專利名稱：包層玻璃組合物、折射率分布型棒透鏡及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及構(gòu)成具有芯部/包層構(gòu)造的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒的包層的玻璃組合物(包層玻璃組合物)、和使用它的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒。本發(fā)明還涉及由上述母玻璃棒形成的折射率分布型棒透鏡及其制造方法、以及具備上述棒透鏡的棒透鏡陣列以及圖像處理裝置。
背景技術(shù)：
折射率分布型棒透鏡(以下簡單稱為“棒透鏡”)是在其斷面內(nèi)具有從中心部到周邊部的折射率分布的棒形狀的光學(xué)元件。上述棒透鏡具有即使在其兩端面平坦的情況下也能顯示成像作用等透鏡作用、微小徑的透鏡的制作容易等很多特長?；钣眠@些特長并對(duì)上述棒透鏡進(jìn)行陣列化的棒透鏡陣列，作為圖像處理裝置(例如，LED陣列打印機(jī)、液晶快門打印機(jī)等圖像形成裝置、或者傳真機(jī)、掃描儀等圖像讀取裝置)的光學(xué)系統(tǒng)中的成像透鏡，被廣泛使用。
折射率分布型棒透鏡通常通過向折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒(以下簡單稱為“母玻璃棒”)賦予折射率分布而形成，而作為母玻璃棒的制作方法，考慮到為使生產(chǎn)性良好，廣泛應(yīng)用直接紡絲法(連續(xù)紡絲法)。如圖10所示，在直接紡絲法中，通過將根據(jù)需要進(jìn)行了脫泡處理(澄清處理)了的熔融玻璃101投入到由加熱器102保溫的坩鍋103之中，在位于坩鍋103下端部的管嘴104內(nèi)逐漸冷卻的同時(shí)，從管嘴104的下端流出，進(jìn)行熱延伸，從而連續(xù)形成直徑0.1mm～4mm程度的母玻璃棒(纖維)105。在該方法中，可以將母玻璃棒105的紡絲速度(形成速度)設(shè)為數(shù)十m/分，而且還能將熔融玻璃連續(xù)地投入到坩鍋103中，因此能提高母玻璃棒的生產(chǎn)性。
但是，在直接紡絲法中，存在當(dāng)在管嘴104內(nèi)漸漸冷卻熔融玻璃101時(shí)容易產(chǎn)生玻璃的失透現(xiàn)象的缺陷。尤其是不含鉛(代表性組成是PbO)的熔融玻璃，在通過使用坩鍋的直接紡絲法進(jìn)行紡絲時(shí)容易失透。
為抑制這樣的紡絲時(shí)的失透，例如在特公平8-13691號(hào)公報(bào)中公開了向熔融玻璃中加入BPO4、Al2(PO3)3等添加物的方法。
此外，例如在特公平5-72337號(hào)公報(bào)中公開了，通過使用由內(nèi)坩鍋113以及外坩鍋114構(gòu)成的雙重坩鍋115的直接紡絲法(雙重紡絲法)，形成具有由芯部116和覆蓋芯部116的包層117構(gòu)成的結(jié)構(gòu)(芯部/包層構(gòu)造)的母玻璃棒118的方法(參照?qǐng)D11)。其中，在內(nèi)坩鍋113內(nèi)以熔融狀態(tài)收容有構(gòu)成芯部116的芯部玻璃組合物111，在外坩鍋114內(nèi)以熔融狀態(tài)收容有構(gòu)成包層117的包層玻璃組合物112。通過從位于雙重坩鍋115的下端部的管嘴119流出各個(gè)玻璃組合物而形成母玻璃棒118，并且形成的母玻璃棒118能由輥120連續(xù)引出。在這里，如果包層玻璃組合物112是不容易產(chǎn)生失透的玻璃組成，則在直接紡絲法中即使在容易產(chǎn)生失透的溫度區(qū)域，也能防止芯部玻璃組合物111和管嘴119的接觸，從而能防止芯部玻璃組合物111的失透，抑制紡絲時(shí)的母玻璃棒108整體的失透現(xiàn)象。
特開2004-151682號(hào)公報(bào)中公開了不容易產(chǎn)生失透的包層玻璃組合物的一例。具體地說，上述文獻(xiàn)公開了由以下組成構(gòu)成(實(shí)質(zhì)上除了包含TiO2和La2O3雙方的情況)的包層玻璃組合物，是實(shí)質(zhì)上不包含PbO的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒的包層玻璃組合物，其實(shí)質(zhì)上不含PbO以摩爾％表示時(shí)，實(shí)質(zhì)上是SiO245～65％Na2O3～30％K2O 0～10％MgO 0～15％BaO 0～20％Na2O+K2O3～35％MgO+BaO0～25％B2O30～15％
ZnO0～10％TiO20～10％Y2O30～7％ZrO20～7％Nb2O50～7％In2O30～7％La2O30～7％Ta2O50～10％B2O3+ZnO+TiO2+Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+TaO50～20％發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于以上的事實(shí)，其目的在于提供一種采用雙重紡絲法形成具有與至今為止的包層玻璃組合物不同的組成的母玻璃棒時(shí)，能夠抑制芯部玻璃組合物的失透，從而抑制母玻璃棒整體的失透的、耐失透性優(yōu)良的包層玻璃組合物。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供使用上述本發(fā)明的包層玻璃組合物的母玻璃棒、棒透鏡、棒透鏡陣列、圖像處理裝置、以及上述棒透鏡的制造方法。
本發(fā)明的包層玻璃組合物，是構(gòu)成具有芯部/包層構(gòu)造的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒的包層的包層玻璃組合物，其特征是所述包層玻璃組合物在以摩爾％表示時(shí)含有SiO245～65％TiO20.5～10％B2O30～15％Al2O30～7％Bi2O30.1～10％Li2O 0～5％Na2O 5～30％K2O0～10％MgO 0～15％
CaO0～10％SrO0～10％BaO0.5～10％Li2O+Na2O+K2O 5～35％MgO+CaO+SrO+BaO 2～20％Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO7～50％Cs2O 0～10％ZnO 0～10％Y2O30～7％Nb2O50～7％In2O30～7％La2O30～7％Ta2O50～10％ZrO20～7％Cs2O+ZnO+Y2O3+Nb2O5+In2O3+La2O3+ZrO2+Ta2O50～15％Sb2O30～1％并且，從MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)中選擇的至少兩個(gè)以上的值是0.1以上，實(shí)質(zhì)上不含鉛；折射率為1.56～1.68范圍。
本發(fā)明的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，是具有芯部/包層構(gòu)造的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，其特征是構(gòu)成包層的包層玻璃組合物是上述本發(fā)明的包層玻璃組合物，構(gòu)成芯部的芯部玻璃組合物是具有與所述包層玻璃組合物不同的組成。
本發(fā)明的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，是具有芯部/包層構(gòu)造的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，其特征是構(gòu)成包層的包層玻璃組合物是上述本發(fā)明的包層玻璃組合物，構(gòu)成芯部的芯部玻璃組合物在以摩爾％表示時(shí)包含SiO240～65％TiO21～10％B2O30～20％Al2O30～10％Li2O 5～12％Na2O 5～15％MgO 0～16％CaO 0～15％SrO 0.1～12％BaO 0.1～12％SiO2+TiO2+B2O3+Al2O350～70％Li2O+Na2O10～27％Li2O/Na2O0.7～2MgO+CaO+SrO+BaO 5～36％Cs2O 0～3％ZnO 0～8％Y2O30～5％Nb2O50～5％In2O30～5％La2O30～5％Ta2O50～5％SnO20～1％Sb2O30～1％As2O30～1％并且從CaO、SrO以及BaO的含有率中選擇的至少兩個(gè)值是0.1～15摩爾％并且從
MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)中選擇的至少兩個(gè)以上的值是0.1以上實(shí)質(zhì)上不含鉛。
本發(fā)明的折射率分布型棒透鏡，是對(duì)于上述本發(fā)明的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，通過離子交換法賦予折射率分布而獲得的棒透鏡。
本發(fā)明的棒透鏡陣列，具備兩個(gè)以上的上述本發(fā)明的折射率分布型棒透鏡，所述棒透鏡以所述棒透鏡的光軸方向大致相互平行的方式排列以及一體化。
本發(fā)明的圖像處理裝置，具備上述本發(fā)明的棒透鏡陣列，所述棒透鏡陣列構(gòu)成成像光學(xué)系統(tǒng)。
本發(fā)明的折射率分布型棒透鏡的制造方法，如下所述，即，在雙重坩鍋中的外側(cè)的坩鍋(外坩鍋)中收容有具有以下(A)所示組成的包層玻璃組合物的熔融體(處于熔融狀態(tài)的包層玻璃組合物熔融包層玻璃組合物)，在所述雙重坩鍋中的內(nèi)側(cè)的坩鍋(內(nèi)坩鍋)中收容有具有以下(B)所示組成的芯部玻璃組合物的熔融體(處于熔融狀態(tài)的芯部玻璃組合物熔融芯部玻璃組合物)，通過雙重紡絲法，形成具有芯部/包層構(gòu)造的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，對(duì)于所述形成的母玻璃棒，通過采用浸漬在含鈉的熔融鹽中的離子交換法，向所述母玻璃棒賦予折射率分布，其中，(A)所述包層玻璃組合物在以摩爾％表示時(shí)含有SiO245～65％TiO20.5～10％B2O30～15％Al2O30～7％Bi2O30.1～10％Li2O 0～5％Na2O 5～30％K2O0～10％
MgO0～15％CaO0～10％SrO0～10％BaO0.5～10％Li2O+Na2O+K2O 5～35％MgO+CaO+SrO+BaO 2～20％Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO7～50％Cs2O 0～10％ZnO0～10％Y2O30～7％Nb2O50～7％In2O30～7％La2O30～7％Ta2O50～10％ZrO20～7％Cs2O+ZnO+Y2O3+Nb2O5+In2O3+La2O3+ZrO2+Ta2O50～15％Sb2O30～1％并且，從MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)中選擇的至少兩個(gè)以上的值是0.1以上，實(shí)質(zhì)上不含鉛；折射率為1.56～1.68范圍，(B)所述芯部玻璃組合物在以摩爾％表示時(shí)含有SiO240～65％TiO21～10％B2O30～20％
Al2O30～10％Li2O5～12％Na2O5～15％MgO 0～16％CaO 0～15％SrO 0.1～12％BaO 0.1～12％SiO2+TiO2+B2O3+Al2O350～70％Li2O+Na2O 10～27％Li2O/Na2O 0.7～2MgO+CaO+SrO+BaO 5～36％Cs2O 0～3％ZnO 0～8％Y2O30～5％Nb2O50～5％In2O30～5％La2O30～5％Ta2O50～5％SnO20～1％Sb2O30～1％As2O30～1％并且從CaO、SrO以及BaO的含有率中選擇的至少兩個(gè)值是0.1～15摩爾％，并且從MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)中選擇的至少兩個(gè)以上的值是0.1以上實(shí)質(zhì)上不含鉛。


圖1A是表示本發(fā)明的母玻璃棒的一例的示意圖。
圖1B是將圖1A所示的母玻璃棒從與其光軸方向垂直的面切斷的斷面圖。
圖2是示意性表示本發(fā)明的母玻璃棒的徑向的折射率狀態(tài)的一例的圖。
圖3是用于說明形成本發(fā)明的母玻璃棒的雙重紡絲法的一例的部分?jǐn)嗝鎴D。
圖4是用于說明形成本發(fā)明的棒透鏡的離子交換法的原理的示意圖。
圖5是示意性表示本發(fā)明的棒透鏡的徑向上的折射率分布的一例的圖。
圖6是表示本發(fā)明的棒透鏡陣列的一例的立體圖。
圖7是示意性表示本發(fā)明的圖像處理裝置的一例的斷面圖。
圖8是表示本發(fā)明的圖像處理裝置的另一例的示意圖。
圖9是表示圖8的圖像處理裝置中的寫入頭的示意圖。
圖10是用于說明一般的直接紡絲法的部分?jǐn)嗝鎴D。
圖11是用于說明一般的雙重紡絲法的斷面圖。
具體實(shí)施例方式
在以下說明中，對(duì)同一部件附上了相同符號(hào)，且有時(shí)省略了重復(fù)的說明。
本發(fā)明的包層玻璃組合物具有良好的耐失透性。因此在形成具有芯部/包層構(gòu)造的母玻璃棒時(shí)，能夠抑制芯部玻璃組合物的失透，從而能抑制形成的母玻璃棒整體的失透。該效果在芯部玻璃組合物實(shí)質(zhì)上不含鉛且具有容易失透的組成的情況下也能獲得。即，根據(jù)本發(fā)明的包層玻璃組合物，能夠穩(wěn)定形成由實(shí)質(zhì)上不含鉛的玻璃組合物構(gòu)成的母玻璃棒。
(耐失透性)本發(fā)明的包層玻璃組合物，在通常的600～1000℃范圍的溫度中保持120小時(shí)的條件下也沒有發(fā)現(xiàn)失透，并在由雙重紡絲法形成母玻璃棒時(shí)，能大致防止形成的母玻璃棒的失透。其中，“沒有發(fā)現(xiàn)失透”是指，在耐失透性評(píng)價(jià)試驗(yàn)(詳細(xì)情況參照實(shí)施例)中，對(duì)于將熔融狀態(tài)下的玻璃組合物在規(guī)定條件下保持之后進(jìn)行固化而獲得的玻璃，使用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察(放大倍數(shù)100倍程度)時(shí)，在該玻璃中觀察不到失透物(失透相)的狀態(tài)。玻璃組合物中的這樣特性稱為“具有耐失透性”。
(組成)關(guān)于本發(fā)明的包層玻璃組合物，說明組成的限定理由。在以下敘述中，組成用％表示時(shí)都是摩爾％。
(SiO2)SiO2是形成玻璃的網(wǎng)眼構(gòu)造的必要成分。當(dāng)SiO2的含有率不足45％時(shí)很難形成玻璃組合物，當(dāng)超過65％時(shí)熔融溫度變得過高，很難形成實(shí)用的玻璃組合物。
(TiO2)TiO2是形成玻璃的網(wǎng)眼構(gòu)造的必要成分，具有增大玻璃組合物的折射率的作用。如果TiO2含有率不足0.5％，則不能充分獲得增大上述折射率的作用，而如果超過10％則容易產(chǎn)生失透現(xiàn)象。
(B2O3)B2O3是具有協(xié)助包層玻璃組合物的玻璃化的作用的任意成分。如果B2O3含有率超過15％則熔融時(shí)B2O3的揮發(fā)量增大，對(duì)構(gòu)成制造裝置的耐火物侵蝕變強(qiáng)烈。當(dāng)SiO2的含有率為50％以下的情況下，有時(shí)B2O3是必須要含有的。
(Al2O3)Al2O3是任意成分，可以含有7％以下。
(Bi2O3)Bi2O3是降低熔融溫度，具備增大玻璃組合物的折射率的作用的必要成分。如果從與芯部組合物之間的匹配觀點(diǎn)出發(fā)，如果包層玻璃組合物中的堿土類金屬氧化物的含有量過大，則包層玻璃組合物容易失透。因此在本發(fā)明的包層玻璃組合物中，抑制堿土類金屬氧化物的含有率的同時(shí)，作為降低其熔融溫度的成分，含有Bi2O3。在本說明書中，堿土類金屬是包含鎂(Mg)。
如果Bi2O3的含有率不足0.1％則不能充分獲得上述作用，如果超過10％則容易產(chǎn)生失透且比重會(huì)變得過大。Bi2O3的含有率優(yōu)選0.5～5％，其下限更優(yōu)選1.5％、尤其優(yōu)選2％。
(Li2O)Li2O是具有降低熔融溫度的作用的任意成分。在本發(fā)明的包層玻璃組合物中，可以包含5％以下，其中優(yōu)選不足5％的含有率、更優(yōu)選3％以下的含有率。如果Li2O的含有率超過5％，則化學(xué)耐久性降低，容易產(chǎn)生失透現(xiàn)象。
(Na2O)Na2O是具有降低熔融溫度的作用的必須成分。如果Na2O的含有率不足5％則熔融溫度變得過高，如果超過30％則化學(xué)性耐久性降低。Na2O的含有率優(yōu)選10～27％。
(K2O)K2O是具有降低熔融溫度的作用的任意成分。如果K2O的含有率超過10％，則化學(xué)性耐久性降低。
(Li2O+Na2O+K2O)在本發(fā)明的包層玻璃組合物中，通過將堿金屬氧化物的含有率的合計(jì)X1(Li2O+Na2O+K2O)控制在35％以下，抑制實(shí)用上的耐氣候性降低。合計(jì)X1優(yōu)選10～27％，其上限更優(yōu)選21％。其中，在本說明書中，由于將Cs2O考慮為后述的其他成分，因此從堿金屬氧化物中排除Cs2O。
(MgO)MgO是具有降低熔融溫度的作用的任意成分。如果MgO的含有率超過15％，則容易產(chǎn)生失透。
(CaO)CaO是具有降低熔融溫度的作用的任意成分。如果CaO的含有率超過10％，則容易產(chǎn)生失透。
(SrO)SrO是具有降低熔融溫度且增大玻璃組合物的折射率的作用的任意成分。如果SrO的含有率超過10％，則容易產(chǎn)生失透。
(BaO)BaO是具有降低熔融溫度且增大玻璃組合物的折射率的作用的必要成分。如果BaO的含有率不足0.5％則不能充分獲得上述作用，如果超過10％，則容易產(chǎn)生失透，此外比重會(huì)變得過大。
(堿土類金屬氧化物)這些堿土類金屬氧化物一方面具有降低熔融溫度的效果，另一方面如果其含有率過高則容易產(chǎn)生失透。因此，在本發(fā)明的包層玻璃組合物中，含有兩種以上堿土類金屬氧化物。其目的在于，如果同時(shí)含有兩種以上堿土類金屬氧化物，則能增大降低熔融溫度的作用，其結(jié)果能夠降低堿土類金屬氧化物的含有率的合計(jì)X2(MgO+CaO+SrO+BaO)。
即，在本發(fā)明的包層玻璃組合物中，從MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)中選擇的至少兩個(gè)以上的值是0.1以上。
合計(jì)X2是2～20％，而為進(jìn)一步提高耐失透性，優(yōu)選2～17％，更優(yōu)選2～12％、尤其優(yōu)選2～11％。
此外，為進(jìn)一步提高耐失透性，除了MgO的堿土類金屬氧化物的含有率是合計(jì)X3(CaO+SrO+BaO)優(yōu)選2～7％，更優(yōu)選2～6％、尤其優(yōu)選2～5％。
(堿金屬氧化物+堿土類金屬氧化物)在本發(fā)明的包層玻璃組合物中，為確保耐失透性，堿金屬氧化物和堿土類金屬氧化物的含有量的合計(jì)X4(Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO)控制為7～50％。合計(jì)X4優(yōu)選7～35％。
(其他成分)在本發(fā)明的包層玻璃組合物中，還可以將Cs2O、ZnO、Y2O3、Nb2O5、In2O3、La2O3、Ta2O5以及ZrO2在上述組成的范圍內(nèi)包含。這些成分具有增大玻璃組合物的折射率的作用。
這些成分的含有率的合計(jì)X5(Cs2O+ZnO+Y2O3+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5+ZrO2)，為保持耐失透性而控制在0～15％。
在本發(fā)明的包層玻璃組合物中，可以含有作為來源于澄清劑的成分的Sb2O3，其含有率通常是0～1％。
(鉛)在本發(fā)明的包層玻璃組合物中，實(shí)質(zhì)上不含鉛(作為代表性組成是PbO)。由于覆蓋有本發(fā)明的包層玻璃組合物的芯部玻璃組合物實(shí)質(zhì)上也不含鉛，因此利用上述包層玻璃組合物形成的母玻璃棒以及由上述母玻璃棒形成的棒透鏡以及棒透鏡陣列也實(shí)質(zhì)上不含鉛。其中，在本說明書中的“實(shí)質(zhì)上不包含”是指含有率不足0.1摩爾％。
因此，本發(fā)明的母玻璃棒、棒透鏡、棒透鏡陣列等都符合各國的環(huán)境規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，例如符合在EU的有害物質(zhì)使用規(guī)定“RoHsRestrictions of use ofcertain Hazardous Substances”或者“WEEEWaste Electrical and ElectronicEquipment”等中鉛規(guī)定。
(折射率)本發(fā)明的包層玻璃組合物的折射率n2是1.56～1.68的范圍，容易與適于棒透鏡的芯部玻璃組合物匹配。根據(jù)與包層玻璃組合物進(jìn)行組合的芯部玻璃組合物的折射率n1與上述折射率n2的折射率差Δn的值的不同，其程度也有差異，但是，能夠抑制使用上述包層玻璃組合物形成的棒透鏡中的雜散光。
(著色成分)本發(fā)明的包層玻璃組合物，作為著色成分還可以包含從Fe、Co、Ni、Mn、Cr以及Cu中選擇的至少一種元素的氧化物。當(dāng)含有著色成分的情況下，通過著色成分的光吸收作用，能夠進(jìn)一步抑制使用本發(fā)明的包層玻璃組合物形成的棒透鏡中的雜散光。
這些著色成分氧化物在包層玻璃組合物中的含有率的合計(jì)X6優(yōu)選在5摩爾％以下。如果該合計(jì)X6超過5摩爾％，則容易產(chǎn)生失透。
作為著色成分包含的金屬氧化物基本上是，不直接有助于從母玻璃棒形成棒透鏡時(shí)的離子交換的金屬元素的氧化物。一般在玻璃組合物中，其密度、粘度、熱膨脹率等物性與著色成分的含有率成比例變化。此外，如果著色成分的含有率過大，則在基于雙重紡絲法的紡絲工序中，容易產(chǎn)生玻璃組合物的失透。因此，著色成分的含有率最好在能夠?qū)⒆鳛槟繕?biāo)的波長的光以規(guī)定比例吸收的范圍內(nèi)盡可能小。此外，為了將作為棒透鏡的折射率分布盡量接近于拋物狀分布，也應(yīng)該將著色成分的含有率盡可能減少。
考慮到以上情況，作為著色成分適合使用Co的氧化物(CoO)以及Fe的氧化物(Fe2O3)。
當(dāng)作為著色成分含有CoO的情況下，玻璃組成物由Co2+離子的作用，強(qiáng)烈吸收波長域520～680nm的光。由于上述吸收量與CoO的含有率成比例增大，因此CoO的含有率越大，去除入射到包層的不有助于成像的光成分的效果越大。但是，出于上述理由，將CoO的含有率設(shè)為0.2～2摩爾％。
當(dāng)在向棒透鏡的入射光的光源中使用白色光的情況下，必須要考慮去除可視光整體的波長域的光，而如果僅含有CoO，則波長500nm以下的光的吸收能不充分。作為吸收波長500nm以下的光的著色成分，使用Fe的氧化物(3價(jià))。Fe3+強(qiáng)烈吸收波長域380～460nm的光。出于上述理由，F(xiàn)e2O3的含有率設(shè)為0.2～5摩爾％。
由此，通過使Co2+離子和Fe3+離子共存于包層玻璃組合物中，能夠有效去除可視光整體的波長域的光。
Ni的氧化物(NiO)吸收位于基于CoO的吸收波長域和基于Fe2O3的吸收波長域之間的波長域的光(420～500nm)。因此，也可以將NiO與CoO和Fe2O3共存。如果NiO的含有率過大，則容易產(chǎn)生失透，因此其含有率最好盡量小，這里設(shè)為2摩爾％以下。
Cr、Mn以及Cu的氧化物吸收波長500nm以下的光。例如，Cr的氧化物(Cr2O3)強(qiáng)烈吸收與Fe2O3吸收的光大致相同波長域的380～430nm的光，其吸收能比Fe2O3更大。但是，由Cr2O3的影響，包層玻璃組合物、尤其是含鋰的包層玻璃組合物中容易產(chǎn)生失透，因此Cr2O3的含有率設(shè)為2摩爾％以下。
Mn的氧化物(MnO)在玻璃組合物中以Mn3+存在的情況下，強(qiáng)烈吸收波長域440～500nm的光。但是，當(dāng)MnO與Fe2O3共存的狀態(tài)下，是以Mn2+的形式存在，因此不能獲得上述的吸收效果。因此，MnO可以包含至含有率2摩爾％為止，但在與Fe2O3共存的狀態(tài)下，作為著色成分的作用降低。
Cu的氧化物(CuO)能夠強(qiáng)烈吸收波長600nm以上的光。出于上述理由，CuO的含有率設(shè)為2摩爾％以下。
在本發(fā)明的包層玻璃組合物中，除了上述各成分以外，例如還可以分別不足0.5摩爾％的范圍含有源于以熔融時(shí)的脫泡(澄清)為目的的澄清劑的成分即As2O3、SO3、SnO2、源于氟化合物的F等、或者、源于工業(yè)玻璃原料的雜質(zhì)等各種成分。
圖1A是表示本發(fā)明的母玻璃棒的一例的示意圖，圖1B是將圖1A所示的母玻璃棒1從與其光軸方向(＝長軸方向)垂直的方向(徑向)切斷的斷面圖。如圖1A和圖1B所示，母玻璃棒1具有包層3覆蓋芯部2的構(gòu)造(芯部/包層構(gòu)造)。在這里，構(gòu)成包層3的包層玻璃組合物是上述的本發(fā)明的包層玻璃組合物，而該母玻璃棒1是已抑制制造時(shí)的失透的發(fā)生的生產(chǎn)性優(yōu)良的母玻璃棒。此外，通過對(duì)包層玻璃組合物和構(gòu)成芯部2的芯部玻璃組合物之間的折射率差進(jìn)行控制，包層玻璃組合物根據(jù)需要含有上述著色成分，能夠形成抑制了雜散光的棒透鏡。在圖1A和圖B中，在芯部2和包層3之間顯示了明顯的邊界線，但在實(shí)際的母玻璃棒1中不一定能通過目視確認(rèn)上述邊界線。
(芯部玻璃組合物)構(gòu)成芯部2的芯部玻璃組合物具有上述組成即可。芯部玻璃組合物實(shí)質(zhì)上不含鉛，作為在形成棒透鏡時(shí)形成折射率分布的物質(zhì)，含有Li2O。由這樣的芯部玻璃組合物獲得的折射率分布型棒透鏡中，也依賴于組合的包層玻璃組合物、或者由從母玻璃棒1形成棒透鏡時(shí)的離子交換的條件，但是可以將其開口角設(shè)為8～18度，尤其可以將開口角設(shè)為10～14度。
在本發(fā)明的芯部玻璃組合物中，與包層玻璃組合物的情況相同地，除了上述各成分以外，例如還可以分別不足0.5摩爾％的范圍含有源于以熔融時(shí)的脫泡(澄清)為目的的澄清劑的成分SO3、源于氟化合物的F等、或者、源于工業(yè)玻璃原料的雜質(zhì)等各種成分。
(芯部和包層的折射率差Δn)
圖2是示意性表示本發(fā)明的母玻璃棒1的徑向的折射率狀態(tài)的一例的圖。在母玻璃棒1中，芯部2的折射率(芯部玻璃組合物的折射率)n1和包層3的折射率(包層玻璃組合物的折射率)n2之間的差Δn(Δn＝n1-n2)優(yōu)選是-0.03～0.04的范圍。在此情況下，當(dāng)作成棒透鏡時(shí)，可以形成降低基于芯部2和包層3的界面的折射率差引起的反射且抑制了雜散光的棒透鏡。該雜散光抑制效果可通過包層玻璃組合物包含上述著色成分而變得更大。
折射率差Δn更優(yōu)選-0.03～0.026的范圍，尤其優(yōu)選-0.03～0.02的范圍。
(線徑)母玻璃棒1的線徑?jīng)]有特別限定，通常是100μm～4.0mm的范圍。當(dāng)母玻璃棒1的線徑例如超過400μm的情況下，通過用蝕刻方法對(duì)母玻璃棒1的側(cè)面進(jìn)行粗面化或者去除包層3，能夠形成進(jìn)一步抑制雜散光的棒透鏡。另一方面，當(dāng)母玻璃棒1的線徑為400μm以下的情況下，考慮到強(qiáng)度問題，很難進(jìn)行這樣的蝕刻處理。但是，在本發(fā)明的母玻璃棒中，包層玻璃組合物和芯部玻璃組合物匹配容易，且根據(jù)需要使包層玻璃組合物包含著色成分，不一定進(jìn)行時(shí)刻處理也能形成抑制了雜散光的棒透鏡。即，母玻璃棒1的線徑不一定限定在400μm以下，但如果上述線徑為400μm以下，則能夠進(jìn)一步發(fā)揮使用本發(fā)明的包層玻璃組合物的效果。此外，當(dāng)母玻璃棒1的線徑為400μm以下的情況下，由該母玻璃棒形成的棒透鏡的線徑也成為400μm以下。
(芯部以及包層的尺寸)芯部2的直徑通常是0.3mm～1.1mm的范圍，包層3的厚度通常使5μm～100μm的范圍。
(制造方法)母玻璃棒1可通過一般的雙重紡絲法形成，即例如可以使用如圖3所示的具備內(nèi)坩鍋51以及外坩鍋52的雙重坩鍋53。圖3所示的雙重坩鍋53在內(nèi)坩鍋51以及外坩鍋52的下端部具備從外坩鍋53連續(xù)形成的管嘴54，在內(nèi)坩鍋51中配置有對(duì)收容在內(nèi)坩鍋51中的熔融玻璃組合物進(jìn)行攪拌的攪拌器(stirrer)55。
在這里，在內(nèi)坩鍋51中投入并收容處于熔融狀態(tài)的芯部玻璃組合物(熔融芯部玻璃組合物)4，在外坩鍋52中投入并收容處于熔融狀態(tài)的包層玻璃組合物(熔融包層玻璃組合物)5。根據(jù)需要，還可以投入進(jìn)行了脫泡處理(澄清處理)的熔融玻璃組合物。接著，通過從管嘴54的下端部引出熔融芯部玻璃組合物4和熔融包層玻璃組合物5并紡絲，形成具有芯部/包層構(gòu)造的母玻璃棒1。其中，收容在內(nèi)坩鍋51熔融芯部玻璃組合物4，作為形成棒透鏡時(shí)構(gòu)成折射率分布的物質(zhì)含有Li2O。此外，還可以通過將半熔融或者固化后狀態(tài)的玻璃組合物投入到各坩鍋中之后，在坩鍋內(nèi)加熱、熔融，從而在各坩鍋收容熔融玻璃組合物。
在雙重紡絲法中，通過對(duì)熔融包層玻璃組合物和熔融芯部玻璃組合物的液面差、相對(duì)于管嘴54的熔融玻璃組合物的液面高度、管嘴54的溫度等，控制芯部2的直徑和/或包層3的厚度。
—關(guān)于本發(fā)明的折射率分布型棒透鏡—本發(fā)明的折射率分布型棒透鏡是對(duì)上述本發(fā)明的母玻璃棒通過采用離子交換法賦予折射率分布而獲得的棒透鏡。因此，本發(fā)明的棒透鏡的生產(chǎn)性優(yōu)良，而且伴隨著雜散光的抑制，能夠形成光學(xué)特性(例如，在實(shí)施例中后述的MTF值)優(yōu)良的棒透鏡。此外，由于是實(shí)質(zhì)上不含鉛的棒透鏡，因此能夠在維持一定程度的開口角的同時(shí)使色散很小，適用于全彩圖像處理中。
離子交換法可以采用一般方法，例如如圖4所示，可以在收容于容器61(例如不銹鋼制)中的含鈉熔融鹽(例如硝酸鈉的熔融鹽)62中浸漬母玻璃棒1。此時(shí)，熔融鹽62的溫度優(yōu)選保持在構(gòu)成母玻璃棒1的玻璃組合物的玻璃化溫度附近。通過將母玻璃棒1浸漬在熔融鹽62中，母玻璃棒1中的Li離子(圖4中的X)和熔融鹽62中的Na離子(圖中的Y)交換，使得在母玻璃棒1的徑向形成Li的組成分布，從而被賦予折射率分布。即，本發(fā)明的棒透鏡是通過對(duì)上述本發(fā)明的母玻璃棒進(jìn)行Li離子和Na離子的離子交換而賦予折射率分布的棒透鏡。形成的棒透鏡的形狀與母玻璃棒1的形狀一樣。
圖5是示意性表示本發(fā)明的棒透鏡的折射率分布的一例的圖。如圖5所示，對(duì)于本發(fā)明的棒透鏡11從其徑向觀察時(shí)，形成隨著從中央部到周緣部，折射率相對(duì)降低的折射率分布。該折射率分布與棒透鏡11的徑向上的Li分布相對(duì)應(yīng)。
—關(guān)于本發(fā)明的棒透鏡陣列以及圖像處理裝置—圖6表示本發(fā)明的棒透鏡陣列的一例。圖6所示的棒透鏡陣列21具備兩個(gè)以上的棒透鏡11，各棒透鏡11以棒透鏡11的光軸方向相互大致平行的方式排列，并與一對(duì)的FRP基板22和黑色樹脂23一體化。這樣的棒透鏡陣列21通過以下方式形成，即，在一方的FRP基板22的表面大致平行排列兩個(gè)以上的棒透鏡11，用另一方的FRP基板22夾持棒透鏡11之后，用黑色樹脂43填充一對(duì)FRP基板22之間的空間，使整體一體化，再對(duì)棒透鏡11的斷面進(jìn)行研磨，最終形成。
本發(fā)明的棒透鏡陣列的構(gòu)造以及構(gòu)成不限定于圖6所示的例子。使用于構(gòu)成棒透鏡陣列的各部分中的材料等，只要是與棒透鏡陣列中一般使用的材料相同即可。
在圖7中，作為本發(fā)明的圖像處理裝置的一例，表示了圖像讀取裝置的一例。如圖7所示的圖像讀取裝置31是掃描儀，其在筐體32內(nèi)具備線狀照明體33、由玻璃板構(gòu)成的原稿臺(tái)34、棒透鏡陣列21、以及受光元件36。棒透鏡陣列21配置在當(dāng)在原稿臺(tái)34上配置了原稿時(shí)從線狀照明體33朝原稿35照射并在原稿35的表面反射的光入射到受光元件36的光路37上。棒透鏡陣列21構(gòu)成將上述反射的光用受光元件36成像的成像光學(xué)系統(tǒng)。
在圖8中，作為本發(fā)明的圖像處理裝置的另一例，表示了圖像形成裝置的例子。圖8所示的圖像形成裝置41是光打印機(jī)，它是如下的裝置，即，用寫入頭(光寫入頭)42對(duì)感光輥筒43使光曝光而形成圖像(潛影)，并將形成的圖像定影在用紙44上。在這里，如圖9所示，寫入頭42具備本發(fā)明的棒透鏡陣列21和發(fā)光元件陣列45，棒透鏡陣列21形成將從發(fā)光元件陣列45發(fā)射的光曝光于感光輥筒43上的成像光學(xué)系統(tǒng)(更詳細(xì)地說，棒透鏡陣列21構(gòu)成其焦點(diǎn)位于感光輥筒43的表面的正像等倍光學(xué)系統(tǒng))。
如圖8所示的光打印機(jī)，具有與一般的光打印機(jī)相同的構(gòu)成，并利用與一般的光打印機(jī)相同的機(jī)構(gòu)，在用紙44上形成圖像。具體地說，在圓筒狀的感光滾筒43的表面形成由無定形Si等具有光傳導(dǎo)性的材料(感光體)構(gòu)成的感光層。最初用帶電器46使旋轉(zhuǎn)的感光輥筒43的表面相同地帶電。接著用寫入頭42向感光輥筒43的感光層照射與形成的圖像對(duì)應(yīng)的點(diǎn)像的光，對(duì)感光層中的照射了光的區(qū)域的帶電進(jìn)行中和，在感光層形成潛影。接著用顯影器47向感光層附著色料調(diào)色劑，則色料調(diào)色劑按照感光層的帶電狀態(tài)，附著在感光層中的形成潛影的部分上。接著用轉(zhuǎn)印器48將附著的色料調(diào)色劑轉(zhuǎn)印在從暗盒輸送來的用紙44上之后，用定影器49對(duì)紙44加熱，則色料調(diào)色劑在用紙44上定影而形成圖像。另一方面，結(jié)束轉(zhuǎn)印的感光輥筒43，由削去燈50在整個(gè)區(qū)域中和帶電，并用清掃器40去除殘留在感光層上的色料調(diào)色劑。
本發(fā)明的棒透鏡陣列21除了圖7～圖9所示的例子之外，還能適用于任意的圖像處理裝置中。例如，作為使用了棒透鏡陣列21的圖像處理裝置，可舉出LED陣列打印機(jī)、液晶快門打印機(jī)等圖像形成裝置、傳真機(jī)、掃描儀等圖像讀取裝置等。
(實(shí)施例)以下根據(jù)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明并不限定于以下所示的實(shí)施例。
(耐失透性評(píng)價(jià)試驗(yàn))將改變組成的包層玻璃組合物制成8種類(實(shí)施例樣品1～2、以及比較例樣品1～6)，并對(duì)各樣品的耐失透性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
最初，以成為如表1和表2所示的各組成的方式混合玻璃原料，進(jìn)行熔融后，使之固化，獲得包層玻璃組合物。接著，將獲得的包層玻璃組合物粉碎成粒徑1mm程度，并用乙醇充分清洗粉碎后的組合物之后，均勻收容在舟皿(boat)(白金制長度200mm、寬度12mm、深度8mm)。接著，對(duì)舟皿在1400℃以上加熱40分鐘，均勻熔融被收容的包層玻璃組合物之后，在保持在600～1000℃溫度范圍的梯度爐中保持120小時(shí)。此后，對(duì)整體冷卻、固化，用放大率100倍的光學(xué)顯微鏡確認(rèn)固化后的包層玻璃組合物中是否有失透物(失透相)，從而評(píng)價(jià)了耐失透性。當(dāng)在梯度爐中經(jīng)過120小時(shí)之前確認(rèn)大量失透物的情況下，在確認(rèn)的時(shí)點(diǎn)取出玻璃組合物，與上述相同地用光學(xué)顯微鏡觀察了失透的產(chǎn)生狀況。其中，在梯度爐中的保持溫度為600℃～700℃、700℃～800℃、以及800℃～1000℃的各溫度范圍，對(duì)各個(gè)失透性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
如表1和表2所示，對(duì)于比較例樣品2～6，在梯度爐中的保持溫度為600℃～700℃、700℃～800℃、以及800℃～1000℃的全部條件下確認(rèn)了失透物。與之相對(duì)，在實(shí)施例樣品1～2以及比較例樣品1中，在上述所有溫度條件下都沒有確認(rèn)失透物。對(duì)此認(rèn)為是，在比較例樣品2～6中，通過堿土類金屬氧化物的含有率超過20摩爾％、包含的堿土類金屬氧化物的種類是一種、和/或、不含Bi2O3，使得與實(shí)施例樣品1～2以及比較例樣品1相比，耐失透性劣化了。
此外，對(duì)評(píng)價(jià)耐失透性前(粉碎前)的各包層玻璃組合物進(jìn)行折射率評(píng)價(jià)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如表1和表2所示，包含Bi2O3的實(shí)施例樣品1～2與不包含Bi2O3的比較例樣品相比，具有折射率變高的傾向。如果在耐失透性優(yōu)良的樣品間比較，則與不含Bi2O3的比較例樣品1的折射率不足1.56相比，實(shí)施例樣品1～2的折射率是1.58以上。其中，在作為著色成分含有Fe2O3以及CoO的樣品中，在含有著色成分的狀態(tài)下很難測(cè)定折射率，因此另外制作了除了不含著色成分之外、成分的相對(duì)的摩爾比相同的樣品，對(duì)該樣品測(cè)定了折射率。
(基于雙重紡絲法的紡絲試驗(yàn))接著，對(duì)確認(rèn)為耐失透性優(yōu)良的實(shí)施例樣品1～2以及比較例樣品1、以及作為耐失透性拙劣的樣品的代表的比較例樣品2，使用圖3所示的雙重坩鍋進(jìn)行了紡絲試驗(yàn)，形成了如圖1A所示的具有芯部/包層構(gòu)造的母玻璃棒，評(píng)價(jià)了其紡絲狀態(tài)。
在母玻璃棒的紡絲中，作為包層玻璃組合物使用了上述各樣品。與各樣品組合的芯部玻璃組合物，使用了具有如表1和表2所示的組成的芯部玻璃組合物。芯部玻璃組合物使用了預(yù)先以成表1和表2所示的各組成的方式混合玻璃原料并將其熔融后再固化的芯部玻璃碎玻璃。
將各個(gè)玻璃組合物熔融后收容在各坩鍋中，進(jìn)行了紡絲試驗(yàn)。紡絲的母玻璃棒的線徑在實(shí)施例樣品2中是400μm、在其他樣品中是300μm。
其結(jié)果，在作為包層玻璃組合物使用實(shí)施例樣品1～2以及比較例樣品1的情況下，能夠進(jìn)行連續(xù)7天以上的紡絲。與之相對(duì)，在使用比較例樣品2的情況下，紡絲開始后經(jīng)過1天之前產(chǎn)生了失透，很難繼續(xù)進(jìn)行一天以上的紡絲。對(duì)此認(rèn)為，是由于比較例樣品2中的堿土類金屬氧化物的含有率為20摩爾％以上，在紡絲中產(chǎn)生失透，所以很難穩(wěn)定地進(jìn)行紡絲。另外，通過使用X線顯微分析儀(EPMA)分析生成的失透物的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上述失透物由包含作為堿土類金屬元素的Ba和/或Sr、以及Si的失透相構(gòu)成。
表1和表2中表示了在各樣品中使用的芯部玻璃組合物的折射率。在進(jìn)行紡絲試驗(yàn)的所有樣品中，與各樣品組合的芯部玻璃組合物的折射率是1.591～1.592的范圍。
(棒透鏡陣列的制作、以及MTF值評(píng)價(jià)試驗(yàn))接著，向由紡絲試驗(yàn)形成的母玻璃棒，通過如圖4所示的離子交換法賦予了折射率分布，形成了棒透鏡。離子交換法是通過以下方法進(jìn)行，即，將形成的母玻璃棒浸漬在保持為500℃附近的硝酸鈉熔融鹽中，對(duì)玻璃組合物中的Li離子和熔融鹽中的Na離子進(jìn)行交換。
接著，使用由離子交換法形成的棒透鏡，制作了如圖6所示的棒透鏡陣列。從使用實(shí)施例樣品1～2以及比較例樣品1而形成的母玻璃棒通過上述離子交換法獲得線徑大致均勻的棒透鏡，能夠制作棒透鏡陣列，但使用比較例樣品2形成的母玻璃棒由于能看到線徑不均且無法形成線徑一致的多個(gè)棒透鏡，因此很難制作棒透鏡陣列。
接著，對(duì)于形成的棒透鏡陣列，對(duì)MTF(Modulation Transfer Function)值進(jìn)行了評(píng)價(jià)。MTF值是將物體和由棒透鏡獲得的像的對(duì)比(contrast)的比作為空間頻率的函數(shù)表示的值，而該MTF值越接近100％，能形成越忠實(shí)于原來物體(原畫)的像，并表示能發(fā)揮高的分辨率。在MTF值評(píng)價(jià)中，將網(wǎng)格圖形的空間頻率設(shè)為12Lp/mm，并在測(cè)定光中使用了將白色光用干涉濾波器調(diào)整為470nm、530nm以及660nm的光。表1和表2表示了網(wǎng)格圖形的評(píng)價(jià)機(jī)結(jié)果。
如表1和表2所示，使用比較例樣品1形成的棒透鏡陣列中，MTF值是50％以下，而與之相對(duì)，在使用實(shí)施例樣品1～2形成的棒透鏡陣列中，顯示了MTF值60％以上的優(yōu)良的值。關(guān)于MTF值提高的原因考慮如下，即，在實(shí)施例樣品1～2中，通過含有Bi2O3，使包層玻璃組合物的折射率為1.58以上且使Δn的值為0.012以下，因此能夠抑制雜散光，使MTF值變高。
此外，對(duì)于使用實(shí)施例樣品1形成的棒透鏡，將線徑設(shè)為600μm，對(duì)表面進(jìn)行蝕刻處理而粗面化的結(jié)果，同樣獲得了MTF值60％以上的值。
表1


表2


權(quán)利要求
1.一種包層玻璃組合物，其構(gòu)成具有芯部/包層構(gòu)造的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒的包層，其特征是所述包層玻璃組合物在以摩爾％表示時(shí)含有SiO245～65％TiO20.5～10％B2O30～15％Al2O30～7％Bi2O30.1～10％Li2O 0～5％Na2O 5～30％K2O0～10％MgO 0～15％CaO 0～10％SrO 0～10％BaO 0.5～10％Li2O+Na2O+K2O 5～35％MgO+CaO+SrO+BaO 2～20％Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 7～50％Cs2O 0～10％ZnO 0～10％Y2O30～7％Nb2O50～7％In2O30～7％La2O30～7％Ta2O50～10％ZrO20～7％Cs2O+ZnO+Y2O3+Nb2O5+In2O3+La2O3+ZrO2+Ta2O50～15％Sb2O30～1％并且，從MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)中選擇的至少兩個(gè)以上的值是0.1以上，實(shí)質(zhì)上不含鉛；折射率為1.56～1.68范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的包層玻璃組合物，其特征是作為著色成分還含有從Fe、Co、Ni、Mn、Cr以及Cu中選擇的至少一種元素的氧化物。
3.如權(quán)利要求2所述的包層玻璃組合物，其特征是所述著色成分的含有率是5摩爾％以下。
4.如權(quán)利要求1所述的包層玻璃組合物，其特征是在600℃～1000℃的范圍的溫度、保持120小時(shí)的條件下具有耐失透性。
5.如權(quán)利要求1所述的包層玻璃組合物，其特征是Bi2O3的含有率是0.5～5摩爾％。
6.如權(quán)利要求1所述的包層玻璃組合物，其特征是MgO、CaO、SrO以及BaO的含有率的合計(jì)是2～17摩爾％。
7.如權(quán)利要求6所述的包層玻璃組合物，其特征是MgO、CaO、SrO以及BaO的含有率的合計(jì)是2～12摩爾％。
8.如權(quán)利要求1所述的包層玻璃組合物，其特征是CaO、SrO以及BaO的含有率的合計(jì)是2～7摩爾％。
9.如權(quán)利要求8所述的包層玻璃組合物，其特征是CaO、SrO以及BaO的含有率的合計(jì)是2～6摩爾％。
10.一種具有芯部/包層構(gòu)造的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，其特征是構(gòu)成包層的包層玻璃組合物是權(quán)利要求1所述的包層玻璃組合物，構(gòu)成芯部的芯部玻璃組合物具有與所述包層玻璃組合物不同的組成。
11.一種具有芯部/包層構(gòu)造的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，其特征是構(gòu)成包層的包層玻璃組合物是權(quán)利要求1所述的包層玻璃組合物，構(gòu)成芯部的芯部玻璃組合物在以摩爾％表示時(shí)包含SiO240～65％TiO21～10％B2O30～20％Al2O30～10％Li2O 5～12％Na2O 5～15％MgO 0～16％CaO 0～15％SrO 0.1～12％BaO 0.1～12％SiO2+TiO2+B2O3+Al2O350～70％Li2O+Na2O10～27％Li2O/Na2O0.7～2MgO+CaO+SrO+BaO 5～36％Cs2O 0～3％ZnO 0～8％Y2O30～5％Nb2O50～5％In2O30～5％La2O30～5％Ta2O50～5％SnO20～1％Sb2O30～1％As2O30～1％并且從CaO、SrO以及BaO的含有率中選擇的至少兩個(gè)值是0.1～15摩爾％，并且從MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)中選擇的至少兩個(gè)以上的值是0.1以上，實(shí)質(zhì)上不含鉛。
12.如權(quán)利要求11所述的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，其特征是所述芯部玻璃組合物的折射率n1和所述包層玻璃組合物的折射率n2之間的差Δn(Δn＝n1-n2)是-0.03～0.04的范圍。
13.如權(quán)利要求11所述的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，其特征是線徑是400μm以下。
14.一種折射率分布型棒透鏡，其特征是是對(duì)于權(quán)利要求11所述的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，通過離子交換法賦予折射率分布而獲得。
15.一種棒透鏡陣列，其特征是具備兩個(gè)以上的權(quán)利要求14所述的折射率分布型棒透鏡，所述棒透鏡以所述棒透鏡的光軸方向大致相互平行的方式排列并一體化。
16.一種圖像處理裝置，其特征是具備權(quán)利要求15所述的棒透鏡陣列，所述棒透鏡陣列構(gòu)成成像光學(xué)系統(tǒng)。
17.一種折射率分布型棒透鏡的制造方法，其特征是在雙重坩鍋的外側(cè)的坩鍋中，收容具有以下(A)所示組成的包層玻璃組合物的熔融體，在所述雙重坩鍋的內(nèi)側(cè)的坩鍋中，收容具有以下(B)所示組成的芯部玻璃組合物的熔融體，通過雙重紡絲法，形成具有芯部/包層構(gòu)造的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒，對(duì)于所述形成的母玻璃棒，通過采用浸漬在含鈉的熔融鹽中的離子交換法，向所述母玻璃棒賦予折射率分布，其中，(A)所述包層玻璃組合物在以摩爾％表示時(shí)含有SiO245～65％TiO20.5～10％B2O30～15％Al2O30～7％Bi2O30.1～10％Li2O 0～5％Na2O 5～30％K2O0～10％MgO 0～15％CaO 0～10％SrO 0～10％BaO 0.5～10％Li2O+Na2O+K2O 5～35％MgO+CaO+SrO+BaO 2～20％Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO 7～50％Cs2O 0～10％ZnO 0～10％Y2O30～7％Nb2O50～7％In2O30～7％La2O30～7％Ta2O50～10％ZrO20～7％Cs2O+ZnO+Y2O3+Nb2O5+In2O3+La2O3+ZrO2+Ta2O50～15％Sb2O30～1％并且，從MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)中選擇的至少兩個(gè)以上的值是0.1以上，實(shí)質(zhì)上不含鉛；折射率為1.56～1.68范圍，(B)所述芯部玻璃組合物在以摩爾％表示時(shí)含有SiO240～65％TiO21～10％B2O30～20％Al2O30～10％Li2O 5～12％Na2O 5～15％MgO 0～16％CaO 0～15％SrO 0.1～12％BaO 0.1～12％SiO2+TiO2+B2O3+Al2O350～70％Li2O+Na2O10～27％Li2O/Na2O0.7～2MgO+CaO+SrO+BaO 5～3 6％Cs2O 0～3％ZnO 0～8％Y2O30～5％Nb2O50～5％In2O30～5％La2O30～5％Ta2O50～5％SnO20～1％Sb2O30～1％As2O30～1％并且從CaO、SrO以及BaO的含有率中選擇的至少兩個(gè)值是0.1～15摩爾％，并且從MgO/(MgO+CaO+SrO+BaO)CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)SrO/(MgO+CaO+SrO+BaO)、BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)中選擇的至少兩個(gè)以上的值是0.1以上，實(shí)質(zhì)上不含鉛。
全文摘要
一種包層玻璃組合物，是構(gòu)成具有芯部/包層構(gòu)造的折射率分布型棒透鏡用母玻璃棒的包層的包層玻璃組合物，所述包層玻璃組合物在以摩爾％表示時(shí)含有SiO
文檔編號(hào)C03C3/093GK1733637SQ200510085988
公開日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2005年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者井上輝英, 野見山邦洋, 坂口浩一 申請(qǐng)人:日本板硝子株式會(huì)社