JP2001255406A - Distributed refractive index type optical element and distributed refractive index type rod lens array - Google Patents

Distributed refractive index type optical element and distributed refractive index type rod lens array

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JP2001255406A JP2000066931A JP2000066931A JP2001255406A JP 2001255406 A JP2001255406 A JP 2001255406A JP 2000066931 A JP2000066931 A JP 2000066931A JP 2000066931 A JP2000066931 A JP 2000066931A JP 2001255406 A JP2001255406 A JP 2001255406A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a core/cladding distributed refractive index type optical element preventing optical characteristics based on the part where the refractive index is deviated from the normal parabolic distribution from deteriorating, at the same time preventing flare light from invading and having excellent resolution even in the case being used for the optical device influenced by the near infrared ray region and a rod lens array using the same. SOLUTION: In the distributed refractive index type optical element with a core/cladding structure containing a metal oxide coloring component in the cladding glass and manufactured with the ion exchange method, the distributed refractive index type optical element is characterized by comprising the cladding glass which contains 0.5-4.0 wt.% CoO and 2.0-12.0 wt.% total iron oxide (expressed in terms of Fe2O3) as the metal oxide coloring component taking the total amount of the mother glass components excluding the coloring component as 100 wt.% and which contains FeO expressed in terms of Fe2O3 occupying 23-75% of the total iron oxide.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半径方向に屈折率
分布を持つコア/クラッド構造の屈折率分布型光学素
子、特に着色されたガラス組成のクラッドを有する屈折
率分布型光学素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gradient index optical element having a core / cladding structure having a refractive index distribution in the radial direction, and more particularly to a gradient index optical element having a colored glass composition cladding.

【0002】[0002]

【従来の技術】断面内で中心から外周に向けて、屈折率
がパラボリック状に変化している屈折率分布型光学素
子、例えば光集束性レンズは、レンズ面が平面であって
も、球面レンズと同様な結像作用を有し、微小径、単焦
点のレンズも容易に作製できる等の利点を持っているた
め、複写機、光プリンタ、ファクシミリ装置等の光学装
置の光学ヘッド等に広く用いられている。この屈折率分
布型光学素子には、屈折率分布型ロッドレンズ、屈折率
分布型ファイバ等がある。
2. Description of the Related Art A refractive index distribution type optical element whose refractive index changes in a parabolic manner from a center to an outer periphery in a cross section, for example, a light converging lens is a spherical lens even if the lens surface is flat. It has the same image forming function as that of, and has the advantage that a lens with a small diameter and a single focal point can be easily manufactured. Therefore, it is widely used in optical heads of optical devices such as copiers, optical printers and facsimile machines. Have been. The gradient index optical element includes a gradient index rod lens, a gradient index fiber, and the like.

【0003】屈折率分布型光学素子を製造する方法とし
ては、ガラスロッドを溶融塩へ浸漬することによって、
屈折率分布を付与するイオン交換法が工業的に広く行わ
れている。例えば、Li+、Tl+、Cs+、Ag+などの
陽イオンを含むガラスロッドを硝酸ナトリウムや硝酸カ
リウムなどの溶融塩中に浸漬し、ガラス中の陽イオンと
溶融塩中の陽イオンとを交換させることによって、屈折
率分布を有するロッドレンズを得ることができる。
[0003] As a method of manufacturing a gradient index optical element, a glass rod is immersed in a molten salt.
An ion exchange method for imparting a refractive index distribution is widely performed industrially. For example, a glass rod containing cations such as Li + , Tl + , Cs + , and Ag + is immersed in a molten salt such as sodium nitrate or potassium nitrate to exchange cations in the glass with cations in the molten salt. By doing so, a rod lens having a refractive index distribution can be obtained.

【0004】また溶融塩を用いる代わりに、ナトリウム
イオンやカリウムイオンを含むクラッドガラス層で上記
ガラスロッドを被覆したコア/クラッドガラスロッドの
成形中に、または成形後の加熱により、ガラスロッド中
の陽イオンとクラッドガラス層中の陽イオンとを交換さ
せることによって、屈折率分布を有するコア/クラッド
構造のロッドレンズを得ることができる。このコア/ク
ラッドガラスロッドは二重るつぼ法、パイプロッド法等
によって製造することができる。
Instead of using a molten salt, the core / clad glass rod in which the glass rod is coated with a clad glass layer containing sodium ions or potassium ions is heated during molding or after molding. By exchanging ions with cations in the cladding glass layer, a rod lens having a core / cladding structure having a refractive index distribution can be obtained. The core / clad glass rod can be manufactured by a double crucible method, a pipe rod method, or the like.

【0005】上記のイオン交換法によって作製されたロ
ッドレンズでは、イオン交換が主として拡散現象によっ
て進行するために、主としてその側表面近傍部分におい
てパラボリック状分布(2乗分布)から外れることが多
い。コア/クラッド構造のロッドレンズの屈折率分布を
示したものが図1である。レンズの断面は円形で、中心
部にコアがあり、コアの周辺に同心円状にクラッドが設
けられている。その下に屈折率分布曲線が示されてい
る。横軸rはコア中心からの半径方向距離で、nは屈折
率である。この際、イオン交換前のコアガラスおよびク
ラッドガラスの組成は、イオン交換後のコアとクラッド
の境界で屈折率が連続的に変化するように選択すること
が、特にコア直径に対して相対的にクラッド層厚みを大
きくするときに、好ましい。
In a rod lens manufactured by the above-mentioned ion exchange method, since ion exchange mainly proceeds by a diffusion phenomenon, it often deviates from a parabolic distribution (square distribution) mainly in the vicinity of a side surface thereof. FIG. 1 shows the refractive index distribution of a rod lens having a core / clad structure. The lens has a circular cross section, a core in the center, and a concentric cladding around the core. The refractive index distribution curve is shown below. The horizontal axis r is the radial distance from the core center, and n is the refractive index. At this time, the composition of the core glass and the clad glass before the ion exchange should be selected so that the refractive index continuously changes at the boundary between the core and the clad after the ion exchange, especially in relation to the core diameter. It is preferable when increasing the thickness of the cladding layer.

【0006】画像などの情報を伝送しようとする場合、
この正規なパラボリック状分布から外れた側表面近傍部
分を通過した光線は、歪や収差の原因となり、屈折率分
布型ロッドレンズの光学特性を低下させる。また屈折率
分布型ロッドレンズの側面近傍を通して外部から侵入し
てくる光(フレアー光)もまた、屈折率分布型ロッドレ
ンズの光学特性を低下させる。
When transmitting information such as images,
Light rays passing through the portion near the side surface that deviates from the normal parabolic distribution cause distortion and aberration, and deteriorate the optical characteristics of the refractive index distribution type rod lens. Also, light (flare light) entering from the outside through the vicinity of the side surface of the gradient index rod lens also degrades the optical characteristics of the gradient index rod lens.

【0007】このようなレンズ光学特性の低下およびフ
レアー光の侵入を防ぐために、特開昭63−30190
1号公報には、例えば、Li+などの陽イオンをそれぞ
れ含むコア/クラッドガラスロッドを、例えば硝酸ナト
リウムのような溶融塩に所定時間浸漬して、コア/クラ
ッドガラスロッド中のリチウムイオンと溶融塩中のナト
リウムイオンとを交換させることによって、屈折率分布
型光学素子を製造する際に、クラッドガラス中に、着色
成分としてMn、Cr、Co、Ni、Fe、Cu、A
g、Ti、Pb、Ru、Cd、V、Moなどの金属イオ
ンを含有するガラスの光吸収層を形成し、フレアー光の
侵入を防ぐ技術が開示されている。しかし、その実施例
で用いられているMnO、CoO、またはCoOとMn
Oの組み合わせの着色剤では、光源として単色光を用い
る光学装置では充分であるが、白色光を用いた光学装置
には、解像度が不足するという問題があった。
In order to prevent the deterioration of the optical characteristics of the lens and the invasion of flare light, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-30190 discloses a method.
No. 1 discloses that a core / clad glass rod containing a cation such as Li + is immersed in a molten salt such as sodium nitrate for a predetermined time to melt lithium ions in the core / clad glass rod. When producing a gradient index optical element by exchanging with sodium ions in the salt, Mn, Cr, Co, Ni, Fe, Cu, A
A technique is disclosed in which a light absorbing layer of glass containing metal ions such as g, Ti, Pb, Ru, Cd, V, and Mo is formed to prevent flare light from entering. However, the MnO, CoO, or CoO and Mn used in the example were used.
With an O combination colorant, an optical device using monochromatic light as a light source is sufficient, but an optical device using white light has a problem that the resolution is insufficient.

【0008】また、特開平10−139472号公報に
は、2重るつぼを用いた熱相互拡散法による屈折率分布
型光学素子において、クラッドガラス層として、着色剤
としての、CoO、MnO、およびCr23を、例え
ば、CoO 1.5重量%、MnO 1.0重量%、お
よびCr23 0.4重量%含有する光吸収ガラスを用
いて、フレアー光の侵入を防ぎ、かつ外径精度を良くす
る技術が開示されている。しかし、この着色剤は、コア
およびクラッドガラスに失透を生じさせやすく、コアお
よびクラッドガラスとして、使用可能なガラス組成範囲
が狭く限定されるという問題点があった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-139472 discloses a refractive index distribution type optical element formed by a thermal reciprocal diffusion method using a double crucible, in which CoO, MnO, and Cr as coloring agents are used as cladding glass layers. the 2 O 3, for example, CoO 1.5 wt%, using MnO 1.0 wt%, and Cr 2 O 3 0.4 wt% containing light absorbing glass, prevents the penetration of flare light, and the outer diameter A technique for improving accuracy is disclosed. However, this coloring agent tends to cause devitrification in the core and the clad glass, and there is a problem that the usable glass composition range for the core and the clad glass is narrowed.

【0009】これらの問題点を解決する方法として、ク
ラッドガラス層に着色剤としてCoOおよびFe23
含有させた光吸収ガラスを用いる方法が国際公開WO0
0/04409号公報に記載されている。この方法によ
れば、ガラス溶融時ないしイオン交換時にガラスに失透
を生じさせることなく、可視域を吸収し可視域のフレア
ー光の侵入を防ぐ屈折率型光学素子を得ることができ
る。しかしながら、用いられている着色剤の吸収範囲が
380〜660nmであるため、可視域に関してはフレ
アー光の侵入を防ぐ効果は十分であるが、近赤外域の光
はほとんど吸収されずに素通りしてしまって近赤外域の
フレアー光の侵入を防げないという問題がある。例え
ば、屈折率分布型光学素子がフラットベット型スキャナ
ー、複写機のような装置に組み込まれて使用された場
合、厚い本等をコピーする場合は蓋を開けて利用される
ことが多い。このときに外光が直接装置内に入ってくる
が、外光には通常多くの近赤外域の光が含まれているの
で、装置の特性によっては近赤外域の影響を大きく受け
る場合があり、このような場合は、上記の着色剤では対
応できず、解像度が低下してしまう問題があった。
As a method for solving these problems, a method using a light-absorbing glass containing CoO and Fe 2 O 3 as coloring agents in a cladding glass layer is disclosed in International Publication WO00.
No. 0/04409. According to this method, it is possible to obtain a refractive index type optical element that absorbs the visible region and prevents the intrusion of flare light in the visible region without causing devitrification of the glass during glass melting or ion exchange. However, since the absorption range of the coloring agent used is 380 to 660 nm, the effect of preventing flare light from entering the visible region is sufficient, but light in the near infrared region is hardly absorbed and passes through. As a result, there is a problem that the invasion of flare light in the near infrared region cannot be prevented. For example, when the gradient index optical element is used by being incorporated in an apparatus such as a flatbed scanner or a copying machine, a lid is often used when copying a thick book or the like. At this time, external light directly enters the device, but the external light usually contains a lot of near-infrared light, so depending on the characteristics of the device, it may be greatly affected by the near-infrared light. However, in such a case, there is a problem that the above-mentioned coloring agent cannot cope with the problem and the resolution is reduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、屈折
率が正規なパラボリック状分布から外れている部分によ
る光学特性の低下を防止するとともに、フレアー光の侵
入を防止し、近赤外域の影響を受ける光学装置に使用し
た場合でも、優れた解像度を有するコア/クラッド型屈
折率分布型光学素子、およびこれを用いたロッドレンズ
アレイを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to prevent a decrease in optical characteristics due to a portion where the refractive index deviates from a normal parabolic distribution, to prevent the invasion of flare light, and to reduce the near-infrared region. An object of the present invention is to provide a core / cladding type gradient index optical element having excellent resolution even when used in an optical device affected by the same, and a rod lens array using the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、クラッドガラ
ス中に金属酸化物着色成分を含有する、イオン交換法に
より製造されるコア/クラッド構造の屈折率分布型光学
素子において、前記クラッドガラスが、前記金属酸化物
着色成分として、着色成分を除く母ガラス成分の合計を
100重量%として、重量%で表して、 CoO 0.5〜4.0、および 全酸化鉄(Fe23に換算) 2.0〜12.0、 を含有し、かつFe23に換算したFeOが全酸化鉄の
23〜75%であることを特徴とする屈折率分布型光学
素子である。
According to the present invention, there is provided a gradient index optical element having a core / clad structure produced by an ion exchange method, wherein the clad glass contains a metal oxide coloring component. As the metal oxide coloring component, the total of the mother glass components excluding the coloring component is defined as 100% by weight, and expressed as a percentage by weight, CoO 0.5 to 4.0, and total iron oxide (converted to Fe 2 O 3) 2.0) to 12.0, and FeO in terms of Fe 2 O 3 is 23 to 75% of the total iron oxide.

【0012】クラッドガラス中の前記金属酸化物着色成
分の含有量は、クラッドガラスの母ガラス成分(上記金
属酸化物着色成分を除く)の合計を100重量%とした
ときに、付加的に添加したものとして定義する。
[0012] The content of the metal oxide coloring component in the clad glass was additionally added when the total of the mother glass component (excluding the metal oxide coloring component) of the clad glass was 100% by weight. Defined as

【0013】以下に金属酸化物着色成分(着色剤)につ
いて記述する。着色剤として用いる金属酸化物は、基本
的にイオン交換反応そのものには、関係ないのものが選
択される。一般に、着色剤の増加に比例して、ガラスの
密度、粘性、熱膨張等の特性が変化する。また、着色剤
の添加量が多くなると、コア/クラッドガラスロッドの
成形中、例えば2重るつぼを用いた紡糸工程中に失透が
発生しやすくなる。したがって、着色剤の添加量(重量
%)は、目的とする波長の光が吸収できる範囲で、でき
るだけ少ない方がよい。さらには、イオン交換法による
屈折率分布をできるだけパラボリック状分布に近づける
ためにも、着色剤の添加量は少ない方がよい。このよう
な観点から、着色剤としてCoOが適している。
Hereinafter, the metal oxide coloring component (coloring agent) will be described. As the metal oxide used as the colorant, one that is basically unrelated to the ion exchange reaction itself is selected. Generally, properties such as density, viscosity, and thermal expansion of glass change in proportion to the increase in colorant. Further, when the amount of the coloring agent added is large, devitrification tends to occur during the forming of the core / clad glass rod, for example, during the spinning step using a double crucible. Therefore, the addition amount (% by weight) of the coloring agent is preferably as small as possible within a range in which light having a desired wavelength can be absorbed. Further, in order to make the refractive index distribution obtained by the ion exchange method as close as possible to the parabolic distribution, it is preferable that the amount of the coloring agent is small. From such a viewpoint, CoO is suitable as a coloring agent.

【0014】ガラス中にCoOが含まれると、そのガラ
スは、Co2+イオンに起因して、520〜680nm帯
域の光を強く吸収する吸収能を示すようになる。CoO
はその添加量に比例して吸収が増加するので、CoOの
添加量が多いほど、クラッド層に入射した結像に寄与し
ない光の除去に効果が大きい。しかし上述したような理
由で、CoOの添加量は0.5〜4.0重量%であり、
望ましいのは0.5〜2.5重量%であり、さらに望ま
しいのは0.5〜2.0重量%である。
When CoO is contained in the glass, the glass exhibits an absorption capacity for strongly absorbing light in the 520 to 680 nm band due to Co 2+ ions. CoO
Since the absorption increases in proportion to the amount of CoO added, the greater the amount of CoO added, the greater the effect of removing light incident on the cladding layer and not contributing to imaging. However, for the reasons described above, the amount of CoO added is 0.5 to 4.0% by weight,
Desirable is 0.5-2.5% by weight, and more desirable is 0.5-2.0% by weight.

【0015】光源として白色光を用いる場合には、可視
光全体の波長の光の除去を考慮しなければならない。上
述のCoOのみでは、500nm以下の波長の光の吸収
能が不足している。500nm以下の短波長を吸収する
金属イオンとしては、Feイオンが用いられる。Fe+3
イオンは380〜460nmの光を強く吸収する。Fe
+3イオンの形の酸化物であるFe23の添加量は、比較
的短波長の可視光を吸収するための必須成分であるが、
あまり多すぎると、ガラスが失透しやすくなるので、過
剰に使用しないことが望ましい。
When using white light as the light source, it is necessary to consider removal of light having a wavelength of the entire visible light. With only CoO described above, the ability to absorb light having a wavelength of 500 nm or less is insufficient. Fe ions are used as metal ions absorbing short wavelengths of 500 nm or less. Fe +3
The ions strongly absorb light of 380 to 460 nm. Fe
The addition amount of Fe 2 O 3 , which is an oxide in the form of +3 ions, is an essential component for absorbing visible light of a relatively short wavelength,
If the amount is too large, the glass tends to be devitrified, so it is desirable not to use the glass excessively.

【0016】本発明の屈折率分布型光学素子が近赤外域
の影響を受ける装置等に用いられる場合は、近赤外域の
フレア光も除去する必要がある。660から1000n
m付近の近赤外域を効率よく吸収する金属イオンとして
はFe+2イオンが用いられる。通常の空気雰囲気下での
溶融では、Feイオンはガラス中でほとんどFe+3の形
で存在する。そのため、Fe+2イオンをガラス中に存在
させるためには還元雰囲気下でガラスを作製する必要が
ある。近赤外域の吸収を多くするためにはガラス中のF
+2イオン量を多くすればよいわけであるが、Fe+2
オン濃度を高くするためには強い還元雰囲気下で溶融す
る必要が生じ、そのような条件では、ガラス中に含まれ
る他の元素の価数を変化させてしまう恐れがあること、
溶融に際して利用する白金るつぼ等が影響を受けるこ
と、Fe+3の濃度が低くなりすぎてしまう等の問題があ
るので、Fe+2イオンの形の酸化物であるFeOの量
は、Fe23に換算した値で表して、添加された全酸化
鉄量(Fe23に換算した量、以下「T−Fe23」と
いう)の23〜75%であることが必要であり、望まし
くは30〜75%である。Fe23およびFeOの合計
であるT−Fe23量は、2.0〜12.0重量%であ
る。
When the gradient index optical element of the present invention is used in an apparatus or the like affected by the near infrared region, it is necessary to remove flare light in the near infrared region. 660 to 1000n
Fe +2 ions are used as metal ions that efficiently absorb the near infrared region near m. Upon melting in a normal air atmosphere, Fe ions are present in the glass almost in the form of Fe +3 . Therefore, in order to make Fe +2 ions exist in the glass, it is necessary to produce the glass in a reducing atmosphere. In order to increase absorption in the near infrared region, F
It is sufficient to increase the amount of e +2 ions, but in order to increase the concentration of Fe +2 ions, it is necessary to melt under a strong reducing atmosphere. The possibility of changing the valence of the element,
Since there are problems such as that the platinum crucible used for melting is affected and that the concentration of Fe +3 becomes too low, the amount of FeO, which is an oxide in the form of Fe +2 ions, is Fe 2 O It is necessary to be 23 to 75% of the total amount of iron oxide added (the amount converted to Fe 2 O 3 , hereinafter referred to as “T-Fe 2 O 3 ”), expressed as a value converted to 3 . Desirably, it is 30 to 75%. Fe 2 O 3 and T-Fe 2 O 3 amount is the sum of the FeO is 2.0 to 12.0 wt%.

【0017】近赤外域吸収はガラス中のFe+2イオンの
絶対量に比例するので、クラッドガラス中のFe+2イオ
ンの絶対量についても考える必要がある。厚み0.1m
mのガラスについて750nmの透過率を75%以下に
するためには、Fe23に換算したFeOの絶対量が2
重量%以上であることが望ましい。よって、ガラス中に
含まれるFeOの絶対量(Fe23に換算)は2重量%
以上であることが望ましく、より望ましいのは3重量%
以上である。
[0017] Since near infrared absorption is proportional to the absolute amount of Fe +2 ions in the glass, it is also necessary to think about absolute amount of Fe +2 ions cladding glass. 0.1m thick
In order to reduce the transmittance at 750 nm to 75% or less for the glass of m m, the absolute amount of FeO converted to Fe 2 O 3 is 2
It is desirable that the content be not less than% by weight. Therefore, the absolute amount of FeO contained in the glass (in terms of Fe 2 O 3 ) is 2% by weight.
More preferably, it is more preferably 3% by weight.
That is all.

【0018】MgOを多く含むガラスを母ガラスとして
使用する場合には失透の発生が顕著であるので、MgO
の濃度が、母ガラス成分の合計を100重量%としたと
き、重量%で表して5重量%以上の場合には、T−Fe
23の添加量は2.0〜6.0重量%であることが好ま
しい。このような場合はガラス中に含まれるT−Fe 2
3が少ないため、ガラス中のFe+2イオン量を多くす
るためにはT−Fe23に対するFeOの割合を高くす
る必要がある。そのため、Fe23に換算したFeOの
割合はT−Fe23の50〜75%であることが望まし
く、より望ましいのは55〜75%であり、さらに望ま
しいのは55〜70%である。
Glass containing much MgO as mother glass
When used, the occurrence of devitrification is remarkable.
Is 100% by weight of the total of the mother glass components.
When the content is 5% by weight or more in terms of% by weight, T-Fe
TwoOThreeIs preferably 2.0 to 6.0% by weight.
New In such a case, the T-Fe contained in the glass Two
OThreeFe in the glass+2Increase the amount of ions
T-FeTwoOThreeThe ratio of FeO to
Need to be Therefore, FeTwoOThreeOf FeO converted to
The proportion is T-FeTwoOThree50% to 75% of the
And more preferably 55 to 75%, more preferably
It is 55-70%.

【0019】MgOの濃度が低い母ガラスを使用する場
合には、失透が発生しにくくなるので、更に多くのT−
Fe23の添加が可能である。Co+2と比較してFe+3
の吸収は小さいため、380〜460nmの光の吸収を
大きくして、この波長域の解像度をよくするためにはで
きるだけFe23の添加量を多くすることが望ましい。
MgOの濃度が、母ガラス成分の合計を100重量%と
したとき、重量%で表して5重量%未満の場合、T−F
23は12.0重量%まで添加することができる。T
−Fe23量は好ましくは3.0〜12.0重量%であ
り、より好ましくは6.0〜10.0重量%である。
When a mother glass having a low MgO concentration is used, devitrification hardly occurs.
Fe 2 O 3 can be added. Fe +3 compared to Co +2
Is small, it is desirable to increase the absorption of light of 380 to 460 nm and to increase the amount of Fe 2 O 3 as much as possible in order to improve the resolution in this wavelength range.
When the concentration of MgO is less than 5% by weight in terms of% by weight when the total of the mother glass components is 100% by weight, TF
e 2 O 3 can be added up to 12.0% by weight. T
-Fe 2 O 3 amount is preferably 3.0 to 12.0 wt%, more preferably from 6.0 to 10.0% by weight.

【0020】上述のように、Co+2イオンとFe+2、F
+3イオンをクラッドガラス中に共存させることによ
り、可視光および近赤外光の波長の光の除去が効率よく
行えることができる。
As described above, Co +2 ions and Fe +2 , F
By coexisting e +3 ions in the cladding glass, light having wavelengths of visible light and near-infrared light can be efficiently removed.

【0021】NiOは必須成分ではないが、CoOおよ
びFe23と共に用いることにより、CoOによる可視
光吸収域とFe23による可視光吸収域の間の帯域の光
(420〜500nm)を吸収するので好ましい。近赤
外域の吸収を上げるためにT−Fe23の多くをFe+2
イオンに還元した場合は、Fe+3イオンによる可視域の
吸収が不足するので、NiOを添加することでその不足
を補うことができる。NiOの添加量は、あまり多すぎ
ると、ガラスが失透しやすくなるので、できるだけ少な
いことが望ましい。NiOの添加量は0.0〜2.0重
量%であり、望ましいのは0.2〜2.0重量%で、よ
り望ましいのは0.2〜1.0重量%である。
Although NiO is not an essential component, by using it together with CoO and Fe 2 O 3 , light (420 to 500 nm) in the band between the visible light absorption region by CoO and the visible light absorption region by Fe 2 O 3 is obtained. It is preferred because it absorbs. To increase the absorption in the near infrared region, most of T-Fe 2 O 3 is changed to Fe +2
When reduced to ions, the absorption in the visible region due to Fe +3 ions is insufficient, so the addition of NiO can make up for the insufficiency. If the amount of NiO added is too large, the glass tends to be devitrified. The addition amount of NiO is 0.0 to 2.0% by weight, preferably 0.2 to 2.0% by weight, and more preferably 0.2 to 1.0% by weight.

【0022】可視光域中の短波長を吸収するその他の金
属イオンとしてはCrが知られている。上記Co、F
e、および必要に応じて添加するNiに、さらにCrを
以下に述べるように付加的に添加して使用することがで
きる。Cr23は必須成分ではないが、Fe23と同様
に380〜430nmの光を強く吸収し、その吸収能は
Fe23よりも高い。しかしCr23は、クラッドガラ
ス、特にリチウムを含有するガラスを失透させ易いの
で、0.2重量%以下であれば、失透させることなし
に、含有させることができる。
Cr is known as another metal ion that absorbs a short wavelength in the visible light region. Co, F above
In addition to e and Ni added as necessary, Cr can be additionally used as described below. Although Cr 2 O 3 is not an essential component, it absorbs light of 380 to 430 nm similarly to Fe 2 O 3, and its absorption ability is higher than that of Fe 2 O 3 . However, Cr 2 O 3 is liable to devitrify clad glass, particularly glass containing lithium, so that it can be contained without devitrification at 0.2% by weight or less.

【0023】上記着色剤を含有するクラッドガラスは、
イオン交換処理前の母ガラスの好ましい例として、重量
%で表して、 Li2O 0、 Na2O 14〜28、 MgO 2.5〜15、 BaO 2〜10、 PbO 0〜25、 TiO2 2〜10、 SiO2 45〜60、 の組成(合計100重量%)を含有する。
The clad glass containing the above colorant is
As preferred examples of the mother glass before the ion exchange treatment, expressed as% by weight, Li 2 O 0, Na 2 O 14 to 28, MgO 2.5 to 15, BaO 2 to 10, PbO 0 to 25, TiO 2 2 -10 and SiO 2 45-60 (total 100% by weight).

【0024】またコアガラスは、イオン交換処理前のガ
ラスの好ましい例として、重量%で表して、 Li2O 3〜12、 Na2O 0〜15、 MgO 2.5〜15、 BaO 2〜10、 PbO 0〜25、 TiO2 2〜10、 SiO2 45〜60、 の組成(合計100重量%)を含有する。
The core glass is a preferred example of the glass before the ion exchange treatment, expressed as% by weight: Li 2 O 3 to 12, Na 2 O 0 to 15, MgO 2.5 to 15, BaO 2 to 10 , PbO 0 to 25, TiO 2 2 to 10, and SiO 2 45 to 60 (total 100% by weight).

【0025】上記クラッドガラスおよびコアガラスは、
コアガラスの屈折率がクラッドガラスの屈折率よりも
0.005〜0.1高くなるような組み合わせで使用さ
れる。
The clad glass and the core glass are:
The combination is used such that the refractive index of the core glass is 0.005 to 0.1 higher than the refractive index of the clad glass.

【0026】なお、クラッドガラスおよびコアガラスは
ともに、イオン交換処理の結果として、その組成は均一
ではなく半径方向に分布(特にLi2OおよびNa2O成
分)するようになるので、本発明の屈折率分布型光学素
子は、そのクラッドガラスとして、母ガラスの好ましい
例として、平均的に、重量%で表して、 Li2O 0.5〜12、 Na2O 14〜28、 MgO 2.5〜15、 BaO 2〜10、 PbO 0〜25、 TiO2 2〜10、 SiO2 45〜60、 の組成(合計100重量%)を含有し、コアガラスは、
平均的に、重量%で表して、 Li2O 2〜9、 Na2O 0.5〜25、 MgO 2.5〜15、 BaO 2〜10、 PbO 0〜25、 TiO2 2〜10、 SiO2 45〜60、 の組成(合計100重量%)を含有し、クラッドガラス
中のNa2O含有量はコアガラス中のNa2O含有量より
も大であり、かつコアガラス中のLi2O含有量はクラ
ッドガラス中のLi2O含有量よりも大である組成を有
する。ここで、上記「平均的に」とは、上記組成分布が
それぞれクラッドガラス中およびコアガラス中で、それ
ぞれ均質化されたとして計算した値であることを意味す
る。
The composition of both the clad glass and the core glass is not uniform but distributed in the radial direction (particularly, Li 2 O and Na 2 O components) as a result of the ion exchange treatment. gradient index optical element has as its cladding glass, preferable examples of the mother glass, on average, expressed in terms of weight%, Li 2 O 0.5~12, Na 2 O 14~28, MgO 2.5 -15, BaO 2-10, PbO 0-25, TiO 2 2-10, SiO 2 45-60 (total 100% by weight).
On average, expressed as% by weight, Li 2 O 2-9, Na 2 O 0.5-25, MgO 2.5-15, BaO 2-10, PbO 0-25, TiO 2 2-10, SiO 2 45-60, containing the composition of the (total 100 wt%), the content of Na 2 O of the cladding glass is greater than the content of Na 2 O in the core glass and Li 2 O in the core glass The content has a composition that is greater than the Li 2 O content in the cladding glass. Here, the “average” means that the composition distribution is a value calculated as being homogenized in the clad glass and the core glass, respectively.

【0027】本発明の屈折率分布型光学素子は、好まし
くは、100〜1000μmの直径のコアガラスと1.
0〜100μmの厚みのクラッドガラス層(ただしクラ
ッドガラス層の厚みはコアガラス直径の1〜25%)か
らなり、0.1〜4の屈折率定数g(mm-2、ただし光
学素子の半径方向の距離をmmで表す)を有し、クラッ
ドガラス層のガラスは、厚みが100μmのときに38
0nmから1000nmの範囲内の全ての波長の光につ
いて75%以下の透過率を有する。
The gradient index optical element of the present invention preferably comprises a core glass having a diameter of 100 to 1000 μm and
A cladding glass layer having a thickness of 0 to 100 μm (the thickness of the cladding glass layer is 1 to 25% of the core glass diameter), and a refractive index constant g of 0.1 to 4 (mm −2 , in the radial direction of the optical element) Is expressed in mm), and the glass of the clad glass layer has a thickness of 38 μm when the thickness is 100 μm.
It has a transmittance of 75% or less for light of all wavelengths in the range of 0 nm to 1000 nm.

【0028】また本発明の屈折率分布型ロッドレンズア
レイは、上記屈折率分布型光学素子を50〜1000
本、互いの光軸が平行になるように、そして、各光学素
子の両端面が同一平面を形成するように、1列または複
数列、例えば2〜4列の千鳥状に配列して接着剤を用い
て互いに固着させることにより製造される。
Further, in the gradient index rod lens array of the present invention, the above gradient index optical element may have a refractive index of 50 to 1000.
The adhesive is arranged in one or more rows, for example, 2 to 4 rows in a zigzag pattern so that the optical axes of the books are parallel to each other, and both end faces of each optical element form the same plane. It is manufactured by fixing to each other using

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下に実施例をあげて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその主旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist of the present invention.

【0030】[実施例1]コア、クラッドガラスの組成
として表1に示すものを用いて、2重るつぼを用いた紡
糸により、二重ガラスロッドを次のようにして得た。図
2に示すように、2重るつぼ1は内るつぼ2および外る
つぼ3からなり、内るつぼ2および外るつぼ3に、それ
ぞれコアガラス用ガラスカレットおよびクラッドガラス
用ガラスカレットを投入し、2重るつぼ1内でそれぞれ
加熱溶融して、内るつぼ2よりコアガラス4を、外るつ
ぼ3より着色剤を含むクラッドガラス5を下部ノズル6
より引き出し、引っ張りローラー(図示せず)により紡
糸して両者を融着一体化した二重ガラスロッドが得られ
る。なおクラッドガラス中のFe+2の濃度は、クラッド
ガラス用ガラスカレットを作製するときに加える炭素系
還元剤(グラファイト等)の量を変化させることによっ
て調整した。クラッドガラス(CoO 1.0、Fe2
3に換算した全酸化鉄(T−Fe23)3.0各重量
%、添加された全酸化鉄「T−Fe23」量(Fe23
に換算)に対する、Fe23に換算したFeOの割合:
69%)の透過率分光特性(ガラス厚み0.1mmに換
算)を図3に示す。
Example 1 A double glass rod was obtained as follows by spinning using a double crucible using the core and clad glass compositions shown in Table 1. As shown in FIG. 2, the double crucible 1 is composed of an inner crucible 2 and an outer crucible 3, and a glass cullet for core glass and a glass cullet for clad glass are put into the inner crucible 2 and the outer crucible 3, respectively. 1 is heated and melted, and the core glass 4 is supplied from the inner crucible 2, and the clad glass 5 containing a colorant is supplied from the outer crucible 3 to the lower nozzle 6.
The double glass rod is drawn out and spun by a tension roller (not shown), and the two are fused and integrated to obtain a double glass rod. The concentration of Fe +2 in the clad glass was adjusted by changing the amount of a carbon-based reducing agent (such as graphite) added when producing a glass cullet for the clad glass. Clad glass (CoO 1.0, Fe 2
O total iron oxide in terms of 3 (T-Fe 2 O 3 ) 3.0 Each wt%, total iron oxide is added "T-Fe 2 O 3" amount (Fe 2 O 3
Ratio of FeO converted to Fe 2 O 3 with respect to (converted to)
FIG. 3 shows a transmittance spectral characteristic (converted to a glass thickness of 0.1 mm) of 69%).

【0031】このガラスロッドを約1mの長さに切断
し、約445℃に維持した硝酸ナトリウムの溶融塩の浴
の中に約24時間浸漬して、ガラスロッド中のリチウム
イオンと溶融塩中のナトリウムイオンとをイオン交換さ
せた後、引き上げた。このロッドを切断して、両端面を
平坦に研磨して長さ4.13mmで屈折率分布を有する
ロッドレンズを得た。 このロッドレンズの外径(m
m)、長さ(mm)、中心軸上の屈折率(n0)、屈折率定
数g(mm-2)、およびTC(等倍の正立実像が結像する
物像間距離、mm)は表3に示す通りである。なお、屈
折率定数g(mm-2)は、n0 を中心軸上の屈折率とし
て、半径方向の距離r(mm)における屈折率(n)の
分布を、 n=n0(1−gr2) で近似させたときの定数である。そして、屈折率はコア
とクラッドの境界において連続的に変化していた。な
お、表1および表2のガラス組成において、着色成分の
添加量(重量%)は着色成分以外の成分の合計を100
重量%とした値である。
The glass rod was cut into a length of about 1 m, immersed in a bath of a molten salt of sodium nitrate maintained at about 445 ° C. for about 24 hours, and the lithium ions in the glass rod and the After the ion exchange with sodium ion, it was pulled up. This rod was cut, and both end surfaces were polished flat to obtain a rod lens having a length of 4.13 mm and a refractive index distribution. Outer diameter of this rod lens (m
m), length (mm), refractive index on the central axis (n 0 ), refractive index constant g (mm −2 ), and TC (inter-object image distance at which an equal-size erect real image is formed, mm) Is as shown in Table 3. Note that the refractive index constant g (mm −2 ) is obtained by calculating the distribution of the refractive index (n) at a distance r (mm) in the radial direction, where n 0 is the refractive index on the central axis, and n = n 0 (1-gr). 2 ) This is a constant when approximated by. Then, the refractive index continuously changed at the boundary between the core and the clad. In the glass compositions shown in Tables 1 and 2, the amount of the coloring component (% by weight) is calculated by adding the total amount of components other than the coloring component to 100%.
It is a value in terms of% by weight.

【0032】[0032]

【表1】 ────────────────────────────────── 実施例 1 2 3 4 5 コア/クラッド コア/クラッド コア/クラッド コア/クラ ッド コア/クラッド −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Li2O 4.2/0.0 4.2/0.0 4.2/0.0 4.2/0.0 4.2/0.0 Na2O 8.3/16.4 8.3/16.4 8.3/16.6 8.3/16.6 8.3/16.4 MgO 8.4/8.1 8.4/8.1 8.4/4.5 8.4/4.5 8.4/8.1 PbO 20.0/19.1 20.0/19.1 20.0/19.1 20.0/19.1 20.0/19.1 BaO 4.6/4.4 4.6/4.4 4.6/4.3 4.6/4.3 4.6/4.4 TiO2 4.2/4.0 4.2/4.0 4.2/3.7 4.2/3.7 4.2/4.0 SiO2 50.3/40.8 50.3/40.8 50.3/51.8 50.3/51.8 50.3/40.8 T-Fe23 0/3.0 0/5.0 0/8.0 0/10.0 0/3.0 FeO 0/2.1 0/3.1 0/3.9 0/2.5 0/1.9 FeO/T-Fe2O3(%) 0/69 0/62 0/49 0/25 0/53 CoO 0/1.0 0/2.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 NiO 0/0 0/0 0/0 0/0 0/1.75 ──────────────────────────────────[Table 1] Example 1 2 3 4 5 core / cladding core / clad core / clad core / dark head core / clad ---------------------------------- Li 2 O 4.2 /0.0 4.2 / 0.0 4.2 / 0.0 4.2 / 0.0 4.2 / 0.0 Na 2 O 8.3 / 16.4 8.3 / 16.4 8.3 / 16.6 8.3 / 16.6 8.3 / 16.4 MgO 8.4 / 8.1 8.4 / 8.1 8.4 / 4.5 8.4 / 4.5 8.4 / 8.1 PbO 20.0 /19.1 20.0 / 19.1 20.0 / 19.1 20.0 / 19.1 20.0 / 19.1 BaO 4.6 / 4.4 4.6 / 4.4 4.6 / 4.3 4.6 / 4.3 4.6 / 4.4 TiO 2 4.2 / 4.0 4.2 / 4.0 4.2 / 3.7 4.2 / 3.7 4.2 / 4.0 SiO 2 50.3 /40.8 50.3 / 40.8 50.3 / 51.8 50.3 / 51.8 50.3 / 40.8 T-Fe 2 O 3 0 / 3.0 0 / 5.0 0 / 8.0 0 / 10.0 0 / 3.0 FeO 0 / 2.1 0 / 3.1 0 / 3.9 0 / 2.5 0 / 1.9 FeO / T-Fe 2 O 3 (%) 0/69 0/62 0/49 0/25 0/53 CoO 0 / 1.0 0 / 2.0 0 / 1.0 0 / 1.0 0 / 1.0 NiO 0/0 0/0 0/0 0/0 0 / 1.75 ─────────────────── ──────────────

【0033】[0033]

【表2】 ──────────────────────────―――― 比較例 1 2 3 コア/クラッド コア/クラッド コア/クラッド −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Li2O 4.2/0.0 4.2/0.0 4.2/0.0 Na2O 8.3/16.4 8.3/16.6 8.3/16.6 MgO 8.4/8.1 8.4/4.5 8.4/4.5 PbO 20.0/19.1 20.0/19.1 20.0/19.1 BaO 4.6/4.4 4.6/4.3 4.6/4.3 TiO2 4.2/4.0 4.2/3.7 4.2/3.7 SiO2 50.3/40.8 50.3/51.8 50.3/51.8 T-Fe23 0/3.0 0/6.0 0/10.0 FeO 0/0.5 0/0.6 0/1.6 FeO/T-Fe2O3(%) -/14 -/10 -/13 CoO 0/1.0 0/2.0 0/1.0 NiO 0/0 0/0 0/0 ──────────────────────────――――[Table 2] ────────────────────────── ―――― Comparative Example 1 2 3 Core / cladding Core / cladding Core / cladding --- −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Li 2 O 4.2 / 0.0 4.2 / 0.0 4.2 / 0.0 Na 2 O 8.3 / 16.4 8.3 / 16.6 8.3 /16.6 MgO 8.4 / 8.1 8.4 / 4.5 8.4 / 4.5 PbO 20.0 / 19.1 20.0 / 19.1 20.0 / 19.1 BaO 4.6 / 4.4 4.6 / 4.3 4.6 / 4.3 TiO 2 4.2 / 4.0 4.2 / 3.7 4.2 / 3.7 SiO 2 50.3 / 40.8 50.3 / 51.8 50.3 / 51.8 T-Fe 2 O 3 0 / 3.0 0 / 6.0 0 / 10.0 FeO 0 / 0.5 0 / 0.6 0 / 1.6 FeO / T-Fe 2 O 3 (%)-/ 14-/ 10-/ 13 CoO 0 / 1.0 0 / 2.0 0 / 1.0 NiO 0/0 0/0 0/0 ────────────────────────── ――――

【0034】[0034]

【表3】 ────────────────────────────────── 実施例 比較例 ─────────────── ───────── 1 2 3 4 5 1 2 3 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 外径(mm) 0.30 同左 同左 同左 同左 同左 同左 同左 長さ(mm) 4.13 同左 同左 同左 同左 同左 同左 同左 n0 1.612 同左 同左 同左 同左 同左 同左 同左 g(mm-2) 0.891 同左 同左 同左 同左 同左 同左 同左 TC(mm) 9.20 同左 同左 同左 同左 同左 同左 同左 MTF 470nm 70.9 73.4 73.5 74.3 76.2 71.8 73.2 76.0 530nm 73.6 76.8 74.2 75.3 74.7 73.8 76.5 75.3 660nm 75.4 77.3 75.7 75.4 75.2 75.6 77.1 75.9 740nm 70.2 72.3 73.1 72.6 71.3 53.4 54.3 65.7 ──────────────────────────────────[Table 3] ────────────────────────────────── Example Comparative example ──────── ─────── 1 1 2 3 4 5 1 2 3 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− -------- outer diameter (mm) 0.30 Same as at left Same as at left Same as at left Same as at left Same as at left Same as at left Same as left length (mm) 4.13 Same as at left Same as at left Same as at left Same as at left Same as at left Same as at left Same as left n0 1.612 Same as at left Same as at left Same as at left Same as at left Same as at left Same as at left Same as at left g (mm -2) 0.891 Same as left Same as left Same as left Same as left Same as left Same as left TC (mm) 9.20 Same as left Same as left Same as left Same as left Same as left 73.1 72.6 71.3 53.4 54.3 65.7 ─────────────────────────── ──────

【0035】上記屈折率分布型ロッドレンズ約200本
を互いの光軸が平行になるように2列に千鳥状に配列し
て接着剤を用いて互いに固着させてロッドレンズアレイ
を作製した。このロッドレンズアレイについて、グリッ
ドパターンの空間周波数を12Lp/mmとし、測定光
として白色光を用いて、470nm、530nm、66
0nmおよび740nmの波長におけるMTF(Modula
tion Transfer Function)の値を表3に示した。なおM
TFは物体と像のコントラストの比を空間周波数の関数
として表したものであり、MTFが100%に近いほど
原画に忠実な像が形成されていて、高い解像力が維持さ
れていることを示す。なお、このクラッドガラスの透過
率分光特性(ガラス厚み0.1mm換算)のグラフを図3
に示す。
Approximately 200 refractive index distribution type rod lenses were arranged in two rows in a staggered manner so that their optical axes were parallel to each other, and were fixed to each other using an adhesive to produce a rod lens array. For this rod lens array, the spatial frequency of the grid pattern was set to 12 Lp / mm, and white light was used as the measurement light.
MTF (Modula) at wavelengths of 0 nm and 740 nm
Table 3 shows the values of Option Transfer Function. Note that M
TF represents the contrast ratio between the object and the image as a function of the spatial frequency. The closer the MTF is to 100%, the more faithful the original image is formed, and the higher the resolving power is maintained. FIG. 3 is a graph showing the transmittance spectral characteristics (glass thickness 0.1 mm conversion) of this clad glass.
Shown in

【0036】[実施例2〜5]コア、クラッドガラスの
組成として表1に示すものを用いて、実施例1と全く同
様に、2重るつぼを用いた紡糸により、2重ガラスロッ
ドを作製した。このガラスロッドを実施例1と全く同様
にイオン交換処理して、屈折率分布を有するロッドレン
ズおよびロッドレンズアレイを作製した。ロッドレンズ
の諸寸法・屈折率定数など、およびロッドレンズアレイ
の光学特性は表3に示す。そして実施例2に用いたクラ
ッドガラス(CoO 2.0、T−Fe23 5.0各
重量%、添加された全酸化鉄量(Fe23換算量、T−
Fe23)に対する、Fe23に換算したFeOの割
合:62%)の透過率分光特性(ガラス厚み0.1mm
に換算)のグラフを図4に、実施例3に用いたクラッド
ガラス(CoO 1.0、T−Fe23 8.0各重量
%、T−Fe23に対する、Fe23に換算したFeO
の割合:49%)の透過率分光特性(ガラス厚み0.1
mm換算)のグラフを図5に、実施例4に用いたクラッド
ガラス(CoO 1.0、T−Fe23 10.0各重
量%、T−Fe23に対する、Fe23に換算したFe
Oの割合:25%)の透過率分光特性(ガラス厚み0.
1mmに換算)のグラフを図6に、実施例5に用いたク
ラッドガラス(CoO 1.0、T−Fe23 3.0
各重量%、T−Fe23に対するFe23に換算したF
eOの割合:53%)の透過率分光特性(ガラス厚み
0.1mmに換算)のグラフを図7に示す。
[Examples 2 to 5] Double glass rods were produced by spinning using a double crucible in exactly the same manner as in Example 1, using the core and clad glass compositions shown in Table 1. . This glass rod was subjected to ion exchange treatment in exactly the same manner as in Example 1 to produce a rod lens and a rod lens array having a refractive index distribution. Table 3 shows various dimensions and refractive index constants of the rod lens, and optical characteristics of the rod lens array. Then, the clad glass used in Example 2 (CoO 2.0, T-Fe 2 O 3 5.0% by weight, the total amount of iron oxide added (Fe 2 O 3 equivalent, T-
(Fe 2 O 3 ) ratio of FeO converted to Fe 2 O 3 : 62%)
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the cladding glass used in Example 3 (CoO 1.0, T-Fe 2 O 3 8.0 wt% each, T-Fe 2 O 3 , and Fe 2 O 3) . FeO converted
%: 49%) transmittance spectral characteristics (glass thickness 0.1)
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the clad glass (CoO 1.0, T-Fe 2 O 3 10.0% by weight, T-Fe 2 O 3 , and Fe 2 O 3) . Fe converted
O: 25%) transmittance spectral characteristic (glass thickness: 0. 0%).
FIG. 6 shows a graph (converted to 1 mm) of the clad glass (CoO 1.0, T-Fe 2 O 3 3.0) used in Example 5.
Each weight%, F converted to Fe 2 O 3 with respect to T-Fe 2 O 3
FIG. 7 shows a graph of transmittance spectral characteristics (converted to a glass thickness of 0.1 mm) at an eO ratio of 53%.

【0037】[比較例1〜3]実施例1におけるコア、
クラッドガラスの組成として表2に示すものを用いた他
は、実施例1と全く同様にして、屈折率分布を有するロ
ッドレンズおよびロッドレンズアレイを作製した。ロッ
ドレンズの諸寸法・屈折率定数など、およびロッドレン
ズアレイの光学特性は表3に示す。そして比較例1に用
いたクラッドガラス(CoO 1.0、T−Fe23
3.0各重量%、T−Fe23に対するFe23に換算
したFeOの割合:14%)の透過率分光特性(ガラス
厚み0.1mmに換算)のグラフを図8に、比較例2に
用いたクラッドガラス(CoO2.0、T−Fe23
6.0各重量%、T−Fe23に対するFe23に換算
したFeOの割合:10%)の透過率分光特性(ガラス
厚み0.1mmに換算)のグラフを図9に、比較例3に
用いたクラッドガラス(CoO 1.0、T−Fe23
10.0各重量%、T−Fe23に対するFe23
換算したFeOの割合:13%)の透過率分光特性(ガ
ラス厚み0.1mmに換算)のグラフを図10にそれぞ
れ示す。
[Comparative Examples 1 to 3]
A rod lens and a rod lens array having a refractive index distribution were produced in exactly the same manner as in Example 1 except that the composition of the cladding glass shown in Table 2 was used. Table 3 shows various dimensions and refractive index constants of the rod lens, and optical characteristics of the rod lens array. Then, the clad glass (CoO 1.0, T-Fe 2 O 3) used in Comparative Example 1 was used.
3.0 Each wt%, the percentage of FeO which in terms of Fe 2 O 3 against T-Fe 2 O 3: transmittance spectral characteristics of 14%) the graph (converted to glass thickness 0.1 mm) in FIG. 8, compare cladding glass used in example 2 (CoO2.0, T-Fe 2 O 3
6.0 Each wt%, the percentage of FeO which in terms of Fe 2 O 3 against T-Fe 2 O 3: transmittance spectral characteristics of 10%) the graph (converted to glass thickness 0.1 mm) in Fig. 9, compare The cladding glass used in Example 3 (CoO 1.0, T-Fe 2 O 3
Respectively transmittance spectral characteristics of 13%) the graph (converted to glass thickness 0.1 mm) in Figure 10: 10.0 each weight percent, the ratio of FeO which in terms of Fe 2 O 3 against T-Fe 2 O 3 .

【0038】実施例1〜5と比較例1〜3を比較する。
実施例1〜5は、いずれも、470,530,660、
740nmの各波長において、高いMTF値が得られて
いる。それに対して比較例1〜3では、740nmにお
けるMTF値が低く、近赤外域の影響を受けやすい装置
に用いられた場合には解像度が低下することを示してい
る。
Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 are compared.
Examples 1 to 5 are all 470, 530, 660,
At each wavelength of 740 nm, a high MTF value is obtained. On the other hand, Comparative Examples 1 to 3 show that the MTF value at 740 nm is low, and the resolution is reduced when used in an apparatus that is easily affected by the near infrared region.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、少なくともCoO、Fe23およびFeOの着色成
分を含有し、含有した全酸化鉄量に対する、Fe23
換算したFeOが23〜75%となったクラッドガラス
を有するコア/クラッド二重ガラスロッドをイオン交換
することによって、外径精度がきわめて良く、外周部分
の屈折率分布の乱れた部分を通る光の影響を小さくし、
フレアー光の侵入を防止し、近赤外域の影響を受けやす
い光学装置で用いられた場合においても、優れた解像度
を有する屈折率分布型ロッドレンズ、およびロッドレン
ズアレイを得ることができる。
As described above, according to the present invention, at least the coloring components of CoO, Fe 2 O 3 and FeO are contained, and FeO converted to Fe 2 O 3 with respect to the total iron oxide content is contained. Exchange of the core / clad double glass rod having a clad glass having a diameter of 23 to 75%, the outer diameter accuracy is extremely good, and the influence of light passing through a portion where the refractive index distribution is disordered in the outer peripheral portion is reduced. And
Even when used in an optical device that prevents flare light from entering and is easily affected by the near-infrared region, a gradient index rod lens and rod lens array having excellent resolution can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 屈折率分布型ロッドレンズの屈折率分布曲線
を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a refractive index distribution curve of a gradient index rod lens.

【図2】 本発明の屈折率分布型ロッドレンズ用の二重
ガラスロッドのための紡糸炉を示す側断面図。
FIG. 2 is a side sectional view showing a spinning furnace for a double glass rod for a gradient index rod lens of the present invention.

【図3】 実施例1のクラッドガラスの透過分光特性を
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing transmission spectral characteristics of the clad glass of Example 1.

【図4】 実施例2のクラッドガラスの透過分光特性を
示す図。
FIG. 4 is a view showing transmission spectral characteristics of the clad glass of Example 2.

【図5】 実施例3のクラッドガラスの透過分光特性を
示す図。
FIG. 5 is a diagram showing transmission spectral characteristics of the clad glass of Example 3.

【図6】 実施例4のクラッドガラスの透過分光特性を
示す図。
FIG. 6 is a diagram showing transmission spectral characteristics of the clad glass of Example 4.

【図7】 実施例5のクラッドガラスの透過分光特性を
示す図。
FIG. 7 is a diagram showing transmission spectral characteristics of the clad glass of Example 5.

【図8】 比較例1のクラッドガラスの透過分光特性を
示す図。
FIG. 8 is a diagram showing transmission spectral characteristics of the clad glass of Comparative Example 1.

【図9】 比較例2のクラッドガラスの透過分光特性を
示す図。
FIG. 9 is a view showing transmission spectral characteristics of the clad glass of Comparative Example 2.

【図10】 比較例3のクラッドガラスの透過分光特性
を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing transmission spectral characteristics of the clad glass of Comparative Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・二重るつぼ、2・・内るつぼ、3・・外るつぼ、
4・・コアガラス、5・・クラッドガラス、6・・下部
ノズル
1. Double crucible, 2. Internal crucible, 3. External crucible,
4. Core glass, 5 Clad glass, 6 Lower nozzle

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 6/04 G02B 6/04 A 6/18 6/18 Fターム(参考) 2H046 AA06 AZ02 AZ11 2H050 AB03Z AC07 AC76 4G059 AA11 AA18 AC09 HB03 HB13 HB15 4G062 AA04 AA06 BB01 CC04 DA05 DA06 DB01 DC01 DD01 DE01 DF01 DF02 DF03 DF04 EA01 EA03 EA04 EB01 EB02 EB03 EB04 EC01 ED03 ED04 EE01 EF01 EG03 FA01 FB03 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH12 HH13 HH15 HH17 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM02 MM04 NN01 NN05 NN40 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) G02B 6/04 G02B 6/04 A 6/18 6/18 F term (Reference) 2H046 AA06 AZ02 AZ11 2H050 AB03Z AC07 AC76 4G059 AA11 AA18 AC09 HB03 HB13 HB15 4G062 AA04 AA06 BB01 CC04 DA05 DA06 DB01 DC01 DD01 DE01 DF01 DF02 DF03 DF04 EA01 EA03 EA04 EB01 EB02 EB03 EB04 EC01 ED03 ED04 EE01 EF01 FG01 F01 FG01 F01 FG01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH12 HH13 HH15 HH17 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM02 MM04 NN01 NN05 NN40

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クラッドガラス中に金属酸化物着色成分
を含有する、イオン交換法により製造されるコア/クラ
ッド構造の屈折率分布型光学素子において、前記クラッ
ドガラスが、前記金属酸化物着色成分として、着色成分
を除く母ガラス成分の合計を100重量%として、重量
%で表して、 CoO 0.5〜4.0、および 全酸化鉄(Fe23に換算) 2.0〜12.0、 を含有し、かつFe23に換算したFeOが全酸化鉄の
23〜75%であることを特徴とする屈折率分布型光学
素子。
1. A gradient index optical element having a core / cladding structure produced by an ion exchange method and containing a metal oxide coloring component in the cladding glass, wherein the cladding glass is used as the metal oxide coloring component. CoO 0.5 to 4.0, and the total iron oxide (converted to Fe 2 O 3 ) 2.0 to 12.0, expressed as% by weight, with the total of the mother glass components excluding the coloring component as 100% by weight. , And wherein the FeO in terms of Fe 2 O 3 is 23 to 75% of the total iron oxide.
【請求項2】 前記クラッドガラスが、前記金属酸化物
着色成分として、着色成分を除く母ガラス成分の合計を
100重量%として、重量%で表して、 CoO 0.5〜2.0、および 全酸化鉄(Fe23に換算) 2.0〜6.0、 を含有し、かつFe23に換算したFeOが全酸化鉄の
50%以上である請求項1に記載の屈折率分布型光学素
子。
2. The clad glass according to claim 1, wherein the total amount of the mother glass component excluding the coloring component is 100% by weight as the metal oxide coloring component. iron oxide (converted to Fe 2 O 3) 2.0~6.0, contain, and refractive index distribution according to claim 1 FeO which in terms of Fe 2 O 3 is 50% or more of the total iron oxide Type optical element.
【請求項3】 前記クラッドガラスが、前記金属酸化物
着色成分として、着色成分を除く母ガラス成分の合計を
100重量%として、重量%で表して、 CoO 0.5〜2.0 全酸化鉄(Fe23に換算) 3.0〜12.0 を含有し、かつFe23に換算したFeOが2重量%以
上である請求項1に記載の屈折率分布型光学素子。
3. The clad glass according to claim 1, wherein the total amount of the mother glass component excluding the coloring component is 100% by weight as the metal oxide coloring component. (converted to Fe 2 O 3) 3.0 to 12.0 containing, and refractive index distribution type optical element according to claim 1 FeO which in terms of Fe 2 O 3 is 2% by weight or more.
【請求項4】 前記クラッドガラスが、前記金属酸化物
着色成分として、着色成分を除く母ガラス成分の合計を
100重量%として、重量%で表して、 CoO 0.5〜2.0、および 全酸化鉄(Fe23に換算) 6.0〜10.0、 を含有し、かつFe23に換算したFeOが3重量%以
上である請求項3に記載の屈折率分布型光学素子。
4. The clad glass according to claim 1, wherein the total amount of the mother glass component excluding the coloring component is 100% by weight as the metal oxide coloring component. iron oxide (converted to Fe 2 O 3) 6.0 to 10.0, containing, and refractive index distribution type optical element according to claim 3 FeO which in terms of Fe 2 O 3 is 3 wt% or more .
【請求項5】 前記クラッドガラスが、前記金属酸化物
着色成分として、着色成分を除く母ガラス成分の合計を
100重量%として、重量%で表して、 NiO 0.2〜2.0、 をさらに含有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の
屈折率分布型光学素子。
5. The clad glass further comprises: NiO 0.2 to 2.0, expressed as a percentage by weight, with the total of the base glass components excluding the coloring component as 100% by weight as the metal oxide coloring component. The refractive index distribution type optical element according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 前記クラッドガラス層は1〜100μm
の厚みを有し、そのガラスがその厚みを100μmとし
たときに、380から1000nmの範囲内の全ての波
長の光について75%以下の透過率を有する請求項1〜
5のいずれか1項に記載の屈折率分布型光学素子。
6. The clad glass layer has a thickness of 1 to 100 μm.
Wherein the glass has a transmittance of 75% or less for light of all wavelengths in the range of 380 to 1000 nm when the thickness is 100 μm.
6. The gradient index optical element according to any one of the above items 5.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の前
記屈折率分布型光学素子を複数本、互いに光軸を平行に
なるように配列して互いに固着した屈折率分布型ロッド
レンズアレイ。
7. A gradient index rod lens, wherein a plurality of the gradient index optical elements according to claim 1 are arranged such that their optical axes are parallel to each other and are fixed to each other. array.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7382541B2 (en) 2004-10-05 2008-06-03 Nippon Sheet Glass Company, Limited Gradient-index rod lens, and rod lens array and image processor using the same
WO2014024658A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-13 旭硝子株式会社 Glass optical waveguide body and cover glass

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