应的光强度的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)以及φQ(φQ1，φQ2，…φQ(n-1)，φQn)，如图52所示，绘制在直角坐标系上。
(viii)将所绘出的点用4次函数(φP＝a4·Y4+a3·Y3+a2·Y2+a1·Y+a0、φQ＝b4·Y4+b3·Y3+b2·Y2+b1·Y+b0)或者5次函数拟合。
(ix)计算所拟合的函数的4次系数(a4、b4)，根据(a4-b4)评价5阶球面象差。
进一步，也可以采用以下的方法计算5阶球面象差，如图53所示，在0次衍射光和+1次衍射光的共用干涉象上，不通过中心O、O1的中心，在和共用轴垂直的线段L1上，取多个点(P1，P2，…Pn-1，Pn)。又，在和线段L1相反侧并夹持O、O1的垂直二等分线，在和共用轴垂直的线段L2上，取多个点(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)。同样，在0次衍射光和-1次衍射光的共用干涉象上确定L3、L4，取多个点(R1，R2，…Rn-1，Rn)、(S1，S2，…Sn-1，Sn)。让衍射光栅在与光栅槽垂直的方向上移动，将各点(P1，P2，…Pn-1，Pn)、(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)、(R1，R2，…Rn-1，Rn)、(S1，S2，…Sn-1，Sn)的Y坐标和各点的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)、φQ(φQ1，φQ2，…φQ(n-1)，φQn)、φR(φR1，φR2，…φR(n-1)，φRn)、φS(φS1，φS2，…φS(n-1)，φSn)在坐标上绘出，然后将绘出的点用4次函数(φP＝a4·Y4+a3·Y3+a2·Y2+a1·Y+a0)、(φQ＝b4·Y4+b3·Y3+b2·Y2+b1·Y+b0)、(φR＝c4·Y4+c3·Y3+c2·Y2+c1·Y+c0)、(φS＝d4·Y4+d3·Y3+d2·Y2+d1·Y+d0)或者5次函数拟合。通过这些系数的和与差(a4-b4+c4-d4)可以定量求出5阶球面象差(数式(16)到数式(18)中的常数A)。这样，和上述两种方法相比，可以更正确地求出5阶球面象差。
评价上述5阶球面象差的具体程序如以下所示。
(i)如图53所示，在干涉象上确定衍射光(衍射圆)的中心(光轴O、O1)以及共用轴(X轴)。
(ii)不通过O和O1的中心，在和X轴垂直的线L1上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，优选这些测定点是相对于X轴对称配置的。
(iii)在干涉区域内，设定夹持连接O和O1的垂直二等分线，在L1对称，和共用轴垂直的线段L2上，在L2上取多个点(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)。优选这些测定点是相对于X轴对称配置的。
(iv)不通过O和O2的中心，在和X轴垂直的线L3上确定多个测定点(R1，R2，…Rn-1，Rn)，优选这些测定点是相对于X轴对称配置的。
(v)在干涉区域内，设定夹持连接O和O2的垂直二等分线，在L3对称，和共用轴垂直的线段L4上，在L4上取多个点(S1，S2，…Sn-1，Sn)。优选这些测定点是相对于X轴对称配置的。
(vi)让衍射光栅在与光栅垂直的方向上移动。
(vii)测定测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)、(Q1，Q2，…Qn-1，Qn)、(R1，R2，…Rn-1，Rn)、(S1，S2，…Sn-1，Sn)的光强度。
(viii)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)、φQ(φQ1，φQ2，…φQ(n-1)，φQn)、φR(φR1，φR2，…φR(n-1)，φRn)、φS(φS1，φS2，…φS(n-1)，φSn)。
(ix)将与各测定点的Y轴坐标和对应的光强度的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)、φQ(φQ1，φQ2，…φQ(n-1)，φQn)、φR(φR1，φR2，…φR(n-1)，φRn)、φS(φS1，φS2，…φS(n-1)，φSn)，如图10所示，绘制在直角坐标系上。
(x)将所绘出的点用4次函数(φP＝a4·Y4+a3·Y3+a2·Y2+a1·Y+a0、φQ＝b4·Y4+b3·Y3+b2·Y2+b1·Y+b0、φR＝c4·Y4+c3·Y3+c2·Y2+c1·Y+c0、φS＝d4·Y4+d3·Y3+d2·Y2+d1·Y+d0)或者5次函数拟合。
(xi)计算所拟合的函数的4次系数(a4、b4、c4、d4)，根据(a4-b4+c4-d4)评价5阶球面象差。
此外，在和实施例2所示的构成中也可以获得相同的共用干涉模样，根据上述处理评价5阶球面象差。
图54为表示另一实施例。在该图所示的象差评价***中，作为光源的激光产生源620发射激光，该光具有可干涉性，例如可以利用氦氖激光。所发射的激光通过光束扩展器622扩大光束径成略平行光之后，由被检测透镜624照射到透过型衍射光栅626上。来自衍射光栅626的透过衍射光入射到检测透镜628。衍射光栅626设计成让0次衍射光和+1次衍射光或者-1次衍射光在透镜628的瞳面上产生共用干涉。该共用干涉光由透镜628回到略平行光，通过成象透镜630入射到摄象元件632(例如CCD传感器)。成象透镜630将被检测透镜628的瞳面在摄象元件632上成象。摄象元件632与信号处理以及显示装置634连接，显示由摄象元件632所接收的象。
当以平面波为基准时，7阶球面象差的波阵面在如图49所示的坐标系中，采用常数B可以用数式(19)表示。
φ＝B[70(ξ2+η2)4-140(ξ2+η2)3+90(ξ2+η2)2-20(ξ2+η2)+1](19)
B：常数
因此，在ξ方向共用时，或者在η方向共用时，这些方向上的2个干涉光的强度差(即相位差)，在共用方向上可以用数式(20)、数式(21)的函数表示。
dφ/dξ＝B[560ξ(ξ2+η2)3-840ξ(ξ2+n2)2+360ξ(ξ2+η2)-40ξ]    (20)
dφ/dη＝B[560η(ξ2+η2)3-840η(ξ2+η2)2+360η(ξ2+η2)-40η]    (21)
这可以理解未当透镜没有其他象差时，7阶球面象差在共用干涉象上作为干涉条纹表现。
因此，如图55所示，在共用干涉象上，不通过O次衍射光和+1次衍射光的中心O、O1的中心，例如，通过在连接中心O到OO1的线段的4分之一的距离(或者从中心O到OO1的4分之一的距离)上的点，在和共用轴垂直的线段L1上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，让衍射光栅在与光栅槽垂直的方向上移动，将各点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的Y坐标和各点的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)在坐标上绘出，然后将绘出的点用6次函数逼近(拟合)，可以定量求出7阶球面象差(数式(19)到数式(21)中的常数B。
评价7阶球面象差的具体程序如以下所示。
(i)如图55所示，在干涉象上确定衍射光(衍射圆)的中心(光轴O、O1)以及共用轴(X轴)。
(ii)不通过0次衍射光和+1次衍射光的中心O、O1的中心，例如通过在连接中心O到OO1的线段的4分之一的距离(或者从中心O到OO1的4分之一的距离)上的点，在和共用轴垂直的线段L1上确定多个测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)，优选这些测定点是相对于X轴对称配置的。
(iii)用移动装置636让衍射光栅626在与光栅垂直的方向上移动。
(iv)测定测定点(P1，P2，…Pn-1，Pn)的光强度。
(v)求出各测定点的光强度正弦波形的相位φP(φP1，φP2…φP(n-1)，φPn)。
(vi)将与各测定点的Y轴坐标和对应的光强度的相位φP(φP1，φP2，…φP(n-1)，φPn)，如图55所示，绘制在直角坐标系上。
(vii)将所绘出的点用6次函数(φ＝a6Y6+a5Y5+a4Y4+a3Y3+a2Y2+a1Y+a0)或者7次函数拟合。
(viii)计算所拟合的函数的6次系数(a6)，评价7阶球面象差。
此外，和实施例1所示那样，不仅在线段L1上，在相当于L2的线段，、或者相当于L2、L3、L4的线段上和上述相同处理，用多个6次系数的差评价7阶球面象差。这时，可以更正确地评价7阶球面象差。又，不仅在0次和+1次的干涉区域，而且在0次和-1次的干涉区域也进行同样的处理，根据其平均也可以求出7阶球面象差。
如以上说明的那样，依据本实施例的象差评价方法、评价装置，可以高速检测出5阶球面象差、7阶球面象差。

Claims (43)

1.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)根据上述位相得到上述透镜的特性的工序。
2.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的函数逼近上述位相Y并以该函数的系数值评价透镜的特性的工序。
3.根据权利要求1或2所述的透镜评价方法，其特征在于使上述2个衍射光的共用干涉象穿过上述透镜。
4.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)在物镜上会聚从光源射出的光、把该会聚了的光投射到反射型衍射光栅上、使从该反射型衍射光栅反射的不同次数的2个衍射光在上述物镜上大致成为平行光、把该大致成为平行光的光在聚光透镜上聚光、使该会聚了的光在成象面上成象并在该成象面上得到上述2个衍射光的共用干涉象的工序，(b)使上述衍射光栅移动到带有与上述光栅方向正交的方向的方向成分的方向上并改变上述衍射光的位相的工序，(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)根据上述位相得到上述透镜的特性的工序。
5.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)在物镜上会聚从光源射出的光、把该会聚了的光投射到反射型衍射光栅上、使从该反射型衍射光栅反射的不同次数的2个衍射光在上述物镜上大致成为平行光、把该大致成为平行光的光在聚光透镜上聚光、使该会聚了的光在成象面上成象并在该成象面上得到上述2个衍射光的共用干涉象的工序、(b)使上述衍射光栅移动到带有与上述光栅方向正交的方向的方向成分的方向上并改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的函数逼近上述位相Y并以该函数的系数值评价上述物镜的光学特性的工序。
6.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)在物镜上会聚从光源射出的光、把该会聚了的光投射到透射型衍射光栅上、使透过了该透射型衍射光栅的不同次数的2个衍射光在透镜上大致成为平行光、把该大致成为平行光的光在聚光透镜上聚光、使该会聚了的光在成象面上成象并在该成象面上得到上述2个衍射光的共用干涉象的工序、(b)使上述衍射光栅移动到带有与上述光栅方向正交的方向的方向成分的方向上并改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)根据上述位相得到上述物镜的特性的工序。
7.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)在物镜上会聚从光源射出的光、把该会聚了的光投射到透射型衍射光栅上、使透过了该透射型衍射光栅的不同次数的2个衍射光在透镜上大致成为平行光、把该大致成为平行光的光在聚光透镜上聚光、使该会聚了的光在成象面上成象并在该成象面上得到上述2个衍射光的共用干涉象的工序、(b)使上述衍射光栅移动到带有与上述光栅方向正交的方向的方向成分的方向上并改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的函数逼近上述位相Y并以该函数的系数值评价上述物镜的光学特性的工序。
8.根据权利要求1至7的任一项所述的透镜评价方法，其特征在于上述2个衍射光为0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者为+1次衍射光和-1次衍射光。
9.根据权利要求1至7的任一项所述的透镜评价方法，其特征在于上述评价的光学特性为散焦量、彗形象差、球面象差、象散以及这些象差之外的象差中的一个。
10.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光的共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在连接上述衍射光的光轴的线段上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的1次函数或次数为1次以上的函数逼近上述位相Y并以该逼近函数的1次的系数值评价上述光学***统的散焦量的工序。
11.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光的共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在连接上述衍射光的光轴的线段的垂直二等分线上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的二次函数逼近上述位相Y并以该二次函数的二次系数值评价彗形象差的工序。
12.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光的共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述衍射光的光轴的线段的中点且相对于该线段在正方向和负方向上成规定角度的2条斜线上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(d)在上述各自2条斜线上假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的二次函数或三次函数逼近上述位相Y并以该二次函数或三次函数的二次系数值评价彗形象差的工序。
13.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光之间的共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述衍射光的光轴的线段的中点的垂直二等分线和相对于该线段在正方向和负方向上成规定角度的2条斜线上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(d)用在上述垂直二等分线上假设上述测定点位置为X且上述位相为Y时用测定位置X的二次函数或三次函数逼近上述位相Y所得到的该二次函数或三次函数的二次系数值与在上述各自2条斜线上假设上述测定点位置为X且上述位相为Y时用测定位置X的二次函数或三次函数逼近上述位相Y所得到的该二次函数或三次函数的二次系数值之差评价彗形象差的工序。
14.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光的共用干涉象的工序、(b)使上述共用干涉象的共用方向旋转的工序、(c)移动衍射光栅并改变上述衍射光的位相的工序、(d)在上述共用干涉象中在连接上述衍射光的光轴的线段的垂直二等分线上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(e)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的1次函数或次数为1次以上的函数逼近上述位相Y并以该函数的1次的系数值评价上述光学***统的象散的工序。
15.根据权利要求14所述的透镜评价方法，其特征在于使上述共用方向旋转的工序包含把上述衍射光栅旋转规定角度的工序。
16.根据权利要求14所述的透镜评价方法，其特征在于使上述共用方向旋转的工序包含把上述透镜旋转规定角度的工序。
17.根据权利要求14所述的透镜评价方法，其特征在于使上述共用方向旋转的工序具有用在第1方向上形成了光栅槽的第1衍射光栅衍射光的工序和用在与上述第1方向不同的方向上形成了光栅槽的第2衍射光栅衍射光的工序。
18.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光之间的共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在连接上述衍射光的光轴的线段上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的三次函数或四次函数逼近上述位相Y并以该三次函数或四次函数的三次的系数值评价上述光学***统的球面象差的工序。
19.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并在成象面上得到0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者+1次衍射光和-1次衍射光之间的共用干涉象的工序；(b)改变上述衍射光的位相的工序；(c)在上述共用干涉象中，
在连接上述2个衍射光的光轴的线段的上的多个第1测定点上获得在该第1测定点上的光强度变化的第1位相、
在上述线段的垂直二等分线上的多个第2测定点上获得在该第2测定点上的光强度变化的第2位相、
在通过上述线段的中点且相对于该线段在正方向上成规定角度的第3斜线上的多个第3测定点上获得在该第3测定点上的光强度变化的第3位相、
在通过上述线段的中点且相对于该线段在负方向上成规定角度的第4斜线上的多个第4测定点上获得在该第4测定点上的光强度变化的第4位相的工序；(d)在假设上述第1测定点位置为X且上述第1位相为Y时用第1测定位置X的第1函数F逼近上述第1位相Y、在假设上述第2测定点位置为X且上述第2位相为Y时用第2测定位置X的第2函数F逼近上述第2位相Y、在假设上述第3测定点位置为X且上述第3位相为Y时用第3测定位置X的第3函数F逼近上述第3位相Y、在假设上述第4测定点位置为X且上述第4位相为Y时用第4测定位置X的第4函数F逼近上述第4位相Y并根据上述第1函数F和第1位相Y的残差Δ、上述第2函数F和第2位相Y的残差Δ、上述第3函数F和第3位相Y的残差Δ及上述第4函数F和第4位相Y的残差Δ评价上述光学***统的高次象差的工序。
20.一种透镜的调整方法，是在光学***统中所包含的聚光透镜的调整方法，其特征在于具有(a)在衍射光栅上衍射透射过了上述聚光透镜的光并出射不同次数的2个衍射光的共用干涉光的工序、(b)移动上述衍时光栅的工序、(c)在受象体上接受上述共用干涉光成象的工序、(d)在上述受象体受象了的共用干涉光的干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相并根据上述位相由特性检测器检测出上述聚光透镜的特性的工序和(e)根据上述特性检测器的检测结果由特性检测器调整上述聚光透镜的位置的工序。
21.一种透镜的调整方法，是在光学***统中所包含的聚光透镜的调整方法，其特征在于具有(a)在衍射光栅上衍射透射过了上述聚光透镜的光并出射不同次数的2个衍射光的共用干涉光的工序、(b)移动上述衍射光栅的工序、(c)在受象体上接受上述共用干涉光成象的工序、(d)在上述受象体受象了的共用干涉光的干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相并根据上述位相由特性检测器检测出上述聚光透镜的特性的工序、(e)在第2受象体上接受上述聚光透镜的反射光或透射光的工序和(f)根据在上述第2受象体上所接受的光的信息由透镜调整机构上调整上述聚光透镜的位置的工序。
22.根据权利要求20或21所述的透镜调整方法，其特征在于上述聚光透镜在透镜面的周围带有覆盖层面，上述第2受象体接受上述覆盖层面的反射光或透射光。
23.根据权利要求20至22的任一项所述的透镜调整方法，其特征在于上述衍射光栅为反射型衍射光栅。
24.根据权利要求20至22的任一项所述的透镜调整方法，其特征在于上述衍射光栅为透射型衍射光栅。
25.一种透镜调整方法，是在光学***统中所包含的聚光透镜的调整方法，其特征在于具有(a)使从光源射出的光大致成为平行光并入射到上述聚光透镜上的工序、(b)用反射型衍射光栅反射并衍射由上述聚光透镜所会聚的光的同时，把不同次数的2个衍射光的共用干涉光入射到上述聚光透镜的工序、(c)在成象透镜上使从上述聚光透镜出射的上述共用干涉光成象的工序、(d)在受象体上接受上述成象了的共用干涉光的工序和(e)在上述受象体受象了的共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相并根据上述位相由特性检测器得到上述聚光透镜的特性的工序。
26.一种透镜调整方法，是在光学***统中所包含的聚光透镜的调整方法，其特征在于具有(a)使从光源射出的光大致成为平行光并入射到上述聚光透镜上的工序、(b)用透射型衍射光栅透射并衍射由上述聚光透镜所会聚的光的同时把不同次数的2个衍射光的共用干涉光入射到上述第2聚光透镜上的工序、(c)使从上述第2聚光透镜出射的上述共用干涉光成象的工序、(d)在受象体上接受上述成象了的共用干涉光的工序和(e)在上述受象体受象了的共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的线段的中点的测定线上的多个测定点上获得光强度变化的位相并根据上述位相由特性检测器得到上述聚光透镜的特性的工序。
27.根据权利要求20至24的任一项所述的透镜调整方法，其特征在于上述特性检测器在上述共用干涉象中在通过连接上述衍射光的光轴的线上的多个测定点上获得该测定点上的光强度变化的位相、在假设上述测定点位置为X且上述位相为Y时用测定位置X的1次函数逼近上述位相Y并以该1次函数的1次的系数值评价上述光学***统的散焦量。
28.根据权利要求20至24的任一项所述的透镜调整方法，其特征在于上述特性检测器在上述共用干涉象中在通过连接上述衍射光的光轴的线段的中点且相对于该线段在正方向和负方向上成规定角度的2条斜线上的多个测定点上获得在该测定点上的光强度变化的位相、在上述各自2条斜线上假设上述测定点位置为X、上述位相为Y时用测定位置X的二次函数或三次函数逼近上述位相Y并以该二次函数或三次函数的二次系数值评价彗形象差。
29.一种光学单元的调整方法，其特征在于具备有(a)准备具有由反射性材料组成的层、隔开规定间隔形成有多个平行的透光窗、横穿从上述光学单元出射的光的光轴配设并反射所入射的上述光的同时衍射透射过上述多个透光窗的光并使不同次数的2个衍射光干涉得到共用干涉象的反射·透射型衍射光栅的工序、(b)使上述衍射光栅移动到带有与光栅方向正交方向的方向成分的方向上的工序、(c)从上述共用干涉象检测出上述光学单元的特性的工序、(d)根据上述检测器的检测结果调整上述光学单元的工序、(e)使上述反射·透射型衍射光栅移动到上述光轴方向上的工序、(f)用受光元件接受由上述衍射光栅所反射的光的工序、(g)根据由上述受光元件所接受的光的强度调整上述受光元件的位置的工序。
30.一种光学单元的调整方法，其特征在于具备有(a)准备在由透光性材料组成的板的表面上隔开规定间隔设置多个平行的槽并用半透光性材料覆盖了该表面的衍射光栅、横穿从上述光学单元出射的光的光轴配设并反射所入射的上述光的同时衍射透射过上述多个透光窗的光并使不同次数的2个衍射光干涉得到共用干涉象的反射·透射型衍射光栅的工序、(b)使上述衍射光栅移动到带有与光栅方向正交方向的方向成分的方向上的工序、(c)从上述共用干涉象检测出上述光学单元的特性的工序、(d)根据上述检测器的检测结果调整上述光学单元的工序、(e)使上述反射·透射型衍射光栅移动到上述光轴方向上的工序、(f)用受光元件接受由上述衍射光栅所反射的光的工序、(g)根据由上述受光元件所接受的光的强度调整上述受光元件的位置的工序。
31.一种光学单元的调整方法，是带有透镜的光学单元的调整方法，其特征在于具备有(a)准备带有透明板和衍射从上述光学单元出射的光并形成不同次数的衍射光的共用干涉象的透射型衍射光栅的支架的工序、(b)使上述衍射光栅移动到横穿透过了上述透镜的光的光轴的工作位置上的工序、(c)从透过了配设在上述工作位置上的衍射光栅的上述共用干涉象检测出上述光学单元的特性的工序、(d)根据上述检测出的光学单元的特性调整上述光学单元的工序、(e)使上述透明板移动到横穿透过了上述透镜的光的光轴的工作位置上的工序、(f)从透过了配设在上述工作位置上的透明板的光的象检测出光强度分布的中心和上述透镜中心之间的位置偏离的工序、(g)根据上述检测出的位置偏离调整上述透镜的工序。
32.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在不通过连接上述2个衍射光的光轴的中点而与连接上述2个光轴的连线垂直的线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Y、上述位相为φ时用测定位置Y的2次或3次函数逼近上述位相φ并以该函数的2次系数值评价上述透镜的球面象差的工序。
33.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的中点且与连接上述2个光轴的直线成规定角度的线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Z、上述位相为φ时用测定位置Z的3次或4次函数逼近上述位相φ并以该函数的3次系数值评价上述透镜的球面象差的工序。
34.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的中点且与连接上述2个光轴的直线成规定角度的线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Z、上述位相为φ时用测定位置Z的1次或2次函数逼近上述位相φ并以该函数的1次系数值评价上述透镜的散焦量的工序。
35.根据权利要求32至34的任一项所述的透镜评价方法，其特征在于上述2个衍射光为0次衍射光和±1次衍射光中的任一个或者为+1次衍射光和-1次衍射光。
36.一种透镜评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在不通过连接上述2个衍射光的光轴的中点且与连接上述2个光轴的直线垂直的线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Y、上述位相为φ时用测定位置Y的4次或5次函数逼近上述位相φ并以该函数的4次系数值评价上述透镜的5次球面象差的工序。
37.一种透镜评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中不通过连接上述2个衍射光的光轴的中点而在两侧夹着连接上述2个光轴的线段的垂直二等分线并取得与连接上述2个光轴的直线垂直的线段并在各线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Y1、Y2、上述位相为φ1、φ2时用测定位置Y1、Y2的4次或5次函数逼近上述位相φ1、φ2、假设该2个函数的4次系数值分别为a4、b4时用a4与b4之差评价上述透镜的5次球面象差的工序。
38.一种透镜的评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中在通过连接上述2个衍射光的光轴的中点且与连接上述2个光轴的直线成规定角度的线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Y、上述位相为φ时用测定位置Y的6次或7次函数逼近上述位相φ并以该函数的6次系数值评价上述透镜的7次球面象差的工序。
39.一种透镜评价方法，其特征在于具有(a)衍射从透镜出射的光并使不同次数的2个衍射光干涉并得到共用干涉象的工序、(b)改变上述衍射光的位相的工序、(c)在上述共用干涉象中不通过连接上述2个衍射光的光轴的中点而在两侧夹着连接上述2个光轴的线段的垂直二等分线并取得与连接上述2个光轴的直线垂直的线段并在各线段上的多个测定点上获得光强度变化的位相的工序和(d)在假设上述测定点位置为Y1、Y2、上述位相为φ1、φ2时用测定位置Y1、Y2的6次或7次函数逼近上述位相φ1、φ2、假设该2个函数的6次系数值分别为a6、b6时用a6与b6之差评价上述透镜的7次球面象差的工序。
40.根据权利要求36至39的任一项所述的透镜评价方法，其特征在于上述2个衍射光为0次衍射光和±1次衍射光中的某一方或者为+1次衍射光和-1次衍射光。
41.根据权利要求14所述的透镜评价方法，其特征在于使上述衍射光栅移动的方向为带有与光栅方向正交方向的方向成分的方向。
42.根据权利要求20或21所述的透镜调整方法，其特征在于使上述衍射光栅移动的方向为带有与光栅方向正交方向的方向成分的方向。
43.根据权利要求25至28的任一项所述的透镜调整方法，其特征在于使上述衍射光栅移动到带有与光栅方向正交方向的方向成分的方向上。
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