(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光波の波面を入力するための光学系と、
上記光学系からの波面が入射される複数の集光レンズからなるレンズレットアレイと、
上記レンズレットアレイの前段または後段に設けられ、上記レンズレットアレイの集光レンズのうち、全ての集光レンズに対応させて全面的に光を透過するか、あるいは、２個以上の特定の集光レンズだけを有効にするために局所的に光を透過するかの切り替えを行うマスク手段と、
上記レンズレットアレイの集光レンズを透過した光が収束されて生じる集光スポットを画像信号に変換する二次元検出器と、
上記二次元検出器の出力をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
上記Ａ／Ｄ変換器の出力デジタル画像信号およびあらかじめ記憶してある基準スポット位置により上記波面の演算処理を行う信号処理手段と
を備え、
アライメントチェック時には、上記マスク手段により、上記レンズレットアレイの集光レンズのうち、特定の集光レンズだけを有効にするために局所的に光を透過させ、
波面計測時には、上記マスク手段により、上記レンズレットアレイの集光レンズの全ての集光レンズに対応させて全面的に光を透過させる
ことを特徴とする波面計測装置。
【請求項２】
上記マスク手段は、
上記レンズレットアレイの前段または後段に設けられ、上記レンズレットアレイの集光レンズのうち、特定の集光レンズだけを有効にするための２個以上のピンホールを設けたマスクと、
上記マスクを光路に挿入または光路から退避させるマスク移動手段と
から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の波面計測装置。
【請求項３】
上記マスク手段は、
上記レンズレットアレイの前段または後段に設けられ、上記レンズレットアレイの集光レンズのうち、いずれの集光レンズを有効にするかの切り替えを行って、有効にしたい集光レンズに対応させて光を透過させる電子式シャッタと、
制御信号を出力し、上記電子シャッタの上記切り替えの制御を行う電子式シャッタ制御装置と
から構成され、
上記電子式シャッタは、光を透過させる箇所の数量および配置位置を任意に変更できることを特徴とする請求項１に記載の波面計測装置。
【請求項４】
上記マスク移動手段は、上記ピンホールを設けたマスクを上記レンズレットアレイの任意の位置に移動、固定できることを特徴とする請求項２に記載の波面計測装置。
【請求項５】
上記光学系の向きの調整を行って、上記光学系のアライメントずれを調整する光学系アライメント調整手段と、
上記信号処理手段からアライメント補正信号に基づいて、上記光学系アライメント調整手段を制御する光学系制御装置と
を備え、
上記信号処理手段からのアライメント補正信号により、上記光学系のアライメント調整を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の波面計測装置。
【請求項６】
アライメントチェック時に用いる基準スポット位置を記憶するステップと、
複数の集光レンズからなるレンズレットアレイの前段または後段に、光の透過／遮断を切り替えるためのマスク手段を準備するステップと、
上記マスク手段を用いて、上記レンズレットアレイの集光レンズの全てを有効にするために全面的に光を透過させるか、あるいは、特定の集光レンズだけを有効にするために局所的に光を透過させるかの切り替えを行うステップと、
光波の波面を光学系に入力するステップと、
上記光学系からの波面を、レンズレットアレイに入射するステップと、
上記レンズレットアレイの集光レンズのうち、上記マスク手段により有効にされた集光レンズを透過した光を集光させるステップと、
上記集光により生じた集光スポットを画像信号に変換するステップと、
上記画像信号をデジタル画像信号に変換するステップと、
上記デジタル画像信号とあらかじめ記憶してある上記基準スポット位置とにより上記波面を演算処理するステップと
を備え、
アライメントチェック時には、上記レンズレットアレイの集光レンズのうち、特定の集光レンズだけを有効にするために、上記マスク手段により局所的に光を透過させ、
波面計測時には、上記レンズレットアレイの集光レンズの全てを有効にするために、全面的に光を透過させる
ことを特徴とする波面計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波面計測装置および波面計測方法に関し、特に、光波の波面を計測する波面計測装置および波面計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、略無限遠の物体に焦点をあわせ撮像を行う、天体望遠鏡の波面収差を計測する方法として、天体望遠鏡の像側から計測光を透過させ、天体望遠鏡の物体側に設置した平面鏡で折り返し、再び、天体望遠鏡の像側に戻った前記計測光の波面歪を波面計測装置で計測するダブルパス波面計測法が知られている。
【０００３】
上記波面計測で利用される従来の波面計測装置としては、光源と、マッチングレンズを含む照射光学系と、被検光学系と、折り返しミラーと、マイクロレンズアレイと、撮像素子とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記波面計測装置では、点光源からの光束を照射光学系により被検光学系に照射した後、折り返しミラーでもと来た光路を逆行させ、前記被検光学系から前記照射光学系中のマッチングレンズを戻って略平行光束をマイクロレンズアレイに導き、前記マイクロレンズの焦点面に配置した撮像素子により検出する光束の位置より前記被検光学系の波面収差を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７００９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の従来の波面計測装置は、照射光学系および被検光学系を介した波面計測となっており、図１（ｂ）に示すような光学系のアライメントずれが生じた場合は、上記アライメントずれにより生じる波面収差が問題となる。従ってこの種の従来の波面計測装置では、光学系のアライメント補正が重要となるが、図２に示すように、波面計測装置の開口と異なる口径の波面を計測する場合、位置ずれによるアライメントずれと、ティルトずれによるアライメントずれとで、検出器に集光されるスポット位置が一致することも考えられ、アライメントずれの原因を判別することは困難である。従って、たとえ検出器の中心位置に集光スポットがあったとしても、ティルトずれが生じている可能性があり、アライメントずれが無いことを保証できないという課題があった。
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、光学系のアライメントずれを精度よく検出し、かつ、アライメントずれの原因の判別も可能な波面計測装置および波面計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、光波の波面を入力するための光学系と、上記光学系からの波面が入射される複数の集光レンズからなるレンズレットアレイと、上記レンズレットアレイの前段または後段に設けられ、上記レンズレットアレイの集光レンズのうち、全ての集光レンズに対応させて全面的に光を透過するか、あるいは、２個以上の特定の集光レンズだけを有効にするために局所的に光を透過するかの切り替えを行うマスク手段と、上記レンズレットアレイの集光レンズを透過した光が収束されて生じる集光スポットを画像信号に変換する二次元検出器と、上記二次元検出器の出力をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記Ａ／Ｄ変換器の出力デジタル画像信号およびあらかじめ記憶してある基準スポット位置により上記波面の演算処理を行う信号処理手段とを備え、アライメントチェック時には、上記マスク手段により、上記レンズレットアレイの集光レンズのうち、特定の集光レンズだけを有効にするために局所的に光を透過させ、波面計測時には、上記マスク手段により、上記レンズレットアレイの集光レンズの全ての集光レンズに対応させて全面的に光を透過させることを特徴とする波面計測装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、光波の波面を入力するための光学系と、上記光学系からの波面が入射される複数の集光レンズからなるレンズレットアレイと、上記レンズレットアレイの前段または後段に設けられ、上記レンズレットアレイの集光レンズのうち、全ての集光レンズに対応させて全面的に光を透過するか、あるいは、２個以上の特定の集光レンズだけを有効にするために局所的に光を透過するかの切り替えを行うマスク手段と、上記レンズレットアレイの集光レンズを透過した光が収束されて生じる集光スポットを画像信号に変換する二次元検出器と、上記二次元検出器の出力をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、上記Ａ／Ｄ変換器の出力デジタル画像信号およびあらかじめ記憶してある基準スポット位置により上記波面の演算処理を行う信号処理手段とを備え、アライメントチェック時には、上記マスク手段により、上記レンズレットアレイの集光レンズのうち、特定の集光レンズだけを有効にするために局所的に光を透過させ、波面計測時には、上記マスク手段により、上記レンズレットアレイの集光レンズの全ての集光レンズに対応させて全面的に光を透過させることを特徴とする波面計測装置であるので、光学系のアライメントずれを精度よく検出し、かつ、アライメントずれの原因の判別も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】波面計測装置における光学系のアライメントずれを説明する図である。
【図２】波面計測装置の開口と異なる口径の波面を計測する場合の、位置ずれおよびティルトずれを説明する図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る波面計測装置の構成を示す構成図である。
【図４】アライメントチェック時の二次元検出器の取得画像（ティルトおよびデフォーカス）を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る波面計測装置の構成を示す構成図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る波面計測装置の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の波面計測装置および波面計測方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図３は、本発明の実施の形態１に係る波面計測装置の構成を示す構成図である。図３において、１は入射波面、２は光学系、３はレンズレットアレイ、４はピンホールを設けたマスク、５はマスク移動機構、６は二次元検出器、７はＡ／Ｄ変換器、８は信号処理装置８である。本実施の形態１に係る波面計測装置は、図３に示すように、入射波面１が入射される光学系２の後段に、可動可能に設置されたマスク４が設けられ、さらにその後段に、レンズレットアレイ３が設けられ、その後段に、二次元検出器６が設置されている。二次元検出器６には、Ａ／Ｄ変換器７を介して、信号処理装置８が電気的に接続されている。また、マスク４には、マスク４を光路に挿入および退避させるためのマスク移動機構５が設けられている。マスク移動機構５により、マスク４は、光路に対して垂直な方向への移動が可能である。また、当該光路に対して垂直な方向とは、図３の矢印で示されるように、（ａ）水平方向（左右方向）と、（ｂ）上下方向と、の両方が含まれる。
【００１３】
次に、本発明の実施の形態１に係る波面計測装置の動作について、図３を参照しながら以下に説明する。
入射波面１は、光学系２に入射される光波の波面である。光学系２は特許文献１におけるマッチングレンズと同様の働きをするものであり、光学系２に入射された入射波面１は、レンズレットアレイ３および二次元検出器６に入射可能なサイズの平行光となり、レンズレットアレイ３に（マスク４が挿入されていれば、マスク４を介して）入射される。なお、マスク４は、マスク移動機構５により、アライメントチェック時には光路に挿入され、波面測定時には光路から退避される。マスク４の設置個所は、図３では、レンズレットアレイ３の前段となっているが、その場合に限らず、レンズレットアレイ３の後段でもよい。また、マスク４には数個のピンホールが設けられているため、マスク挿入時には、レンズレットアレイ３のレンズレットのうち、特定のレンズレットだけを有効にする働きをする。本実施の形態においては、マスク４とマスク移動機構５とが、レンズレットアレイ３のレンズレットのうち、全てのレンズレットに対応させて全面的に光を透過するか（マスク退避時）、あるいは、特定のレンズレットだけを有効にするために局所的に光を透過するか（マスク挿入時）の切り替えを行うマスク手段を構成している。
【００１４】
また、レンズレットアレイ３は、平面上にアレイ状に配置された複数の集光レンズ（以下レンズレットと称する）から構成されたものであり、各レンズレットは波面の局所領域（以下ローカル波面と称する）を、レンズレットの焦点位置におかれた二次元検出器６上に集光するものである。二次元検出器６は、光電変換器を格子状に多数並べた例えばＣＣＤカメラのようなものであり、レンズレットアレイ３の各レンズレットの収束によって二次元検出器６上に集光された多数の集光スポットが配列した画像を電気信号（画像信号）に変換し、Ａ／Ｄ変換器７に出力する。Ａ／Ｄ変換器７では、二次元検出器６の出力画像を表す上記電気信号（アナログ信号）を、デジタル化したデジタル画像データに変換して信号処理装置８に出力する。信号処理装置８は、内部に、画像データ記憶手段（図示せず）と、基準スポット位置記憶手段（図示せず）と、演算処理手段（図示せず）とを備えており、Ａ／Ｄ変換器７からの画像データを画像データ記憶手段に記憶するとともに、当該画像データを用いて演算処理手段により演算処理を行って、計測波面の位相分布を求める。
【００１５】
次に、アライメントチェック時の動作、すなわち、アライメントずれの検出方法について説明する。
【００１６】
本実施の形態１に係る波面計測装置では、アライメントチェックを行うために、マスク４を挿入したときに、二次元検出器６に集光される基準となるスポット位置（以下、基準スポット位置と称する。）を事前に決定しておき、信号処理装置８の基準スポット位置記憶手段に記憶させておく必要がある。従って、まずは、基準スポット位置の決定のために、光学系２において波面収差が生じないように、光学系２を最適な位置に配置し、ピンホールを設けたマスク４を光路に挿入する。マスク４を光路に挿入した場合には、マスク４のピンホールを通過したローカル波面のみがレンズレットアレイ３により二次元検出器６上に集光される。二次元検出器６は、当該ピンホールを通過した集光スポットの位置を、検出し、Ａ／Ｄ変換器７を介して、信号処理装置８へ出力する。信号処理装置８では、当該集光スポットの位置を、基準スポット位置として、基準スポット位置器記憶手段に記憶させる。
【００１７】
波面測定時には、入射波面１を遮らないように、マスク４はマスク移動機構５により退避させておき、レンズレットアレイ３の全てのレンズレットによる集光スポットを用いて波面計測を行う。従って、この場合は、光学系２から入射波面１がレンズレットアレイ３に入射され、レンズレットアレイ３の全てのレンズレットにより光が収束されて、二次元検出器６上に集光される。二次元検出器６は、当該集光スポットの位置を検出し、Ａ／Ｄ変換器７を介して、信号処理装置８へ出力する。信号処理装置８では、Ａ／Ｄ変換器７からのデジタル化された画像データを画像データ記憶手段に記憶するとともに、当該画像データを用いて演算処理手段により演算処理を行って、計測波面の位相分布を求める。
【００１８】
そして、アライメントチェック時には、基準スポットを決定した時と同様の位置にマスク移動機構５により再度マスク４を挿入する。マスク移動機構５は、正確な位置決め制御が実現可能な例えばステッピングモータのようなものであり、常に同様の位置にマスク４を配置可能である。こうして、マスク４のピンホールを通過したローカル波面の集光スポット位置を二次元検出器６で検出し、当該検出した集光スポット位置と、事前に信号処理装置８に記憶した基準スポット位置とを比較することで、アライメントずれを検出する。信号処理装置８は、ユーザに対して検出結果を画面表示するための表示装置（図示せず）を備えており、検出結果として、検出した集光スポット位置と基準スポット位置との移動量と移動方向とを数値で表示するか、あるいは、図４に示すような観測画像を表示するか、あるいは、数値と観測画像の両方を表示する。なお、観測画像を画面表示する際には、図４に示すように、検出された集光スポットとともに、基準スポット位置を破線等により、同時に表示する。
【００１９】
図４は、アライメントチェック時に、マスク４の中心点を基準として上下左右に４個のピンホールを設けたマスク４を挿入した場合の、二次元検出器６における観測画像の一例である。図４（ａ）では、基準スポット位置（点線の丸）に対し、集光スポットが全て（略々）同一方向に（略々）同一距離だけ移動しており、ティルトずれが検出できる。この場合、すべての集光スポットが同一方向に同一距離だけ移動するので、集光スポット間の間隔は変わらない。このように、検出スポット位置と基準スポット位置との比較から、検出集光スポット位置の基準スポット位置からの移動方向および移動距離を検出すれば、当該アライメントずれの原因が、ティルトずれであるか否かが容易にかつ精度よく判定できる。具体的には、全ての検出集光スポット位置が、基準スポット位置から、同一方向に同一距離だけ移動していれば、ティルトずれである。なお、マスク４を挿入しなくても基準スポット位置に対し集光スポット位置がずれていることを認識できるが、全てのレンズレットの集光スポットが観測されるため、どの方向にどの量だけティルトしたのか判別不可能である（ティルト量が大きい場合、基準スポット位置に一番近い集光スポットが、元々基準スポット位置にあった集光スポットとは限らないため）。従って、マスク４を挿入した方が、集光スポットの個数が少ないため、どの方向にどの距離だけティルトしたのかが非常にわかりやすい。
【００２０】
次に、図４（ｂ）では、基準スポット位置（点線の丸）に対し、中心から拡がる方向（径方向）へ集光スポットが移動している。移動量は、すべての集光スポットで（略々）同一である。上記移動により、検出集光スポット位置間の間隔が変わるので、当該間隔の増減からデフォーカスによるアライメントずれが検出できる。このように、検出スポット位置と基準スポット位置との比較から、検出集光スポット位置の基準スポット位置からの移動方向および移動距離を検出すれば、当該アライメントずれの原因が、デフォーカスによるずれであるか否かが容易にかつ精度よく判定できる。具体的には、全ての検出集光スポット位置が、基準スポット位置から、径方向に、同一距離だけ移動して、検出集光スポット位置間の距離が変化していれば、デフォーカスによるずれである。このようにすることにより、検出集光スポット位置と基準スポット位置との間の移動（ずれ）を検出して、基準スポット位置からの検出集光スポット位置の移動量および検出集光スポット位置間の間隔の増減により、アライメントずれの有無を検出することができるとともに、当該アライメントずれの原因（ティルト、デフォーカスの別）を判別することも可能になる。
【００２１】
なお、実施の形態１に係る波面計測装置においては、光学系２に入射される入射波面１の状態は問わず、例えば、平行光でも収束光でも発散光でも良く、どのような波面形状でも良い。また、光学系２は、レンズ１枚に限られるわけではなく、例えば、２枚の凸レンズを用いたアフォーカル光学系を構成しても良い。また、光学系２はレンズのみの構成に限らず、ビームスプリッタや波長板などの光学部品を用いた構成としても良い。
【００２２】
また、マスク４に設置するピンホールの数量は４個としたが、４個に限定するものではない。ピンホールの数量および配置位置は任意に変更可能である。従って、適宜、必要な数量および配置位置を決定して、ピンホールをマスク４に形成すればよい。しかしながら、ピンホールを１個しか設置しなかった場合、アライメントずれの原因がティルトによる影響かまたはデフォーカスによる影響かを判断できないため、最低２個以上のピンホールが必要である。また、ピンホールの設置位置に関しては、ピンホール間隔を拡げることによりデフォーカスによるアライメントずれの検出精度が向上するため、入射波面のサイズを考慮して可能な限りピンホール間隔を離すことが望ましい。また、同一のライン上にピンホールを配置していた場合、対応する二次元検出器６の走査ライン上に何らかの不具合が生じると、全ての集光スポットに対し正確な観測が不可能となり、アライメント調整ができなくなることが考えられるため、同一のライン上以外にピンホールを設けることが望ましい。
【００２３】
また、マスク移動機構５は、１軸方向のみの移動に限られるわけではなく、例えば２軸方向に動作可能な移動機構とすることで、入射波面に対して任意な位置に上記マスク４を配置可能となるため、固定のマスク位置では二次元検出器６の検出範囲から外れてしまうような大きくティルトずれした波面が入射された場合でも、マスクの移動による検出範囲拡大により、波面計測が可能となる。
【００２４】
また、上記アライメントずれの検出方法では、事前に基準スポット位置を決める際に、光学系２で波面収差が生じないような最適な配置を基準としたが、光学系２がアライメントずれ状態での集光スポット位置を基準スポット位置としても良い。この場合、上記アライメントずれ時の収差の値を事前に把握しておき、信号処理装置に上記収差情報を記憶しておくことにより、アライメントずれ状態で計測した波面に対して収差補正が可能であるため、アライメントずれ状態であっても正確な波面計測が可能となる。
【００２５】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る波面計測装置は、レンズレットアレイ３の前、または、後ろに、数個のピンホールを設けたマスク４を挿入したり、退避させたりするマスク移動機構５を設け、マスク４を挿入した際に観測される基準スポット位置を信号処理装置８に事前に記憶させておき、波面計測後のアライメントチェック時に、マスク４を同じ位置に挿入した状態で再度集光スポット位置を検出し、当該集光スポット位置と上記基準スポット位置とを比較して、それらの位置がずれている場合には光学系２のアライメントずれが生じている場合であるため、集光スポット位置と基準スポット位置との間の移動（ずれ）を検出して、基準スポット位置からの検出集光スポットの移動量および検出集光スポット位置間の間隔の増減により、アライメントずれを検出することができるとともに、当該アライメントずれの原因（ティルト、デフォーカスの別）を判別することも可能になる。
【００２６】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る波面計測装置の構成を示す構成図である。
本発明の実施の形態２に係る波面計測装置は、図３に示した上述の実施の形態１に係る波面計測装置の構成に対し、図５に示すように、光学系２の光学系アライメント調整機構９および光学系制御装置１０を追加したした点が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は簡略化する。光学系アライメント調整機構９は、光学系２に対して設けられ、光学系２の向きを調整する。具体的には、光学系アライメント調整機構９は、光学系２を、上下方向、左右方向、フォーカス方向、回転方向、あおり方向の５軸方向に調整可能な機構となっている。また、上記光学系アライメント調整機構９には光学系制御装置１０が電気的に接続されている。光学制御装置１０は、信号処理装置８からアライメントずれ情報を受け取り、それを元に光学系制御信号を出力し、光学系アラメント調整機構９に入力する。光学系アライメント調整機構９では、光学系制御装置１０からの光学系制御信号に応じて、基準スポット位置と検出集光スポット位置とが一致するように、光学系２のレンズ位置を調整する。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態２に係る波面計測装置の動作について説明する。
上述の実施の形態１では、二次元検出器６で観測される集光スポットの位置ずれより、光学系２のアライメントずれを検知する機能のみを備えていた。これに対し、実施の形態２では、信号処理装置８で検知したアライメントずれ情報を、光学系制御装置１０に入力する。光学制御装置１０はアライメントずれ情報を元に光学系制御信号を出力し、光学系２を保持している光学系アラメント調整機構９に入力する。光学系アライメント調整機構９は、光学系２を上下方向、左右方向、フォーカス方向、回転方向、あおり方向の５軸方向に調整可能な機構となっているため、光学系制御装置１０からの光学系制御信号に応じて、基準スポット位置と集光スポットが一致するように、レンズ位置を上記５軸方向の少なくとも１つの方向に対して自動調整する。これにより、自動的にアライメントずれが補正される。他の動作については、上述の実施の形態１と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００２８】
以上のように、本実施の形態においては、上述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態においては、信号処理装置８からのアライメントずれ情報を入力し、アライメントずれ情報を元に光学系制御信号を出力する光学系制御装置１０と、光学系制御信号により光学系２のアライメント調整を行う光学系アラメント調整機構９を備えることで、アライメントずれの自動調整が可能となるため、迅速にかつ正確な波面計測が行える。
【００２９】
なお、上記の説明においては、本実施の形態の構成（光学系アラメント調整機構９，光学系制御装置１０）を、図３に示した実施の形態１の構成に適用させた例について説明したが、その場合に限らず、本実施の形態の構成は、後述する実施の形態３にも適用可能である。また、その場合においても、同様の効果を奏する。
【００３０】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る波面計測装置の構成を示す構成図である。
本発明の実施の形態３に係る波面計測装置は、図３に示した上述の実施の形態１に係る波面計測装置に対し、ピンホールを設けたマスク４を設けずに、代わりに、電子式シャッタの液晶シャッタ１１を設けるとともに、液晶シャッタ１１を制御する液晶シャッタ制御装置１２を追加した点、また、マスク移動機構５をなくした点が異なり、それ以外は図１と同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は簡略化する。液晶シャッタ１１は、平面状にアレイ状に配列され、配向処理された、光透過型の複数の液晶素子から構成されたもので、光の透過／遮断を各液晶素子ごとに切り替えられるものであるので、レンズレットアレイ３の各々のレンズレットに対するローカル波面の透過または遮断を自由に制御することができる。なお、液晶素子の配列はレンズレットアレイ３のレンズレットの配列に１対１で対応しており、従って、各液晶素子の光の透過／遮断により、レンズレット１つずつの有効／無効を切り替えることができる。液晶シャッタ制御装置１２は、ユーザの操作入力またはプログラム制御等により、アライメントチェック時または波面測定時に応じて、液晶シャッタ１１を制御する。すなわち、アライメントチェック時には、例えば、図６に示すように、液晶シャッタ１１の中心点を基準として上下左右の４か所のみの液晶素子で光を透過するようにして（ピンホール）、他の液晶素子では光を遮断するように制御する。また、波面測定時には、液晶シャッタ１１のすべての液晶素子で、光を透過するようにして、波面計測を行うように制御する。従って、液晶シャッタ１１は、図１の実施の形態１で示したマスク４と全く同じ働きをする。なお、液晶シャッタ１１の設置個所は、図６では、レンズレットアレイ３の前段となっているが、その場合に限らず、レンズレットアレイ３の後段でもよい。このように、本実施の形態においては、液晶シャッタ１１および液晶シャッタ制御装置１２が、レンズレットアレイ３のレンズレットのうち、全てのレンズレットに対応させて全面的に光を透過するか、あるいは、特定のレンズレットだけを有効にするために局所的に光を透過するかの切り替えを行うマスク手段を構成している。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態３に係る波面計測装置の動作について説明する。
上述した実施の形態１では、ピンホールを設けたマスク４を挿入することで、集光スポットの位置ずれより光学系のアライメントずれを検出していた。これに対し、実施の形態３では、上記マスク４の代わりに、レンズレットアレイ３の前または後ろに液晶シャッタ１１を設置し、液晶シャッタ制御装置１２により液晶シャッタ１１の各液晶素子の光の透過／遮断の切り替えの制御を行う。液晶シャッタ１１は、レンズレットアレイ３の各々のレンズレットに対応するローカル波面の透過または遮断を自由に制御することができるので、アライメント調整の際に、ローカル波面と透過させるピンホールの数量および配置位置を自由に決定することができる。また、波面測定時には、液晶シャッタ１１の全面のローカル波面を透過させるように制御できるので、図１に示したようなマスク４を移動させるためのマスク移動機構５のような機構が不要である。ただし、液晶シャッタ１１の透過により波面収差が生じる場合には、事前に補正値を把握しておき、信号処理装置８で補正する必要があるため、液晶シャッタ移動機構（図示していない）を設けて挿入、退避させても良い。他の動作については、上述の実施の形態１と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００３２】
以上のように、本実施の形態においては、上述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態においては、レンズレットアレイ３の前または後ろに液晶シャッタ１１を備え、液晶シャッタ制御装置１２でそれを制御することにより、ローカル波面を透過させるピンホールの数量および配置位置を自由に決定することができるため、入射波面の大きさや、ティルトずれの大きさに応じて、光学系２のアライメント精度が得られる最適な条件にピンホールを設定できる。また、液晶シャッタ１１全面においてローカル波面を透過させることも可能であり、液晶シャッタ１１の挿入および退避によるピンホール位置の位置ずれが生じないため、アライメント調整の精度および再現性がさらに向上する。
【００３３】
上記の説明においては、電子式シャッタおよび電子式シャッタ制御装置として、液晶シャッタおよび液晶シャッタ制御装置を例に挙げて説明したが、その場合に限らず、電子式シャッタ制御装置からの制御信号により、上記レンズレットアレイの集光レンズのうち、いずれの集光レンズを有効にするかの切り替えを行って、有効にしたい集光レンズに対応させて光を透過させることができるものであれば、いずれの電子式シャッタでも用いることができる。また、その場合においても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３４】
１  入射波面、２  光学系、３  レンズレットアレイ、４  マスク、５マスク移動機構、６  二次元検出器、７  Ａ／Ｄ変換器、８  信号処理装置、９  光学系アライメント調整機構、１０  光学系制御装置  １１  液晶シャッタ、１２  液晶シャッタ制御装置。
【図１】
0005539174.tif 000002
【図２】
0005539174.tif 000003
【図３】
0005539174.tif 000004
【図４】
0005539174.tif 000005
【図５】
0005539174.tif 000006
【図６】
0005539174.tif 000007