(57)【要約】    【課題】  測定対象となる光学系が大型であっても光学系を構成する光学素子の組立精度を容易に測定することができ、しかも所望の結像性能が得られるように光学素子の偏芯等の光学調整が行える光学系の偏心量算出方法を得ること。    【解決手段】  第１測定系より光学系に光束を入射し、前記光学系を介した光束を用いて前記光学系の波面収差を測定するとともに、第２測定系により前記第１測定系からの光束の前記光学系を通過する光路とは異なる光路で光束を前記光学系に入射し、前記光学系を介した光束を用いて前記光学系の波面収差を測定する第１工程と、  前記第１測定系で得られた波面収差と前記第２測定系で得られた波面収差より前記光学系を構成する各光学素子の偏心量を算出する第２工程とを有すること。【選択図】    図１
2015004644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１測定系より光学系に光束を入射し、前記光学系を介した光束を用いて前記光学系の波面収差を測定するとともに、第２測定系により前記第１測定系からの光束の前記光学系を通過する光路とは異なる光路で光束を前記光学系に入射し、前記光学系を介した光束を用いて前記光学系の波面収差を測定する第１工程と、
前記第１測定系で得られた波面収差と前記第２測定系で得られた波面収差より前記光学系を構成する各光学素子の偏心量を算出する第２工程とを有することを特徴とする光学系の偏心量算出方法。
【請求項２】
請求項１の光学系の偏心量算出方法における前記第２工程で算出された偏心量を用いて、前記光学系を構成する各光学素子の位置を調整する第３工程を有することを特徴とする光学系の調整方法。
【請求項３】
請求項１の光学系の偏心量算出方法における前記第２工程で算出された偏心量を用いて、前記光学系の各光学素子に関する偏心光学モデルを作成し、作成した偏心光学モデルを用いて前記光学系が他の光学系の一部に装着されて実際に使用される状態を想定してシミュレーションを行い、前記光学系の光学性能の評価を行うことを特徴とする光学系の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学系の偏心量を容易に算出することができ、しかも光学系を構成する各光学素子の位置を容易に調整することができる光学系の偏芯量算出方法及びそれを用いた調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い光学性能を有する光学系では、光学系を構成する各光学素子には偏心が少ないことが要望される。レンズ，ミラー等の光学素子を複数個組み立てて光学系を構成するとき、各光学素子の組立によって発生した偏芯を調整することを必要とする光学系では、使用する像高や画角に合わせた光線を光学系に入射させる。そして光学系を通過した光を用いて光学系の光学評価を行い、所望の結像性能が得られるように各光学素子の偏芯の調整を行うことが知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の収差補正系では、使用する像高や画角に合わせた光線を光学系に入射させて波面収差を測定し、zernike多項式のアス成分を補正するように各光学素子を回転させる。または、zernike多項式のコマ成分を補正するように光軸に対して各光学素子を偏芯調整している。
【０００４】
一方、天体観察等における反射望遠鏡においては、大気分散に起因して色収差が多く発生してくる。従来、反射望遠鏡において主鏡（反射鏡）の結像位置近傍に配置して大気分散による色収差を良好に補正した主焦点補正光学系が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２３０２７４号公報
【特許文献２】特開２００９−０３６９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
天体観察用の反射望遠鏡等の大型の光学系や、他の光学系と組合せて収差を補正するような収差補正光学系の場合、使用する像高や画角に合わせた光線を測定する光学系に入射させるためには、より大型な光学系が必要となる。この他、あらかじめ収差が確認されている別の光学系を使用する必要がある。前者は大型の光学系を用いるため測定が困難になる。後者はあらかじめ別の光学系を準備する必要があるため、やはり測定が困難になる。
【０００７】
例えば天体観察用の反射望遠鏡の一部を構成する大型の主鏡によって発生する収差を補正する収差補正光学系を構成する各光学素子の偏心を測定し、光学素子を調整する場合には、実際に使用する像高や画角に合わせた光線を収差補正光学系に入射させる必要がある。このためには、大型の主鏡、または別途複雑な光学系を必要とする。大型の主鏡や複雑な光学系を用意して反射望遠鏡の光学性能を測定することは大変困難である。
【０００８】
本発明は、測定対象となる光学系が大型であっても光学系を構成する光学素子の組立精度を容易に測定することができる光学系の偏心量算出方法の提供を目的とする。更に所望の結像性能が得られるように光学素子の偏芯等の光学調整が行える光学系の調整方法、そして全体としての光学系の光学性能を求めることができる光学系の光学性能の評価方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学系の偏心量算出方法は、第１測定系より光学系に光束を入射し、前記光学系を介した光束を用いて前記光学系の波面収差を測定するとともに、第２測定系により前記第１測定系からの光束の前記光学系を通過する光路とは異なる光路で光束を前記光学系に入射し、前記光学系を介した光束を用いて前記光学系の波面収差を測定する第１工程と、前記第１測定系で得られた波面収差と前記第２測定系で得られた波面収差より前記光学系を構成する各光学素子の偏心量を算出する第２工程とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、測定対象となる光学系が大型であっても光学系を構成する光学素子の組立精度を容易に測定することができ、しかも所望の結像性能が得られるように光学素子の偏芯等の光学調整が行える光学系の偏心量算出方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の光学系の偏心量算出方法等のフローチャートである。
【図２】光学系を有する反射望遠鏡の要部概略図である。
【図３】補正光学系の詳細図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）  波面収差の測定形態の概略図である。
【図５】算出した偏芯量を光学モデルに組込み光学性能を評価した（横収差）図である。
【図６】図４の第１，第２測定系の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図を用いて本発明の実施例について説明する。本発明の光学系の偏心量算出方法では次の第１，第２工程を有する。第１工程では第１測定系より光学系に光束を入射し、光学系を介した光束を用いて光学系の波面収差を測定する。それとともに、第２測定系により第１測定系からの光束の光学系を通過する光路とは異なる光路で光束を光学系に入射し、光学系を介した光束を用いて光学系の波面収差を測定する。第２工程では第１測定系で得られた波面収差と第２測定系で得られた波面収差より光学系を構成する各光学素子の偏心量を算出する。
【００１３】
また本発明の光学系の調整方法では、光学系の偏心量算出方法における第２工程で算出された偏心量を用いて、光学系を構成する各光学素子の位置を調整する第３工程を有する。また、本発明の光学性能の評価方法では、光学系の偏心量算出方法における第２工程で算出された偏心量を用いて、光学系の各光学素子に関する偏心光学モデルを作成する。そして作成した偏心光学モデルを用いて光学系が他の光学系の一部に装着されて実際に使用される状態を想定してシミュレーションを行い、シミュレーションによって光学系の光学性能の評価を行う。
【００１４】
まず本発明の光学系の偏心量算出方法における光学系の構成について説明する。ここで光学系は例えば天体観察を行うときの反射望遠鏡の主鏡と共に用いられる補正光学系である。補正光学系は主鏡の収差を補正するとともに、大気分散による色収差を補正する機能を有している。
【００１５】
図２は本発明の光学系の偏心量算出方法で偏心量の算出対象とする光学系（補正光学系）を有する反射望遠鏡の光学配置の説明図である。図３は図２の光学系の拡大説明図である。図２において、１は反射望遠鏡である。Ｍ１は結像作用のある主鏡、１００は光学系である。主鏡Ｍ１は凹形状の回転双曲面（反射鏡）よりなっている。光学系１００は主鏡Ｍ１の焦点又はその近傍に配置され、主鏡Ｍ１によって発生する収差を補正する。天体からの光束は図中右方から主鏡Ｍ１に入射し、主鏡Ｍ１で反射したあとに光学系１００を介して撮像素子（撮像手段）が配置される撮像面Ｃ１に結像する。
【００１６】
図３に示した光学系１００の構成について説明する。光学系１００はレンズ（光学素子）Ｌ１１からレンズＬ１５、複合レンズ（光学素子）Ａ１を有している。反射望遠鏡１ではレンズＬ１１からレンズＬ１５の５枚のレンズの形状を最適化している。具体的には光学系は主鏡Ｍ１から撮像面Ｃ１に向かって順に第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２、２枚の単レンズからなる大気分散補正用（大気色分解の補正用）の複合レンズ（ＡＤＣ）Ａ１を有する。更に第３レンズＬ１３、第４レンズＬ１４、第５レンズＬ１５を有する。
【００１７】
天体からやってきた光は主鏡Ｍ１で反射されたあと、光学系１００の第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２、複合レンズ（Ａ１）、第３レンズＬ１３、第４レンズＬ１４、第５レンズＬ１５を順に通過したあと、撮像面Ｃ１に天体の像を結像する。これにより視野角１．６度の範囲内で良好に収差を補正している。光学系１００は有効視野角は１．５度としている。Ｆ１とＷ１は透過波長帯域を選択するためのフィルタとＣＣＤデュワーの窓材の厚みに相当する平行平面板である。
【００１８】
複合レンズＡ１は大気分散を補正するため、分散の異なる材料よりなる２つのレンズＡ１１，Ａ１２より構成されている。アクチュエータ（移動機構）により複合レンズＡ１を光軸に対し直交する方向の成分を持つように（図の矢印方向）に移動させることにより、大気分散による色ずれを補正する。
【００１９】
複合レンズＡ１は屈折率が近く、互いに分散の異なる材料よりなる一対のレンズＡ１１，Ａ１２を接合又は僅かの空気間隔（空気層）を隔てて隣接配置して構成している。具体的にはレンズＡ１１を構成する材料（商品名BSL7Y）の屈折率ｎｄが1.51633、アッベ数νｄが６４．２である。またレンズＡ１２を構成する材料（商品名PBL1Y）の屈折率ｎｄが1.54814、アッベ数νｄが４５．８である。このときレンズＡ１１とレンズＡ１２の材料の屈折率の比は
1.51633／1.54814＝0.979
である。即ち屈折率は互いに２．１％異なっている。
【００２０】
本実施例の複合レンズＡ１は材料の屈折率が互いに０．５％以上（好ましくは０．５％〜５％の範囲内）異なる正レンズ（レンズＡ１２）と負レンズ（レンズＡ１１）を光軸方向に隣接配置して構成されている。これらの材料の組み合わせ、しかも対向するレンズ面に同程度（曲率半径で±５％以内の差）の曲率を持たせている。これにより、複合レンズＡ１を光軸に対して直交する方向に移動させて大気分散の補正を行う場合に、必要な量の色収差を発生させている。なお、屈折率ｎｄはｄ線（587.6nm）に対する屈折率である。アッベ数νｄは以下によって定義される。
【００２１】
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
但し、ｎｄ：ｄ線（587.6nm）に対する屈折率
ｎＦ：Ｆ線（486.1nm）に対する屈折率
ｎＣ：Ｃ線（656.3nm）に対する屈折率
また、レンズＡ１１は物体側（主鏡Ｍ１側）の面が平面、レンズＡ１２は撮像面（ＩＰ）側のレンズ面が平面となっている。すなわち、複合レンズＡ１の光入射面と光出射面は共に平面となっている。
【００２２】
これにより単色光線に対しては、複合レンズＡ１を光軸に対して直交する方向に移動させたときの項かは単純な平板ガラスを移動させた場合と大差がなくなり、単色収差の変化を小さく保っている。
【００２３】
次に表１に反射望遠鏡１の数値データを示す。表中の面番号は天体側から光束の進行順に各面に付した番号である。ｉは天体からの面の順序を示す。Ｒｉは各面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔を示す。Ｒ１は主鏡、Ｒ２からＲ１５は光学系１００の面である。
【００２４】
材料には石英（SILICA）と商品名BSL7Yと商品名PBL1Yの３種類の材料を用いている。詳細には、石英（SILICA）は屈折率ｎｄが1.45846、アッベ数νｄが６７．８である。材料BSL7Yは屈折率ｎｄが1.51633、アッベ数νｄが６４．２である。材料PBL1Yは屈折率ｎｄが1.54814、アッベ数νｄが４５．８である。実施例中の材料名は（株）オハラのガラス名を使用したが、同等品を使用しても良い。
【００２５】
本実施例の光学系１００は５つの非球面を有する。非球面形状は、光軸方向にｚ軸、光軸と垂直方向にｈ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ〜Ｇを４次〜１６次の非球面係数としたとき、
【００２６】
【数１】
2015004644.tif 000003
【００２７】
なる式で表わしている。また、表１においてｆは主鏡Ｍ１と光学系１００の合成焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは全画角（視野角）（度）を表す。
【００２８】
［表１］
f = 18334.3mm   FNO = 2.25   2ω= 1.5°
面番号     曲率半径R             面間隔d    材質      有効径
1(主鏡)  30000.0000(非球面)   13456.4205             8200.0
2          760.000              100.0000    SILICA    820.0
3         1375.5000(非球面)     372.8500              801.0
4        -3530.0000(非球面)      46.0000    BSL7Y     320.8
5          656.2498             318.0000              574.6
6(ADC)    平面                   40.0000    BSL7Y     611.0
7(ADC)    1058.0000               3.0000              611.0
8(ADC)    1040.0000              82.0000    PBL1Y     611.9
9(ADC)    平面                  274.3000              611.2
10        -840.0002(非球面)      40.0000    PBL1Y     552.2
11        9800.0000              90.00000             568.9
12         480.0000(非球面)     102.0000    BSL7Y     628.0
13        4021.4590             100.2000              628.0
14        4176.7483              88.0000    SILICA    616.0
15       -1272.8222(非球面)      90.0412              616.0
16(Filter)   ∞                  15.0000    SILICA    520.6
17(Filter)   ∞                  32.5000              510.3
18(Window)   ∞                  37.0000    SILICA    520.6
19(Window)   ∞                  15.0000              510.3
20 像面      ∞                    ---       ---      500.3
【００２９】
（非球面）
面1                                 
k=-1.00835   A(4次)=0.00000   B(6次)=0.00000    C(8次)=0.00000
D(10次)=0.00000   E(12次)=0.00000   F(14次)=0.00000  G(16次)=0.00000
面3                                
k=0.00000    A(4次)=-1.49749E-11  B(6次)=-7.57907E-17
C(8次)=-7.70529 E-22   D(10次)=1.026626E-26   E(12次)=-7.07883E-32
F(14次)=2.559601E-37   G(16次)=-3.76155E-43
面4                                
k=0.00000    A(4次)=6.914718E-11  B(6次)=6.03728E-16
C(8次)=-1.53262E-20    D(10次)=3.61811E-25    E(12次)=-4.74168E-30
E(12次)=3.217309E-35   G(16次)=-8.85988E-41
面10                                   
k=0.00000    A(4次)=2.768476E-09  B(6次)=-4.8556E-14
C(8次)=7.176113E-19    D(10次)=-1.07637E-24   E(12次)=1.187443E-28
F(14次)=-7.98382E-34   G(16次)=2.393557E-39
面12                                    
k=0.00000     A(4次)=-4.35553E-09  B(6次)=3.635868E-14
C(8次)=-5.95127E-19    D(10次)=7.658840E-24   E(12次)=-7.19412E-29
F(14次)=3.942821E-34   G(16次)=-9.54343E-40
面15                                  
k=0.00000     A(4次)=-1.06469E-09  B(6次)=3.377750E-14  
C(8次)=-1.10265E-19    D(10次)=2.282369E-24   E(12次)=-2.74304E-29
F(14次)=1.755771E-34   G(16次)=-4.82195E-40
【００３０】
次に本発明の光学系の偏心量算出方法、光学系の調整方法、そして光学系の光学性能の表方法等（以下「光学系の調整方法等」という。）について説明する。本発明に係る光学系は、天体観察用の反射望遠鏡等の大型で高重量であり、本来の使用状態において光学性能を測定することが困難な光学系を測定対象としている。
【００３１】
図１は本発明の光学系の調整方法等のフローチャートである。図１のフローチャートは、例として図２に示す反射望遠鏡１で用いる光学系（補正光学系）を対象としている。本実施例では、本来の用途に近い画角（観察視野）、像高で光学性能を評価できない光学系を、光学系を通過する光路が互いに異なる光路を放射する第１測定系と第２測定系の２つの測定系によって光学系の波面収差を測定する（ステップＳ１）。その２つの波面収差からzernike係数のコマ成分をそれぞれ算出する（ステップＳ２）。
【００３２】
光学系に関し、実測した屈折率、屈折率分布、面形状、レンズ肉厚を加味した設計値モデルをそれぞれ作成する（表４）。それぞれ算出したコマ収差を目標、光学系の各レンズ（各光学素子）の偏芯を変数にして、光学設計ソフトによって最適化する。最適化後の各レンズの偏芯量は光学系の光軸を基準とした偏芯量となる（表５）（ステップＳ３）。
【００３３】
ここで、偏芯量が許容できない場合は、光学系の再組立（調整）を行う（ステップＳ４ａ）。また偏芯量のみで判定できない場合やより詳細な判定を行う場合、偏心光学モデルを作成する（ステップＳ４）。次いで実測した屈折率、屈折率分布、面形状、レンズ肉厚を加味した設計値に偏芯量も加味して、シミュレーションにより光学系の光学性能を評価する（ステップＳ５）。その後完成する（ステップＳ６）。
【００３４】
図４（Ａ），（Ｂ）は光学系１００を通過する光路が互いに異なる光束を放射する第１測定系と第２測定系の２つの測定形態での波面測定を示す概念図である。１１００ａ，１１０ｂは各々第１測定系と第２測定系である。第１測定系１１００ａでは光学系１００の光軸中心を通過する光束を放射する。
【００３５】
第２測定系１１００ｂでは光学系１００の有効径全体を通過する光束を放射する。第１測定系１１００ａと第２測定系１１００ｂは各々干渉計を有している。Ｌ１，Ｌ２はそれぞれの波面測定形態で光学系１００の波面収差を補正する測定光学系である。Ｍ２，Ｍ３は光学系１００を通過した光束を測定系側へ折り返すミラー（凹面ミラー）である。表２に図４（Ａ）の波面測定形態１における測定光学系Ｌ１の数値データを示す。
【００３６】
［表２］
面番号        曲率半径R          面間隔ｄ       材質       有効径
1              平面              89.564           
2             -97.428            10.000         BSL7Y        52
3            -446.097            20.000                      56
4            -131.553            15.000         BSL7Y        68
5             -88.858            30.000                      74
6            1272.822(非球面)    88.000         SILICA      661
7           -4176.748           100.200                     661
8           -4021.459(非球面)   102.000         BSL7Y       646.26
9            -480.000(非球面)    90.000                     674
10          -9800.000            40.000         PBL1Y       610
11            840.000(非球面)   274.300                     561.62
12            平面               82.000         PBL1Y       636
13          -1040.201             3.000                     636
14          -1058.165            40.000         BSL7Y       618
15            平面              318.000                     638
16           -656.249            46.000         BSL7Y       626
17           3530.000(非球面)   372.85                      662
18          -1375.500(非球面)   100.000         SILICA      821.24
19           -760.0000          156.400                     854
20          -1700              -156.4           MIRROR      960
21           -760.0000         -100.000         SILICA      854
22          -1375.500(非球面)  -372.85                      821.24
23           3530.500(非球面)   -46.000         BSL7Y       662
24           -656. 249         -318.000                     626
25             平面             -40.000         BSL7Y       638
26          -1058.165            -3.000                     618
27          -1040.201           -82.000         PBL1Y       636
28             平面             274.300                     636
29            840.000(非球面)   -40.000         PBL1Y       561.62
30          -9801.893           -90.000                     610
31           -480.000(非球面)  -102.000         BSL7Y       674
32          -4021.459(非球面)  -100.200                     646.26
33          -4176.798           -88.000         SILICA      661
34           1272.838(非球面)  - 30.000                     661
35            -88.8581          -15.000         BSL7Y        74
36           -131.553           -20.000                      68
37           -446.097           -10.000         BSL7Y        56
38            -97.4287          -89.564                      52
39             平面                         
【００３７】
（非球面）
面18, 22                                 
k=-1.00835   A(4次)=0.00000   B(6次)=0.00000  C(8次)=0.00000
D(10次)=0.00000   E(12次)=0.00000   F(14次)=0.00000
G(16次)=0.00000
面17, 23                                
k=0.00000   A(4次)=-1.49749E-11  B(6次)=-7.57907E-17
C(8次)=-7.70529 E-22   D(10次)=1.026626E-26   E(12次)=-7.07883E-32
F(14次)=2.559601E-37   G(16次)=-3.76155E-43
面11, 29                                
k=0.00000   A (4次)=6.914718E-11   B(6次)=6.03728E-16
C(8次)=-1.53262E-20   D(10次)=3.61811E-25   E(12次)=-4.74168E-30
F(14次)=3.217309E-35  G(16次)=-8.85988E-41
面9, 31                                   
k=0.00000   A (4次)=2.768476E-09     B(6次)=-4.8556E-14
C(8次)=7.176113E-19   D(10次)=-1.07637E-24  E(12次)=1.187443E-28
F(14次)=-7.98382E-34  G(16次)=2.393557E-39
面8, 32                                    
k=0.00000     A (4次)=-4.35553E-09     B(6次)=3.635868E-14
C(8次)=-5.95127E-19    D(10次)=7.658840E-24  E(12次)=-7.19412E-29
F(14次)=3.942821E-34   G(16次)=-9.54343E-40
面6, 34                           
k=0.00000     A (4次)=-1.06469E-09     B(6次)=3.377750E-14
C(8次)=-1.10265E-19    D(10次)=2.282369E-24  E(12次)=-2.74304E-29
F(14次)=1.755771E-34   G(16次)-4.82195E-40
【００３８】
表３に図４（Ｂ）の波面測定形態２における測定光学系Ｌ２の数値データを示す。
［表３］
面番号  曲率半径R          面間隔ｄ           材質          有効径
1         ∞               315.730         
2      -163.089             35.000           BSL7Y           150
3      -115.189              9.100                           160
4       352.573             25.000           BSL7Y           170
5       151.4205           780.000                           160
6      1272.822(非球面)     88.000           SILICA          661
7     -4176.748            100.200                           661
8     -4021.459(非球面)    102.000           BSL7Y           646.26
9      -480.000(非球面)     90.000                           674
10    -9800.000             40.000           PBL1Y           610
11      840.000(非球面)    274.300                           561.62
12       平面               82.000           PBL1Y           636
13    -1040.201              3.000                           636
14    -1058.165             40.000           BSL7Y           618
15       平面              318.000                           638
16     -656.249             46.000           BSL7Y           626
17     3530.000(非球面)    372.85                            662
18    -1375.500(非球面)    100.000           SILICA          821.24
19     -760.0000           156.400                           854
20    -1700               -156.4             MIRROR          960
21     -760.0000          -100.000           SILICA          854
22    -1375.500(非球面)   -372.85                            821.24
23     3530.500(非球面)    -46.000           BSL7Y           662
24     -656. 249          -318.000                           626
25       平面              -40.000           BSL7Y           638
26    -1058.165             -3.000                           618
27    -1040.201            -82.000           PBL1Y           636
28       平面             -274.300                           636
29      840.000(非球面)    -40.000           PBL1Y           561.62
30    -9801.893            -90.000                           610
31     -480.000(非球面)   -102.000           BSL7Y           674
32    -4021.459(非球面)   -100.200                           646.26
33    -4176.798            -88.000           SILICA          661
34     1272.838(非球面)   -780.000                           661
35      151.420            -25.000           BSL7Y           160
36      352.573             -9.100                           170
37     -115.189            -35.000           BSL7Y           160
38     -163.089           -315.73                            150
39         ∞               
【００３９】
（非球面）
面18, 22                                 
k =-1.00835   A (4次)=0.00000   B(6次)=0.00000  C(8次)=0.00000
D(10次)=0.00000   E(12次)=0.00000   F(14次)=0.00000
G(16次)=0.00000
面17, 23                                
k =0.00000    A (4次)=-1.49749E-11  B(6次)=-7.57907E-17
C(8次)=-7.70529 E-22   D(10次)=1.026626E-26   E(12次)=-7.07883E-32
F(14次)=2.559601E-37   G(16次)=-3.76155E-43
面11, 29        
k =0.00000    A (4次)= 6.914718E-11  B(6次)= 6.03728E-16
C(8次)=-1.53262E-20    D(10次)=3.61811E-25   E(12次)=-4.74168E-30
F(14次)= 3.217309E-35  G(16次)=-8.85988E-41
面9, 31                                   
k =0.00000    A (4次)=2.768476E-09     B(6次)=-4.8556E-14
C(8次)=7.176113E-19    D(10次)=-1.07637E-24   E(12次)=1.187443E-28
F(14次)=-7.98382E-34   G(16次)2.393557E-39
面8, 32                                    
k =0.00000     A (4次)=-4.35553E-09     B(6次)=3.635868E-14
C(8次)=-5.95127E-19    D(10次)=7.658840E-24   E(12次)=-7.19412E-29
F(14次)=3.942821E-34   G(16次)=-9.54343E-40
面6, 34                                  
k=0.00000      A (4次)=-1.06469E-09     B(6次)=3.377750E-14
C(8次)=-1.10265E-19    D(10次)=2.282369E-24   E(12次)=-2.74304E-29
F(14次)=1.755771E-34   G(16次)=-4.82195E-40
【００４０】
表２，表３においてＲは曲率半径、ｄは面間隔を表す。表２において、面番号６〜１９，２１〜３４は各々光学系１００である。面番号２〜５，３５〜３８は各々測定光学系Ｌ１である。面番号２０はミラーＭ１である。表３において面番号６〜１９，２１〜３４は各々光学系である。面番号２〜５，３５〜３８は各々測定光学系Ｌ２である。面番号２０はミラーＭ２である。
【００４１】
今、便宜上、図４（Ａ），（Ｂ）の第１測定系１１００ａと第２測定系１１００ｂの波面測定形態１，２において、光学系１００のレンズＬ１１からＬ１５までが、表４に示すように偏芯したと仮定する。また表４においてミラーＭ２、ミラーＭ３の偏芯量は、レンズＬ１１からＬ１５までの偏芯によって発生したチルト成分（zernike2項、３項）を補正するために、ミラーＭ２、ミラーＭ３をそれぞれの偏芯させた量とする。
【００４２】
［表４］
レンズ名      Ｘ偏芯量            Ｙ偏芯量
Ｌ11          +50.000um          -50.000um
Ｌ12          -50.000um          +50.000um
Ｌ13          +50.000um          +50.000um
Ｌ14          -50.000um          +50.000um
Ｌ15          +50.000um          +50.000um
Ｍ２          -39.900um          +58.170um
Ｍ３          -56.820um          +64.570um
【００４３】
このとき、波面測定形態１，２における波面収差のコマ成分の計算値は表５に示すようになる。
［表５］
波面測定形態1          波面測定形態2
zernike7        -1.051458λ          -7.837996λ
zernike8         0.921803λ           1.738226λ
zernike14        0.068602λ          -1.227027λ
zernike15       -0.032967λ          -0.012590λ
zernike23       -5.1506E-4λ         -0.374624λ
zernike24       -1.005759E-3λ       -0.012639λ
λ＝632.8nm
表５の波面収差のコマ成分を目標に、光学系の各レンズＬ１１〜Ｌ１５の偏芯とミラーＭ２，ミラーＭ３の偏芯を変数にして、光学設計ソフトによって最適化した計算結果が表６となる。
【００４４】
［表６］
レンズ名    Ｘ偏芯算出結果    Ｙ偏芯算出結果
Ｌ11          +50.000um          -50.000um
Ｌ12          -50.000um          +50.000um
Ｌ13          +50.000um          +50.000um
Ｌ14          -50.000um          +50.000um
Ｌ15          +50.000um          +50.000um
Ｍ２          -39.900um          +58.170um
Ｍ３          -56.820um          +64.570um
【００４５】
表４，表６の数値は一致し、これより偏心量を求めるために計算した光学設計最適化手法が正しく信頼できるものであることがわかる。表４と表５より、第１測定系１１００ａと第２測定系１１００ｂの２つの測定形態での波面測定の結果から、光学系のレンズＬ１１からレンズＬ１５まで偏芯（表５）を正しく算出できることがわかる。
【００４６】
図５は表５を算出した偏芯の算出結果（算出方法）を光学ソフトのモデルに組込み、図２に示す反射望遠鏡１の光学性能をシミュレーションによって計算した横収差である。
【００４７】
本発明の光学系の調整方法等では光学系の波面収差を改善するように調整するだけではなく、各レンズの偏芯を求めて光学ソフトのモデルに組み込む。これにより、図５に示すように実際に使用する図２に示すような画角や像高で測定できない場合でも光学性能をシミュレーションによって評価することができるようにしている。
【００４８】
図６は図４（Ａ），（Ｂ）で示す実施例の第１測定系１１００ａと第２測定系１１００ｂで用いる一例としてのフィゾー型の干渉計の説明図である。図６においてレーザ光源１１から放射されたレーザ光（波長６３２．８ｎｍ）はビームエクスパンダ１２とコリメータレンズ１３によって平行光となり、ハーフミラー１４に入射する。ハーフミラー１４のハーフミラー面１４ａを通過したレーザ光の一部は参照光学系１５のハーフミラーよりなる参照面１５ａで反射し、参照光となりハーフミラー面１４ａで反射し、結像レンズ１６で集光されて検出手段１７に入射する。
【００４９】
一方、参照光学系１５を通過したレーザ光は集光された後に、図４に示す測定光学系Ｌ１（Ｌ２）に入射する。測定光学系Ｌ１（Ｌ２）を通過したレーザ光は図４（Ａ），（Ｂ）に示すように光学系１００、ミラーＭ１（Ｍ２）を介して戻り、参照光学系１５、ハーフミラー１４ａ、結像レンズ１６を介して検出手段１７に入射する。そして、参照面１５ａで反射したレーザ光と干渉して干渉パターンを形成する。検出手段１７で干渉パターンのフリンジを検出することによって、光学系１００の波面収差を測定する（図１のステップ１）。
【００５０】
尚、光学系１００の波面収差の測定は、この干渉方法に限らず、どのような方法であっても良い。
【００５１】
以上のように本発明によれば、測定対象となる光学系が大型であっても光学系を構成する光学素子の組立精度を容易に測定することができ、しかも所望の結像性能が得られるように光学素子の偏芯等の光学調整が容易に行える。
【符号の説明】
【００５２】
１  反射望遠鏡      １００  光学系      Ｌ１１〜Ｌ１５  光学部材
Ｍ１，Ｍ２  ミラー      １１００ａ  第１測定系      １１００ｂ  第２測定系
Ｌ１，Ｌ２  測定光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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