JP2006292513A - Refractive index distribution measuring method for refractive index distribution type lens - Google Patents

Refractive index distribution measuring method for refractive index distribution type lens Download PDF

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香緒里 塚本
Kikue Irie
菊枝 入江
Hiroko Shinada
弘子 品田
Keiko Takumi
恵子 工
Takeaki Amakawa
竹昭 甘川
Yoshihiko Hoshiide
芳彦 星出
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of measuring easily and quickly a refractive index distribution over the whole area of a rod lens. <P>SOLUTION: This refractive index distribution measuring method for a refractive index distribution type lens 12 is provided with a step for measuring an incident position into the first measuring face S3 separated from an S2 by a distance Z1 in every of the incident positions, while moving the incident position two-dimensionally from the first incident position on an S1 to the plurality of other incident positions, a step for measuring an incident position into the second measuring face S4 separated from the first measuring S3 by a distance Z2 in every of the incident positions, while moving the incident position two-dimensionally from the first incident position on the S1 to the plurality of other incident positions, a step for comparing the incident position into the first measuring face S3 with the incident position into the second measuring face S4 in every of the incident positions and for calculating an emission position and an emission angle from the emission end face S2, and a step for finding a refractive index distribution constant, based on the emission position and the emission angle of a light beam. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、屈折率分布型レンズの屈折率分布測定方法に関し、詳細には、半径方向に屈折率分布を有する屈折率分布型レンズ、特に、ロッドレンズの屈折率分布を測定する方法に関する。   The present invention relates to a refractive index distribution measuring method for a refractive index distribution type lens, and more particularly to a refractive index distribution type lens having a refractive index distribution in the radial direction, and more particularly to a method for measuring a refractive index distribution of a rod lens.

ロッドレンズは、単体では、光情報の伝送におけるコリメータレンズ等として使用されまた、多数のロッドレンズをアレイ状に加工したロッドレンズアレイは、複写機やファクシミリ、スキャナなどで用いられるラインセンサの部品、または、LEDプリンタの書き込み用デバイス等として広く使用されている。   The rod lens is used alone as a collimator lens in the transmission of optical information, and a rod lens array obtained by processing a large number of rod lenses into an array is a part of a line sensor used in a copying machine, a facsimile machine, a scanner, etc. Alternatively, it is widely used as a writing device for LED printers.

ロッドレンズの性能を評価するための屈折率分布測定方法としては、例えば、ロッドレンズの球面収差を測定して、この測定結果から屈折率分布定数を逆算する方法が知られている(非特許文献1参照)。   As a refractive index distribution measurement method for evaluating the performance of a rod lens, for example, a method is known in which spherical aberration of a rod lens is measured and a refractive index distribution constant is calculated backward from the measurement result (Non-Patent Document). 1).

図10は、上記非特許文献1に記載されるロッドレンズ1の屈折率分布測定方法を説明する図である。この方法では、集光レンズ2を通した光線束(入射光線束)4を、測定対象のロッドレンズ1(被測定物)の中心軸6から距離aだけ離れた位置に入射させる。ロッドレンズ1からの出射光線束8が、ロッドレンズ1の出射面から距離L1、L2だけ離れた平面AA’、平面BB’を横切る位置a1、a2を測定することによって、光束の軌跡を求める。次に、ロッドレンズ1への光線束4の入射位置を一次元的に変更して、光束の軌跡が平面AA’、平面BB’を横切る位置を測定する。このようにして、測定結果から光束の軌跡を求める作業を繰り返すことによって、ロッドレンズ1の球面収差を求め、この球面収差から屈折率分布定数を算出する。   FIG. 10 is a diagram for explaining a method of measuring the refractive index distribution of the rod lens 1 described in Non-Patent Document 1. In this method, a light bundle (incident light bundle) 4 that has passed through the condenser lens 2 is made incident at a position a distance a away from the central axis 6 of the rod lens 1 (object to be measured) to be measured. By measuring the positions a1 and a2 across the plane AA ′ and the plane BB ′ that are separated from the exit surface of the rod lens 1 by the distances L1 and L2, the trajectory of the light flux is obtained. Next, the incident position of the light beam 4 on the rod lens 1 is changed one-dimensionally, and the position where the trajectory of the light beam crosses the planes AA ′ and BB ′ is measured. In this manner, the spherical aberration of the rod lens 1 is obtained by repeating the operation for obtaining the locus of the light beam from the measurement result, and the refractive index distribution constant is calculated from the spherical aberration.

また、ロッドレンズの像面湾曲と近軸焦点位置から屈折率分布定数を逆算する方法も知られている(特許文献1参照)。
この方法では、長さP/2(Pはレンズ内の光の蛇行周期長を表す)のロッドレンズの一方の端面近傍を物体面としてパターン面を設置し、パターン面に集光した単色光を照射することにより、他方の端面近傍に像面を形成し、この像面を観察して近軸焦点位置と像面湾曲カーブを求め、これらの近軸焦点位置と像面湾曲カーブから逆算して屈折率分布定数を求める。
Also known is a method of calculating back the refractive index distribution constant from the curvature of field of the rod lens and the paraxial focal position (see Patent Document 1).
In this method, a pattern surface is set with the vicinity of one end face of a rod lens having a length P / 2 (P represents the meandering period length of light in the lens) as an object surface, and monochromatic light condensed on the pattern surface is collected. By irradiating, an image surface is formed in the vicinity of the other end surface, and this image surface is observed to obtain a paraxial focal position and a field curvature curve, and a back calculation is performed from these paraxial focal positions and a field curvature curve. Obtain the refractive index distribution constant.

「屈折率分布型レンズの収差測定と解析」光学第11巻第6号 1982年12月"Aberration measurement and analysis of gradient index lens" Optics Vol. 6, No. 6, December 1982 特開2002−243586号公報JP 2002-243586 A

しかし、非特許文献1に記載されている方法では、ロッドレンズの入射端面内で一次元的に光線束の入射位置を変更しているため、ロッドレンズ全域の屈折率分布を測定する場合、ロッドレンズを位置決めする作業を繰り返すことが必要になる。   However, in the method described in Non-Patent Document 1, since the incident position of the light beam is changed one-dimensionally within the incident end face of the rod lens, when measuring the refractive index distribution over the entire rod lens, It is necessary to repeat the work of positioning the lens.

また、出射光束8が平面AA’、平面BB’を横切る位置a1、a2を測定するため、出射光線束8をフォトセンサーで受光するが、その位置決めには、出射光束8を微動ステージに搭載された検出用スリット(図示せず)を通過させ、スリットを移動させながらフォトセンサーの光量がピークとなる位置で微動ステージの移動量をダイヤルゲージで読み取る操作が必要であるため、測定に非常に時間がかかる。   Further, in order to measure the positions a1 and a2 where the outgoing light beam 8 crosses the planes AA ′ and BB ′, the outgoing light beam 8 is received by a photosensor. For positioning, the outgoing light beam 8 is mounted on a fine movement stage. Since it is necessary to read the amount of movement of the fine movement stage with a dial gauge at a position where the light intensity of the photosensor reaches a peak while moving the slit through a detection slit (not shown), the measurement takes a very long time. It takes.

一方、特許文献1で提案される方法では、測定の際に物体面としてパターン面を設置するため、パターン面の出し入れや位置調整などの煩雑な操作が必要になる。   On the other hand, in the method proposed in Patent Document 1, since a pattern surface is set as an object surface during measurement, complicated operations such as putting in and out of the pattern surface and position adjustment are required.

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、ロッドレンズ全域の屈折率分布を簡便且つ迅速に測定することができる方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method capable of easily and rapidly measuring the refractive index distribution of the entire rod lens.

本発明によれば、光源より発せられた光束を屈折率分布型レンズの一方の端面(入射端面)S1から入射させ他方の端面(出射端面)S2から出射した光束の位置に基づいて、前記レンズの屈折率分布を測定する屈折率分布型レンズの屈折率分布測定方法であって、前記光束の入射位置を前記S1上の第1の入射位置から他の複数の入射位置に二次元的に移動させながら、前記入射位置毎に、前記S2から距離Z1離れた第1測定面S3への前記光束の入射位置を測定するステップと、前記光束の入射位置を前記S1上の第1の入射位置から他の複数の入射位置に二次元的に移動させながら、前記入射位置毎に、前記第1測定面S3から距離Z2離れた第2測定面S4への前記光束の入射位置を測定するステップと、前記入射位置毎に、第1測定面S3への前記光束の入射位置と第2測定面S4への前記光束の入射位置とを比較し、前記出射端面S2からの前記光束の出射位置及び出射角度を算出するステップと、前記光束の出射位置及び出射角度に基づき屈折率分布定数を求めるステップと、を備えている、ことを特徴とする屈折率分布型レンズの屈折率分布測定方法が提供される。   According to the present invention, based on the position of the light beam emitted from the light source and incident from one end face (incident end face) S1 of the gradient index lens and emitted from the other end face (exit end face) S2, the lens A refractive index distribution measuring method for a gradient index lens that measures the refractive index distribution of the light beam, wherein the incident position of the light beam is moved two-dimensionally from the first incident position on the S1 to a plurality of other incident positions. Measuring the incident position of the light beam on the first measurement surface S3 that is separated from the S2 by a distance Z1 for each incident position, and determining the incident position of the light beam from the first incident position on the S1. Measuring the incident position of the light beam on the second measurement surface S4 that is separated from the first measurement surface S3 by a distance Z2 for each of the incident positions while moving to other incident positions two-dimensionally; For each incident position, the first Comparing the incident position of the light beam on the fixed surface S3 with the incident position of the light beam on the second measurement surface S4, calculating the emission position and the emission angle of the light beam from the emission end surface S2, and And a step of obtaining a refractive index distribution constant based on the exit position and the exit angle. A method for measuring a refractive index distribution of a gradient index lens is provided.

このような構成によれば、レンズの入射端面への光束の入射位置が二次元的に移動させられるので、レンズの横断面の全域の屈折率変化が迅速且つ容易に測定可能となる。   According to such a configuration, the incident position of the light beam on the incident end face of the lens can be moved two-dimensionally, so that the change in refractive index across the entire cross section of the lens can be measured quickly and easily.

本発明の他の好ましい態様によれば、前記レンズの光軸位置を検出するステップを更に備え、前記第1の入射位置が検出された光軸位置である。   According to another preferred aspect of the present invention, the method further comprises a step of detecting an optical axis position of the lens, wherein the first incident position is the detected optical axis position.

本発明の他の好ましい態様によれば、前記光軸位置検出ステップが、前記光源から前記レンズを通らずに前記第1測定面S3に入射する光束の入射位置P0を測定するステップと、前記光源から前記レンズを通って前記第1測定面S3に入射する光束の入射位置P0’を測定するステップと、前記P0’が前記P0と一致するように前記レンズを移動させ、前記P0’が前記P0と一致したときの前記S1への光束の入射位置を該レンズの光軸位置と決定するステップと、を備えている。   According to another preferred aspect of the present invention, the optical axis position detecting step measures the incident position P0 of the light beam incident on the first measurement surface S3 without passing through the lens from the light source, and the light source To measure the incident position P0 ′ of the light beam incident on the first measurement surface S3 through the lens, and move the lens so that the P0 ′ coincides with the P0, and the P0 ′ becomes the P0. And determining the incident position of the light beam on the S1 when it coincides with the optical axis position of the lens.

本発明の他の好ましい態様によれば、前記複数の入射位置が前記レンズの光軸位置を中心として同心円状に配置されている。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記複数の入射位置が前記レンズの光軸位置を一交点とする格子の交点上に配置されている。
According to another preferred aspect of the present invention, the plurality of incident positions are arranged concentrically around the optical axis position of the lens.
According to another preferred aspect of the present invention, the plurality of incident positions are arranged on intersections of a lattice having the optical axis position of the lens as one intersection.

本発明の他の好ましい態様によれば、前記第1の入射位置が前記レンズの物理的中心位置である。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記複数の入射位置が前記レンズの物理的中心位置を中心として同心円状に配置されている。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記複数の入射位置が前記レンズの物理的中心位置を一交点とする格子の交点上に配置されている。
According to another preferred aspect of the present invention, the first incident position is a physical center position of the lens.
According to another preferred aspect of the present invention, the plurality of incident positions are arranged concentrically around the physical center position of the lens.
According to another preferred aspect of the present invention, the plurality of incident positions are arranged on intersections of a lattice having a physical center position of the lens as one intersection.

本発明によれば、ロッドレンズ全域の屈折率分布を簡便且つ迅速に測定することができる方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method which can measure the refractive index distribution of the whole rod lens whole area simply and rapidly is provided.

以下、図面に沿って、本発明の好ましい実施形態のロッドレンズ屈折率分布測定方法を説明する。
図1は、本実施形態のロッドレンズ屈折率分布測定方法を実施する屈折率分布測定装置10の概略的な構成を示す図面であり、図2は、検査対象のレンズの入射端面S1、出射端面S2、第1測定面S3、第2測定面S4、S1への光束の入射位置P1、S2からの光束の出射位置P2、S3への光束の入射位置P3、およびS4への光束の入射位置P4の関係を模式的に示す図面である。
Hereinafter, a rod lens refractive index distribution measuring method according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a refractive index distribution measuring apparatus 10 that implements the rod lens refractive index distribution measuring method of the present embodiment, and FIG. 2 shows an incident end face S1 and an outgoing end face of a lens to be inspected. S2, the incident position P1 of the light beam on the first measurement surface S3, the second measurement surface S4, S1, the emission position P2 of the light beam from S2, the incident position P3 of the light beam on S3, and the incident position P4 of the light beam on S4 It is drawing which shows this relationship typically.

図1に示されているように、屈折率分布測定装置10は、測定対象のロッドレンズ12を保持するホルダ14を備えている。ロッドレンズ12およびホルダ14は、レンズ用多軸ステージ16に搭載され移動可能に構成されている。ロッドレンズ12の入射端側には、ロッドレンズ12の入射端面S1に向けて屈折率分布測定用の光を出射する光源18と、光源18とロッドレンズ12との間に配置された光学系(レンズ群)20とが配置されている。
本実施形態では、光源18として、He−Neレーザ等のレーザ光源が用いられる。また、光学系20は、光源18からの光束を、ロッドレンズ12の入射端面S1上に集光させるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the refractive index distribution measuring apparatus 10 includes a holder 14 that holds a rod lens 12 to be measured. The rod lens 12 and the holder 14 are mounted on a lens multi-axis stage 16 and configured to be movable. On the incident end side of the rod lens 12, a light source 18 that emits light for refractive index distribution measurement toward the incident end surface S <b> 1 of the rod lens 12, and an optical system disposed between the light source 18 and the rod lens 12 ( Lens group) 20 is arranged.
In the present embodiment, a laser light source such as a He—Ne laser is used as the light source 18. Further, the optical system 20 is configured to collect the light beam from the light source 18 on the incident end surface S <b> 1 of the rod lens 12.

ロッドレンズ12の出射端側には、ロッドレンズ12の出射端面S2から出射した光束を受光する第1のCCDカメラ22が第1の多軸ステージ24に搭載されている。   On the emission end side of the rod lens 12, a first CCD camera 22 that receives a light beam emitted from the emission end surface S <b> 2 of the rod lens 12 is mounted on the first multi-axis stage 24.

レンズ群20とロッドレンズ12との間には、ロッドレンズ12の光源18側の端面(入射端面)S1からの光を側方に向けて90度偏向させるハーフミラー26が配置されている。さらに、ハーフミラー26の側方には、ハーフミラー26によって偏向させられた光を結像させる結像レンズ28と、結像レンズ28の像を撮像する第2のCCDカメラ30とが配置されている。したがって、本実施形態の屈折率分布測定装置10は、第2のCCDカメラ30によって、ロッドレンズ12の入射端面S1の像を撮像できるように構成されている。結像レンズ28および第2のCCDカメラ30は、第2の多軸ステージ32に搭載され移動可能に構成されている。   A half mirror 26 is disposed between the lens group 20 and the rod lens 12 to deflect light from the end surface (incident end surface) S1 on the light source 18 side of the rod lens 12 by 90 degrees toward the side. Further, an image forming lens 28 that forms an image of the light deflected by the half mirror 26 and a second CCD camera 30 that picks up an image of the image forming lens 28 are disposed on the side of the half mirror 26. Yes. Therefore, the refractive index distribution measuring apparatus 10 of the present embodiment is configured such that the second CCD camera 30 can capture an image of the incident end surface S1 of the rod lens 12. The imaging lens 28 and the second CCD camera 30 are mounted on the second multi-axis stage 32 and configured to be movable.

第1および第2のCCDカメラ22、30は、光束の二次元的な位置を検出可能な二次元CCDカメラである。本実施形態の屈折率分布測定装置10は、第1および第2のCCDカメラ22、30の出力信号が、パーソナルコンピュータ34に送られ、CCDカメラ22、30が受光した光束の二次元的な位置が測定可能に構成されている。   The first and second CCD cameras 22 and 30 are two-dimensional CCD cameras capable of detecting a two-dimensional position of a light beam. In the refractive index distribution measuring apparatus 10 of this embodiment, the output signals of the first and second CCD cameras 22 and 30 are sent to the personal computer 34, and the two-dimensional positions of the light beams received by the CCD cameras 22 and 30 are received. Is configured to be measurable.

図1に示されているように、本実施形態の屈折率分布測定装置10では、光源18、レンズ群20、ロッドレンズ12、第1のCCDカメラ22、およびハーフミラー26が、光源18からの光束の出射方向に同一直線(Z軸)上に中心軸を合わせて配置されている。結像レンズ28が取り付けられた第2のCCDカメラ30は、ハーフミラー26を中心に、装置の軸Zから90度偏向した位置に配置される。   As shown in FIG. 1, in the refractive index distribution measuring apparatus 10 of this embodiment, the light source 18, the lens group 20, the rod lens 12, the first CCD camera 22, and the half mirror 26 are provided from the light source 18. The central axis is arranged on the same straight line (Z-axis) in the light emission direction. The second CCD camera 30 to which the imaging lens 28 is attached is disposed at a position deflected 90 degrees from the axis Z of the apparatus with the half mirror 26 as the center.

次に、屈折率分布測定装置10を用いたロッドレンズ12の屈折率分布測定方法を説明する。
まず、両端面がほぼ平行になるように加工されたレンズ長が略P/2(Pはレンズ内の光の蛇行周期長)の測定対象のロッドレンズ12を、ホルダ14に取付け、測定位置に配置する。このとき光源18からの光束Lがロッドレンズ12の入射端面S1上の光軸位置に入射するように、ロッドレンズ12を位置決めする。なお、本実施形態の屈折率分布測定方法では、光軸位置を後述の方法で検出するのが好ましい。
Next, a method for measuring the refractive index distribution of the rod lens 12 using the refractive index distribution measuring apparatus 10 will be described.
First, a rod lens 12 to be measured whose length is approximately P / 2 (P is the meandering period length of light in the lens) processed so that both end faces are substantially parallel is attached to the holder 14 and is measured. Deploy. At this time, the rod lens 12 is positioned so that the light beam L from the light source 18 enters the optical axis position on the incident end surface S1 of the rod lens 12. In the refractive index distribution measuring method of this embodiment, it is preferable to detect the optical axis position by the method described later.

第1のCCDカメラ22は、第1の多軸ステージ16を作動させて、ロッドレンズ12の出射端面S2からZ軸方向に距離Z1離れた第1測定面S3でロッドレンズ12の出射端面から出射した光束Lを受光するように配置しておく。   The first CCD camera 22 operates the first multi-axis stage 16 to emit from the exit end face of the rod lens 12 at the first measurement surface S3 that is separated from the exit end face S2 of the rod lens 12 by a distance Z1 in the Z-axis direction. It arrange | positions so that the light beam L which received may be received.

次いで、光源18を作動させ、ロッドレンズ12の入射端面S1の光軸位置(第1の入射位置)に、光源18から発せられた光束Lを入射させる。そして、ロッドレンズ12の出射端面S2から出射した光束Lを、第1のCCDカメラ22によって第1測定面S3で受光し、第1測定面S3への光束Lの入射位置P3を測定する(図2)。   Next, the light source 18 is operated, and the light beam L emitted from the light source 18 is incident on the optical axis position (first incident position) of the incident end surface S1 of the rod lens 12. The light beam L emitted from the emission end surface S2 of the rod lens 12 is received by the first measurement surface S3 by the first CCD camera 22, and the incident position P3 of the light beam L on the first measurement surface S3 is measured (FIG. 2).

次いで、ロッドレンズ12への光束Lの入射位置P1を入射端面S1上で複数の入射位置に移動させながら、入射位置P1毎に、ロッドレンズ12の出射端面S2から出射した光束Lを、第1のCCDカメラ22によって第1測定面S3で受光し、入射位置P1毎に第1測定面S3への光束Lの入射位置P3を測定する。   Next, while moving the incident position P1 of the light beam L to the rod lens 12 to a plurality of incident positions on the incident end surface S1, the light beam L emitted from the output end surface S2 of the rod lens 12 is changed to the first position for each incident position P1. The CCD camera 22 receives light on the first measurement surface S3, and measures the incident position P3 of the light beam L on the first measurement surface S3 for each incident position P1.

入射位置P1の移動は、ロッドレンズ12の入射端面の全域を覆う二次元的パターンに沿って、例えば、測定開始位置である光軸位置を中心とした同心円状に行なわれる。この場合、他の複数の入射位置は、例えば、図3(a)に黒丸で示されているように、中心に位置する測定開始位置(本実施形態では光軸位置)を中心として同心円状に配置される。
同心円状の移動に代えて、光軸位置を一交点とする格子に沿った移動としても良い。この場合、他の複数の入射位置は、例えば、図3(b)に黒丸で示されているように、中心に位置する測定開始位置(本実施形態では光軸位置)を一交点とする格子の交点上に配置される。
The movement of the incident position P1 is performed along a two-dimensional pattern that covers the entire area of the incident end face of the rod lens 12, for example, concentrically around the optical axis position that is the measurement start position. In this case, the other plurality of incident positions are concentrically centered around the measurement start position (optical axis position in the present embodiment) located at the center, as shown by a black circle in FIG. 3A, for example. Be placed.
Instead of concentric movement, movement along a lattice with the optical axis position as one intersection may be used. In this case, for example, as shown by a black circle in FIG. 3B, the other plurality of incident positions are gratings having a measurement start position (optical axis position in the present embodiment) located at the center as one intersection. It is arranged on the intersection of

入射端面S1での入射位置P1の変更は、レンズ用多軸ステージ16を駆動して、入射位置P1が所定の二次元パターンに沿って移動するようにロッドレンズ12の位置を変更することによって実行される。レンズ用多軸ステージ16の駆動は、パーソナルコンピュータ34によって制御される。   The change of the incident position P1 on the incident end surface S1 is performed by driving the lens multi-axis stage 16 and changing the position of the rod lens 12 so that the incident position P1 moves along a predetermined two-dimensional pattern. Is done. The driving of the lens multi-axis stage 16 is controlled by a personal computer 34.

次に、図2に矢印Aで示すように、第1の多軸ステージ24によって第1のCCDカメラ22をZ軸に沿ってロッドレンズ12から離れる方向に移動させ、第1のCCDカメラ22が第1測定面S3から距離Z2離れた第2測定面S4でロッドレンズ12の出射端面から出射した光束Lを受光するように配置する。   Next, as indicated by an arrow A in FIG. 2, the first CCD camera 22 is moved along the Z axis in a direction away from the rod lens 12 by the first multi-axis stage 24. It arrange | positions so that the light beam L radiate | emitted from the radiation | emission end surface of the rod lens 12 may be light-received in 2nd measurement surface S4 away from the 1st measurement surface S3 by the distance Z2.

この状態で、第1のCCDカメラ22を第1測定面S3に配置して行なった測定と同様の測定を行なう。すなわち、まず、光源18から光束Lをロッドレンズ12の入射端面S1上の光軸位置に入射させ、ロッドレンズ12の出射端面S2から出射した光束Lを、第1のCCDカメラ22によって第2測定面S4で受光し、この光束Lの第2測定面S4への入射位置をP4とする(図2)。   In this state, the same measurement as that performed by placing the first CCD camera 22 on the first measurement surface S3 is performed. That is, first, the light beam L is incident on the optical axis position on the incident end surface S1 of the rod lens 12 from the light source 18, and the light beam L emitted from the output end surface S2 of the rod lens 12 is second measured by the first CCD camera 22. The light is received by the surface S4, and the incident position of the light beam L on the second measurement surface S4 is P4 (FIG. 2).

次いで、ロッドレンズ12への光束Lの入射位置P1を入射端面S1上で複数の入射位置に二次元的パターン(例えば同心状)に沿って移動させながら、入射位置毎に、ロッドレンズ12の出射端面S2から出射した光束Lを、第1のCCDカメラ22によって第2測定面S4で受光し、入射位置P1毎に第2測定面S4への光束Lの入射位置P4を測定する。
ここで、入射端面S1への各入射位置は、第1測定面S3への光束Lの入射位置P3を測定したときのロッドレンズ12の入射端面S1への各入射位置と同一の入射位置とする。したがって、ロッドレンズ12の入射端面S1への入射位置毎に、第1測定面S3と第2測定面S4のそれぞれにおける入射位置P3、P4が測定される。
Next, while the incident position P1 of the light beam L to the rod lens 12 is moved to a plurality of incident positions on the incident end face S1 along a two-dimensional pattern (for example, concentric), the emission of the rod lens 12 is performed for each incident position. The light beam L emitted from the end surface S2 is received by the first CCD camera 22 on the second measurement surface S4, and the incident position P4 of the light beam L on the second measurement surface S4 is measured for each incident position P1.
Here, each incident position on the incident end surface S1 is the same incident position as each incident position on the incident end surface S1 of the rod lens 12 when the incident position P3 of the light beam L on the first measurement surface S3 is measured. . Therefore, the incident positions P3 and P4 on the first measurement surface S3 and the second measurement surface S4 are measured for each incident position on the incident end surface S1 of the rod lens 12.

このようにして測定された入射端面S1上の入射位置P1毎の測定面における入射位置P3、P4をパーソナルコンピュータ34に送り、入射端面S1上の入射位置P1毎に、その入射位置P1に光束Lを入射させたときの出射端面S2における光束Lの出射位置P2及び出射角度を算出する。算出された入射位置S1毎の出射位置P2及び出射角度は、データファイルとしてパーソナルコンピュータ34内に保存される。   The incident positions P3 and P4 on the measurement surface for each incident position P1 on the incident end face S1 thus measured are sent to the personal computer 34, and the light beam L is incident on the incident position P1 for each incident position P1 on the incident end face S1. The emission position P2 and the emission angle of the light beam L on the emission end face S2 are calculated. The calculated emission position P2 and emission angle for each incident position S1 are stored in the personal computer 34 as a data file.

なお、第1測定面S3及び第2測定面S4における光束Lの入射位置の検出は、測定面である第1のCCDカメラ22で撮像された入射光束のスポット画像を、パーソナルコンピュータ34で処理し、スポット画像を所定の閾値で2値化処理によって抽出し、抽出された形状の重心点を入射光束の中心位置として2次元座標で表すのがよい。   The incident position of the light beam L on the first measurement surface S3 and the second measurement surface S4 is detected by processing a spot image of the incident light beam captured by the first CCD camera 22 serving as the measurement surface by the personal computer 34. The spot image may be extracted by binarization processing with a predetermined threshold value, and the center of gravity of the extracted shape may be expressed in two-dimensional coordinates as the center position of the incident light beam.

スポット画像を観察することによってもロッドレンズ12の屈折率分布を測定でき、第1測定面S3及び第2測定面S4における光束の入射スポット画像を、パーソナルコンピュータ34内に画像ファイルとして保存するようにしてもよい。   The refractive index distribution of the rod lens 12 can also be measured by observing the spot image, and the incident spot images of the light beams on the first measurement surface S3 and the second measurement surface S4 are stored in the personal computer 34 as an image file. May be.

以上のように測定した結果得られる出射端面S2での出射位置並びに出射角度、第1測定面S3での入射位置、第2測定面S4での入射位置の各データに基づいて、被検査レンズ8の屈折率分布定数g及びh4を求める。なお、ロッドレンズの屈折率分布は以下の式により近似することができる。

Figure 2006292513

Figure 2006292513

Figure 2006292513

Figure 2006292513
0:光軸上の屈折率
r:光軸中心から半径方向の距離
g、h4:屈折率分布定数
gおよびh4の求め方は特に限定されないが、後述するような光学シミュレーションソフトを用いて求める方法が好ましい。 Based on the data of the exit position and exit angle on the exit end surface S2, the incident position on the first measurement surface S3, and the incidence position on the second measurement surface S4 obtained as a result of the measurement as described above, the lens 8 to be inspected. The refractive index distribution constants g and h 4 are determined. The refractive index distribution of the rod lens can be approximated by the following equation.
Figure 2006292513

Figure 2006292513

Figure 2006292513

Figure 2006292513
n 0 : Refractive index on the optical axis r: Distance g in the radial direction from the optical axis center, h 4 : Refractive index distribution constant The method for obtaining g and h 4 is not particularly limited, but optical simulation software as described later is used. This method is preferable.

上述したように、ロッドレンズ12の入射端面S1上への入射位置が二次元的に移動させられるので、ロッドレンズ12の横断面全域の屈折率分布が求められる。したがって、ロッドレンズ12の横断面を横切る任意の直線(例えば、直径)に沿った屈折率分布も得られる。
このため、例えば、ロッドレンズの屈折率分布が光軸位置に対して軸対称でない場合には、光軸を通る径方向の直線を光軸位置で2分割し、分割された各直線に沿って屈折率分布を求めることも極めて容易に行なうことができる。
As described above, since the incident position on the incident end face S1 of the rod lens 12 is moved two-dimensionally, the refractive index distribution of the entire cross section of the rod lens 12 is obtained. Therefore, a refractive index distribution along an arbitrary straight line (for example, a diameter) crossing the cross section of the rod lens 12 is also obtained.
Therefore, for example, when the refractive index distribution of the rod lens is not axially symmetric with respect to the optical axis position, a radial straight line passing through the optical axis is divided into two at the optical axis position, and along each divided straight line. The refractive index distribution can be obtained very easily.

次に、本発明の好ましい実施形態における測定対象のロッドレンズの光軸位置検出について説明する。図4(a)、(b)は、この光軸位置検出方法を説明する図面である。   Next, detection of the optical axis position of the rod lens to be measured in the preferred embodiment of the present invention will be described. FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining this optical axis position detection method.

この光軸位置検出方法は、上記屈折率分布測定装置10を使用する。まず、ロッドレンズ12をホルダ14にセットしない状態で、光源18から発せられた光束Lを第1測定面S3に入射させ、第1測定面S3への光束Lの入射位置P0(図4(a))を測定する。すなわち、光源18から発せされた光束Lが、ロッドレンズ12を通らない状態での第1測定面S3への光束Lの入射位置P0が測定される。   This optical axis position detection method uses the refractive index distribution measuring apparatus 10. First, in a state where the rod lens 12 is not set on the holder 14, the light beam L emitted from the light source 18 is incident on the first measurement surface S3, and the incident position P0 of the light beam L on the first measurement surface S3 (FIG. 4 (a) )) Is measured. That is, the incident position P0 of the light beam L on the first measurement surface S3 in a state where the light beam L emitted from the light source 18 does not pass through the rod lens 12 is measured.

次いで、ホルダ14に測定対象のロッドレンズ12をセットし、光源18からの光束Lが、ロッドレンズ12の入射端面S1に入射してロッドレンズ12を通過したときの第1測定面S3への入射位置P0’(図4(b))を測定する。   Next, the rod lens 12 to be measured is set in the holder 14, and the light beam L from the light source 18 enters the incident end surface S 1 of the rod lens 12 and enters the first measurement surface S 3 when passing through the rod lens 12. The position P0 ′ (FIG. 4B) is measured.

さらに、ロッドレンズ12を通った光束Lの第1測定面S3への入射位置P0’が、ロッドレンズ12を通らない状態での光束Lの第1測定面S3への入射位置P0と一致するように、レンズ用多軸ステージ16によってロッドレンズ12をX−Y平面内で移動させる。そして、入射位置P0’が入射位置P0と一致した時の光束Lのロッドレンズ12の入射端面S1への光束Lの入射位置P1をロッドレンズ12の光軸位置P1’とする。   Furthermore, the incident position P0 ′ of the light beam L that has passed through the rod lens 12 to the first measurement surface S3 matches the incident position P0 of the light beam L that has not passed through the rod lens 12 to the first measurement surface S3. Then, the rod lens 12 is moved in the XY plane by the lens multi-axis stage 16. The incident position P1 of the light beam L on the incident end surface S1 of the rod lens 12 when the incident position P0 'coincides with the incident position P0 is defined as an optical axis position P1' of the rod lens 12.

まず、上述のようにして光軸位置を検出し、この光軸位置検出工程の終わりの入射位置P0’が入射位置P0と一致している状態、すなわち、光束Lがロッドレンズ12の光軸位置に入射している状態から、上述した屈折率分布測定を開始するのがよい。   First, the optical axis position is detected as described above, and the state in which the incident position P0 ′ at the end of the optical axis position detecting process coincides with the incident position P0, that is, the optical axis position of the rod lens 12 It is preferable to start the above-described refractive index distribution measurement from the state where the light is incident on the light source.

ロッドレンズ12のX−Y平面内での移動では、ロッドレンズ12をセットしたホルダ14が搭載されているレンズ用多軸ステージ16が、パーソナルコンピュータ34からの移動指令信号によって制御される。
この移動指令信号は、第1のCCDカメラ22からの出力信号に基づいて、パーソナルコンピュータ34でロッドレンズ12を通らない光束Lの第1測定面S3への入射位置P0と、ロッドレンズ12を通過した光束Lの第1測定面S3への入射位置P0’の位置座標の差分を算出し、前記差分が減少する方向にレンズ用多軸ステージ16を移動させるように算出される。
In the movement of the rod lens 12 in the XY plane, the lens multi-axis stage 16 on which the holder 14 on which the rod lens 12 is set is mounted is controlled by a movement command signal from the personal computer 34.
Based on the output signal from the first CCD camera 22, the movement command signal passes through the rod lens 12 and the incident position P 0 of the light beam L that does not pass through the rod lens 12 in the personal computer 34 to the first measurement surface S 3. The difference of the position coordinates of the incident position P0 ′ of the incident light beam L on the first measurement surface S3 is calculated, and the lens multi-axis stage 16 is calculated to move in the direction in which the difference decreases.

一方、第1のCCDカメラ用多軸ステージ24を移動させることにより、第1のCCDカメラ22を、第2測定面S4に移動させ、この第2測定面S4において、ロッドレンズ12を通った光束Lの位置P0”が、ロッドレンズ12を通らない光束の位置P0と一致するようにロッドレンズ12をX−Y平面内で移動させ、P0”が位置P0と一致した時の光束のロッドレンズ12の入射端面への入射位置をロッドレンズ12の光軸位置P1”とし、この光軸位置P1”を、第1測定面S3での測定に基づいて決定した光軸位置P1’とを比較して、決定された光軸位置にずれがないことを確認してもよい。このようにすることにより、より精度の高い光軸位置の検出が可能となる。   On the other hand, the first CCD camera 22 is moved to the second measurement surface S4 by moving the first CCD camera multi-axis stage 24, and the light flux that has passed through the rod lens 12 on the second measurement surface S4. The rod lens 12 is moved in the XY plane so that the position P0 ″ of L coincides with the position P0 of the light beam not passing through the rod lens 12, and the rod lens 12 of the light beam when P0 ″ coincides with the position P0. The incident position on the incident end face is set as the optical axis position P1 ″ of the rod lens 12, and this optical axis position P1 ″ is compared with the optical axis position P1 ′ determined based on the measurement on the first measurement surface S3. It may be confirmed that there is no deviation in the determined optical axis position. By doing so, it is possible to detect the optical axis position with higher accuracy.

第1測定面S3における光束の入射位置の検出方法では、第1測定面S3であるCCDカメラ22で撮像された入射光束のスポット画像を、パーソナルコンピュータ34で処理し、前記スポット画像を所定の閾値で2値化処理することによって光束の位置を抽出し、抽出された形状の重心点を入射光束の中心位置として二次元座標で表す。このような方法を用いることで、光束のスポット系が拡がった状態でも光束の中心を特定することができる。   In the detection method of the incident position of the light beam on the first measurement surface S3, the spot image of the incident light beam captured by the CCD camera 22 which is the first measurement surface S3 is processed by the personal computer 34, and the spot image is processed with a predetermined threshold value. The position of the light beam is extracted by performing binarization processing in (2), and the center of gravity of the extracted shape is expressed in two-dimensional coordinates as the center position of the incident light beam. By using such a method, the center of the light beam can be specified even when the light spot system is expanded.

また、第2測定面S4への光束Lの入射位置を用いて光軸位置を検出する際、第1のCCDカメラ22を搭載した第1の多軸ステージ24を移動させるが、第1の多軸ステージ24もレンズ用多軸ステージ16と同様パーソナルコンピュータ34からの移動指令信号により制御される。   When the optical axis position is detected using the incident position of the light beam L on the second measurement surface S4, the first multi-axis stage 24 on which the first CCD camera 22 is mounted is moved. The axis stage 24 is also controlled by a movement command signal from the personal computer 34 in the same manner as the lens multi-axis stage 16.

ロッドレンズ12を通過しない光束の第1測定面S3への入射位置P0、及びロッドレンズ12を通過した光束Lの第1測定面S3への入射位置P0’の位置座標が一致したのち、入射端面S1における光軸位置と物理的中心位置との関係を確認するため、ハーフミラー26を介して入射端面S1を撮影可能な第2のCCDカメラ30で、入射端面S1の画像を撮影してもよい。   After the position coordinates P0 of the light beam not passing through the rod lens 12 to the first measurement surface S3 and the position coordinates of the light beam L passing through the rod lens 12 to the first measurement surface S3 are coincident, the incident end surface In order to confirm the relationship between the optical axis position in S1 and the physical center position, an image of the incident end face S1 may be taken by the second CCD camera 30 capable of taking the incident end face S1 via the half mirror 26. .

入射端面S1の画像もパーソナルコンピュータ34で処理され、入射端面S1の物理的中心位置が算出される。この物理中心位置と、上述した方法等で検出された光軸位置との間に差が生じた場合、この差がロッドレンズ12の光軸のずれ量となる。   The image of the incident end face S1 is also processed by the personal computer 34, and the physical center position of the incident end face S1 is calculated. When a difference occurs between this physical center position and the optical axis position detected by the above-described method or the like, this difference becomes the amount of deviation of the optical axis of the rod lens 12.

第2のCCDカメラ30は、ロッドレンズ12の光源18側に配置されたハーフミラー26で反射偏向された入射端面S1の像を撮影するが、入射端面S1からの反射光が充分得られるようにロッドレンズ12の出射端面側に反射板(図示せず)を配置してもよい。このような構成では、反射板の配置機構はスライド式開閉機構であり、入射端面S1を観察するとき以外は、反射板が出射端面に配置されない構成としてもよい。   The second CCD camera 30 captures an image of the incident end surface S1 reflected and deflected by the half mirror 26 disposed on the light source 18 side of the rod lens 12, but the reflected light from the incident end surface S1 is sufficiently obtained. A reflector (not shown) may be disposed on the exit end face side of the rod lens 12. In such a configuration, the arrangement mechanism of the reflection plate is a sliding opening / closing mechanism, and the reflection plate may not be arranged on the emission end surface except when the incident end surface S1 is observed.

上記実施形態の屈折率分布測定方法では、ロッドレンズの入射端面S1の第1入射位置を光軸中心としたが、ロッドレンズの光軸位置と物理的中心位置とがずれている場合等には、第1入射位置をロッドレンズ12の入射端面S1の物理的中心位置としてもよい。   In the refractive index distribution measuring method of the above embodiment, the first incident position of the incident end surface S1 of the rod lens is set as the optical axis center. However, when the optical axis position of the rod lens is shifted from the physical center position, etc. The first incident position may be the physical center position of the incident end surface S1 of the rod lens 12.

また、上記実施形態では、ロッドレンズ12のレンズ長をP/2付近としたが、他のレンズ長を選択してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the lens length of the rod lens 12 was set to P / 2 vicinity, you may select another lens length.

以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、光軸ずれが発生しているロッドレンズが測定できることを確認するため、製造条件を通常の条件から外し、故意に屈折率分布状態を悪化させ、光軸ずれが発生しているロッドレンズを測定対象とした。   Examples of the present invention will be described below. In this example, in order to confirm that the rod lens in which the optical axis deviation occurs can be measured, the manufacturing conditions are removed from the normal conditions, the refractive index distribution state is intentionally deteriorated, and the optical axis deviation occurs. A rod lens was used as a measurement target.

ロッドレンズの仕様は、外径寸法φ0.93mm、レンズ長5.60mmとした。このロッドレンズのλ=632.8nmにおける蛇行周期長Pは11.191mmである。また、屈折率分布測定装置の光源は、He-Neレーザ(λ=632.8nm)である。
測定条件は、測定開始位置を検出した光軸位置とし、入射位置の移動パターンを格子状パターンとし、そして、測定間隔を20μmとした。また、出射端面S2から第1測定面S3までの距離Z1=16mm、第1測定面S3から第2測定面S4までの距離Z2=5mmとした。
The specifications of the rod lens were an outer diameter of φ0.93 mm and a lens length of 5.60 mm. The rod lens has a meandering period length P at λ = 632.8 nm of 11.191 mm. The light source of the refractive index distribution measuring apparatus is a He—Ne laser (λ = 632.8 nm).
The measurement conditions were the optical axis position at which the measurement start position was detected, the movement pattern of the incident position was a lattice pattern, and the measurement interval was 20 μm. Further, the distance Z1 from the emission end surface S2 to the first measurement surface S3 was set to 16 mm, and the distance Z2 from the first measurement surface S3 to the second measurement surface S4 was set to 5 mm.

図5は、このロッドレンズにおける光軸位置検出後の入射端面S1の写真である。計測の結果、被検査レンズの物理的中心と光軸位置とのずれはおよそ13.4μmであった。   FIG. 5 is a photograph of the incident end face S1 after detecting the optical axis position in this rod lens. As a result of the measurement, the deviation between the physical center of the lens to be inspected and the optical axis position was about 13.4 μm.

図6(a)は第1測定面S3での入射位置P3をプロットした結果、図6(b)は第2測定面S4での入射位置P4をプロットした結果である。これらの測定データを光学シミュレーションに用いた結果を以下に示す。   FIG. 6A shows the result of plotting the incident position P3 on the first measurement surface S3, and FIG. 6B shows the result of plotting the incident position P4 on the second measurement surface S4. The results of using these measurement data in the optical simulation are shown below.

測定したデータによって式1に示すg及び h4を算出する。
使用した光学シミュレーションソフトはZEMAX(ZEMAX Development Corporation製:米国)である。
Based on the measured data, g and h 4 shown in Equation 1 are calculated.
The optical simulation software used is ZEMAX (ZEMAX Development Corporation: USA).

Figure 2006292513

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ZEMAXでは屈折率分布を式2に示すパラメーター値(n0、nr2、nr4)を入力することによって表すことができる。ここで、式1のg及びh4との関係は式3で表される。 In ZEMAX, the refractive index distribution can be expressed by inputting parameter values (n 0 , n r2 , n r4 ) shown in Equation 2. Here, the relationship between g and h 4 in Equation 1 is expressed by Equation 3.

測定データより、測定開始位置を中心に半径方向の1方向データを抜き出し、h4=0に固定、中心に最も近い光束(中心から20μmの距離でのデータ)について、出射端面S2でのCOSα、COSβ、COSγ(図7参照)、及び第1位置測定面S3に最もフィティングするgをZEMAXのOPTIMIZATION機能を用いて求めた。 From the measurement data, one-direction data in the radial direction is extracted from the measurement start position, fixed at h 4 = 0, COSα at the exit end face S2 for the light flux closest to the center (data at a distance of 20 μm from the center), COSβ, COSγ (see FIG. 7), and g most fitting to the first position measurement surface S3 were obtained by using the OPTIMIZATION function of ZEMAX.

gを前述で求めた値に固定し、その他各データについてのh4をOPTIMIZATION機能により求め、式2を用いて各々の半径での屈折率n(r)2を算出し、図8に示すグラフを作成した。図9に示すように半径r2に対する屈折率n(r)2の近似多項式を求め、n0、nr2、nr4を決定した。ここで、n0 2 = 2.2771、nr2 = -0.7005、nr4 = 0.1366となる。次に式3より、gおよびh4を算出し、g=0.555、h4=0.634という値を得た。
図9に本測定で得た被検査レンズの中心部分における屈折率分布と理想分布レンズでの場合の屈折率分布を比較したグラフを示す。
g is fixed to the value obtained above, h 4 for each other data is obtained by the OPTIMIZATION function, the refractive index n (r) 2 at each radius is calculated using Equation 2, and the graph shown in FIG. It was created. As shown in FIG. 9, an approximate polynomial of the refractive index n (r) 2 with respect to the radius r 2 was obtained, and n 0 , n r2 , and n r4 were determined. Here, n 0 2 = 2.2771, n r2 = -0.7005, and n r4 = 0.1366. Next, g and h 4 were calculated from Equation 3, and values of g = 0.555 and h 4 = 0.634 were obtained.
FIG. 9 shows a graph comparing the refractive index distribution in the central portion of the lens to be inspected obtained in this measurement with the refractive index distribution in the case of an ideal distribution lens.

以上のように本発明によれば、光軸ずれが発生しているロッドレンズにおいても精度良く屈折率分布定数を求めることができた。   As described above, according to the present invention, the refractive index distribution constant can be obtained with high accuracy even in a rod lens in which an optical axis deviation occurs.

本発明の実施形態のロッドレンズ屈折率分布測定方法を実施する屈折率分布測定装置の概略的な構成を示す図面である。It is drawing which shows schematic structure of the refractive index distribution measuring apparatus which enforces the rod lens refractive index distribution measuring method of embodiment of this invention. 検査対象のレンズの入射端面S1、出射端面S2、第1測定面S3、第2測定面S4、S1への光束の入射位置P1、S2からの光束の出射位置P2、S3への光束の入射位置P3、およびS4への光束の入射位置P4の関係を模式的に示す図面である。Incidence end surface S1, exit end surface S2, first measurement surface S3, second measurement surfaces S4 and S1 of light beam incident position P1 and light beam exit position P2 and S3 of light beam incident positions P2 and S3 of the lens to be inspected It is drawing which shows typically the relationship between the incident position P4 of the light beam to P3 and S4. 測定時の入射位置の移動パターンを示す図面である。It is drawing which shows the movement pattern of the incident position at the time of a measurement. 光軸位置検出方法を説明する面である。It is a surface explaining an optical axis position detection method. ロッドレンズにおける光軸位置検出後の入射端面S1の写真である。It is a photograph of incident end face S1 after detecting an optical axis position in a rod lens. (a)が第1測定面S3での入射位置P3をプロットした結果、(b)は第2測定面S4での入射位置P4をプロットした結果を示す図面である。(A) is a drawing showing the result of plotting the incident position P3 on the first measurement surface S3, and (b) is a drawing showing the result of plotting the incident position P4 on the second measurement surface S4. 出射端面S2でのCOSα、COSβ、COSγ等を示す図面である。It is drawing which shows COS (alpha), COS (beta), COS (gamma), etc. in the output end surface S2. 算出された各々の半径での屈折率n(r)2を示すグラフである。It is a graph which shows the refractive index n (r) 2 in each calculated radius. 本測定で得た被検査レンズの中心部分における屈折率分布と理想分布レンズでの場合の屈折率分布を比較したグラフである。It is the graph which compared the refractive index distribution in the center part of the to-be-inspected lens obtained by this measurement, and the refractive index distribution in the case of an ideal distribution lens. 従来技術のロッドレンズの屈折率分布測定方法を説明する図である。It is a figure explaining the refractive index distribution measuring method of the rod lens of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

S1:入射端面
S2:出射端面
S3:第1測定面
S4:第2測定面
P1:S1への入射位置
P2:S2からの出射位置
P3:S3への光束の入射位置
P4:S4への光束の入射位置
10:屈折率分布測定装置
12:ロッドレンズ
16:レンズ用多軸ステージ
18:光源
22:第1のCCDカメラ
24:第1の多軸ステージ
26:ハーフミラー
30:第2のCCDカメラ
32:第2の多軸ステージ
34:パーソナルコンピュータ(PC)
S1: Incidence end surface S2: Emission end surface S3: First measurement surface S4: Second measurement surface P1: Incidence position on S1 P2: Emission position from S2 P3: Incident position of light flux on S3 P4: Flux of light flux on S4 Incident position 10: Refractive index distribution measuring device 12: Rod lens 16: Multi-axis stage for lens 18: Light source 22: First CCD camera 24: First multi-axis stage 26: Half mirror 30: Second CCD camera 32 : Second multi-axis stage 34: Personal computer (PC)

Claims (2)

光源より発せられた光束を屈折率分布型レンズの一方の端面(入射端面)S1から入射させ他方の端面(出射端面)S2から出射した光束の位置に基づいて、前記レンズの屈折率分布を測定する屈折率分布型レンズの屈折率分布測定方法であって、
前記光束の入射位置を前記S1上の第1の入射位置から他の複数の入射位置に二次元的に移動させながら、前記入射位置毎に、前記S2から距離Z1離れた第1測定面S3への前記光束の入射位置を測定するステップと、
前記光束の入射位置を前記S1上の第1の入射位置から他の複数の入射位置に二次元的に移動させながら、前記入射位置毎に、前記第1測定面S3から距離Z2離れた第2測定面S4への前記光束の入射位置を測定するステップと、
前記入射位置毎に、第1測定面S3への前記光束の入射位置と第2測定面S4への前記光束の入射位置とを比較し、前記出射端面S2からの前記光束の出射位置及び出射角度を算出するステップと、
前記光束の出射位置及び出射角度に基づいて屈折率分布定数を求めるステップと、を備えている、
ことを特徴とする屈折率分布型レンズの屈折率分布測定方法。
The refractive index distribution of the lens is measured based on the position of the light beam emitted from one end face (incident end face) S1 of the gradient index lens and emitted from the other end face (exit end face) S2. A refractive index distribution measuring method for a gradient index lens,
While moving the incident position of the light beam two-dimensionally from the first incident position on the S1 to a plurality of other incident positions, for each incident position, to the first measurement surface S3 separated from the S2 by a distance Z1. Measuring the incident position of the luminous flux of
While the incident position of the light beam is moved two-dimensionally from the first incident position on the S1 to a plurality of other incident positions, for each incident position, a second distance Z2 away from the first measurement surface S3. Measuring the incident position of the light beam on the measurement surface S4;
For each incident position, the incident position of the light beam on the first measurement surface S3 and the incident position of the light beam on the second measurement surface S4 are compared, and the emission position and emission angle of the light beam from the emission end surface S2 are compared. Calculating steps,
Obtaining a refractive index distribution constant based on an exit position and an exit angle of the luminous flux,
A method for measuring a refractive index profile of a gradient index lens.
前記レンズの光軸位置を検出するステップを更に備え、
前記第1の入射位置が検出された光軸位置である、
請求項1に記載の屈折率分布型レンズの屈折率分布測定方法。
Detecting the optical axis position of the lens further,
The first incident position is the detected optical axis position;
The refractive index distribution measuring method of the gradient index lens according to claim 1.
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