JP2000329648A

JP2000329648A - レンズの評価方法、レンズの評価装置、及びレンズの調整装置

Info

Publication number: JP2000329648A
Application number: JP13858499A
Authority: JP
Inventors: 和政 ▲高▼田; Kazumasa Takada; Masahiro Nakashiro; 正裕中城; Kanji Nishii; 完治西井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2019-05-19
Also published as: JP3667149B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単かつ短時間にレンズの収差等を評価し調
整できる方法及び装置を提供する。【解決手段】レンズの評価方法は、（ａ）レンズか
ら出射された光を回折し、異なる次数の２つの回折光
（例えば、０次回折光３１と＋１次回折光３２）を干渉
させてシェアリング干渉像５０を得る工程と、（ｂ）回
折光の位相を変化させる工程と、（ｃ）シェアリング干
渉像において、２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を
通る測線上の複数の測点で光強度変化の位相を求める工
程と、（ｄ）位相をもとにレンズの特性（デフォーカス
量、コマ収差、非点収差、球面収差、高次収差）を求め
る工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク方式の
情報記憶媒体、例えばＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓ
ａｔｉｌｅＤｉｓｋ）、に情報を読み書きする光学レ
ンズ、またレーザ加工機、レーザ顕微鏡などにおいて光
を結像して光スポットを形成する光学レンズの特性を検
出する方法及びその装置、さらに上記光学レンズを調整
する装置及び方法に関する。

【０００２】

【発明の背景】光ディスク方式の高密度情報記憶媒体か
ら情報を読み取り、またこの高密度情報記憶媒体に情報
を記憶するためには、光源から出射された光を目的の場
所に正確に照射できる光学系が必要である。そのため、
特に、光学系の対物レンズは、それ自体に厳格な光学的
特性が要求されるだけでなく、目的の場所に精度良く固
定されなければならない。

【０００３】そこで、対物レンズの検査又は調整の方法
として、図１に示すように、対物レンズ１を介して出射
した光（例えば、レーザ光）２をレンズ検査用の参照基
準３（例えば、光ディスク）に照射し、この参照基準３
からの反射光を検出し、この検出から得られた再生信号
４を基準信号５を比較し、これら再生信号４と基準信号
５との位相差６を最小にするように又はその位相差が所
定の許容値に収まるように、対物レンズ１の傾き等を調
整すること（ジッタ法）が考えられる。

【０００４】しかし、一般に対物レンズ１の特性は個々
に異なり、対物レンズ１の傾斜量等と位相差６との間に
は一定した関係がなく、図２に示すように、一つの対物
レンズ１Ａと別の対物レンズ１Ｂでは、著しく異なる特
性（レンズ傾斜角−位相差特性）を示すことがある。ま
た、対物レンズの傾斜調整と信号の対比とを繰り返し行
わなければならないし、どの段階で調整を完了するかの
客観的判断が難しい。さらに、再生信号４にはこの再生
信号を得るための回路固有の特性等を含むので、必ずし
も再生信号４から対物レンズ１の傾斜等を十分に把握で
きない。

【０００５】また、ジッタ法に代わる方法として、図３
に示すように、対物レンズ１１を透過した光１２をレン
ズ及びミラー等を含む拡大光学系１３を介して撮像素子
（ＣＣＤ）１４に集光し、この撮像素子１４で捕えたビ
ームスポット（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）を信号処理装
置１５等に表示し、この信号処理装置１５に表示された
ビームスポットの光強度（濃淡模様）（図４（Ａ）参
照）の観察して対物レンズ１１の傾斜等を検査し又は調
整する方法（光強度測定法）が考えられている。なお、
図４（Ａ）は調整前の信号処理装置１５に表出されたビ
ームスポット１６とその周囲に形成される濃淡模様１７
を示し、図４（Ｂ）は調整後の信号処理装置１５に表出
された濃淡模様の無いビームスポット１８を示す。

【０００６】しかし、この光強度測定法は、光強度情報
だけをもとに対物レンズ１１の傾斜等を検出しているの
で、細かな調整、例えば、光１２の波長レベルの調整は
行い得ない。また、撮像素子１４の感度特性は場所によ
って異なり、撮像素子１４の何処で光１２を受光するか
によって異なる検出結果を生じる。さらに、ビームスポ
ット１８の焦点ずれが、検出結果に著しく大きな影響を
与える。さらにまた、拡大光学系１３を使用しているの
で、対物レンズ１１の傾斜角を調整すると撮像素子１４
からビームスポット１８が外れてしまい、調整の成果を
評価できない場合を生じる。そしてまた、人の視覚にビ
ームスポット１６の光強度を読み取るため、検査結果等
に個人差を生じやすい。

【０００７】そこで、本発明は、上述したジッタ法、光
強度測定法に代わる新たなレンズの評価方法、レンズの
評価装置、レンズの調整装置、及びレンズの調整方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【発明の概要】本発明のレンズの評価方法は、（ａ）
レンズから出射された光を回折し、異なる次数の２つの
回折光を干渉させてシェアリング干渉像を得る工程と、
（ｂ）上記回折光の位相を変化させる工程と、（ｃ）
上記シェアリング干渉像において、上記２つの回折光
の光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の複数の測点で光
強度変化の位相を求める工程と、（ｄ）上記位相をも
とに上記レンズの特性を求める工程とを有することを特
徴とする。

【０００９】本発明の他の形態の評価方法は、（ａ）
レンズから出射された光を回折し、異なる次数の２つの
回折光を干渉させてシェアリング干渉像を得る工程と、
（ｂ）上記回折光の位相を変化させる工程と、（ｃ）
上記シェアリング干渉像において、上記２つの回折光
の光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の複数の測点で光
強度変化の位相を求める工程と、（ｄ）上記測点位置
をＸ、上記位相をＹとしたとき、上記位相Ｙを測定位置
Ｘの関数で近似し、該関数の係数値でレンズの特性を評
価する工程とを有することを特徴とする。

【００１０】これらの評価方法において、上記２つの回
折光のシェリング干渉像を上記レンズに透過させてもよ
い。

【００１１】本発明の他の形態の評価方法は、（ａ）
光源から発射した光を対物レンズで集光し、該集光され
た光を反射型回折格子に投射し、該反射型回折格子から
反射した異なる次数の２つの回折光を上記対物レンズで
略平行光とし、該略平行光とされた光を集光レンズで集
光し、該集光された光を受像面に結像し、該受像面で上
記２つの回折光のシェアリング干渉像を得る工程と、
（ｂ）上記回折格子を格子方向と直交する方向の方向
成分を有する方向に移動させ、上記回折光の位相を変化
させる工程と、（ｃ）上記シェアリング干渉像におい
て、上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る測
線上の複数の測点で光強度変化の位相を求める工程と、
（ｄ）上記位相をもとに上記対物レンズの特性を求め
る工程とを有することを特徴とする。

【００１２】本発明の他の形態の評価方法は、（ａ）
光源から発射した光を対物レンズで集光し、該集光され
た光を反射型回折格子に投射し、該反射型回折格子から
反射した異なる次数の２つの回折光を上記対物レンズで
略平行光とし、該略平行光とされた光を集光レンズで集
光し、該集光された光を受像面に結像し、該受像面で上
記２つの回折光のシェアリング干渉像を得る工程と、
（ｂ）上記回折格子を格子方向と直交する方向の方向
成分を有する方向に移動させ、上記回折光の位相を変化
させる工程と、（ｃ）上記シェアリング干渉像におい
て、上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る測
線上の複数の測点で光強度変化の位相を求める工程と、
（ｄ）上記測点位置をＸ、上記位相をＹとしたとき、
上記位相Ｙを測定位置Ｘの関数で近似し、該関数の係数
値で上記対物レンズの光学的の特性を評価する工程とを
有することを特徴とする。

【００１３】本発明の他の形態の評価方法は、（ａ）
光源から発射した光を対物レンズで集光し、該集光され
た光を透過型回折格子に投射し、該透過型回折格子を透
過した異なる次数の２つの回折光をレンズで略平行光と
し、該略平行光とされた光を集光レンズで集光し、該集
光された光を受像面に結像し、該受像面で上記２つの回
折光のシェアリング干渉像を得る工程と、（ｂ）上記
回折格子を格子方向と直交する方向の方向成分を有する
方向に移動させ、上記回折光の位相を変化させる工程
と、（ｃ）上記シェアリング干渉像において、上記２
つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の複数
の測点で光強度変化の位相を求める工程と、（ｄ）上
記位相をもとに上記対物レンズの特性を求める工程とを
有することを特徴とするレンズの評価方法。

【００１４】本発明の他の形態の評価方法は、（ａ）
光源から発射した光を対物レンズで集光し、該集光され
た光を透過型回折格子に投射し、該透過型回折格子を透
過した異なる次数の２つの回折光をレンズで略平行光と
し、該略平行光とされた光を集光レンズで集光し、該集
光された光を受像面に結像し、該受像面で上記２つの回
折光をシェアリング干渉させる工程と、（ｂ）上記回
折格子を格子方向と直交する方向の方向成分を有する方
向に移動させ、上記回折光の位相を変化させる工程と、
（ｃ）上記シェアリング干渉像において、上記２つの
回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の複数の測
点で光強度変化の位相を求める工程と、（ｄ）上記測
点位置をＸ、上記位相をＹとしたとき、上記位相Ｙを測
定位置Ｘの関数で近似し、該関数の係数値で上記対物レ
ンズの光学的の特性を評価する工程とを有することを特
徴とする。

【００１５】以上の評価方法において、上記２つの回折
光は、０次回折光と±１次回折光のいずれか一方、又は
＋１次回折光と−１次回折光であることが望ましい。

【００１６】以上の評価方法において、上記評価する光
学的特性には、デフォーカス量、コマ収差、球面収差、
非点収差、これらの収差以外の収差が含まれる。

【００１７】本発明において、特にデフォーカス量を評
価する方法は、上記シェアリング干渉像において、上記
回折光の光軸を通る線分上の複数の測点で該測点におけ
る光強度変化の位相を求める工程と、上記測点位置を
Ｘ、上記位相をＹとしたとき、上記位相Ｙを測定位置Ｘ
の１次関数又は１次以上の次数を有する関数で近似し、
該近似関数の１次の係数値で上記光学系のデフォーカス
量を評価する工程を有する。

【００１８】コマ収差を評価する方法は、上記シェアリ
ング干渉像において、上記回折光の光軸を結ぶ線分の垂
直二等分線上の複数の測点で、該測点における光強度変
化の位相を求める工程と、上記測点位置をＸ、上記位相
をＹとしたとき、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次関数で
近似し、該二次関数の二次の係数値でコマ収差を評価す
る工程を有する。

【００１９】別のコマ収差を評価する方法は、（ｃ）
上記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を
結ぶ線分の中点を通り且つ該線分に対して正方向と負方
向に所定の角度をなす２つの斜線上の複数の測定で該測
点における光強度変化の位相を求める工程と、（ｄ）
上記２つの斜線のそれぞれについて、上記測点位置を
Ｘ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次
関数又は三次関数で近似し、該二次関数又は三次関数の
二次の係数値を用いて、コマ収差を評価する工程を有す
る。

【００２０】別のコマ収差を評価する方法は、（ｃ）
上記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を
結ぶ線分の中点を通る垂直二等分線と該線分に対して正
方向と負方向に所定の角度をなす２つの斜線上の複数の
測定で該測点における光強度変化の位相を求める工程
と、（ｄ）上記垂直二等分線について、上記測点位置
をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二
次関数又は三次関数で近似して得た該二次関数又は三次
関数の二次の係数値と、上記２つの斜線について、上記
測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測定位
置Ｘの二次関数又は三次関数で近似して得た該二次関数
又は三次関数の二次の係数値と、の差とを用いてコマ収
差を評価する工程とを有する。

【００２１】非点収差を評価する方法は、（ｂ）上記
シェアリング干渉像のシェアリング方向を回転させる工
程と、（ｃ）上記回折格子を移動させて上記回折光の
位相を変化させる工程と、（ｄ）上記シェアリング干
渉像において上記回折光の光軸を結ぶ線分の垂直二等分
線上の複数の測点で該測点における光強度変化の位相を
求める工程と、（ｅ）上記測点位置をＸ、上記位相を
Ｙとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの１次関数又は１次以
上の次数を有する関数で近似し、該近似関数の１次の係
数値で上記光学系の非点収差を評価する工程を有する。

【００２２】上記シェアリング方向を回転させる工程
は、上記回折格子を所定角度回転する工程を含む。また
は、シェアリング方向を回転させる工程は、上記レンズ
を所定角度回転する工程を含む。若しくは、シェアリン
グ方向を回転させる工程は、第１の方向に格子溝を形成
した第１の回折格子を用いて光を回折する工程と、上記
第１の方向と異なる方向（例えば、第１の方向と４５°
の角度をなす方向）に格子溝を形成した第２の回折格子
を用いて光を回折する工程とを有する。

【００２３】球面収差を評価する方法は、（ｃ）上記
シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を通る
線分上の複数の測点で該測点における光強度変化の位相
を求める工程と、（ｄ）上記測点位置をＸ、上記位相
をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの三次関数又は四次
関数で近似し、該三次関数又は四次関数の三次の係数値
で上記光学系の球面収差を評価する工程を有する。

【００２４】高次収差を評価する方法は、（ｃ）上記
シェアリング干渉像において、・上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分上の複数の第１の
測点で該第１の測点における光強度変化の第１の位相を
求め、・上記線分の垂直二等分線上の複数の第２の測点で第２
の測点における光強度変化の第２の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して正方向に所定の
角度をなす第３の斜線上の複数の第３の測点で該第３の
測点における光強度変化の第３の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して負方向に所定の
角度をなす第４の斜線上の複数の第４の測点で該第４の
測点における光強度変化の第４の位相を求める工程と、
（ｄ）上記第１の測点位置をＸ、上記第１の位相をＹ
とし、上記第１の位相Ｙを第１の測定位置Ｘの第１の関
数Ｆで近似し、上記第２の測点位置をＸ、上記第２の位
相をＹとし、上記第２の位相Ｙを第２の測定位置Ｘの第
２の関数Ｆで近似し、上記第３の測点位置をＸ、上記第
３の位相をＹとし、上記第３の位相Ｙを第３の測定位置
Ｘの第３の関数Ｆで近似し、上記第４の測点位置をＸ、
上記第４の位相をＹとし、上記第４の位相Ｙを第４の測
定位置Ｘの第４の関数Ｆで近似し、上記第１の関数Ｆと
第１の位相Ｙとの残差Δ、上記第２の関数Ｆと第２の位
相Ｙとの残差Δ、上記第３の関数Ｆと第３の位相Ｙとの
残差Δ及び上記第４の関数Ｆと第４の位相Ｙとの残差Δ
をもとに上記光学系の高次収差を評価する工程とを有す
る。

【００２５】本発明のレンズの評価装置は、上述した評
価方法を実施するもので、（ａ）上記集光レンズを透
過した光を回折すると共に、異なる次数の２つの回折光
のシェアリング干渉光を出射する回折格子と、（ｂ）
上記回折格子を移動させる移動機構と、（ｃ）上記シ
ェアリング干渉光を受像する受像体と、（ｄ）上記受
像体で受像したシェアリング干渉光の干渉像において、
上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上
の複数の測点で光強度変化の位相を求め、上記位相をも
とに上記集光レンズの特性を求める特性検出器と、を有
する。

【００２６】上記回折格子が反射型回折格子又は透過型
回折格子のいずれでもよい。

【００２７】本発明の他の形態の評価装置は、（ａ）
上記集光レンズに略平行光を入射する光源と、（ｂ）
上記集光レンズを透過した光を反射し回折すると共に、
異なる次数の２つの回折光のシェアリング干渉光を上記
集光レンズに入射する反射型回折格子と、（ｃ）上記
回折格子を移動させる移動機構と、（ｄ）上記集光レ
ンズを透過した上記シェアリング干渉光を結像する結像
レンズと、（ｅ）上記結像されたシェアリング干渉光
を受像する受像体と、（ｆ）上記受像体で受像したシ
ェアリング干渉像において、上記２つの回折光の光軸を
結ぶ線分の中点を通る測線上の複数の測点で光強度変化
の位相を求め、上記位相をもとに上記集光レンズの特性
を求める特性検出器とを有する。

【００２８】評価装置は、上記受像体を光軸方向に移動
させる機構、上記回折格子を光軸方向に移動させる機
構、上記回折格子を光軸の回りで回転させる機構を設け
てもよい。

【００２９】本発明に係るレンズの調整方法は、レンズ
調整装置に具体化されている。具体的に、本発明に係る
レンズの調整装置は、（ａ）上記集光レンズを透過し
た光を回折すると共に、異なる次数の２つの回折光のシ
ェアリング干渉光を出射する回折格子と、（ｂ）上記
回折格子を移動する機構と、（ｃ）上記シェアリング干
渉光を受像する受像体と、（ｄ）上記受像体で受像し
たシェアリング干渉光の干渉像において、上記２つの回
折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の複数の測点
で光強度変化の位相を求め、上記位相をもとに上記集光
レンズの特性を求める特性検出器と、（ｅ）上記特性
検出器の検出結果に基づいて上記集光レンズの位置を調
整する調整機構を有する。

【００３０】本発明の他の形態のレンズの調整装置は、
（ａ）上記集光レンズを透過した光を回折すると共
に、異なる次数の２つの回折光のシェアリング干渉光を
出射する回折格子と、（ｂ）上記回折格子を移動する
機構と、（ｃ）上記シェアリング干渉光を受像する受
像体と、（ｄ）上記受像体で受像したシェアリング干
渉光の干渉像において、上記２つの回折光の光軸を結ぶ
線分の中点を通る測線上の複数の測点で光強度変化の位
相を求め、上記位相をもとに上記集光レンズの特性を求
める特性検出器と、（ｅ）上記集光レンズの反射光又
は透過光を受像する第２の受像体と、（ｆ）上記第２
の受像体で受像した光の情報に基づいて上記集光レンズ
の位置を調整するレンズの調整機構を有する。

【００３１】本発明の他の形態のレンズの調整装置で
は、上記集光レンズがレンズ面の周囲にコバ面を有し、
上記第２の受像体は上記コバ面の反射光又は透過光を受
像する。

【００３２】回折格子は反射型回折格子、透過型回折格
子のいずれでもよい。

【００３３】なお、レンズの調整機構は、集光レンズを
光軸方向に移動させる機構、集光レンズを光軸と直交す
る方向に移動させる機構、集光レンズを光軸の回りで回
転させる機構を備えているのが好ましい。

【００３４】また、レンズの調整装置は、受像体を光軸
方向に移動させる機構を有するのが好ましい。

【００３５】さらに、調整装置は、回折格子を光軸方向
に移動させる機構、回折格子を光軸の回りで回転させる
機構を有するのが好ましい。

【００３６】本発明の他の形態のレンズの調整装置は、
（ａ）光源と、（ｂ）上記光源から出射した光を略
平行光とし、上記集光レンズに入射するレンズと、
（ｃ）上記対物レンズで集光された光を反射し回折す
ると共に、異なる次数の２つの回折光のシェアリング干
渉光を上記集光レンズに入射する反射型回折格子と、
（ｄ）上記集光レンズから出射した上記シェアリング
干渉光を結像する結像レンズと、（ｅ）上記結像され
たシェアリング干渉光を受像する受像体と、（ｆ）上
記受像体で受像したシェアリング干渉像において、上記
２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の複
数の測点で光強度変化の位相を求め、上記位相をもとに
上記集光レンズの特性を求める特性検出器と、を有す
る。

【００３７】本発明の他の形態のレンズの調整装置は、
（ａ）光源と、（ｂ）上記光源から出射した光を略
平行光とし、上記集光レンズに入射するレンズと、
（ｃ）上記集光レンズで集光された光を透過し回折す
ると共に、異なる次数の２つの回折光のシェアリング干
渉光を第２の集光レンズに入射する透過型回折格子と、
（ｄ）上記第２の集光レンズから出射した上記シェア
リング干渉光を結像する結像レンズと、（ｅ）上記結
像されたシェアリング干渉光を受像する受像体と、
（ｆ）上記受像体で受像したシェアリング干渉像にお
いて、上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る
測線上の複数の測点で光強度変化の位相を求め、上記位
相をもとに上記集光レンズの特性を求める特性検出器
と、を有する。

【００３８】上述した評価装置と検出装置において、デ
フォーカス量を評価する特性検出器は、上記シェアリン
グ干渉像において上記回折光の光軸を結ぶ線上の複数の
測点で該測点における光強度変化の位相を求め、上記測
点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置
Ｘの１次関数で近似し、該１次関数の１次の係数値で上
記光学系のデフォーカス量を評価する。

【００３９】コマ成分を評価する特性検出器は、上記シ
ェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を結ぶ線
分の中点を通り且つ該線分に対して正方向と負方向に所
定の角度（約３０〜６０°）をなす２つの斜線上の複数
の測定で該測点における光強度変化の位相を求め、上記
２つの斜線のそれぞれについて、上記測点位置をＸ、上
記位相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次関数又
は三次関数で近似し、該二次関数又は三次関数の二次の
係数値を用いて、コマ収差を評価する。

【００４０】別のコマ成分を評価する特性検出器は、上
記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を結
ぶ線分の中点を通る垂直二等分線と該線分に対して正方
向と負方向に所定の角度（約３０〜６０°）をなす２つ
の斜線上の複数の測定で該測点における光強度変化の位
相を求め、上記垂直二等分線について、上記測点位置を
Ｘ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次
関数又は三次関数で近似して得た該二次関数又は三次関
数の二次の係数値と、上記２つの斜線について、上記測
点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置
Ｘの二次関数又は三次関数で近似して得た該二次関数又
は三次関数の二次の係数値と、の差とを用いてコマ収差
を評価する。

【００４１】非点収差を評価する特性検出器は、上記シ
ェアリング干渉像において上記回折光の光軸を結ぶ線分
の垂直二等分線上の複数の測点で該測点における光強度
変化の位相を求め、上記測点位置をＸ、上記位相をＹと
し、上記位相Ｙを測定位置Ｘの１次関数で近似し、該１
次関数の１次の係数値で上記光学系の非点収差を評価す
る。

【００４２】球面収差を評価する特性検出器は、上記シ
ェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を通る線
分上の複数の測点で該測点における光強度変化の位相を
求め、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相
Ｙを測定位置Ｘの三次関数又は四次関数で近似し、該三
次関数又は四次関数の三次の係数値で上記光学系の球面
収差を評価する。

【００４３】高次収差を評価する特性検出器は、上記シ
ェアリング干渉像において、・上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分上の複数の第１の
測点で該第１の測点における光強度変化の第１の位相を
求め、・上記線分の垂直二等分線上の複数の第２の測点で第２
の測点における光強度変化の第２の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して正方向に所定の
角度をなす第３の斜線上の複数の第３の測点で該第３の
測点における光強度変化の第３の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して負方向に所定の
角度をなす第４の斜線上の複数の第４の測点で該第４の
測点における光強度変化の第４の位相を求め、上記第１
の測点位置をＸ、上記第１の位相をＹとし、上記第１の
位相Ｙを第１の測定位置Ｘの第１の関数Ｆで近似し、上
記第２の測点位置をＸ、上記第２の位相をＹとし、上記
第２の位相Ｙを第２の測定位置Ｘの第２の関数Ｆで近似
し、上記第３の測点位置をＸ、上記第３の位相をＹと
し、上記第３の位相Ｙを第３の測定位置Ｘの第３の関数
Ｆで近似し、上記第４の測点位置をＸ、上記第４の位相
をＹとし、上記第４の位相Ｙを第４の測定位置Ｘの第４
の関数Ｆで近似し、上記第１の関数Ｆと第１の位相Ｙと
の残差Δ、上記第２の関数Ｆと第２の位相Ｙとの残差
Δ、上記第３の関数Ｆと第３の位相Ｙとの残差Δ及び上
記第４の関数Ｆと第４の位相Ｙとの残差Δをもとに上記
光学系の高次収差を評価する。

【００４４】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（８／λ）≦２０．２≦ｄｕ≦０．８Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満たすように設計される。

【００４５】回折格子の条件は、０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦２０．２≦ｄｕ≦０．８であってもよいし、０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦１．２０．４≦ｄｕ≦０．６であってもよいし、０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（２／λ）≦１．２０．４≦ｄｕ≦０．６であってもよい。

【００４６】

【発明の実施の形態】本発明の具体的実施の形態を説明
する。

【００４７】（１）第１実施形態図５はレンズ評価装置２０の概略構成を示す。システム
２０において、光源であるレーザ発生源２１は可干渉性
のレーザ光（例えば、ヘリウムネオンレーザ光）２２を
発射する。発射されたレーザ光２２は、レンズ２３によ
り略平行光２４に調整された後、対物レンズ２５により
反射型回折格子２６に結像される。回折格子２６で反射
したレーザ光２０は、再び対物レンズ２５を通って略平
行光２４に戻り、この対物レンズ２５とレンズ２３との
間に配置されているハーフミラー２７で反射し、撮像素
子（例えば、ＣＣＤセンサ）２８に投射される。撮像素
子２８は信号処理装置２９に接続されており、撮像素子
２８で捕えた像が信号処理装置２９で信号処理され、処
理結果が表示装置３０に映し出される。

【００４８】このシステム２０では、図６に示すよう
に、回折格子２６から０次回折光３１、±１次回折光３
１、±２次回折光３２，３３…が得られる。なお、回折
光３１等は、回折格子２６の溝間隔（格子ピッチ）、溝
深さ（格子深さ）を適宜設計することにより、図７に示
す干渉像を撮像素子２８上に結像することができる。好
適な設計条件は後述する。

【００４９】いま、干渉像は、０次回折光（回折像）３
１上で、±１次回折光（回折円）３２，３３が互いに重
なり合うことなく且つ接した状態で表出してある。以
下、このような異なる次数の回折光の干渉を「シェアリ
ング」又は「シェアリング干渉」、干渉によりできる像
を「シェアリング干渉像」、回折光の中心を結ぶ軸（図
７に示すＸ軸）を「シェアリング軸」、シェアリング軸
の方向を「シェアリング方向」という。

【００５０】対物レンズ２５が全く収差を含まず、しか
も対物レンズ２５が回折格子２６に対して正確に焦点合
わせされている場合、例えば、０次回折光３１と＋１次
回折光３２との干渉領域３４は無模様の黒色で表出さ
れ、０次回折光３１と−１次回折光３３の干渉領域３５
は全く影の無い白色で表出される。しかし、現実のレン
ズは種々の収差を含み、これらの収差に応じた干渉縞が
干渉領域３４，３５に表れる。

【００５１】干渉領域３４，３５において離れた２点の
光強度についてみると、これら２点の光強度は対物レン
ズ２５の収差等に応じて異なる値を示す。また、例えば
ピエゾ素子を用いた適当な移動機構（図５に符号３６で
示す。）を用いて、回折格子２６をその格子溝と直交す
る方向（図５の左右方向）に移動すると、干渉領域３
４，３５における２点の光強度が正弦曲線を描きながら
周期的に変化する。同時に、収差の違いが２つの正弦曲
線の位相差として表れる。

【００５２】例えば、図８に示すように、０次回折光３
１と＋１次回折光３２との干渉領域３４についてみる
と、０次回折光３１の回折円中心Ｏと＋１次回折光３２
の回折円中心Ｏ₁とを結ぶシェアリング軸（Ｘ軸）上
で、これら中心ＯとＯ₁との中心から等距離Ｌにある２
点Ｐ₁，Ｐ_nで光強度の時間的変化を測定すると、図９に
示すように、点Ｐ₁の光強度変化を表わした正弦曲線Ｔ₁
の位相φ（Ｐ₁）と点Ｐ_nの光強度変化を表わした正弦曲
線Ｔ_nの位相φ（Ｐ_n）との間には位相差Δφが表れ、そ
の位相差Δφは対物レンズ２５の収差等に依存する。

【００５３】ところで、入射光が単色のときに発生する
収差を単色収差といい、この単色収差として球面収差、
コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差（ザイデルの
５収差）がある。単色収差はまた、収差の記述法の違い
により、光線収差と波面収差に分類できる。これら光線
収差と波面収差は相互に変換できることが知られてお
り、通常、液面収差は極座標を用いて表わされる。

【００５４】以下、説明を簡略化するために、本願で
は、波面収差を、コマ収差、非点収差、球面収差、その
他の高次収差、及び焦点はずれ（デフォーカス）に分け
て取り扱う。

【００５５】図１０（Ａ）に示すように、デフォーカス
の波面３７は、平面波を基準としたとき、光軸を中心と
した回転対称形をとり、数式（１）で表わすことができ
る。数１ φ＝ｍ・（ξ²＋η²）（１）ｍ：定数したがって、ξ方向に２つの回折光が干渉した場合、ま
た、η方向に２つの回折光が干渉した場合、それぞれの
方向に関する２つの干渉光の強度差（すなわち、位相
差）が、シェアリング方向に関して、数式（２）、数式
（３）の１次関数として表わされる。数２ｄφ／ｄξ＝２ｍξ （２）数３ｄφ／ｄη＝２ｍη （３）

【００５６】このことは、レンズに他の収差等がないと
した場合、デフォーカスが、シェアリング干渉像上で図
１１（Ａ）に示す干渉縞３８として現れることからも理
解できる。したがって、図１２（Ａ）に示すように、シ
ェアリング干渉像３９上で、０次回折光３１の回折円中
心Ｏと＋１次回折光３２の回折円中心Ｏ₁とを結ぶシェ
アリング軸（Ｘ軸）上に、好ましくは中心Ｏ、Ｏ₁の中
心を通り且つシェアリング軸（Ｘ軸）と直交する二等分
線（Ｙ軸）に関して対称に、複数の点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、
Ｐ_n-1、Ｐ_n）をとり、回折格子２６をその格子溝と直交
する方向に移動させ、各点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、
Ｐ_n）の位相の変化を求め、図１２（Ｂ）に示すよう
に、これらの点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）のＸ座標
と各点の位相φ_P（φ_P1，φ_P2，…、φ_P(n-1)、φ_Pn）
を座標上にプロットし、そしてプロットした点を１次関
数で近似（フィッテイング）することにより、デフォー
カス量（数式（１）から（３）の定数ｍ）を定量的に求
めることができる。

【００５７】信号処理装置２４を用いてデフォーカス量
を評価する具体的手順は以下の通りである。 (i)図１２（Ａ）に示すように、撮像素子２８で受像
し、そして表示装置３０に表示されたシェアリング干渉
像３９上で、回折光（回折円）３１，３２の中心（光軸
Ｏ，Ｏ₁）、そしてシェアリング軸（Ｘ軸）を定める。 (ii)シェアリング軸（Ｘ軸）上に、複数の測点（Ｐ₁，
Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）を定める。これらの測点は、光
軸Ｏ，Ｏ₁を結ぶ線分の二等分線（Ｙ軸）に関して左右
対称に配置するのが好ましい。 (iii)移動機構３６を駆動し、回折格子２６を格子と直
交する方向に移動する。 (iv)回折格子２６の移動と共に変化する測点（Ｐ₁，
Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）の光強度を測定する。なお、光
強度は、測点に対応した位置にある撮像素子の出力信号
から得られる。測定した光強度は、各測点について正弦
波的に変化する。 (v)各測点について光強度正弦波形の位相φ_P（φ_P1，φ
_P2，…、φ_P(n-1)、φ_Pn）を求める。各測点に対応した
光強度正弦波形は、例えば図９に示すように、異なる位
相を有する。 (vi)各測点のＸ軸座標と対応する光強度φ_P（φ_P1，φ
_P2，…、φ_P(n-1)、φ_Pn）とを、図１２（Ｂ）に示すよ
うに、直交座標系にプロットする。 (vii)プロットした点に１次関数（φ＝ｍ・ｘ）をフィ
ッテイングする。 (viii)フィッティングした１次関数の１次係数（ｍ）を
求め、デフォーカス量を評価する。

【００５８】コマ収差は、平面波を基準としたとき、図
１０（Ｂ）に示す波面４０をとり、数式（４）で表わす
ことができる。数４ φ＝ｍ・η・（ξ²＋η²）（４）ｍ：定数この数式（４）に示すように、コマ収差は、次数の大き
い方向（η方向：コマ方向）に方向性を有する。このコ
マ方向はシェアリング方向と一致しておらず、シェアリ
ング方向のコマ成分と、これと直交する方向のコマ成分
とを別々に求め、それらの大きさの比率からコマ方向を
求める必要がある。

【００５９】シェアリング方向のコマ成分（すなわち、
格子溝と直交する方向のコマ成分で、以下「コマＲ成
分」という。）は、数式（５）で表わされる。数５ｄφ／ｄη＝ｍ_R・（ξ²＋３η²）（５）また、レンズに他の収差がないとした場合、コマＲ成分
は、シェアリング干渉像において、図１１（Ｂ）に示す
干渉縞４１として表れる。したがって、図１３（Ａ）に
示すように、シェアリング干渉像４２上で、Ｙ軸上に、
好ましくはＸ軸に関して対称に複数の点（Ｐ₁，Ｐ₂，
…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）をとり、回折格子２６を格子方向に直
交する方向に移動させながら各点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、Ｐ
_n-1、Ｐ_n）の位相φ_P（φ_P1，φ_P2，…、φ_P(n-1)、φ
_Pn）を求め、図１３（Ｂ）に示すように、これらの点の
座標（Ｙ座標）と各点の位相φ_P（φ_P1，φ_P2，…、φ
_P(n-1)、φ_Pn）を座標上にプロットし、そしてプロット
した点を二次関数でフィッティングすることにより、こ
の二次関数の二次の係数（ｍ_R）をもとにコマＲ成分
（数式（４）の定数ｍ_R）を定量的に求めることができ
る。

【００６０】他方、シェアリング方向と直交する方向の
コマ成分（すなわち、格子溝に平行な方向のコマ成分
で、以下「コマＴ成分」という。）は、数式（６）で表
わされる。数６ｄφ／ｄξ＝ｍ_T・（２ξη）（６）また、レンズに他の収差がないとした場合、シェアリン
グ干渉像において、図１１（Ｃ）に示す干渉縞４１とし
て表れる。したがって、図１４（Ａ）ように、シェアリ
ング干渉像４４上で、Ｘ軸とＹ軸と正方向と負方向に所
定の角度（例えば、４５度）をなすＺ、Ｚ’軸上に、好
ましくはＸ軸とＹ軸の交点に関して対称に複数の点（Ｑ
₁，Ｑ₂，…、Ｑ_n-1、Ｑ_n）、（Ｒ₁，Ｒ₂，…、Ｒ_n-1、
Ｒ_n）をとり、回折格子２６を格子と直交する方向に移
動させながら各点（Ｑ₁，Ｑ₂，…、Ｑ_n-1、Ｑ_n）、（Ｒ
₁，Ｒ₂，…、Ｒ_n-1、Ｒ_n）の位相を求め、図１４
（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、これらの点の座標Ｚ，
Ｚ’と各点の位相φ_Q（φ_Q1，φ_Q2，…、φ_Q(n-1)、φ
_Qn）、φ_R（φ_R1，φ_R2，…、φ_Rn-1、φ_Rn）を座標上
にプロットし、またプロットした点をそれぞれ二次関数
（φ＝ｍ_T・ｘ² ^、φ’＝ｍ_T’・ｘ²）又は三次関数で近
似し、さらにこれら二次関数又は三次関数の二次の係数
（ｍ_T、ｍ_T’）の差を求めることにより、コマＴ成分を
定量的に求めることができる。なお、コマＲ成分の係数
ｍ_Rと、コマＴ成分の差（ｍ_T−ｍ_T’）との比率から、
コマ収差の方向を求めることができる。

【００６１】コマＲ成分を評価する具体的手順は以下の
通りである。 (i)図１３（Ａ）に示すように、シェアリング干渉像４
２上で、回折光（回折円）３１，３２の中心（光軸Ｏ，
Ｏ₁）、シェアリング軸（Ｘ軸）、及び光軸Ｏ，Ｏ₁を結
ぶ線分の垂直二等分線（Ｙ軸）を定める。 (ii)垂直二等分線（Ｘ軸）上に、複数の測点（Ｐ₁，
Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）を定める。これらの測点は、Ｘ
軸に関して対称に配置するのが好ましい。 (iii)回折格子２６を格子と直交する方向に移動する。 (iv)測点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）の光強度を測定
する。 (v)各測点について光強度正弦波形の位相φ_P（φ_P1，φ
_P2，…、φ_P(n-1)、φ_Pn）を求める。 (vi)各測点のＹ軸座標と対応する光強度の位相φ_P（φ
_P1，φ_P2，…、φ_P(n-1)、φ_Pn）とを、図１３（Ｂ）に
示すように、直交座標系にプロットする。 (vii)プロットした点に二次関数（φ＝ｍ_R・ｘ²）をフ
ィッテイングする。 (viii)フィッティングした二次関数の二次係数（ｍ_R）
を求め、コマＲ成分を評価する。

【００６２】コマＴ成分を評価する具体的手順は以下の
通りである。 (i)図１４（Ａ）に示すように、シェアリング干渉像４
４上で、回折光（回折円）３１，３２の中心（光軸Ｏ，
Ｏ₁）、シェアリング軸（Ｘ軸）、及び光軸Ｏ，Ｏ₁を結
ぶ線分の垂直二等分線（Ｙ軸）、Ｘ軸とＹ軸との交点を
通り且つＸ軸に対して正方向（反時計回り方向）と負方
向（時計回り方向）に所定の角度θ（３０°≦θ≦６０
°、好ましくは４５°）をなすＺ軸、Ｚ’軸を定める (ii)Ｚ軸、Ｚ’軸上に、それぞれ複数の測点（Ｑ₁，
Ｑ₂，…、Ｑ_n-1、Ｑ_n）、（Ｒ₁，Ｒ₂，…、Ｒ_n-1、
Ｒ_n）を定める。これらの測点は、Ｘ軸とＹ軸の交点に
関して対称に配置するのが好ましい。 (iii)回折格子２６を格子と直交する方向に移動する。 (iv)測点（Ｑ₁，Ｑ₂，…、Ｑ_n-1、Ｑ_n）、（Ｒ₁，Ｒ₂，
…、Ｒ_n-1、Ｒ_n）の光強度を測定する。 (v)各測点について光強度正弦波形の位相φ_Q（φ_Q1，φ
_Q2，…、φ_Q(n-1)、φ_Qn）、φ_R（φ_R1，φ_R2，…、φ
_Rn-1、φ_Rn）を求める。 (vi)各測点のＺ軸座標及びＺ’軸座標と対応する光強度
の位相φ_Q（φ_Q1，φ_Q2，…、φ_Q(n-1)、φ_Qn）、φ
_R（φ_R1，φ_R2，…、φ_Rn-1、φ_Rn）とを、図１４
（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、直交座標系にプロットす
る。 (vii)プロットした点に二次関数φ＝ｍ_T・ｘ² ^、φ’＝ｍ
_T’・ｘ²をフィッテイングする。 (viii)フィッティングした二次関数の二次係数ｍ_T、
ｍ_T’を求める。 (ix)二次係数の差ｍ_T−ｍ_T’を求め、コマＴ成分を評価
する。 (x)コマＲ成分（ｍ_R）と、コマＲ成分の差（ｍ_T−
ｍ_T’）との比ｍ_R／（ｍ_T−ｍ _T’）からコマ収差の方向
を評価する。

【００６３】非点収差は、平面波を基準としたとき、図
１０（Ｃ）に示す波面４５の形状をとる。この非点収差
は、ある方向とこれに直交する方向に関して、位相が二
次関数的に分布する。また、相互に二次関数の符号が
逆、つまり下に凸の分布を有する軸（図１０（Ｃ）のξ
軸）と上に凸の分布を示す軸（図１０（Ｃ）のη軸）を
有する。この波面４２を重ね合わせてできる干渉縞は、
ξ、η方向にシェアリングした場合、それぞれの１次関
数として、シェアリング軸と垂直な縞となって表れる。
（図１１（Ｄ）参照）しかし、ξ、η方向と異なる方向
にシェアリングした場合、シェアリング軸と垂直な軸に
関する１次関数として位相分布が生じ、シェアリング軸
と平行な干渉縞を生じる。ξ、η方向と４５度の角度を
なす方向にシェアリングすると、位相分布はシェアリン
グ軸と直交する軸上にのみ現れ、干渉縞はシェアリング
軸と平行になる（図１１（Ｄ）に符号４６で示す干渉
縞）。したがって、シェアリング軸と直交する直線上で
の位相分布の１次関数成分を抽出することにより、特定
の方向の非点収差を定量的に求めることができる。

【００６４】具体的に、図１５（Ａ）に示すように、シ
ェアリング干渉像４７上で、Ｙ軸上に、好ましくはＸ軸
に関して対称に複数の点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）
をとり、回折格子２６を格子方向と直交する方向に移動
させながら各点の位相φ_P（φ_P1，φ_P2，…、
φ_P(n-1)、φ_Pn）の変化を求め、図１５（Ｂ）に示すよ
うに、これらの点の座標（Ｙ座標）と各点の位相φ
_P（φ_P1，φ_P2，…、φ_P(n-1)、φ_P _n）を座標上にプロ
ットし、そしてプロットした点を１次関数で近似するこ
とにより、非点収差を定量的に求めることができる。

【００６５】なお、特定の方向の非点収差成分を検出す
る場合、シェアリング方向は変える必要がない。しか
し、非点収差の方向と大きさを検出する場合、特定の方
向と該特定の方向と所定の角度（４５°）の角度をなす
別の方向に関して上述した検出手順を実行する必要があ
る。この場合、シェアリング方向を変える方法として
は、回折格子を回転する、又はレンズを回転する、若し
くは、図２９に示すように、特定の方向に格子溝３００
を形成した第１の回折格子３０１と該特定の方向と所定
の角度（４５°）をなす方向に格子溝３０２を形成した
第２の回折格子３０３とを用意する方法が考えられる。

【００６６】非点収差を評価する具体的手順は以下の通
りである。 (i)図１５（Ａ）に示すように、シェアリング干渉像４
７上で、回折光（回折円）３１，３２の中心（光軸Ｏ，
Ｏ₁）（図示せず）、シェアリング軸（Ｘ軸）、光軸
Ｏ，Ｏ₁を結ぶ線分の垂直二等分線（Ｙ軸）を定める。 (ii)Ｙ軸上に、複数の測点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、
Ｐ_n）を定める。これらの測点は、Ｘ軸に関して対称に
配置するのが好ましい。 (iii)回折格子２６を格子と直交する方向に移動する。 (iv)測点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）の光強度を測定
する。 (v)各測点について光強度正弦波形の位相φ_P（φ_P1，φ
_P2，…、φ_P(n-1)、φ_Pn）を求める。 (vi)各測点のＸ軸座標と対応する光強度の位相φ_P（φ
_P1，φ_P2，…、φ_P(n-1)、φ_Pn）とを、図１５（Ｂ）に
示すように、直交座標系にプロットする。 (vii)プロットした点に１次関数（φ＝ｍ・ｘ）をフィ
ッテイングする。 (viii)フィッティングした１次関数の１次係数（ｍ）を
求め、非点収差を評価する。

【００６７】図１０（Ｄ）に示すように、平面波を基準
としたとき、球面収差の波面４４は、光軸を中心とした
回転対称形をとり、数式（７）で表わすことができる。数７ φ＝ｄ・（ξ²＋η²）² （７）ｄ：定数したがって、ξ方向にシェアリングした場合、またη方
向にシェアリングした場合、それぞれの方向に関する２
つの干渉光の強度差（すなわち、位相差）が、シェアリ
ング方向に関して、数式（８）、数式（９）の三次関数
として表わされる。数８ｄφ／ｄξ＝２ｄ（ξ²＋η²）（２ξ）（８）数９ｄφ／ｄη＝２ｄ（ξ²＋η²）（２η）（９）

【００６８】このことは、レンズに他の収差等がないと
した場合、球面収差が、シェアリング干渉像上で図１１
（Ｅ）に示す干渉縞４９として現れることからも理解で
きる。したがって、図１６（Ａ）に示すように、シェア
リング干渉像５０上で、Ｘ軸上に、好ましくは中心Ｏ、
Ｏ₁の中心を通り且つシェアリング軸（Ｘ軸）と直交す
る二等分線（Ｙ軸）に関して対称に、複数の点（Ｐ₁，
Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）をとり、回折格子２６をその格
子溝と直交する方向に移動させ、各点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、
Ｐ_n-1、Ｐ_n）の位相の変化を求め、図１６（Ｂ）に示す
ように、これらの点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）のＸ
座標と各点の位相φ_P（φ_P1，φ_P2，…、φ_P(n-1)、φ
_Pn）を座標上にプロットし、そしてプロットした点を三
次関数で近似（フィッテイング）することにより、球面
収差（数式（６）から（８）の定数ｄ）を定量的に求め
ることができる。

【００６９】球面収差を評価する具体的手順は以下の通
りである。 (i)図１６（Ａ）に示すように、干渉像５０上で、回折
光（回折円）３１，３２の中心（光軸Ｏ，Ｏ₁）、シェ
アリング軸（Ｘ軸）を定める。 (ii)Ｘ軸上に、複数の測点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、
Ｐ_n）を定める。これらの測点は、光軸Ｏ，Ｏ₁（図示せ
ず）の結ぶ線分の二等分線（Ｙ軸）に関して左右対称に
配置するのが好ましい。 (iii)回折格子２６を格子と直交する方向に移動する。 (iv)測点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）の光強度を測定
する。 (v)各測点について光強度正弦波形の位相φ_P（φ_P1，φ
_P2，…、φ_P(n-1)、φ_Pn）を求める。 (vi)各測点のＸ軸座標と対応する光強度の位相φ_P（φ
_P1，φ_P2，…、φ_P(n-1)、φ_Pn）とを、図１６（Ｂ）に
示すように、直交座標系にプロットする。 (vii)プロットした点に三次関数（φ＝ｍ・ｘ³）又は四
次関数をフィッテイングする。 (viii)フィッティングした関数の三次係数（ｍ）を求
め、球面収差を評価する。

【００７０】高次収差高次収差は、上述したデフォーカス、コマ収差、非点収
差、球面収差以外の収差成分を含むものである。したが
って、デフォーカス、コマ収差、非点収差及び球面収差
を評価するにあたってフィッテイングした関数（１次関
数、二次関数、及び三次関数）と位相との残差を求める
ことで、定量的に把握できる。

【００７１】具体的に、図１７（Ａ）に示すように、シ
ェアリング干渉像５１上で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｘ軸と正方向
及び負方向に所定の角度をなすＺ、Ｚ’軸上に、Ｘ軸と
Ｙ軸の交点（シェアリング中心点）に関して対称に複数
の点（Ｐ₁，Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）、（Ｑ₁，Ｑ₂，…、
Ｑ_n-1、Ｑ_n）（Ｒ₁，Ｒ₂，…、Ｒ_n-1、Ｒ_n）、（Ｓ₁，
Ｓ₂，…、Ｓ_n-1、Ｓ_n）をとり、回折格子２６を格子方
向と直交する方向に移動させながら各点の位相の変化及
び位相差を求め、図１７（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、
（Ｅ）に示すように、これらの点の座標と各点の位相差
を座標上にプロットし、またプロットした点Ｐ、Ｒ、Ｓ
をそれぞれ二次関数でフィッティングすると共に、点Ｑ
を三次関数でフィッテイングし、これらの二次関数及び
三次関数とプロットした位相値との残差を求めることに
より、高次収差を定量的に評価できる。

【００７２】高次収差を評価する具体的手順は以下の通
りである。 (i)図１７（Ａ）に示すように、シェアリング干渉像５
１上で、光軸Ｏ，Ｏ₁を結ぶシェアリング軸（Ｘ軸）、
光軸Ｏ，Ｏ₁を結ぶ線分の垂直二等分線（Ｙ軸）、Ｘ軸
とＹ軸との交点を通り且つＸ軸に対して正方向（反時計
回り方向）と負方向（時計回り方向）に所定の角度θ
（３０°≦θ≦６０°、好ましくは４５°）をなすＺ
軸、Ｚ’軸を定める (ii)Ｙ軸、Ｚ、Ｚ’軸、Ｘ軸上に複数の測点Ｐ（Ｐ₁，
Ｐ₂，…、Ｐ_n-1、Ｐ_n）、Ｑ（Ｑ₁，Ｑ₂，…、Ｑ_n-1、Ｑ
_n）、Ｒ（Ｒ₁，Ｒ₂，…、Ｒ_n-1、Ｒ_n）、Ｓ（Ｓ₁，
Ｓ₂，…、Ｓ_n-1、Ｓ_n）を定める。これらの測点は、Ｘ
軸とＹ軸の交点に関して対称に配置するのが好ましい。 (iii)回折格子２６を格子と直交する方向に移動する。 (iv)測点Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓの光強度を測定する。 (v)各測点について光強度正弦波形の位相を求める。 (vi)各測点の光強度の位相φ_P（φ_P1，φ_P2，…、φ
_P(n-1)、φ_Pn）、φ_Q（φ_Q1，φ_Q2，…、φ_Q(n-1)、φ
_Qn）、φ_R（φ_R1，φ_R2，…、φ_Rn-1、φ_Rn）、φ_S（φ
_S1，φ_S2，…、φ_S(n-1)、φ_Sn）を、図１７（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、直交座標系にプ
ロットする。 (vii)プロットした点（φ_P、φ_Q、φ_R）に二次関数φ_P
＝ｍ・ｘ² _、φ_Q＝ｍ_T・ｘ² ^、φ_R＝ｍ_R・ｘ²をフィッテイ
ングする。同様に、プロットした点（φ_S）に三次関数
φ_S＝ｍ・ｘ³ ^又は四次関数をフィッテイングする。 (viii)フィッティングした関数と各測点における位相
（φ_P、φ_Q、φ_R、φ_S）との残差（Δφ_P、Δφ_Q、Δφ
_R、Δφ_S）を求める。 (ix)残差（Δφ_P、Δφ_Q、Δφ_R、Δφ_S）をもとに高次
収差を評価する。高次収差の評価にあたっては、これら
の残差の平均２乗を用いてもよい。

【００７３】（２）第２実施形態図１８は本発明の第２実施形態を示す。この図に示すレ
ンズ評価システム６０において、光源であるレーザ発生
源６１はレーザ光６２を発射する。このレーザ光は可干
渉性を有し、例えばヘリウムネオンレーザ光が好適に利
用できる。この点は、以下の実施形態でも同様である。
発射されたレーザ光６２は、レンズ６３により略平行光
６４に調整された後、対物レンズ６５により反射型回折
格子６６に照射される。回折格子６６からの回折光６７
は、再び対物レンズ６５に入射される。回折格子６６
は、０次回折光と＋１次回折光又は−１次回折光が対物
レンズ６５の瞳面６８でシェアリング干渉を生じるよう
に設計されている。このシェアリング干渉光は、対物レ
ンズ６５で略平行光に戻り、この対物レンズ６５とレン
ズ６３との間に配置されているハーフミラー６９で約９
０°方向が変えられ、結像レンズ７０で撮像素子７１
（例えば、ＣＣＤセンサ）に結像される。撮像素子７１
は信号処理装置７２に接続されており、撮像素子７０で
捕えたシェアリング干渉像が信号処理装置７２で信号処
理され、処理結果が表示装置７３に映し出される。そし
て、回折格子６６を例えばピエゾ素子を有する移動機構
７４で格子溝と直交する方向に移動し、信号処理装置７
２及び表示装置７３を用いて、上述のようにしてデフォ
ーカス量及び対物レンズ６５の各種収差が評価される。
なお、シェアリング干渉像を撮像素子７１に正確に結像
するために、回折格子６６を光軸方向（図１８の左右方
向）に移動できる別の移動機構７５を設けてもよい。な
お、移動機構７５は、回折格子６６を保持するフレーム
とこのフレームを支持する基台との間を複数のねじで連
結し、これらのねじを回すことにより位置調整できるよ
うに構成するのが好ましい。なお、以下に説明する実施
形態において各種の部材（例えば、レンズ、光源、回折
格子、撮像素子等、及びそれらを含む光学系）を移動、
回転、傾動する機構は、同様に構成してもよいし、ピエ
ゾ素子を用いて構成してもよい。

【００７４】（３）第３実施形態図１９は本発明の第３実施形態を示す。この図に示すレ
ンズ評価システム８０において、光源であるレーザ発生
源８１はレーザ光８２を発射する。発射されたレーザ光
８２は、レンズ８３により略平行光８４に調整された
後、対物レンズ８５により透過型回折格子８６に照射さ
れる。回折格子８６からの回折光８７はレンズ８８に入
射される。回折格子８６は、０次回折光と＋１次回折光
又は−１次回折光が対物レンズ６５の瞳面８９でシェア
リング干渉を生じるように設計されている。このシェア
リング干渉光は、レンズ８８で略平行光に戻り、結像レ
ンズ９０で撮像素９１に結像される。撮像素子９１は信
号処理装置９２に接続されており、撮像素子９１で捕え
たシェアリング干渉像が信号処理装置９２で信号処理さ
れ、処理結果が表示装置９３に映し出される。そして、
回折格子８６を例えばピエゾ素子を有する移動機構９４
で格子溝と直交する方向（図１９の上下方向）に移動
し、信号処理装置９２及び表示装置９３を用いて、上述
のようにしてデフォーカス量及び対物レンズ８８の各種
収差が評価される。なお、シェアリング干渉像を撮像素
子９１に正確に結像するために、回折格子８６を光軸方
向（図１９の左右方向）に移動できる別の移動機構９５
を設けてもよい。また、評価されたデフォーカスを消去
するように、回折格子８６をレンズ８８を一緒に光軸方
向に移動できるように、別の移動機構９６を設けてもよ
い。

【００７５】（４）第４実施形態図２０は本発明の第４実施形態を示す。この図に示すレ
ンズ調整システム１００において、光源であるレーザ発
生源１０１はレーザ光１０２を発射する。発射されたレ
ーザ光１０２は、レンズ１０３により略平行光１０４に
調整された後、ハーフミラー１０５、反射ミラー１０６
で反射し、対物レンズ１０７で反射型回折格子１０８に
結像される。回折格子１０８からの回折光１０９は対物
レンズ１０７に入射される。回折格子１０８は、０次回
折光と＋１次回折光又は−１次回折光が対物レンズ１０
７の瞳面でシェアリング干渉を生じるように設計されて
いる。このシェアリング干渉光は、対物レンズ１０７で
略平行光に戻り、反射ミラー１０６、ハーフミラー１０
５を介して、結像レンズ１１０で撮像素子１１１に結像
される。撮像素子１１１は信号処理装置１１２に接続さ
れており、撮像素子１１１で捕えたシェアリング干渉像
が信号処理装置１１２で信号処理され、処理結果が表示
装置１１３に映し出される。そして、回折格子１０８を
例えばピエゾ素子を有する移動機構１１４で格子溝と直
交する方向（図２０の左右方向）に移動し、信号処理装
置１１２及び表示装置１１３を用いて、上述のようにし
てデフォーカス量及び対物レンズ１０７の各種収差が評
価される。なお、シェアリング干渉像を撮像素子１１１
に正確に結像するために、回折格子１０８を光軸方向
（図２０の上下方向）に移動できる別の移動機構１１６
を設けてもよい。また、評価されたデフォーカスを消去
するように、レーザ発生源１０１、レンズ１０３、集光
レンズ１０７を含む光学系１１７を全体として、または
そこに含まれるレンズ発生源１０１等を単独で、光軸方
向に又はこれと直交する方向（Ｘ、Ｙ方向）に移動でき
る別の移動機構１１７を設けてもよい。さらに、レンズ
調整システム１００は、対物レンズのＸ，Ｙ方向の傾き
と、光軸を中心とする方向（すなわち回転）を調整でき
る調整機構１１８を備えており、信号処理装置１１２等
で評価された対物レンズ１０７の収差（例えば、コマ収
差）を調整できるようにしてある。

【００７６】（５）第５実施形態図２１は本発明の第５実施形態を示す。この図に示すレ
ンズ調整システム１２０において、光源であるレーザ発
生源１２１はレーザ光１２２を発射する。発射されたレ
ーザ光１２２は、レンズ１２３により略平行光１２４に
調整された後、対物レンズ１２５により透過型回折格子
１２６に照射される。回折格子１２６からの回折光１２
７はレンズ１２８に入射される。回折格子１２６は、０
次回折光と＋１次回折光又は−１次回折光がレンズ１２
８の瞳面でシェアリング干渉を生じるように設計されて
いる。このシェアリング干渉光は、レンズ１２８で略平
行光に戻り、結像レンズ１２９で撮像素１３０に結像さ
れる。撮像素子１３０は信号処理装置１３１に接続され
ており、撮像素子１３０で捕えたシェアリング干渉像が
信号処理装置１３１で信号処理され、処理結果が表示装
置１３２に映し出される。そして、回折格子１２６を例
えばピエゾ素子を有する移動機構１３３で格子溝と直交
する方向（図２１の左右方向）に移動し、信号処理装置
１３１及び表示装置１３２を用いて、上述のようにして
デフォーカス量及び対物レンズ１２５の各種収差が評価
される。なお、シェアリング干渉像を撮像素子１３０に
正確に結像するために、回折格子１２６を光軸方向（図
２１の上下方向）に移動できる別の移動機構１３４を設
けてもよい。また、評価されたデフォーカスを消去する
ように、レーザ発生源１２１、レンズ１２３、対物レン
ズ１２５を含む光学系１３５を全体として、またはそこ
に含まれるレンズ発生源１０１等を単独で、光軸方向に
又はこれと直交する方向（Ｘ、Ｙ方向）に移動できる別
の移動機構１３６を設けてもよい。さらに、レンズ調整
システム１２０は、対物レンズ１２５のＸ，Ｙ方向の傾
きと、光軸を中心とする方向（すなわち回転）を調整で
きる調整機構１３７を備えており、信号処理装置１３１
等で評価された対物レンズ１２５の収差（例えば、コマ
収差）を調整できるようにしてある。

【００７７】（６）第６実施形態図２２は本発明の第６実施形態を示す。この図に示すレ
ンズ調整システム１４０において、光源であるレーザ発
生源１４１はレーザ光１４２を発射する。発射されたレ
ーザ光１４２は、ビームエキスパンダ１４３で略平行光
に拡大された後、ハーフミラー１４４で反射され、保持
台１４５に支持されている対物レンズ１４６に入射され
る。対物レンズ１４６は、レンズ球面１４７の周囲に平
坦なコバ面１４８を有し、レンズ球面１４７だけなく、
コバ面１４８にも光が入射するようにしてある。

【００７８】コバ面１４８に入射した光はこのコバ面１
４８で反射し、ハーフミラー１４４を透過した後、別の
ハーフミラー１４９で反射し、結像レンズ１５０で撮像
素子（第２の受像体）１５１に結像される。撮像素子１
５１は受像した像に対応する信号を表示装置１５２に送
信する。表示装置１５２は、撮像素子１５１からの信号
を処理し、コバ面１４８の像を表示する。したがって、
表示装置１５２に表示された像を見ることで、対物レン
ズ１４６が光軸１５３に対して正確に配置されているか
否かを判断できる。対物レンズ１４６が光軸１５３に対
して正しく位置決めされていない場合、保持台移動機構
１５４を用い、保持台１４５を光軸１５３の方向及び／
又はこれと直交する方向に移動すると共に、必要であれ
ば保持台１４５を光軸１５３の回りで回転し及び／又は
光軸１５３に対する傾きを調整する。

【００７９】対物レンズ１４６のレンズ球面１４７に入
射した光は反射型回折格子１５５に結像される。回折格
子１５５からの回折光は対物レンズ１４６に入射され
る。上記実施形態と同様に、回折格子１５５は、０次回
折光と＋１次回折光又は−１次回折光が対物レンズ１４
６の瞳面でシェアリング干渉を生じるように設計されて
いる。このシェアリング干渉光は、対物レンズ１４６で
略平行光１５６に戻り、ハーフミラー１４４、１４９を
通り、結像レンズ１５７で撮像素子１５８に結像され
る。撮像素子１５８は受像した像に対応する信号を信号
処理装置１５９に送信する。信号処理装置１５９は、撮
像素子１５８からの信号を処理し、シェアリング干渉像
を表示装置１６０に表示する。そして、これら信号処理
装置１５９と表示装置１６０を用いて、上述のようにし
て対物レンズ１４６の各種収差が評価される。これらの
収差のうち対物レンズ１４６を移動することで最小化で
きる収差は、保持台移動機構１５４を用いて対物レンズ
１４６を移動、傾動、回転することで最小化又は消去さ
れる。

【００８０】なお、上記実施形態と同様に、回折格子１
５５に対して、この回折格子１５５を格子と直交する方
向に移動させる機構１６１の外に、回折格子１５５を光
軸１５３方向に移動させる機構１６１、回折格子１５５
を回転する機構１６２、回折格子の傾斜を調整する機構
１６３を設けてもよい。

【００８１】また、対物レンズ１４６以外のレンズ、光
源等についても移動機構を設け、必要に応じて調整でき
るようにするのが望ましい。

【００８２】（７）第７実施形態図２３は本発明の第７実施形態を示す。この図に示すレ
ンズ調整システム１７０において、光源であるレーザ発
生源１７１はレーザ光１７２を発射する。発射されたレ
ーザ光１７２は、ビームエキスパンダ１７３で略平行光
に拡大された後、ハーフミラー１７４で反射され、保持
台１７５に支持されている対物レンズ１７６に入射され
る。対物レンズ１７６は、レンズ球面１７７の周囲に平
坦なコバ面１７８を有し、レンズ球面１７７だけなく、
コバ面１７８にも光が入射するようにしてある。

【００８３】コバ面１７８に入射した光はこのコバ面１
７８で反射し、ハーフミラー１７４を透過した後、結像
レンズ１７５で撮像素子（第２の受像体）１７９に結像
される。撮像素子１７９は受像した像に対応する信号を
表示装置１８０に送信する。表示装置１８０は、撮像素
子１７９からの信号を処理し、コバ面１７８の像を表示
する。したがって、表示装置１８０に表示された像を見
ることで、対物レンズ１７６が光軸１８１に対して正確
に配置されているか否かを判断できる。対物レンズ１７
６が光軸１８１に対して正しく位置決めされていない場
合、保持台移動機構１８２を用い、保持台１７５を光軸
１８１の方向及び／又はこれと直交する方向に移動する
と共に、必要であれば保持台１７５を光軸１８１の回り
で回転し及び／又は光軸１８１に対する傾きを調整す
る。

【００８４】対物レンズ１７６のレンズ球面１７７に入
射した光は透過型回折格子１８３に結像される。回折格
子１８３を透過した回折光はレンズ１８４に入射され
る。上記実施形態と同様に、回折格子１８３は、０次回
折光と＋１次回折光又は−１次回折光がレンズ１８４の
瞳面でシェアリング干渉を生じるように設計されてい
る。このシェアリング干渉光は、レンズ１８４で略平行
光に戻り、結像レンズ１８５で撮像素子１８６に結像さ
れる。撮像素子１８６は受像した像に対応する信号を信
号処理装置１８７に送信する。信号処理装置１８７は、
撮像素子１８６からの信号を処理し、シェアリング干渉
像を表示装置１８８に表示する。そして、これら信号処
理装置１８７と表示装置１８８を用いて、上述のように
して対物レンズ１７６の各種収差が評価される。これら
の収差のうち対物レンズ１７６を移動することで最小化
できる収差は、保持台移動機構１８２を用いて対物レン
ズ１７６を移動、傾動、回転することで最小化又は消去
される。

【００８５】なお、上記実施形態と同様に、回折格子１
８３に対して、この回折格子１８３を格子と直交する方
向に移動させる機構１８９の外に、回折格子１８３をレ
ンズ１８４と共に光軸１８１方向に移動させる機構１９
０、回折格子１８３を回転する機構１９１、回折格子の
傾斜を調整する機構（図示せず）を設けてもよい。

【００８６】また、その他のレンズ、光源等についても
移動機構を設け、必要に応じて調整できるようにするの
が望ましい。

【００８７】（８）第８実施形態図２４は本発明の第８実施形態を示す。この図に示すレ
ンズ調整システム２００において、レーザ光２０１は光
軸２０２と略平行に対物レンズ２０３に入射される。対
物レンズ２０３を透過した光は、透過型回折格子２０４
に結像される。回折格子２０４で発生した回折光はレン
ズ２０５に入射される。上記実施形態と同様に、回折格
子２０４は、０次回折光と＋１次回折光又は−１次回折
光がレンズ２０５の瞳面でシェアリング干渉を生じるよ
うに設計されている。このシェアリング干渉光は、レン
ズ２０５で略平行光に戻り、一部はハーフミラー２０６
で反射され、結像レンズ２０７で撮像素子２０８に結像
される。撮像素子２０８は受像した像に対応する信号を
表示装置２０９に送信する。表示装置２０９は、撮像素
子２０８からの信号を処理し、レンズ２０５を透過した
光の像を表示する。したがって、表示装置２０９に表示
された像を見ることで、対物レンズ２０３等の光軸が正
しく光軸２０２に一致しているか否か判断できる。例え
ば、対物レンズ２０３が光軸２０２に対して正しく位置
決めされていない場合、対物レンズ２０３を光軸２０２
と直交する方向に移動させるレンズ移動機構２１０を用
い、対物レンズ２０３の光軸を光軸２０２に一致させ
る。

【００８８】ハーフミラー２０６を透過した光は、結像
レンズ２１１で撮像素子２１２に結像される。撮像素子
２１２は受像した像に対応する信号を信号処理装置２１
３に送信する。信号処理装置２１３は、撮像素子２１２
からの信号を処理し、シェアリング干渉像を表示装置２
１４に表示する。そして、これら信号処理装置２１３と
表示装置２１４を用いて、上述のようにして対物レンズ
２０３の各種収差が評価される。これらの収差のうち対
物レンズ２０３を移動することで最小化できる収差は、
対物レンズ２０３を光軸方向に移動させる機構２１５、
対物レンズ２０３の傾きを調整する機構２１６、必要な
らばレンズ移動機構２１０を用いて対物レンズ２０３を
移動、傾動、回転することで最小化又は消去される。

【００８９】なお、上記実施形態と同様に、回折格子２
０４に対して、この回折格子２０４を格子と直交する方
向に移動させる機構２１７の外に、回折格子２１７をレ
ンズ２０５と共に光軸２０２方向に移動させる機構２１
８、回折格子２０４を回転及び傾斜調整する機構（図示
せず）を設けてもよい。

【００９０】また、その他のレンズ、光源等についても
移動機構を設け、必要に応じて調整できるようにするの
が望ましい。

【００９１】（９）第９実施形態図２５は本発明の第９実施形態を示す。この図に示すレ
ンズ調整システム２２０において、レーザ光２２１は光
軸２２２と略平行に対物レンズ２２３に入射される。対
物レンズ２２３を透過した光は、透過型回折格子２２４
に結像される。回折格子２２４で発生した回折光はレン
ズ２２５に入射される。上記実施形態と同様に、回折格
子２２４は、０次回折光と＋１次回折光又は−１次回折
光がレンズ２２５の瞳面でシェアリング干渉を生じるよ
うに設計されている。このシェアリング干渉光は、レン
ズ２２５で略平行光に戻り、結像レンズ２２６で撮像素
子２２７に結像される。撮像素子２２７は受像した像に
対応する信号を信号処理装置２２８に送信する。信号処
理装置２２８は、撮像素子２２７からの信号を処理し、
シェアリング干渉像を表示装置２２９に表示する。そし
て、これら信号処理装置２２８と表示装置２２９を用い
て、上述のようにして対物レンズ２２３の各種収差が評
価される。これらの収差のうち対物レンズ２２３を移動
することで最小化できる収差は、対物レンズ２２３を光
軸方向に移動させる機構２３０、対物レンズ２２３を光
軸と直交する方向に移動させる機構２３１、対物レンズ
２２３を傾斜調整する機構２３２を用いて、対物レンズ
２２３を移動、傾動することで最小化又は消去される。

【００９２】また、表示装置２２９に表示された像を見
ることで、結像レンズ２２６の結像位置に撮像素子２２
７が正しく配置されているか否か判断できる。撮像素子
２２７が結像位置に配置されていない場合、移動機構２
２８で撮像素子２２７を光軸方向に移動させて正しい位
置に調整できる。また、上記実施形態と同様に、回折格
子２２４に対して、この回折格子２２４を格子と直交す
る方向に移動させる機構２２９の外に、回折格子２２４
をレンズ２２５と共に光軸方向に移動させる機構２３
０、回折格子２２４を回転及び傾斜調整する機構（図示
せず）を設けてもよい。さらに、その他のレンズ、光源
等についても移動機構を設け、必要に応じて調整できる
ようにするのが望ましい。

【００９３】（１０）回折格子上述のように、本発明に使用する回折格子には、反射型
の回折格子と透過型の回折格子がある。このような回折
格子は、図２６に示すように、所定の屈折率（ｎｋ）を
有する材料（例えばポリカーボネート）で形成した基板
２４１の表面に、所定の間隔（格子ピッチ：Ｐｋ）で、
所定の深さ（格子深さ：ｄｋ）を有する所定の幅（格子
幅：Ｐｍ）の格子溝２４２が、所定の方向に形成されて
いる。また、反射型回折格子の場合、格子溝２４２を形
成した表面は、アルミニウム等の反射性材料が蒸着され
て薄い反射膜（図示せず）が形成されている。なお、図
２６に図示していないが、回折格子の格子を形成した面
は、適当な材料（例えば、ポリカーボネート）からなる
カバーで被覆するのが望ましい。また、回折格子の格子
面近傍にカバーガラスを設け、これで回折格子を保護し
てもよい。さらに、反射型回折格子として、光ディスク
又はその一部を利用することもできる。

【００９４】これら格子ピッチＰｋ等は、０次回折光と
±１次回折光とのコントラスト、シェアリング干渉像の
大きさ、シェアリングする回折光に大きく影響を与え
る。具体的に、格子ピッチＰｋは回折角に影響し、格子
ピッチＰｋが小さくなると回折光の回折角が大きくな
る。その結果、シェアリング干渉像が小さくなる。逆
に、格子ピッチＰｋが大きくなると回折角が小さくな
り、シェアリング干渉像が大きくなる。また、シェアリ
ング干渉像の大きさは、光の波長λ、集光レンズ（対物
レンズ）の開口数Ａ（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズ
から回折格子に入射する光の入射光線角）にも依存す
る。

【００９５】回折光の強度、さらにシェアリング干渉像
のコントラストは、回折格子の格子深さｄｋ、格子デュ
ーティ比：Ｐｍ／Ｐｋ、及び光の波長λ、回折格子の屈
折率ｎｋに依存する。

【００９６】以上のことから、図２７に示すように、０
次回折光と＋１次回折光または−１次回折光とを干渉さ
せてシェアリング干渉像を得る場合、回折格子は以下の
条件を満足するように設計するのが好ましい。０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（８／λ）≦２０．２≦ｄｕ≦０．８Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長なお、最も好ましい条件としては、Ｐｋ・（Ａ／λ）＝１ｄｋ・（ｎｋ−１）・（８／λ）＝１ｄ＝０．５である。

【００９７】図２８に示すように、＋１次回折光と−１
次回折光とを干渉させてシェアリング干渉像を得る場
合、０次回折光が発生しない条件に回折格子を設計する
必要があり、この場合の条件は以下の通りである。０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦１．２０．４≦ｄｕ≦０．６なお、最も好ましい条件は、Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ＝１ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）＝１ｄｕ＝０．５である。

【００９８】ただし、回折格子は以上の条件に必ずしも
拘束されるものでなく、例えば以下の条件に設計しても
よい。

【００９９】設計条件０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦２０．２≦ｄｕ≦０．８

【０１００】設計条件０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦１．２０．４≦ｄｕ≦０．６

【０１０１】また、以上の説明では、本発明の実施形態
において、回折格子を格子方向（格子溝）と直交する方
向に移動させるものとしたが、格子方向と直交する方向
成分を有する方向、つまり、格子方向に対して斜めの方
向に移動させても、同様の作用効果が得られる。

【０１０２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係るレンズの評価方法、評価装置、調整方法、調整装置
によれば、シェアリング干渉像の複数の点で光強度変化
の位相を求めるという簡単な方法で、波面形状を求める
ことなく、レンズの特性（デフォーカス量、コマ収差、
非点収差、球面収差、高次収差）を求めることができ
る。また、光強度変化の位相を求める点の数は、最小２
点で足りるので、短時間でレンズの特性を評価でき、ま
た調整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のレンズ収差検出方法（ジッタ法）及び
装置の概略構成及びその原理の説明図。

【図２】図１に示す装置を用いて収差調整方法を説明
するグラフ。

【図３】従来の別のレンズ収差検出方法（光強度測定
法）及び装置の概略構成及びその原理の説明図。

【図４】図３に示すレンズ収差検出方法において得ら
れる像を示す図で、（Ａ）は調整前、（Ｂ）は調整後の
像である。

【図５】本発明の第１実施形態に係るレンズ収差評価
装置の概略構成を示す図。

【図６】反射型回折格子から発生する回折光を示す
図。

【図７】撮像素子上に形成されるシェアリング干渉像
を示す図。

【図８】シェアリング干渉像上の測点を示す図。

【図９】図８に示すシェアリング干渉像上の測定にお
ける光強度変化を示す図。

【図１０】収差の波面形状を示す図で、（Ａ）はデフ
ォーカス量、（Ｂ）はコマ収差、（Ｃ）は非点収差、
（Ｄ）は球面収差の波面である。

【図１１】シェアリング干渉上に表れる干渉縞を示す
図で、（Ａ）はデフォーカス量、（Ｂ）はコマ収差（コ
マＲ成分）、（Ｃ）コマ収差（コマＴ成分）、（Ｄ）は
非点収差、（Ｅ）は球面収差の干渉縞である。

【図１２】デフォーカス量の評価方法を説明する図
で、（Ａ）はシェアリング干渉上の測点、（Ｂ）は位相
を測点座標の１次関数としてフィッテイングしたグラフ
である。

【図１３】コマＲ成分の評価方法を説明する図で、
（Ａ）はシェアリング干渉上の測点、（Ｂ）は位相を測
点座標の二次関数でフィッテイングしたグラフである。

【図１４】コマＴ成分の評価方法を説明する図で、
（Ａ）はシェアリング干渉上の測点、（Ｂ）は位相を測
点座標の二次関数でフィッテイングしたグラフである。

【図１５】非点収差の評価方法を説明する図で、
（Ａ）はシェアリング干渉上の測点、（Ｂ）は位相を測
点座標の１次関数でフィッテイングしたグラフである。

【図１６】球面収差の評価方法を説明する図で、
（Ａ）はシェアリング干渉上の測点、（Ｂ）は位相を測
点座標の三次関数でフィッテイングしたグラフである。

【図１７】高次収差の評価方法を説明する図で、
（Ａ）はシェアリング干渉上の測点、（Ｂ）〜（Ｅ）は
位相を測点座標の関数でフィッテイングしたグラフであ
る。

【図１８】本発明の第２実施形態に係るレンズ収差評
価装置の概略構成を示す図。

【図１９】本発明の第３実施形態に係るレンズ収差評
価装置の概略構成を示す図。

【図２０】本発明の第４実施形態に係るレンズ調整装
置の概略構成を示す図。

【図２１】本発明の第５実施形態に係るレンズ調整装
置の概略構成を示す図。

【図２２】本発明の第６実施形態に係るレンズ収差評
価装置の概略構成を示す図。

【図２３】本発明の第７実施形態に係るレンズ収差評
価装置の概略構成を示す図。

【図２４】本発明の第８実施形態に係るレンズ調整装
置の概略構成を示す図。

【図２５】本発明の第９実施形態に係るレンズ調整装
置の概略構成を示す図。

【図２６】回折格子の部分拡大断面図。

【図２７】０次回折光と＋１次及び−１次回折光との
シェアリング干渉像を示す図。

【図２８】＋１次と−１次回折光とのシェアリング干
渉像を示す図。

【図２９】特定の方向に格子溝を形成した回折格子
と、この特定の方向と４５°の角度をなす斜めの方向に
格子溝を形成した回折格子とを示す図。

【符号の説明】

３１…０次回折光、３２…＋１次回折光、５０…シェア
リング干渉像。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西井完治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2G086 HH06 HH07 5D119 AA38 DA20 JA02 JA43 NA05 PA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）レンズから出射された光を回折
し、異なる次数の２つの回折光を干渉させてシェアリン
グ干渉像を得る工程と、（ｂ）上記回折光の位相を変
化させる工程と、（ｃ）上記シェアリング干渉像にお
いて、上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る
測線上の複数の測点で光強度変化の位相を求める工程
と、（ｄ）上記位相をもとに上記レンズの特性を求め
る工程とを有することを特徴とするレンズの評価方法。
【請求項２】（ａ）レンズから出射された光を回折
し、異なる次数の２つの回折光を干渉させてシェアリン
グ干渉像を得る工程と、（ｂ）上記回折光の位相を変
化させる工程と、（ｃ）上記シェアリング干渉像にお
いて、上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る
測線上の複数の測点で光強度変化の位相を求める工程
と、（ｄ）上記測点位置をＸ、上記位相をＹとしたと
き、上記位相Ｙを測定位置Ｘの関数で近似し、該関数の
係数値でレンズの特性を評価する工程とを有することを
特徴とするレンズの評価方法。
【請求項３】上記２つの回折光のシェリング干渉像を
上記レンズに透過させることを特徴とするレンズの評価
方法。
【請求項４】（ａ）光源から発射した光を対物レン
ズで集光し、該集光された光を反射型回折格子に投射
し、該反射型回折格子から反射した異なる次数の２つの
回折光を上記対物レンズで略平行光とし、該略平行光と
された光を集光レンズで集光し、該集光された光を受像
面に結像し、該受像面で上記２つの回折光のシェアリン
グ干渉像を得る工程と、（ｂ）上記回折格子を格子方
向と直交する方向の方向成分を有する方向に移動させ、
上記回折光の位相を変化させる工程と、（ｃ）上記シ
ェアリング干渉像において、上記２つの回折光の光軸を
結ぶ線分の中点を通る測線上の複数の測点で光強度変化
の位相を求める工程と、（ｄ）上記位相をもとに上記
対物レンズの特性を求める工程とを有することを特徴と
するレンズの評価方法。
【請求項５】（ａ）光源から発射した光を対物レン
ズで集光し、該集光された光を反射型回折格子に投射
し、該反射型回折格子から反射した異なる次数の２つの
回折光を上記対物レンズで略平行光とし、該略平行光と
された光を集光レンズで集光し、該集光された光を受像
面に結像し、該受像面で上記２つの回折光のシェアリン
グ干渉像を得る工程と、（ｂ）上記回折格子を格子方
向と直交する方向の方向成分を有する方向に移動させ、
上記回折光の位相を変化させる工程と、（ｃ）上記シ
ェアリング干渉像において、上記２つの回折光の光軸を
結ぶ線分の中点を通る測線上の複数の測点で光強度変化
の位相を求める工程と、（ｄ）上記測点位置をＸ、上
記位相をＹとしたとき、上記位相Ｙを測定位置Ｘの関数
で近似し、該関数の係数値で上記対物レンズの光学的の
特性を評価する工程とを有することを特徴とするレンズ
の評価方法。
【請求項６】（ａ）光源から発射した光を対物レン
ズで集光し、該集光された光を透過型回折格子に投射
し、該透過型回折格子を透過した異なる次数の２つの回
折光をレンズで略平行光とし、該略平行光とされた光を
集光レンズで集光し、該集光された光を受像面に結像
し、該受像面で上記２つの回折光のシェアリング干渉像
を得る工程と、（ｂ）上記回折格子を格子方向と直交
する方向の方向成分を有する方向に移動させ、上記回折
光の位相を変化させる工程と、（ｃ）上記シェアリン
グ干渉像において、上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分
の中点を通る測線上の複数の測点で光強度変化の位相を
求める工程と、（ｄ）上記位相をもとに上記対物レン
ズの特性を求める工程とを有することを特徴とするレン
ズの評価方法。
【請求項７】（ａ）光源から発射した光を対物レン
ズで集光し、該集光された光を透過型回折格子に投射
し、該透過型回折格子を透過した異なる次数の２つの回
折光をレンズで略平行光とし、該略平行光とされた光を
集光レンズで集光し、該集光された光を受像面に結像
し、該受像面で上記２つの回折光をシェアリング干渉さ
せる工程と、（ｂ）上記回折格子を格子方向と直交す
る方向の方向成分を有する方向に移動させ、上記回折光
の位相を変化させる工程と、（ｃ）上記シェアリング
干渉像において、上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の
中点を通る測線上の複数の測点で光強度変化の位相を求
める工程と、（ｄ）上記測点位置をＸ、上記位相をＹ
としたとき、上記位相Ｙを測定位置Ｘの関数で近似し、
該関数の係数値で上記対物レンズの光学的の特性を評価
する工程とを有することを特徴とするレンズの評価方
法。
【請求項８】上記２つの回折光が、０次回折光と±１
次回折光のいずれか一方、又は＋１次回折光と−１次回
折光であることを特徴とする請求項１から７のいずれか
のレンズの評価方法。
【請求項９】上記評価する光学的特性が、デフォーカ
ス量、コマ収差、球面収差、非点収差、これらの収差以
外の収差のいずれか一つであることを特徴とする請求項
１から７のいずれかのレンズの評価方法。
【請求項１０】（ａ）レンズから出射した光を回折
し、０次回折光と±１次回折光のいずれか一方、又は＋
１次回折光と−１次回折光とのシェアリング干渉像を受
像面で得る工程と、（ｂ）上記回折光の位相を変化さ
せる工程と、（ｃ）上記シェアリング干渉像におい
て、上記回折光の光軸を通る線分上の複数の測点で該測
点における光強度変化の位相を求める工程と、（ｄ）
上記測点位置をＸ、上記位相をＹとしたとき、上記位相
Ｙを測定位置Ｘの１次関数又は１次以上の次数を有する
関数で近似し、該近似関数の１次の係数値で上記光学系
のデフォーカス量を評価する工程を有することを特徴と
するレンズの評価方法。
【請求項１１】（ａ）レンズから出射した光を回折
し、０次回折光と±１次回折光のいずれか一方、又は＋
１次回折光と−１次回折光とのシェアリング干渉像を受
像面で得る工程と、（ｂ）上記回折光の位相を変化さ
せる工程と、（ｃ）上記シェアリング干渉像におい
て、上記回折光の光軸を結ぶ線分の垂直二等分線上の複
数の測点で、該測点における光強度変化の位相を求める
工程と、（ｄ）上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし
たとき、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次関数で近似し、
該二次関数の二次の係数値でコマ収差を評価する工程を
有することを特徴とするレンズの評価方法。
【請求項１２】（ａ）レンズから出射した光を回折
し、０次回折光と±１次回折光のいずれか一方、又は＋
１次回折光と−１次回折光とのシェアリング干渉像を受
像面で得る工程と、（ｂ）上記回折光の位相を変化さ
せる工程と、（ｃ）上記シェアリング干渉像におい
て、上記回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通り且つ該線
分に対して正方向と負方向に所定の角度をなす２つの斜
線上の複数の測定で該測点における光強度変化の位相を
求める工程と、（ｄ）上記２つの斜線のそれぞれにつ
いて、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相
Ｙを測定位置Ｘの二次関数又は三次関数で近似し、該二
次関数又は三次関数の二次の係数値を用いて、コマ収差
を評価する工程を有することを特徴とするレンズの評価
方法。
【請求項１３】（ａ）レンズから出射した光を回折
し、０次回折光と±１次回折光のいずれか一方、又は＋
１次回折光と−１次回折光とのシェアリング干渉像を受
像面で得る工程と、（ｂ）上記回折光の位相を変化さ
せる工程と、（ｃ）上記シェアリング干渉像におい
て、上記回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る垂直二等
分線と該線分に対して正方向と負方向に所定の角度をな
す２つの斜線上の複数の測定で該測点における光強度変
化の位相を求める工程と、（ｄ）上記垂直二等分線に
ついて、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位
相Ｙを測定位置Ｘの二次関数又は三次関数で近似して得
た該二次関数又は三次関数の二次の係数値と、上記２つの斜線について、上記測点位置をＸ、上記位相
をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次関数又は三次
関数で近似して得た該二次関数又は三次関数の二次の係
数値と、の差とを用いてコマ収差を評価する工程とを有
することを特徴とするレンズの評価方法。
【請求項１４】（ａ）レンズから出射した光を回折
し、０次回折光と±１次回折光のいずれか一方、又は＋
１次回折光と−１次回折光とのシェアリング干渉像を受
像面で得る工程と、（ｂ）上記シェアリング干渉像の
シェアリング方向を回転させる工程と、（ｃ）回折格
子を移動させて上記回折光の位相を変化させる工程と、
（ｄ）上記シェアリング干渉像において上記回折光の
光軸を結ぶ線分の垂直二等分線上の複数の測点で該測点
における光強度変化の位相を求める工程と、（ｅ）上
記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測定
位置Ｘの１次関数又は１次以上の次数を有する関数で近
似し、該近似関数の１次の係数値で上記光学系の非点収
差を評価する工程を有することを特徴とするレンズの評
価方法。
【請求項１５】上記シェアリング方向を回転させる工
程は、上記回折格子を所定角度回転する工程を含むこと
を特徴とする請求項１５のレンズの評価方法。
【請求項１６】上記シェアリング方向を回転させる工
程は、上記レンズを所定角度回転する工程を含むことを
特徴とする請求項１５のレンズの評価方法。
【請求項１７】上記シェアリング方向を回転させる工
程は、第１の方向に格子溝を形成した第１の回折格子を用いて
光を回折する工程と、上記第１の方向と異なる方向に格子溝を形成した第２の
回折格子を用いて光を回折する工程とを有することを特
徴とする請求項１５のレンズの評価方法。
【請求項１８】（ａ）レンズから出射した光を回折
し、０次回折光と±１次回折光のいずれか一方、又は＋
１次回折光と−１次回折光とのシェアリング干渉像を受
像面で得る工程と、（ｂ）上記回折光の位相を変化さ
せる工程と、（ｃ）上記シェアリング干渉像におい
て、上記回折光の光軸を通る線分上の複数の測点で該測
点における光強度変化の位相を求める工程と、（ｄ）
上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測
定位置Ｘの三次関数又は四次関数で近似し、該三次関数
又は四次関数の三次の係数値で上記光学系の球面収差を
評価する工程を有することを特徴とするレンズの評価方
法。
【請求項１９】（ａ）レンズから出射した光を回折
し、０次回折光と±１次回折光のいずれか一方、又は＋
１次回折光と−１次回折光とのシェアリング干渉像を受
像面で得る工程と、（ｂ）上記回折光の位相を変化さ
せる工程と、（ｃ）上記シェアリング干渉像におい
て、・上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分上の複数の第１の
測点で該第１の測点における光強度変化の第１の位相を
求め、・上記線分の垂直二等分線上の複数の第２の測点で第２
の測点における光強度変化の第２の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して正方向に所定の
角度をなす第３の斜線上の複数の第３の測点で該第３の
測点における光強度変化の第３の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して負方向に所定の
角度をなす第４の斜線上の複数の第４の測点で該第４の
測点における光強度変化の第４の位相を求める工程と、
（ｄ）上記第１の測点位置をＸ、上記第１の位相をＹ
とし、上記第１の位相Ｙを第１の測定位置Ｘの第１の関
数Ｆで近似し、上記第２の測点位置をＸ、上記第２の位
相をＹとし、上記第２の位相Ｙを第２の測定位置Ｘの第
２の関数Ｆで近似し、上記第３の測点位置をＸ、上記第
３の位相をＹとし、上記第３の位相Ｙを第３の測定位置
Ｘの第３の関数Ｆで近似し、上記第４の測点位置をＸ、
上記第４の位相をＹとし、上記第４の位相Ｙを第４の測
定位置Ｘの第４の関数Ｆで近似し、上記第１の関数Ｆと
第１の位相Ｙとの残差Δ、上記第２の関数Ｆと第２の位
相Ｙとの残差Δ、上記第３の関数Ｆと第３の位相Ｙとの
残差Δ及び上記第４の関数Ｆと第４の位相Ｙとの残差Δ
をもとに上記光学系の高次収差を評価する工程とを有す
るとを特徴とするレンズの評価方法。
【請求項２０】光学系に含まれる集光レンズの評価装
置であって、（ａ）上記集光レンズを透過した光を回
折すると共に、異なる次数の２つの回折光のシェアリン
グ干渉光を出射する回折格子と、（ｂ）上記回折格子
を移動させる移動機構と、（ｃ）上記シェアリング干
渉光を受像する受像体と、（ｄ）上記受像体で受像し
たシェアリング干渉光の干渉像において、上記２つの回
折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の複数の測点
で光強度変化の位相を求め、上記位相をもとに上記集光
レンズの特性を求める特性検出器とを有することを特徴
とするレンズの評価装置。
【請求項２１】上記回折格子が反射型回折格子又は透
過型回折格子である請求項２１のレンズの評価装置。
【請求項２２】光学系に含まれる集光レンズの評価装
置であって、（ａ）上記集光レンズに略平行光を入射
する光源と、（ｂ）上記対物レンズを透過した光を反
射し回折すると共に、異なる次数の２つの回折光のシェ
アリング干渉光を上記集光レンズに入射する反射型回折
格子と、（ｃ）上記回折格子を移動させる移動機構
と、（ｄ）上記集光レンズを透過した上記シェアリン
グ干渉光を結像する結像レンズと、（ｅ）上記結像さ
れたシェアリング干渉光を受像する受像体と、（ｆ）
上記受像体で受像したシェアリング干渉像において、上
記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の
複数の測点で光強度変化の位相を求め、上記位相をもと
に上記集光レンズの特性を求める特性検出器とを有する
ことを特徴とするレンズの評価装置。
【請求項２３】上記受像体を光軸方向に移動させる機
構を備えていることを特徴とする請求項２１から２３の
いずれかのレンズ調整装置。
【請求項２４】上記回折格子を光軸方向に移動させる
機構を備えていることを特徴とする請求項２１から２４
のいずれかのレンズ調整装置。
【請求項２５】上記回折格子を光軸の回りで回転させ
る機構を備えていることを特徴とする請求項２１から２
４のいずれかのレンズ調整装置。
【請求項２６】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において上記回折光の光軸を結
ぶ線上の複数の測点で該測点における光強度変化の位相
を求め、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測
定位置Ｘの１次関数で近似し、該１次関数の１次の係数
値で上記光学系のデフォーカス量を評価することを特徴
とする請求項２１から２６のいずれかのレンズの評価装
置。
【請求項２７】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を
結ぶ線分の中点を通り且つ該線分に対して正方向と負方
向に所定の角度をなす２つの斜線上の複数の測定で該測
点における光強度変化の位相を求め、上記２つの斜線のそれぞれについて、上記測点位置を
Ｘ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次
関数又は三次関数で近似し、該二次関数又は三次関数の
二次の係数値を用いて、コマ収差を評価することを特徴
とする請求項１７から２２のいずれかのレンズの評価装
置。
【請求項２８】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を
結ぶ線分の中点を通る垂直二等分線と該線分に対して正
方向と負方向に所定の角度をなす２つの斜線上の複数の
測定で該測点における光強度変化の位相を求め、上記垂直二等分線について、上記測点位置をＸ、上記位
相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次関数又は三
次関数で近似して得た該二次関数又は三次関数の二次の
係数値と、上記２つの斜線について、上記測点位置をＸ、上記位相
をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次関数又は三次
関数で近似して得た該二次関数又は三次関数の二次の係
数値と、の差とを用いてコマ収差を評価することを特徴
とする請求項２１から２６のいずれかのレンズの評価装
置。
【請求項２９】上記所定の角度が、３０°から６０°
の範囲を有することを特徴とする請求項２８又は２９の
レンズの評価装置。
【請求項３０】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において上記回折光の光軸を結
ぶ線分の垂直二等分線上の複数の測点で該測点における
光強度変化の位相を求め、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測
定位置Ｘの１次関数で近似し、該１次関数の１次の係数
値で上記光学系の非点収差を評価することを特徴とする
請求項２１から２６のいずれかのレンズの評価装置。
【請求項３１】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を
通る線分上の複数の測点で該測点における光強度変化の
位相を求め、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測
定位置Ｘの三次関数又は四次関数で近似し、該三次関数
又は四次関数の三次の係数値で上記光学系の球面収差を
評価することを特徴とする請求項２１から２６のいずれ
かのレンズの評価装置。
【請求項３２】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、・上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分上の複数の第１の
測点で該第１の測点における光強度変化の第１の位相を
求め、・上記線分の垂直二等分線上の複数の第２の測点で第２
の測点における光強度変化の第２の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して正方向に所定の
角度をなす第３の斜線上の複数の第３の測点で該第３の
測点における光強度変化の第３の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して負方向に所定の
角度をなす第４の斜線上の複数の第４の測点で該第４の
測点における光強度変化の第４の位相を求め、上記第１の測点位置をＸ、上記第１の位相をＹとし、上
記第１の位相Ｙを第１の測定位置Ｘの第１の関数Ｆで近
似し、上記第２の測点位置をＸ、上記第２の位相をＹとし、上
記第２の位相Ｙを第２の測定位置Ｘの第２の関数Ｆで近
似し、上記第３の測点位置をＸ、上記第３の位相をＹとし、上
記第３の位相Ｙを第３の測定位置Ｘの第３の関数Ｆで近
似し、上記第４の測点位置をＸ、上記第４の位相をＹとし、上
記第４の位相Ｙを第４の測定位置Ｘの第４の関数Ｆで近
似し、上記第１の関数Ｆと第１の位相Ｙとの残差Δ、上記第２の関数Ｆと第２の位相Ｙとの残差Δ、上記第３の関数Ｆと第３の位相Ｙとの残差Δ及び上記第
４の関数Ｆと第４の位相Ｙとの残差Δをもとに上記光学
系の高次収差を評価することを特徴とする請求項２１か
ら２６のいずれかのレンズの評価装置。
【請求項３３】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（８／λ）≦２０．２≦ｄｕ≦０．８Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満たすことを特徴とする請求項１７から２９の
レンズの評価装置。
【請求項３４】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦２０．２≦ｄｕ≦０．８Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満たすことを特徴とする請求項２１から３３の
レンズの評価装置。
【請求項３５】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦１．２０．４≦ｄｕ≦０．６Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満たすことを特徴とする請求項２１から３３の
レンズの評価装置。
【請求項３６】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（２／λ）≦１．２０．４≦ｄｕ≦０．６Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満たすことを特徴とする請求項２１から３３の
レンズの評価装置。
【請求項３７】光学系に含まれる集光レンズの調整装
置であって、（ａ）上記集光レンズを透過した光を回
折すると共に、異なる次数の２つの回折光のシェアリン
グ干渉光を出射する回折格子と、（ｂ）上記回折格子
を移動する機構と、（ｃ）上記シェアリング干渉光を
受像する受像体と、（ｄ）上記受像体で受像したシェ
アリング干渉光の干渉像において、上記２つの回折光の
光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の複数の測点で光強
度変化の位相を求め、上記位相をもとに上記集光レンズ
の特性を求める特性検出器と、（ｅ）上記特性検出器
の検出結果に基づいて上記集光レンズの位置を調整する
調整機構を有することを特徴とするレンズの調整装置。
【請求項３８】光学系に含まれる集光レンズの調整装
置であって、（ａ）上記集光レンズを透過した光を回
折すると共に、異なる次数の２つの回折光のシェアリン
グ干渉光を出射する回折格子と、（ｂ）上記回折格子
を移動する機構と、（ｃ）上記シェアリング干渉光を
受像する受像体と、（ｄ）上記受像体で受像したシェ
アリング干渉光の干渉像において、上記２つの回折光の
光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の複数の測点で光強
度変化の位相を求め、上記位相をもとに上記集光レンズ
の特性を求める特性検出器と、（ｅ）上記集光レンズ
の反射光又は透過光を受像する第２の受像体と、（ｆ）
上記第２の受像体で受像した光の情報に基づいて上記
集光レンズの位置を調整するレンズの調整機構を有する
ことを特徴とするレンズの調整装置。
【請求項３９】上記集光レンズがレンズ面の周囲にコ
バ面を有し、上記第２の受像体は上記コバ面の反射光又
は透過光を受像することを特徴とする請求項３８又は３
９のレンズの調整装置。
【請求項４０】上記回折格子が反射型回折格子である
請求項３８から４０のいずれかのレンズの調整装置。
【請求項４１】上記回折格子が透過型回折格子である
請求項３８から４０のいずれかのレンズの調整装置。
【請求項４２】上記調整機構が、上記集光レンズを光
軸方向に移動させる機構を備えていることを特徴とする
請求項３８から４０のいずれかのレンズの調整装置。
【請求項４３】上記調整機構が、上記集光レンズを光
軸と直交する方向に移動させる機構を備えていることを
特徴とする請求項３８から４０のいずれかのレンズの調
整装置。
【請求項４４】上記調整機構が、上記集光レンズを光
軸の回りで回転させる機構を備えていることを特徴とす
る請求項３８から４０のいずれかのレンズの調整装置。
【請求項４５】上記特性検出装置が、受像体を光軸方
向に移動させる機構を備えていることを特徴とする請求
項３８から４０のいずれかのレンズの調整装置。
【請求項４６】上記回折格子を光軸方向に移動させる
機構を備えていることを特徴とする請求項３８から４０
のいずれかのレンズの調整装置。
【請求項４７】上記回折格子を光軸の回りで回転させ
る機構を備えていることを特徴とする請求項３８から４
０のいずれかのレンズの調整装置。
【請求項４８】光学系に含まれる集光レンズの調整装
置であって、（ａ）光源と、（ｂ）上記光源から出
射した光を略平行光とし、上記集光レンズに入射するレ
ンズと、（ｃ）上記集光レンズで集光された光を反射
し回折すると共に、異なる次数の２つの回折光のシェア
リング干渉光を上記集光レンズに入射する反射型回折格
子と、（ｄ）上記集光レンズから出射した上記シェア
リング干渉光を結像する結像レンズと、（ｅ）上記結
像されたシェアリング干渉光を受像する受像体と、
（ｆ）上記受像体で受像したシェアリング干渉像にお
いて、上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る
測線上の複数の測点で光強度変化の位相を求め、上記位
相をもとに上記集光レンズの特性を求める特性検出器
と、を有することを特徴とするレンズの調整装置。
【請求項４９】光学系に含まれる集光レンズの調整装
置であって、（ａ）光源と、（ｂ）上記光源から出
射した光を略平行光とし、上記集光レンズに入射するレ
ンズと、（ｃ）上記集光レンズで集光された光を透過
し回折すると共に、異なる次数の２つの回折光のシェア
リング干渉光を第２の集光レンズに入射する透過型回折
格子と、（ｄ）上記第２の集光レンズから出射した上
記シェアリング干渉光を結像する結像レンズと、（ｅ）
上記結像されたシェアリング干渉光を受像する受像体
と、（ｆ）上記受像体で受像したシェアリング干渉像
において、上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を
通る測線上の複数の測点で光強度変化の位相を求め、上
記位相をもとに上記集光レンズの特性を求める特性検出
器と、を有することを特徴とするレンズの調整装置。
【請求項５０】上記特性検出器は、上記シェアリング
干渉像において上記回折光の光軸を結ぶ線上の複数の測
点で該測点における光強度変化の位相を求め、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測
定位置Ｘの１次関数で近似し、該１次関数の１次の係数
値で上記光学系のデフォーカス量を評価することを特徴
とする請求項３４から４６のいずれかのレンズの調整装
置。
【請求項５１】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を
結ぶ線分の中点を通り且つ該線分に対して正方向と負方
向に所定の角度をなす２つの斜線上の複数の測定で該測
点における光強度変化の位相を求め、上記２つの斜線のそれぞれについて、上記測点位置を
Ｘ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次
関数又は三次関数で近似し、該二次関数又は三次関数の
二次の係数値を用いて、コマ収差を評価することを特徴
とする請求項３４から４６のいずれかのレンズの調整装
置。
【請求項５２】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を
結ぶ線分の中点を通る垂直二等分線と該線分に対して正
方向と負方向に所定の角度をなす２つの斜線上の複数の
測定で該測点における光強度変化の位相を求め、上記垂直二等分線について、上記測点位置をＸ、上記位
相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次関数又は三
次関数で近似して得た該二次関数又は三次関数の二次の
係数値と、上記２つの斜線について、上記測点位置をＸ、上記位相
をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次関数又は三次
関数で近似して得た該二次関数又は三次関数の二次の係
数値と、の差とを用いてコマ収差を評価することを特徴
とする請求項３４から４６のいずれかのレンズの調整装
置。
【請求項５３】上記所定の角度が、３０°から６０°
の範囲を有することを特徴とする請求項５３のレンズの
調整装置。
【請求項５４】上記特性検出器は、上記シェアリング
干渉像において上記回折光の光軸を結ぶ線分の垂直二等
分線上の複数の測点で該測点における光強度変化の位相
を求め、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測
定位置Ｘの１次関数で近似し、該１次関数の１次の係数
値で上記光学系の非点収差を評価することを特徴とする
請求項３８から５０のいずれかのレンズの調整装置。
【請求項５５】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を
通る線分上の複数の測点で該測点における光強度変化の
位相を求め、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測
定位置Ｘの三次関数又は四次関数で近似し、該三次関数
又は四次関数の三次の係数値で上記光学系の球面収差を
評価することを特徴とする請求項３８から５０のいずれ
かのレンズの調整装置。
【請求項５６】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、・上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分上の複数の第１の
測点で該第１の測点における光強度変化の第１の位相を
求め、・上記線分の垂直二等分線上の複数の第２の測点で第２
の測点における光強度変化の第２の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して正方向に所定の
角度をなす第３の斜線上の複数の第３の測点で該第３の
測点における光強度変化の第３の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して負方向に所定の
角度をなす第４の斜線上の複数の第４の測点で該第４の
測点における光強度変化の第４の位相を求め、上記第１の測点位置をＸ、上記第１の位相をＹとし、上
記第１の位相Ｙを第１の測定位置Ｘの第１の関数Ｆで近
似し、上記第２の測点位置をＸ、上記第２の位相をＹとし、上
記第２の位相Ｙを第２の測定位置Ｘの第２の関数Ｆで近
似し、上記第３の測点位置をＸ、上記第３の位相をＹとし、上
記第３の位相Ｙを第３の測定位置Ｘの第３の関数Ｆで近
似し、上記第４の測点位置をＸ、上記第４の位相をＹとし、上
記第４の位相Ｙを第４の測定位置Ｘの第４の関数Ｆで近
似し、上記第１の関数Ｆと第１の位相Ｙとの残差Δ、上記第２の関数Ｆと第２の位相Ｙとの残差Δ、上記第３の関数Ｆと第３の位相Ｙとの残差Δ及び上記第
４の関数Ｆと第４の位相Ｙとの残差Δをもとに上記光学
系の高次収差を評価することを特徴とする請求項３８か
ら５０のいずれかのレンズの調整装置。
【請求項５７】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（８／λ）≦２０．２≦ｄｕ≦０．８Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満足することを特徴とする請求項３８から５７
のレンズの調整装置。
【請求項５８】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦２０．２≦ｄｕ≦０．８Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満足することを特徴とする請求項３８から５７
のレンズの調整装置。
【請求項５９】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦１．２０．４≦ｄｕ≦０．６Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満足することを特徴とする請求項３８から５７
のレンズの調整装置。
【請求項６０】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（２／λ）≦１．２０．４≦ｄｕ≦０．６Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満足することを特徴とする請求項３８から５７
のレンズの調整装置。
【請求項６１】光学系に含まれる集光レンズの調整方
法であって、（ａ）上記集光レンズを透過した光を回
折格子で回折し、異なる次数の２つの回折光のシェアリ
ング干渉光を出射する工程と、（ｂ）上記回折格子を
移動する工程と、（ｃ）上記シェアリング干渉光を受
像体で受像する工程と、（ｄ）上記受像体で受像した
シェアリング干渉光の干渉像において、上記２つの回折
光の光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の複数の測点で
光強度変化の位相を求め、上記位相をもとに上記集光レ
ンズの特性を特性検出器で検出する工程と、（ｅ）上
記特性検出器の検出結果に基づいて上記集光レンズの位
置を調整機構で調整する工程とを有することを特徴とす
るレンズの調整方法。
【請求項６２】光学系に含まれる集光レンズの調整方
法であって、（ａ）上記集光レンズを透過した光を回
折格子で回折すると共に、異なる次数の２つの回折光の
シェアリング干渉光を出射する工程と、（ｂ）上記回
折格子を移動する工程と、（ｃ）上記シェアリング干
渉光を受像体で受像する工程と、（ｄ）上記受像体で
受像したシェアリング干渉光の干渉像において、上記２
つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る測線上の複数
の測点で光強度変化の位相を求め、上記位相をもとに上
記集光レンズの特性を特性検出器で検出する工程と、
（ｅ）上記集光レンズの反射光又は透過光を第２の受
像体で受像する工程と、（ｆ）上記第２の受像体で受
像した光の情報に基づいて上記集光レンズの位置をレン
ズ調整機構で調整する工程とを有することを特徴とする
レンズの調整方法。
【請求項６３】上記集光レンズがレンズ面の周囲にコ
バ面を有し、上記第２の受像体は上記コバ面の反射光又
は透過光を受像することを特徴とする請求項６２又は６
３のレンズの調整方法。
【請求項６４】上記回折格子が反射型回折格子である
請求項６２から６４のいずれかのレンズの調整方法。
【請求項６５】上記回折格子が透過型回折格子である
請求項６２から６４のいずれかのレンズの調整方法。
【請求項６６】上記調整機構が、上記集光レンズを光
軸方向に移動させる機構を備えていることを特徴とする
請求項６２から６４のいずれかのレンズの調整方法。
【請求項６７】上記調整機構が、上記集光レンズを光
軸と直交する方向に移動させる機構を備えていることを
特徴とする請求項６２から６４のいずれかのレンズの調
整方法。
【請求項６８】上記調整機構が、上記集光レンズを光
軸の回りで回転させる機構を備えていることを特徴とす
る請求項６２から６４のいずれかのレンズの調整方法。
【請求項６９】上記特性検出装置が、受像体を光軸方
向に移動させる機構を備えていることを特徴とする請求
項６２から６４のいずれかのレンズの調整方法。
【請求項７０】上記回折格子を光軸方向に移動させる
機構を備えていることを特徴とする請求項６２から６４
のいずれかのレンズの調整方法。
【請求項７１】上記回折格子を光軸の回りで回転させ
る機構を備えていることを特徴とする請求項６２から６
４のいずれかのレンズの調整方法。
【請求項７２】光学系に含まれる集光レンズの調整方
法であって、（ａ）光源から出射した光を略平行光に
して上記集光レンズに入射する工程と、（ｂ）反射型
回折格子を用い、上記集光レンズで集光された光を反射
し回折すると共に、異なる次数の２つの回折光のシェア
リング干渉光を上記集光レンズに入射する工程と、
（ｃ）上記集光レンズから出射した上記シェアリング
干渉光を結像レンズで結像する工程と、（ｄ）上記結
像されたシェアリング干渉光を受像体で受像する工程
と、（ｅ）上記受像体で受像したシェアリング干渉像
において、上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を
通る測線上の複数の測点で光強度変化の位相を求め、上
記位相をもとに特性検出器で上記集光レンズの特性を求
める工程とを有することを特徴とするレンズの調整方
法。
【請求項７３】光学系に含まれる集光レンズの調整方
法であって、（ａ）光源から出射した光を略平行光と
して上記集光レンズに入射する工程と、（ｂ）透過型
回折格子を用い、上記集光レンズで集光された光を透過
し回折すると共に、異なる次数の２つの回折光のシェア
リング干渉光を第２の集光レンズに入射する工程と、
（ｃ）上記第２の集光レンズから出射した上記シェア
リング干渉光を結像する工程と、（ｄ）上記結像され
たシェアリング干渉光を受像体で受像する工程と、
（ｅ）上記受像体で受像したシェアリング干渉像にお
いて、上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分の中点を通る
測線上の複数の測点で光強度変化の位相を求め、上記位
相をもとに特性検出器で上記集光レンズの特性を求める
工程と、を有することを特徴とするレンズの調整方法。
【請求項７４】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において上記回折光の光軸を結
ぶ線上の複数の測点で該測点における光強度変化の位相
を求め、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測
定位置Ｘの１次関数で近似し、該１次関数の１次の係数
値で上記光学系のデフォーカス量を評価することを特徴
とする請求項５８から７０のいずれかのレンズの調整方
法。
【請求項７５】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を
結ぶ線分の中点を通り且つ該線分に対して正方向と負方
向に所定の角度をなす２つの斜線上の複数の測定で該測
点における光強度変化の位相を求め、上記２つの斜線のそれぞれについて、上記測点位置を
Ｘ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次
関数又は三次関数で近似し、該二次関数又は三次関数の
二次の係数値を用いて、コマ収差を評価することを特徴
とする請求項５８から７０のいずれかのレンズの調整方
法。
【請求項７６】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を
結ぶ線分の中点を通る垂直二等分線と該線分に対して正
方向と負方向に所定の角度をなす２つの斜線上の複数の
測定で該測点における光強度変化の位相を求め、上記垂直二等分線について、上記測点位置をＸ、上記位
相をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次関数又は三
次関数で近似して得た該二次関数又は三次関数の二次の
係数値と、上記２つの斜線について、上記測点位置をＸ、上記位相
をＹとし、上記位相Ｙを測定位置Ｘの二次関数又は三次
関数で近似して得た該二次関数又は三次関数の二次の係
数値と、の差とを用いてコマ収差を評価することを特徴
とする請求項５８から７０のいずれかのレンズの調整方
法。
【請求項７７】上記所定の角度が、３０°から６０°
の範囲を有することを特徴とする請求項７７のレンズの
調整方法。
【請求項７８】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において上記回折光の光軸を結
ぶ線分の垂直二等分線上の複数の測点で該測点における
光強度変化の位相を求め、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測
定位置Ｘの１次関数で近似し、該１次関数の１次の係数
値で上記光学系の非点収差を評価することを特徴とする
請求項６２から７４のいずれかのレンズの調整方法。
【請求項７９】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、上記回折光の光軸を
通る線分上の複数の測点で該測点における光強度変化の
位相を求め、上記測点位置をＸ、上記位相をＹとし、上記位相Ｙを測
定位置Ｘの三次関数又は四次関数で近似し、該三次関数
又は四次関数の三次の係数値で上記光学系の球面収差を
評価することを特徴とする請求項６２から７４のいずれ
かのレンズの調整方法。
【請求項８０】上記特性検出器は、上記シェアリング干渉像において、・上記２つの回折光の光軸を結ぶ線分上の複数の第１の
測点で該第１の測点における光強度変化の第１の位相を
求め、・上記線分の垂直二等分線上の複数の第２の測点で第２
の測点における光強度変化の第２の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して正方向に所定の
角度をなす第３の斜線上の複数の第３の測点で該第３の
測点における光強度変化の第３の位相を求め、・上記線分の中点を通り該線分に対して負方向に所定の
角度をなす第４の斜線上の複数の第４の測点で該第４の
測点における光強度変化の第４の位相を求め、上記第１の測点位置をＸ、上記第１の位相をＹとし、上
記第１の位相Ｙを第１の測定位置Ｘの第１の関数Ｆで近
似し、上記第２の測点位置をＸ、上記第２の位相をＹとし、上
記第２の位相Ｙを第２の測定位置Ｘの第２の関数Ｆで近
似し、上記第３の測点位置をＸ、上記第３の位相をＹとし、上
記第３の位相Ｙを第３の測定位置Ｘの第３の関数Ｆで近
似し、上記第４の測点位置をＸ、上記第４の位相をＹとし、上
記第４の位相Ｙを第４の測定位置Ｘの第４の関数Ｆで近
似し、上記第１の関数Ｆと第１の位相Ｙとの残差Δ、上記第２の関数Ｆと第２の位相Ｙとの残差Δ、上記第３の関数Ｆと第３の位相Ｙとの残差Δ及び上記第
４の関数Ｆと第４の位相Ｙとの残差Δをもとに上記光学
系の高次収差を評価することを特徴とする請求項６２か
ら７４のいずれかのレンズの調整方法。
【請求項８１】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（８／λ）≦２０．２≦ｄｕ≦０．８Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満足することを特徴とする請求項６２から８１
のレンズの調整方法。
【請求項８２】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦２０．２≦ｄｕ≦０．８Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満足することを特徴とする請求項６２から８１
のレンズの調整方法。
【請求項８３】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦１．２０．４≦ｄｕ≦０．６Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満足することを特徴とする請求項６２から８１
のレンズの調整方法。
【請求項８４】上記回折格子は、０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（２／λ）≦１．２０．４≦ｄｕ≦０．６Ｐｋ：格子ピッチｄｋ：格子深さｄｕ：格子デューティ比（＝格子溝の幅／格子ピッチ）Ａ：回折格子の開口数（＝ｓｉｎθｓ θｓ：集光レンズから回折格子に入射
する光の入射光線角）ｎｋ：回折格子の屈折率 λ：光の波長の条件を満足することを特徴とする請求項６２から８１
のレンズの調整方法。