JP2002258007A

JP2002258007A - 屈折率分布型ロッド状レンズ、その製造方法及びロッド状レンズアレイ

Info

Publication number: JP2002258007A
Application number: JP2001343687A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Yamashita; 俊晴山下; Yoshitaka Yoneda; 嘉隆米田; Yasutaka Matsumoto; 康孝松本; Kazuaki Hashimoto; 和明橋本
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】所望の径、開口数および屈折率分布を有し、
かつ熱安定性に優れる半径方向屈折率分布型ロッド状レ
ンズの製造方法を提供する。【解決手段】屈折率の互いに異なる複数のガラス材料
を同心円状に積層したガラスロッドを、その同心円の軸
が実質上水平になるように設置し、該軸を中心として回
転させながら加熱処理して、隣接するガラス材料層間で
ガラス材料中に含まれる前記成分を相互拡散させ、半径
方向に連続的な屈折率分布を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屈折率分布型ロッ
ド状レンズの製造方法、その方法で得られた屈折率分布
型ロッド状レンズ及びロッド状レンズアレイに関する。
さらに詳しくは、本発明は、熱安定性がよく、かつ所望
の径や開口数及び屈折率分布を有する半径方向屈折率分
布型ロッド状レンズを、低コストで効率よく製造する方
法、この方法で得られた半径方向屈折率分布型ロッド状
レンズ、及びこのロッド状レンズを複数配列してなるロ
ッド状レンズアレイに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロッド断面の中心から外周に向けて屈折
率が半径の二乗に比例して低くなる屈折率分布を有する
ロッド状レンズは、端面が平面であっても、光を集光し
たりコリメートする凸レンズ機能を有することが知られ
ている。このタイプのロッド状レンズでは、ロッドの中
心と表面との屈折率差やロッドの長さを変えることによ
って用途に合わせて開口数や焦点距離を変えることがで
き、また空気層と接するレンズ表面で光を屈折させる均
質ガラスレンズとは異なり、光をレンズ内部で屈折させ
ることができるので、光を空気中に出すことなく他の光
学素子と一体化結合が可能である。このような特徴をも
つロッド状レンズは、半導体レーザと光ファイバの結合
や光デバイスの結合用レンズとしては勿論、複写機、プ
リンタなどの光学ヘッド用結像レンズとしても広く使用
されている。

【０００３】従来、ガラスロッドの半径方向に屈折率分
布を形成させる方法としては、例えばイオン交換法、二
重るつぼ法、ＣＶＤ法（気相堆積法）、ゾル−ゲル法、
ロッドインチューブ法などが知られている。前記イオン
交換法は、一価陽イオンを含む溶融塩に均質なガラスロ
ッドを浸漬してガラスに含まれる一価陽イオンと溶融塩
中の一価陽イオンとを交換することによって屈折率分布
を形成させる方法であって、現在、半径方向屈折率分布
型光学レンズの最も代表的な製造技術となっている。

【０００４】二重るつぼ法は、同軸上に二重に設置され
たるつぼの下部に形成された流出パイプから、溶融コア
・クラッドガラスを同心円状に一体化して流出させ、流
出パイプ中を流下する間に一価のアルカリイオンを相互
拡散させて屈折率分布を形成する方法である（特開平１
０−１３９４６８号公報参照）。

【０００５】ＣＶＤ法は、石英ガラス中にドープする屈
折率分布成分の量を変化させながらＶＡＤ法などの気相
法で屈折率分布を形成させてガラス体を得る方法であ
る。また、このように、気相堆積法で作成した石英系ガ
ラス母材を高温で加熱して、ドーパントの再拡散を行
い、年輪状の屈折率揺らぎを低減化する方法が、特開昭
５７−１４５０４０号公報に開示されている。

【０００６】ゾルゲル法は、ガラスの前駆体であるゲル
の段階で金属成分に濃度分布をつけ、これを乾燥、焼結
して屈折率分布が形成されたガラス体を得る方法であ
る。ロッドインチューブ法は、異なる屈折率を有する複
数の材料を同心円状に配置し、これを加熱して互いに溶
着させ、一体化させる方法である（特開平９−１９７１
４７号公報参照）。

【０００７】しかしながら上述したイオン交換法、二重
るつぼ法は、屈折率分布を形成する成分が、一価のイオ
ンに限定されるため、屈折率差Δｎｄの大きな屈折率分
布を形成させるのが困難である上、屈折率分布の制御が
難しく、大口径のロッド状レンズの製造には適さない。
しかも、一価陽イオンはガラス中で動き易いイオンであ
るため屈折率分布が経時変化する傾向がある。したがっ
て、１００℃程度で加熱したり、使用しても光学特性が
変化しない、熱的により安定な光学レンズが求められて
いる。

【０００８】一般に一価陽イオンに比較して、二価以上
の陽イオンは、屈折率への寄与が大きく、ガラス中でも
動きにくいため、屈折率差、熱安定性の観点から好まし
いと考えられる。前述したＣＶＤ法や、ゾルゲル法、ロ
ッドインチューブ法では、屈折率分布を形成する成分と
して、二価以上のイオンを使用することが可能である。

【０００９】しかしながら、ＣＶＤ法では、気相で石英
ガラスにドープ可能な成分と量が限られるため、大きな
屈折率差が得られにくい上、非常にコスト高でもある。
また、ロッドインチューブ法では、屈折率分布が階段状
になってしまい、滑らかな屈折率分布を得るのが困難で
ある。一方、ゾルゲル法は、工程が複雑で制御が難しい
ため、品質が安定せずコスト高となるのを免れず、実用
的な製造方法とはいえない。

【００１０】さらに、特開昭５７−１４５０４０号公報
に記載されているように、気相化学反応により形成した
母材を加熱処理してドーパントを再拡散し、屈折率の揺
らぎを低減化する方法においては、加熱を行った際にガ
ラスの比重差が屈折率分布に及ぼす影響については、全
く考慮されていなかった。上述のように、屈折率分布に
寄与する成分として二価以上の陽イオン成分を用い、熱
に対する安定性が良く、屈折率差が大きい半径方向屈折
率分布型ロッド状レンズを、制御性良く低コストで形成
する技術は、まだ実現されていないのが実状である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、熱安定性がよく、かつ所望の径や開口数
及び屈折率分布を有する半径方向屈折率分布型ロッド状
レンズを、屈折率分布の制御性がよく、低コストで製造
する方法を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、屈折率の互い
に異なる複数のガラス材料を同心円状に積層したガラス
ロッドを、その同心円の軸が実質上水平になるように設
置し、該軸を中心として回転させながら加熱処理して、
隣接するガラス材料層間でガラス材料中に含まれる成分
を相互拡散させることにより、半径方向に連続的な屈折
率分布が形成されること、また、このようにして得られ
た屈折率分布ガラス体を、ある温度で加熱しながら前記
軸方向に延伸処理することにより、所定の径のものが容
易に得られることを見出し、この知見に基づいて本発明
を完成するに至った。

【００１３】すなわち、本発明は、（１）相互拡散可能
な成分を含み、屈折率の互いに異なる複数のガラス材料
を同心円状に積層したガラスロッドを、その同心円の軸
が実質上水平になるように設置し、該軸を中心として回
転させながら加熱処理して、隣接するガラス材料層間で
ガラス材料中に含まれる前記成分を相互拡散させ、半径
方向に連続的な屈折率分布を形成させることを特徴とす
る屈折率分布型ロッド状レンズの製造方法、

【００１４】（２）相互拡散可能な成分を含み、屈折率
の互いに異なる複数のガラス材料を同心円状に積層した
ガラスロッドを、その同心円の軸が実質上水平になるよ
うに設置し、該軸を中心として回転させながら加熱処理
して、隣接するガラス材料層間でガラス材料中に含まれ
る前記成分を相互拡散させ、半径方向に屈折率分布を形
成させたのち、この屈折率分布ガラス体を、屈折率分布
が実質上変化しない温度で加熱しながら前記軸方向に延
伸処理することを特徴とする屈折率分布型ロッド状レン
ズの製造方法、

【００１５】（３）ガラスロッドを、その同心円の軸が
実質上水平になるように設置し、該軸を中心として回転
させながら、各ガラス材料の軟化点以上の温度で加熱処
理して、屈折率分布を形成させる上記（１）または
（２）項に記載の方法、（４）得られた屈折率分布型ロ
ッド状レンズを所望の長さに切断する上記（１）、
（２）または（３）項に記載の方法、（５）ガラスロッ
ドが、円筒状の部材をその中心軸を実質上水平にした状
態で回転させながら、前記円筒状の部材の内部に溶融さ
れたガラス材料を注入して前記部材の内面に固化させる
工程を繰り返して形成されたものである上記（１）ない
し（４）項のいずれか１項に記載の方法、

【００１６】（６）ガラスロッドが、屈折率の異なる複
数のガラスディスクを積層し、前記各ガラスディスクの
径よりも小さな径のノズルから、前記積層されたガラス
ディスクをガラスディスクの面に垂直な方向に押出すこ
とにより形成されたものである上記（１）ないし（４）
項のいずれか１項に記載の方法、（７）ガラスロッド
が、円柱状のガラス部材を中心とし、その周囲に円筒状
のガラス部材を同心円状に配置し、これらのガラス部材
を加熱融着して一体化することにより形成されたもので
ある上記（１）ないし（４）項のいずれか１項に記載の
方法、

【００１７】（８）ガラスロッドが、同軸上に配置され
た複数のるつぼに、それぞれ屈折率の異なる溶融したガ
ラス材料を供給し、るつぼ下部に設けられたノズルから
各ガラス材料を同心円状に一体化した状態で流出させて
形成されたものである上記（１）ないし（４）項のいず
れか１項に記載の方法、（９）複数のガラス材料が、い
ずれも鉛珪酸塩ガラスである上記（１）ないし（８）項
のいずれか１項に記載の方法、（１０）上記（１）ない
し（９）項のいずれか１項に記載の方法で得られたこと
を特徴とする屈折率分布型ロッド状レンズ、および（１
１）上記（１０）項に記載の屈折率分布型ロッド状レン
ズの複数を、その光軸が互いに平行になるように配列し
たことを特徴とするロッド状レンズアレイ、を提供する
ものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の屈折率分布型ロッド状レ
ンズの製造方法においては、基本的な製造工程として、
（１）所定の異なる屈折率を有し、熱膨張係数および粘
性特性の差異が小さいガラスを作製する第一の工程、
（２）屈折率がロッドの中心から外周に向けて所望の分
布となるように屈折率が既知のガラスを所定の肉厚で同
心円状に積層してガラスロッドを作製する第二の工
程、（３）このガラスロッドの形状を保ったまま水平回
転させながら加熱処理してガラス中の成分を相互拡散融
合させて階段状であった屈折率分布をなだらかにする第
三の工程、そして必要に応じて、（４）拡散融合が起こ
る温度より低い温度で所定の直径のロッドに延伸処理す
る第四の工程を有する。そして第三または第四の工程で
作製したガラスロッドを所望の長さに切断し、所定の長
さになるように両端面を平面研磨することにより本発明
の屈折率分布型ロッド状レンズが得られる。

【００１９】本発明において、用いられるガラス材料は
特に限定されないが、好ましくは同心円状に積層するガ
ラスの組合せとして、ケイ酸塩ガラス、硼酸塩ガラス、
燐酸塩ガラスおよび硼ケイ酸塩ガラスの中から選択され
た１つの同一ガラス系を用いることができる。

【００２０】本発明において使用できるガラス組成とし
ては、例えばＳｉＯ₂ ４０〜６０モル％、Ｂ₂Ｏ₃ ０
〜３０モル％、Ｎａ₂Ｏ０〜１０モル％、Ｋ₂Ｏ０〜
１０モル％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ１〜１８モル％、ＰｂＯ
１〜５０モル％の組成範囲から、各層のガラス組成を
選択することができる。ただし、前記Ｎａ₂ＯおよびＫ₂
Ｏの一部または全部をＬｉ₂Ｏに置換することが可能で
あり、またＰｂＯの一部または全部をＭｇＯ、ＣａＯ、
ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯに置換することが可能であり、
さらに脱泡剤として、公知の成分を最大２モル％まで添
加することが可能である。

【００２１】多層構造のガラス体を形成するためには、
各ガラス層が所定の屈折率を有するとともに、各ガラス
層の熱膨張係数および粘度の差が小さいことが肝要であ
る。母材形成、加熱拡散処理、母材の延伸は、それぞれ
１〜１０²Ｐａ・ｓ、１０¹〜１０⁹Ｐａ・ｓ、１０³〜１
０⁶Ｐａ・ｓ程度の粘度で行われるので、最終製品に成
形されるまでに、ガラス体は広い熱履歴を経験すること
になる。したがって、広い温度範囲で各ガラス層の熱膨
張係数および粘度が一致していること、およびガラス転
移点が一致していることが好ましい。

【００２２】例えば、上述したＳｉＯ₂−ＰｂＯ−Ｎａ₂
Ｏ−Ｋ₂Ｏ−Ｂ₂Ｏ₃系のガラスでは、各成分は次のよう
な関係にある。このガラスにおいて、ＰｂＯの一部をＳ
ｉＯ ₂で置き換えると、屈折率は下がるが、それと同時
にガラス転移点は上昇し、熱膨張係数が小さくなる。一
方、ＳｉＯ₂の一部をアルカリ金属酸化物で置き換える
と、ガラス転移点が下がるとともに、熱膨張係数が大き
くなる。このことから、ＰｂＯの一部をＳｉＯ₂および
アルカリ金属酸化物に置き換えることで、ガラス転移
点、熱膨張係数を変化させずに屈折率を所定の値に設定
することができる。

【００２３】一方、粘度について言えば、ＰｂＯの一部
をＳｉＯ₂に置き換えると、粘度は高くなり、ＳｉＯ₂の
一部をＢ₂Ｏ₃に置き換えれば、粘度は低くなるため、Ｐ
ｂＯの一部をＳｉＯ₂とＢ₂Ｏ₃に置き換えることによ
り、粘度を変化させずに屈折率を所定の値に設定するこ
とができる。

【００２４】このような関係に基づき、適宜、各層のガ
ラス組成を選択すればよい。なお、ここで言う熱膨張係
数は、室温からガラス転移点までの熱膨張係数である。
また、粘度の整合性としては、ガラス転移点、軟化点、
流動点、作業温度での各層のガラスの温度差を±１５０
℃以内、好ましくは±１００℃以内にするのがよい。

【００２５】同心円状に積層するガラスのそれぞれの組
合せにおいて、熱応力によるガラスロッドの破壊を防
ぎ、かつロッド状レンズの複屈折を小さくするために、
各ガラスの熱膨張係数差が、好ましくは１０ｘ１０^-7／
℃以内、より好ましくは５ｘ１０^-7／℃以内であり、ま
たガラスロッド全体で熱相互拡散融合を起こさせるため
に、各ガラスの転移温度差、屈伏温度差が、好ましくは
２０℃以内、より好ましくは１０℃以内であり、かつ少
なくとも隣り合わせるガラス材料同士は、融合しても失
透あるいは発泡しないガラスで構成されるのが好まし
い。このようなガラス材料としては、例えば、前記の鉛
珪酸塩ガラスをはじめ、バリウム珪酸塩ガラス、ランタ
ンホウ珪酸塩ガラス、バリウムホウ珪酸塩ガラスなどが
挙げられる。ガラス中に屈折率分布に寄与する二価以上
の陽イオン成分として、ガラスを形成することができ、
加熱時に隣接するガラス層間で相互拡散可能な成分を含
んでいればよい。このような成分としては例えば、Ｍ
ｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｐｂ，Ｂ，Ａｌ，
Ｙ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ,ランタニドな
どが挙げられる。Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｃｒなどの
着色イオンも使用することができる。本発明において
は、特に前記組成の鉛珪酸塩ガラスが好適である。

【００２６】また、外側の層のガラスと内側の層のガラ
スの関係では、ガラス転移点は同じであるか、あるいは
外側の層のガラスの方が高いことが好ましい、これは、
ガラス転移点以上の温度から冷却時に、外周部が固体に
なるのが遅い場合には、例えば、プリフォームを成形す
る際に内部のガラスが固体になっても外周部はまだ液体
（粘弾性体）のままなので、十分な精度で成形すること
ができない上、相互拡散工程でも変形などが生じ易いか
らである。

【００２７】さらに、熱膨張係数は同じであるか、ある
いは外側の層のガラスの方が小さいのが好ましい。これ
は、外周側の熱膨張係数が大きい場合、冷却時の体積変
化が大きくなって、外側に引張り応力が生じ、破壊に至
る可能性が大きくなる。熱膨張係数の関係が逆（外周が
小さく、内部が大きい）の場合は、表面が圧縮応力とな
るので、破壊に対する耐性、表面の傷、加工性などが向
上するからである。

【００２８】一方、粘度は同じであるか、あるいは外側
の層のガラスの方が高いのが好ましい。これは、相対的
に外側の粘度が低いと熱拡散工程において、ガラスの変
形が著しくなるとともに偏芯などの影響も受け易い（粘
性流動）上、ガラスが漏れ出すといった不具合もあり、
紡糸（熱成形）時も変形などの問題を生じ易い。さらに
はローテーショナルキャスト成形でプリフォームを成形
する際にも相界面の不均質化、変形などの問題が生じる
からである。

【００２９】なお、多層構成、例えば三層構成の場合、
各層を以下のようにすることができる。最外層：熱膨張係数が小さい。粘度が高い。ガラス転移
点が高い。中間層：熱膨張係数が最も大きい。粘度が最も低い。ガ
ラス転移点が最も低い。中心層：熱膨張係数が大きい。粘度が低い。ガラス転移
点が低い。

【００３０】このように、各層のガラスにおけるガラス
転移点の差を所定の範囲内に、かつ各層のガラスの熱膨
張係数の差を所定の範囲以内にすることによって、ガラ
スの破壊を防ぎ、ロッドレンズの複屈折を小さくするこ
とができる。また、各層のガラスの粘度の差を所定の範
囲内にすることによって、相互拡散加熱処理時に均一に
拡散が起こることにより、滑らかな屈折率分布が得られ
る。

【００３１】本発明の方法で得られるロッド状ガラスの
屈折率分布は、積層するガラス材料の組み合わせによっ
て制御することができる。具体的には、積層するガラス
材料の組成、屈折率、各層の肉厚を変えることにより、
半径方向の屈折率分布を制御することができる。例え
ば、中心から半径方向に向かって、順次屈折率が高くな
るか、または順次屈折率が低くなるようにガラス材料を
積層させることにより、それぞれ半径方向に順次屈折率
が高くなるか、または低くなる屈折率分布型ロッド状レ
ンズを作製することができる。また、これに限らず、中
心から半径方向に向かって、一旦屈折率が低くなるが、
外周に近づくと再び屈折率が高くなるというような屈折
率分布型ロッド状レンズを得ることも可能である。さら
に、本発明の方法を用いれば、例えば開口数が０．６以
上、もしくは開口数が１のロッド状レンズを作ることも
可能である。

【００３２】このように、積層するガラス材料の組み合
わせ及び各層の肉厚を調整することにより、所望の任意
の屈折率分布、開口数、口径を有する屈折率分布型ロッ
ド状レンズを作製することが可能になる。また、本発明
の製造方法によって、ＬＤとの結合レンズやファイバコ
リメータレンズとして、より好適な高開口数で細径、小
型のロッド状レンズや、まだ実現されていない撮影系凸
および凹レンズ用の大口径ロッド状レンズも容易に製造
することができる。

【００３３】次に、本発明の製造方法に使用される同心
円状積層ガラスロッドの製造方法について説明する。以
下に好ましい４つの方法を具体的に説明するが本発明は
これらに限定されるものではない。

【００３４】第１は、ガラスの転移温度付近に保持され
た円筒状のモールドに高温で溶融された低粘性のガラス
を注入した後、直ちに、円筒状モールドをこの中心軸を
軸として、実質上水平に高速で回転させ、遠心力でガラ
スを金属製モールドの内周面に押付けた状態で固化させ
てチューブ状に成形し、引き続いて順次屈折率の高いま
たは低いガラスを所望のチューブ肉厚になる量だけ注入
し、回転させて積層していき、最後に芯になるガラスを
注入する方法である。この方法では、注入する各ガラス
の屈折率と注入量すなわち層厚を変えることにより、開
口数と屈折率分布を制御することができる。回転速度は
注入されるガラスの粘性に依存するが、肉厚の均一なチ
ューブ状ガラスを成形するには毎分１,０００回転以上
の高速回転が好ましい。

【００３５】第２の方法は、両面が平面研磨された屈折
率の異なるガラスディスクを、屈折率の高い順または低
い順など所望の積層順に重ねて筒状の胴型に入れ、これ
をガラスの屈伏点ないし軟化点の温度で加熱してディス
クの直径よりも小さな直径のダイスノズルから押出す方
法である。開口数および半径方向屈折率分布は、重ねる
各ガラスディスクの屈折率と肉厚すなわち層厚を変える
ことによって制御することができる。

【００３６】第３の方法は、円柱状のガラス部材を円筒
状のガラス部材に挿入してガラスの屈伏点ないし軟化点
の温度で加熱し、まず一端を封じた後、円柱状部材と円
筒状部材の空間を減圧しながら加熱融着して一体化し、
この操作を順次所望の順に積層されるように繰返して、
あるいは円柱状部材と複数の円筒状部材を装填してこの
操作を一度に行って同心円状に積層されたガラスロッド
を製造する方法である。この方法では、円柱状部材およ
び円筒状部材の屈折率と円柱状部材の径、円筒状部材の
肉厚を変えることにより、開口数と屈折率分布を制御す
ることができる。

【００３７】第４の方法は、同軸上に配置された二重以
上の多重るつぼを用いる方法であって、一番内側の中央
のるつぼから外側のるつぼまでの複数のるつぼにそれぞ
れ所望の屈折率を有する溶融ガラス材料を連続的に供給
し、下部のノズルから各ガラス材料を同心円状に一体化
した状態で流出させ、これらのガラス材料が同心円状に
積層されたガラスロッドを成形する。この方法では、各
るつぼのノズルの径と長さおよび供給されるガラスの屈
折率を変えることにより、開口数と屈折率分布を制御す
ることができる。これらの方法の他にも、気相堆積法や
ゾル−ゲル法のガラス形成過程から積層して得られたガ
ラスロッドも本発明に適用可能である。

【００３８】次に、上記の方法で得られたガラスロッド
の具体的な加熱処理について説明する。上記の方法で作
製された二層以上のガラスを同心円状に積層したガラス
ロッドを、まずモールド内に収める。該モールドは、金
属製、またはセラミックス製のモールドを用いることが
できる。金属製のモールドとしては、Ａｕ, Ｐｔ−Ａｕ
やＰｔ−Ａｕ−Ｒｈなどで形成されたもの、セラミック
ス製のモールドとしては、アルミナや珪藻土などで形成
されたものが用いられる。そして、モールド内に収めら
れたガラスロッドを、ガラスロッドの中心軸が実質上水
平になるように設置し、この軸を中心として回転させな
がら加熱処理を行なうのがよい。加熱温度は、ガラス中
に存在する二価以上の陽イオン成分が隣接するガラス材
料層間で相互に拡散する温度であれば良い。各ガラス材
料の軟化点以上の温度で加熱することにより、長時間を
要さずに二価以上のイオン成分の拡散を効率よく行なう
ことができる。このように加熱処理することにより半径
方向に階段状であった屈折率分布をなだらかにすること
ができ、半径方向に連続的な屈折率分布が得られる。

【００３９】前記加熱処理においては、処理温度と処理
時間を制御することにより、所望の屈折率分布を精度よ
く効率的に得る条件を最適化することができる。処理温
度は、ガラスロッドを形成している各ガラス材料の粘性
が１０⁴Ｐａ・ｓ〜１０²Ｐａ・ｓの範囲となる温度が最
も好ましい。対流が生じるような高温が好ましくないの
は言うまでもない。処理時間はガラスの粘性と層厚によ
ってきまり、温度が高い程、短時間で処理できるが、屈
折率分布の制御が困難となり、逆に温度が低いと制御は
し易いが、処理に長時間を要する上、ガラス界面部分の
屈折率がなだらかになりにくい。また各ガラス層の厚さ
が薄いと処理時間は短いが、層数が多くなるので界面が
多くなる分、屈折率がなだらかになりにくく、逆に厚い
となだらかになり易いが処理時間が長くなる。

【００４０】さらに加熱処理においては、ガラスロッド
を中心軸が実質上水平になるように設置し、この軸を中
心として回転させながら加熱処理を行なうことが必要で
ある。これは、ガラスを同心円状に積層したガラスロッ
ドの中心軸から放射状になだらかな屈折率分布を形成す
るためである。すなわち、ガラスロッドの中心軸を軸と
して水平回転することによってガラスの比重差によって
生じる重力差によるガラスの流動の影響を受けることな
く、各ガラス層が保たれたまま相互拡散融合が可能とな
る。したがって、回転速度は重力の影響を除去できる速
さ以上であればよく、ガラスの粘性とガラス間の比重差
にもよるが、毎分１回転以上が好ましい。

【００４１】このような熱相互拡散融合加熱処理を工業
的に実施するには、製造コストの点から、複数のガラス
ロッドを同時に熱処理するのが有利である。複数のガラ
スロッドを同時に熱処理する方法としては、例えば以下
に示す２つの方式を用いることができる。

【００４２】まず第１の方式は、同期回転する複数のロ
ーラーを配置した熱処理炉を使用し、各ローラー上に複
数の被加熱ガラスロッドを載置し、同時に熱処理する方
式である。図６は、同期回転する複数のローラーを配置
した熱処理炉を用いて、複数のガラスロッドを同時に熱
処理する方式のイメージ図である。

【００４３】作業温度が９００℃付近になる場合には、
ローラー４２は、セラミックスを用いるのが好ましい
（耐熱鋳造品などの金属の場合、酸化防止のため、還元
雰囲気にする必要がある）。この方式においては、極端
に高速で回転させることは困難であるが、被加熱ガラス
ロッド４１の径を変えれば、同一バッチ内でも回転速度
の調節が可能である。また、ローラー４２を炉４０内に
配置する構造であるので、被加熱ガラスロッド４１に対
して、上下に熱源を設置することが可能であり、温度分
布の均一化が可能であるなどの長所を有している。

【００４４】次に、第２の方式は、大径のローラー内部
に複数のガラススロッドを収納し、該ローラーを回転さ
せながら、同時に熱処理する方式である。図７は、ボー
ルミルの内部に複数のガラスロッドを収納し、同時に熱
処理する方式のイメージ図である。この図においては、
ボールミル４３は、回転駆動ローラー４４を介して回転
するが、該ローラーを介することなく、ボールミル４３
に回転軸を直接装着し、回転させることも可能である。

【００４５】上述のような加熱処理により、半径方向に
制御性の良い滑らかな屈折率分布が形成された屈折率分
布型ロッド状レンズを短時間で形成することができる。
また、熱安定性の良い二価以上の陽イオンで屈折率分布
を形成しているため、屈折率分布型ロッド状レンズを形
成しているガラスの軟化点未満の温度であれば、実質的
に屈折率分布は変化しない。そのため、熱に対して非常
に安定性の良い屈折率分布型ロッド状レンズが得られ
る。

【００４６】このように熱相互拡散融合加熱処理したガ
ラスロッドは、そのままスライスして所定の厚さに加工
することにより、屈折率分布型レンズとして使用するこ
とができる。また、このガラスロッドをさらに加熱処理
して所望の直径のロッドに延伸し、これを所定の長さに
切断して細径のロッド状レンズを作ることができる。そ
して、得られた屈折率分布型ロッド状レンズは、その端
面を光軸に対して斜めに研摩したり、球面、非球面など
の凸状に形成して使用することもできる。

【００４７】次に、加熱処理されたガラスロッドを延伸
する工程について説明する。屈折率分布を有するガラス
ロッドを延伸して所望の径に縮径する際の温度は、該ガ
ラスロッドのロッドの半径に対する屈折率分布が実質的
に変化しない、すなわち、ロッドの断面を見た場合、延
伸前と延伸後の屈折率分布が相似的になるような温度で
あれば良い。つまり屈折率分布を形成しているガラス成
分が熱相互拡散を起こさない温度域であれば良く、特に
熱相互拡散が起こりにくく、かつ延伸可能な１０⁴Ｐa・
s〜１０⁵Ｐa・sの範囲のガラス粘性となる温度域が好適
である。

【００４８】このような条件で延伸すれば、細径すなわ
ち小口径になっても屈折率差は変わらないので、レンズ
の開口数は変わらないことになる。より小さい開口数の
レンズを作りたい場合は、延伸前のロッドを外周加工し
て縮径してから延伸すれば、より小さい開口数のレンズ
を作ることができる。

【００４９】このような、拡散処理後のガラスロッドを
延伸する方法によれば、大口径のガラスロッドで一旦形
成した屈折率分布を変化させずに、再加熱処理して延伸
縮径することができるので、極めて生産性に優れてお
り、所望の屈折率および口径を有する屈折率分布型ロッ
ド状レンズを低コストで製造することが可能となる。

【００５０】本発明はまた、前述の本発明の製造方法で
得られた屈折率分布型ロッド状レンズおよび該ロッド状
レンズを用いたロッド状レンズアレイをも提供する。本
発明のロッド状レンズアレイは、前述の本発明の方法で
得られた屈折率分布型ロッド状レンズの複数個をその光
軸が互いに平行になるように配列させてなるものであっ
て、上記屈折率分布型ロッド状レンズをその光軸が互い
に平行になるように配列させて、接着剤などを用いて固
定することにより製造することができる。例えば３０ｃ
ｍ長さ程度のロッド状レンズを二列に配列して接着剤で
固定し、これを所定の長さに切断してから、両端面を研
摩して作製することができる。

【００５１】本発明の方法で加熱拡散処理されたガラス
ロッドを切断、または延伸したのち、切断して屈折率分
布型ロッド状レンズを製造する場合、１つのガラスロッ
ドから得られた複数の屈折率分布型レンズは、その屈折
率分布、径などにばらつきが少ないため、これらを用い
れば、歩留まり良く各レンズ毎のばらつきの小さいロッ
ド状レンズアレイを得ることが可能である。

【００５２】なお、図１は、本発明で使用される同心円
状積層ガラスロッド押出し成形装置の１例を示す断面図
であって、該装置はダイスノズル３を有するシリンダ
１，ガラス材をダイスノズルから押出すためのパンチ２
およびダイスノズルから押出されたガラス材が通るライ
ナーチューブ４から構成されている。符号５，６，７お
よび８はガラス材料である。

【００５３】図２は、本発明で使用される同心円状積層
ガラスロッドの水平回転拡散熱処理装置の１例の断面図
であって、該装置は、ガラスロッド用モールド２３を備
えた回転モールド２２と、加熱用の電気炉２１から構成
されており、符号２４は同心円状積層ガラスロッドであ
る。

【００５４】図５は、本発明で使用される同心円状積層
ガラスロッド作製用の多重るつぼ装置の１例の断面図で
あって、該装置は、同軸上に芯用るつぼ３１、中間層用
るつぼ３２および外周用るつぼ３３が配置されており、
各るつぼ下部に設けられたノズル３４から、各ガラス材
料が同心円状に一体化した状態で流出し得る構造を有し
ている。

【００５５】

【実施例】次に本発明を実施例により、さらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。実施例１表１に示した諸特性を有する各鉛珪酸塩光学ガラスを、
先ず直径３５ｍｍで、肉厚がそれぞれガラスＡは２ｍ
ｍ，ガラスＢは５ｍｍ，ガラスＣは６ｍｍ，ガラスＤは
７ｍｍになるように両面を精密研磨して円板状に加工し
た。これらのディスクの研磨面を屈折率の順に合わせ４
つのガラスディスクをオプティカルコンタクトさせた
後、図１に示した押出し成形装置のシリンダ１内にガラ
スＡがパンチ２側に、ガラスＤがダイスノズル３側にな
るように置き、ガラスの粘性が概ね１０⁸〜１０⁹Ｐａ・
ｓになる温度５３５℃で加熱し約１５ＭＰａの圧力をパ
ンチに加えて直径７ｍｍのダイスノズル３からライナー
チューブ４に沿って押出して四層の同心円状積層ガラス
ロッドプリフォームを得た。このものは、四層構成の内
側から各ガラス層の外周の直径がそれぞれ８.１，６.
９，５.２，３.６ｍｍとなっていた。

【００５６】次に、このようにして得られた四層構造の
同心円状積層ガラスロッドプリフォームを所定の長さに
切り出し、このガラスロッドプリフォーム２４を図２に
示した水平回転拡散熱処理装置の珪藻土製のモールド２
３（ロッドプリフォームの外径に合わせて加工したも
の）に挿入し、ガラスロッドプリフォーム２４の軸を中
心に毎分７０回転させながら、８５０℃で２０時間熱処
理した。図３にＸ線マイクロアナライザーで測定した熱
処理前後のロッドの半径方向におけるＰｂの濃度分布を
示す。これまで拡散しにくいといわれていたＰｂイオン
の拡散によって各ガラス層が融合し、熱処理前は階段状
の濃度分布ａであった積層ガラスロッドプリフォームか
ら半径方向に２次曲線で近似されるなだらかな濃度分布
ｂをもつガラスロッドが得られた。また、この熱処理で
形成されたPbの濃度分布はガラスの軟化温度付近の５２
０℃で１０時間保持してもほとんど変化しなかった。

【００５７】

【表１】

【００５８】比較例実施例１で作製した四層の同心円状積層ガラスロッドプ
リフォームの拡散熱処理を水平回転ではなく、縦に静置
させて８５０℃で２０時間熱処理し比較した。その結
果、ロッドの上部面,下部面でのＰｂのＸ線強度分布は
ロッドの半径方向に対してほぼ一定で、実施例１で得ら
れた半径方向の濃度分布は得られなかった。ＰｂのＸ線
強度がロッド上部面より下部面の方が強いことから積層
ロッドプリフォームでＰｂを多く含み比重の大きな内側
のガラスほど重力が強く作用して下部に沈み込み,逆に
相対的にＰｂ含有量が少なく比重の小さなプリフォーム
外周部のガラスが浮き上がり上下方向に分布が形成され
たと考えられる。この結果は半径方向に屈折率分布を形
成するには同心円状にガラスを積層したプリフォームロ
ッドを実質上水平にして回転することが肝要であること
を示している。

【００５９】実施例２表１に示したガラスＡ，ガラスＢおよびガラスＤを加工
して、直径１２ｍｍ,長さ１３０ｍｍのガラスＡのガラ
スロッドを、そして外径２６.５ｍｍ、内径１２.５ｍ
ｍ、長さ１２.５ｍｍのガラスＢのガラスチューブと外
径３２ｍｍ、内径２７ｍｍ、長さ１２ｍｍのガラスＤの
ガラスチューブを作製した。

【００６０】次に、ガラスＤのガラスチューブにガラス
ＢのガラスチューブとガラスＡのガラスロッドを順に挿
入し、これを延伸用電気炉に下端から導入していき、先
ず下端を融着させた後、ロッドとチューブ間、およびチ
ューブとチューブの間を減圧しながら６２０℃の電気炉
内に送り込み直径８.２ｍｍの三層が一体化したガラス
ロッドプリフォームを作製した。

【００６１】このプリフォームから長さ８５ｍｍを切出
し、これを実施例１と同様に珪藻土製モールドに入れ
て、８５０℃で毎分５回転させながら５０時間熱処理し
た。熱処理前後のロッドの端面にレーザビームを走査し
て反射率の変化から求めた半径方向の屈折率分布を図４
の線図ａおよびｂに、そして理想二次曲線分布の近似曲
線を線図ｃに示す。実施例１においてＸＭＡで測定した
ＰｂのＸ線強度分布と同様に階段状であった分布が熱処
理によってなだらかになり、かつこの分布曲線はロッド
状レンズに要求される下記の屈折率分布式でよく近似で
きた。ｎ(r)＝ｎo｛1‐(g²r²／２)｝＝1.7911｛１ - 0.0836²/
2・ｒ²｝（ｎ₀：軸中心の屈折率ｇ：屈折率分布定数
ｒ：軸中心からの距離）

【００６２】さらに、この熱処理した直径８.２ｍｍの
ガラスロッドを７３０℃で加熱し、引出しローラーを用
いて直径１.７５ｍｍの細径ロッドに縮径延伸した。こ
の延伸した細径ロッドから長さ５ｍｍを切出し、この両
端面を平面研磨してロッド状レンズを得た。また、図４
において、線図ｄで示したこの細径ロッドの断面の屈折
率分布は、線図ｅに示す二次曲線ｎ(r)＝1.7920 [1 -
0.3958²/2・ｒ²]の曲線で近似できた。

【００６３】この細径ロッド状レンズの屈折率分布定数
ｇ＝0.3958ｍｍ^-1は縮径前の定数0.0836ｍｍ^-1に縮径
比8.2／1.75を掛けた値0.3917ｍｍ^-1とよく一致してい
た。この結果から加熱延伸しても回転熱処理したガラス
ロッドの屈折率分布が変化しないことが分かるととも
に、縮径比を変えれば１つのガラスロッドからいろいろ
な分布定数のロッド状レンズを作ることができる。因み
に、光ファイバと同じ直径１２５μｍにすれば、分布定
数が５.４８４の極めて大きな分布定数をもつファイバ
状レンズも作製可能である。また、このレンズをレンズ
が変形しない最も高い温度４００℃で１００時間保持し
ても屈折率分布はほとんど変化しなかった。

【００６４】なお、ロッド状レンズの開口数は、レンズ
の中心軸に対する最大入射角θmaxとして、Sinθmax＝
ｇ・ｎ₀・ｒで求められるが、これによればこのロッド
状レンズの開口数は０.６２（θ＝３８°）であった。

【００６５】実施例３屈折率ｎｄ１.５４０７２、熱膨張係数９１ｘ１０^-7
／℃、転移温度４３５℃、屈伏温度４８０℃の鉛珪酸塩
光学ガラスであるガラスＥを加工して作製した外径１４
ｍｍ、内径８.７ｍｍ、長さ１２０ｍｍのチューブに実施
例３で作製した直径８.２ｍｍ、長さ１３０ｍｍの三層
ガラスロッドプリフォームを挿入し、実施例２と同様に
これを加熱一体化して、直径８.２ｍｍの四層ガラスロ
ッドプリフォームを作製した後、実施例１と同様に珪藻
土製モールドに入れて、８７０℃で毎分５回転させなが
ら４０時間拡散融合熱処理した。

【００６６】この熱拡散融合させたガラスロッドの半径
方向の屈折率分布はガラスＥの層が厚すぎたためにロッ
ド周辺部で半径の二乗分布からずれていたが、ロッド外
周を約１ｍｍ削り落として開口数０.９（θ＝６４°）
のロッド状レンズを得た。

【００６７】実施例４ガラスＡ，ガラスＣおよびガラスＤの組合せで、中心軸
上屈折率が最も低く、かつ周辺に向けて高くなる逆の屈
折率分布を有するガラスロッドを作製した。まず直径１
２ｍｍ,長さ１３０ｍｍのガラスＤのガラスロッドを、
そして外径２６.５ｍｍ、内径１２.５ｍｍ、長さ１２.
５ｍｍのガラスＣのガラスチューブと外径３２ｍｍ、内
径２７ｍｍ、長さ１２ｍｍのガラスＡのガラスチューブ
を作製した。次いで屈折率の最も低いガラスＤのガラス
ロッドを、中間の屈折率をもつガラスＣのガラスチュー
ブに挿入し、さらにこれを屈折率の最も高いガラスＡの
ガラスチューブに入れて、実施例２と同様の手順で加熱
一体化して直径８ｍｍの三層ガラスロッドプリフォーム
を作製した。このガラスロッドプリフォームをＰｔ−Ｒ
ｈ−Ａｕ合金製モールドに入れ、該ロッドプリフォーム
の軸を水平にして８００℃で毎分５回転させながら９０
時間拡散融合熱処理した。

【００６８】この熱拡散融合させたガラスロッドの半径
方向の屈折率分布はなだらかな二次曲線であった。この
ロッドをスライスして切出し、厚さ４ｍｍに両端面を平
面研磨することにより、開口数０.６の凹用ロッド状レ
ンズが得られた。

【００６９】実施例５重量％で、ＳｉＯ₂ ２７.２％、ＰｂＯ７１.３％、
Ｎａ₂Ｏ０.２％、Ｋ₂Ｏ１.３％の組成からなり屈
折率が１.８０３９５の芯用ガラス、ＳｉＯ₂３０.１
％、ＰｂＯ６７.３％、Ｎａ₂Ｏ０.５％、Ｋ₂Ｏ
１.３％の組成からなり屈折率が１.７６３９０の中間層
用ガラスおよびＳｉＯ₂ ３７.４％、ＰｂＯ５７.４
％、Ｎａ₂Ｏ１.３％、Ｋ₂Ｏ３.９％の組成から
なり屈折率が１.６８４９６の外周用ガラスを用意し、
これらを図５に示す芯用るつぼ３１、中間層用るつぼ３
２、外周用るつぼ３３でそれぞれのガラスを再溶融し、
三重るつぼ下部の同軸ノズル３４から流出して同心円の
断面をもち、各ガラス層の直径がそれぞれ６ｍｍ、１２
ｍｍ、１５ｍｍの三層ガラスロッドプリフォームを成形
した。

【００７０】次に、この長いガラスロッドプリフォーム
から長さ２０ｃｍのロッドを切出して、実施例１と同様
にロッド寸法に合わせて加工した珪藻土製モールドに入
れて水平にして８６０℃でロッドの中心軸を軸に毎分５
回の速度で回転させながら１００時間拡散融合熱処理し
た。このロッド断面における半径方向の屈折率分布は
なだらかで、ｎ(r)＝1.7990｛１‐0.04447²/2・ｒ²｝の
式でよく近似できた。

【００７１】さらに、このロッドを実施例２と同様にし
て、７３０℃で直径１.８ｍｍに延伸し長さ１０ｍ余り
の半径方向屈折率分布型ロッド状レンズの棒材とし、こ
れを切断、研磨して長さ４ｍｍで開口数０.６のロッド
状レンズを１７００個得た。（ｇ＝０.３７０６ｍ
ｍ^-1）

【００７２】実施例６屈折率１.７２００、熱膨張係数８２ｘ１０^-7／℃、転移
温度６００℃、屈伏温度６５５℃のランタン軽フリント
光学ガラスであるガラスＦに対して、屈折率１.６５０
２、熱膨張係数８６ｘ１０^-7／℃、転移温度６０５℃、
屈伏温度６５０℃のランタン軽クラウン光学ガラスであ
るガラスＧをガラスＦとガラスＧとの合計重量に基づ
き、１０.８％、２１.７％、３６.５％、５１.３％、７
５.６％の割合で混合して溶解し、屈折率がそれぞれ１.
７１２４４、１.７０４８７、１.６９４５５、１.６８
４２２、１.６６７２１の５種類の中間屈折率のガラス
を作製した。

【００７３】次に、屈折率の一番低い最外周用ガラスで
あるガラスＧを１３００℃でリメルトし、低粘性状態に
なったガラスを内径３０ｍｍ、長さ２００ｍｍの円筒状
の耐熱性炭素鋼モールドに所定量注入し、直ちに毎分１
０００回の高速で円筒モールドの中心軸を軸に回転しガ
ラスをモールドの壁に押付けた状態で固化させてチュー
ブ状に成形した。この操作を屈折率の低いガラスから順
に繰返してガラス層を同心円状に積層していき、最後に
芯用ガラスのガラスＦを中央部に鋳込み七層のガラスロ
ッドプリフォームを作製した。このガラスロッドプリフ
ォームの各層の直径は内側から順に約５.５、１０.５、
１４.５、１８.５、２３、２７、３０ｍｍであった。

【００７４】引続き、このガラスロッドプリフォームを
Ｐｔ−Ｒｈ−Ａｕ合金製モールドに収め、該ロッドプリ
フォームの軸を水平にして８００℃で毎分５回転させな
がら３０時間熱処理して各ガラス相を拡散融合した。こ
のロッド断面における半径方向の屈折率分布はなだらか
でｎ(r)＝1.719｛１‐0.01886²/2・ｒ²｝の式でよく
近似できた。

【００７５】このロッドをスライスしたディスクを厚さ
５ｍｍに両面研磨して開口数０.４７の口径の大きなロ
ッド状レンズを得た。また、このレンズの屈折率分布は
ガラスの転移温度の６００℃で１０時間保持してもほと
んど変化しなかった。

【００７６】

【発明の効果】本発明の屈折率分布型ロッド状レンズの
製造方法によれば、所望の任意の屈折率分布、開口数、
口径を有し、熱安定性に優れた屈折率分布型ロッド状レ
ンズを容易に制御性及び生産性よく製造することができ
る。また、本発明の製造方法で得られたロッド状レンズ
を用いて、レンズアレイを製造することにより、所望の
任意の屈折率分布、開口数、口径を持つ、熱安定性に優
れたロッド状レンズアレイを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用される同心円状積層ガラスロッド
押出し成形装置の１例の断面図である。

【図２】本発明で使用される同心円状積層ガラスロッド
の水平回転拡散熱処理装置の１例の断面図である。

【図３】本発明の実施例に係る、水平回転拡散熱処理前
後の積層ガラスロッドの半径方向におけるＰｂの濃度分
布を示す図である。

【図４】本発明の実施例に係る、水平回転拡散熱処理前
後の積層ガラスロッド、および延伸処理後の積層ガラス
ロッドの半径方向の屈折率分布を示す図である。

【図５】本発明で使用される同心円状積層ガラスロッド
作製用の多重るつぼ装置の１例の断面図である。

【図６】本発明において、ガラスロッドの熱相互拡散融
合加熱処理を工業的に実施する場合の方式の１例を示す
イメージ図である。

【図７】本発明において、ガラスロッドの熱相互拡散融
合加熱処理を工業的に実施する場合の方式の他の例を示
すイメージ図である。

【符号の説明】

１シリンダ２パンチ３ダイスノズル４ライナーチューブ５，６，７，８ガラス材料２１電気炉２２回転モールド２３ガラスロッド用モールド２４ガラスロッド３１芯用るつぼ３２中間層用るつぼ３３外周用るつぼ３４ノズル４０炉４１ガラスロッド４２ローラー４３ボールミル４４回転駆動ローラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本康孝東京都新宿区中落合２丁目７番５号ホーヤ株式会社内 (72)発明者橋本和明東京都新宿区中落合２丁目７番５号ホーヤ株式会社内Ｆターム(参考） 4G062 AA04 BB04 DA04 DA05 DB01 DC01 DD01 DE01 DF06 DF07 EA01 EB02 EB03 EC03 ED01 EE01 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FK02 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM02 NN01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相互拡散可能な成分を含み、屈折率の互
いに異なる複数のガラス材料を同心円状に積層したガラ
スロッドを、その同心円の軸が実質上水平になるように
設置し、該軸を中心として回転させながら加熱処理し
て、隣接するガラス材料層間でガラス材料中に含まれる
前記成分を相互拡散させ、半径方向に連続的な屈折率分
布を形成させることを特徴とする屈折率分布型ロッド状
レンズの製造方法。
【請求項２】相互拡散可能な成分を含み、屈折率の互
いに異なる複数のガラス材料を同心円状に積層したガラ
スロッドを、その同心円の軸が実質上水平になるように
設置し、該軸を中心として回転させながら加熱処理し
て、隣接するガラス材料層間でガラス材料中に含まれる
前記成分を相互拡散させ、半径方向に屈折率分布を形成
させたのち、この屈折率分布ガラス体を、屈折率分布が
実質上変化しない温度で加熱しながら前記軸方向に延伸
処理することを特徴とする屈折率分布型ロッド状レンズ
の製造方法。
【請求項３】ガラスロッドを、その同心円の軸が実質
上水平になるように設置し、該軸を中心として回転させ
ながら、各ガラス材料の軟化点以上の温度で加熱処理し
て、屈折率分布を形成させる請求項１または２に記載の
方法。
【請求項４】得られた屈折率分布型ロッド状レンズを
所望の長さに切断する請求項１、２または３に記載の方
法。
【請求項５】ガラスロッドが、円筒状の部材をその中
心軸を実質上水平にした状態で回転させながら、前記円
筒状の部材の内部に溶融されたガラス材料を注入して前
記部材の内面に固化させる工程を繰り返して形成された
ものである請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方
法。
【請求項６】ガラスロッドが、屈折率の異なる複数の
ガラスディスクを積層し、前記各ガラスディスクの径よ
りも小さな径のノズルから、前記積層されたガラスディ
スクをガラスディスクの面に垂直な方向に押出すことに
より形成されたものである請求項１ないし４のいずれか
１項に記載の方法。
【請求項７】ガラスロッドが、円柱状のガラス部材を
中心とし、その周囲に円筒状のガラス部材を同心円状に
配置し、これらのガラス部材を加熱融着して一体化する
ことにより形成されたものである請求項１ないし４のい
ずれか１項に記載の方法。
【請求項８】ガラスロッドが、同軸上に配置された複
数のるつぼに、それぞれ屈折率の異なる溶融したガラス
材料を供給し、るつぼ下部に設けられたノズルから各ガ
ラス材料を同心円状に一体化した状態で流出させて形成
されたものである請求項１ないし４のいずれか１項に記
載の方法。
【請求項９】複数のガラス材料が、いずれも鉛珪酸塩
ガラスである請求項１ないし８のいずれか１項に記載の
方法。
【請求項１０】請求項１ないし９のいずれか１項に記
載の方法で得られたことを特徴とする屈折率分布型ロッ
ド状レンズ。
【請求項１１】請求項１０に記載の屈折率分布型ロッ
ド状レンズの複数を、その光軸が互いに平行になるよう
に配列したことを特徴とするロッド状レンズアレイ。