JP2009288076A - 収差測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検光学系を高精度に測定できる収差測定装置を提供する。
【解決手段】 被検光学系（ＳＰ）の収差を測定する検出手段（４３）を備えた収差測定装置（１００）は、被検光学系を照明する光源（１１）と、被検光学系（ＳＰ）から射出した光を検出手段上に二次元に所定間隔で分布する複数の光束を形成する光束形成部（４１）と、光束形成部を第１位置から所定間隔以下離れた第２位置へ移動させる駆動部（３１，３３）と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学系あるいは光学素子の収差を測定するための装置に関し、特に収差特性を効果的に測定できるハルトマン方式又はシャックハルトマン方式の収差測定装置に関するものである。

光学系もしくは光学素子の結像性能を評価するための装置としては、ハルトマン方式又はシャックハルトマン方式などが使われている。特許文献１に示されるシャックハルトマン方式はレンズ又は反射鏡などの波面収差の測定で使用されている。シャックハルトマン方式は被検光学系で集光された光束をコリメータレンズで平行光とし、その平行光がマイクロレンズアレイに入射する。そしてマイクロレンズアレイと被検面とがほぼ共役に配置されると、マイクロレンズアレイの一つのレンズ範囲は被検面の一領域に対応する。マイクロレンズアレイを通して瞳分割された複数のスポット像は二次元フォトセンサ上で結像する。スポット像の位置は一般にスポット像の重心計測もしくはスポット像の相関関係を計算して求められる。二次元フォトセンサで検出した各々のスポット像の位置のズレから、被検光学系の収差量が算出される。
特開２００３−１２１３００号公報

しかし、マイクロレンズアレイに大きな波面収差を有する光束が入射すると、二次元フォトセンサ上に結像されるスポット像が大きく歪む。例えば、図６（Ａ）は、波面収差がほとんど無い光束が複数に分割されて、二次元フォトセンサ上に結像されたスポット像ＳＰＡである。図６（Ｂ）は、波面収差の大きな光束が複数に分割されて二次元フォトセンサ上に結像されたスポット像ＳＰＢである。

図６（Ｂ）に示された個々のスポット像ＳＰＢはその形状が歪むことにより、そのスポット像ＳＰＢの重心位置が、分割された光束の波面の位置を正しく反映しないことがある。また、スポット像ＳＰＢの相関関係を計算する際にも、スポット像ＳＰＢの外形形状が異なってしまうため正しくスポット像ＳＰＢの位置が計測できなくなる。このため、スポット像ＳＰＢの重心を計測する方式又はスポット像の相関関係を計算する方式であっても、波面収差の測定精度を上げることができない。

そこで、本発明の目的は、被検光学系を精度良く測定できる収差測定装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、被検光学系の収差を測定する検出手段を備えた収差測定装置は、被検光学系を照明する光源と、被検光学系から射出した光を検出手段上に二次元に所定間隔で分布する複数の光束を形成する光束形成部と、光束形成部を第１位置から所定間隔以下離れた第２位置へ移動させる駆動部と、を備える。
この構成により、スポット像の外形形状が歪んでいた場合であっても歪んだ形状に関係無く波面収差を測定できるため、この収差測定装置は精度の良い収差測定が可能となる。

光束形成部を移動させる前後でスポット像を検出することにより、スポット像の外形形状が歪んでいても、精度良い収差測定ができる収差測定装置を提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１に実施形態１の第１収差測定装置１００を示す。

図１において、第１収差測定装置１００は、測定光源１１、光源用コンデンサーレンズ１３、波長選択フィルター１５及びピンホール板１７を有している。

測定光源１１は光源用コンデンサーレンズ１３に向けて所定波長光を照射する。光源用コンデンサーレンズ１３を透過した所定波長光は波長選択フィルター１５に入射し、ピンホール板１７の開口部１７ａで集光する。波長選択フィルター１５は特定の波長の光、例えばｄ線（５８７ｎｍ）の波長を選択することができる波長フィルターである。ピンホール板１７は例えば光学ガラスに開口部１７ａを除いてクロムを蒸着させた板である。つまり、測定光源１１から発した光は、波長選択フィルター１５により所望の単色光に変換され、ピンホール板１７を通過して点光源となる。なお、測定光源１１として指向性や単色性の高いレーザー、ＬＥＤ、ＬＤなどを用いる場合には、光源用コンデンサーレンズ１３及び波長選択フィルター１５を配置しなくてもよい。

第１収差測定装置１００は、コリメータレンズ２１、コリメータレンズ２３、及び波面センサ４０を有している。波面センサ４０はマイクロレンズアレイ４１及びＣＣＤ等の二次元フォトセンサ４３を含み、マイクロレンズアレイ４１及びＣＣＤ等の二次元フォトセンサ４３はフレーム４５により互いに固定されている。平行光に対するマイクロレンズアレイ４１の焦点面に二次元フォトセンサ４３が配置されている。マイクロレンズアレイ４１の個々のレンズレットＩＬに対して、二次元フォトセンサ４３はそのレンズレットＩＬの直径方向に１０画素から５０画素が配置されている。このため、二次元フォトセンサ４３は、マイクロレンズアレイ４１によるスポット像の各々の光量分布を検出することができる。

波面センサ４０はＸＹステージ３１に載置されて光軸（図１中においてＺ方向）に交差する方向（図１中においてＸＹ方向）に移動することができる。さらに、第１収差測定装置１００は、収差を測定するコンピュータＣＰ及びＸＹステージ３１を移動させる直線駆動部３３を有している。ＸＹステージ３１はステッピングモータ又はピエゾとリニアガイドとからなるステージであり、１０μｍ程度で位置制御できるものであれば適用できる。

なお、一般に波面センサ４０はマイクロレンズアレイ４１と二次元フォトセンサ４３とが一体化されて市販されているものが多いので、本実施形態では波面センサ４０をＸＹステージ３１に載置して移動させている。しかし、マイクロレンズアレイ４１と二次元フォトセンサ４３とが一体化していないのであれば、マイクロレンズアレイ４１のみをＸＹステージ３１に載置して移動させてもよい。

第１収差測定装置１００は、コリメータレンズ２１とコリメータレンズ２３との間に検査対象である被検レンズＳＰを設置する。なお、被検レンズＳＰの射出側がアフォーカル系であればコリメータレンズ２３は不要となる。

図１の上段の被検レンズＳＰは、被検レンズＳＰの光軸の波面収差を測定する図であり、被検レンズＳＰの軸外すなわち、ある画角における波面収差の測定であれば、図１の下段に描かれているように、被検レンズＳＰを光軸から傾ける。そして被検レンズＳＰの所定波長における集光点位置ＦＦがコリメータレンズ２３の焦点位置にほぼ合致するように、被検レンズＳＰを光軸方向に平行移動させて測定する。なお、被検レンズＳＰの焦点面ＦＰと第一収差測定装置１００の光軸との交点を「集光点位置」とする。この「集光点位置」は被検レンズＳＰを光軸から傾けていない場合、被検レンズＳＰの焦点位置と一致する。

図２は、第１収差測定装置１００によって波面収差を計測するフローチャートである。このフローチャートに従って第１収差測定装置１００の動作について説明する。
ステップＳ１１において、被検レンズＳＰを第１収差測定装置１００に配置する。光軸から離れたある画角の波面収差の測定であれば、被検レンズＳＰを傾けて配置する。
ステップＳ１２において、測定光源１１を点灯する。測定光源１１を点灯することにより被検レンズＳＰに入射する。被検レンズＳＰの集光点位置ＦＦが把握できる。

ステップＳ１３において、被検レンズＳＰの集光点位置ＦＦをコリメータレンズ２３の焦点位置に合致させる。これにより被検レンズＳＰからの射出光は焦点面ＦＰで収斂した後拡大してコリメータレンズ２３に入射する。コリメータレンズ２３を通過した光は小口径の平行光となり波面センサ４０に入射する。

ステップＳ１４において、波面センサ４０は基準位置（Ｘ１，Ｙ１）に配置されている。波面センサ４０に入射した光は、マイクロレンズアレイ４１にて多数の光束に分割されて二次元フォトセンサ４３上で結像する。二次元フォトセンサ４３はマイクロレンズアレイ４１によって生成されたスポット像ＳＰ（図３を参照）の各々の光量分布Ｖ（ｘ１，ｙ１）を検出する。

ステップＳ１５では、直線駆動部３３はＸＹステージ３１を移動させ、波面センサ４０を基準位置（Ｘ１，Ｙ１）からＸ方向に移動させる。この移動した位置（Ｘ２，Ｙ１）に配置された波面センサ４０の二次元フォトセンサ４３は、マイクロレンズアレイ４１によって生成されたスポット像ＳＰの各々の光量分布Ｖ（ｘ２，ｙ１）を検出する。

ステップＳ１６では、直線駆動部３３はＸＹステージ３１を移動させ、波面センサ４０を基準位置（Ｘ１，Ｙ１）からＹ方向に移動させる。この移動した位置（Ｘ１，Ｙ２）に配置された波面センサ４０の二次元フォトセンサ４３は、マイクロレンズアレイ４１によって生成されたスポット像ＳＰの各々の光量分布Ｖ（ｘ１，ｙ２）を検出する。

ステップＳ１７において、コンピュータＣＰは、位置（Ｘ１，Ｙ１）における光量分布Ｖ（ｘ１，ｙ１）と位置（Ｘ２，Ｙ１）における光量分布Ｖ（ｘ２，ｙ１）とのＸ差分を計算する。
ステップＳ１８において、コンピュータＣＰは、位置（Ｘ１，Ｙ１）における光量分布Ｖ（ｘ１，ｙ１）と位置（Ｘ１，Ｙ２）における光量分布Ｖ（ｘ１，ｙ２）とのＹ差分を計算する。
ステップＳ１９において、コンピュータＣＰは、Ｘ差分及びＹ差分に基づいて波面収差を計算する。ステップＳ１７からＳ１９における波面収差の計算に付いては後述する。

図３は、実施形態１の第１収差測定装置１００の波面センサ４０の拡大概念図である。（Ａ）は図２のステップＳ１４で説明した状態を示した図であり、波面センサ４０が基準位置（Ｘ１，Ｙ１）に配置されている。その右側の図は二次元フォトセンサ４３のＹ方向の出力Ｖ（ｘ１、ｙ１）を示した図である。（Ｂ）は図２のステップＳ１６で説明した状態を示した図であり、波面センサ４０が位置（Ｘ１，Ｙ２）に配置されている。その右側の図は二次元フォトセンサ４３のＹ方向の出力Ｖ（ｘ１、ｙ２）を示した図である。

理想的な被検レンズであればマイクロレンズアレイ４１に平行な波面のそろった光（平面波）が入射する。空間的に波面のそろった理想的な平面波であるときは、マイクロレンズアレイ４１を通った光は個々のレンズレットＩＬ（ｋ＝１〜ｎ）で同じように集光され，二次元フォトセンサ４３上には等間隔に並んだスポット像が現れる（図６（Ａ）を参照）。しかし、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、被検レンズＳＰを通過した光が歪んだ波面ＷＦＡであったとすると、個々のレンズレットＩＬの位置における波面に応じた角度でばらばらに集光される。このため、二次元フォトセンサ４３上のスポット像ＳＰｋ（ｋ＝１〜ｎ）は等間隔にならず、さらに各スポット像ＳＰｋ（ｋ＝１〜ｎ）の形状はいろいろ異なってしまう。各スポット像ＳＰｋ（ｋ＝１〜ｎ）の形状が異なってしまっているため、それらの出力の重心が各スポット像ＳＰｋ（ｋ＝１〜ｎ）の正しい位置を示していない。

基準位置（Ｘ１，Ｙ１）において、二次元フォトセンサ４３は図３（Ａ）の右側に示される出力Ｖ（ｘ１、ｙ１）を出力する。そして、駆動部３３はＸＹステージ３１をＹ方向に移動させ、図３（Ｂ）の矢印に示された状態に波面センサ４０を移動させる。このＸＹステージ３１の移動量は、マイクロレンズアレイ４１の１つのレンズレットＩＬの直径より小さい距離である。例えばレンズレットＩＬの直径の１／２、１／４又は３／４などの距離である。この位置（Ｘ１，Ｙ２）において二次元フォトセンサ４３は図３（Ｂ）の右側に示される出力Ｖ（ｘ１、ｙ２）を出力する。この基準位置（Ｘ１，Ｙ１）における出力Ｖ（ｘ１、ｙ１）と位置（Ｘ１，Ｙ２）における出力Ｖ（ｘ１、ｙ２）との差分を求めることで、各スポット像ＳＰｋ（ｋ＝１〜ｎ）の形状が大きく歪んでいても正確な波面ＷＦＡを計測することができる。この波面の計測に関して図４を使って説明する。

図４は、マイクロレンズアレイ４１の１つのレンズレットＩＬｋと、そのレンズレットＩＬｋによる二次元フォトセンサ４３の出力を示した図である。また、実線のレンズレットＩＬｋとスポット像ＳＰｋは基準位置（Ｘ１、Ｙ１）に配置されていることを示し、点線のレンズレットＩＬｋとスポット像ＳＰｋはＹ方向にレンズレットＩＬの直径の約３／４移動した位置（Ｘ１、Ｙ２）に配置されていることを示している。被検レンズＳＰは固定したままであるので被検レンズＳＰの波面ＷＦＡは同じ状態である。

また、コンピュータＣＰは、差分演算手段９１、波面収差演算手段９３、基準波面決定手段９５及び記憶手段９７を有している。

基準位置（Ｘ１、Ｙ１）のレンズレットＩＬｋに入射する光は、その波面ＷＦＡが傾き（ｄｚ／ｄｙ１）を有している。レンズレットＩＬｋに入射した光のスポット像ＳＰｋは、二次元フォトセンサ４３で電気信号に変換され出力Ｖ（ｘ１、ｙ１）として二次元フォトセンサ４３からコンピュータＣＰの記憶手段９７に送られて記憶される。直線駆動部３３はＸＹステージ３１を移動させ、レンズレットＩＬが位置（Ｘ１、Ｙ２）に移動する。位置（Ｘ１、Ｙ２）のレンズレットＩＬｋに入射する光は、その波面ＷＦＡが傾き（ｄｚ／ｄｙ２）を有している。レンズレットＩＬｋに入射した光のスポット像ＳＰｋは、出力Ｖ（ｘ１、ｙ２）として二次元フォトセンサ４３からコンピュータＣＰの記憶手段９７に送られて記憶される。

差分演算手段９１は、記憶手段９７に記憶された出力Ｖ（ｘ１、ｙ１）と出力Ｖ（ｘ１、ｙ２）との差分を計算する。移動前後のスポット像ＳＰｋが大きく歪んでいても、差分することにより、歪みによる出力成分は相殺されてしまい、差分は波面ＷＦＡの傾き（ｄｚ／ｄｙ１）と傾き（ｄｚ／ｄｙ２）との傾き差を示すことになる。すなわち、レンズレットＩＬｋはレンズレットＩＬｋの直径より小さい距離しか移動していないため、移動前後のスポット像ＳＰｋの歪みはほとんど同じである。このため、差分はレンズレットＩＬｋが移動前後における傾き差を示している。

図４では、Ｙ方向の移動についてしか描かれていないが、レンズレットＩＬｋのＸ方向の移動に対しても同じように、差分演算手段９１は、記憶手段９７に記憶された出力Ｖ（ｘ１、ｙ１）と出力Ｖ（ｘ２、ｙ１）との差分を計算する。

波面収差演算手段９３は、差分演算手段９１で演算された差分を隣同士で連結する。すなわち、波面収差演算手段９３は、移動前後のすべてのスポット像ＳＰｋ（ｋ＝１〜ｎ）に関して、波面ＷＦＡの傾き（ｄｚ／ｄｙ１）と傾き（ｄｚ／ｄｙ２）との傾き差を連結させる。このようにして、波面収差演算手段９３は、波面ＷＦＡの収差を演算することができる。

なお、波面収差演算手段９３は、波面ＷＦＡの傾き（ｄｚ／ｄｙ１）と傾き（ｄｚ／ｄｙ２）との傾き差を連結しているため、厳密には実際の波面ＷＦＡの収差と一致しないことがある。例えば図４中の波面ＷＦＡ”は、Ｘ軸を中心として波面ＷＦＡを回転させたものである。波面ＷＦＡ”
の傾き（ｄｚ”／ｄｙ１）と傾き（ｄｚ”／ｄｙ２）との傾き差は、波面ＷＦＡの傾き（ｄｚ／ｄｙ１）と傾き（ｄｚ／ｄｙ２）との傾き差と一致する。このことから理解されるように、波面収差演算手段９３が演算した波面ＷＦＡの収差は、厳密には実際の波面ＷＦＡの収差と一致しないことがある。

このため、基準波面決定手段９５は、波面ＷＦＡ全体の基準を決定する。一般に被検レンズＳＰの光軸上では波面が光軸に対して直交していることが多い。したがって、基準波面決定手段９５は、被検レンズＳＰの光軸の位置において波面ＷＦＡの傾き（ｄｚ／ｄｙ）が０とする。これにより、波面収差演算手段９３は波面ＷＦＡの収差を再演算することによって被検レンズＳＰの波面ＷＦＡの収差を求めることができる。

なお、基準波面決定手段９５は、必ずしも波面ＷＦＡの傾きの基準を決定しなくてもよい。波面収差測定において、被検レンズＳＰの波面ＷＦＡの傾き（ｄｚ／ｄｙ１）と傾き（ｄｚ／ｄｙ２）との傾き差が０、つまり波面収差が乱れていないことが確認できれば足りることが多いからである。

以上説明したように、本実施形態１によれば、カメラ用レンズなどに対して高精度に波面収差を測定することが可能となる。

＜実施形態２＞
図５は実施形態２の第２収差測定装置１２０の図である。図５において、実施形態１の第１収差測定装置１００と同じ部材には同じ符号を付している。

図５の第２収差測定装置１２０は、測定光源１１、光源用コンデンサーレンズ１３、波長選択フィルター１５及びピンホール板１７を有している。また、第２収差測定装置１２０は、コリメータレンズ２１、その隣に配置されたビームスプリッタ５１、コンデンサーレンズ５２及び反射鏡５３を有している。また、第２収差測定装置１２０は、コンデンサーレンズ５５、コリメータレンズ２３及び波面センサ４０を備えている。波面センサ４０はマイクロレンズアレイ４１及びＣＣＤ等の二次元フォトセンサ４３を含み、マイクロレンズアレイ４１及びＣＣＤ等の二次元フォトセンサ４３はフレーム４５により互いに固定されている。第２収差測定装置１２０は、ＸＹステージ３１、直線駆動部３３及びコンピュータＣＰを備えている。

ピンホール板１７を通過した点光源は、コリメータレンズ２１により必要な口径を有する平行光となりビームスプリッタ５１に入射する。ビームスプリッタ５１を通過した平行光はコンデンサーレンズ５２で収斂されて被検レンズＳＰの焦点面ＦＰで集光し、その後拡大して被検レンズＳＰに入射し、被検レンズＳＰから出射される。無限遠の被検レンズＳＰの波面収差測定であれば反射鏡５３は平面鏡とし、有限の被検レンズＳＰであれば、反射鏡Ｍ１は凹面鏡とする。反射鏡５２で反射された光は、被検レンズＳＰを再び透過し、焦点面ＦＰで一旦集光してから拡大し、コンデンサーレンズ５２で平行光になる。

コンデンサーレンズ５２からの平行光は、ビームスプリッタ５１で反射され、コンデンサーレンズ５５で集光される。そして再び集光光は拡大し、コリメータレンズ２３で平行光となる。そしてコリメータレンズ２３を通過した光は小口径の平行光となり、マイクロレンズアレイ４１にて多数のスポット像ＳＰが二次元フォトセンサ４３に結像し、二次元フォトセンサ４３はスポット像ＳＰの光量分布を検出する。

基準位置（Ｘ１，Ｙ１）において、二次元フォトセンサ４３がスポット像ＳＰの各々の光量分布Ｖ（ｘ１，ｙ１）を検出した後、直線駆動部３３が波面センサ４０をＹ方向に移動させる。そして、二次元フォトセンサ４３が基準位置（Ｘ１，Ｙ２）において、二次元フォトセンサ４３がスポット像ＳＰの各々の光量分布Ｖ（ｘ１，ｙ２）を検出する。この位置（Ｘ１，Ｙ２）において二次元フォトセンサ４３は出力Ｖ（ｘ１、ｙ２）を出力する。この基準位置（Ｘ１，Ｙ１）における出力Ｖ（ｘ１、ｙ１）と位置（Ｘ１，Ｙ２）における出力Ｖ（ｘ１、ｙ２）との差分を求めることで、図４で説明したとおり、正確な波面ＷＦＡを計測することができる。

なお、実施形態２の第２収差測定装置１２０において被検レンズＳＰは屈折レンズであった。しかし、被検レンズＳＰの代わりに被検ミラーＳＰ’であってもよい。すなわち、図５において、被検レンズＳＰ及び反射鏡５３を取り外し、その代わりに被検ミラーＳＰ’を配置させれば被検ミラーＳＰ’の波面収差ＷＦＡを正確に求めることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
例えば、実施形態１又は実施形態２の収差測定装置はマイクロレンズアレイ４１を使用したシャックハルトマン方式を説明した。しかし、マイクロレンズアレイ４１の代わりに二次元に配列した複数の開口を有するマスクを使用したハルトマン方式の収差測定装置にも適用できる。さらに二次元に配列した複数の開口を有するマスクに位相シフターを取り付けた位相シフトマスクを使用したハルトマン方式の収差測定装置にも適用できる。

また、実施形態１又は実施形態２の収差測定装置は波面センサ４０をＸＹステージ３１に載置して直進駆動部３３でＸＹ方向に移動させた。しかし、波面収差ＷＦＡは、波面センサ４０を０度方向、１２０度方向及び２４０度方向に移動させても求めることができる。また波面収差ＷＦＡは、ＸＹ平面にて波面センサ４０を回転させても求めることができる。

実施形態１の第１収差測定装置１００を示した概念図である。 第１収差測定装置１００によって波面収差を計測するフローチャートである。 実施形態１の第１収差測定装置１００の波面センサ４０の拡大概念図である。 マイクロレンズアレイ４１の１つのレンズレットＩＬｋと、そのレンズレットＩＬｋによる二次元フォトセンサ４３の出力を示した図である。 実施形態２の第２収差測定装置１２０を示した概念図である。 （Ａ）は、波面収差がほとんど無い光束のスポット像ＳＰＡである。（Ｂ）は、波面収差の大きな光束のスポット像ＳＰＢである。

符号の説明

１１ … 測定光源
１３ … 光源用コンデンサーレンズ
１５ … 波長選択フィルター
１７ … ピンホール板
１９ … ターレット板
２１ … コリメータレンズ
２３ … コリメータレンズ
３１ … ＸＹステージ
３３ … 直線駆動部
４１ … マイクロレンズアレイ
４３ … 二次元フォトセンサ
５１ … ビームスプリッタ、
５２ … コンデンサーレンズ
５３ … 反射鏡
５５ … コンデンサーレンズ、
１００ … 第１収差測定装置
１２０ … 第２収差測定装置
ＣＰ … コンピュータ
ＦＦ … 焦光点位置
ＦＰ … 焦点面
ＳＰ … 被検光学系（被検レンズ）、ＳＰ’… 被検光学系（被検ミラー）

Claims (8)

1. 被検光学系の収差を測定する検出手段を備えた収差測定装置において、
   被検光学系を照明する光源と、
   前記被検光学系から射出した光を前記検出手段上に二次元に所定間隔で分布する複数の光束を形成する光束形成部と、
   前記光束形成部を第１位置から前記所定間隔以下離れた第２位置へ移動させる駆動部と、
   を備えることを特徴とする収差測定装置。
2. 前記駆動部は、前記光束形成部を少なくとも二次元方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の収差測定装置。
3. 前記駆動部は、前記光束形成部及び前記検出手段を移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の収差測定装置。
4. 前記検出手段は二次元に配列された複数の画素を有し、１つの前記光束に対して複数の前記画素が配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の収差測定装置。
5. 前記第１位置において前記検出手段が検出した前記光束の信号と前記第２位置において前記検出手段が検出した前記光束の信号との差分信号を得る差分演算手段と、
   前記差分演算手段で得られた差分信号に基づいて波面収差を演算する波面収差演算手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の収差測定装置。
6. 前記第１位置又は第２位置において前記検出手段が検出した前記光束の信号に基づいて、基準となる基準波面を決定する基準波面決定手段を備え、
   前記波面収差演算手段は、前記基準波面を考慮して波面収差を演算することを特徴とする請求項５に記載の収差測定装置。
7. 前記被検光学系と前記検出手段との間に、前記被検光学系から射出した光を平行光とするコリメータレンズを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の収差測定装置。
8. 前記光束形成部は、開口部を有するマスク、マイクロレンズアレイ、又は開口部を有する位相シフトマスクを含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の収差測定装置。