(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の収差をキャンセルするための収差キャンセルパターンのデータに基づいて、該所望の収差をキャンセルする波面歪みを有する検出光を形成し、該検出光を被検物体に照射する波面成形手段と、
該検出光が該被検物体により集光される度合いを検出する検出手段と、からなり、
該検出光が該被検物体により集光される度合いは、該検出光の波面の歪みが該被検物体により打ち消された度合いを、該被検物体の該所望の収差への寄与度として示すことを特徴とする収差判別装置。
【請求項２】
前記波面成形手段は、
読み出し光を出力する読み出し光源と、
前記収差キャンセルパターンのデータに基づいて該読み出し光を位相変調し、前記検出光を生成する位相変調型空間光変調装置と、
からなることを特徴とする請求項１記載の収差判別装置。
【請求項３】
前記読み出し光源が波長可変光源からなり、
更に、該波長可変光源が出力する前記読み出し光の波長を変更する波長変更手段を備えることを特徴とする請求項２記載の収差判別装置。
【請求項４】
所望の収差をキャンセルするための収差キャンセルパターンのデータに基づいて、該所望の収差をキャンセルする波面歪みを有する検出光を形成し、該検出光を被検物体に照射する波面成形工程と、
該検出光が該被検物体により集光される度合いを検出する検出工程と、からなり、
該検出光が該被検物体により集光される度合いは、該検出光の波面の歪みが該被検物体により打ち消された度合いを、該被検物体の該所望の収差への寄与度として示すことを特徴とする収差判別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、レンズや鏡面等の被検物体の収差を判別するための収差判別装置及び収差判別方法に関し、特に、レンズや鏡面等の被検物体の収差を迅速に判別することが可能な収差判別装置及び収差判別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズの製造工程では、レンズの研磨工程が終了すると、レンズにレーザー光を照射して干渉縞を生成する。そして、干渉縞の形状観察に基づきレンズの面が精度よく作成されたかを判定する。レンズが精度よく作成されたと判定された場合には、次の工程へ進む。一方、レンズの精度が悪いと判定された場合には、研磨等再度加工するか、もしくは、不良品として製造を中止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、レンズの面精度しか判別できず、レンズの収差までは判別することができなかった。
【０００４】
ここで、レンズの収差まで判別できれば、レンズの性能が設計値よりどの程度ずれているか等、レンズの製造に必要な情報を知ることができる。
【０００５】
そこで、レンズの製造工程中に、例えば、特開平６―２４９７４８号公報に記載されているレンズ収差測定法を用いて、レンズの球面収差及びコマ収差を測定することが考えられる。
【０００６】
この公報に記載されたレンズ収差測定法では、レンズの集光点を４分割し各点像を撮像する。撮像した各点像のデータを画像処理して各点像の重心を求める。得られた重心位置に基づき、球面収差およびコマ収差を算出する。
【０００７】
しかしながら、当該公報に記載されたレンズ収差測定法では、各点像の撮像後に複雑な解析を行う必要があるため、収差の判別に時間がかかり、レンズの製造工程全体の速度を低減化させてしまう問題がある。
【０００８】
一方、レンズと同様、鏡を製造する製造工程でも、鏡面の収差を迅速に判別できることが望ましい。
【０００９】
そこで本発明は、レンズや鏡面等の被検物体の収差を迅速に判別することができる収差判別装置及び収差判別方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、
所望の収差をキャンセルするための収差キャンセルパターンのデータに基づいて、該所望の収差をキャンセルする波面歪みを有する検出光を形成し、該検出光を被検物体に照射する波面成形手段と、
該検出光が該被検物体により集光される度合いを検出する検出手段と、からなり、
該検出光が該被検物体により集光される度合いは、該検出光の波面の歪みが該被検物体により打ち消された度合いを、該被検物体の該所望の収差への寄与度として示すことを特徴とする収差判別装置を提供している。
【００１１】
このように、本発明の収差判別装置では、波面成形手段が、所望の収差をキャンセルするための収差キャンセルパターンのデータに基づいて、該所望の収差をキャンセルする波面歪みを有する検出光を形成する。波面成形手段は、この検出光を被検物体に照射する。検出光は、被検物体により集光される際、検出光の波面歪みが被検物体の該所望の収差への寄与度に応じた度合いでうち消される。具体的には、被検物体の該所望の収差への寄与度が高い程、被検物体が検出光の波面の歪みを打ち消す度合いが大きくなり、被検物体が検出光を集光する度合いが大きくなる。従って、検出手段が被検物体により検出光が集光される度合いを検出することで得られる検出結果は、検出光の波面の歪みが被検物体により打ち消された度合いを示す。したがって、該被検物体の該所望の収差への寄与度を迅速に判定することができる。
【００１２】
ここで、被検物体は、任意の透過物体、例えば、レンズである。この場合、前記検出手段は、レンズを透過した検出光の集光度合いを検出する。本発明の収差判別装置によれば、レンズの所望の収差に対する寄与度を簡単かつ迅速に判別することができる。
【００１３】
被検物体は、任意の反射物体、例えば、鏡でも良い。この場合、前記検出手段は、鏡で反射された検出光の集光度合いを検出する。本発明の収差判別装置によれば、鏡の所望の収差に対する寄与度を簡単かつ迅速に判別することができる。
【００１４】
ここで、前記検出手段は、例えば、前記被検物体が無収差であり検出光が波面歪みのない平面波である場合に該被検物体が検出光を集光する位置に設けられ、該位置に集光した検出光のビームサイズを検出するためのビームサイズ検出手段、例えば、ＣＣＤから構成することができる。
【００１５】
あるいは、前記検出手段は、前記被検物体が無収差であり検出光が平面波である場合に該被検物体が検出光を集光する位置に設けられた所定の大きさの受光面を有する光強度検出手段、例えば、ホトディテクタからなるのでも良い。
【００１６】
被検物体の該所望の収差への寄与度が高い程、被検物体が検出光の波面の歪みを打ち消す度合いが大きくなり、被検物体が検出光を集光する度合いが大きくなる。すると、光強度検出手段の所定の大きさの受光面に受光される光の強度が大きくなる。従って、光強度検出手段の検出結果に基づき、寄与度を簡易かつ迅速に検出することができる。
【００１７】
もしくは、前記検出手段は、前記被検物体が無収差であり検出光が平面波である場合に該被検物体が検出光を集光する位置に設けられ、所定の大きさを有するピンホールを有し、前記被検物体が集光した検出光のうち該ピンホールを通過した部分の量を検出する光強度検出手段、例えば、ホトディテクタからなるのでもよい。
【００１８】
被検物体の該所望の収差への寄与度が高い程、被検物体が検出光の波面の歪みを打ち消す度合いが大きくなり、被検物体が検出光を集光する度合いが大きくなる。すると、所定の大きさを有するピンホールを透過する光の量が大きくなり、光強度検出手段の検出強度が大きくなる。従って、光強度検出手段の検出結果に基づき、寄与度を簡易かつ迅速に検出することができる。
【００１９】
また、
前記波面成形手段は、
読み出し光を出力する読み出し光源と、
前記収差キャンセルパターンのデータに基づいて該読み出し光を位相変調し、前記検出光を生成する位相変調型空間光変調装置と、
からなること
ことが好ましい。
【００２０】
読み出し光源は読み出し光を出力し、位相変調型空間光変調装置は、収差キャンセルパターンのデータに基づいて読み出し光を位相変調して、収差キャンセルパターンの位相分布を有する検出光を生成する。
【００２１】
このように、位相変調型空間光変調装置を所望の収差キャンセルパターンのデータによってアドレスするだけで、所望の位相分布を有する検出光を簡単に形成することができる。したがって、被検物体の所望の収差に対する寄与度を簡単に判別することができる。
【００２２】
なお、位相変調型空間光変調装置の代わりに、前記収差キャンセルパターンのデータにより予め作成され、該読み出し光を該収差キャンセルパターンに基づいて位相変調して前記検出光を生成するための位相変調マスクを用いても良い。
【００２３】
更に、本発明の収差判別装置は、収差キャンセルパターンのデータを予め格納しているデータ記憶手段を備えているのが好ましい。
【００２４】
予め格納された収差キャンセルパターンのデータに基づいて該所望の収差をキャンセルする波面歪みを有する検出光を形成すれば、検出光の形成を迅速に行うことができる。したがって、被検物体の該所望の収差に対する寄与度を、より簡単かつ迅速に判定することができ、実時間性に優れた収差判別を行うことができる。
【００２５】
もしくは、本発明の収差判別装置は、前記収差キャンセルパターンのデータを生成するデータ生成手段を備えていても良い。
【００２６】
データ生成手段によれば、任意の収差をキャンセルする波面歪みを有する検出光を形成するのに必要な収差キャンセルパターンのデータを生成することができる。したがって、被検物体の任意の収差に対する寄与度を判定することができる。
【００３２】
また、
前記読み出し光源が波長可変光源からなり、
更に、該波長可変光源が出力する前記読み出し光の波長を変更する波長変更手段を備えることが好ましい。
【００３３】
ここで、波長可変光源は、例えば、温度変更機能付きレーザダイオードで構成された波長可変レーザであることが好ましい。この場合、波長変更手段は、温度変更機能付きレーザダイオードの設定温度を変更することで、温度変更機能付きレーザダイオードから出力される読み出し光の波長を変更する。もしくは、波長可変光源は、光パラメトリック発振器で構成しても良い。この場合には、波長変更手段は、光パラメトリック発振器に設けられた非線形光学結晶を回転させることにより、光パラメトリック発振器から出力される読み出し光の波長を変更する。また、波長可変光源は、白色光源と、白色光源の後段に配置された順次変更可能な複数の色フィルタとで構成しても良い。この場合、波長変更手段は、白色光源の後段に配置する色フィルタを順次交換することにより、色フィルタを透過して得られる読み出し光の波長を変更する。
【００３４】
波長変更手段は、波長可変光源からの読み出し光の波長を変更することにより、検出光の波長を変更する。様々な波長の検出光のそれぞれに対して、複数の収差キャンセルパターンを使用した検出を繰り返し行い複数の収差への寄与度の順番を繰り返し判定することにより、被検物体の色収差を判別することができる。
【００３５】
もしくは、本発明は、
所望の収差をキャンセルするための収差キャンセルパターンのデータに基づいて、該所望の収差をキャンセルする波面歪みを有する検出光を形成し、該検出光を被検物体に照射する波面成形工程と、
該検出光が該被検物体により集光される度合いを検出する検出工程と、からなり、
該検出光が該被検物体により集光される度合いは、該検出光の波面の歪みが該被検物体により打ち消された度合いを、該被検物体の該所望の収差への寄与度として示す
ことを特徴とする収差判別方法
を提供する。
【００３６】
波面成形工程では、所望の収差をキャンセルするための収差キャンセルパターンのデータに基づいて、該所望の収差をキャンセルする波面歪みを有する検出光を形成する。この検出光が被検物体に照射される。検出光が被検物体により集光される際、検出光の波面の歪みは被検物体の該所望の収差への寄与度に応じた度合いでうち消される。具体的には、被検物体の該所望の収差への寄与度が高い程、被検物体が検出光の波面の歪みを打ち消す度合いが大きくなり、被検物体が検出光を集光する度合いが大きくなる。従って、検出工程では、検出光が被検物体により集光される度合いが検出され、その結果得られる検出結果が、検出光の波面の歪みが被検物体により打ち消された度合いを示す。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による収差判別装置及び収差判別方法について図１乃至図３に基づき説明する。
【００３８】
第１の実施の形態による収差判別装置１は、被検物体としてのレンズＬの収差を判別するための装置である。
【００３９】
図１に示すように、収差判別装置１は、波面成形光源１０と、制御装置２０と、ピンホール付き光強度検出器３０と、判定器４０とを備えている。
【００４０】
波面成形光源１０は、平行光である検出光を生成し、レンズＬに照射するためのものである。制御装置２０は、波面成形光源１０を制御して、レンズＬの所望の収差への寄与度を判定するために必要な波面歪みを有する検出光を生成させるためのものである。ピンホール付き光強度検出器３０は、レンズＬを透過した検出光のうちレンズＬによりその焦点に集光した光の強度を検出するためのものである。判定器４０は、ピンホール付き光強度検出器３０からの検出結果に基づいて、レンズＬの該所望の収差への寄与度を判定するためのものである。
【００４１】
波面成形光源１０は、波長可変レーザ６０と、コリメートレンズ７０と、ハーフミラー８０と、位相変調モジュール１００とから構成されている。
【００４２】
波長可変レーザ６０は、読み出し光であるレーザ光を生成するためのものである。なお、波長可変レーザ６０からの読み出し光は、略一様な位相分布を有し、かつ、所定の偏光面を有する直線偏光である。また、波長可変レーザ６０は、出力するレーザ光の波長が変更可能である。本実施の形態では、波長可変レーザ６０は、公知の温度変更機能付きレーザダイオードで構成されており、設定温度を変更することで、出力するレーザ光の波長が変更できるようになっている。
【００４３】
コリメートレンズ７０は、波長可変レーザ６０からの読み出し光をコリメートして平行光とするためのものである。
【００４４】
ハーフミラー８０は、コリメートレンズ７０を透過した読み出し光の一部を透過して位相変調モジュール１００に導くと共に、位相変調モジュール１００で位相変調され位相変調モジュール１００から出射した読み出し光（検出光）の一部を反射して、波面成形光源１０から出射させ、レンズＬに導くためのものである。
【００４５】
位相変調モジュール１００は、ハーフミラー８０からの読み出し光を、所望のパターンにて位相変調して、当該所望のパターンの位相分布の波面歪みを有する検出光を生成するためのものである。
【００４６】
次に、図２を参照して、位相変調モジュール１００について、説明する。
【００４７】
位相変調モジュール１００は、書き込み光源１１０と、コリメートレンズ１２０と、液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤという）１３０と、リレーレンズ１４０と、平行配向型ネマチック液晶空間光変調器（以下、ＰＡＬ−ＳＬＭ（Parallel-Aligned nematic-Liquid-crystal Spatial Light Modulator）という）１５０とから構成されている。
【００４８】
書き込み光源１１０は、一様な強度分布を有する書き込み光を生成するためのものである。書き込み光源１１０は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）で構成されている。
【００４９】
コリメートレンズ１２０は、書き込み光源１１０からの書き込み光をコリメートして平行光を生成するためのものである。
【００５０】
ＬＣＤ１３０は、透過型の電気アドレス型強度変調型空間光変調器である。ＬＣＤ１３０は、所望のパターンにて電気アドレス駆動されることにより、コリメートレンズ１２０からの書き込み光を強度変調して、当該所望のパターンの強度分布を有する強度変調光を生成するためのものである。ＬＣＤ１３０は、光入射層１３０ａと、光伝達層１３０ｂ、及び、光入射層１３０ａと光伝達層１３０ｂとの間に設けられた画素構造層１３０ｃとツイストネマチック液晶層１３０ｄと対向電極層１３０ｅとから構成されている。光入射層１３０ａは、透明ガラス基板とその外側表面に設けられた偏光板とからなる。光伝達層１３０ｂも、透明ガラス基板とその外側表面に設けられた偏光板とからなる。画素構造層１３０ｃは、複数の透明画素電極を備えている。これら複数の透明画素電極は、光軸に対して垂直な平面内に２次元マトリックス状に所定のピッチＰにて配列されている。かかる構成を有するＬＣＤ１３０は、光入射層１３０ａがコリメートレンズ１２０に対向し、光伝達層１３０ｂがリレーレンズ１４０に対向するように配置されている。画素構造層１３０ｃは、制御装置２０の後述する波面制御部２０ｄに接続されている。画素構造層１３０ｃが波面制御部２０ｄにより所望のパターンにて電気アドレス駆動されると、ツイストネマチック液晶層１３０ｄ内の液晶分子の配向状態が該所望のパターンに対応して変化する。コリメートレンズ１２０からの書き込み光が光入射層１３０ａの偏光板を介してツイストネマチック液晶層１３０ｄに入射すると、その偏光状態が変化し、光伝達層１３０ｂの偏光板を介して出射することで、強度変調光として出力する。このように、ＬＣＤ１３０は、所望のパターンの強度分布を有する強度変調光を出力することができる。
【００５１】
リレーレンズ１４０は、ＬＣＤ１３０から出力された強度変調光をＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に伝達するためのものである。ここで、リレーレンズ１４０のＬＣＤ１３０側の開口数ＮＡＬを、ＬＣＤ１３０の画素ピッチＰと書き込み光源１１０の書き込み光の波長λに対して、１／２Ｐ＜ＮＡＬ／λ＜１／Ｐの関係を有するように選択すれば、リレーレンズ１４０は、ＬＣＤ１３０の画素構造層１３０ｃに起因する空間周波数１／Ｐの信号成分を消去しつつ、ＬＣＤ１３０が表示している強度パターンを精度よくＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に伝達することができる。
【００５２】
ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、反射型の光アドレス型位相変調型空間光変調器である。ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、リレーレンズ１４０にて伝達された強度変調光によって光アドレスされ、ハーフミラー８０を透過した読み出し光を位相変調して、所望のパターンの位相分布の波面歪みを有する検出光を生成するためのものである。ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、書き込み側透明基板１５０ａと読みだし側透明基板１５０ｂと、書き込み側透明基板１５０ａと読みだし側透明基板１５０ｂとの間に設けられた透明電極１５０ｃ、光導電層１５０ｄ、ミラー層１５０ｅ、液晶層１５０ｆ、及び、他の透明電極１５０ｇとからなる。光導電層１５０ｄは、例えば、アモルファスシリコン製である。液晶層１５０ｆは、水平配向状態のネマティック液晶で構成されている。透明電極１５０ｃ及び１５０ｇは、図示しない交流電源に接続されている。かかる構成のＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、書き込み側透明基板１５０ａがリレーレンズ１４０に対向し、読み出し側透明基板１５０ｂがハーフミラー８０に対向し、かつ、液晶層１５０ｆ内の液晶分子の配向方向が波長可変レーザ６０からの読み出し光の偏光面と平行になるように、配置されている。ＬＣＤ１３０から出射した強度変調光がリレーレンズ１４０を介して光導電層１５０ｄに入射・結像すると、光伝導層１５０ｄを構成するアモルファスシリコンの結晶構造が変化する。その結果、液晶分子に与えられる電圧が変化して、液晶分子の配向状態が変化し複屈折率が変化するＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）効果を生じる。このため、ハーフミラー８０を透過した読み出し光は、液晶層１５０ｆを伝搬する際、位相変調される。読み出し光は、ミラー層１５０ｅにて反射し、液晶層１５０ｆ中を再び伝搬して位相変調された後、検出光として出射する。こうして出射した検出光は、ＬＣＤ１３０からの強度変調光の強度分布に対応した位相分布の波面歪みを有する。ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０より出射した検出光は、図１に示すように、ハーフミラー８０によってレンズＬが配置されている方向へ反射されて、波面成形光源１０から出射する。
【００５３】
なお、ＬＣＤ１３０、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０、及び、位相変調モジュール１００の具体的構成の詳細は、例えば、国際公開第ＷＯ９９／６６３６８号公報に記載されている。
【００５４】
制御装置２０は、パーソナルコンピュータからなる。制御装置２０は、図１に示すように、波長制御部２０ａと、収差キャンセルパターンデータ演算部２０ｂと、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃと、波面制御部２０ｄとを備えている。
【００５５】
波長制御部２０ａは、波面成形光源１０に所望の波長の検出光を生成させるためのものである。具体的には、波長制御部２０ａは、温度変更機能付きレーザダイオードである波長可変レーザ６０に接続されており、波長可変レーザ６０の温度を制御することにより、波長可変レーザ６０に所望の波長の読み出し光を出力させる。
【００５６】
収差キャンセルパターンデータ演算部２０ｂは、所望の複数の収差に対応した複数の収差キャンセルパターンのデータを演算するためのものである。本実施の形態では、収差キャンセルパターンデータ演算部２０ｂは、ザイデルの５収差に対応した５つの収差キャンセルパターンデータＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）を演算する。
【００５７】
以下、収差キャンセルパターンデータＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）について説明する。
【００５８】
レンズや鏡面が有する収差として、球面収差、コマ収差、非点収差、像面彎曲、及び、歪曲（ザイデルの５収差）が、以下の数式（１）に示す位相分布として定義されている。
【００５９】
球面収差（収差１）：Φ１（ρ、θ）＝−Ａρ4、
【００６０】
コマ収差（収差２）：Φ２（ρ、θ）＝Ｂρ３cosθ、
【００６１】
非点収差（収差３）：Φ３（ρ、θ）＝−Ｃρ２cos２θ、
【００６２】
像面彎曲（収差４）：Φ４（ρ、θ）＝−Ｄρ２、
【００６３】
歪曲（収差５）：Φ５（ρ、θ）＝Eρcosθ    ・・・（１）
【００６４】
ここで、（ρ、θ）は、光軸に対して垂直な平面上における任意の位置を示す。なお、ρは、当該垂直な平面上での原点（光軸と当該平面との交点）からの径方向の距離、θは、当該垂直な平面上における所定の基準軸からの円周方向の角度を示す。ここで、所定の基準軸は、当該垂直な平面上において原点から所定の径方向に延びる軸である。また、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、所定の係数である。なお、以後、必要に応じて、球面収差を「収差１」、コマ収差を「収差２」、非点収差を「収差３」、像面彎曲を「収差４」、及び、歪曲を「収差５」といい、各収差を、収差ｉ（ここで、ｉは、１〜５のうちのいずれかの整数）ということにする。
【００６５】
例えば、あるレンズが、球面収差のみを有している場合、すなわち、球面収差に対し１００％の寄与度を有している場合、このレンズに位相分布φ（ρ、θ）≒０を有する検出光（平面波）が照射されると、レンズは検出光を位相変調して、位相分布φ（ρ、θ）＝−Ａρ4の波面歪みを有する光に変換する。このことから、逆に、このレンズに位相分布φ（ρ、θ）＝Ａρ4の波面歪みを有する検出光を照射すれば、レンズは、この検出光の位相分布を打ち消して検出光を平面波に変換し、検出光をレンズの焦点にきれいに集光することがわかる。
【００６６】
本実施の形態では、レンズの球面収差に対する寄与度を判別するために、球面収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）＝−Φ１（ρ、θ）＝Ａρ4を設定し、波面成形光源１０を制御して、このパターンの位相分布φ（ρ、θ）＝Ａρ4の波面歪みを有する検出光を生成させ、レンズＬに照射する。レンズＬの球面収差に対する寄与度が高い程、レンズＬが検出光に対し位相分布φ＝−Ａρ4を与える割合が大きくなるため、検出光の位相分布φ＝Ａρ4が大きくうち消される。したがって、レンズＬを透過した後の検出光の波面は、平面波に近い状態となってレンズＬの焦点にきれいに集光する。このように、レンズＬは、球面収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）に対し、当該レンズＬの球面収差への寄与度に応じた量の位相分布の打ち消しを起こすため、その結果を検出することで、被検物体の球面収差への寄与度がわかる。
【００６７】
本実施の形態では、レンズＬの各収差に対する寄与度を判定することができるよう、収差キャンセルパターンデータ演算部２０ｂが、以下に示す数式（２）を演算して、収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）のデータを決定する。
【００６８】
球面収差キャンセルパターン：Ｃ１（ρ、θ）＝−Φ１（ρ、θ）＝Ａρ4、
【００６９】
コマ収差キャンセルパターン：Ｃ２（ρ、θ）＝−Φ２（ρ、θ）＝−Ｂρ３cosθ、
【００７０】
非点収差キャンセルパターン：Ｃ３（ρ、θ）＝−Φ３（ρ、θ）＝Ｃρ２cos２θ、
【００７１】
像面彎曲キャンセルパターン：Ｃ４（ρ、θ）＝−Φ４（ρ、θ）＝Ｄρ２、
【００７２】
歪曲キャンセルパターン：Ｃ５（ρ、θ）＝−Φ５（ρ、θ）＝−Ｅρcosθ
・・・（２）
【００７３】
収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃは、こうして演算された収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）のデータを格納する。
【００７４】
波面制御部２０ｄは、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃに格納されている５つの収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）のうちから１つの収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）（ここで、ｉは、１〜５のうちのいずれかの整数）を選択し、そのデータに基づき、波面成形光源１０に対し、対応する波面歪みを有する検出光を生成させるためのものである。
【００７５】
具体的には、波面制御部２０ｄは、選択した収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）のデータに基づき、収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）を示す駆動信号を生成し、画素構造層１３０ｃの各画素位置（ρ、θ）にある透明画素電極を駆動する。この結果、ＬＣＤ１３０は、収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）の強度分布を有する強度変調光を生成する。この強度変調光は、リレーレンズ１４０によりＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の光導電層１５０ｄに伝達される。こうして、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）の強度分布を有する強度変調光にて光アドレスされる。ここで、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０には、ハーフミラー８０から、略一様な位相分布、すなわち、位相分布φ（ρ、θ）≒０の平面波が読み出し光として入射している。したがって、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、この読み出し光を位相変調して、収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）の位相分布の波面歪みを有する検出光を生成する。
【００７６】
こうして生成された検出光は、ハーフミラー８０で反射されて波面成形光源１０を出射し、レンズＬを透過する。検出光がレンズＬにて集光される、すなわち、位相変調を受ける際、その波面歪みＣｉ（ρ、θ）が、当該レンズＬの対応する収差ｉ（ここで、ｉは、１〜５のうちのいずれかの整数）への寄与度に応じた量だけ打ち消される。この打ち消しの量が大きい程、検出光は平面波に近くなり、レンズＬの焦点にスポット状に集光する。打ち消しの量が小さければ、検出光は、レンズＬの焦点の周りに広がってしまう。
【００７７】
ピンホール付き光強度検出器３０は、検出光のうちレンズＬの焦点に集光した部分の強度を検出するためのものである。
【００７８】
ピンホール付き光強度検出器３０は、ホトディテクタ３２と、ホトディテクタの受光面の前面に配置されたピンホール板３４とから構成されている。ホトディテクタ３２は、その受光面がレンズＬの焦点面上で、かつ、レンズＬの光軸上に位置するように、配置されている。ピンホール板３４は、所定の大きさのピンホール（開口部）３４ａを有している。ここで、ピンホール板３４は、ピンホール３４ａの中心がレンズＬの光軸に位置するように、配置されている。なお、ピンホール３４ａの大きさは、レンズＬが無収差である場合において、波面歪みのない平面波が検出光として照射された際に当該レンズＬが当該平面波を集光して形成するビームスポットの径以下の所定の大きさとなっている。
【００７９】
かかる構成により、ホトディテクタ３２は、レンズＬの焦点面上に到達した検出光のうち、ピンホール３４ａを透過した光量を検出し、検出した光量Ｉｉ（ここで、ｉは、１〜５のうちのいずれかの整数）を示す検出信号を生成する。
【００８０】
判定器４０は、ピンホール付き光強度検出器３０からの検出信号の示す光量Ｉｉに基づいて、レンズＬの対応する収差ｉ（ここで、ｉは、１〜５のうちのいずれかの整数）への寄与度を判定する。すなわち、レンズＬの収差ｉへの寄与度が高い程、レンズＬが検出光の波面歪みの位相分布Ｃｉ（ρ、θ）を打ち消す度合いが大きくなる。したがって、レンズＬが検出光を集光する度合いが大きくなり、所定の大きさを有するピンホール３４ａを透過する光の量が大きくなるので、ホトディテクタ３２が検出する検出信号が示す光量Ｉｉが大きくなる。このため、判定器４０は、ホトディテクタ３２からの検出信号が示す光量Ｉｉに基づき、レンズＬの収差ｉへの寄与度を判定することができる。
【００８１】
判定器４０は、コンピュータからなる。判定器４０は、光量メモリ４０ａと判定部４０ｂとを備えている。光量メモリ４０ａは、ピンホール付き光強度検出器３０から出力された検出信号の示す光量Ｉｉのデータを格納するためのものである。判定部４０ｂは、光量メモリ４０ａに格納された光量Ｉｉのデータに基づき、検出光の集光の度合いを判定して、レンズＬの収差ｉへの寄与度を判定するためのものである。
【００８２】
なお、判定部４０ｂは、制御装置２０の波面制御部２０ｄに接続されており、波面制御部２０ｄより、光量Ｉｉのデータを格納するタイミングや、寄与度の判定を開始するタイミングについての指示を受ける。判定部４０ｂは、また、ＣＲＴやプリンタ等の出力装置５０に接続されている。出力装置５０は、判定部４０ｂの判定結果を出力するためのものである。
【００８３】
以上の構成を有する収差判別装置１の動作を、図３を参照して説明する。
【００８４】
レンズＬの研磨工程が終了すると、ユーザは、レンズＬを、被検物体として、収差判別装置１に配置する。ここで、レンズＬは、図１に示すように、波面成形光源１０からの検出光をピンホール付き光強度検出器３０に集光する位置に配置される。
【００８５】
次に、ユーザは、制御装置２０に対し収差判定動作の開始を指示する。なお、この時には、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃには、既に、上記数式（２）に示す収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）のデータが格納されている。
【００８６】
まず、波長制御部２０ａが、波長可変レーザ６０の温度を所定の温度に制御する波長設定動作を行う（ステップＳ１０）。この結果、波長可変レーザ６０は、所定の波長の読み出し光の出力を開始する。
【００８７】
次に、波面制御部２０ｄは、変数ｉを１に初期設定した（ステップＳ２０）後、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃから、収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）（この場合、球面収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ））のデータを読み出す（ステップＳ３０）。波面制御部２０ｄは、このデータに基づいて駆動信号を生成して、位相変調モジュール１００のＬＣＤ１３０を電気アドレス駆動する（ステップＳ４０）。この結果、位相変調モジュール１００は、位相分布φ（ρ、θ）＝Ｃ１（ρ、θ）＝Ａρ4の波面歪みを有する検出光を出力する。当該検出光は、ハーフミラー８０で反射されて波面成形光源１０から出力した後、レンズＬにて位相変調を受け、ピンホール付き光強度検出器３０に到達する。
【００８８】
検出光がレンズＬにて位相変調を受ける際、レンズＬの球面収差への寄与度が高い程、検出光の位相分布φ（ρ、θ）＝Ｃ１（ρ、θ）＝Ａρ4がうち消される度合いが増し、検出光は、波面歪みのない平面波に近づく。したがって、レンズＬを透過した後の検出光のうちピンホール３４ａ内にスポット状に集光する割合が増し、ホトディテクタ３２への入射光量が大きくなる。一方、レンズＬの球面収差への寄与度が低い場合には、位相分布Ｃ１（ρ、θ）＝Ａρ4がレンズＬによってうち消されにくくなるため、検出光は平面波に近づかない。このため、レンズＬを透過した検出光の集光の度合いが悪くなり、ピンホール３４ａ内に集光される光の量が小さくなり、ホトディテクタ３２への入射光量が小さくなる。
【００８９】
ピンホール付き光強度検出器３０は、ピンホール３４ａを透過してホトディテクタ３２に到達した光量Ｉ１を示す検出信号を生成する（ステップＳ５０）。判定器４０は、検出信号を受け取ると、光量メモリ４０ａに光量Ｉ１のデータを格納する（ステップＳ６０）。
【００９０】
こうして、球面収差についての測定が終了すると、次に、波面制御部２０ｄは、変数ｉの現在の値が収差の種類の総数（この場合、５）に到達したかを判断し（ステップＳ７０）、到達していない場合（ステップＳ７０にてＮｏ）には、変数ｉを１インクリメントした（ステップＳ８０）後、ステップＳ３０に戻って、収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）（この場合、コマ収差キャンセルパターンＣ２（ρ、θ））のデータを収差キャンセルパターンメモリ２０ｂから読み出して、球面収差の場合と同様に、位相変調モジュール１００を電気アドレス駆動する（ステップＳ４０）。ピンホール付き光強度検出器３０が、ピンホール３４ａを透過してホトディテクタ３２に到達した光量Ｉ２を示す検出信号を生成する（ステップＳ５０）。判定器４０は、検出信号を受け取り、光量Ｉ２のデータを光量メモリ４０ａに格納する（ステップＳ６０）。
【００９１】
以後、同様にして、変数ｉが５に到達するまで（ステップＳ７０でＮｏ）、非点収差キャンセルパターンＣ３（ρ、θ）、像面彎曲キャンセルパターンＣ４（ρ、θ）、及び、歪曲キャンセルパターンＣ５（ρ、θ）のデータを、順次、収差キャンセルパターンメモリ２０ｂから読み出して、対応する収差についての測定を行う（ステップＳ８０、Ｓ３０〜Ｓ７０）。
【００９２】
全５つの収差についての測定が終了する（ステップＳ７０でＹｅｓ）と、光量メモリ４０ａには、全収差１〜５についての光強度値Ｉ１〜Ｉ５が格納されている。判定部４０ｂは、これら５つの光強度値Ｉ１〜Ｉ５を、大きい方から順番に並べる並べ替え処理をおこなう（ステップＳ９０）。判定部４０ｂは、さらに、各光強度値に対応する収差名を、光強度値の順番に並べることで、レンズＬの全５収差に対する寄与度を大きい方から順番に並べる。例えば、光強度値Ｉ１〜Ｉ５が、Ｉ１＞Ｉ３＞Ｉ２＞Ｉ４＞Ｉ５の関係にある場合には、レンズＬの全５種類の収差への寄与度は、大きい方から順に、収差１（球面収差）、収差３（非点収差）、収差２（コマ収差）、収差４（像面彎曲）、及び、収差５（歪曲）となっていることがわかる。
【００９３】
次に、判定部４０ｂは、出力装置５０を制御して、判定結果である収差への寄与度の順番を出力する（ステップＳ１００）。ユーザは、出力装置５０の出力結果を見ることで、レンズＬの５つの収差に対する寄与度がどういう順番になっているかを判断することができる。ユーザは、この結果に基づき、どのように加工をやり直すか、もしくは、不良品として製造を中止するか、等について決定することができる。
【００９４】
以上のように、本実施の形態によれば、ＬＣＤ１３０に与える電気信号を切り替えるだけで光量Ｉｉを示す検出信号を得ることができる。しかも、当該検出信号の示す光量Ｉｉの大きさの順番を求めるだけでよいため、迅速に測定を行うことができる。
【００９５】
さらに、本実施の形態の収差判別装置１は、色収差の判別を行うこともできる。すなわち、１つの波長の検出光を使用して上記の測定動作Ｓ１０〜Ｓ１００を行い、全５収差に対する寄与度の順番を判定した後、上記測定動作Ｓ１０〜Ｓ１００を再び実行する。この際、Ｓ１０において、波長制御部２０ａは、波長可変レーザ６０の波長を別の波長に変更する。すなわち、波長制御部２０ａは、波長可変レーザ６０の温度を変更することにより、出力されるレーザ光の波長を別の波長に変更する。その後、波面制御部２０ｄが全５収差の収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）を順次１つずつ選択しながら位相変調モジュール１００を制御することにより検出光を生成し、ピンホール付き光強度検出器３０にて光強度を検出して、今回の波長におけるレンズＬの各収差への寄与度の順番を判定する（Ｓ２０〜Ｓ１００）。かかる動作を、波長可変レーザ６０のレーザ光の波長を逐次変更しながら繰り返し行うことにより、レンズＬの色収差を判定することができる。
【００９６】
上記説明では、判定部４０ｂは、５つの収差に対する寄与度の大きさの順番を判定していた。しかしながら、判定部４０ｂは、各収差に対するレンズＬの寄与度の大きさを定量化することもできる。
【００９７】
寄与度の大きさを定量化するためには、例えば、以下に示す２つの方法が考えられる。
【００９８】
（第１の定量化方法）
まず、レンズＬの代わりに、無収差レンズを、図１に示すように配置する。すなわち、無収差レンズを、波面成形光源１０からの検出光をピンホール付き光強度検出器３０に集光する位置に配置する。波面制御部２０ｄは、ＬＣＤ１３０に駆動信号を供給しないようにする。この結果、波面成形光源１０は、波面歪みを有しない平面波を出力し、無収差レンズに照射する。ピンホール付き光強度検出器３０は、ピンホール３４ａを透過した光量値（以下、無収差光量値Ｉｍａｘという）を示す信号を判定器４０に出力する。判定器４０は、無収差光量値Ｉｍａｘのデータを光量メモリ４０ａに格納する。
【００９９】
次に、被検物体としてのレンズＬを、図１に示すように配置する。波面制御部２０ｄは、再び、ＬＣＤ１３０に駆動信号を供給しないようにする。この結果、波面成形光源１０は、再び、波面歪みを有しない平面波を出力し、レンズＬに照射する。ピンホール付き光強度検出器３０は、ピンホール３４ａを透過した光量値（以下、基準光量値Ｉ０という）を示す信号を判定器４０に出力する。判定器４０は、基準光量値Ｉ０のデータを光量メモリ４０ａに格納する。
【０１００】
次に、実際の収差測定動作を行う。すなわち、波面制御部２０ｄは、各収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）のデータに基づいて駆動信号を生成し、ＬＣＤ１３０に供給する。この結果、波面成形光源１０は、当該収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）の位相分布の波面歪みを有する検出光を出力し、レンズＬに照射する。ピンホール付き光強度検出器３０は、ピンホール３４ａを透過した光量値（以下、検出光量値Ｉｉという）を示す信号を判定器４０に出力する。判定器４０は、検出光量値Ｉｉのデータを光量メモリ４０ａに格納する。
【０１０１】
全５種類の各収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）について測定が終了した段階では、光量メモリ４０ａには、５つの検出光量値Ｉ１〜Ｉ５と無収差光量値Ｉｍａｘと基準光量値Ｉ０のデータが格納されている。そこで、判定部４０ｂは、各収差ｉに対するレンズＬの寄与度Ｋｉ（ここで、ｉは、１〜５の整数）を、以下の数式（３）により演算する。
Ｋｉ  ＝  （Ｉｉ  −  Ｉ０）／（Ｉｍａｘ  −  Ｉ０）  ・・・（３）
【０１０２】
こうして規格化された寄与度Ｋｉは、０〜１のうちのいずれかの値を示し、レンズＬの対応する収差ｉに対する寄与度の割合を示す。また、全５種類の収差に対する寄与度Ｋｉの総和は１に近い値となる。
【０１０３】
判定部４０ｂが各収差ｉについての寄与度Ｋｉを出力装置５０を介して出力することにより、ユーザは、レンズＬの各収差への寄与度の大きさを定量的に知ることができる。
【０１０４】
（第２の定量化方法）
第１の定量化方法と同様、まず、レンズＬの代わりに、無収差レンズを図１に示すように配置する。また、波面制御部２０ｄが、ＬＣＤ１３０に駆動信号を供給しないようにする。ピンホール付き光強度検出器３０が検出を行うことにより、無収差光量値Ｉｍａｘを測定し、光量メモリ４０ａに格納する。
【０１０５】
次に、被検物体であるレンズＬを図１に示すように配置し、実際の収差測定動作を行う。すなわち、波面制御部２０ｄが各収差キャンセルパターンＣi（ρ、θ）のデータに基づいて駆動信号を生成し、ＬＣＤ１３０に供給する。ピンホール付き光強度検出器３０にて検出を行うことにより、対応する検出光量値Ｉｉを測定し、光量メモリ４０ａに格納する。
【０１０６】
全５種類の各収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）についての測定が完了すると、判定部４０ｂは、レンズＬの各収差ｉへの寄与度ｋｉ（ここで、ｉは１〜５の整数）を、以下の数式（４）により、演算する。
ｋｉ  ＝  Ｉｉ  ／Ｉｍａｘ    ・・・（４）
【０１０７】
こうして規格化された寄与度ｋｉは、０〜１のうちのいずれかの値を示し、レンズＬの収差ｉへの寄与度を示す。
【０１０８】
判定部４０ｂが各収差ｉについての寄与度ｋｉを出力装置５０を介して出力することにより、ユーザは、レンズＬの各収差ｉへの寄与度の大きさを定量的に知ることができる。
【０１０９】
なお、上記説明では、数式（１）に示される係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのそれぞれについて１つの値を設定し、各種類の収差ｉに対し１つの値の係数で決まる１つの位相分布Φｉ（ρ、θ）を設定していた。しかしながら、各種類の収差ｉに対して、係数を複数の値に設定した複数の位相分布Φｉ（ρ、θ）を設定しても良い。この場合には、各種類の収差ｉに対し複数の位相分布Φｉ（ρ、θ）が考えられるので、これに対応して、複数の収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）のデータを作成し、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃに格納しておく。
【０１１０】
例えば、球面収差に対し係数Ａの値を様々に変えた複数の位相分布Φ１（ρ、θ）を考えた場合には、当該複数の位相分布Φ１（ρ、θ）に対応して複数の収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）＝−Φ１（ρ、θ）のデータを作成し、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃに格納しておく。これら複数の収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）を１個ずつ順番に選択しながらＬＣＤ１３０を電気アドレス駆動し、ピンホール付き光強度検出器３０にて検出を行うことにより、球面収差について規定した複数の位相分布Φ１（ρ、θ）のそれぞれに対するレンズＬの寄与度を判定することができる。
【０１１１】
また、数式（１）より明らかなように、球面収差と像面彎曲については、その位相分布Φｉ（ρ、θ）はρのみの関数であるが、コマ収差、非点収差、及び、歪曲については、その位相分布Φｉ（ρ、θ）はρとθの関数である。ここで、上記実施の形態では、この角度θを、所定の１つの基準軸に対する角度として設定していた。したがって、コマ収差、非点収差、及び、歪曲の各収差に対しては、当該所定の１つの基準軸に対して規定された１つの位相分布Φｉ（ρ、θ）が設定されていた。しかしながら、角度θの基準軸を光軸の周りに様々に変更して得られる複数個の位相分布Φｉ（ρ、θ）を設定しても良い。したがって、コマ収差、非点収差、歪曲の各収差に対しては、角度θの基準軸を変更して作成した複数の収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）のデータを作成し、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃに格納しておいてもよい。
【０１１２】
例えば、コマ収差に対しθの基準軸を様々に変えた複数の位相分布Φ２（ρ、θ）を考えた場合には、当該複数の位相分布Φ２（ρ、θ）に対応して複数の収差キャンセルパターンＣ２（ρ、θ）＝−Φ２（ρ、θ）のデータを作成し、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃに格納しておく。これら複数の収差キャンセルパターンＣ２（ρ、θ）を１個ずつ順番に選択しながらＬＣＤ１３０を電気アドレス駆動し、ピンホール付き光強度検出器３０にて検出を行うことにより、コマ収差について規定した複数の位相分布Φ２（ρ、θ）のそれぞれに対するレンズＬの寄与度を判定することができる。
【０１１３】
以下、本発明の第２の実施の形態による収差判別装置及び収差判別方法について図４に基づき説明する。
【０１１４】
第２の実施の形態による収差判別装置１は、被検物体として凹面ミラーＭの収差を判別するための装置である。
【０１１５】
本実施の形態の収差判別装置１は、第１の実施の形態による収差判別装置１とは、以下の点のみが異なる。
【０１１６】
すなわち、本実施の形態では、ハーフミラー９０が、波面成形光源１０からの検出光の一部を反射して、凹面ミラーＭに入射させる位置に配置されている。凹面ミラーＭは、ハーフミラー９０で反射された検出光を反射するように配置されている。また、ピンホール付き光強度検出器３０は、ハーフミラー９０の後段で、かつ、凹面ミラーＭの焦点面上に位置している。したがって、凹面ミラーＭが反射した検出光のうちハーフミラー９０を透過した部分がピンホール付き光強度検出器３０に集光される。ここで、ピンホール付き光強度検出器３０では、第１の実施の形態と同様、ホトディテクタ３２の受光面が凹面ミラーＭの焦点面上に配置されており、凹面ミラーＭの光軸を中心として所定の大きさを有するピンホール３４ａを有したピンホール板３４が、ホトディテクタ３２の受光面の前面に配置されている。
【０１１７】
上記点を除き、本実施の形態の収差判別装置１の構成は、第１の実施の形態の収差判別装置１と略同一である。なお、図４では、波面成形光源１０、制御装置２０、及び、判定器４０の構成の詳細は示されていないが、図１に示す構成と同一である。すなわち、波面成形光源１０は波長可変レーザ６０，コリメートレンズ７０，ハーフミラー８０，及び、位相変調モジュール１００を備えている。なお、本実施の形態では、位相変調モジュール１００から出射した検出光は、ハーフミラー８０で反射されて波面成形光源１０から出力されると、ハーフミラー９０に入射するようになっている。制御装置２０は、波長制御部２０ａ，収差キャンセルパターンデータ演算部２０ｂ、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃ、及び、波面制御部２０ｄを備えている。判定器４０は、光量メモリ４０ａと判定部４０ｂとを備えている。
【０１１８】
凹面ミラーＭについても、レンズＬと同様、既述の数式（１）で定義される５つの収差が定義される。したがって、第１の実施の形態同様、収差キャンセルパターンデータ演算部２０ｂは、既述の数式（２）に基づき収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）のデータを演算し、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃは、これらのデータを格納する。
【０１１９】
上記構成を有する本実施の形態の収差判別装置１は、第１の実施の形態と同様、図３に示すように動作する。
【０１２０】
すなわち、凹面ミラーＭについて研磨工程が終了すると、ユーザは、凹面ミラーＭを収差判別装置１に図４に示すように配置し、制御装置２０に収差判定処理の開始を指示する。波長制御部２０ａが、波長可変レーザ６０の温度を所定の温度に制御して、読み出し光の波長を所定の波長に設定する（Ｓ１０）。その後、波面制御部２０ｄが、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃから収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）のデータを順番に読み出して測定を行う（Ｓ２０〜Ｓ６０、Ｓ７０でＮｏ、Ｓ８０）。全収差についての測定が終了する（Ｓ７０でＹｅｓ）と、判定器４０が、凹面ミラーＭの５つの収差に対する寄与度がどういう順番になっているかを判別し（Ｓ９０）、その結果を出力装置５０を介して出力する（Ｓ１００）。ユーザは、かかる寄与度を知ることにより、凹面ミラーＭを再加工すべきか、不良品であるとして製造を中止すべきか、等を決定することができる。さらに、波長可変レーザ６０の波長を変更しながら、測定を繰り返し行えば、凹面ミラーＭの色収差を判別することもできる。また、第１の実施の形態と同様、各収差に対する寄与度を定量化することもできる。更に、第１の実施の形態と同様、各種類の収差として、数式（１）の係数やθの基準軸を変更して作成した複数の位相分布を設定し、各位相分布に対する寄与度を判定するようにしても良い。
【０１２１】
本発明による収差判別装置及び収差判別方法は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。
【０１２２】
例えば、ザイデルの５収差に対する被検物体の寄与度を判定したが、他の任意の収差を規定して、当該任意の収差に対する被検物体の寄与度を判定するようにしても良い。この場合には、収差キャンセルパターンデータ演算部２０ｂが、任意の収差を示す位相分布Φ（ρ、θ）を演算し、この収差をキャンセルするための収差キャンセルパターンＣ（ρ、θ）＝−Φ（ρ、θ）のデータを演算する。収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃが、この収差キャンセルパターンのデータを格納する。波面制御部２０ｄが、この収差キャンセルパターンＣ（ρ、θ）のデータに基づいて位相変調モジュール１００を制御することで、対応する波面を有する検出光を生成する。このように、任意の収差キャンセルパターンを示す電気信号にて位相変調モジュール１００を制御することにより任意の波面歪みを有する検出光を生成することができるため、被検物体の任意の収差に対する寄与度を判定することができる。具体的には、ユーザが制御装置２０に対し収差判定動作の開始を指示する際、ユーザは、測定したい収差のデータを入力すればよい。収差キャンセルパターンデータ演算部２０ｂが当該収差に対する収差キャンセルパターンを演算する。収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃがそのデータを格納する。その後、実際の測定動作を行う。
【０１２３】
なお、所定の１個または複数の収差に対する寄与度を判定すれば良い場合には、対応する所定の収差キャンセルパターンのデータを、予め、収差キャンセルパターンデータメモリ２０ｃに格納しておけば良い。この場合には、収差キャンセルパターンデータ演算部２０ｂを省略することができる。
【０１２４】
上記第１の実施の形態の収差判別装置では、被検物体としてレンズＬを配置し、レンズＬの所望の収差に対する寄与度を判別した。しかしながら、レンズＬの代わりに他の任意の透過物体を配置すれば、当該任意の透過物体の所望の収差に対する寄与度を判別することができる。
【０１２５】
同様に、上記第２の実施の形態の収差判別装置では、被検物体として凹面ミラーＭを配置し、凹面ミラーＭの所望の収差に対する寄与度を判別した。しかしながら、凹面ミラーＭの代わりに他の任意の反射物体を配置すれば、当該任意の反射物体の所望の収差に対する寄与度を判別することができる。
【０１２６】
波長可変レーザ６０としては、温度変更機能付きレーザダイオードの代わりに、光パラメトリック発振器を使用しても良い。波長制御部２０ａが、光パラメトリック発振器に設けられている非線形光学結晶を回転させることにより、発振波長を変更させる。
【０１２７】
さらに、波長可変レーザ６０の代わりに、他の波長可変光源を採用しても良い。例えば、白色光源と複数の色フィルタとで波長可変光源を構成しても良い。波長制御部２０ａが複数の色フィルタのうちの１つを順次選択・変更しながら、白色光源の後段に配置する。
【０１２８】
ＬＣＤ１３０の構成は、上記のものに限られない。ＬＣＤ１３０としては、任意の構成の液晶ディスプレイを使用することができる。また、ＬＣＤ１３０の代わりに、他の任意の構成の電気アドレス型強度変調型空間光変調器を使用することができる。こうして使用する空間光変調器は、透過型でも反射型でもよい。
【０１２９】
ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の構成は、上記のものに限られない。また、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の代わりに、他の任意の構成の光アドレス型位相変調型空間光変調器を使用することができる。こうして使用する空間光変調器も、透過型でも反射型でもよい。
【０１３０】
また、位相変調モジュール１００の代わりに、任意の電気アドレス型位相変調型空間光変調器を使用することができる。収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）のデータに基づいて電気アドレス駆動され、波長可変レーザ６０からのレーザ光を位相変調できればよい。かかる電気アドレス型位相変調型空間光変調器も、反射型でも透過型でもいい。
【０１３１】
同様に、位相変調モジュール１００の代わりに、任意の光アドレス型位相変調型空間光変調器を使用することができる。この場合には、収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）のデータに基づいて形成した強度変調光を用いて光アドレス型位相変調型空間光変調器を光アドレス駆動し、波長可変レーザ６０からのレーザ光を位相変調する。例えば、収差キャンセルパターンＣｉ（ρ、θ）のデータに基づき強度変調マスクを予め作成しておく。書き込み光源からの書き込み光を強度変調マスクに照射し、強度変調マスクを透過した書き込み光を、リレーレンズを介して、光アドレス型位相変調型空間光変調器、例えば、ＰＡＬ−ＳＬＭに結像することが考えられる。
【０１３２】
また、位相変調モジュール１００の代わりに、所望の位相変調マスクを予め作成し使用するようにしても良い。例えば、数式（２）に示す５個の収差キャンセルパターンＣ１（ρ、θ）〜Ｃ５（ρ、θ）のデータに基づき、５枚の位相変調マスクを予め作成しておく。これら位相変調マスクのうちの１つを順次選択して、波長可変レーザ６０の後段に配置し、波長可変レーザ６０からの読み出し光が位相変調マスクを透過した後、検出光としてレンズＬまたは凹面ミラーＭに照射されるようにすれば良い。
【０１３３】
ピンホール付き光強度検出器３０のホトディテクタ３２にはピンホール板３４を設けなくてもよい。ホトディテクタ３２は所定の大きさの受光面を有しているので、ホトディテクタ３２をその受光面がレンズＬの焦点面上で、かつ、光軸を中心とする位置に配置すれば、受光面に入射する検出光の光量が検出光の集光の度合いを示すからである。
【０１３４】
ピンホール付き光強度検出器３０の代わりに、ＣＣＤ等の撮像装置を配置し、レンズＬの焦点面に形成された検出光の集光スポットのサイズを直接計測するようにしても良い。
【０１３５】
上記実施の形態では、制御装置２０が、波長制御と波面制御の両方を行ったが、波長可変レーザ６０に接続された波長制御装置と位相変調モジュール１００に接続された波面制御装置とを、それぞれ、別々に設けても良い。
【０１３６】
また、色収差を判定しない場合には、波長可変レーザ６０の代わりに通常の波長固定レーザを使用するようにすれば良い。この場合には、制御装置２０には波長制御部２０ａを設けなくて良い。
【０１３７】
さらに、上記実施の形態では、制御装置２０と判定器４０とを別々に設けたが、これらを単体のコンピュータで構成しても良い。
【０１３８】
また、ＬＣＤ１３０として、光入射層１３０ａ上にマイクロレンズアレイを備えたものを採用しても良い。ここで、マイクロレンズアレイは、複数のマイクロレンズからなり、画素構造層１３０ｃの複数の透明画素電極に対して１対１に対応して配置される。かかるタイプのＬＣＤ１３０を採用した場合には、リレーレンズ１４０の位置を光軸に沿って調整することにより、ＬＣＤ１３０の画素構造層１３０ｃに起因する信号成分を除去することができる。したがって、ＬＣＤ１３０が表示している収差キャンセルパターンを精度よくＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に伝達することができる。
【０１３９】
また、ＬＣＤ１３０とＰＡＬ−ＳＬＭ１５０とを、リレーレンズ１４０を介して光接続する代わりに、国際公開第ＷＯ９９／６６３６８号公報に記載されているように、ファイバー光学プレートを介して直接接続しても良い。すなわち、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０より書き込み側透明基板１５０ａを除去し、透明電極１５０ｃをファイバー光学プレートを介してＬＣＤ１３０の光伝達層１３０ｂに接続する。この場合には、ファイバー光学プレートの開口数ＮＡＦＯＰが、ＬＣＤ１３０の画素ピッチＰと、光伝達層１３０ｂの厚さｄと、書き込み光源１１０の波長λに対する光伝達層１３０ｂの屈折率ｎＧに対して、ｎＧ・Ｐ／ｄ＜ＮＡＦＯＰ＜２ｎＧ・Ｐ／ｄという条件を満足するように構成すれば、ファイバー光学プレートは、ＬＣＤ１３０の画素構造層１３０ｃに起因する信号成分消去しつつ、ＬＣＤ１３０が表示している収差キャンセルパターンを精度よくＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に伝達することができる。
【０１４０】
【発明の効果】
請求項１記載の収差判別装置によれば、所望の収差をキャンセルするための収差キャンセルパターンのデータに基づいて検出光を形成して被検物体に照射し、被検物体により集光された検出光を検出するだけで、被検物体の該所望の収差に対する寄与度を判定することができる。したがって、被検物体の該所望の収差に対する寄与度を、簡単かつ迅速に、判定することができる。
【０１４１】
請求項２記載の収差判別装置によれば、位相変調型空間光変調装置を所望の収差キャンセルパターンのデータによってアドレスするだけで、所望の位相分布の波面歪みを有する検出光を形成することができる。したがって、被検物体の所望の収差に対する寄与度を簡単に判別することができる。
【０１４３】
請求項３記載の収差判別装置によれば、被検物体の色収差を、簡単かつ迅速に測定することができる。
【０１４４】
請求項４記載の収差判別方法によれば、所望の収差をキャンセルするための収差キャンセルパターンのデータに基づいて検出光を形成して被検物体に照射し、被検物体により集光された検出光を検出するだけで、被検物体の該所望の収差に対する寄与度を判定することができる。したがって、被検物体の該所望の収差に対する寄与度を、簡単かつ迅速に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による収差判別装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１の収差判別装置に設けられた位相変調モジュールの構成を示すブロック図。
【図３】図１の収差判別装置の動作フロー図。
【図４】本発明の第２の実施の形態による収差判別装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１      収差判別装置
１０    波面成形光源
２０    制御装置
２０ａ  波長制御部
２０ｂ  収差キャンセルパターンデータ演算部
２０ｃ  収差キャンセルパターンデータメモリ
２０ｄ  波面制御部
３０    ピンホール付き光強度検出器
３２    ホトディテクタ
３４    ピンホール板
３４ａ  ピンホール
Ｌ      レンズ
４０    判定器
４０ａ  光量メモリ
４０ｂ  判定部
５０    出力装置
６０    波長可変レーザ
７０    コリメートレンズ
８０    ハーフミラー
９０    ハーフミラー
Ｍ      凹面ミラー
１００  位相変調モジュール
１１０  書き込み光源
１２０  コリメートレンズ
１３０  液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
１４０  リレーレンズ
１５０  平行配向型ネマチック液晶空間光変調器（ＰＡＬ−ＳＬＭ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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