JP2002048673A - 光学素子又は光学系の物理量測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学素子の単体又は組み合わせからなる光学
系の偏心を表すパラメータを高い精度で求める手法。 【解決手段】 被測定光学素子又は光学系に光線を入射
させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざまに変化さ
せ、それぞれの角度に対して被検面からの反射又は屈折
する光線の位置を検出し、それぞれの状態に対してリア
ルレイトレースを行い、全ての状態において測定された
光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との差が小さく
なるように偏心量を最適化することで、少なくとも一つ
の偏心量を求める偏心測定方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子又は光学
系の物理量測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レンズ系の物理量（形状、曲率半径、面
間隔、非球面係数、屈折率分布等を含む）の中、従来、
一般的なレンズ系の偏心量の測定方法としては、オート
コリメーション法が知られている。オートコリメーショ
ン法は、測定しようとする面の見かけ上の曲率中心、す
なわち、被測定面と観察系との間に存在する別の面によ
って結像される被測定面の曲率中心の像の位置に指標を
投影し、被検面による等倍の反射像をその指標の投影位
置と同じ位置に生じさせる方法である。

【０００３】上記の場合において、測定基準軸に関して
全てのレンズ面に偏心がなければこの基準軸上に指標像
が形成されるが、もし何れかのレンズ面に偏心が存在す
れば、基準軸から基準軸に対して垂直な方向に離れた位
置に反射像が形成されることになる。この反射像の基準
軸からの振れ量Δは個々のレンズ面の偏心量εと関数関
係があるので、各レンズ面についてその見かけの球心位
置に投影した指標像の等倍反射像の振れ量Δを測定すれ
ば、計算によってその測定基準軸に対する各レンズ面の
偏心量を求めることができる。

【０００４】図７は、偏心量（軸の傾き）εを持つ１被
測定面５１により生じた振れ量Δを示した概略図であ
る。図７のように、光源（指標）５２からの光束をコリ
メータレンズ５３で収束させて被測定面５１の測定基準
軸上の球心位置に収束するように入射させる。光束の収
束位置と被測定面５１の球心位置が一致する場合には、
光束は被測定面５１に垂直入射することになる。しか
し、光束の収束位置と被測定面５１の球心位置が一致し
ていない（被測定面５１がε偏心している）と、光束は
被測定面５１に斜入射することになる。ここで、垂直入
射の場合は、被測定面５１で発生した反射光は入射時の
光路を逆行し、光源（指標）５２と共役な位置に収束す
ることになる。これに対し斜入射の場合は、被測定面５
１で発生する反射光は入射時の光路からずれ、垂直入射
した場合に収束した位置からΔずれた位置に収束する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
において、像面５４で測定された振れ量Δとレンズ面５
１の偏心量εとの関係が比例するものであるとし、この
比例関係の比例係数を近軸計算によって求めていたた
め、計算で得られた偏心量εの精度が低下することがあ
り得た。図７に示すコリメータレンズ５３の近軸計算に
より求めた倍率βを使用した場合、振れ量Δと被測定面
５１の偏心量εとの関係式は被測定面５１の曲率半径を
ｒとすると、 Δ＝２βｒε ・・・（１） となる。

【０００６】本発明は従来技術のこのような問題に鑑み
てなされたものであり、その目的は、光学素子の単体又
は組み合わせからなる光学系の偏心をはじめとする物理
量を表すパラメータを高い精度で求める手法を提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光学素子又は光学系の偏心測定方法は、被測定光学
素子又は光学系に光を入射し、その光学素子又は光学系
から射出される光の状態を測定し、その測定値よりリア
ルレイトレースを用いることにより前記光学素子又は光
学系の偏心量を求めることを特徴とする方法である。

【０００８】本発明のもう一つの光学素子又は光学系の
偏心測定方法は、光束の像を測定する場合の結像関係が
等倍結像あるいは不等倍結像の何れかを用いることを特
徴とする方法である。

【０００９】本発明のさらにもう一つの光学素子又は光
学系の偏心測定方法は、被測定光学素子又は光学系に光
線を入射させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざま
に変化させ、それぞれの角度に対して被検面からの反射
又は屈折する光線の位置を検出し、全ての状態において
測定された光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との
差が小さくなるように偏心量を最適化することで、少な
くとも一つの偏心量を求めることを特徴とする方法であ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光学素子又は光学
系の偏心測定方法の原理と実施例について説明する。

【００１１】本発明は前記の問題点を解決するために、
測定された振れ量Δから面の偏心量を算出する処理にリ
アルレイトレースを用いるものである。リアルレイトレ
ースは実光線追跡とも呼ばれる。屈折及び反射の法則を
厳密に計算して光線の位置、方向等を計算する方法であ
る。光学系の偏心量、非球面を考慮した光線追跡が可能
であり、計算機を用いた光学系の設計、評価等に広く利
用されている。

【００１２】リアルレイトレースの処理は、図１に示す
ように、光学系に入射する光線の位置ベクトルＰ₀ 、方
向ベクトルＲ₀ からの光学系の第１面（最初に光線と交
わる面）との交点Ｐ₁ を求め、交点位置での面の法線ベ
クトルＨ₁ から光線の入射角θ_i1が決まる。入射側の媒
質の屈折率ｎ₀ と射出側の屈折率ｎ₁ より、スネルの法
則を用いて射出角θ_o1、射出光線の方向ベクトルＲ₁ が
求まる。第１面の交点の位置ベクトルＰ₁ 、射出光線の
方向ベクトルＲ₁ を第２面（次に光線と交わる面）への
入射光線にして、次の面との交点、射出光線を繰り返し
求めていくものである。

【００１３】リアルレイトレースにより、光学系に入射
した光束あるいは光線が光学系をいかに通り、射出され
るかが計算でき、光束あるいは光線の像点位置、光束の
重心位置、光束の状態（大きさ、形）、光線の方向・位
置、光線の状態（強度、偏光状態）、又は、光束の広が
り、ローカル近軸量（特開平１１−２８７９４７号）等
の光学系の各種特性を算出することが可能である。

【００１４】前記の発明が解決しようとする課題であげ
た振れ量Δは、例えば図６に示す光学系からなる測定機
により測定される。振れ量Δは像点位置あるいは光束の
重心位置を求める処理になる。物点（半導体レーザ）２
０１から出た絞り中心を通る光線（主光線）を、測定用
光学系２０２、ビームスプリッタ２０４を介して被測定
レンズ２０３の各面の曲率中心に対して順々に投射し、
この反射光を像面（ＣＣＤカメラ２０７の受光面）まで
追跡し、像面（ＣＣＤカメラ２０７の受光面）での座標
値を求める。ここでの絞り中心は、被検組上がりレンズ
系（被測定レンズ２０３）の絞りの中心に限らず、被検
面と光軸又はグローバル座標又はイメージローテータ２
０５の回転中心軸との交点等を選んでもよい。また、光
束の重心位置、形状は、物点（半導体レーザ）２０１か
ら出た光線を複数本追跡し、光学系（測定用光学系）２
０２からの射出光線をそれぞれ求める。射出光線の位置
と方向、光線の強度等から像面（ＣＣＤカメラ２０７の
受光面）での光束の重心位置、大きさ、形等を求める。

【００１５】光線の強度、偏光状態は、光線の面への入
射角、射出角、面の前後の屈折率によりエネルギー透過
率、エネルギー反射率が求まり、各面の射出後のエネル
ギー透過率あるいはエネルギー反射率を掛け合わせるこ
とでその光線の強度が求まる。面にコーティング処理が
施してある場合は、各層毎の特性行列を用いて透過率、
反射率を算出できる。また、偏光状態も上記透過率、反
射率を用いてジョーンズベクトルを追跡することで算出
できる（「光学の原理」東海大学出版、「結晶光学」応
用物理学会光学懇話会、「光学薄膜」共立出版 参
照）。

【００１６】以下、本発明の光学素子又は光学系の偏心
測定方法の１実施例を説明する。

【００１７】図２に、偏心測定方法を実施する処理装置
のブロック図を示す。本装置は、上記のような光束の像
の状態又は光線の状態を測定する測定機８、表示装置
２、キーボード等の入力装置３、磁気ディスク等の記憶
装置４、プリンター等６、及び、それらを統括処理し、
かつ、処理を行う演算処理装置１よりなる。この他に、
外部の光学素子測定機９、光学系設計装置１０等とデー
タや処理方法等をやりとりするためのＬＡＮ７に接続さ
れており、フロッピー（登録商標）ディスクや光磁気デ
ィスク等の外部媒体５との入出力機構も備えている。

【００１８】測定機８からは、前記のように、被検光学
系から射出される光束の像の状態、又は、光線の状態の
測定データの他、測定光学系に関する面間隔データ、移
動量等も送られる。

【００１９】光学素子測定機９は、光学素子の面形状、
面間隔、媒質の屈折率、コーティング膜厚等の各種測定
機の集合であり、この測定機９からは、被検光学系、測
定光学系のｒ、ｄ、ｎの測定データ、あるいは、コーテ
ィングデータ、製造誤差データ等が送られる。ここで、
ｒ：曲率又は曲率半径（非球面の場合は面の方程式）、
ｄ：面間隔、ｎ：媒質の屈折率、コーティングデータ：
各膜の複素屈折率、膜厚である。

【００２０】光学系設計装置１０は、光学系を設計する
装置である。この装置からは、被検光学系、測定光学系
のｒ、ｄ、ｎ等の設計値データ等が送られる。また、本
発明の方法より求めた偏心データを取り込み、設計に反
映し、又は、光学系を評価することが可能となってい
る。

【００２１】図２の装置で図３に示す処理を行う。すな
わち、Ｓｔｅｐ１では、図２の入力装置３、記憶装置
４、外部媒体５、測定機８、光学素子測定機９、光学系
設計装置１０からのＳｔｅｐ２の偏心量算出処理に用い
る被検光学系、測定光学系のｒ、ｄ（測定光学系におけ
る測定のための面間隔移動量も含む）、ｎデータ、コー
ティングデータ、製造誤差データ、被検光学系から射出
される光束の像の状態データ、又は、光線の状態の測定
データ、既に分かっている偏心データ、求める偏心の種
類、範囲等を必要に応じて入力する。

【００２２】Ｓｔｅｐ２では、Ｓｔｅｐ１で入力された
各種データを基に、図２の演算装置１によりリアルレイ
トレースを行い、求める偏心量を算出する。

【００２３】Ｓｔｅｐ３では、求めた偏心量を図２の表
示装置２、記憶装置４、外部媒体５、プリンタ６に出力
する。又は、測定機８、光学素子測定機９、光学系設計
装置１０等にデータ転送する。

【００２４】次に、図３の偏心量算出処理Ｓｔｅｐ２に
相当する部分の処理を、図４の連立方程式の解法にリア
ルレイトレースを用いた例で説明を行う。従来のオート
コリメーション法を用いた偏心測定に当てはめると、連
立方程式は例えば以下のようにおける。

【００２５】評価関数をＦ_i （ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ，・・
・，ｘ_n ）、ｉ＝１，２，３・・・ｎ：例えば像点位置
とする。像点位置は、リアルレイトレースを用いれば、
例えば図８に示すように、物点から光学系に絞り中心を
通る光線を入射させ、その光線が射出する光線と像面と
の交点として算出できる。また、評価関数として扱える
ものは、像点位置のほかに、例えば図９（ａ）に示すよ
うな、物点から光学系に入射した光束（複数本の光線）
が光学系から射出される光束（複数本の光線）のある断
面（図９（ｂ）、（ｃ））における重心位置、光束の広
がり、又は、波動光学的点像強度分布、光線の状態等、
測定可能なものでリアルレイトレースを行うことにより
算出できるものであれば全て扱える。

【００２６】変数ｘ_j （１，２，３，・・・ｍ）、ｊ＝
１，２，３，・・・ｍ：例えば図１０に示した面あるい
は単レンズ、レンズ群における偏心量とする。図１０
（ａ）は、面の偏心量の定義を示しており、基準軸上の
面の中心軸の基準軸となすｘ−ｚ面内の傾きε_x 、ｙ−
ｚ面内の傾きε_y で偏心量を表している。図１０（ｂ）
は、レンズの偏心量の定義を示しており、レンズの中心
軸と基準軸となすｘ−ｚ面内の傾きε_x 、ｙ−ｚ面内の
傾きε_y と、レンズ第１面の中心の基準軸からのｘ−ｚ
面内のズレ量δ_x 、ｙ−ｚ面内のズレ量δ_y とで偏心量
を表している。図１０（ｃ）は、レンズ群の偏心量の定
義を示しており、図１０（ｂ）と同様である。図１０
（ｄ）は、図１０（ｂ）とは別のレンズの偏心量の定義
を示しており、任意の点Ｐ（Ｘ，Ｙ）を中心に回転して
いるとして、その中心軸の基準軸となすｘ−ｚ面内の傾
きε_x 、ｙ−ｚ面内の傾きε_y で偏心量を表している。

【００２７】ここで、ａ_ij＝∂Ｆ_i ／∂ｘ_j （偏微
分）、初期の評価関数値をＦ_i0、初期の変数値をｘ_j0と
すると、 Ｆ_i ≒Ｆ_i0＋Σａ_ij（ｘ_j −ｘ_j0） ・・・（２） となる。このＦ_i が測定結果である像面位置Ｆ_imに十分
近づいた状態になる偏心量（変数ｘ_j ）が算出できれば
よい。

【００２８】Ｓｔｅｐ４では、偏心量（変数）が初期状
態（ｘ_j0）での像点位置（評価関数Ｆ_i0）をリアルレイ
トレースで求める。

【００２９】Ｓｔｅｐ５からＳｔｅｐ７では、差分によ
りａ_ijを成分とする行列Ａ_ijを求める。一つの偏心量
（変数ｘ_i ）を微小に変化させた状態でリアルレイトレ
ースを行い、一つの偏心量の単位変化量に対する像点位
置（評価関数Ｆ_i ）の変化量∂Ｆ_i ／∂ｘ_j を求める。

【００３０】Ｓｔｅｐ８では、最適化処理により偏心量
（変数ｘ_i ）の変化量と変化後の像点位置（評価関数Ｆ
_i ）を求める。

【００３１】Ｓｔｅｐ９では、最適化により求まった像
点位置（評価関数Ｆ_i ）と測定結果である像面位置Ｆ_im
を比較し、十分に近い状態かどうか評価する。もし、十
分な状態でない場合、Ｓｔｅｐ１０で最適化後の像点位
置（評価関数Ｆ_i ）、偏心量（変数ｘ_j ）をそれぞれ初
期状態（評価関数_i0、変数ｘ_j0）に置き換えて、Ｓｔｅ
ｐ５の処理に戻る。Ｓｔｅｐ９で十分な状態である評価
した場合は、処理を終了する。

【００３２】以上の処理において、従来のオートコリメ
ーション法では、被検光学系からの反射光を測定する。
被検光学系の前方から光束を入射し、測定面からの反射
光の結像位置（像点位置又は重心位置）を測定する。測
定した位置を評価関数とし、被検面の偏心量を変数とし
て、以上の処理を行うことにより、被検面の量を求め
る。求まった偏心量は光学系に加え、光学系のデータと
して次の面の偏心量算出処理を行う。前面から後面に１
面ずつ順に処理を行っていく。その処理を図示すると図
５のようになる。

【００３３】また、オートコリメーション法とは別の方
法として、評価関数として扱える像点位置、光束の重心
位置、光束の広がり、光線の状態等を一つあるいは複数
測定し、評価関数とする方法もある。測定時に光が通っ
た範囲の一つ以上の被検面、単レンズ、群レンズの偏心
量を同時に変数にして最適化処理を行うことにより、変
数にした一つ以上の被検面、単レンズ、群レンズの偏心
量を一度に算出することが可能である。

【００３４】また、従来のオートコリメーション法で用
いている近軸量の代わりに、ローカル近軸量を用いるこ
ともできる。図７における光源５２から像面５４に至る
任意の基準光線を設定し、基準光線の近傍を伝播する微
小光束の広がりを全系にわたって計算することにより、
偏心量を考慮した非対称光学系での基準光線近傍におけ
るローカル近軸量が得られる。ローカル近軸量として得
られる情報には、結像位置、結像方位、焦線方位、倍
率、焦点距離、瞳位置、主点位置、節点位置、非点収
差、像面歪曲、照度等があり（特開平１１−２８７９４
７号）、式（１）のβの代わりにローカル近軸量の倍率
を採用することにより、被検光学系の偏心量の精度を向
上することができる。

【００３５】また、上記リアルレイトレースを行う光学
系の実際の面の曲率半径ｒ、面間隔ｄ、屈折率ｎ等は製
造誤差等により意図した光学系とは異なるものになって
いることもある。リアルレイトレースを行う光学系のデ
ータを、図２の光学素子測定機９等で測定された面の曲
率半径ｒ、面間隔ｄ、屈折率ｎ等のデータと置換、又
は、図２の光学素子測定機９等で測定された曲率半径
ｒ、面間隔ｄ、屈折率ｎ等の製造誤差データ、又は、曲
率半径ｒ、面間隔ｄ、屈折率ｎ等の公差量等のデータ
を、光学系の面の曲率半径ｒ、面間隔ｄ、屈折率ｎ等に
加える。これを光学系のデータとして扱い、リアルレイ
トレースを行うことで、実際により近い追跡結果が算出
され、求められる偏心量の精度を向上することができ
る。

【００３６】また、オートコリメーション法では、被測
定面の球心位置に収束するように光束を入射させる。こ
れを実現するためには、被測定面に応じて測定機光学系
内部を動かして測定を行う必要がある場合もある。上記
リアルレイトレースを行う光学系に、被測定面に応じた
測定機光学系内部の変動量を測定して加える。これを光
学系データとして扱い、リアルレイトレースを行うこと
により、実際により近い追跡結果が算出され、求められ
る偏心量の精度を向上することができる。

【００３７】また、リアルレイトレースを用いて上記偏
心測定、評価、解析を行う光学系には、カメラ、内視
鏡、顕微鏡等のズームレンズ等がある。

【００３８】次に、リアルレイトレースを用いて光学系
あるいは光学素子の偏心測定、評価、解析を行う実施例
を図１１と図１３に示す。

【００３９】図１１は、特開平７−１２０２１８号及び
特開平９−２２２３８０号に示されている斜入射法を用
いた非球面偏心測定機にリアルレイトレースを応用し、
精度を向上させた例を示す図である。図１１（ａ）は、
非球面１２０の光軸付近に光束を入射させた状態、図１
１（ｂ）は、非球面１２０の周辺部に光束を斜めに入射
させた状態を示している。何れの場合も、非球面１２０
の表面で反射した光束は、ミラー１１１、投影レンズ１
０３、ビームスプリッタ１１５、顕微鏡対物レンズ１０
５、三角プリズム１３４、ズームレンズ１０６と進み、
ＣＣＤカメラ１０７に輝点となって結像する。非球面１
２０を回転させると、ＣＣＤカメラ１０７上の反射して
きた光束の輝点は曲線を描き、ＣＣＤカメラ１０７上で
回るが、この輝点の軌跡を解析することで被検非球面レ
ンズ１２１の非球面１２０の偏心δｒと傾きεｒをその
方位角εθ、δθと共に求めることができる。

【００４０】ところが、上述の２件の特許では、軌跡を
解析するのに近軸計算及びローカル曲率に基づく近軸計
算を用いていたため、必ずしも精度が良いとは言えなか
った。

【００４１】そこで、本発明では、偏心測定機１４１の
光学系の全ての面の光学設計データ、つまり、各面の ｒ：曲率半径（非球面の場合は面の方程式） ｄ：次の面までの距離 ｎ：媒質の屈折率 を計算機１５０に入力しておき、被検非球面のεｒ、δ
ｒ並びにεｒ、δｒの方位角εθ、δθを変数としてＣ
ＣＤカメラ１０７で観測した被検非球面レンズ１２１を
回転させたときの軌跡にリアルレイトレースした輝点の
軌跡が一致するようなεｒ、δｒ、εθ、δθの最適値
を求める。

【００４２】このようにすれば、近軸光線での解析より
も精度良くεｒ、δｒ、εθ、δθを求めることかでき
る。

【００４３】なお、図中の符号１４９はＣＣＤカメラ１
０７の出力を処理する信号処理回路であり、符号１５１
はＴＶモニターである。

【００４４】ε_x ＝εｒ・ｃｏｓεθ ε_y ＝εｒ・ｓｉｎεθ δ_x ＝δｒ・ｃｏｓδθ δ_y ＝δｒ・ｓｉｎδθ であるから、εｒ、δｒ、εθ、δθの代わりに偏心量
の成分ε_x 、ε_y 、δ_x、δ_y を求めてもよい。

【００４５】図１２に、上記εｒ、δｒ、εθ、δθの
定義を示す。

【００４６】次に、図１３はリアルレイトレースを用い
た心出顕微鏡１６０の例を示す図であり、この心出顕微
鏡１６０は、１枚のレンズの偏心測定、レンズの１面の
偏心測定、複数のレンズの接合のために、それぞれのレ
ンズの偏心を調べつつ接合するときに用いられる。

【００４７】この心出顕微鏡１６０において、光源１６
１から出た光は、ターゲットのピンホール１６２、採光
レンズ１６３、ビームスプリッタ（ハーフプリズム）１
１５を通り、非検面１６４に入射する。非検面１６４で
反射した光束は、ビームスプリッタ（ハーフプリズム）
１１５、変倍系１７１を有する光学系１０２、ハーフミ
ラー１６７、結像レンズ１６６と進み、ＣＣＤカメラ１
０７に輝点となって結像する。被検レンズ１６５を回転
させたとき、ＣＣＤカメラ１０７上の輝点の位置又は軌
跡から非検面１６４の偏心を求めることができる。ＣＣ
Ｄカメラ１０７の代わりに、焦点板１６８上の輝点の位
置又は軌跡から、接眼レンズ１６９を介して眼１７０で
観察して非検面１６４の偏心を求めてもよい。

【００４８】ここで、ピンホール１６２の採光レンズ１
６３による像は、非検面１６４の球心にできるのではな
く、その球心から外れた位置にできるものでもよく、図
１３はそのような場合を図示している。それを不等倍結
像の状態という。同様にして、非検面１６４の下方の面
１７２、１７３、１７４の偏心を求めることができる。

【００４９】輝点の位置又は軌跡から被検面び偏心を求
めるには、従来、近軸理論で解析していた。しかし、心
出顕微鏡１６０の光学系の収差（特に歪曲収差）のた
め、精度がやや悪かった。そこで、本発明では、心出顕
微鏡１６０の光学系の各面の ｒ：曲率半径（非球面の場合は面の方程式） ｄ：次の面までの距離 ｎ：媒質の屈折率 を計算機１５０に入力しておき、ＣＣＤカメラ１０７上
の輝点の位置又は軌跡にリアルレイトレースした輝点の
位置が略一致するような非検面１６４の偏心を求めるこ
とで、非検面１６４の偏心を知ることができる。

【００５０】次に、複数面を有するレンズ系に非球面で
構成されたレンズ面が含まれている場合の偏心測定の実
施例を示す。非球面は一義的に決まる非球面軸が存在す
るため、例えばレンズ面の傾きεとズレ量δの偏心を表
すパラメータが必要となる。偏心を表すパラメータは、
光軸と直交し、かつ、それぞれが直交する２方向の成分
（ε_x ，ε_y ）、（δ_x ，δ_y ）で表してもよい。ま
た、図１２に非球面の偏心の定義を示すように、極座標
（εｒ，εθ）、（δｒ，δθ）等でもよい。これらの
偏心を表わすパラメータを求めるには以下のようにすれ
ばよい。

【００５１】一般的に、測定しようとするレンズ面が非
球面であるとき、この面に傾きεがある場合の指標の反
射像の光強度分布と、この面にズレ量δがある場合の指
標の反射像の光強度分布は異なるため、測定された指標
の反射像の光強度分布を目標値として、例えば被測定面
の傾きεとズレ量δを変数にして、リアルレイトレース
又は近軸光線追跡を行い、傾きεとズレ量δを最適化す
ることで、偏心を表すパラメータを求めることができ
る。

【００５２】上記の光強度分布は、検出器で検出された
光の強度分布の形状、及び、幾何光学的あるいは波動光
学的に計算された光の強度分布を意味する。

【００５３】また、被検光学系の評価を行うためには、
偏心を表すパラメータの中、必要とされる少なくとも一
つのパラメータを求めればよい。

【００５４】また、図７において、光源５２から射出す
る光束の中一部の光線だけを被検光学系に入射させ、こ
の光線と光軸とのなす角度をさまざまに変化させ、それ
ぞれの角度に対して被検面から反射する光線の位置を検
出し、それぞれの状態に対してリアルレイトレース又は
近軸光線追跡を行い、全ての状態において測定された光
線の位置と光線追跡で求めた光線位置との差が小さくな
るよう、傾きεとズレ量δを最適化することでも、偏心
を表すパラメータを求めることができる。

【００５５】また、図１４に示すように、マイクロレン
ズアレイ６２で点光源像群を作り、それを投影レンズ６
３で被検面６１に投影し、被検面６１で反射若しくは屈
折した光をハーフミラー６４を介して（被検面６１で反
射させる場合）撮像素子６５で検出し、図１５に例示す
るような各点光源の像を得て、各点光源像の位置を目標
としてリアルレイトレース又は近軸光線追跡を行い、全
ての状態において測定された点光源像の位置と光線追跡
で求めた点光源像の位置との差が小さくなるよう、傾き
εとズレ量δを最適化することでも、偏心を表すパラメ
ータを求めることができる。

【００５６】また、図１６に示すように、シャックハル
トマン法の応用例として、被検光学素子又は光学系７１
を透過した光をコリメートレンズ７２を介してマイクロ
レンズアレイ７３に導いて点像群を作り、リレーレンズ
７４を経てその点像群を撮像素子７５で検出し、各点像
の位置を目標としてリアルレイトレース又は近軸光線追
跡を行い、全ての状態において測定された点光源像の位
置と光線追跡で求めた点光源像の位置との差が小さくな
るよう、各面の傾きεとズレ量δを最適化することで
も、偏心を表すパラメータを求めることができる。

【００５７】また、測定しようとする非球面を含むレン
ズ単体において、レンズの前面と後面との間の面間偏心
ε_L が、面間偏心測定機等で得られている場合には、前
面及び後面単体での軸の光軸に対する傾きε（それぞれ
ε₁ 、ε₂ ）とズレ量δ（それぞれδ₁ 、δ₂ ）と、指
標の反射像の測定から得られた前面の傾き量ε₁'、後面
の傾き量ε₂'、及び、ε_L 、及び、前面の近軸曲率半径
Ｒ₁ 、後面の近軸曲率半径Ｒ₂ 、レンズ厚Ｔから、前面
と後面の傾きεとズレ量δを、以下のように計算するこ
とができる。なお、偏心を表するパラメータε₁ 、ε
₂ 、ε₁'、ε₂'、ε_L 、δ₁ 、δ₂ は、ｘ、ｙそれぞれ
の成分を表している。

【００５８】 ε₁'＝ε₁ ＋δ₁ ／Ｒ₁ ・・・（３） ε₂'＝ε₂ ＋δ₂ ／Ｒ₂ ・・・（４） ε₂ ＝ε₁ ＋ε_L ・・・（５） δ₂ ＝δ₁ ＋Ｔε₁ ・・・（６） 式（３）〜（６）から、 δ₁ ＝（Ｒ₁ Ｒ₂ ＋Ｒ₁ Ｔ）ε₁'／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） −Ｒ₁ Ｒ₂ （ε₂'−ε_L ）／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） ・・・（７） δ₂ ＝Ｒ₁ Ｒ₂ ε₁'／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） −（Ｒ₁ Ｒ₂ −Ｒ₂ Ｔ）（ε₂'−ε_L ）／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） ・・・（８） ε₁ ＝−Ｒ₁ ε₁'／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） ＋Ｒ₂ （ε₂'−ε_L ）／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） ・・・（９） ε₂ ＝ε₁'＋ε_L ・・・（10） 以上の計算は、光学系の近軸的な性質を基にした計算で
あり、式（７）〜（１０）の方程式で偏心量を求めるこ
とができるし、リアルレイトレースで被検光学系の各面
の偏心を計算する場合に、非球面を含むレンズの両面の
面間偏心を束縛条件として計算することもできる。

【００５９】なお、言うまでもなく、式（７）〜（１
０）と数学的に同値な方程式（例えば、極座標に変換し
たもの）を用いてももちろんよい。

【００６０】ところで、複数面を有するレンズ系の各面
の測定をオートコリメーション法（図７）を用いて行う
場合、測定しようとする面５１の見かけ上の曲率中心、
すなわち、被測定面５１と観察系との間に存在する別の
面によって結像される被測定面５１の曲率中心の像の位
置に、指標若しくは光源像を投影し、被検面５１による
等倍の反射像を、その指標若しくは光源像の投影位置と
同じ位置に生じさせたときに、測定しようとするレンズ
面以外から反射された指標像若しくは光源像が、測定し
ようとするレンズ面５１による指標若しくは光源像の近
傍に生じることが有り得る。この場合には、どちらが測
定しようとするレンズ面による指標像若しくは光源像か
の区別が困難である。

【００６１】そこで、このような場合には、測定しよう
とする面の見かけ上の曲率中心、すなわち、被測定面５
１と観察系との間に存在する別の面によって結像される
被測定面５１の曲率中心の像の位置から光軸に沿った方
向にずらした位置に指標若しくは光源像を投影する。そ
の様子を図１７に示す。図７の光源５２若しくはコリメ
ータレンズ５３の位置を光軸に沿ってずらせた場合に相
当する。このとき、指標若しくは光源像を投影した位置
とのその反射像の位置は異なり、倍率も等倍ではなくな
る。

【００６２】また、上記した測定しようとするレンズ面
５１以外から反射される指標の像若しくは光源像の位置
もずれ、一般に測定しようとするレンズ面５１による反
射像の位置のずれ量と測定しようとするレンズ面以外か
らの反射像の位置ずれ量は異なるため、測定しようとす
るレンズ面５１から反射される指標の像若しくは光源像
のずれ量を計算で求めておき、この位置に結像される指
標の像若しくは光源像の反射像を検出するようにするこ
とで、測定しようとするレンズ面５１による指標像若し
くは光源像を区別することができる。また、投影する指
標若しくは光源像に対する指標若しくは光源像の反射像
の倍率の絶対値を１より大きくすることにより、等倍で
結像する場合よりも偏心測定精度を向上させることがで
きる。また、被検面で反射した光線の代わりに被検面で
屈折した光線を検出する方法でもよい。

【００６３】次に、リアルレイトレースを用いて光学素
子の屈折率分布測定・評価・解析を行う実施例を、図１
８を用いて説明する。

【００６４】Ｈｅ−Ｎｅレーザー８１からのレーザー光
をビームスプリッタ８２で２つの光路に分割し、一方を
被検光学素子８３に入射させ、残る一方をその被検光学
素子８３の設計値通りの光学性能を持つ基準光学系８４
に入射させ、双方の光学系を透過した光束をビームスプ
リッタ８５で合成し、スクリーン８６上に干渉縞が発生
するように投影する。干渉縞の像はテレビカメラで取り
込み、計算機に入力して縞の解析を行い、スクリーン８
６上の光束内における位相差分布を求める。

【００６５】このような装置により測定される位相差分
布は、被検光学素子８３に平行光束を入射させた場合
の、射出瞳面における波面収差に該当する。

【００６６】一般に、屈折率分布は、 ｎ（ｒ）＝ｎ₀ ＋ｎ₂ ｒ² ＋ｎ₄ ｒ⁴ ＋ｎ₆ ｒ⁶ ＋・・ ・・・（11） の形で表せられる。

【００６７】被検光学素子８３の光軸方向の厚さが十分
に小さくなく、被検光学素子８３内での光線の屈曲が無
視できない場合には、リアルレイトレースによって計算
した波面収差が、測定した波面収差に等しくなるよう
に、式（１１）の係数ｎ₂ 、ｎ ₄ 、ｎ₆ を変数として屈
折率分布の最適化を行う。

【００６８】この場合、被検光学素子８３に平行光を入
射させた場合の射出波面の、基準光学系８４に平行光を
入射させた場合の射出波面からのズレを測定していると
考えられ、基準光学系８４の収差が無視できる程小さけ
れば、射出波面は球面となるため、被検光学素子８３に
平行光を入射させた場合の射出波面の、基準光学系８４
に平行光を入射させた場合の射出波面からのズレは、被
検光学素子８３に平行光を入射させた場合の波面収差と
一致する。

【００６９】そのため、屈折率分布形状を式（１１）で
定義した媒質の各屈折率分布係数を、初期状態を設計値
とする変数として、リアルレイトレースを行い、その射
出波面、すなわち波面収差を、測定値にフィッティング
させるように最適化を行えば、各係数が得られる。

【００７０】以上の本発明の光学素子又は光学系の偏心
測定方法等は、次のように構成することができる。

【００７１】〔１〕 被測定光学素子又は光学系に光を
入射し、その光学素子又は光学系から射出される光の状
態を測定し、その測定値よりリアルレイトレースを用い
ることにより前記光学素子又は光学系の偏心量を求める
ことを特徴とする光学素子又は光学系の偏心測定方法又
は測定機又は測定されたもの。

【００７２】〔２〕 被測定光学素子又は光学系に光線
を入射し、その光学素子又は光学系から射出される光線
の状態を測定し、その測定値よりリアルレイトレースを
用いることにより前記光学素子又は光学系の偏心量を求
めることを特徴とする光学素子又は光学系の偏心測定方
法又は測定機又は測定されたもの。

【００７３】〔３〕 被測定光学素子又は光学系に光束
を入射し、その光学素子又は光学系から射出される光束
の状態を測定し、その測定値よりリアルレイトレースを
用いることにより前記光学素子又は光学系の偏心量を求
めることを特徴とする光学素子又は光学系の偏心測定方
法又は測定機又は測定されたもの。

【００７４】〔４〕 被検光学素子又は光学系中の被検
面に光を入射させる手段と、その光が被検光学素子又は
光学系中の被検面より反射又は屈折した光を検出する光
検出手段と、前記被検面で反射又は屈折された光を前記
光検出手段に導く光学素子又は光学系で構成される光学
素子又は光学系の各面の偏心を測定する偏心測定機にお
いて、前記光学素子又は光学系中の被測定面より前記光
検出手段までの光学素子又は光学系の全光学素子の設計
値若しくは測定値を基に、光線追跡の計算を行い、前記
光検出手段における光の状態が、測定された光の状態と
等しくなるような被検面の偏心量を計算で求めることを
特徴とする光学素子又は光学系の偏心測定方法又は測定
機又は測定されたもの。

【００７５】〔５〕 被検光学素子又は光学系中の被検
面に光線を入射させる手段と、その光線が被検光学素子
又は光学系中の被検面より反射又は屈折した光線を検出
する光線検出手段と、前記被検面で反射又は屈折された
光線を前記光線検出手段に導く光学素子又は光学系で構
成される光学素子又は光学系の各面の偏心を測定する偏
心測定機において、前記光学素子又は光学系中の被測定
面より前記光線検出手段までの光学素子又は光学系の全
光学素子の設計値若しくは測定値を基に、光線追跡の計
算を行い、前記光線検出手段における光線の状態が、測
定された光線の状態と等しくなるような被検面の偏心量
を計算で求めることを特徴とする光学素子又は光学系の
偏心測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【００７６】〔６〕 被検光学素子又は光学系中の被検
面に光束を入射させる手段と、その光束が被検光学素子
又は光学系中の被検面より反射又は屈折した光束を検出
する光束検出手段と、前記被検面で反射又は屈折された
光束を前記光束検出手段に導く光学素子又は光学系で構
成される光学素子又は光学系の各面の偏心を測定する偏
心測定機において、前記光学素子又は光学系中の被測定
面より前記光束検出手段までの光学素子又は光学系の全
光学素子の設計値若しくは測定値を基に、光線追跡の計
算を行い、前記光束検出手段における光束の状態が、測
定された光束の状態と等しくなるような被検面の偏心量
を計算で求めることを特徴とする光学素子又は光学系の
偏心測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【００７７】〔７〕 被測定光学素子又は光学系あるい
は測定機の光学素子又は光学系の製造誤差を含んだ光学
素子又は光学系でリアルレイトレースを行うことを特徴
とする光学素子又は光学系の偏心測定方法又は測定機又
は測定されたもの。

【００７８】〔８〕 測定機の光学素子又は光学系内部
の変動量を測定し、変動量を考慮した光学素子又は光学
系でリアルレイトレースを行うことを特徴とする光学素
子又は光学系の偏心測定方法又は測定機又は測定された
もの。

【００７９】

〔９〕 光学素子又は光学系の前面から１
面ずつ測定して偏心量を求め、次の面では前に求めた偏
心量を含んだ光学素子又は光学系でリアルレイトレース
を行い、その面の偏心量を求めることを特徴とする光学
素子又は光学系の偏心測定方法又は測定機又は測定され
たもの。

【００８０】〔１０〕 前記測定値を目標値、求める面
の偏心量を未知数とした方程式の解法処理をリアルレイ
トレースを用いて行うことを特徴とする上記１から３の
何れか１項記載の光学素子又は光学系の偏心測定方法又
は測定機又は測定されたもの。

【００８１】〔１１〕 前記測定値を目標値、任意の位
置又は任意の軸を基準とした複数の面あるいはレンズ群
の偏心量を未知数とした方程式の解法処理をリアルレイ
トレースを用いて行うことを特徴とする上記１から３の
何れか１項記載の光学素子又は光学系の偏心測定方法又
は測定機又は測定されたもの。

【００８２】〔１２〕 前記未知数の算出に、最適化処
理を用いることを特徴とする上記１０又は１１記載の光
学素子又は光学系の偏心測定方法又は測定機又は測定さ
れたもの。

【００８３】〔１３〕 波動光学的点像強度分布を評価
関数とすることを特徴とする上記１２記載の光学素子又
は光学系の偏心測定方法又は測定機又は測定されたも
の。

【００８４】〔１４〕 光束の像を測定する場合の結像
関係が等倍結像あるいは不等倍結像の何れかを用いるこ
とを特徴とする光学素子又は光学系の偏心測定方法又は
測定機又は測定されたもの。

【００８５】〔１５〕 ローカル近軸量を用いたオート
コリメーション法又は不等倍像法により偏心量を求める
ことを特徴とする光学素子又は光学系の偏心測定方法又
は測定機又は測定されたもの。

【００８６】〔１６〕 測定された指標の反射像の光強
度分布又は位置を目標値として、非球面である被測定面
の偏心量を変数にして光線追跡を行い、偏心量を最適化
することで少なくとも一つの偏心量を求めることを特徴
とする光学素子又は光学系の偏心測定方法又は測定機又
は測定されたもの。

【００８７】〔１７〕 測定された指標の反対像の光強
度分布又は位置を目標値として、非球面である被測定面
の傾きと偏り量を変数にして光線追跡を行い、傾きと偏
り量を最適化することで、傾きと偏り量のそれぞれの要
素の中少なくとも一つの偏心を表すパラメータを求める
ことを特徴とする光学素子又は光学系の偏心測定方法又
は測定機又は測定されたもの。

【００８８】〔１８〕 測定された指標の反射像の光強
度分布又は位置を目標値として、非球面である被測定面
の光軸と直交しかつそれぞれが直交する２方向の傾きと
偏り量を変数にして光線追跡を行い、光軸と直交しかつ
それぞれが直交する２方向の傾きと偏り量を最適化する
ことで、光軸と直交しかつそれぞれが直交する２方向の
傾きと偏り量の少なくとも一つの偏心を表すパラメータ
を求めることを特徴とする光学素子又は光学系の偏心測
定方法又は測定機又は測定されたもの。

【００８９】〔１９〕 被測定光学素子又は光学系に光
線を入射させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざま
に変化させ、それぞれの角度に対して被検面からの反射
又は屈折する光線の位置を検出し、全ての状態において
測定された光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との
差が小さくなるように偏心量を最適化することで、少な
くとも一つの偏心量を求めることを特徴とする光学素子
又は光学系の偏心測定方法又は測定機又は測定されたも
の。

【００９０】〔２０〕 被測定光学素子又は光学系に光
線を入射させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざま
に変化させ、それぞれの角度に対して被検面からの反射
又は屈折する光線の位置を検出し、全ての状態において
測定された光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との
差が小さくなるように傾きと偏り量を最適化すること
で、傾きと偏り量の少なくとも一つの偏心を表すパラメ
ータを求めることを特徴とする光学素子又は光学系の偏
心測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【００９１】〔２１〕 被測定光学素子又は光学系に光
線を入射させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざま
に変化させ、それぞれの角度に対して被検面からの反射
又は屈折する光線の位置を検出し、全ての状態において
測定された光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との
差が小さくなるように、光軸と直交しかつそれぞれが直
交する２方向の傾きと偏り量を最適化することで、光軸
と直交しかつそれぞれが直交する２方向の傾きと偏り量
の少なくとも一つの偏心を表すパラメータを求めること
を特徴とする光学素子又は光学系の偏心測定方法又は測
定機又は測定されたもの。

【００９２】〔２２〕 光学系中若しくは単体の非球面
レンズにおいて、レンズの前面と後面との間の既知の面
間偏心ε_L を用い、指標の反射像の測定から得られた前
面の傾き量ε₁'、後面の傾き量ε₂'、及び、ε_L 、及
び、前面の近軸曲率半径Ｒ₁、後面の近軸曲率半径
Ｒ₂ 、レンズ厚Ｔから、以下の式若しくは数学的に同値
の式により前面と後面の傾きε₁ とε₂ 、偏り量δ₁ と
δ₂ を計算することを特徴とする光学素子又は光学系の
偏心測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【００９３】 δ₁ ＝（Ｒ₁ Ｒ₂ ＋Ｒ₁ Ｔ）ε₁'／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） −Ｒ₁ Ｒ₂ （ε₂'−ε_L ）／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） ・・・（７） δ₂ ＝Ｒ₁ Ｒ₂ ε₁'／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） −（Ｒ₁ Ｒ₂ −Ｒ₂ Ｔ）（ε₂'−ε_L ）／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） ・・・（８） ε₁ ＝−Ｒ₁ ε₁'／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） ＋Ｒ₂ （ε₂'−ε_L ）／（Ｒ₂ −Ｒ₁ ＋Ｔ） ・・・（９） ε₂ ＝ε₁'＋ε_L ・・・（10） 〔２３〕 光学系中若しくは単体の球面若しくは非球面
レンズにおいて、レンズの前面と後面との間の既知の面
間偏心を用いてその面間偏心を束縛条件とし、リアルレ
イトレースを用いて偏心を表すパラメータを求めること
を特徴とする光学素子又は光学系の偏心測定方法又は測
定機又は測定されたもの。

【００９４】〔２４〕 測定しようとする面のみかけ上
の曲率中心、すなわち、被測定面と偏心測定機の観察系
との間に存在する別の面によって結像される被測定面の
曲率中心の像の位置から光軸に沿った方向にずらした位
置に指標を投影し、測定しようとするレンズ面から反射
される指標の像のずれ量を計算で求めておき、この位置
に結像される指標の像の反射像を検出することを特徴と
する光学素子又は光学系の偏心測定方法又は測定機又は
測定されたもの。

【００９５】〔２５〕 投影する指標に対する指標の反
射像の倍率の絶対値が１より大きくすることを特徴とす
る上記２４記載の光学素子又は光学系の偏心測定方法又
は測定機又は測定されたもの。

【００９６】〔２６〕 リアルレイトレースを用いるこ
とを特徴とする上記２４又は２５記載の光学素子又は光
学系の偏心測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【００９７】〔２７〕 光源と、光源からの光を複数の
点光源群像に分割する手段と、前記点光源像群を被検面
近傍に投影する手段と、前記被検面で反射ないし屈折し
た前記点光源像群を検出する検出手段と、前記被検面で
反射ないし屈折した前記点光源像群を前記検出手段に導
く手段とを備え、検出された点光源像群の位置を基に近
軸光線追跡若しくはリアルレイトレースを行い、前記被
検面の偏心を表すパラメータを求めることを特徴とする
光学素子又は光学系の偏心測定方法又は測定機又は測定
されたもの。

【００９８】〔２８〕 光学素子若しくは光学系を透過
した光を複数の点光源像群に分割する手段と、前記点光
源像群を検出する検出手段と、前記点光源像群を前記検
出手段に導く手段とを備え、検出された点光源像群の位
置を基に近軸光線追跡若しくはリアルレイトレースを行
い、前記被検面の偏心を表すパラメータを求めることを
特徴とする光学素子又は光学系の偏心測定方法又は測定
機又は測定されたもの。

【００９９】〔２９〕 光源と、光源からの光を複数の
光束群に分割する手段と、前記光束群を被検面近傍に投
影する手段と、前記被検面で反射ないし屈折した前記光
束群を検出する検出手段と、前記被検面で反射ないし屈
折した前記光束群を前記検出手段に導く手段とを備え、
検出された光束群の位置を基に近軸光線追跡若しくはリ
アルレイトレースを行い、前記被検面の偏心を表すパラ
メータを求めることを特徴とする光学素子又は光学系の
偏心測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１００】〔３０〕 光学素子若しくは光学系を透過
した光を複数の光束群に分割する手段と、前記光束群を
検出する検出手段と、前記光束群を前記検出手段に導く
手段とを備え、検出された光束群の位置を基に近軸光線
追跡若しくはリアルレイトレースを行い、前記被検面の
偏心を表すパラメータを求めることを特徴とする光学素
子又は光学系の偏心測定方法又は測定機又は測定された
もの。

【０１０１】〔３１〕 カメラ、内視鏡、顕微鏡等のズ
ームレンズの光学系を対象にしていることを特徴とする
上記１から３０の何れか１項記載の光学素子又は光学系
の偏心測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１０２】〔３２〕 上記１から３０の何れか１項記
載の処理方法を機械可読な形で記録したことを特徴とす
る記憶媒体。

【０１０３】〔３３〕 上記１から３０の何れか１項記
載の処理方法を用いていることを特徴とする偏心測定処
理装置。

【０１０４】〔３４〕 測定機を制御するコンピュータ
とリアルレイトレースを行うコンピュータとが同一であ
ることを特徴とする光学素子又は光学系の偏心測定方法
又は測定機又は測定されたもの。

【０１０５】〔３５〕 被測定光学素子又は光学系に光
を入射し、その光学素子又は光学系から射出される光の
状態を測定し、その測定値よりリアルレイトレースを用
いることにより前記光学素子又は光学系の物理量を求め
ることを特徴とする光学素子又は光学系の物理量測定方
法又は測定機又は測定されたもの。

【０１０６】〔３６〕 被測定光学素子又は光学系に光
線を入射し、その光学素子又は光学系から射出される光
線の状態を測定し、その測定値よりリアルレイトレース
を用いることにより前記光学素子又は光学系の物理量を
求めることを特徴とする光学素子又は光学系の物理量測
定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１０７】〔３７〕 被測定光学素子又は光学系に光
束を入射し、その光学素子又は光学系から射出される光
束の状態を測定し、その測定値よりリアルレイトレース
を用いることにより前記光学素子又は光学系の物理量を
求めることを特徴とする光学素子又は光学系の物理量測
定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１０８】〔３８〕 被検光学素子又は光学系中の被
検面に光を入射させる手段と、その光が被検光学素子又
は光学系中の被検面より反射又は屈折した光を検出する
光検出手段と、前記被検面で反射又は屈折された光を前
記光検出手段に導く光学素子又は光学系で構成される光
学素子又は光学系の各面の物理量を測定する物理量測定
機において、前記光学素子又は光学系中の被測定面より
前記光検出手段までの光学素子又は光学系の全光学素子
の設計値若しくは測定値を基に、光線追跡の計算を行
い、前記光検出手段における光の状態が、測定された光
の状態と等しくなるような被検面の物理量を計算で求め
ることを特徴とする光学素子又は光学系の物理量測定方
法又は測定機又は測定されたもの。

【０１０９】〔３９〕 被検光学素子又は光学系中の被
検面に光線を入射させる手段と、その光線が被検光学素
子又は光学系中の被検面より反射又は屈折した光線を検
出する光線検出手段と、前記被検面で反射又は屈折され
た光線を前記光線検出手段に導く光学素子又は光学系で
構成される光学素子又は光学系の各面の物理量を測定す
る物理量測定機において、前記光学素子又は光学系中の
被測定面より前記光線検出手段までの光学素子又は光学
系の全光学素子の設計値若しくは測定値を基に、光線追
跡の計算を行い、前記光線検出手段における光線の状態
が、測定された光線の状態と等しくなるような被検面の
物理量を計算で求めることを特徴とする光学素子又は光
学系の物理量測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１１０】〔４０〕 被検光学素子又は光学系中の被
検面に光束を入射させる手段と、その光束が被検光学素
子又は光学系中の被検面より反射又は屈折した光束を検
出する光束検出手段と、前記被検面で反射又は屈折され
た光束を前記光束検出手段に導く光学素子又は光学系で
構成される光学素子又は光学系の各面の物理量を測定す
る物理量測定機において、前記光学素子又は光学系中の
被測定面より前記光束検出手段までの光学素子又は光学
系の全光学素子の設計値若しくは測定値を基に、光線追
跡の計算を行い、前記光束検出手段における光束の状態
が、測定された光束の状態と等しくなるような被検面の
物理量を計算で求めることを特徴とする光学素子又は光
学系の物理量測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１１１】〔４１〕 被測定光学素子又は光学系ある
いは測定機の光学素子又は光学系の製造誤差を含んだ光
学素子又は光学系でリアルレイトレースを行うことを特
徴とする光学素子又は光学系の物理量測定方法又は測定
機又は測定されたもの。

【０１１２】〔４２〕 測定機の光学素子又は光学系内
部の変動量を測定し、変動量を考慮した光学素子又は光
学系でリアルレイトレースを行うことを特徴とする光学
素子又は光学系の物理量測定方法又は測定機又は測定さ
れたもの。

【０１１３】〔４３〕 光学素子又は光学系の前面から
１面ずつ測定して物理量を求め、次の面では前に求めた
物理量を含んだ光学素子又は光学系でリアルレイトレー
スを行い、その面の物理量を求めることを特徴とする光
学素子又は光学系の物理量測定方法又は測定機又は測定
されたもの。

【０１１４】〔４４〕 前記測定値を目標値、求める面
の物理量を未知数とした方程式の解法処理をリアルレイ
トレースを用いて行うことを特徴とする上記３５から３
７の何れか１項記載の光学素子又は光学系の物理量測定
方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１１５】〔４５〕 前記測定値を目標値、任意の位
置又は任意の軸を基準とした複数の面あるいはレンズ群
の物理量を未知数とした方程式の解法処理をリアルレイ
トレースを用いて行うことを特徴とする上記３５から３
７の何れか１項記載の光学素子又は光学系の物理量測定
方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１１６】〔４６〕 前記未知数の算出に、最適化処
理を用いることを特徴とする上記４４又は４５記載の光
学素子又は光学系の物理量測定方法又は測定機又は測定
されたもの。

【０１１７】〔４７〕 波動光学的点像強度分布を評価
関数とすることを特徴とする上記４６記載の光学素子又
は光学系の物理量測定方法又は測定機又は測定されたも
の。

【０１１８】〔４８〕 光束の像を測定する場合の結像
関係が等倍結像あるいは不等倍結像の何れかを用いるこ
とを特徴とする光学素子又は光学系の物理量測定方法又
は測定機又は測定されたもの。

【０１１９】〔４９〕 被測定光学素子又は光学系に光
線を入射させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざま
に変化させ、それぞれの角度に対して被検面からの反射
又は屈折する光線の位置を検出し、全ての状態において
測定された光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との
差が小さくなるように物理量を最適化することで、少な
くとも一つの物理量を求めることを特徴とする光学素子
又は光学系の物理量測定方法又は測定機又は測定された
もの。

【０１２０】〔５０〕 被測定光学素子又は光学系に光
線を入射させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざま
に変化させ、それぞれの角度に対して被検面からの反射
又は屈折する光線の位置を検出し、全ての状態において
測定された光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との
差が小さくなるように傾きと偏り量を最適化すること
で、傾きと偏り量の少なくとも一つの物理量を表すパラ
メータを求めることを特徴とする光学素子又は光学系の
物理量測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１２１】〔５１〕 被測定光学素子又は光学系に光
線を入射させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざま
に変化させ、それぞれの角度に対して被検面からの反射
又は屈折する光線の位置を検出し、全ての状態において
測定された光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との
差が小さくなるように、光軸と直交しかつそれぞれが直
交する２方向の傾きと偏り量を最適化することで、光軸
と直交しかつそれぞれが直交する２方向の傾きと偏り量
の少なくとも一つの物理量を表すパラメータを求めるこ
とを特徴とする光学素子又は光学系の物理量測定方法又
は測定機又は測定されたもの。

【０１２２】〔５２〕 測定しようとする面のみかけ上
の曲率中心、すなわち、被測定面と物理量測定機の観察
系との間に存在する別の面によって結像される被測定面
の曲率中心の像の位置から光軸に沿った方向にずらした
位置に指標を投影し、測定しようとするレンズ面から反
射される指標の像のずれ量を計算で求めておき、この位
置に結像される指標の像の反射像を検出することを特徴
とする光学素子又は光学系の物理量測定方法又は測定機
又は測定されたもの。

【０１２３】〔５３〕 投影する指標に対する指標の反
射像の倍率の絶対値が１より大きくすることを特徴とす
る上記５２記載の光学素子又は光学系の物理量測定方法
又は測定機又は測定されたもの。

【０１２４】〔５４〕 リアルレイトレースを用いるこ
とを特徴とする上記５２又は５３記載の光学素子又は光
学系の物理量測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１２５】〔５５〕 光源と、光源からの光を複数の
点光源群像に分割する手段と、前記点光源像群を被検面
近傍に投影する手段と、前記被検面で反射ないし屈折し
た前記点光源像群を検出する検出手段と、前記被検面で
反射ないし屈折した前記点光源像群を前記検出手段に導
く手段とを備え、検出された点光源像群の位置を基に近
軸光線追跡若しくはリアルレイトレースを行い、前記被
検面の物理量を表すパラメータを求めることを特徴とす
る光学素子又は光学系の物理量測定方法又は測定機又は
測定されたもの。

【０１２６】〔５６〕 光学素子若しくは光学系を透過
した光を複数の点光源像群に分割する手段と、前記点光
源像群を検出する検出手段と、前記点光源像群を前記検
出手段に導く手段とを備え、検出された点光源像群の位
置を基に近軸光線追跡若しくはリアルレイトレースを行
い、前記被検面の物理量を表すパラメータを求めること
を特徴とする光学素子又は光学系の物理量測定方法又は
測定機又は測定されたもの。

【０１２７】〔５７〕 光源と、光源からの光を複数の
光束群に分割する手段と、前記光束群を被検面近傍に投
影する手段と、前記被検面で反射ないし屈折した前記光
束群を検出する検出手段と、前記被検面で反射ないし屈
折した前記光束群を前記検出手段に導く手段とを備え、
検出された光束群の位置を基に近軸光線追跡若しくはリ
アルレイトレースを行い、前記被検面の物理量を表すパ
ラメータを求めることを特徴とする光学素子又は光学系
の物理量測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１２８】〔５８〕 光学素子若しくは光学系を透過
した光を複数の光束群に分割する手段と、前記光束群を
検出する検出手段と、前記光束群を前記検出手段に導く
手段とを備え、検出された光束群の位置を基に近軸光線
追跡若しくはリアルレイトレースを行い、前記被検面の
物理量を表すパラメータを求めることを特徴とする光学
素子又は光学系の物理量測定方法又は測定機又は測定さ
れたもの。

【０１２９】〔５９〕 カメラ、内視鏡、顕微鏡等のズ
ームレンズの光学系を対象にしていることを特徴とする
上記３５から５８の何れか１項記載の光学素子又は光学
系の物理量測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１３０】〔６０〕 上記３５から５８の何れか１項
記載の処理方法を用いていることを特徴とする物理量測
定処理装置。

【０１３１】〔６１〕 測定機を制御するコンピュータ
とリアルレイトレースを行うコンピュータとが同一であ
ることを特徴とする光学素子又は光学系の物理量測定方
法又は測定機又は測定されたもの。

【０１３２】〔６２〕 被測定光学素子又は光学系に光
を入射し、その光学素子又は光学系から射出される光の
状態を測定し、その測定値よりリアルレイトレースを用
いることにより前記光学素子又は光学系の屈折率分布型
を求めることを特徴とする光学素子又は光学系の屈折率
分布型測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１３３】〔６３〕 被測定光学素子又は光学系に光
線を入射し、その光学素子又は光学系から射出される光
線の状態を測定し、その測定値よりリアルレイトレース
を用いることにより前記光学素子又は光学系の屈折率分
布型を求めることを特徴とする光学素子又は光学系の屈
折率分布型測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１３４】〔６４〕 被測定光学素子又は光学系に光
束を入射し、その光学素子又は光学系から射出される光
束の状態を測定し、その測定値よりリアルレイトレース
を用いることにより前記光学素子又は光学系の屈折率分
布型を求めることを特徴とする光学素子又は光学系の屈
折率分布型測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１３５】〔６５〕 被検光学素子又は光学系中の被
検面に光を入射させる手段と、その光が被検光学素子又
は光学系中の被検面より反射又は屈折した光を検出する
光検出手段と、前記被検面で反射又は屈折された光を前
記光検出手段に導く光学素子又は光学系で構成される光
学素子又は光学系の各面の屈折率分布型を測定する屈折
率分布型測定機において、前記光学素子又は光学系中の
被測定面より前記光検出手段までの光学素子又は光学系
の全光学素子の設計値若しくは測定値を基に、光線追跡
の計算を行い、前記光検出手段における光の状態が、測
定された光の状態と等しくなるような被検面の屈折率分
布型を計算で求めることを特徴とする光学素子又は光学
系の屈折率分布型測定方法又は測定機又は測定されたも
の。

【０１３６】〔６６〕 被検光学素子又は光学系中の被
検面に光線を入射させる手段と、その光線が被検光学素
子又は光学系中の被検面より反射又は屈折した光線を検
出する光線検出手段と、前記被検面で反射又は屈折され
た光線を前記光線検出手段に導く光学素子又は光学系で
構成される光学素子又は光学系の各面の屈折率分布型を
測定する屈折率分布型測定機において、前記光学素子又
は光学系中の被測定面より前記光線検出手段までの光学
素子又は光学系の全光学素子の設計値若しくは測定値を
基に、光線追跡の計算を行い、前記光線検出手段におけ
る光線の状態が、測定された光線の状態と等しくなるよ
うな被検面の屈折率分布型を計算で求めることを特徴と
する光学素子又は光学系の屈折率分布型測定方法又は測
定機又は測定されたもの。

【０１３７】〔６７〕 被検光学素子又は光学系中の被
検面に光束を入射させる手段と、その光束が被検光学素
子又は光学系中の被検面より反射又は屈折した光束を検
出する光束検出手段と、前記被検面で反射又は屈折され
た光束を前記光束検出手段に導く光学素子又は光学系で
構成される光学素子又は光学系の各面の屈折率分布型を
測定する屈折率分布型測定機において、前記光学素子又
は光学系中の被測定面より前記光束検出手段までの光学
素子又は光学系の全光学素子の設計値若しくは測定値を
基に、光線追跡の計算を行い、前記光束検出手段におけ
る光束の状態が、測定された光束の状態と等しくなるよ
うな被検面の屈折率分布型を計算で求めることを特徴と
する光学素子又は光学系の屈折率分布型測定方法又は測
定機又は測定されたもの。

【０１３８】〔６８〕 被測定光学素子又は光学系ある
いは測定機の光学素子又は光学系の製造誤差を含んだ光
学素子又は光学系でリアルレイトレースを行うことを特
徴とする光学素子又は光学系の屈折率分布型測定方法又
は測定機又は測定されたもの。

【０１３９】〔６９〕 測定機の光学素子又は光学系内
部の変動量を測定し、変動量を考慮した光学素子又は光
学系でリアルレイトレースを行うことを特徴とする光学
素子又は光学系の屈折率分布型測定方法又は測定機又は
測定されたもの。

【０１４０】〔７０〕 光学素子又は光学系の前面から
１面ずつ測定して屈折率分布型を求め、次の面では前に
求めた屈折率分布型を含んだ光学素子又は光学系でリア
ルレイトレースを行い、その面の屈折率分布型を求める
ことを特徴とする光学素子又は光学系の屈折率分布型測
定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１４１】〔７１〕 前記測定値を目標値、求める面
の屈折率分布型を未知数とした方程式の解法処理をリア
ルレイトレースを用いて行うことを特徴とする上記６２
から６４の何れか１項記載の光学素子又は光学系の屈折
率分布型測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１４２】〔７２〕 前記測定値を目標値、任意の位
置又は任意の軸を基準とした複数の面あるいはレンズ群
の屈折率分布型を未知数とした方程式の解法処理をリア
ルレイトレースを用いて行うことを特徴とする上記６２
から６４の何れか１項記載の光学素子又は光学系の屈折
率分布型測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１４３】〔７３〕 前記未知数の算出に、最適化処
理を用いることを特徴とする上記７１又は７２記載の光
学素子又は光学系の屈折率分布型測定方法又は測定機又
は測定されたもの。

【０１４４】〔７４〕 波動光学的点像強度分布を評価
関数とすることを特徴とする上記７３記載の光学素子又
は光学系の屈折率分布型測定方法又は測定機又は測定さ
れたもの。

【０１４５】〔７５〕 光束の像を測定する場合の結像
関係が等倍結像あるいは不等倍結像の何れかを用いるこ
とを特徴とする光学素子又は光学系の屈折率分布型測定
方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１４６】〔７６〕 被測定光学素子又は光学系に光
線を入射させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざま
に変化させ、それぞれの角度に対して被検面からの反射
又は屈折する光線の位置を検出し、全ての状態において
測定された光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との
差が小さくなるように屈折率分布型を最適化すること
で、少なくとも一つの屈折率分布型を求めることを特徴
とする光学素子又は光学系の屈折率分布型測定方法又は
測定機又は測定されたもの。

【０１４７】〔７７〕 被測定光学素子又は光学系に光
線を入射させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざま
に変化させ、それぞれの角度に対して被検面からの反射
又は屈折する光線の位置を検出し、全ての状態において
測定された光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との
差が小さくなるように傾きと偏り量を最適化すること
で、傾きと偏り量の少なくとも一つの屈折率分布型を表
すパラメータを求めることを特徴とする光学素子又は光
学系の屈折率分布型測定方法又は測定機又は測定された
もの。

【０１４８】〔７８〕 被測定光学素子又は光学系に光
線を入射させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざま
に変化させ、それぞれの角度に対して被検面からの反射
又は屈折する光線の位置を検出し、全ての状態において
測定された光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との
差が小さくなるように、光軸と直交しかつそれぞれが直
交する２方向の傾きと偏り量を最適化することで、光軸
と直交しかつそれぞれが直交する２方向の傾きと偏り量
の少なくとも一つの屈折率分布型を表すパラメータを求
めることを特徴とする光学素子又は光学系の屈折率分布
型測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１４９】〔７９〕 測定しようとする面のみかけ上
の曲率中心、すなわち、被測定面と屈折率分布型測定機
の観察系との間に存在する別の面によって結像される被
測定面の曲率中心の像の位置から光軸に沿った方向にず
らした位置に指標を投影し、測定しようとするレンズ面
から反射される指標の像のずれ量を計算で求めておき、
この位置に結像される指標の像の反射像を検出すること
を特徴とする光学素子又は光学系の屈折率分布型測定方
法又は測定機又は測定されたもの。

【０１５０】〔８０〕 投影する指標に対する指標の反
射像の倍率の絶対値が１より大きくすることを特徴とす
る上記７９記載の光学素子又は光学系の屈折率分布型測
定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１５１】〔８１〕 リアルレイトレースを用いるこ
とを特徴とする上記７９又は８０記載の光学素子又は光
学系の屈折率分布型測定方法又は測定機又は測定された
もの。

【０１５２】〔８２〕 光源と、光源からの光を複数の
点光源群像に分割する手段と、前記点光源像群を被検面
近傍に投影する手段と、前記被検面で反射ないし屈折し
た前記点光源像群を検出する検出手段と、前記被検面で
反射ないし屈折した前記点光源像群を前記検出手段に導
く手段とを備え、検出された点光源像群の位置を基に近
軸光線追跡若しくはリアルレイトレースを行い、前記被
検面の屈折率分布型を表すパラメータを求めることを特
徴とする光学素子又は光学系の屈折率分布型測定方法又
は測定機又は測定されたもの。

【０１５３】〔８３〕 光学素子若しくは光学系を透過
した光を複数の点光源像群に分割する手段と、前記点光
源像群を検出する検出手段と、前記点光源像群を前記検
出手段に導く手段とを備え、検出された点光源像群の位
置を基に近軸光線追跡若しくはリアルレイトレースを行
い、前記被検面の屈折率分布型を表すパラメータを求め
ることを特徴とする光学素子又は光学系の屈折率分布型
測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１５４】〔８４〕 光源と、光源からの光を複数の
光束群に分割する手段と、前記光束群を被検面近傍に投
影する手段と、前記被検面で反射ないし屈折した前記光
束群を検出する検出手段と、前記被検面で反射ないし屈
折した前記光束群を前記検出手段に導く手段とを備え、
検出された光束群の位置を基に近軸光線追跡若しくはリ
アルレイトレースを行い、前記被検面の屈折率分布型を
表すパラメータを求めることを特徴とする光学素子又は
光学系の屈折率分布型測定方法又は測定機又は測定され
たもの。

【０１５５】〔８５〕 光学素子若しくは光学系を透過
した光を複数の光束群に分割する手段と、前記光束群を
検出する検出手段と、前記光束群を前記検出手段に導く
手段とを備え、検出された光束群の位置を基に近軸光線
追跡若しくはリアルレイトレースを行い、前記被検面の
屈折率分布型を表すパラメータを求めることを特徴とす
る光学素子又は光学系の屈折率分布型測定方法又は測定
機又は測定されたもの。

【０１５６】〔８６〕 カメラ、内視鏡、顕微鏡等のズ
ームレンズの光学系を対象にしていることを特徴とする
上記６２から８５の何れか１項記載の光学素子又は光学
系の屈折率分布型測定方法又は測定機又は測定されたも
の。

【０１５７】〔８７〕 上記６２から８５の何れか１項
記載の処理方法を用いていることを特徴とする屈折率分
布型測定処理装置。

【０１５８】〔８８〕 測定機を制御するコンピュータ
とリアルレイトレースを行うコンピュータとが同一であ
ることを特徴とする光学素子又は光学系の屈折率分布型
測定方法又は測定機又は測定されたもの。

【０１５９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光学素子又は光学系の物理量測定方法においては、被
測定光学素子又は光学系から射出される光の状態を測定
し、その測定値よりリアルレイトレースを用いることに
より物理量を求めるので、高い精度で光学素子の単体又
は組み合わせからなる光学系の物理量を表すパラメータ
を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏心測定方法で用いるリアルレイトレ
ースを説明するための図である。

【図２】本発明の１実施例の光学素子又は光学系の偏心
測定方法を実施する処理装置のブロック図である。

【図３】図２の装置で行う処理のフローチャートであ
る。

【図４】図３の偏心量算出処理の詳細を示すフローチャ
ートである。

【図５】図４の偏心量算出処理を前面から後面に１面ず
つ順に行う処理のフローチャートである。

【図６】反射像の基準軸からの振れ量を測定するための
測定機の一例を示す図である。

【図７】オートコリメータで反射像の基準軸からの振れ
量を測定する様子を説明するための図である。

【図８】像点位置算出のためのリアルレイトレースの一
例を説明するための図である。

【図９】光束の重心位置、光束の広がり算出のためのリ
アルレイトレースの一例を説明するための図である。

【図１０】レンズ面、単レンズ、レンズ群の偏心量の定
義の例を示す図である。

【図１１】斜入射法を用いた非球面偏心測定機に本発明
のリアルレイトレース法を適用した実施例を示す図であ
る。

【図１２】偏心量εｒ、δｒ、εθ、δθの定義を示す
図である。

【図１３】本発明のリアルレイトレース法を用いた心出
顕微鏡の例を示す図である。

【図１４】本発明によりマイクロレンズアレイで点光源
像群を作って偏心量を求める配置を示す図である。

【図１５】図１４における各点光源の像の例を示す図で
ある。

【図１６】本発明によるシャックハルトマン法の応用例
を示す図である。

【図１７】本発明によりオートコリメータで不等倍像を
作って振れ量を測定する様子を説明するための図であ
る。

【図１８】本発明によりリアルレイトレースを用いて光
学素子の屈折率分布測定・評価・解析を行う実施例を説
明するための図である。

【符号の説明】

１…演算処理装置 ２…表示装置 ３…入力装置 ４…記憶装置 ５…外部媒体 ６…プリンター ７…ＬＡＮ ８…測定機 ９…光学素子測定機 １０…光学系設計装置 ５１…被測定面 ５２…光源（指標） ５３…コリメータレンズ ５４…像面 ６１…被検面 ６２…マイクロレンズアレイ ６３…投影レンズ ６４…ハーフミラー ６５…撮像素子 ７１…被検光学素子又は光学系 ７２…コリメートレンズ ７３…マイクロレンズアレイ ７４…リレーレンズ ７５…撮像素子 ８１…Ｈｅ−Ｎｅレーザー ８２…ビームスプリッタ ８３…被検光学素子 ８４…基準光学系 ８５…ビームスプリッタ ８６…スクリーン １０２…光学系 １０３…投影レンズ １０５…顕微鏡対物レンズ １０６…ズームレンズ １０７…ＣＣＤカメラ １１１…ミラー １１５…ビームスプリッタ １２０…非球面 １２１…被検非球面レンズ １３４…三角プリズム １４１…偏心測定機 １４９…信号処理回路 １５０…計算機 １５１…ＴＶモニター １６０…心出顕微鏡 １６１…光源 １６２…ピンホール １６３…採光レンズ １６４…非検面 １６５…被検レンズ １６６…結像レンズ １６７…ハーフミラー １６８…焦点板 １６９…接眼レンズ １７０…眼 １７１…変倍系 １７２、１７３、１７４…光学面 ２０１…半導体レーザー ２０２…測定用光学系 ２０３…被測定レンズ ２０４…ビームスプリッタ ２０５…イメージローテータ ２０６…基準軸設定用光学系 ２０７…ＣＣＤカメラ ２０８…モニタテレビ ２０９…ＣＲＴ ２１０…演算処理部

フロントページの続き (72)発明者 安垣 誠人 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G086 FF01 FF04 FF06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定光学素子又は光学系に光を入射
   し、その光学素子又は光学系から射出される光の状態を
   測定し、その測定値よりリアルレイトレースを用いるこ
   とにより前記光学素子又は光学系の物理量を求めること
   を特徴とする光学素子又は光学系の物理量測定方法。
2. 【請求項２】 光束の像を測定する場合の結像関係が等
   倍結像あるいは不等倍結像の何れかを用いることを特徴
   とする光学素子又は光学系の物理量測定方法。
3. 【請求項３】 被測定光学素子又は光学系に光線を入射
   させ、この光線と光軸とのなす角度をさまざまに変化さ
   せ、それぞれの角度に対して被検面からの反射又は屈折
   する光線の位置を検出し、全ての状態において測定され
   た光線の位置と光線追跡で求めた光線位置との差が小さ
   くなるように物理量を最適化することで、少なくとも一
   つの物理量を求めることを特徴とする光学素子又は光学
   系の物理量測定方法。