JP4127952B2 - 収差測定方法と収差評価装置 - Google Patents

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、目的の場所に精度よ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に示すような、干渉計測で収差検出し、検出された収差をもとに対物レンズを検査、調整する方法（回折干渉方式）が提案され実施されている（例えば、特願平１１−１３８５８４号参照）。
【０００４】
この回折干渉方式について以下に簡単に説明する。本方式では、まず可干渉性を持つ、例えばＨｅ−Ｎｅレーザなどの光源１０１から出射された光をビームエキスパンダ１０２で略平行光に拡大する。次に、拡大された略平行光をハーフミラー１０３で反射し、被測定レンズ１０４に所定の角度で入射する。続いて、被測定レンズ１０４を透過した光を、反射型の回折格子１０５で反射する。回折格子１０５で反射した光は再び被測定レンズ１０４に入射される。回折格子１０５の反射光は、０次回折光と土１次回折光を含み、これら０次回折光と＋１次回折光、そして０次回折光と−１次回折光が重なり干渉縞（干渉パターン）を生じる。そして、この干渉パターンを、結像レンズ１０７で撮像素子（例えば、ＣＣＤ）８上に結像する。その結果、撮像素子８上には、図２に示す干渉パターンが得られる。最後に、収差検出装置９は、０次回折光１１０と＋１次回折光１１１⁺、そして０次回折光１１０と−１次回折光１１１^-が重なった領域に現れた干渉縞１２１⁺、１２１^-を解析し、被測定レンズ４の収差を検出する。
【０００５】
収差の種類と、それによって生じる干渉縞を図３に示す。図３の（ａ）はデフォーカスによる縞パターン、（ｂ）、（ｃ）はコマ収差による縞パターン、（ｄ）は非点収差による縞パターン、（ｅ）は球面収差による縞パターン、（ｆ）無収差のときの縞パターンである。なお、無収差の場合、干渉領域内に干渉模様は現れない。一般に、一つの光学系について複数の収差が複合して発生する。したがって、干渉縞は、図３の（ａ）から（ｆ）に示す単純な形とならず、これら複数の縞パターンが重なり合った複雑な形になる。
【０００６】
複雑な形の縞パターンから各収差を抽出する方法として、位相シフト法を用いることができる。簡単に説明すると、この位相シフト法では、干渉させる２つの波面の位相を互いにずらせることで縞パターンを変化させ、その変化の仕方の分布、つまり強度変化の位相の分布を解析し、各収差を求める。このとき、収差解析は、干渉領域全面のデータを用いず、特定の領域のデータを用いて行なう。したがって、処理すべきデータ数は限られており、比較的短時間で各収差を評価できる。
【０００７】
しかし、収差の展開式は、３次、５次、７次、９次……の項を含む。そして、いわゆるザイデルの５収差と呼ばれる３次項の収差（非点収差、コマ収差、球面収差）は上述の収差解析によって求めることができるが、５次以上の収差は測定できないという問題がある。
【０００８】
５次項以上の収差を検出する従来方法として、例えば図４に示すような構成で基準波面と測定波面との干渉縞を発生させ、この干渉縞の全体のデータから測定波面の収差を計算するやり方がある。この方法では、可干渉性を持つ、例えばＨｅ−Ｎｅレーザなどの光源１からの光をビームエキスパンダ２０２で略平行光に拡大する。次に、拡大された略平行光をハーフミラー２０３で、反射光と透過光の２光束に分割される。分割された一方の反射光は、ミラー２０４で反射し、その後ハーフミラー２０３を透過して、撮像素子（例えば、ＣＣＤ）２０５で受像される（基準波面）。また、分割された他方の反射光は、被測定レンズ２０６に入射し集光されて参照球面ミラー２０７で反射する。参照球面ミラー２０７は、該参照球面ミラー２０７の反射光が被測定レンズ２０６からの入射光の光路を逆に辿るように設計してある。したがって、参照球面ミラー２０７の反射光は、再び被測定レンズ２０６に入射して略平行光となり、ハーフミラー２０３で反射し、撮像素子２０５で受像される（測定波面）。したがって、撮像素子２０５で受像される光は、上記一方の反射光と他方の透過光の重なって干渉縞を含み、この干渉縞が撮像素子２０５で受像される。そして、信号処理装置２０８は、撮像素子２０５の出力から収差を計算する。この収差計算では、干渉縞全体のデータを使用し、半径ｒと角度θを軸に持つ座標系で収差が関数展開される（いわゆるＺｅｒｎｉｋｅ級数展開）。しかし、この収差検出方法では、干渉縞全体のデータを使う必要があるため、計算処理に多くの時間を要する。
【０００９】
そこで、本発明は、５次以上の非点収差とコマ収差を高速に測定できる収差測定方法、収差評価装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【発明の概要】
上記目的を達成するため、本発明の収差測定方法及び収差評価装置は以下の構成を採用している。
【００１１】
具体的に、本発明の第１の形態の収差測定方法は、
（ａ）レンズから出射された光を回折し、異なる次数の２つの回折光を干渉させてシェアリング干渉像を得る工程と、
（ｂ）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わる方向に移動させて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、特定の線分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ｓ、上記位相をφとしたとき、上記位相φを測定位置ｓの関数で近似し、該関数の係数値で上記レンズの５次以上のコマ収差を評価する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
第１の形態の収差測定方法の他の形態は、ｎを５以上の整数としたとき、上記位相φを測定位置ｓの（ｎ−１）次関数またはｎ次関数で近似し、該関数の（ｎ−ｌ）次の係数値ａn-1で上記レンズのｎ次のコマ収差を評価する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の形態の収差測定方法は、
（ａ）レンズから出射された光を回折し、異なる次数の２つの回折光を干渉させてシェアリング干渉像を得る工程と、
（ｂ）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わる方向に移動させて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、特定の複数の線分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ｓ1、ｓ2、上記位相をφ1、φ2としたとき、上記位相φ1、φ2を測定位置ｓ1、ｓ2の関数で近似し、該関数の係数値で上記レンズの５次以上のコマ収差を評価する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
第２の形態の収差測定方法の他の形態は、ｎを５以上の整数としたとき、上記位相φ1、φ2を測定位置ｓ1、ｓ2の（ｎ−１）次関数またはｎ次関数で近似し、該２つの関数の（ｎ−１）次の係数値をそれぞれａn-1、ｂn―1としたとき、ａn-1とｂn-1の差で上記レンズのｎ次のコマ収差を評価する工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
第２の形態の収差測定方法の他の形態は、請求項２の方法で評価したｎ次のコマ収差の値をＫn1とし、請求項４の方法で評価したｎ次のコマ収差の値をＫn2とし、ＳＱＲＴ（Ｋn12＋Ｋn22）でｎ次のコマ収差の大きさを評価することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３の形態の収差測定方法は、
（ａ）レンズから出射された光を回折し、異なる次数の２つの回折光を干渉させてシェアリング干渉像を得る工程と、
（ｂ）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わる方向に移動させて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、特定の線分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ｓ、上記位相をφとしたとき、上記位相φを測定位置ｓの関数で近似し、該関数の係数値で上記レンズの５次以上の非点収差を評価する工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
第３の形態の収差測定方法の他の形態は、ｎを５以上の整数としたとき、上記位相φを測定位置ｓの（ｎ−２）次関数または（ｎ−１）次関数で近似し、該関数の（ｎ−２）次の係数値ａn-2で上記レンズのｎ次の非点収差を評価する工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１の形態の収差評価装置は、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）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わ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、特定の線分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５次以上のコマ収差を求める特性検出器とを有することを特徴とする収差評価装置。
【００２０】
本発明の第２の形態の収差評価装置は、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）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わ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、特定の複数の線分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５次以上のコマ収差を求める特性検出器とを有することを特徴とする。
【００２１】
本発明の第３の形態の収差評価装置は、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）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わ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、特定の線分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５次以上の非点収差を求める特性検出器とを有することを特徴とする収差評価装置。
【００２２】
本発明の第３の形態の収差評価装置の他の形態は、上記回折格子が格子面に垂直な軸を中心に回転でき、５次以上の非点収差の大きさを評価することを特徴とする。
【００３８】
【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。
【００３９】
（１）第１実施形態
図５は本発明の第１実施形態を示す。この図に示す収差評価システムは、基本的に、上述した従来の収差評価システムに類似している。具体的に、本収差評価システムでは、可干渉性を持つ、例えばＨｅ−Ｎｅレーザなどの光源１が、光を出射する。出射された光は、ビームエキスパンダ２で略平行光に拡大される。この拡大された略平行光は、ハーフミラー３で反射し、被測定レンズ４に所定の角度で入射して該被測定レンズ４を透過し、反射型の回折格子５で反射する。回折格子５で反射した光は、再び被測定レンズ４に入射される。回折格子５の反射光は、０次回折光と土１次回折光を含み、これら０次回折光と＋１次回折光、そして０次回折光と−１次回折光が重なり干渉縞（干渉パターン）を生じる。この干渉パターンは、結像レンズ７で撮像素子（例えば、ＣＣＤ）８上に結像される。その結果、撮像素子８上には、図２に示す干渉パターンが得られる。そして、信号処理及び表示装置９は、０次回折光と＋１次回折光、そして０次回折光と−１次回折光が重なった領域に現れた干渉縞を解析し、被測定レンズ４の収差を検出し、その結果を表示する。
【００４０】
干渉像の一例が図６に示されている。この干渉像は、＋１次回折光１１１⁺と−１次回折光１１１^-が互いに重なりあることなく、０次回折光１１０と＋１次回折光１１１⁺が重なり合って表出されている。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」または「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６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。
【００４１】
レンズが全く収差を含まず、しかもレンズが回折格子２に対して正確に焦点合わせされている場合、図３（ｆ）のように、干渉領域に何らの模様（干渉縞）も現れない。しかし、現実のレンズは種々の収差、例えば、デフォーカス〔図３（ａ）〕、コマ収差〔図３（ｂ）、（ｃ）〕、非点収差〔図３（ｄ）〕、３次の球面収差〔図３（ｅ）〕を含む。通常、実際の干渉縞は複数の収差を含み、それらが複合的に組み合わされた干渉縞が現れる。
【００４２】
干渉領域内の離れた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の収差等に応じて異なる値を示す。例えばピエゾ素子などを用いた適当な移動機構（図５に符号６で示す。）を利用して回折格子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、収差が２つの正弦曲線の位相差として現れる。
【００４３】
具体的に、図６を参照して説明する。本図は、０次回折光１１０と＋１次回折光１１１⁺との干渉領域１２１⁺に着目する。そして、０次回折光１１０の回折円中心Ｏと＋１次回折光１１１⁺の回折円中心Ｏ₁とを結ぶシェアリング軸（Ｘ軸）上で、これら中心ＯとＯ₁との中心から等距離Ｌにある２点Ｐ₁、Ｐ_nで光強度の時間変化を測定すると、図７に示すように、点Ｐ₁の光強度変化を表した正弦曲線Ｔ₁の位相φ（Ｐ₁）と点Ｐ_nの光強度変化を表した正弦曲線Ｔ_nの位相φ（Ｐ_n）との間には位相差△φが表れ、その位相差△φは対物レンズの収差などに依存する。
【００４４】
一方、平面波を基準としたときの各収差による波面はＺｅｒｎｉｋｅ多項式により極座標（ｒ、φ）で記述されることが一般に知られている。また、その極座標上で、５次のコマ収差Φ_coma5の波面は、定数Ａを用いて数式（１）、（２）の成分を持つベクトル量で表される。
Φ₁＝Ａ（（１０ｒ⁴−１２ｒ²＋３）×ｒ）×ｃｏｓ（φ） （１）
Φ₂＝Ａ（（１０ｒ⁴−１２ｒ²＋３）×ｒ）×ｓｉｎ（φ） （２）
【００４５】
これらの式からわかるように、成分Φ₁、Φ₂は直角座標系をなす各軸の成分である。そこで、φ＝０に対応するξ軸と、このξ軸に直交するη軸を選ぶと、これらξ軸とη軸で定義される直角座標系（ξ、η）（図８参照）のξ成分Φ_ξ、及びη成分Φ_ηは、次のように表される。

【００４６】
次に、直角座標系（ξ、η）においてξ方向にシェアリングした場合、つまり、５次のコマ収差の方向（一方の座標成分がゼロとなるように座標軸を設定したときに、他方の座標成分の軸方向）と同じ方向にシェアリングさせた場合、干渉光の強度差（すなわち、位相差）は、数式（５）の関数として表される。
ｄΦ_ξ／ｄξ
＝Ａ（１０（ξ²＋η²）^(3/2)−１２（ξ²＋η²）^(1/2)＋３（ξ²＋η²）^(-1/2)十４０ξ（ξ²＋η²）^(3/2)−２４ξ（ξ²＋η²）^(1/2)） （５）
【００４７】
このことは、レンズに他の収差などがなく５次のコマ収差のみがある場合、このコマ収差はその収差の方向へのシェアリング干渉領域１２１⁺、１２１^-で、図９に示す干渉縞として現れることからも理解できる。
【００４８】
また、η方向ヘシェアリングした場合、つまり、５次のコマ収差の方向と直角方向にシェアリングさせた場合、干渉光の強度差（すなわち、位相差）は、数式（６）の関数として表される。
ｄΦ_ξ／ｄ_η
＝Ａ（１０（ξ²＋η²）^(3/2)−１２（ξ²＋η²）^(1/2)＋３（ξ²＋η²）^(-1/2)＋４０η（ξ²＋η²）^(3/2)−２４η（ξ²＋η²）^(1/2)） （６）
【００４９】
これらのことは、シェアリング干渉パターンから数式（５）で表される成分を検出することでシェアリング方向と同一方向の５次コマ収差成分を評価でき、数式（６）で表される成分を検出することでシェアリング方向と直角方向の５次コマ収差成分を評価できることを表す。
【００５０】
５次コマ収差の、シェアリング方向と同一方向成分は次の手順で求められる。まず、図８に示すように、シェアリング干渉像上で、中心Ｏ、Ｏ₁の中点を通り且つシェアリング軸と垂直な線分上に複数の点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）をとり、回折格子５をその格子溝と直交する方向に移動させ、各点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）の座標（上記線分上での座標をｓとする）と各点の位相（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）を座標上にプロットし、そしてプロットした点を４次関数で近似（フィッティング）することにより、５次のコマ収差の、シェアリング方向と同じ方向の成分を定量的に求めることができる。
【００５１】
５次のコマ収差の、シェアリング方向と同じ方向の成分を評価する具体的手順は以下の通りである。
（ｉ）図１０に示すように、干渉像上で回折光（回折円）の中心（光軸Ｏ、Ｏ₁）、シェアリング軸（Ｘ軸）を定める。
（ｉｉ）ＯとＯ₁の中点を通り且つＸ軸と垂直をなす線上に、複数の測点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）を定める。これらの測点は、Ｘ軸に関して対称に配置するのが望ましい。
（ｉｉｉ）回折格子を格子と直交する方向に移動する。
（ｉｖ）測点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）の光強度を測定する。
（ｖ）各測点について光強度正弦波形の位相φ_P（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）を求める。
（ｖｉ）各測点のｓ座標と、対応する光強度の位相φ_P（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）とを、図１０に示すように、直交座標系（ｓ、φ）にプロットする。
（ｖｉｉ）プロットした点に４次関数（φ＝ａ₄ｓ⁴＋ａ₃ｓ³＋ａ₂ｓ²＋ａ_lｓ＋ａ₀）または５次関数をフィッティングする。
（ｖｉｉｉ）フィッティングした関数の４次係数（ａ₄）を求め、５次のコマ収差の、シェアリング方向と同一方向の成分を評価する。
【００５２】
５次のコマ収差の、シェアリング方向と同一方向の成分は、以下の方法でも求めることができる。図１０に示すように、シェアリング干渉像上で、中心Ｏ、Ｏ₁の中点を通り且つシェアリング軸と垂直な線分上で、複数の点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）をとる。また、Ｏ、Ｏ₂の中点を通り且つシェアリング軸と垂直な線分上で複数の点（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1、Ｑ_n）をとる。回折格子５をその格子溝と直交する方向に移動させ、各点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）のｓ座標と各点の位相（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）を座標上にプロットし、そしてプロットした点に４次関数（φ_P＝ａ₄ｓ⁴＋ａ₃ｓ³＋ａ₂ｓ²＋ａ_lｓ＋ａ₀）または５次関数をフィッティングする。同様に、各点（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1、Ｑ_n）のｓ座標と各点の位相（φ_Q1、φ_Q2、…、φ_Qn-1、φ_Qn）を座標上にプロットし、そしてプロットした点に４次関数（φ_Q＝ｂ₄ｓ⁴＋ｂ₃ｓ³＋ｂ₂ｓ²＋ｂ_lｓ＋ｂ₀）または５次関数をフィッティングする。これらの係数の和（ａ₄＋ｂ₄）あるいは平均（ａ₄＋ｂ₄）／２で５次のコマ収差の、シェアリング方向と同一方向の成分を定量的に求めることができる。
【００５３】
５次のコマ収差の、シェアリング方向と一致する成分を評価する具体的手順は以下の通りである。
（ｉ）図１０に示すように、干渉像上で回折光（回折円）の中心（光軸Ｏ、Ｏ₁）、シェアリング軸（Ｘ軸）を定める。
（ｉｉ）ＯとＯ₁の中点を通り且つＸ軸と垂直な線分上に複数の測点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）を定める。これらの測点は、Ｘ軸に関して対称に配置するのが望ましい。
（ｉｉｉ）ＯとＯ₂の中心を通りＸ軸と垂直な線分上に複数の測点（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1，Ｑ_n）を定める。これらの測点は、Ｘ軸に関して対称に配置するのが望ましい。
（ｉｖ）回折格子を格子と直交する方向に移動する。
（ｖ）測点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）、（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1、Ｑ_n）の光強度を測定する。
（ｖｉ）各測点について光強度正弦波形の位相φＰ（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）、φ_Q（φ_Q1、φ_Q2、…φ_Qn-1、φ_Qn）を求める・
（ｖｉｉ）各測点のｓ軸座標と、対応する光強度の位相φＰ（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）およびφＱ（φ_Q1、φ_Q2、…、φ_Qn-1、φ_Qn）とを、図１０中に示すように、直交座標系（ｓ、φ）にプロットする。
（ｖｉｉｉ）プロットした点に４次関数（φ_P＝ａ₄ｓ⁴＋ａ₃ｓ³＋ａ₂ｓ²＋ａ₁ｓ＋ａ₀、φ_Q＝ｂ₄ｓ⁴＋ｂ₃ｓ³＋ｂ₂ｓ²＋ｂ₁ｓ＋ｂ₀）または５次関数をフィッティングする。
（ｉｘ）フィッティングした関数の４次係数（ａ₄、ｂ₄）を求め、ａ₄＋ｂ₄、あるいは（ａ₄＋ｂ₄）／２から５次のコマ収差の、シェアリング方向と同一方向の成分を評価する。
【００５４】
５次コマ収差のシェアリング方向と垂直方向成分を、以下の手順で求めることができる。図１１に示すように、０次回折光と＋１次回折光のシェアリング干渉像上で、中心Ｏ，Ｏ₁を通りシェアリング軸と４５°をなす２本の線分上で、複数の測点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）および（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1、Ｑ_n）をとる。回折格子５をその格子溝と直交する方向に移動させ、各点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）、（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1、Ｑ_n）のｓ座標と各点の位相（φ_P1、φ_P2、…、φ_{Pn ‐ 1}、φ_Pn）、（φ_Q1、φ_Q2、…、φ_Qn-1、φ_Qn）を座標上にプロットし、そしてプロットした点に４次関数（φ_P＝ａ₄ｓ⁴＋ａ₃ｓ³＋ａ₂ｓ²＋ａ₁ｓ＋ａ₀）、（φ_Q＝ｂ₄ｓ⁴＋ｂ₃ｓ³＋ｂ₂ｓ²＋ｂ₁ｓ＋ｂ₀）または５次関数をフィッティングする。これらの係数の差（ａ₄−ｂ₄）で５次のコマ収差の、シェアリング方向と垂直方向成分を定量的に求めることができる。
【００５５】
５次のコマ収差の、シェアリング方向と垂直方向成分を評価する具体的手順は以下の通りである。
（ｉ）図１１に示すように、干渉像上で回折光（回折円）の中心（光軸Ｏ、Ｏ₁）、シェアリング軸（Ｘ軸）を定める。
（ｉｉ）ＯとＯ₁の中点を通り且つＸ軸と４５°をなす２本の直線上に、複数の測点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）および（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1、Ｑ_n）を定める。
（ｉｉｉ）回折格子５を格子と直交する方向に移動する。
（ｉｖ）測点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）および（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1、Ｑ_n）の光強度を測定する。
（ｖ）各測点について光強度正弦波形の位相φＰ（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）およびφ_Q（φ_Q1、φ_Q2、…、φ_Qn-1、φ_Qn）を求める。
（ｖｉ）各測点のｓ座標と、対応する光強度の位相φ_P（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）およびφ_Q（φ_Q1、φ_Q2、φ_Qn-1、φ_Qn）を、図１１に示すように、直交座標系（ｓ、φ）にプロットする。
（ｖｉｉ）プロットした点に４次関数（φ_P＝ａ₄ｓ⁴＋ａ₃ｓ³＋ａ₂ｓ²＋ａ₁ｓ＋ａ₀、φ_Q＝ｂ₄ｓ⁴＋ｂ₃ｓ³＋ｂ₂ｓ²＋ｂ₁ｓ＋ｂ₀）または５次関数をフィッティングする。
（ｖｉｉｉ）フィッティングした関数の４次係数の差（ａ₄−ｂ₄）を求め、５次のコマ収差の、シェアリング方向と垂直方向成分を評価する。
【００５６】
５次のコマ収差の、シェアリング方向と垂直方向成分は、以下の方法でも求めることができる。図１１に示すように、シェアリング干渉像上で、中心Ｏ、Ｏ₁の中点を通り且つシェアリング軸と４５°をなす２本の線分上で、複数の点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）および（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1、Ｑ_n）をとる。また、Ｏ、Ｏ₂の中心を通り、シェアリング軸と４５°をなす２本の線分上で、複数の点（Ｒ₁、Ｒ₂、…Ｒ_n-1、Ｒ_n）および（Ｔ₁、Ｔ、…Ｔ_n-1、Ｔ_n）をとる。回折格子５をその格子溝と直交する方向に移動させ、各点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）、（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1、Ｑ_n）、（Ｒ₁、Ｒ₂、…Ｒ_n-1、Ｒ_n）および（Ｔ₁、Ｔ、…Ｔ_n-1、Ｔ_n）のｓ座標と各点の位相（φ_P1、φ_P2、…φ_Pn-1、φ_Pn）、（φ_Q1、φ_Q2…、φ_Qn-1、φ_Qn）、（φ_R1、φ_R2、…、φ_Rn-1、φ_Rn）および（φ_T1、φ_T2、…、φ_Tn-1、φ_Tn）を座標上にプロットし、そしてプロットした点に４次関数（φ_P＝ａ₄ｓ⁴＋ａ₃ｓ³＋ａ₂ｓ²＋ａ₁ｓ＋ａ₀、φ_Q＝ｂ₄ｓ⁴＋ｂ₃ｓ³＋ｂ₂ｓ²＋ｂ₁ｓ＋ｂ₀、φ_R＝ｃ₄ｓ⁴＋ｃ₃ｓ³＋ｃ₂ｓ²＋ｃ₁ｓ＋ｃ₀、φ_T＝ｄ₄ｓ⁴＋ｄ₃ｓ³＋ｄ₂ｓ²＋ｄ₁ｓ＋ｄ₀）または５次関数をフィッティングする。これらの４次係数ａ₄、ｂ₄、ｃ₄、ｄ₄から、（ａ₄−ｂ₄＋ｃ₄−ｄ₄）の演算で、５次のコマ収差の、シェアリング方向と垂直成分を定量的に求めることができる。
【００５７】
５次のコマ収差の、シェアリング方向と垂直方向成分を評価する具体的手順は以下の通りである。
（ｉ）図１１に示すように、干渉像上で回折光（回折円）の中心（光軸Ｏ、Ｏ₁）、シェアリング軸（Ｘ軸）を定める。
（ｉｉ）ＯとＯ₁の中点を通りＸ軸と４５度をなす線分上に複数の測点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）および（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1、Ｑ_n）を定める。
（ｉｉｉ）ＯとＯ₂の中点を通りＸ軸４５度をなす線分上に複数の測点（Ｒ₁、Ｒ₂、…Ｒ_n-1、Ｒ_n）および（Ｔ₁、Ｔ、…Ｔ_n-1、Ｔ_n）を定める。
（ｉｖ）回折格子５を格子と直交する方向に移動する。
（ｖ）測点（Ｐ₁、Ｐ₂、‥・Ｐ_n-1，Ｐ_n）、（Ｑ₁、Ｑ₂、…Ｑ_n-1、Ｑ_n）、（Ｒ₁、Ｒ₂、‥・Ｒ_n-1、Ｒ_n）および（Ｔ₁、Ｔ、…Ｔ_n-1、Ｔ_n）の光強度を測定する。
（ｖｉ）各測点について光強度正弦波形の位相φ_P（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）、φ_Q（φ_Q1、φ_Q2、…、φ_Qn-1、φ_Qn）、φ_R（φ_R1、φ_R2、…、φ_Rn-1、φ_Rn）およびφ_T（φ_T1、φ_T2、…、φ_Tn-1、φ_Tn）を求める。
（ｖｉｉ）各測点のｓ軸座標と、対応する光強度の位相φ_P（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）、φ_Q（φ_Q1、φ_Q2、…、φ_Qn-1、φ_Qn）、φ_R（φ_R1、φ_R2、…、φ_Rn-1、φ_Rn）およびφ_T（φ_T1、φ_T2、…、φ_Tn-1、φ_Tn）を、図９中に示すように、直交座標系（ｓ、φ）にプロットする。
（ｖｉｉｉ）プロットした点に４次関数（φ_P＝ａ₄ｓ⁴＋ａ₃ｓ³＋ａ₂ｓ²＋ａ₁ｓ＋ａ₀、φ_Q＝ｂ₄ｓ⁴＋ｂ₃ｓ³＋ｂ₂ｓ²＋ｂ₁ｓ＋ｂ₀、φ_R＝ｃ₄ｓ⁴＋ｃ₃ｓ³＋ｃ₂ｓ²＋ｃ₁ｓ＋ｃ₀、φ_T＝ｄ₄ｓ⁴＋ｄ₃ｓ³＋ｄ₂ｓ²＋ｄ₁ｓ＋ｄ₀）または５次関数をフィッティングする。
（ｉｘ）フィッティングした関数の４次係数（ａ₄、ｂ₄、ｃ₄、ｄ₄）を求め、ａ₄−ｂ₄＋ｃ₄−ｄ₄から５次のコマ収差の、シェアリング方向と垂直方向成分を評価する。
【００５８】
なお、以下に説明する第２の実施形態の構成でも同様にしてシェアリング干渉パターンが得られ、上記の処理により５次のコマ収差を評価できる。また、０次回折光と＋１次回折光のシェアリング干渉像でなく、０次回折光と−１次回折光上のシェアリング干渉像を利用しても５次のコマ収差を評価できる。
【００５９】
また、本実施形態では５次のコマ収差について記述したが、７、９、・・、ｎ次のコマ収差についても、ｎ次または（ｎ−１）次の関数にフィッティングしたときの（ｎ−１）次の係数として同様に評価できる。
【００６０】
（２）第２実施形態
図１２は本発明の第２実施形態を示す。この図に示す収差評価システムにおいて、光源であるレーザ発生源１１はレーザ光を発射する。この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。発射されたレーザ光はビームエキスパンダ１２によりビーム径を拡大した略平行光となった後、被測定レンズ１３により透過型回折格子１４に照射される。回折格子１４からの透過回折光は、検出レンズ１５に入射する。回折格子１４は、０次回折光と＋１次回折光または−１次回折光がレンズ１５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１５で略平行光に戻り、結像レンズ１６を通って撮像素子１７（例えばＣＣＤ）に入射する。結像レンズ１６は、検出レンズ１５の瞳面を撮像素子１７に結像する。撮像素子１７は信号処理及び表示装置１８に接続されており、処理結果が表示される。干渉像は、例えば上述した図２のように現れる。この干渉像は、＋１次回折光と−１次回折光が互いに重なりあることなく、０次回折光上と±１次回折光が重なり合って表出されている。
【００６１】
本実施形態においても、レンズが全く収差を含まず、しかもレンズが回折格子２に対して正確に焦点合わせされている場合、図３（ｆ）のように、干渉領域に何らの模様も現れない。しかし、現実のレンズは種々の収差、例えば、デフォーカス〔図３（ａ）〕、コマ収差〔図３（ｂ）、（ｃ）〕、非点収差〔図３（ｄ）〕、３次の球面収差〔図３（ｅ）〕を含む。通常、実際の干渉縞は複数の収差を含み、それらが複合的に組み合わされた干渉縞が現れる。
【００６２】
干渉領域内の離れた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の収差等に応じて異なる値を示す。例えばピエゾ素子などを用いた適当な移動機構（図１２に符号１９で示す。）を利用して回折格子をその格子溝と直交する方向（図１２の左右方向）に移動すると、干渉領域における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、収差が２つの正弦曲線の位相差として現れる。
【００６３】
平面波を基準としたときの各収差による波面がＺｅｒｎｉｋｅ多項式により極座標（ｒ、φ）で記述されることは一般に知られており、５次の非点収差Φ_AS5の波面は、定数Ｂ₁、Ｂ₂を用いて数式（７）、（８）の成分を持つベクトル量で表される。
Φ_AS5-1＝Ｂ₁×（４ｒ²−３）×ｒ²×ｃｏｓ（２φ） （７）
Φ_AS5-2＝Ｂ₂×（４ｒ²−３）×ｒ²×ｓｉｎ（２φ） （８）
また、ベクトルの大きさ｜Φ_AS5｜は（９）式で評価できる。
｜Φ_AS5｜＝ｓｑｒｔ（（Φ_AS5-1）²十（Φ_AS5-2）²） （９）
【００６４】
次に、直角座標系（ξ、η）を考え、φをξ軸となす角度とする。そして、φ＝０゜になるようξ軸を設定すると、数式（７）、（８）は以下の数式（１０）、（１１）に書き替えられる。
Φ_AS5-1＝Ｂ₁×（４ｒ²−３）×ｒ² （１０）
Φ_AS5-2＝０ （１１）
また、座標系を回転させてφ＝４５°になるようξ軸を設定すると、数式（７）、（８）は以下の数式（１２）、（１３）に書き替えられる。
Φ_AS5-1＝０ （１２）
Φ_AS5-2＝Ｂ₂×（４ｒ²−３）×ｒ² （１３）
以上のことから、Φ_AS5-1とΦ_AS5-2は、４５°の角度をなす２方向の成分を表すことがわかる。
【００６５】
したがって、収差の大きさ｜Φ_AS5｜は、ある座標系でのΦ_AS5-1とΦ_AS5-2とを求めて（９）式の演算で求められるほか、ある座標系でΦ_AS5-1を求め（ここで求めた値をΦ_AS5-1(0)とする。）、そこから４５度回転させた座標系でΦ_AS5-1を求め（ここで求めた値をΦ_{AS5 ‐ 1(45)}とする。）、（１４）式の演算をすることでも求められる。
｜Φ_AS5｜＝ｓｑｒｔ（（Φ_AS5-1(0)）²＋（Φ_AS5-1(45)）²） （１４）
【００６６】
さらに同じように、ある座標系でΦ_AS5-2を求め（これをΦ_AS5-2(0)とする）、そこから４５度回転させた座標系でΦ_AS5-2を求め（これをΦ_AS5-2(45)とする）、（１５）式の演算をすることでも求められる。
｜Φ_AS5｜＝ｓｑｒｔ（（Φ_AS5-2(0)）²＋（Φ_AS5-2(45)）²） （１５）
一方、φをξ軸からの角度として（７）、（８）式を直角座標（ξ、η）で表すと、（１６）、（１７）式のようになる。
Φ_AS5-1＝［４（ξ²＋η²）−３］（ξ²−η²） （１６）
Φ_AS5-2＝［４（ξ²＋η²）−３］２ξη （１７）
（１６）、（１７）式の導出には、
ｃｏｓ（２φ）＝ｃｏｓ²φ−ｓｉｎ²φ （１８）
ｓｉｎ（２φ）＝２ｓｉｎφ・ｃｏｓφ （１９）
ｒｃｏｓφ＝ξ （２０）
ｒｓｉｎφ＝η （２１）
の関係を利用した。
【００６７】
このとき、ξ方向およびη方向にシェアリングした場合、干渉光の強度差（すなわち、位相差）は、数式（２２）、（２３）、（２４）、（２５）の関数として表される。
ｄΦ_AS5-1／ｄξ＝ξ（１６ξ²−６） （２２）
ｄΦ_AS5-1／ｄη＝−η（１６η²−６） （２３）
ｄΦ_{AS5 ‐ 2}／ｄξ＝ η（２４ξ²＋８η−６） （２４）
ｄΦ_AS5-2／ｄη＝ ξ（２４η²＋８ξ−６） （２５）
【００６８】
このことは、レンズに他の収差などがなく、数式（１６）または数式（１７）で表される５次の非点収差のみがある場合に、各ξ、η軸へのシェアリング干渉像上で図１１に示す干渉縞として現れることからも理解できる。なお、図１３（ａ）がΦ_AS5-1をξ方向またはη方向にシェアリングさせたときの干渉像であり、図１３（ｂ）がΦ_AS5-2をξ方向またはη方向にシェアリングさせたときの干渉像である。
【００６９】
したがって、図１４に示すように、シェアリング干渉像上で、中心Ｏ、Ｏ₁の中点を通り且つシェアリング軸と垂直な線分上で、複数の点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）をとり、回折格子１９をその格子溝と直交する方向に移動させ、各点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）のｓ座標と各点の位相（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）を座標上にプロツトし、そしてプロットした点を３次関数で近似（フィッティング）するとともに、回折格子を４５°回転させるか、あるいは干渉させている光束を光軸を軸に４５°回転させるかすることでシェアリング軸を４５°回転させたうえで、中心Ｏ’、Ｏ’₁の中心を通り、シェアリング軸と垂直な線分上で、複数の点（Ｐ’₁、Ｐ’₂、…Ｐ’_n-1，Ｐ’_n）をとり、回折格子１１をその格子溝と直交する方向に移動させ、各点（Ｐ’₁、Ｐ’₂、‥・Ｐ’_n-1，Ｐ’_n）のｓ座標と各点の位相（φ_{P ’ 1}、φ_{P ’ 2}、…、φ_{P ’ n-1}、φ_{P ’ n}）を座標上にプロットし、そしてプロットした点を３次関数で近似（フィッティング）することにより、５次の非点収差の大きさを定量的に求めることができる。
【００７０】
５次の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１４に示すように、干渉像上で回折光（回折円）の中心（光軸Ｏ、Ｏ₁）、シェアリング軸（Ｘ軸）を定める。
（ｉｉ）ＯとＯ₁の中点を通り、Ｘ軸と垂直な線上に、複数の測点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）を定める。これらの測点は、Ｘ軸に関して対称に配置するのが望ましい。
（ｉｉｉ）回折格子を格子と直交する方向に移動する。
（ｉｖ）測点（Ｐ₁、Ｐ₂、…Ｐ_n-1，Ｐ_n）の光強度を測定する。
（ｖ）各測点について光強度正弦波形の位相φ_P（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）を求める。
（ｖｉ）各測点のｓ軸座標と、対応する光強度の位相φ_P（φ_P1、φ_P2、…、φ_Pn-1、φ_Pn）とを、図１４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３次関数（φ＝ａ₃ｓ³＋ａ₂ｓ²＋ａ₁ｓ＋ａ₀）または４次関数をフィッティングする。
（ｖｉｉｉ）フィッティングした関数の３次係数（ａ₃）を求める。
（ｉＸ）回折格子を４５°回転させるか、あるいは、干渉させている元の光を４５°回転させ、図１５に示すように、シェアリング軸（Ｘ’軸）を定める。
（Ｘ）Ｏ’とＯ’₁の中点を通り且つＸ’軸と垂直な線上に、複数の測点（Ｐ’₁、Ｐ’₂、…Ｐ’_n-1，Ｐ’_n）を定める。これらの測点は、Ｘ’軸に関して対称に配置するのが望ましい。
（Ｘｉ）回折格子を格子と直交する方向に移動する。
（Ｘｉｉ）測点（Ｐ’₁、Ｐ’₂、…Ｐ’_n-1，Ｐ’_n）の光強度を測定する。
（Ｘｉｉｉ）各測点について光強度正弦波形の位相φ_{P ’}（φ_{P ’ 1}、φ_{P ’ 2}、…、φ_{P ’ n ‐ 1}、φ_{P ’ n}）を求める。
（Ｘｉｖ）各測点のｓ軸座標と、対応する光強度の位相φ_{P ’}（φ_{P ’ 1}、φ_{P ’ 2}、…、φ_{P ’ n ‐ 1}、φ_{P ’ n}）とを、図１５に示すように、直交座標系にプロットする。
（Ｘｖ）プロットした点に３次関数（φ＝ａ’₃ｓ³＋ａ’₂ｓ²＋ａ’₁ｓ＋ａ’₀）または４次関数をフィッティングする。
（Ｘｖｉ）フィッティングした関数の３次係数（ａ’₃）を求める。
（Ｘｖｉｉ）ＳＱＲＴ（（ａ’₃）²＋（ａ’₃）²）から、５次の非点収差の大きさを評価する。
【００７１】
なお、０次回折光と＋１次回折光のシェアリング干渉像でなく、０次回折光と−１次回折光上のシェアリング干渉像を利用しても５次の非点収差を評価できる。さらに、０次回折光と＋１次回折光のシェアリング干渉像と、０次回折光と−１次回折光のシェアリング干渉像の両方を利用して５次の非点収差を評価してもよい。また、第１の実施例で示す構成でも同じようなシェアリング干渉パターンが得られ、上記の処理により５次の非点収差を評価できる
【００７２】
また、本実施例では５次の非点収差について記述したが、７、９、…、ｎ次の非点収差についても、（ｎ−１）次または（ｎ−２）次の関数にフィッティングしたときの（ｎ−２）次の係数として同じように評価できる。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明のように、本発明に係る収差測定方法、測定装置によれば、５次以上のコマ収差、非点収差を高速に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 回折干渉法を説明する概略構成図。
【図２】 干渉縞の一例を示す図。
【図３】 各収差により生じる干渉縞を示す図。
【図４】 従来の５次のコマ収差、５次の非点収差を測定する装置の概略構成図。
【図５】 本発明の収差測定装置の概略構成図。
【図６】 位相シフト法を説明するための概略構成図。
【図７】 光強度の位相差を説明するための図。
【図８】 波面形状を説明するための座標系を示す図。
【図９】 ５次のコマ収差により生じる干渉縞を示す図。
【図１０】 本発明における５次のコマ収差の検出方法を示す図。
【図１１】 本発明における５次のコマ収差の検出方法を示す図。
【図１２】 本発明における第２実施形態の概略図。
【図１３】 ５次の非点収差により生じる干渉縞を示す図。
【図１４】 本発明における５次の非点収差の検出方法を示す図。
【図１５】 本発明における５次の非点収差の検出方法を示す図。
【符号の説明】
１：光源、２：ビームエキスパンダ、３：ハーフミラー、４：被測定レンズ、５：回折格子、６：移動機構、８：撮像素子、１１０：０次回折光、１１１⁺：＋１次回折光、１１１^-：−１次回折光、１２１⁺、１２１^-：干渉領域。

Claims (11)

1. （ａ）レンズから出射された光を回折し、異なる次数の２つの回折光を干渉させてシェアリング干渉像を得る工程と、
   （ｂ）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わる方向に移動させて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、特定の線分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ｓ、上記位相をφとしたとき、上記位相φを測定位置ｓの関数で近似し、該関数の係数値で上記レンズの５次以上のコマ収差を評価する工程とを有することを特徴とする収差測定方法。
2. ｎを５以上の整数としたとき、上記位相φを測定位置ｓの（ｎ−１）次関数またはｎ次関数で近似し、該関数の（ｎ−ｌ）次の係数値ａn-1
   で上記レンズのｎ次のコマ収差を評価する工程とを有することを特徴とする請求項１記載の収差測定方法。
3. （ａ）レンズから出射された光を回折し、異なる次数の２つの回折光を干渉させてシェアリング干渉像を得る工程と、
   （ｂ）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わる方向に移動させて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、特定の複数の線分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ｓ1、ｓ2、上記位相をφ1、φ2としたとき、上記位相φ1、φ2を測定位置ｓ1、ｓ2の関数で近似し、該関数の係数値で上記レンズの５次以上のコマ収差を評価する工程とを有することを特徴とする収差測定方法。
4. ｎを５以上の整数としたとき、上記位相φ1、φ2を測定位置ｓ1、ｓ2の（ｎ−１）次関数またはｎ次関数で近似し、該２つの関数の（ｎ−１）次の係数値をそれぞれａn-1、ｂn―1としたとき、ａn-1とｂn-1の差で上記レンズのｎ次のコマ収差を評
   価する工程とを有することを特徴とする請求項３記載の収差測定方法。
5. 請求項２の方法で評価したｎ次のコマ収差の値をＫn1とし、請求項４の方法で評価したｎ次のコマ収差の値をＫn2とし、ＳＱＲＴ（Ｋn12＋Ｋn22）でｎ次のコ
   マ収差の大きさを評価することを特徴とする収差測定方法。
6. （ａ）レンズから出射された光を回折し、異なる次数の２つの回折光を干渉させてシェアリング干渉像を得る工程と、
   （ｂ）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わる方向に移動させて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、特定の線分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ｓ、上記位相をφとしたとき、上記位相φを測定位置ｓの関数で近似し、該関数の係数値で上記レンズの５次以上の非点収差を評価する工程とを有することを特徴とする収差測定方法。
7. ｎを５以上の整数としたとき、上記位相φを測定位置ｓの（ｎ−２）次関数または（ｎ−１）次関数で近似し、該関数の（ｎ−２）次の係数値ａn-2で上記レ
   ンズのｎ次の非点収差を評価する工程とを有することを特徴とする請求項６記載の収差測定方法。
8. 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）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わ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、特定の線分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５次以上のコマ収 差を求める特性検出器とを有することを特徴とする収差評価装置。
9. 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）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わ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、特定の複数の線分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５次以上のコマ収差を求める特性検出器とを有することを特徴とする収差評価装置。
10. 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）上記回折格子を格子面内でその格子溝と交わ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、特定の線分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５次以上の非点収差を求める特性検出器とを有することを特徴とする収差評価装置。
11. 請求項１０記載の収差評価装置であって、上記回折格子が格子面に垂直な軸を中心に回転でき、５次以上の非点収差の大きさを評価することを特徴とする収差評価装置。

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