JP3667149B2 - 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 - Google Patents
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Description
【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（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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レンズの評価方法は、
（ａ） レンズから出射された光を回折格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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】
本発明の他の形態のレンズの評価方法は、
（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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１１】
本発明の他の形態のレンズの評価方法は、
（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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１２】
本発明の他の形態のレンズの評価方法は、
（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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１３】
本発明の他の形態のレンズの評価方法は、
（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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１４】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１５】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１６】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１７】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１８】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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、
（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。
【００１９】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００２０】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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ことを特徴とする。
【００２１】
本発明はまた、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に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
【００２２】
本発明の他の形態の集光レンズの評価装置は、
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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に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。
【００２３】
本発明の他の形態のレンズの調整装置は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（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。
【００２４】
本発明の他の形態のレンズの調整装置は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（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。
【００２５】
本発明の他の形態のレンズの調整装置は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（ｅ） 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、
（ｆ） 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、
（ｇ） 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。
【００２６】
本発明の他の形態のレンズの調整装置は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（ｅ） 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、
（ｆ） 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、
（ｇ） 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。
【００２７】
本発明の他の形態のレンズの調整方法は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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。
【００２８】
本発明の他の形態のレンズの調整方法は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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。
【００２９】
本発明の他の形態のレンズの調整方法は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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レンズで結像する工程と、
（ｅ） 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、
（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。
【００３０】
本発明の他の形態のレンズの調整方法は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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工程と、
（ｅ） 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、
（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。
本発明の他の形態のレンズの調整方法は、光学系に含まれる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レンズに入射する工程と、
（ｂ） 上記レンズを透過した光を回折すると共に、シェアリング干渉光を出射する工程と、
（ｃ）上記レンズを上記略平行光の光軸と平行な方向または上記略平行光の光軸と直交する方向に移動させる工程と、
（ｄ）上記シェアリング干渉光を受像する工程と、
（ｅ）上記シェアリング干渉光の情報に基づいて上記レンズの位置を調整する工程を有することを特徴とする。
本発明の他の形態のレンズの調整装置は、光学系に含まれる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にして上記レンズに入射する機構と、
（ｃ） 上記レンズを透過した光を回折させると共に、シェアリング干渉光を出射する機構と、
（ｄ）上記レンズを上記略平行光の光軸と平行な方向または上記略平行光の光軸と直交する方向に移動させる機構と、
（ｅ）上記レンズから出射した上記シェアリング干渉光を受像する機構と、
（ｆ）受像した上記シェアリング干渉光より上記レンズの特性を検出する特性検出器と、
（ｇ）上記特性検出器で検出された上記レンズの特性に基づいて上記レンズの位置を調整する機構を有することを特徴とする。
【００３１】
【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。
【００３２】
（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。
【００３３】
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３１、±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。
【００３４】
いま、干渉像は、０次回折光（回折像）３１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。
【００３５】
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。
【００３６】
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３４，３５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。
【００３７】
例えば、図８に示すように、０次回折光３１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，Ｐｎ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Ｐｎの光強度変化を表わした正弦曲線Ｔｎの位相φ（Ｐｎ）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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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２
ｄφ／ｄξ＝２ｍξ （２）
数３
ｄφ／ｄη＝２ｍη （３）
【００４１】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）のＸ座標と各点の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００４２】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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５
ｄφ／ｄη＝ｍＲ・（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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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（ｍＲ）をもとにコマＲ成分（数式（４）の定数ｍＲ）を定量的に求めることができる。
【００４５】
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６
ｄφ／ｄξ＝ｍＴ・（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（Ｑ１，Ｑ２，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）、（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）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，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）、（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）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φＱ（φＱ１，φＱ２，…、φＱ（ｎ−１）、φＱｎ）、φＲ（φＲ１，φＲ２，…、φＲｎ−１、φＲｎ）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＝ｍＴ・ｘ２、φ’＝ｍＴ’・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（ｍＴ、ｍＴ’）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ｍＲと、コマＴ成分の差（ｍＴ−ｍＴ’）との比率から、コマ収差の方向を求めることができる。
【００４６】
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４２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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）を求める。
(vi)各測点のＹ軸座標と対応する光強度の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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＝ｍＲ・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（ｍＲ）を求め、コマＲ成分を評価する。
【００４７】
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４４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，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）、（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）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，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）、（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）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φＱ（φＱ１，φＱ２，…、φＱ（ｎ−１）、φＱｎ）、φＲ（φＲ１，φＲ２，…、φＲｎ−１、φＲｎ）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φＱ（φＱ１，φＱ２，…、φＱ（ｎ−１）、φＱｎ）、φＲ（φＲ１，φＲ２，…、φＲｎ−１、φＲｎ）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＝ｍＴ・ｘ２、φ’＝ｍＴ’・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ｍＴ、ｍＴ’を求める。
(ix)二次係数の差ｍＴ−ｍＴ’を求め、コマＴ成分を評価する。
(x)コマＲ成分（ｍＲ）と、コマＲ成分の差（ｍＴ−ｍＴ’）との比ｍＲ／（ｍＴ−ｍＴ’）からコマ収差の方向を評価する。
【００４８】
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。
【００４９】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００５０】
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。
【００５１】
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４７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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）を求める。
(vi)各測点のＸ軸座標と対応する光強度の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００５２】
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８
ｄφ／ｄξ＝２ｄ（ξ２＋η２）（２ξ） （８）
数９
ｄφ／ｄη＝２ｄ（ξ２＋η２）（２η） （９）
【００５３】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）のＸ座標と各点の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００５４】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）を求める。
(vi)各測点のＸ軸座標と対応する光強度の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００５５】
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。
【００５６】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）、（Ｑ１，Ｑ２，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）、（Ｓ１，Ｓ２，…、Ｓｎ−１、Ｓｎ）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。
【００５７】
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５１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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）、Ｑ（Ｑ１，Ｑ２，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）、Ｒ（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）、Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，…、Ｓｎ−１、Ｓｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）、φＱ（φＱ１，φＱ２，…、φＱ（ｎ−１）、φＱｎ）、φＲ（φＲ１，φＲ２，…、φＲｎ−１、φＲｎ）、φＳ（φＳ１，φＳ２，…、φＳ（ｎ−１）、φＳｎ）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（φＰ、φＱ、φＲ）に二次関数φＰ＝ｍ・ｘ２ 、φＱ＝ｍＴ・ｘ２、φＲ＝ｍR・ｘ２をフィッテイングする。同様に、プロットした点（φＳ）に三次関数φＳ＝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（φＰ、φＱ、φＲ、φＳ）との残差（ΔφＰ、ΔφＱ、ΔφＲ、ΔφＳ）を求める。
(ix)残差（ΔφＰ、ΔφＱ、ΔφＲ、ΔφＳ）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。
【００５８】
（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９０°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７２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。
【００５９】
（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。
【００６０】
（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１０７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１０５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。
【００６１】
（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１２７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１２８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。
【００６２】
（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。
【００６３】
コバ面１４８に入射した光はこのコバ面１４８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１５１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。
【００６４】
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１４６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。
【００６５】
なお、上記実施形態と同様に、回折格子１５５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。
【００６６】
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。
【００６７】
（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。
【００６８】
コバ面１７８に入射した光はこのコバ面１７８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１７６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。
【００６９】
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。
【００７０】
なお、上記実施形態と同様に、回折格子１８３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１９０、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。
【００７１】
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。
【００７２】
（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。
【００７３】
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２１３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２１４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。
【００７４】
なお、上記実施形態と同様に、回折格子２０４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２１８、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。
【００７５】
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。
【００７６】
（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。
【００７７】
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２２７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２２８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２３０、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。
【００７８】
（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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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）≦１．２
０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（８／λ）≦２
０．２≦ｄｕ≦０．８
Ｐｋ：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）＝１
ｄｋ・（ｎｋ−１）・（８／λ）＝１
ｄ＝０．５
である。
【００８２】
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≦１．２
０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦１．２
０．４≦ｄｕ≦０．６
なお、最も好ましい条件は、
Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ＝１
ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）＝１
ｄｕ＝０．５
である。
【００８３】
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。
【００８４】
設計条件
０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２
０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦２
０．２≦ｄｕ≦０．８
【００８５】
設計条件
０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２
０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦１．２
０．４≦ｄｕ≦０．６
【００８６】
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。
【００８７】
【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。
【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（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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レンズの評価方法は、
（ａ） レンズから出射された光を回折格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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】
本発明の他の形態のレンズの評価方法は、
（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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１１】
本発明の他の形態のレンズの評価方法は、
（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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１２】
本発明の他の形態のレンズの評価方法は、
（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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１３】
本発明の他の形態のレンズの評価方法は、
（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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１４】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１５】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１６】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１７】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００１８】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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、
（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。
【００１９】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。
【００２０】
本発明の他の形態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格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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ことを特徴とする。
【００２１】
本発明はまた、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に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
【００２２】
本発明の他の形態の集光レンズの評価装置は、
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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に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。
【００２３】
本発明の他の形態のレンズの調整装置は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（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。
【００２４】
本発明の他の形態のレンズの調整装置は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（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。
【００２５】
本発明の他の形態のレンズの調整装置は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（ｅ） 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、
（ｆ） 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、
（ｇ） 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。
【００２６】
本発明の他の形態のレンズの調整装置は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（ｅ） 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、
（ｆ） 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、
（ｇ） 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。
【００２７】
本発明の他の形態のレンズの調整方法は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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。
【００２８】
本発明の他の形態のレンズの調整方法は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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。
【００２９】
本発明の他の形態のレンズの調整方法は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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レンズで結像する工程と、
（ｅ） 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、
（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。
【００３０】
本発明の他の形態のレンズの調整方法は、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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工程と、
（ｅ） 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、
（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。
本発明の他の形態のレンズの調整方法は、光学系に含まれる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レンズに入射する工程と、
（ｂ） 上記レンズを透過した光を回折すると共に、シェアリング干渉光を出射する工程と、
（ｃ）上記レンズを上記略平行光の光軸と平行な方向または上記略平行光の光軸と直交する方向に移動させる工程と、
（ｄ）上記シェアリング干渉光を受像する工程と、
（ｅ）上記シェアリング干渉光の情報に基づいて上記レンズの位置を調整する工程を有することを特徴とする。
本発明の他の形態のレンズの調整装置は、光学系に含まれる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にして上記レンズに入射する機構と、
（ｃ） 上記レンズを透過した光を回折させると共に、シェアリング干渉光を出射する機構と、
（ｄ）上記レンズを上記略平行光の光軸と平行な方向または上記略平行光の光軸と直交する方向に移動させる機構と、
（ｅ）上記レンズから出射した上記シェアリング干渉光を受像する機構と、
（ｆ）受像した上記シェアリング干渉光より上記レンズの特性を検出する特性検出器と、
（ｇ）上記特性検出器で検出された上記レンズの特性に基づいて上記レンズの位置を調整する機構を有することを特徴とする。
【００３１】
【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。
【００３２】
（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。
【００３３】
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３１、±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。
【００３４】
いま、干渉像は、０次回折光（回折像）３１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。
【００３５】
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。
【００３６】
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３４，３５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。
【００３７】
例えば、図８に示すように、０次回折光３１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，Ｐｎ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Ｐｎの光強度変化を表わした正弦曲線Ｔｎの位相φ（Ｐｎ）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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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２
ｄφ／ｄξ＝２ｍξ （２）
数３
ｄφ／ｄη＝２ｍη （３）
【００４１】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）のＸ座標と各点の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００４２】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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５
ｄφ／ｄη＝ｍＲ・（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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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（ｍＲ）をもとにコマＲ成分（数式（４）の定数ｍＲ）を定量的に求めることができる。
【００４５】
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６
ｄφ／ｄξ＝ｍＴ・（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（Ｑ１，Ｑ２，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）、（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）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，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）、（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）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φＱ（φＱ１，φＱ２，…、φＱ（ｎ−１）、φＱｎ）、φＲ（φＲ１，φＲ２，…、φＲｎ−１、φＲｎ）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＝ｍＴ・ｘ２、φ’＝ｍＴ’・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（ｍＴ、ｍＴ’）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ｍＲと、コマＴ成分の差（ｍＴ−ｍＴ’）との比率から、コマ収差の方向を求めることができる。
【００４６】
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４２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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）を求める。
(vi)各測点のＹ軸座標と対応する光強度の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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＝ｍＲ・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（ｍＲ）を求め、コマＲ成分を評価する。
【００４７】
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４４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，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）、（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）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，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）、（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）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φＱ（φＱ１，φＱ２，…、φＱ（ｎ−１）、φＱｎ）、φＲ（φＲ１，φＲ２，…、φＲｎ−１、φＲｎ）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φＱ（φＱ１，φＱ２，…、φＱ（ｎ−１）、φＱｎ）、φＲ（φＲ１，φＲ２，…、φＲｎ−１、φＲｎ）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＝ｍＴ・ｘ２、φ’＝ｍＴ’・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ｍＴ、ｍＴ’を求める。
(ix)二次係数の差ｍＴ−ｍＴ’を求め、コマＴ成分を評価する。
(x)コマＲ成分（ｍＲ）と、コマＲ成分の差（ｍＴ−ｍＴ’）との比ｍＲ／（ｍＴ−ｍＴ’）からコマ収差の方向を評価する。
【００４８】
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。
【００４９】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００５０】
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。
【００５１】
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４７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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）を求める。
(vi)各測点のＸ軸座標と対応する光強度の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００５２】
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８
ｄφ／ｄξ＝２ｄ（ξ２＋η２）（２ξ） （８）
数９
ｄφ／ｄη＝２ｄ（ξ２＋η２）（２η） （９）
【００５３】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）のＸ座標と各点の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００５４】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）を求める。
(vi)各測点のＸ軸座標と対応する光強度の位相φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）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。
【００５５】
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。
【００５６】
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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）、（Ｑ１，Ｑ２，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）、（Ｓ１，Ｓ２，…、Ｓｎ−１、Ｓｎ）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。
【００５７】
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５１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，…、Ｐｎ−１、Ｐｎ）、Ｑ（Ｑ１，Ｑ２，…、Ｑｎ−１、Ｑｎ）、Ｒ（Ｒ１，Ｒ２，…、Ｒｎ−１、Ｒｎ）、Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，…、Ｓｎ−１、Ｓｎ）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φＰ（φＰ１，φＰ２，…、φＰ（ｎ−１）、φＰｎ）、φＱ（φＱ１，φＱ２，…、φＱ（ｎ−１）、φＱｎ）、φＲ（φＲ１，φＲ２，…、φＲｎ−１、φＲｎ）、φＳ（φＳ１，φＳ２，…、φＳ（ｎ−１）、φＳｎ）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（φＰ、φＱ、φＲ）に二次関数φＰ＝ｍ・ｘ２ 、φＱ＝ｍＴ・ｘ２、φＲ＝ｍR・ｘ２をフィッテイングする。同様に、プロットした点（φＳ）に三次関数φＳ＝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（φＰ、φＱ、φＲ、φＳ）との残差（ΔφＰ、ΔφＱ、ΔφＲ、ΔφＳ）を求める。
(ix)残差（ΔφＰ、ΔφＱ、ΔφＲ、ΔφＳ）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。
【００５８】
（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９０°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７２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。
【００５９】
（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。
【００６０】
（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１０７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１０５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。
【００６１】
（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１２７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１２８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。
【００６２】
（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。
【００６３】
コバ面１４８に入射した光はこのコバ面１４８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１５１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。
【００６４】
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１４６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。
【００６５】
なお、上記実施形態と同様に、回折格子１５５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。
【００６６】
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。
【００６７】
（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。
【００６８】
コバ面１７８に入射した光はこのコバ面１７８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１７６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。
【００６９】
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。
【００７０】
なお、上記実施形態と同様に、回折格子１８３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１９０、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。
【００７１】
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。
【００７２】
（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。
【００７３】
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２１３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２１４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。
【００７４】
なお、上記実施形態と同様に、回折格子２０４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２１８、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。
【００７５】
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。
【００７６】
（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。
【００７７】
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２２７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２２８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２３０、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。
【００７８】
（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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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）≦１．２
０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（８／λ）≦２
０．２≦ｄｕ≦０．８
Ｐｋ：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）＝１
ｄｋ・（ｎｋ−１）・（８／λ）＝１
ｄ＝０．５
である。
【００８２】
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≦１．２
０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦１．２
０．４≦ｄｕ≦０．６
なお、最も好ましい条件は、
Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ＝１
ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）＝１
ｄｕ＝０．５
である。
【００８３】
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。
【００８４】
設計条件
０．８≦Ｐｋ・（Ａ／λ）≦１．２
０．５≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦２
０．２≦ｄｕ≦０．８
【００８５】
設計条件
０．８≦Ｐｋ・ｓｉｎ（θｓ／２）／λ≦１．２
０．８≦ｄｋ・（ｎｋ−１）・（４／λ）≦１．２
０．４≦ｄｕ≦０．６
【００８６】
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。
【００８７】
【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。
Claims (25)
- （ａ） レンズから出射された光を回折格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。 - （ａ） レンズから出射された光を回折格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。 - （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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。 - （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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。 - （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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。 - （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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。 - （ａ） レンズから出射された光を回折格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。 - （ａ） レンズから出射された光を回折格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。 - （ａ） レンズから出射された光を回折格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。 - （ａ） レンズから出射された光を回折格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。 - （ａ） レンズから出射された光を回折格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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、
（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。 - （ａ） レンズから出射された光を回折格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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。 - （ａ） レンズから出射された光を回折格子で回折し、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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはそ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ことを特徴とするレンズの評価方法。 - 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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に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。 - 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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に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。 - 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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（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。 - 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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（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。 - 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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（ｅ） 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、
（ｆ） 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、
（ｇ） 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。 - 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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる機構と、
（ｅ） 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、
（ｆ） 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、
（ｇ） 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。 - 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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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。 - 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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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。 - 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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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レンズで結像する工程と、
（ｅ） 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、
（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。 - 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） 上記回折格子を上記回折格子に形成された格子溝と直交する方向またはその方向成分を有する方向に移動させる工程と、
（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工程と、
（ｅ） 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、
（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。 - 光学系に含まれる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レンズに入射する工程と、
（ｂ） 上記レンズを透過した光を回折すると共に、シェアリング干渉光を出射する工程と、
（ｃ）上記レンズを上記略平行光の光軸と平行な方向または上記略平行光の光軸と直交する方向に移動させる工程と、
（ｄ）上記シェアリング干渉光を受像する工程と、
（ｅ）上記シェアリング干渉光の情報に基づいて上記レンズの位置を調整する工程を有することを特徴とするレンズの調整方法。 - 光学系に含まれる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にして上記レンズに入射する機構と、
（ｃ） 上記レンズを透過した光を回折させると共に、シェアリング干渉光を出射する機構と、
（ｄ）上記レンズを上記略平行光の光軸と平行な方向または上記略平行光の光軸と直交する方向に移動させる機構と、
（ｅ）上記レンズから出射した上記シェアリング干渉光を受像する機構と、
（ｆ）受像した上記シェアリング干渉光より上記レンズの特性を検出する特性検出器と、
（ｇ）上記特性検出器で検出された上記レンズの特性に基づいて上記レンズの位置を調整する機構を有することを特徴とするレンズの調整装置。
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