(57)【要約】【課題】  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。【解決手段】  屈折率分布型レンズ１２の屈折率分布測定方法であって、入射位置をＳ１上の第１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、入射位置毎に、Ｓ２から距離Ｚ１離れた第１測定面Ｓ３への入射位置を測定するステップと、入射位置をＳ１上の第１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、入射位置毎に、第１測定面Ｓ３から距離Ｚ２離れた第２測定面Ｓ４への入射位置を測定するステップと、入射位置毎に、第１測定面Ｓ３への入射位置と第２測定面Ｓ４への入射位置とを比較し、出射端面Ｓ２からの出射位置及び出射角度を算出するステップと、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。【選択図】      図２
2006292513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
【非特許文献１】「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
【特許文献１】特開２００２−２４３５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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）。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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）。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
2006292513.tif 000003
2006292513.tif 000004
2006292513.tif 000005
2006292513.tif 000006
ｎ0: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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【実施例】
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
2006292513.tif 000007
2006292513.tif 000008
2006292513.tif 000009
2006292513.tif 000010
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、ｎ02  =  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。
【００６１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】測定時の入射位置の移動パターンを示す図面である。
【図４】光軸位置検出方法を説明する面である。
【図５】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。
【図６】（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。
【図７】出射端面Ｓ２でのCOSα、COSβ、COSγ等を示す図面である。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【符号の説明】
【００６３】
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）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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