(57)【要約】【課題】  光学素子に対する透明平行平面板の姿勢を維持しつつ、基準光の波長に合わせた透明平行平面板を交換することができ、これにより光学素子の評価の作業効率を向上させることのできる収差測定装置を提供する。【解決手段】  光ディスクの種類に応じた波長の基準光を光学素子に対して出射する光源と、複数の種類の光ディスクの保護層と同一の材質及び厚さをそれぞれ備える複数の透明平行平面板からなる平面板群を保持し、この平面板群から基準光の波長に対応した１枚の透明平行平面板を選択して、光学素子からの出射光の進行方向上に配置する透明平行平面板保持切替手段と、光学素子の光軸に対する被選択透明平行平面板の光軸の傾きを変更する姿勢変更手段と、を備え、光学素子及び被選択透明平行平面板の透過光を解析することにより、光ディスクの種類に対応した基準光について、光学素子の収差を測定する。【選択図】  図２
2007078592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の種類の光ディスクに適用可能な光学素子の収差を測定する収差測定装置であって、
前記光ディスクの種類に応じた波長の基準光を前記光学素子に対して出射する光源と、
前記複数の種類の光ディスクの保護層と同一の材質及び厚さをそれぞれ備える複数の透明平行平面板からなる平面板群を保持し、この平面板群から前記基準光の波長に対応した１枚の透明平行平面板を選択して、前記光学素子からの出射光の進行方向上に配置する透明平行平面板保持切替手段と、
前記光学素子の光軸に対する前記被選択透明平行平面板の光軸の傾きを変更する姿勢変更手段と、
を備え、
前記光学素子及び前記被選択透明平行平面板の透過光を解析することにより、前記光ディスクの種類に対応した基準光について、前記光学素子の収差を測定することを特徴とする収差測定装置。
【請求項２】
前記光学素子の収差測定は、基準光の基準平面板による反射光と、前記光学素子及び前記被選択透明平行平面板の透過光と、により形成される干渉縞を解析することにより行う請求項１記載の収差測定装置。
【請求項３】
前記透明平行平面板姿勢変更手段は、前記基準光と前記被選択透明平行平面板の表面との交点、又は、この交点を通り前記基準光と直交する少なくとも１つの軸を中心として、前記平面板群を揺動させることによりその姿勢を変更する請求項１又は請求項２記載の収差測定装置。
【請求項４】
前記透明平行平面板姿勢変更手段は、前記基準光と前記被選択透明平行平面板とが交差する部分のうちの一点、又は、この点を通り前記基準光と直交する少なくとも１つの軸を中心として、前記平面板群を揺動させることによりその姿勢を変更する請求項１又は請求項２記載の収差測定装置。
【請求項５】
前記透明平行平面板保持切替手段は、切替後における前記被選択透明平行平面板の前記光学素子に対する姿勢が、切替前の姿勢を維持するように、前記透明平行平面板を切り替える請求項１〜４のいずれか１項記載の収差測定装置。
【請求項６】
前記透明平行平面板保持切替手段は、前記平面板群を同一面内であって前記基準光の進行方向に直交する一直線上に保持し、この面を前記直線が延びる方向に移動することにより、前記基準光の波長に対応した被選択透明平行平面板を前記光学素子からの出射光の進行方向上に配置する請求項１〜５のいずれか１項記載の収差測定装置。
【請求項７】
前記透明平行平面板保持切替手段は、前記平面板群を円板の一つの周方向に保持し、この円板をその中心の周りに回転させることにより、前記基準光の波長に対応した被選択透明平行平面板を前記光学素子からの出射光の進行方向上に配置する請求項１〜５のいずれか１項記載の収差測定装置。
【請求項８】
前記透明平行平面板姿勢変更手段は、前記透明平行平面板保持切替手段を揺動させることにより、前記光学素子の光軸に対する前記被選択透明平行平面板の光軸の傾きを変更するゴニオメータである請求項１〜７のいずれか１項記載の収差測定装置。
【請求項９】
前記透明平行平面板姿勢変更手段は、揺動の中心軸が互いに直交するように配置された二つのゴニオメータである請求項１〜８のいずれか１項記載の収差測定装置。
【請求項１０】
複数の種類の光ディスクに適用可能な光学素子、及び、前記複数の種類の光ディスクの保護層と同一の材質及び厚さをそれぞれ備える複数の透明平行平面板からなる平面板群から選択された１枚の透明平行平面板に対して、前記光ディスクの種類に応じた波長の基準光を照射して、前記光学素子及び前記被選択透明平行平面板の透過光を解析することによって、前記光学素子の収差を測定する収差測定装置に用いられる透明平行平面板保持器であって、
前記平面板群を保持し、この平面板群から前記基準光の波長に対応した透明平行平面板を選択して、前記光学素子からの出射光の進行方向上に配置する透明平行平面板保持切替手段と、
前記光学素子の光軸に対する前記被選択透明平行平面板の光軸の傾きを変更する姿勢変更手段と、
を備えることを特徴とする透明平行平面板保持器。
【請求項１１】
光ディスクの種類に応じた波長の基準光の基準平面板による反射光と、複数の種類の光ディスクに適用可能な前記光学素子、及び、前記複数の種類の光ディスクの保護層と同一の材質及び厚さをそれぞれ備える複数の透明平行平面板からなる平面板群から選択された１枚の透明平行平面板の透過光と、による干渉縞を形成して、これを解析する多波長干渉計であって、
前記平面板群を保持し、この平面板群から前記基準光の波長に対応した透明平行平面板を選択して、前記光学素子からの出射光の進行方向上に配置する透明平行平面板保持切替手段と、
前記光学素子の光軸に対する前記被選択透明平行平面板の光軸の傾きを変更する姿勢変更手段と、
を備えることを特徴とする多波長干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護層の厚さの異なる複数の光ディスクに対応可能な光学素子の収差を測定する収差測定装置、透明平行平面板保持器、及び、多波長干渉計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ、ＨＤ  ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＤＶＤ）その他の光ディスクには、記録層を保護するための保護層が設けられており、このような光ディスクへの情報の記録に用いられる光学素子の性能を評価するにあたっては、その光学素子だけでなく保護層も含めて評価をする必要がある。例えば多波長干渉計を用いて光学素子を評価する場合には、基準光の光源側から光学素子、及び、保護層と同一の材質・厚さを備えた透明平行平面板、を順に配置し、光学素子と透明平行平面板の透過光を解析することにより、光学素子の評価を行うことができる。
【０００３】
また、光ディスクへの記録のために照射する光の波長は、光ディスクの記録密度によって異なり、これに併せて保護層の厚さも異なるものとなっている。このため、光学素子の評価においては、基準光の波長及び保護層の厚さを、光ディスクの種類に合わせたものにする必要がある。
【特許文献１】特開２００３−１２１７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の干渉計を用いた光学素子の評価においては、基準光の波長を変えるごとに、手作業で厚さの異なる透明平行平面板に交換しなければならないため、評価作業の効率が低くならざるを得なかった。
【０００５】
また、光学素子のコマ収差を補正するために光ディスクを入射光に対して傾ける必要があり、光学素子の評価においてもこの傾きを再現するために透明平行平面板を傾けることが必要となる。この作業は、透明平行平面板を交換するたびに行わなければならないため、さらに評価作業に時間を要することとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の収差測定装置は、複数の種類の光ディスクに適用可能な光学素子の収差を測定する収差測定装置であって、光ディスクの種類に応じた波長の基準光を光学素子に対して出射する光源と、複数の種類の光ディスクの保護層と同一の材質及び厚さをそれぞれ備える複数の透明平行平面板からなる平面板群を保持し、この平面板群から基準光の波長に対応した１枚の透明平行平面板を選択して、光学素子からの出射光の進行方向上に配置する透明平行平面板保持切替手段と、光学素子の光軸に対する被選択透明平行平面板の光軸の傾きを変更する姿勢変更手段と、を備え、光学素子及び被選択透明平行平面板の透過光を解析することにより、光ディスクの種類に対応した基準光について、光学素子の収差を測定することを特徴としている。
【０００７】
上記光学素子の収差測定は、基準光の基準平面板による反射光と、光学素子及び被選択透明平行平面板の透過光と、により形成される干渉縞を解析することにより行うことができる。
【０００８】
上記透明平行平面板姿勢変更手段は、基準光と被選択透明平行平面板の表面との交点、又は、この交点を通り基準光と直交する少なくとも１つの軸を中心として、平面板群を揺動させることによりその姿勢を変更することが好ましい。
【０００９】
上記透明平行平面板姿勢変更手段は、基準光と被選択透明平行平面板とが交差する部分のうちの一点、又は、この点を通り基準光と直交する少なくとも１つの軸を中心として、平面板群を揺動させることによりその姿勢を変更することもできる。
【００１０】
上記透明平行平面板保持切替手段は、切替後における被選択透明平行平面板の光学素子に対する姿勢が、切替前の姿勢を維持するように、透明平行平面板を切り替えるとよい。
【００１１】
上記透明平行平面板保持切替手段は、平面板群を同一面内であって前記基準光の進行方向に直交する一直線上に保持し、この面を前記直線が延びる方向に移動することにより、基準光の波長に対応した被選択透明平行平面板を光学素子からの出射光の進行方向上に配置することができる。
【００１２】
上記透明平行平面板保持切替手段は、平面板群を円板の一つの周方向に保持し、この円板をその中心の周りに回転させることにより、基準光の波長に対応した被選択透明平行平面板を光学素子からの出射光の進行方向上に配置することが好ましい。
【００１３】
上記透明平行平面板姿勢変更手段は、透明平行平面板保持切替手段を揺動させることにより、光学素子の光軸に対する被選択透明平行平面板の光軸の傾きを変更するゴニオメータとすることができる。
【００１４】
上記透明平行平面板姿勢変更手段は、揺動の中心軸が互いに直交するように配置された二つのゴニオメータであるとよい。
【００１５】
本発明に係る透明平行平面板保持器は、複数の種類の光ディスクに適用可能な光学素子、及び、複数の種類の光ディスクの保護層と同一の材質及び厚さをそれぞれ備える複数の透明平行平面板からなる平面板群から選択された１枚の透明平行平面板に対して、光ディスクの種類に応じた波長の基準光を照射して、光学素子及び被選択透明平行平面板の透過光を解析することによって、光学素子の収差を測定する収差測定装置に用いられる透明平行平面板保持器であって、平面板群を保持し、この平面板群から基準光の波長に対応した透明平行平面板を選択して、光学素子からの出射光の進行方向上に配置する透明平行平面板保持切替手段と、光学素子の光軸に対する被選択透明平行平面板の光軸の傾きを変更する姿勢変更手段と、を備えることを特徴としている。
【００１６】
又、本発明に係る多波長干渉計は、光ディスクの種類に応じた波長の基準光の基準平面板による反射光と、複数の種類の光ディスクに適用可能な光学素子、及び、複数の種類の光ディスクの保護層と同一の材質及び厚さをそれぞれ備える複数の透明平行平面板からなる平面板群から選択された１枚の透明平行平面板の透過光と、による干渉縞を形成して、これを解析する多波長干渉計であって、平面板群を保持し、この平面板群から基準光の波長に対応した透明平行平面板を選択して、光学素子からの出射光の進行方向上に配置する透明平行平面板保持切替手段と、光学素子の光軸に対する被選択透明平行平面板の光軸の傾きを変更する姿勢変更手段と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、光学素子に対する透明平行平面板の姿勢を維持しつつ、基準光の波長に合わせた透明平行平面板を交換することができるため、光学素子の評価の作業効率を向上させることができる収差測定装置、透明平行平面板保持器、及び、多波長干渉計を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる実施形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。
＜第１実施形態＞
第１実施形態にかかる収差測定装置（多波長干渉計）は、被検レンズ（光学素子）８０、及び、光ディスクの保護層と同一の材質及び厚さの平面板群１００を透過する光を干渉縞解析することにより、光ディスクの種類（記録密度）に対応した基準光について、光学素子の収差の測定を行うものであるが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。本実施形態における収差測定装置は、干渉縞形成部２０と、干渉縞解析部４２と、透明平行平面板保持ステージ（透明平行平面板保持切り替え手段）１１０と、二つのゴニオステージ１３０、１５０からなる姿勢変更手段１７０と、を備える（図１、図２）。
【００１９】
干渉縞形成部２０は、周知の多波長干渉計を用いることができ、本実施形態では、図１に示すように、半導体レーザ（ＬＤ）（光源）２１、干渉縞観察用ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）４１、及び光学系３０を備えるものを用いる。ここで、光学系３０は、コリメータレンズ３１、ミラー３２、ハーフミラー３４、集光レンズ３５、基準平面板３６、ピンホール３７、及び反射基準凹面鏡３８により構成される。
【００２０】
半導体レーザ２１はドライバ２２によって駆動され、光ディスクの種類に応じた波長の基準光として所定のレーザ光を射出する。ドライバ２２はこれに接続された制御部４３から出力された制御信号に基づいて、半導体レーザ２１に対して駆動電流を供給する。制御部４３は、入力部４５から入力された基準光の波長その他の情報に応じた制御信号を出力し、この制御信号に対応して半導体レーザ２１は複数の種類の波長の基準光を出射することができる。半導体レーザ２１から出射するレーザ光の進行方向には、半導体レーザ２１側から順にコリメータレンズ３１、及び、ミラー３２が配置されている。半導体レーザ２１から出射したレーザ光はコリメータレンズ３１により平行光化されて、その光路に対して４５度傾けて配置されたミラー３２で反射されることにより、進行方向が９０度曲げられる。
【００２１】
ミラー３２による反射光の光路上には、ミラー３２側から順にハーフミラー３４、基準平面板３６、被検レンズ８０、３枚の透明平行平面板１０１、１０２、１０３からなる平面板群１００、反射基準凹面鏡３８が配置される。ミラー３２により反射された光は、その光路に対して４５度傾けて配置されたハーフミラー３４を透過して、基準平面板３６に入射する。
【００２２】
基準平面板３６は、表面を高精度に研磨された平面ガラス板であって、ハーフミラー３４から遠い面には参照面３６ａが設けられている。参照面３６ａは基準平面板３６に入射した光の一部を透過し、残りを反射する性質を有している。この性質を利用して、参照面３６ａにより反射した光と、参照面３６ａを透過した後に被検レンズ８０を透過した光との干渉縞を得ることが可能となる。被検レンズ８０は、保持部１１により保持されている。この保持部１１としては、周知のレンズ保持装置を用いることができる。
【００２３】
参照面３６ａによる反射光は、ハーフミラー３４で反射された後に、集光レンズ３５を経て、その光路上に配置されたピンホール３７を通ってＣＣＤ４１に入射する。なお、ＣＣＤ４１に代えて、ほかのイメージングデバイス（例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ））を用いることもできる。
【００２４】
一方、参照面３６ａを透過した光は、被検レンズ８０を透過した後に平面板群１００から選択された透明平行平面板（被選択ガラス）を透過し、その後反射基準凹面鏡３８で反射され、基準平面板３６を再び透過する。この透過光は、ハーフミラー３４で反射された後に、集光レンズ３５、ピンホール３７を経てＣＣＤ４１に入射する。この光と参照面３６ａによる反射光とが干渉することにより干渉縞が形成される。形成された干渉縞はＣＣＤ４１で電気信号に変換され、干渉縞解析部４２に入力される。なお、半導体レーザ２１と基準平面板３６との間に、入射光を基準平面板３６への入射光と被検レンズ８０への入射光とに分岐するハーフミラーを配置して、参照面３６ａによる反射光と、被検レンズ８０による反射光又は被検レンズ８０及び平面板群１００から選択された透明平行平面板の透過光と、により干渉縞を形成することもできる。
【００２５】
平面板群１００は、透明平行平面板保持器１８０によって保持されている。透明平行平面板保持器１８０は、図２に示すように、透明平行平面板保持ステージ（透明平行平面板保持切替手段）１１０と、二つのゴニオステージ１３０、１５０からなる姿勢変更手段１７０と、を備える。透明平行平面板保持ステージ１１０は、平面板群１００を保持する保持板１１１と、ゴニオステージ１３０の可動部１３１に対して相対移動可能なスライドテーブル１２０と、スライドテーブル１２０に対して保持板１１１を固定するためのＬ字ブロック１１６と、ゴニオステージ１３０の可動部１３１に固定される矩形ブロック１２５と、を備える。
【００２６】
本実施形態においては、平面板群１００は、ＣＤ、ＤＶＤ、及び、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃの３種類の光ディスクの保護層と同一の材質及び厚さ（１．２ｍｍ（ＣＤ）、０．６ｍｍ（ＤＶＤ）、０．１ｍｍ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ））をそれぞれ備える３枚の透明平行平面板１０１、１０２、１０３からなり、基準光の波長（（７８５ｎｍ（ＣＤ）、６６０ｎｍ（ＤＶＤ）、４０５ｎｍ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ））に応じて１枚が選択される。これら透明平行平面板１０１、１０２、１０３は、透明平行平面板保持ステージ１１０の略矩形状の保持板１１１の同一面内において、一直線上に並べて保持されている。透明平行平面板は、例えばガラス、樹脂（例えばアクリル）で形成することができる。また、平面板群１００は、ＣＤ、ＤＶＤ、及び、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃのほかに、ＨＤ  ＤＶＤその他の光ディスクの保護層と同一の材質及び厚さを備える透明平行平面板を含めて構成することができる。例えば、ＨＤ  ＤＶＤの保護層と同一の材質及び厚さを備える透明平行平面板では、その厚さは０．６ｍｍであり、基準光が４０５ｎｍのときに選択される。
【００２７】
図２に示すように、保持板１１１は、Ｌ字ブロック１１６及びスライドテーブル１２０に挟持されてこれらに固定されている。このように一体となった保持板１１１、Ｌ字ブロック１１６、及び、スライドテーブル１２０は、ゴニオステージ１３０の可動部１３１の上面１３１ａに対して、被検レンズ８０を透過した基準光の進行方向に直交する方向（水平方向）であって、透明平行平面板１０１〜１０３の並ぶ一直線の方向（図２（ｂ）の上下方向）に相対移動可能である。一方、可動部１３１の上面１３１ａには、矩形ブロック１２５が固定されている。この矩形ブロック１２５には、保持板１１１へ向かう方向に付勢されたプランジャ１２２が挿通されている。
【００２８】
Ｌ字ブロック１１６の透明平行平面板１０１〜１０３から遠い端面には、透明平行平面板１０１、１０２、１０３の位置に対応した位置に凹部１１２、１１３、１１４が凹設されている。Ｌ字ブロック１１６は、これらの凹部１１２、１１３、１１４に、プランジャ１２２を嵌入することにより、可動部１３１に対して固定される。これに対して、プランジャ１２２を凹部１１２、１１３、１１４から外すと、保持板１１１、Ｌ字ブロック１１６、及びスライドテーブル１２０は、可動部１３１に対して相対移動可能となる。このように保持板１１１を移動可能とすることにより、透明平行平面板１０１〜１０３のうち、基準光の波長に対応した透明平行平面板（被選択透明平行平面板）を被検レンズ８０からの出射光の進行方向上（被検レンズ８０の光軸上）に配置することができる。この配置操作は、手動で行ってもよいが、制御部４３の制御によって自動的に行うこともできる。その場合は、記憶部４６に、基準光の波長と、透明平行平面板１０１〜１０３の中から選択すべき透明平行平面板と、の対応テーブルをあらかじめ記憶させておき、操作者が入力部４５から入力した基準光の波長に応じて制御部４３が記憶部４６のテーブルを参照して適切な透明平行平面板を被検レンズ８０からの出射光の進行方向上に配置する。ここで、図２は、被検レンズ８０の出射光の進行方向上に選択された透明平行平面板（被選択透明平行平面板）１０２が配置され、保持板１１１は水平となっている状態を示している。なお、保持板１１１に配置する透明平行平面板の数は、２以上の任意の数とすることができる。
【００２９】
透明平行平面板保持ステージ１１０のＬ字ブロック１１６は、ゴニオステージ１３０の可動部１３１に固定され、ゴニオステージ１３０の基台１４１は、ゴニオステージ１５０の可動部１５１に固定されている。ゴニオステージ１５０の基台１６１は、固定台（不図示）に固定されている。
【００３０】
基台１４１には、マイクロメータヘッド１４２を保持するマイクロメータヘッド保持部１４３が設けられ、マイクロメータヘッド１４２の先端部１４２ａはマイクロメータヘッド保持部１４３から延出して可動部１３１に設けられた突起部１３２に当接する。マイクロメータヘッド１４２の先端部１４２ａをその軸方向に前進又は後退させると、先端部１４２ａが当接した突起部１３２が移動し、これにより、可動部１３１を、基台１４１に対して、透明平行平面板１０１〜１０３が一直線上で並ぶ方向と一致する軸Ａ（図２（ｂ））を中心として、揺動させることができる。この揺動にともなって、可動部１３１に固定された透明平行平面板保持ステージ１１０も揺動する。
【００３１】
基台１６１には、マイクロメータヘッド１６２を保持するマイクロメータヘッド保持部１６３が設けられ、マイクロメータヘッド１６２の先端部１６２ａはマイクロメータヘッド保持部１６３から延出して可動部１５１に設けられた突起部１５２に当接する。マイクロメータヘッド１６２の先端部１６２ａをその軸方向に前進又は後退させると、先端部１６２ａが当接した突起部１５２が移動し、これにより、可動部１５１を、基台１６１に対して、被検レンズ８０に入射する基準光に直交する平面（図２（ａ）の保持板１１１を含む面）において軸Ａと直交する軸Ｂ（図２（ａ）、（ｂ））を中心として、揺動させることができる。この揺動にともなって、ゴニオメータ１３０及び透明平行平面板保持ステージ１１０が揺動する。
【００３２】
ゴニオステージ１３０及びゴニオステージ１５０の操作は、上述のように手動で行ってもよいが、制御部４３の制御によって自動的に行うこともできる。その場合は、記憶部４６に、基準光の波長と、この波長に対応して被検レンズ８０のコマ収差を補正するのに必要な透明平行平面板の傾斜角度と、の対応テーブルをあらかじめ記憶させておき、操作者が入力部４５から入力した基準光の波長に応じて制御部４３が記憶部４６のテーブルを参照して透明平行平面板を適切な角度に傾斜させる。
【００３３】
以上のようにゴニオステージ１３０及びゴニオステージ１５０を操作することにより、被検レンズ８０からの出射光の進行方向上に位置する透明平行平面板１０２の被検レンズ８０の光軸又は出射光の進行方向に対する姿勢を自在に変えることができる。これにより、被検レンズ８０のコマ収差を補正することができる。このとき、ゴニオステージ１３０及びゴニオステージ１５０の揺動中心である軸Ａ及び軸Ｂの交点は透明平行平面板１０２内にあるため、被検レンズ８０と透明平行平面板１０２との距離を一定に保ちつつ、この場合の被選択透明平行平面板としての透明平行平面板１０２の姿勢を変えることができる。さらに、中央の透明平行平面板１０２の姿勢変更後に透明平行平面板保持ステージ１１０を操作した場合、保持板１１１は水平方向に移動するため、被検レンズ８０からの出射光の進行方向上に透明平行平面板１０１〜１０３のいずれが配置されても、被検レンズ８０に対する姿勢を同じものとすることができる。すなわち、被検レンズ８０に対する姿勢を維持しつつ、水平移動することができる。したがって、基準光の波長に合わせて行う、透明平行平面板の交換を迅速かつ正確に行うことができるため、光学素子の評価の作用効率を向上させることができる。軸Ａ及び軸Ｂはその交点が、被検レンズ８０の光軸上であって、中央の透明平行平面板１０２と交差する範囲内であれば、どの位置にあってもよい。また、平面板群１００を被検レンズ８０の光軸上に位置する点又は軸を中心に揺動させることができれば、ゴニオメータ１台又は３台以上で構成してもよいし、ゴニオメータ以外の構成を採用することもできる。
【００３４】
基準平面板３６は、支持装置（例えば電動θステージ）５１に保持されている。この支持装置５１は基準平面板駆動部５２を介して制御部４３に接続されている。制御部４３から出力された駆動信号を受けた基準平面板駆動部５２は、支持装置５１に対して所定の駆動電流を供給し、これにより支持装置５１は、基準平面板３６の光軸を基準平面板３６への入射光の進行方向に対して任意の角度（所定角度）θだけ傾斜させることができる。このように基準平面板３６（参照面３６ａ）を傾斜させることにより、傾斜角度に応じた干渉縞（空間キャリア、ｔｉｌｔ縞）が発生する。こうして得られる干渉縞を解析することにより、被検レンズ８０の位相分布を得ることができ、これにより波面収差その他の被検レンズ８０の表面状態を定量的に解析することができる。この解析には、以下で述べる空間的位相シフト法を用いることができる。一方、被検レンズ８０の表面状態は、干渉縞解析部４２に接続された出力部４４（例えば、モニタ、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プリンタ）上に表示され、従来の干渉縞解析を行うこともできる。本実施形態においては、定量的な干渉縞解析と従来の干渉縞解析の両方を行うことができるが、本発明はこれに限られずに、一方の干渉縞解析のみが行えるだけでもよい。
【００３５】
ここで、空間的位相シフト法を用いた干渉縞解析手法及び収差測定方法について説明する。
基準平面板３６の光軸を基準平面板３６への入射光の進行方向に対して角度θ（半導体レーザ２１の波長λに依存した所定の角度）だけ傾斜させると、干渉縞画像データに基づいて、干渉縞のある１周期分について、次式Ａで表される空間的な信号強度分布Ｉ（ｘ）を算出することができる。なお、この式Ａでは、１次元の表示（ｘのみの表示）としているためｙを省略してある。
＜式Ａ＞
Ｉ（ｘ）＝ａ＋ｂ・ｃｏｓ［φ＋２πνｘ］
ここで、ａは平均強度分布、ｂは振幅、νは空間キャリアの空間周波数、φはある点における初期位相である。νは、基準パターン画像データの白黒の縞の周期の逆数として算出されるものである。
【００３６】
式（Ａ）について、ａ，ｂが一定の値をとると見なし、４つの画素の信号強度をそれぞれＩ0、Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3とすると、初期位相φは次式Ｂで表される。
＜式Ｂ＞
2007078592.tif 000003
この式により被検レンズ８０の各点における位相を求めることができ、２次元的にこれを繰り返せば、被検レンズ８０の波面収差を定量的に求めることができる。
【００３７】
制御部４３には、入力部４５（例えばキーボード、マウス）、及び、基準平面板駆動部５２が接続されている。制御部４３では、入力部４５から入力された信号に基づいて、基準平面板駆動部５２に対して、基準平面板３６の姿勢設定に必要な制御信号を出力する。基準平面板駆動部５２では、この制御信号に基づいて、支持装置５１に対して、基準平面板３６の姿勢を設定するのに必要な駆動電流を供給する。
【００３８】
つづいて、被検レンズ８０の収差測定の流れについて、図３を参照しつつ説明する。
まず、基準平面板３６に垂直に入射した光のうち、基準平面板３６を透過し反射基準凹面鏡３８により反射し再び基準平面板３６を透過した光と、基準平面板３６で反射された光と、が同じ光路をたどってＣＣＤ４１に入射するように、半導体レーザ２１、ＣＣＤ４１、及び光学系３０の各構成要素を配置して、干渉縞解析及び光学的調整の動作を開始する（ステップＳ１００）。同じ光路をたどって入射したか否かの確認は周知の方法により行うためここではその説明は省略する。
【００３９】
次に、操作者が入力部４５を操作して傾斜角度値θ及び基準光の波長を入力する。
制御部４３は、基準平面板駆動部５２に対して、入力された傾斜角度θに対応した制御信号を出力し、この制御信号を受けた基準平面板駆動部５２は支持装置５１に対して、基準平面板３６が入射光の光路に対して角度θだけ傾斜するのに必要な駆動電流を供給する。これにより、基準平面板３６は、入射光の光路に対して角度θだけ傾斜する姿勢をとる（ステップＳ１０１）。
【００４０】
制御部４３は、半導体レーザ２１が入力された波長の基準光を出射するように、ドライバ２２に対して制御信号を供給する。この制御信号を受けたドライバ２２は、半導体レーザ２１に対して必要な駆動電流を供給する（ステップＳ１０２）。
【００４１】
ここで、操作者は、透明平行平面板保持ステージ１１０を操作することにより、透明平行平面板１０１〜１０３の中から基準光の波長に対応した透明平行平面板を選択して、被検レンズ８０からの出射光の進行方向上（又は被検レンズ８０の光軸上、又は基準光の被検レンズ８０への入射方向上）であって被検レンズ８０からの出射光の進行方向上に配置する。また、操作者は、被検レンズ８０のコマ収差を補正するために、ゴニオステージ１３０及びゴニオステージ１５０を操作することにより、選択された透明平行平面板を被検レンズ８０に対して所定角度だけ傾斜させる（ステップＳ１０３）。なお、透明平行平面板の被検レンズ８０からの出射光の進行方向上への配置と、透明平行平面板の傾斜操作と、はどちらを先に行ってもよい。
【００４２】
ドライバ２２を動作させることにより、半導体レーザ２１から基準光が出射され（ステップＳ１０４）、この出射光は、コリメータレンズ３１を経てミラー３２で反射され、ハーフミラー３４を透過して基準平面板３６へ入射し、参照面３６ａによる反射光と、基準平面板３６の透過した後に、被検レンズ８０及び透明平行平面板１０１〜１０３の中から選択された透明平行平面板を透過して反射基準凹面鏡３８で反射された光と、により形成された干渉縞（ステップＳ１０５）がＣＣＤ４１に入射する（ステップＳ１０６）。
【００４３】
形成された干渉縞は、出力部４４上の表示により解析することができる一方、干渉縞解析部４２において位相を算出することにより詳細かつ定量的な解析（収差測定）を行うことができる（ステップＳ１０７）。干渉縞の形成、出力部４４への表示、及び、干渉縞解析部４２における位相分布（波面収差）の算出結果は、記憶部４６に保存される。
【００４４】
操作者が干渉縞解析の継続を希望しないとき（ステップＳ１０８でＮＯ）は、操作者が入力部４５を操作することにより、干渉縞解析装置はその動作を停止する（ステップＳ１０９）。これに対して、干渉縞解析を継続する場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）は、操作者が入力部４５を操作することにより、干渉縞解析装置は動作を継続する。ここで、基準光の波長を変更する場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）は、操作者が入力部４５から入力した値の波長を半導体レーザ２１が出射するように、制御部４３はドライバ２２に対して制御信号を出力し（ステップＳ１０２）、透明平行平面板を選択し、傾斜して所定位置に配置する（ステップＳ１０３）。基準光の波長を変更しない場合（ステップＳ１１０でＮＯ）、半導体レーザ２１はすでに設定されている値の波長の基準光を継続して出射する（ステップＳ１０４）。
【００４５】
以上のように、透明平行平面板保持ステージ１１０及び姿勢変更手段１７０を設けることにより、基準光の波長に合わせて透明平行平面板を選択して、被検レンズ８０の光軸上に傾斜した状態で配置する操作を容易に行うことができる。これにより、被検レンズ８０の収差測定を効率良く行うことができ、被検レンズ８０の評価の作業効率を向上させることができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
つづいて、本発明の第２実施形態について図４を参照しつつ説明する。第２実施形態においては、透明平行平面板保持ステージ１１０に代えて、透明平行平面板保持ステージ（透明平行平面板保持切り替え手段）２１０に透明平行平面板１０１〜１０３が保持されている。透明平行平面板保持ステージ２１０と、姿勢変更手段１７０と、により透明平行平面板保持器２８０が構成され、平面板群１００は透明平行平面板保持器２８０に保持されている。透明平行平面板保持ステージ２１０は、基台２２１がゴニオステージ１３０の可動部１３１に固定されている。その他の構成は第１実施形態と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用する。
【００４７】
第２実施形態においては、透明平行平面板１０１、１０２、１０３は、透明平行平面板保持ステージ２１０の円板状の可動板２１１の同一面（被検レンズ８０を透過した基準光に直交する面（水平面））内において、同一の周方向上に並べて保持されている。この可動板２１１は、その中心に挿通された回転軸２２３を中心として回転可能なように、基台２２１に対して支持されている。可動板２１１は、その外周面面に透明平行平面板１０１〜１０３の位置に対応させて設けた複数の凹部２１２、２１３、２１４のいずれかに、基台２２１側に設けられ弾性力によって回転軸２２３側へ付勢されたプランジャ２２２を嵌入することにより基台２２１に対して固定され、プランジャ２２２を凹部２１２、２１３、２１４から外したときには回転可能となる。このように可動板２１１が回転することにより、透明平行平面板１０１〜１０３のうち、基準光の波長に対応した透明平行平面板を被検レンズ８０からの出射光の進行方向上に配置することができる。この配置操作は、手動で行ってもよいが、制御部４３の制御によって自動的に行うこともできる。その場合は、記憶部４６に、基準光の波長と、透明平行平面板１０１〜１０３の中から選択すべき透明平行平面板と、の対応テーブルをあらかじめ記憶させておき、操作者が入力部４５から入力した基準光の波長に応じて制御部４３が記憶部４６のテーブルを参照して適切な透明平行平面板を被検レンズ８０からの出射光の進行方向上に配置する。ここで、図４は、被検レンズ８０の出射光上に中央の透明平行平面板１０２が配置され、可動板２１１は水平となっている状態を示している。なお、可動板２１１に配置する透明平行平面板の数は、２以上の任意の数とすることができる。
なお、その他の作用、効果、変形例は第１実施形態と同様である。
【００４８】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る収差測定装置の構成を示す図であって、透明平行平面板保持器の構成を一部省略した図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る透明平行平面板保持器の構成を示す側面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る収差測定の流れを示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る透明平行平面板保持器の構成を示す側面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１    保持部
２０    干渉縞形成部
２１    半導体レーザ（光源）
３０    光学系
３６    基準平面板
３６ａ  参照面
３８    反射基準凹面鏡
４１    ＣＣＤ
４２    干渉縞解析部
４３    制御部
４４    出力部
４５    入力部
４６    記憶部
８０    被検レンズ（光学素子）
１００  平面板群
１０１  透明平行平面板
１０２  透明平行平面板
１０３  透明平行平面板
１１０  透明平行平面板保持ステージ（透明平行平面板保持切り替え手段）
１３０  ゴニオステージ
１５０  ゴニオステージ
１７０  姿勢変更手段
１８０  透明平行平面板保持器
２１０  透明平行平面板保持ステージ（透明平行平面板保持切り替え手段）
２８０  透明平行平面板保持器
【図１】
2007078592.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007078592.tif 000007