JP3312420B2 - 屈折率分布型ロッドレンズアレイの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、複写
機、プリンターなどの光学機械の等倍結合光学系のレン
ズに使用されている屈折率分布型レンズアレイを、特に
その線径の細いロッドレンズを用いたレンズアレイを、
製造するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半径方向に屈折率分布を有するロッド状
ガラス（以下、ロッドレンズと記す）は、その両端面が
平面でも凸レンズと同等の作用を示す。この前記ロッド
レンズを、１段あるいは複数段並べると、複合レンズ
（以下、ロッドレンズアレイと記す）として作用する。

【０００３】このロッドレンズアレイは、隣接する各レ
ンズによる像が重なり合って、物体と像とが等倍（１対
１、倍率１）の関係を保った帯状の連続した一つの合成
像を作るため、線状の像をイメージセンサあるいは感光
ドラム上に結合させることができる。このため、ファク
シミリ，複写機，プリンターなどの光学機械の等倍結合
光学系のレンズとして利用されている。

【０００４】現在、ロッドレンズアレイに用いられる単
一のロッドレンズの線径は、１ｍｍ程度のものが一般に
使用されており、もっとも細いものでも約０．６ｍｍ前
後である。

【０００５】かかるロッドレンズを製造する方法として
は、以下に示すような方法が知られている。（例えば、
赤沢 旭、遠山 実：セルフォックレンズアレーの開発
と企業化，日化協月報，１９８４年９月号，Ｐ２３〜３
２）。

【０００６】まず、ノズル付きの白金ルツボを用いて、
ガラスを紡糸成形する。この紡糸されたガラスロッド
を、このガラス成分中のイオンと交換可能なイオンを含
み、そのガラス転移点付近の温度に保持された溶融塩に
長時間浸漬させて、イオン交換処理を行う。

【０００７】これにより、溶融塩中のイオンがガラスロ
ッドの外周面から中心に向けて、ガラス中のイオンと交
換されることにより、断面内で屈折率が中心から外周面
に向けて漸次変化する、例えば屈折率が中心で最大で外
周で最小となるような分布を持つロッドレンズが製造さ
れる。

【０００８】上述した方法で得られた前記ロッド状レン
ズでは、その内部で組成が連続的に変化し、それに伴っ
てロッド状レンズ内部の屈折率も連続的に変化する。こ
の場合、その屈折率分布は、一般に次のような式 ｎ（ｒ）²＝ｎ₀ ²・｛１−（ｇｒ）²＋ｈ₄・（ｇｒ）⁴＋
ｈ₆・（ｇｒ）⁶＋ｈ₈・（ｇｒ）⁸＋・・・｝ で表わされる。ここで、この式でのｎ（ｒ）は、前記ロ
ッド状レンズの中心から距離ｒでの屈折率を、ｎ₀ は前
記ロッド状レンズの中心の屈折率を、無次元数ｇｒは距
離ｒでの屈折力をそれぞれ表わし、半径ｒ₀でのｇｒ₀が
大きい程、そのレンズの屈折力は大きい。また、ｈ₄，
ｈ₆ およびｈ₈は屈折率分布定数を表わし、これらの数
値により周辺部の屈折率分布が決まる。

【０００９】例えば、Ｌｉ₂Ｏ 成分を含有するロッド状
ガラスを溶融状態の硝酸ナトリウムに浸漬させて、一価
陽イオンとしてＬｉイオンとＮａイオンとをイオン交換
させる場合、ロッド状ガラスのＬｉがロッド表面から溶
融塩中に出て行くため、イオン交換後のロッド状ガラス
には、中心部から周辺部にかけて連続的にＬｉ₂Ｏ成分
が少なくなる。

【００１０】この場合、Ｌｉ₂Ｏ成分はＮａ₂Ｏ成分に比
べて、屈折率を高くする成分なので、その中心部の屈折
率が最も大きく、周辺部にいくにしたがい連続的に屈折
率が小さくなるような屈折率分布がつくようになる。

【００１１】さらに、上記ロッドレンズを用いて、ロッ
ドレンズアレイを製造する場合には、以下に示すフレア
カット処理を施す。上記のようにしてイオン交換された
ロッドレンズを、フッ酸とフッ化アンモニウムと水との
混合溶液（以下、フレアカット液と記す）中に数分間浸
漬させて、前記ロッドレンズの側面に細かい凹凸を化学
的につけて粗し、フレア光（レンズ中を通過する光の中
で結像に寄与せず、像のコントラストを低下させる余分
な光）を散乱させた後、そのロッドレンズの側面に黒色
塗料を塗り、フレア光を吸収させる、いわゆるフレアカ
ット処理を行う。

【００１２】さらに、上述のフレアカットされた複数の
ロッドレンズを、２枚のＦＲＰ（ガラス繊維入りのエポ
キシ樹脂）側板の間に、１段あるいは複数段に手作業で
並べて組み立てる。つづいて、ロッドレンズの間隙に熱
硬化性の黒色のシリコン樹脂を充填加熱して固めて、ロ
ッドレンズの並んだ方向と直角の方向に一定長に切断し
て、その両切断面を光学研磨することで等倍結合光学系
のレンズとしている。

【００１３】さて、ファクシミリや複写機などの光学機
械は、小型化すなわち原稿と像間距離を短くする要求が
あるため、その内部の等倍結合光学系レンズについて
も、前記距離を短くする必要がでてくる。

【００１４】そのため、その等倍結合光学系レンズにロ
ッドレンズアレイを用いる場合、同じピッチにしようと
すれば、必然的にロッドレンズの線径を細くする必要が
ある。光学機械の小型化を実現するために、ロッドレン
ズの線径は０．５ｍｍ以下が求められ、さらに十分な小
型化に対応するためには、０．２ｍｍ前後の線径を持っ
たロッドレンズによって作られたロッドレンズアレイが
必要であることが要求されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法で
は、０．５ｍｍ以下の線径を有したロッドレンズを用い
てロッドレンズアレイを作製する場合、ロッド状ガラス
紡糸成形工程，イオン交換工程およびロッドレンズアレ
イの組み立て工程で、以下に述べるような問題点を生じ
ていた。

【００１６】まず、紡糸成形工程での問題点について述
べる。従来のロッド状ガラス紡糸成形装置では、１．０
ｍｍ程度の線径のロッド状ガラスを紡糸するが、その時
の線径のばらつき範囲は４〜５μｍであり、線径中心値
に対して±０．２〜０．２５％のばらつきに抑えられて
いる。また、その時の紡糸速度は約１５ｍ／分である。

【００１７】紡糸されたガラスの線径を細くするために
は、紡糸速度を上げることが考えられる。紡糸速度を上
げるためには、溶融ガラスの温度を上げて紡糸すること
になる。この場合、溶融ガラスをノズル部において、紡
糸成形に適したガラス温度まで冷却することができなく
なり、ポット部に溜った溶融ガラスがノズル部から流出
する危険が生じてくる。このため、一般的に紡糸速度に
は、自ずから限界が存在することになる。

【００１８】さらに、紡糸速度を上げると線径のばらつ
きも大きくなり、上述の範囲を越えるため、実用上ロッ
ドレンズとして使用できなくなってしまう。したがっ
て、上述したような紡糸装置で線径０．５ｍｍ以下のロ
ッド状ガラスを、紡糸速度を上げることによって紡糸成
形することは困難となってくる。

【００１９】したがって、線径の細い、特に線径０．２
ｍｍ程度のロッド状ガラスを、線径のばらつきを抑えて
紡糸することは、現在の技術ではきわめて実現が困難で
ある。

【００２０】つぎに、上述のイオン交換にて、屈折率分
布をつける場合の問題点について述べる。線径が１ｍｍ
程度のロッド状ガラスをイオン交換処理する場合、その
イオン交換時間は数百時間である。例えば、Ｌｉ₂Ｏ を
含み線径が約１ｍｍのロッド状ガラスを、その該ガラス
転移点付近の温度に保持した硝酸ナトリウム中でイオン
交換する場合の、イオン交換時間は約２００時間であ
る。

【００２１】一般に、イオン交換時間は線径の二乗に比
例するため、線径が０．５ｍｍ程度のロッド状ガラスの
場合は、そのイオン交換時間は約５０時間程度となる。
さらに、線径が０．２ｍｍまで細くなると、そのイオン
交換時間は約８時間程度となってしまい、イオン交換処
理をばらつきが大きくなる。

【００２２】つまり、レンズ性能を決める屈折率分布の
制御ができないということになる。このため、レンズの
性能が大きくばらつき、工業的なレンズ生産が行えない
という問題点があった。

【００２３】さらに、上述のフレアカット処理では、ロ
ッドレンズの線径が細くなってくると、その線径に対し
て、フレアカットのために粗にした部分の占める割合が
多くなり、このためレンズの有効径が小さくなるという
問題点があった。

【００２４】最後に、組み立て工程での問題点について
述べる。上述のロッドレンズアレイの組み立てでは、イ
オン交換された複数のロッドレンズを、２枚のＦＲＰ板
の間に１段あるいは複数段に手作業で並べている。例え
ば、Ａ４サイズ（２１０ｍｍ幅）の原稿を扱うファクシ
ミリあるいは複写機などの光学機械用のロッドレンズア
レイの場合、１段のそれでは、約２１０本のロッドレン
ズ（線径１ｍｍ）を規則正しく並べなければならない。

【００２５】しかし、手作業であるために、隣接するロ
ッドレンズが必ずしも平行に並ばず、若干相互に傾く箇
所ができる、いわゆる配列乱れができる場合がある。こ
の場合、配列乱れの箇所は、隣接するロッドレンズによ
ってできる像が正確に重ならず、得られた合成像がぼけ
てしまう。したがって、配列乱れのあるロッドレンズア
レイは等倍結合光学系のレンズとして、もはや使用でき
なってしまう。

【００２６】さらに、ロッドレンズの線径が細くなるほ
ど、ロッドレンズのハンドリングが難しくなることや、
例えば、線径０．２ｍｍのロッドレンズを用いると、Ａ
４サイズ用のロッドレンズアレイの場合では、その数約
１０５０本を並べることが必要となるなど、その本数が
飛躍的に多くなることから、配列乱れの起こる確率もだ
んだん高くなるという問題点があった。

【００２７】本発明の目的は、その線径０．５ｍｍ以下
で屈折率がよく制御された屈折率分布型ロッドレンズを
作製し、さらにこれを規則正しく配列されたロッドレン
ズアレイを製造する方法を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明では、 （イ）線径の太いロッド状ガラスをイオン交換処理する
ことによって、半径方向に屈折率分布を有するロッド状
ガラスを作る工程。 （ロ）前記ロッド状ガラスを母材として、これを加熱延
伸して線径の細いファイバ状の屈折率分布型ロッドレン
ズを作る工程。 （ハ）前記ロッドレンズの表面に、光吸収性樹脂を連続
的にコーティングする工程。 （ニ）前記コーティングしたロッドレンズを平行に並ぶ
ようにドラムに巻き取る工程。 （ホ）巻き取られて筒状となった前記ロッドレンズの隣
接するレンズを、接着用樹脂で仮止めする工程。 （ヘ）前記ロッドレンズの筒を、ロッドレンズと直角方
向に、１箇所あるいは複数箇所で切断する工程。 （ト）切断した前記ロッドレンズを、平坦なシート状に
展開する工程。 （チ）少なくとも１組のシート状の前記ロッドレンズ
を、２枚の側板に挟んでその隙間に接着剤を充填し固め
て、ロッドレンズアレイ板とする工程。 （リ）前記アレイ板を前記ロッドレンズと直角方向に切
断して、その両切断面を光学研磨して屈折率分布型ロッ
ドレンズアレイとする工程。 以上の工程からなる屈折率分布型ロッドレンズアレイを
製造した。

【００２９】

【実施例】以下に、本発明を図面に示した実施例に基づ
いて、詳細に説明する。図１は、本発明方法で使用する
ロッドレンズアレイを製造する装置の概略構成断面図で
ある。

【００３０】まず、ロッドレンズ加熱延伸炉１１は、予
熱ヒータ部１２Ａとこれに続く成形ヒータ部１２Ｂを持
つ構造をしている。予めイオン交換処理された母材ロッ
ドレンズ２０は、図１のように保持され、まず予熱ヒー
タ部１２Ａで予熱され、さらに、これに続く成形ヒータ
部１２Ｂで、ガラス軟化点以上に加熱される。そして、
母材の送り出し速度と引張り速度をうまく調整すること
によって、所望の線径に延伸する。

【００３１】こうして、ロッドレンズ２１に加熱延伸さ
れた後、ポット１３中を通過する際に、そのポット内に
供給された液状の紫外線硬化性樹脂（カーボンブラック
を含む）が塗布される。さらに、ポットの出口に備えら
れたダイスによって、その線径が整えられる。

【００３２】その後、紫外線照射ランプハウス１４によ
って、ロッドレンズ１２表面の樹脂を硬化させて、一対
の引張りロール１５ＡおよびＢを通過した後、巻き取り
ドラム１６に隙間なく正確に巻き取られる。

【００３３】なお、ロッドレンズ１２の線径の制御は、
ロッドレンズ加熱延伸炉１１の直下にあるレーザー測定
機１７で線径を測定して、設定値からの測定値のずれを
少なくする方向に引張りロール１５ＡおよびＢの回転数
を変化させて行った。

【００３４】図２は、本発明の方法において、加熱延伸
されたロッドレンズ２１を巻き取ったドラム１６の斜視
図である。加熱延伸速度と連動した巻き取りを行うこと
で、正確で整ったロッドレンズ配列とすることができ
る。この巻き取られ筒状となったロッドレンズ２２を、
カーボンブラックを含むエポキシ樹脂やシリコン樹脂な
どの接着剤で、隣接するロッドレンズを仮接着して、そ
の配列が乱れないようにする。

【００３５】なお図２では、円筒状のドラムを示してい
るが、その隅に曲率を持った多角柱でもよい。この場合
には、その隅の位置で切断を行うと、展開したロッドレ
ンズの直線性が良好となる効果がある。

【００３６】さらに、この筒状のロッドレンズ２２をロ
ッドレンズと直角方向の線２３で切断する。これを平坦
な面に押しつけるなどして展開して、シート状のロッド
レンズアレイ２４とする。

【００３７】このシート状ロッドレンズ２４を、図３に
示すように、２枚のＦＲＰ（ガラス繊維入りのエポキシ
樹脂）側板３３Ａおよび３３Ｂの間にはさんで、黒色シ
リコン樹脂３４を隙間に充填接着して、ロッドレンズア
レイ板２５を作製する。

【００３８】このロッドレンズアレイ板２５を、ロッド
レンズに直角の方向に、所望のレンズ長（後述の研磨代
を含む）に切断する。切断したロッドレンズアレイ２５
Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ・・・の両切断面を光学研磨して、
図４に示すロッドレンズアレイ３１を作製する。

【００３９】この場合、シート状ロッドレンズ２４を１
枚はさめば、１段のロッドレンズアレイ３１となり、シ
ート状ロッドレンズ２４を２枚はさめば、２段のロッド
レンズアレイ３２となる。なお、２段のロッドレンズア
レイのロッドレンズは千鳥状に並べるとよい（図４参
照）。また、ロッドレンズ巻き取りの際に、２段に巻き
取ったものを用いても同様である。

【００４０】以上、述べてきた方法によって、線径の細
い各ロッドレンズが、規則正しく配列された屈折率分布
型ロッドレンズアレイを作製することができる。

【００４１】（具体例）以下に、本発明の具体的数値例
について説明する。

【００４２】（具体例１）まず、ＳｉＯ₂：５６％，Ｍ
ｇＯ：１０％，Ｌｉ₂Ｏ：１４．６％，Ｎａ₂Ｏ：１０．
４％，ＴｉＯ₂：７％，ＺｒＯ₂：２％のガラス組成（ｍ
ｏｌ％で）を持ち、その寸法が線径１１．６ｍｍで長さ
１３０ｍｍのロッド状ガラスを作製した。

【００４３】上記ロッド状ガラスを、５３０℃に保った
硝酸ナトリウムの溶融塩中に、約３００時間保持してイ
オン交換を行った。イオン交換後のロッド状ガラス（母
材ロッドレンズ）は別の電気炉中で約５３０℃から室温
まで、約１日かけて徐冷されて、熱割れを防いだ。

【００４４】まずここで、上述の母材ロッドレンズ２０
を用い、線径０．６ｍｍのロッドレンズを加熱延伸成形
し、その屈折率分布を測定した。その理由は、線径０．
２ｍｍのロッドレンズでは、その線径が細すぎるため
に、従来の測定装置ではその測定が不可能であったため
である。

【００４５】図５に示した寸法形状の構造を持つロッド
レンズ加熱延伸炉１１中に、母材ロッドレンズ２０が鉛
直になるようにセットし、加熱延伸後の線径が０．６ｍ
ｍのロッドレンズ２１になるように、約０．６ｍ／分の
速度で加熱延伸成形した。このときの予熱ヒータ部の温
度は４４０℃、成形ヒータ部の温度は６００℃に設定し
た。

【００４６】測定の結果、加熱延伸前のロッドレンズｇ
ｒ₀ 値は、０．１８３であり、加熱延伸後の０．６ｍｍ
のロッドレンズのｇｒ₀ 値は、０．１８２であった。こ
のＬｉ₂Ｏ を含むガラス組成を持つロッドレンズの場合
は、上述した場合と異なり、加熱延伸前後でのｇｒ₀ の
変化が、ほとんどないことがわかった。つまり、この場
合加熱延伸後のロッドレンズのｇｒ₀ は、加熱延伸前の
母材ロッドレンズのｇｒ₀で決まることになる。

【００４７】レンズの光学特性を決定するためには、こ
のｇｒ₀のほか、ｈ₄，ｈ₆およびｈ₈等の高次の屈折率分
布定数を求める必要がある。しかしながら、上述のガラ
ス組成のロッドレンズの場合は、これらの高次の屈折率
分布定数を正確に求めることができない。

【００４８】これらの高次の屈折率分布定数は、レンズ
の周辺部の屈折率分布を決めているので、この線径０．
６ｍｍのレンズで、格子縞パターンを観察して、レンズ
周辺部の像の歪の有無を肉眼で確認した。この線径０．
６ｍｍのレンズでは、線径１．０ｍｍのレンズと比較し
ても、同じ程度の歪のない像が得られることがわかっ
た。

【００４９】この結果、この線径０．６ｍｍのレンズ
は、線径１．０ｍｍのレンズと同じ程度の光学性能を有
していると考えることができる。

【００５０】つぎに、上述の母材ロッドレンズ２０を用
いて、加熱延伸速度を約５ｍ／分とした以外は、線径
０．６ｍｍの場合と同じ条件で、線径が０．２ｍｍのロ
ッドレンズ２１になるように加熱延伸成形した。

【００５１】上述したように、線径０．２ｍｍのロッド
レンズ屈折率分布の測定は、不可能である。しかし、加
熱延伸時の温度条件は同じであり、さらにその温度に曝
されている時間は、線径０．２ｍｍの場合、線径０．６
ｍｍのときより短かくなることから、加熱延伸時の加熱
によるイオンの拡散の影響は、線径０．６ｍｍのときよ
りさらに少なくなるものと考えられる。

【００５２】したがって、線径０．２ｍｍのロッドレン
ズのｇｒ₀ は、線径０．６ｍｍのロッドレンズのｇｒ₀
とほぼ同程度と推定することができる。

【００５３】さらに、上述と同様に、格子縞パターンを
観察して、レンズ周辺部の像の歪の有無を肉眼で確認し
た。この線径０．２ｍｍのレンズでも、線径１．０ｍｍ
のレンズと比較しても、同じ程度の歪のない像が得られ
ることがわかった。

【００５４】以上より、この線径０．２ｍｍのレンズ
は、母材である線径１．０ｍｍのレンズと同じ程度の光
学性能を有していることが推定される。

【００５５】最終的にできるロッドレンズアレイの光学
性能は、アレイを構成する個々（単一）のロッドレンズ
の性能で決まる。したがって、母材である線径１１．６
ｍｍのロッド状ガラスの屈折率分布を、イオン交換処理
の条件を変えることにより制御できるので、線径の細い
（例えば線径０．２ｍｍ）ロッドレンズアレイの光学性
能も制御することができる。

【００５６】つぎに、加熱延伸されたロッドレンズ２１
は、日本合成ゴム（株）製のデソライト（登録商標）９
５０Ｙ１３２にカーボンブラックを含んだ紫外線硬化性
樹脂を満たしたポット１３中を通過させて、その表面に
前記液状樹脂を塗布する。さらに、その出口の径３４０
μｍのダイスによって、その線径が整えられる。

【００５７】その後、前記ポットの直下にある紫外線照
射ランプ（出力０．６ＫＷ）ハウス１４中を通過させて
前記液状樹脂を硬化させて、ロッドレンズ表面のコーテ
ィングを行った。その時のロッドレンズの線径は、０．
２５ｍｍ（±３μｍ）となった。

【００５８】つづいて、上述のように表面をコーティン
グされたロッドレンズ２１は、表面をシリコンラバーゴ
ムで覆った引張りロール１５Ａ，Ｂの間を通過した後、
外径１２２ｍｍの塩化ビニル製の円筒状ドラム１６に、
ロッドレンズ同士に隙間なく正確に巻き取られた。この
場合、母材の体積の関係で、一重巻きとなった。

【００５９】つぎに、上述のようにドラムに巻き取られ
筒状になったロッドレンズ２２を、カーボンブラックを
含ませた２液混合型エポキシ樹脂である、昭和高分子
（株）製アラルダイト（登録商標）スタンダード（長時
間硬化型）接着剤を、ロッドレンズの表面に塗布して、
ロッドレンズの配列を乱さないように、仮接着した。

【００６０】その後、接着剤がやや硬化したときに、ロ
ッドレンズと直角方向の線２３で切断した。さらに、切
断したロッドレンズを、平面に押しつけ平坦なシート状
ロッドレンズ２４を作製した。そのシート状ロッドレン
ズ２４を、黒色シリコン樹脂である信越化学（株）製の
信越シリコーン接着剤ＫＥ４２Ｂを用いて、２枚のＦＲ
Ｐ側板３３Ａ，Ｂの隙間に充填接着して固め、１段のロ
ッドレンズアレイ板２５を作製した。

【００６１】このロッドレンズアレイ板２５を、ロッド
レンズ２１と直角の方向に、切断してその両切断面を光
学研磨して、レンズ長２．４９ｍｍ、アレイ幅約１００
ｍｍの１段のロッドレンズアレイ３１を作製した。

【００６２】つぎに、上述のように作製したロッドレン
ズアレイ３１のＭＴＦ（ModulationTransfer Functio
n）光学性能を測定した。このＭＴＦは、ロッドレンズ
アレイによって結像した矩形波格子パターンの像をＣＣ
Ｄイメージセンサで受光し、その光量レベルからロッド
レンズアレイのレスポンス関数ＭＴＦを次式にて算出し
たものである。

【００６３】ＭＴＦ（Ｗ）＝｛(i(W)maxーi(W)min)/(i
(W)max＋i(W)min)｝×１００（％） ここで、i(W)max,i(W)minは、空間周波数Ｗ(lp/mm)にお
ける矩形波応答の極大値、極小値である。

【００６４】すなわち、ＭＴＦが１００％に近いほど原
画に忠実な像が形成されていることになる。ここでの測
定は、光源はハロゲン光源、テストチャートの空間周波
数は６(lp/mm)の条件で行った。

【００６５】測定の結果、ＭＴＦ値は５１％となり、従
来ファクシミリ、プリンターなどの光学機械用の等倍結
合光学系の線径０．９ｍｍの１段ロッドレンズアレイ
（商品名：ＳＬＡ−２０Ｂ，日本板硝子（株）製）のＭ
ＴＦ値約５０％とほぼ同じ値が得られ、同等の光学性能
を持っていることがわかった。

【００６６】したがって、今回作製した線径０．２ｍｍ
の１段ロッドレンズアレイは従来の１段ロッドレンズア
レイが用いられている用途に十分使用可能であり、従来
のロッドレンズアレイが対応できない光学機械の小型化
に、十分対応することができる。

【００６７】（具体例２）具体例１と同様な方法で作製
した２枚のシート状ロッドレンズアレイを、やはり具体
例１と同じく黒色シリコン樹脂である信越化学（株）製
の信越シリコーン接着剤ＫＥ４２Ｂを用いて、２枚のＦ
ＲＰ側板の間にはさんで接着し２段のロッドレンズアレ
イシートを作製した。この場合、２枚のロッドレンズシ
ートは、２段のロッドレンズが最密になるように配列し
（各ロッドレンズが千鳥状に並ぶ）、接着した（図４
（ｂ）参照）。

【００６８】そのロッドレンズアレイ板をロッドレンズ
と直角の方向に、切断してその両切断面を光学研磨し
て、レンズ長２．５９ｍｍ，アレイ幅約１００ｍｍの２
段のロッドレンズアレイ３２を作製した。

【００６９】つぎに、作製したロッドレンズアレイ３２
のＭＴＦ光学性能を測定した。ここでの測定条件は、具
体例１と同じとした。

【００７０】測定の結果、ＭＴＦ値は５３％となり、従
来ファクシミリ，プリンターなどに用いられている、等
倍結合光学系の線径０．９ｍｍの２段ロッドレンズアレ
イ（商品名：ＳＬＡ−２０Ｂ）のＭＴＦ値約５０％とほ
ぼ同じ値が得られ、同等の光学性能を持っていた。

【００７１】したがって、今回作製した線径０．２ｍｍ
の２段ロッドレンズアレイ３２は、従来の２段ロッドレ
ンズアレイが用いられている用途に十分使用可能であ
り、従来のロッドレンズアレイが対応できない光学機械
の小型化に十分対応することができる。

【００７２】今回作製した具体例１および２のロッドレ
ンズアレイは、いずれもＬｉ₂Ｏを含むガラスを使用し
ているために、色収差が小さく、カラー化への対応も可
能である。なお、上述のＳＬＡ−２０Ｂでは、Ｔｌ₂Ｏ
を含むガラスを使用しているために、色収差が大きく単
波長光での使用のみに限定されている。

【００７３】

【発明の効果】本発明の方法により、線径が０．５ｍｍ
以下のロッドレンズの屈折率分布を制御することが可能
になり、ひいては線径が０．５ｍｍ以下の屈折率分布型
レンズアレイの光学性能を制御することが可能になっ
た。

【００７４】加えて、細い線径のロッドレンズからな
る、屈折率分布型レンズアレイの低コスト化が図れる。

【００７５】さらに、本発明で得られた屈折率分布型レ
ンズアレイを用いることによって、光学機械の小型化に
対応することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロッドレンズアレイを製造する装
置の概略図

【図２】本発明の方法でロッドレンズを巻き取ったドラ
ムの模式図

【図３】シート状のロッドレンズを２枚の側板にはさん
だ状態を示す説明図

【図４】本発明の方法で作製したロッドレンズアレイの
レンズ面

【図５】一実施例である加熱延伸炉の詳細図

【符号の説明】

１１ ロッドレンズ加熱延伸炉 １２Ａ 予熱ヒータ部 １２Ｂ 成形ヒータ部 １３ ダイスを備えたポット １４ 紫外線照射ランプハウス １５Ａ，Ｂ 引っ張りロール １６ 巻き取りドラム １７ ロッドレンズの線径レーザー測定機 ２０ 母材ロッドレンズ ２１ （加熱延伸）ロッドレンズ ２２ 筒状に巻き取られたロッドレンズ ２３ ロッドレンズの切断位置を表す線 ２４ シート状ロッドレンズアレイ ２５ （切断前の）ロッドレンズアレイ板 ３１ １段ロッドレンズアレイ ３２ ２段ロッドレンズアレイ ３３Ａ，Ｂ ＦＲＰ側板 ３４ 合成樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−223401（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−280702（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−213806（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 3/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）線径の太いロッド状ガラスをイオ
   ン交換処理することによって、半径方向に屈折率分布を
   有するロッド状ガラスを作る工程。 （ロ）前記ロッド状ガラスを母材として、これを加熱延
   伸して線径の細いファイバ状の屈折率分布型ロッドレン
   ズを作る工程。 （ハ）前記ロッドレンズの表面に、光吸収性樹脂を連続
   的にコーティングする工程。 （ニ）前記コーティングしたロッドレンズを平行に並ぶ
   ようにドラムに巻き取る工程。 （ホ）巻き取られて筒状となった前記ロッドレンズの隣
   接するレンズを、接着用樹脂で仮止めする工程。 （ヘ）前記ロッドレンズの筒を、ロッドレンズと直角方
   向に、１箇所あるいは複数箇所で切断する工程。 （ト）切断した前記ロッドレンズを、平坦なシート状に
   展開する工程。 （チ）少なくとも１組のシート状の前記ロッドレンズ
   を、２枚の側板に挟んでその隙間に接着剤を充填し固め
   て、ロッドレンズアレイ板とする工程。 （リ）前記アレイ板を前記ロッドレンズと直角方向に切
   断して、その両切断面を光学研磨して屈折率分布型ロッ
   ドレンズアレイとする工程。 以上の工程からなることを特徴とする、屈折率分布型ロ
   ッドレンズアレイの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、加熱延伸して得られ
   る屈折率分布型ロッドレンズの線径が、０．５ｍｍ以下
   である屈折率分布型ロッドレンズアレイの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、ガラスは以下に示す
   組成（ｍｏｌ％）を有する屈折率分布型ロッドレンズア
   レイの製造方法。 ＳｉＯ₂：２５〜６８％ ＴｉＯ₂：２〜１６％ Ｂ₂Ｏ₃：０〜２５％ Ａｌ₂Ｏ₃：０〜１０％ ただし、ＳｉＯ₂＋ＴｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃＋Ａｌ₂Ｏ₃＝５８〜
   ７７％ ＭｇＯ：４〜２２％ ＰｂＯ：０〜１３％ ただし、ＭｇＯ＋ＰｂＯ＝４〜２２％ Ｌｉ₂Ｏ：２〜１８％ Ｎａ₂Ｏ：３〜２２％