JP6875431B2 - Refraction distribution type lenses, optical products, optical instruments, glass compositions for refraction distribution type lenses, and methods for manufacturing refraction distribution type lenses. - Google Patents

Refraction distribution type lenses, optical products, optical instruments, glass compositions for refraction distribution type lenses, and methods for manufacturing refraction distribution type lenses. Download PDF

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Description

本発明は、屈折率分布型レンズ、光学製品、光学機器、及び屈折率分布型レンズ用ガラス組成物、及び屈折率分布型レンズの製造方法に関する。 The present invention relates to a refractive index distributed lens, an optical product, an optical instrument, a glass composition for a refractive index distributed lens, and a method for manufacturing the refractive index distributed lens.

従来、Charge-Coupled Device (CCD)を用いて被検体の表面の欠陥を観察する装置が知られている。例えば、特許文献1には、光源と、照射手段と、集光手段と、観察手段とを備えた表面欠陥装置が記載されている。観察手段は、結像レンズとCCDとからなっている。 Conventionally, a device for observing defects on the surface of a subject using a Charge-Coupled Device (CCD) has been known. For example, Patent Document 1 describes a surface defect device including a light source, an irradiation means, a light collecting means, and an observation means. The observation means includes an imaging lens and a CCD.

特許文献2には、電子写真方式の複写機やプリンタの感光体ドラムの外観検査に適した検査装置が記載されている。この検査装置は、一列に並べられた複数の1次元CCDカメラで感光体ドラムを撮影するカメラ装置を備えている。 Patent Document 2 describes an inspection device suitable for visual inspection of a photoconductor drum of an electrophotographic copying machine or a printer. This inspection device includes a camera device for photographing a photoconductor drum with a plurality of one-dimensional CCD cameras arranged in a row.

一方、撮像センサとして密着型イメージセンサ(CIS)も知られている。CISはロッドレンズアレイを備えている。ロッドレンズアレイには、通常、屈折率分布型レンズが用いられる。 On the other hand, a close contact image sensor (CIS) is also known as an image sensor. The CIS includes a rod lens array. A refractive index distribution type lens is usually used for the rod lens array.

例えば、特許文献3〜5には、屈折率分布型レンズが記載されている。屈折率分布型レンズ又は屈折率分布型ロッドレンズは、中心から外周に向かって屈折率が連続的に減少している屈折率分布を有するロッド状(棒状)のレンズである。特許文献3に記載の屈折率分布型レンズにおいて、レンズの周表面における屈折率と中心軸における屈折率との差Δnは0.003以上である。特許文献3によれば、Δnが0.003よりも小さくなると開口角(2θ)が約10°よりも小さくなり、このことが望ましくないことが示唆されている。換言すると、特許文献3には、5°未満の開口角(θ)が望ましくないことが示唆されていると考えられる。 For example, Patent Documents 3 to 5 describe refractive index distributed lenses. The refractive index distribution type lens or the refractive index distribution type rod lens is a rod-shaped (rod-shaped) lens having a refractive index distribution in which the refractive index is continuously decreased from the center to the outer periphery. In the refractive index distribution type lens described in Patent Document 3, the difference Δn between the refractive index on the peripheral surface of the lens and the refractive index on the central axis is 0.003 or more. According to Patent Document 3, when Δn is smaller than 0.003, the opening angle (2θ) becomes smaller than about 10 °, which is suggested to be undesirable. In other words, it is considered that Patent Document 3 suggests that an opening angle (θ) of less than 5 ° is not desirable.

特許文献4において実施例に係る屈折率分布型レンズの開口角は、約10.1〜12.9°である。特許文献5において実施例に係る屈折率分布型レンズの開口角は、10.1〜12.0°である。 The aperture angle of the refractive index distribution type lens according to the embodiment in Patent Document 4 is about 10.1 to 12.9 °. The aperture angle of the refractive index distribution type lens according to the embodiment in Patent Document 5 is 10.1 to 12.0 °.

特開平7−27709号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-27709 特開2003−75906号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-75906 特公昭51−21594号公報Special Publication No. 52-1594 特開2005−289775号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-289775 特開2008−230956号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-230956

特許文献1及び2には、屈折率分布型レンズを用いることは記載されていない。特許文献3〜5に記載の屈折率分布型レンズは大きな開口角を有している。このことは、屈折率分布型レンズにおいて大きな被写界深度を実現する観点から有利とは言い難く、特許文献3〜5に記載の屈折率分布型レンズの被写界深度は小さいと考えられる。 Patent Documents 1 and 2 do not describe the use of a refractive index distribution type lens. The refractive index distribution type lenses described in Patent Documents 3 to 5 have a large aperture angle. This cannot be said to be advantageous from the viewpoint of realizing a large depth of field in the refractive index distribution type lens, and it is considered that the depth of field of the refractive index distribution type lens described in Patent Documents 3 to 5 is small.

このような事情に鑑み、本発明は、大きな被写界深度を有する屈折率分布型レンズを提供する。また、本発明は、このような屈折率分布型レンズを備えた光学製品、及びその光学製品を備えた光学機器を提供する。加えて、本発明は、屈折率分布型レンズの被写界深度を大きくするのに有利な屈折率分布型レンズ用ガラス組成物を提供する。また、本発明は、大きな被写界深度を有する屈折率分布型レンズを製造するのに有利な方法を提供する。 In view of such circumstances, the present invention provides a refractive index distribution type lens having a large depth of field. The present invention also provides an optical product provided with such a refractive index distribution type lens and an optical device provided with the optical product. In addition, the present invention provides a glass composition for a refractive index distributed lens, which is advantageous for increasing the depth of field of the refractive index distributed lens. The present invention also provides an advantageous method for manufacturing a refractive index distributed lens having a large depth of field.

本発明は、
1.5〜3.0mmの被写界深度を有し、
前記被写界深度は、作動距離の最大値から最小値を差し引いて決定され、
前記作動距離において、6本/mmの空間周波数における変調伝達関数(MTF)の値が30%以上である、
屈折率分布型レンズを提供する。
The present invention
It has a depth of field of 1.5 to 3.0 mm and has a depth of field of 1.5 to 3.0 mm.
The depth of field is determined by subtracting the minimum value from the maximum value of the working distance.
At the working distance, the value of the modulation transfer function (MTF) at a spatial frequency of 6 lines / mm is 30% or more.
A refractive index distribution type lens is provided.

本発明は、
上記の屈折率分布型レンズを備えた、光学製品を提供する。
The present invention
Provided is an optical product provided with the above-mentioned refractive index distribution type lens.

本発明は、
上記の光学製品を備えた、光学機器を提供する。
The present invention
Provided is an optical device equipped with the above optical products.

本発明は、
モル%で示して、
40%≦SiO2≦65%
0%≦TiO2≦10%
0.1%≦MgO≦22%
0.15%≦ZnO≦15%
0.5%≦Li2O<4%
2%≦Na2O≦20%
0%≦B23≦20%
0%≦Al23≦10%
0%≦K2O≦3%
0%≦Cs2O≦3%
0%≦Y23≦5%
0%≦ZrO2≦2%
0%≦Nb25≦5%
0%≦In23≦5%
0%≦La23≦5%
0%≦Ta25≦5%、を含み、
CaO、SrO、及びBaOからなる群より選ばれる少なくとも2つを、それぞれ0.1モル%以上15モル%以下含み、
モル%で表示して、
2%≦MgO+ZnO、
0.07≦ZnO/(MgO+ZnO)≦0.93、
2.5%≦Li2O+Na2O<24%、及び
0%≦Y23+ZrO2+Nb25+In23+La23+Ta25≦11%の条件を満たす、
屈折率分布型レンズ用ガラス組成物を提供する。
The present invention
Shown in mol%,
40% ≤ SiO 2 ≤ 65%
0% ≤ TiO 2 ≤ 10%
0.1% ≤ MgO ≤ 22%
0.15% ≤ ZnO ≤ 15%
0.5% ≤ Li 2 O <4%
2% ≤ Na 2 O ≤ 20%
0% ≤ B 2 O 3 ≤ 20%
0% ≤ Al 2 O 3 ≤ 10%
0% ≤ K 2 O ≤ 3%
0% ≤ Cs 2 O ≤ 3%
0% ≤ Y 2 O 3 ≤ 5%
0% ≤ ZrO 2 ≤ 2%
0% ≤ Nb 2 O 5 ≤ 5%
0% ≤ In 2 O 3 ≤ 5%
0% ≤ La 2 O 3 ≤ 5%
Including 0% ≤ Ta 2 O 5 ≤ 5%,
At least two selected from the group consisting of CaO, SrO, and BaO are contained in an amount of 0.1 mol% or more and 15 mol% or less, respectively.
Display in mol%,
2% ≤ MgO + ZnO,
0.07 ≤ ZnO / (MgO + ZnO) ≤ 0.93,
The conditions of 2.5% ≤ Li 2 O + Na 2 O <24% and 0% ≤ Y 2 O 3 + ZrO 2 + Nb 2 O 5 + In 2 O 3 + La 2 O 3 + Ta 2 O 5 ≤ 11% are satisfied.
A glass composition for a refractive index distributed lens is provided.

本発明は、
屈折率分布型レンズの製造方法であって、
第一アルカリ金属元素の酸化物を含むガラス組成物からなるガラス素線を形成することと、
前記第一アルカリ金属元素とは異なる第二アルカリ金属元素を含む溶融塩に前記ガラス素線を浸漬して、前記ガラス素線中の前記第一アルカリ金属元素と前記溶融塩中の前記第二アルカリ金属元素とをイオン交換処理することにより、前記ガラス素線に屈折率分布を形成することと、を備え、
前記ガラス組成物は、モル%で示して、
40%≦SiO2≦65%
0%≦TiO2≦10%
0.1%≦MgO≦22%
0.15%≦ZnO≦15%
0.5%≦Li2O<4%
2%≦Na2O≦20%
0%≦B23≦20%
0%≦Al23≦10%
0%≦K2O≦3%
0%≦Cs2O≦3%
0%≦Y23≦5%
0%≦ZrO2≦2%
0%≦Nb25≦5%
0%≦In23≦5%
0%≦La23≦5%
0%≦Ta25≦5%、を含み、
前記ガラス組成物は、CaO、SrO、及びBaOからなる群より選ばれる少なくとも2つを、それぞれ0.1モル%以上15モル%以下含み、
前記ガラス組成物は、モル%で表示して、
2%≦MgO+ZnO、
0.07≦ZnO/(MgO+ZnO)≦0.93、
2.5%≦Li2O+Na2O<24%、及び
0%≦Y23+ZrO2+Nb25+In23+La23+Ta25≦11%の条件を満たす、
方法を提供する。
The present invention
This is a method for manufacturing a refractive index distributed lens.
Forming a glass wire composed of a glass composition containing an oxide of the first alkali metal element,
The glass wire is immersed in a molten salt containing a second alkali metal element different from the first alkali metal element, and the first alkali metal element in the glass wire and the second alkali in the molten salt are immersed. By ion-exchange treatment with a metal element, a refractive index distribution is formed on the glass wire.
The glass composition is shown in mol%.
40% ≤ SiO 2 ≤ 65%
0% ≤ TiO 2 ≤ 10%
0.1% ≤ MgO ≤ 22%
0.15% ≤ ZnO ≤ 15%
0.5% ≤ Li 2 O <4%
2% ≤ Na 2 O ≤ 20%
0% ≤ B 2 O 3 ≤ 20%
0% ≤ Al 2 O 3 ≤ 10%
0% ≤ K 2 O ≤ 3%
0% ≤ Cs 2 O ≤ 3%
0% ≤ Y 2 O 3 ≤ 5%
0% ≤ ZrO 2 ≤ 2%
0% ≤ Nb 2 O 5 ≤ 5%
0% ≤ In 2 O 3 ≤ 5%
0% ≤ La 2 O 3 ≤ 5%
Including 0% ≤ Ta 2 O 5 ≤ 5%,
The glass composition contains at least two selected from the group consisting of CaO, SrO, and BaO, each containing 0.1 mol% or more and 15 mol% or less.
The glass composition is expressed in mol%.
2% ≤ MgO + ZnO,
0.07 ≤ ZnO / (MgO + ZnO) ≤ 0.93,
The conditions of 2.5% ≤ Li 2 O + Na 2 O <24% and 0% ≤ Y 2 O 3 + ZrO 2 + Nb 2 O 5 + In 2 O 3 + La 2 O 3 + Ta 2 O 5 ≤ 11% are satisfied.
Provide a method.

上記の屈折率分布型レンズは、大きな被写界深度を有する。また、上記の屈折率分布型レンズ用ガラス組成物は、屈折率分布型レンズの被写界深度を大きくするのに有利である。 The above-mentioned refractive index distribution type lens has a large depth of field. Further, the above-mentioned glass composition for a refractive index distribution type lens is advantageous for increasing the depth of field of the refractive index distribution type lens.

図1は、本発明に係る屈折率分布型レンズの一例の被写界深度の決定方法を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a method of determining the depth of field of an example of a refractive index distribution type lens according to the present invention. 図2は、本発明に係る屈折率分布型レンズの一例の開口角を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an aperture angle of an example of a refractive index distribution type lens according to the present invention. 図3Aは、本発明に係る屈折率分布型レンズの製造方法の一例におけるイオン交換処理を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing an ion exchange treatment in an example of the method for manufacturing a refractive index distribution type lens according to the present invention. 図3Bは、屈折率分布型レンズにおける屈折率分布を概念的に示すグラフである。FIG. 3B is a graph conceptually showing the refractive index distribution in the refractive index distribution type lens. 図4は、本発明に係る光学製品の一例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an example of an optical product according to the present invention. 図5は、本発明に係る光学機器の一例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the optical device according to the present invention. 図6は、本発明に係る光学機器の別の一例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the optical device according to the present invention. 図7は、本発明に係る光学機器のさらに別の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing still another example of the optical device according to the present invention. 図8は、本発明に係る光学機器のさらに別の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing still another example of the optical device according to the present invention. 図9は、実施例2、比較例3、及び参考例1に係る屈折率分布型レンズのMTFの値と作動距離との関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the MTF value and the working distance of the refractive index distribution type lens according to Example 2, Comparative Example 3, and Reference Example 1.

被検体の外観検査において収集される画像データは、被検体の欠陥を識別できる解像度を有していなければならない。一次元CCDセンサを備えたカメラを用いて高い解像度の画像データを得ようとすると、1つのカメラにおいて撮像できる有効幅は小さくなる。このため、1つのカメラで被検体の全体を撮像することが困難な場合がある。例えば、画像データにおいて必要とされる解像度に対応する画素サイズが90μmである場合、4096画素の一次元CCDセンサを備えたカメラで撮像できる領域の幅は約370mmである。この場合、1200mmの幅を有する被検体をくまなく検査するには一次元CCDセンサとカメラレンズとを備えた4台のカメラシステムを幅方向に並べる必要がある。一次元CCDセンサを備えた複数台のカメラシステムを搭載すると装置の製造コストが高くなる。加えて、被検体の種類の変更を変更する度に複数のカメラシステムの調整及びメンテナンスが必要になり、検査のランニングコストも高くなる。 The image data collected in the visual inspection of the subject must have a resolution that can identify defects in the subject. If a camera equipped with a one-dimensional CCD sensor is used to obtain high-resolution image data, the effective width that can be captured by one camera becomes small. Therefore, it may be difficult to capture the entire subject with one camera. For example, when the pixel size corresponding to the required resolution in the image data is 90 μm, the width of the region that can be imaged by a camera equipped with a 4096 pixel one-dimensional CCD sensor is about 370 mm. In this case, in order to inspect the entire subject having a width of 1200 mm, it is necessary to arrange four camera systems equipped with a one-dimensional CCD sensor and a camera lens in the width direction. If a plurality of camera systems equipped with a one-dimensional CCD sensor are mounted, the manufacturing cost of the device increases. In addition, each time the type of subject is changed, the adjustment and maintenance of a plurality of camera systems are required, and the running cost of the examination is increased.

そこで、CISを用いて被検体の外観検査を行うことが考えられる。CISは、基板上に配置された複数の一次元受光素子と、ロッドレンズアレイとを備える。CISにおいて、ロッドレンズアレイは正立等倍像を形成する。CISを用いれば、1200mmの幅の一次元画像を1つのユニットで得ることができる。ロッドレンズアレイは、例えば複数のロッド状の屈折率分布型レンズを配列したものである。屈折率分布型レンズは、その半径方向に屈折率分布を有し、屈折率分布型レンズの半径方向において中心部から周辺部に向かって屈折率が変化する。ロッドレンズアレイを備えたCISは、CCDセンサとレンズとを備えた従来のカメラシステムに比べて、撮像素子と撮影対象の物体との間の距離を10分の1程度に低減でき、装置の小型化の点で有利である。一方、CISにおいて、撮影対象の物体とレンズとの間隔の許容範囲を示す特性値である被写界深度(DOF)が小さい。このことは、被検体の厚みにばらつきがある場合に、被検体において焦点が合う部分と焦点が合わない部分とが発生するという問題を引き起こす。このため、焦点が合わない部分の画像は鮮明でなく、欠陥の見落とし及び欠陥の誤認が発生する可能性がある。 Therefore, it is conceivable to perform an visual inspection of the subject using CIS. The CIS includes a plurality of one-dimensional light receiving elements arranged on a substrate and a rod lens array. In CIS, the rod lens array forms an upright 1x image. Using CIS, a one-dimensional image with a width of 1200 mm can be obtained with one unit. The rod lens array is, for example, an array of a plurality of rod-shaped refractive index distribution type lenses. The refractive index distribution type lens has a refractive index distribution in the radial direction thereof, and the refractive index changes from the central portion to the peripheral portion in the radial direction of the refractive index distribution type lens. CIS equipped with a rod lens array can reduce the distance between the image sensor and the object to be photographed to about one tenth of that of a conventional camera system equipped with a CCD sensor and a lens, and the device is compact. It is advantageous in terms of conversion. On the other hand, in CIS, the depth of field (DOF), which is a characteristic value indicating an allowable range of the distance between the object to be photographed and the lens, is small. This causes a problem that when the thickness of the subject varies, a portion of the subject that is in focus and a portion that is not in focus occur. For this reason, the image of the out-of-focus portion is not clear, and there is a possibility that defects may be overlooked and defects may be misidentified.

上記の通り、特許文献3〜5に記載の屈折率分布型レンズの開口角は大きく、このことは屈折率分布型レンズのDOFを大きくする観点から有利とは言い難い。そこで、本発明者らは、屈折率分布型レンズにおいて所望の範囲のDOFを実現すべく、屈折率分布型レンズの製造のために用いられるガラス組成物の条件を抜本的に見直した。本発明者らは、多大な試行錯誤を重ねた結果、所望の範囲のDOFを実現できる屈折率分布型レンズを遂に見出した。なお、本発明に係る屈折率分布型レンズは、被検体の外観検査の技術分野だけでなく、イメージスキャナ、複写機、ファクシミリ、及びプリンタ等の画像形成の技術分野の全般にわたって利用可能である。 As described above, the refractive index distribution type lens described in Patent Documents 3 to 5 has a large aperture angle, which cannot be said to be advantageous from the viewpoint of increasing the DOF of the refractive index distribution type lens. Therefore, the present inventors have drastically reviewed the conditions of the glass composition used for producing the refractive index distribution type lens in order to realize the DOF in a desired range in the refractive index distribution type lens. As a result of a great deal of trial and error, the present inventors have finally found a refractive index distribution type lens capable of achieving a DOF in a desired range. The refractive index distribution type lens according to the present invention can be used not only in the technical field of visual inspection of a subject but also in the technical field of image formation such as an image scanner, a copier, a facsimile, and a printer.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following description relates to an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

屈折率分布型レンズ1bは、1.5〜3.0mmの被写界深度(DOF)を有する。屈折率分布型レンズ1bのDOFは、作動距離の最大値から最小値を差し引いて決定される。屈折率分布型レンズ1bの作動距離において、6本/mmの空間周波数における変調伝達関数(MTF)の値が30%以上である。 The refractive index distribution type lens 1b has a depth of field (DOF) of 1.5 to 3.0 mm. The DOF of the refractive index distribution type lens 1b is determined by subtracting the minimum value from the maximum value of the working distance. In the working distance of the refractive index distribution type lens 1b, the value of the modulation transfer function (MTF) at a spatial frequency of 6 lenses / mm is 30% or more.

図1に示す通り、屈折率分布型レンズ1bのDOFは、例えば、レンズアレイ10aと、ラインパターン3と、受光素子2とを光軸方向に所定間隔で配置し、レンズアレイ10aとラインパターン3との距離を変動させながらMTFの値を求めることによって決定できる。レンズアレイ10aは、複数の屈折率分布型レンズ1bを光軸と垂直な方向に配列することによって構成されている。ラインパターン3は、6本/mmの空間周波数に対応する白黒のラインペアを有する。受光素子2は、例えば、CCDセンサである。例えば、ハロゲンランプからの出射光をカラーフィルター及び光拡散板を通過させた後ラインパターン3に照射する。カラーフィルターは、例えば、波長500〜600nmの範囲の光を透過させるものであってもよく、主として波長530nmを透過させるものであってもよい。このとき、MTFの値は、レンズアレイ10aに入射する前の、明部と暗部からなる所定の空間周波数を有するラインパターン3の像(入力像)に対する、レンズアレイ10aによって受光素子2に結像して得られる像(出力像)の再現率として決定できる。 As shown in FIG. 1, in the DOF of the refractive index distribution type lens 1b, for example, the lens array 10a, the line pattern 3, and the light receiving element 2 are arranged at predetermined intervals in the optical axis direction, and the lens array 10a and the line pattern 3 are arranged. It can be determined by obtaining the value of MTF while changing the distance from. The lens array 10a is configured by arranging a plurality of refractive index distribution type lenses 1b in a direction perpendicular to the optical axis. The line pattern 3 has a black and white line pair corresponding to a spatial frequency of 6 lines / mm. The light receiving element 2 is, for example, a CCD sensor. For example, the light emitted from the halogen lamp is passed through the color filter and the light diffusing plate, and then the line pattern 3 is irradiated. The color filter may, for example, transmit light in the wavelength range of 500 to 600 nm, or may mainly transmit light having a wavelength of 530 nm. At this time, the MTF value is imaged on the light receiving element 2 by the lens array 10a with respect to the image (input image) of the line pattern 3 having a predetermined spatial frequency consisting of the bright part and the dark part before being incident on the lens array 10a. It can be determined as the recall rate of the image (output image) obtained.

MTFの値が最大となるラインパターン3と受光素子2との距離(物点−結像点間距離)Dmaxを決定する。そのうえで、光軸に平行なZ軸の正方向(ΔL>0)及び負方向(ΔL<0)にラインパターン3を移動させ、それぞれの位置でMTFの値を求める。これにより、所定のMTFの値の許容できる範囲を設定することで、作動距離の最大値及び最小値を求めることができる。その結果、屈折率分布型レンズ1bのDOFを決定できる。なお、ΔL>0において、ラインパターン3とレンズアレイ10aとの距離は、距離Dmaxに対応する作動距離よりも大きい。一方、ΔL<0において、ラインパターン3とレンズアレイ10aとの距離は、距離Dmaxに対応する作動距離よりも小さい。ΔL=0において、ラインパターン3とレンズアレイ10aとの距離は、距離Dmaxに対応する作動距離と等しい。 The distance (distance between the object point and the imaging point) D max between the line pattern 3 that maximizes the MTF value and the light receiving element 2 is determined. Then, the line pattern 3 is moved in the positive direction (ΔL> 0) and the negative direction (ΔL <0) of the Z axis parallel to the optical axis, and the MTF value is obtained at each position. Thereby, the maximum value and the minimum value of the working distance can be obtained by setting an acceptable range of a predetermined MTF value. As a result, the DOF of the refractive index distribution type lens 1b can be determined. When ΔL> 0, the distance between the line pattern 3 and the lens array 10a is larger than the working distance corresponding to the distance D max. On the other hand, when ΔL <0, the distance between the line pattern 3 and the lens array 10a is smaller than the working distance corresponding to the distance D max. At ΔL = 0, the distance between the line pattern 3 and the lens array 10a is equal to the working distance corresponding to the distance D max.

屈折率分布型レンズ1bは、そのDOFが上記の範囲にあるので、例えば、不均一な厚み、段差、凹凸を有する被検体の外観検査に適した画像データを得るのに有利である。このため、屈折率分布型レンズ1bは、被検体の外観検査の精度向上及び検査基準の高度化に寄与しうる。 Since the DOF of the refractive index distribution type lens 1b is in the above range, it is advantageous to obtain image data suitable for visual inspection of a subject having, for example, uneven thickness, steps, and irregularities. Therefore, the refractive index distribution type lens 1b can contribute to the improvement of the accuracy of the visual inspection of the subject and the sophistication of the inspection standard.

屈折率分布型レンズ1bのDOFは、望ましくは1.5mm以上であり、より望ましくは1.8mm以上であり、さらに望ましくは2mm以上である。屈折率分布型レンズ1bのDOFは、望ましくは2.8mm以下であり、より望ましくは2.5mm以下である。 The DOF of the refractive index distribution type lens 1b is preferably 1.5 mm or more, more preferably 1.8 mm or more, and further preferably 2 mm or more. The DOF of the refractive index distribution type lens 1b is preferably 2.8 mm or less, and more preferably 2.5 mm or less.

MTFの値が最大となる物点−結像点間距離Dmaxに対応する作動距離は、例えば15mm以上であり、望ましくは18mm以上である。物点−結像点間距離Dmaxがこれらの範囲にあることにより、DOFが適切な範囲となる。このような屈折率分布型レンズ1bを含むロッドレンズアレイを検査装置に組み込むことにより、段差を有する対象物も検査できる。加えて、ロッドレンズアレイが対象物と適切な距離を保つことができ、光学系の組み立ての容易化を図ることができる。 The working distance corresponding to the distance D max between the object point and the imaging point where the MTF value is maximized is, for example, 15 mm or more, preferably 18 mm or more. When the distance D max between the object point and the imaging point is in these ranges, the DOF is in an appropriate range. By incorporating such a rod lens array including the refractive index distribution type lens 1b into the inspection apparatus, it is possible to inspect an object having a step. In addition, the rod lens array can maintain an appropriate distance from the object, facilitating the assembly of the optical system.

屈折率分布型レンズ1bは、例えば、3〜6°の開口角θを有する。これにより、屈折率分布型レンズ1bのDOFが所望の範囲に調整されやすい。屈折率分布型レンズ1bの開口角θは、例えば、図2に示すように定義される。開口角θは、屈折率分布型レンズ1bの光軸の一端に入射可能な光線と光軸とがなす角度の最大値である。図2において、F1は、被写体面であり、F2は受光素子等における受光面(結像面)である。Z0は、屈折率分布型レンズ1bの長さである。Loは、MTFの値が最大となるときの被写体面F1と屈折率分布型レンズ1bとの間の距離であり、Liは、MTFの値が最大となるときの結像面F2と屈折率分布型レンズ1bとの間の距離である。図2において、レンズアレイ10aは、略正立等倍結像系を構成しており、距離Liは、距離Loと略等しい。図2において、X0は、屈折率分布型レンズ1bの視野半径である。屈折率分布型レンズ1bの開口角θは、例えば、実施例に記載の方法に従って決定できる。なお、実施例に記載の方法において、イオン交換前のガラス素線の屈折率Ncの代わりに、屈折率分布型レンズ1bの中心における屈折率n0を用いて開口角θを決定してもよい。Nc又はn0は日本工業規格(JIS)B 7071-2:2018に記載のVブロック法を用いて求めることができる。 The refractive index distribution type lens 1b has, for example, an aperture angle θ of 3 to 6 °. As a result, the DOF of the refractive index distribution type lens 1b can be easily adjusted to a desired range. The aperture angle θ of the refractive index distribution type lens 1b is defined as shown in FIG. 2, for example. The aperture angle θ is the maximum value of the angle formed by the light ray that can be incident on one end of the optical axis of the refractive index distribution type lens 1b and the optical axis. In FIG. 2, F1 is a subject surface, and F2 is a light receiving surface (imaging surface) in a light receiving element or the like. Z 0 is the length of the refractive index distribution type lens 1b. L o is the distance between the object plane F1 and gradient index lens 1b when the value of MTF is maximized, L i is refracted image plane F2 when the value of MTF is maximized This is the distance from the rate distribution type lens 1b. 2, the lens array 10a constitutes the RyakuTadashiritsu like Baiyui imaging system, the distance L i is substantially equal to the distance L o. In FIG. 2, X 0 is the field radius of the refractive index distribution type lens 1b. The aperture angle θ of the refractive index distribution type lens 1b can be determined, for example, according to the method described in Examples. In the method described in the examples, the aperture angle θ may be determined by using the refractive index n 0 at the center of the refractive index distribution type lens 1b instead of the refractive index Nc of the glass wire before ion exchange. .. Nc or n 0 can be obtained by using the V block method described in Japanese Industrial Standards (JIS) B 7071-2: 2018.

屈折率分布型レンズ1bの開口角θは、3.5°以上であってもよく、3.7°以上であってもよい。屈折率分布型レンズ1bの開口角θは、望ましくは5.5°以下であり、より望ましくは5.2°以下である。 The aperture angle θ of the refractive index distribution type lens 1b may be 3.5 ° or more, or 3.7 ° or more. The aperture angle θ of the refractive index distribution type lens 1b is preferably 5.5 ° or less, and more preferably 5.2 ° or less.

屈折率分布型レンズ1bは、例えば、0.130〜0.230mm-1の屈折率分布定数(√A))を有していてもよい。なお、√Aは、Aの平方根を意味する。屈折率分布型レンズの半径rにおける屈折率をn(r)とすると、レンズの近軸領域でn(r)=n0×{1−(A/2)×r2}が成り立つ。屈折率分布定数√Aがこのような範囲にあれば、屈折率分布型レンズ1bの開口角θが所望の範囲に収まりやすい。その結果、屈折率分布型レンズ1bのDOFが所望の範囲に調整されやすい。 The refractive index distribution type lens 1b may have, for example, a refractive index distribution constant (√A) of 0.130 to 0.230 mm -1. Note that √A means the square root of A. Assuming that the refractive index at the radius r of the refractive index distribution type lens is n (r), n (r) = n 0 × {1- (A / 2) × r 2 } holds in the paraxial region of the lens. When the refractive index distribution constant √A is in such a range, the aperture angle θ of the refractive index distribution type lens 1b is likely to fall within a desired range. As a result, the DOF of the refractive index distribution type lens 1b can be easily adjusted to a desired range.

屈折率分布型レンズ1bの屈折率分布定数は、0.140mm-1以上であってもよく、0.145mm-1以上であってもよい。屈折率分布型レンズ1bの屈折率分布定数は、望ましくは0.210mm-1以下であり、より望ましくは0.205mm-1以下である。 Refractive index distribution constant gradient index lens 1b may also be 0.140 mm -1 or more, may be 0.145 mm -1 or more. The refractive index distribution constant of the refractive index distribution type lens 1b is preferably 0.210 mm -1 or less, and more preferably 0.205 mm -1 or less.

屈折率分布型レンズ1bにおける正立像の結像距離は、例えば、45〜80mmである。このことは、屈折率分布型レンズ1bのDOFを所望の範囲に調整する観点から有利である。 The imaging distance of the erect image in the refractive index distribution type lens 1b is, for example, 45 to 80 mm. This is advantageous from the viewpoint of adjusting the DOF of the refractive index distribution type lens 1b to a desired range.

屈折率分布型レンズ1bにおける正立像の結像距離は、47mm以上であってもよく、50mm以上であってもよく、53mm以上であってもよく、54mm以上であってもよい。屈折率分布型レンズ1bにおける正立像の結像距離は、75mm以下であってもよく、70mm以下であってもよく、67mm以下であってもよい。 The imaging distance of the erect image in the refractive index distribution type lens 1b may be 47 mm or more, 50 mm or more, 53 mm or more, or 54 mm or more. The imaging distance of the erect image in the refractive index distribution type lens 1b may be 75 mm or less, 70 mm or less, or 67 mm or less.

屈折率分布型レンズ1bは、典型的には、ロッド状又はファイバー状のレンズである。屈折率分布型レンズ1bは、例えば、半径方向において図3Bに示すような屈折率分布を有する。ここで、図3Bにおいて原点における屈折率n0は、屈折率分布型レンズ1bの中心軸における屈折率を意味する。rは、屈折率分布型レンズ1bの半径方向における位置を表す。 The refractive index distribution type lens 1b is typically a rod-shaped or fiber-shaped lens. The refractive index distribution type lens 1b has, for example, a refractive index distribution as shown in FIG. 3B in the radial direction. Here, in FIG. 3B, the refractive index n 0 at the origin means the refractive index at the central axis of the refractive index distribution type lens 1b. r represents the position of the refractive index distribution type lens 1b in the radial direction.

屈折率分布型レンズ1bは、必要に応じて、開口角よりも大きな入射角を有する入射光がレンズの側面で反射してノイズ光(いわゆる、ホワイトノイズ(迷光))が発生することを防止する構造を有していてもよい。このような構造は、例えば、レンズの側面に設けられた光吸収層又は光散乱層でありうる。例えば、屈折率分布型レンズ1bは、光吸収層となる着色層がレンズの側面に配置されたコア−クラッド構造を有していてもよいし、光散乱層となる微細な凹凸部が側面に形成された構造を有していてもよい。 The refractive index distribution type lens 1b prevents incident light having an incident angle larger than the aperture angle from being reflected by the side surface of the lens to generate noise light (so-called white noise (stray light)), if necessary. It may have a structure. Such a structure may be, for example, a light absorbing layer or a light scattering layer provided on the side surface of the lens. For example, the refractive index distribution type lens 1b may have a core-clad structure in which a colored layer serving as a light absorbing layer is arranged on the side surface of the lens, or a fine uneven portion serving as a light scattering layer may be provided on the side surface. It may have a formed structure.

屈折率分布型レンズ1bは、典型的にはガラス製のレンズである。屈折率分布型レンズ用ガラス組成物は、モル%で示して、40%≦SiO2≦65%、0%≦TiO2≦10%、0.1%≦MgO≦22%、0.15%≦ZnO≦15%、0.5%≦Li2O<4%、2%≦Na2O≦20%、0%≦B23≦20%、0%≦Al23≦10%、0%≦K2O≦3%、0%≦Cs2O≦3%、0%≦Y23≦5%、0%≦ZrO2≦2%、0%≦Nb25≦5%、0%≦In23≦5%、0%≦La23≦5%、及び0%≦Ta25≦5%を含む。加えて、屈折率分布型レンズ用ガラス組成物は、CaO、SrO、及びBaOからなる群より選ばれる少なくとも2つを、それぞれ0.1モル%以上15モル%以下含む。さらに、屈折率分布型レンズ用ガラス組成物は、モル%で表示して、2%≦MgO+ZnO、0.07≦ZnO/(MgO+ZnO)≦0.93、2.5%≦Li2O+Na2O<24%、及び0%≦Y23+ZrO2+Nb25+In23+La23+Ta25≦11%の条件を満たす。このようなガラス組成物を用いることにより、所望のDOFを有する屈折率分布型レンズを得ることができる。 The refractive index distribution type lens 1b is typically a glass lens. The glass composition for a refractive index distribution type lens is expressed in mol%, 40% ≤ SiO 2 ≤ 65%, 0% ≤ TiO 2 ≤ 10%, 0.1% ≤ MgO ≤ 22%, 0.15% ≤ ZnO ≤ 15%, 0.5% ≤ Li 2 O <4%, 2% ≤ Na 2 O ≤ 20%, 0% ≤ B 2 O 3 ≤ 20%, 0% ≤ Al 2 O 3 ≤ 10%, 0 % ≤ K 2 O ≤ 3%, 0% ≤ Cs 2 O ≤ 3%, 0% ≤ Y 2 O 3 ≤ 5%, 0% ≤ ZrO 2 ≤ 2%, 0% ≤ Nb 2 O 5 ≤ 5%, Includes 0% ≤ In 2 O 3 ≤ 5%, 0% ≤ La 2 O 3 ≤ 5%, and 0% ≤ Ta 2 O 5 ≤ 5%. In addition, the glass composition for a refractive index distribution type lens contains at least two selected from the group consisting of CaO, SrO, and BaO in an amount of 0.1 mol% or more and 15 mol% or less, respectively. Further, the glass composition for a refractive index distribution type lens is expressed in mol%, 2% ≤ MgO + ZnO, 0.07 ≤ ZnO / (MgO + ZnO) ≤ 0.93, 2.5% ≤ Li 2 O + Na 2 O < The conditions of 24% and 0% ≤ Y 2 O 3 + ZrO 2 + Nb 2 O 5 + In 2 O 3 + La 2 O 3 + Ta 2 O 5 ≤ 11% are satisfied. By using such a glass composition, a refractive index distribution type lens having a desired DOF can be obtained.

屈折率分布型レンズ1bは、例えば、上記のガラス組成物からなるガラス素線をイオン交換処理することによって製造できる。 The refractive index distribution type lens 1b can be manufactured, for example, by subjecting a glass wire made of the above glass composition to an ion exchange treatment.

(SiO2
SiO2は、ガラスの網目構造を形成する必須成分である。SiO2の含有率が40モル%未満では、イオン交換後に屈折率分布型レンズとしての光学特性を発現させるために必要な他の成分の含有率が相対的に大きくなって、失透が生じやすくなる。また、当該含有率が40モル%未満では、ガラス組成物としての化学的な耐久性が著しく低下する。一方、当該含有率が65モル%を超えると、他の成分、例えば屈折率分布を形成するためのアルカリ成分、屈折率増加成分、及び物性値調整成分など、の含有率が限定され、実用的なガラス組成物とすることが困難となる。このため、SiO2の含有率は、40モル%以上65%モル以下である。
(SiO 2 )
SiO 2 is an essential component that forms the network structure of glass. When the content of SiO 2 is less than 40 mol%, the content of other components required to develop the optical characteristics as a refractive index distribution type lens after ion exchange becomes relatively large, and devitrification is likely to occur. Become. If the content is less than 40 mol%, the chemical durability of the glass composition is significantly reduced. On the other hand, when the content exceeds 65 mol%, the content of other components such as an alkaline component for forming a refractive index distribution, a refractive index increasing component, and a physical property value adjusting component is limited, which is practical. It becomes difficult to obtain a glass composition. Therefore, the content of SiO 2 is 40 mol% or more and 65% mol or less.

(TiO2
TiO2は、ガラス組成物の屈折率を増大させる作用を有する必須成分である。母材ガラス組成物の屈折率を増大させることにより、当該ガラス組成物から得られた屈折率分布型レンズの中心屈折率を増大させることができる。また、TiO2の含有率を増加させることにより、屈折率分布型レンズにおける屈折率分布を、より理想的な状態に近づけることができ、解像度に優れる屈折率分布型レンズの製造が可能となる。TiO2の含有率が10モル%のときには、得られるレンズに基づく画像の解像度の低下は観察されないが、その含有率が1モル%未満のときには画像の解像度が明らかに低下して、実用的なレンズが得られない。一方、当該含有率が10モル%を超えると、着色が強くなることで色収差が大きくなり、実用的なレンズが得られない。そこで、画像の解像度を高めることができ、かつ、色収差が小さいレンズを得るために、TiO2の含有率は、1モル%以上10モル%以下である。TiO2の含有率は、望ましくは2モル%以上8モル%以下である。
(TiO 2 )
TiO 2 is an essential component having an action of increasing the refractive index of the glass composition. By increasing the refractive index of the base glass composition, the central refractive index of the refractive index distribution type lens obtained from the glass composition can be increased. Further, by increasing the content of TiO 2 , the refractive index distribution in the refractive index distribution type lens can be brought closer to an ideal state, and a refractive index distribution type lens having excellent resolution can be manufactured. When the content of TiO 2 is 10 mol%, no decrease in the resolution of the image based on the obtained lens is observed, but when the content is less than 1 mol%, the resolution of the image is clearly reduced, which is practical. I can't get a lens. On the other hand, if the content exceeds 10 mol%, the coloring becomes strong and the chromatic aberration becomes large, so that a practical lens cannot be obtained. Therefore, in order to obtain a lens capable of increasing the image resolution and having a small chromatic aberration, the content of TiO 2 is 1 mol% or more and 10 mol% or less. The content of TiO 2 is preferably 2 mol% or more and 8 mol% or less.

(MgO)
MgOは、ガラス組成物の熔融温度を低下させ、イオン交換後における、レンズ中心部と周辺部との間の屈折率差(Δn)を大きくする作用を有する必須成分である。MgOの含有率が22モル%を超えると、失透が生じやすくなる。また、MgOの含有率が22モル%を超えると、その他の成分の含有率が過度に減少し、実用的なガラス組成物を得られない。このため、MgOの含有率は、0.1モル%以上22モル%以下である。十分な屈折率差を実現する観点から、MgOの含有率は、望ましくは2モル%以上である。MgOの含有率が2モル%以上であると、アルカリ土類金属酸化物(CaO、SrO、BaO)の含有率を、アルカリイオンの易動度をさらに低下させることを目的としてより適切に制御できる。すなわち、MgOの含有率は、望ましくは2モル%以上22モル%以下であり、より望ましくは2%以上16%以下である。
(MgO)
MgO is an essential component having the effect of lowering the melting temperature of the glass composition and increasing the difference in refractive index (Δn) between the central portion and the peripheral portion of the lens after ion exchange. When the content of MgO exceeds 22 mol%, devitrification is likely to occur. Further, when the content of MgO exceeds 22 mol%, the content of other components is excessively reduced, and a practical glass composition cannot be obtained. Therefore, the content of MgO is 0.1 mol% or more and 22 mol% or less. From the viewpoint of realizing a sufficient refractive index difference, the content of MgO is preferably 2 mol% or more. When the content of MgO is 2 mol% or more, the content of alkaline earth metal oxides (CaO, SrO, BaO) can be more appropriately controlled for the purpose of further reducing the mobility of alkaline ions. .. That is, the content of MgO is preferably 2 mol% or more and 22 mol% or less, and more preferably 2% or more and 16% or less.

(ZnO、MgO+ZnO、ZnO/(MgO+ZnO))
ZnOは、ガラス組成物及び屈折率分布型レンズの耐候性を向上させる作用を有する。本発明に係るガラス組成物において、ZnOは、MgOの一部を置換するために加えてもよい。ガラス組成物及び屈折率分布型レンズの耐候性を高める観点から、ZnOの含有率は、0.15モル%以上15モル%以下である。このとき、MgO及びZnOの含有率の合計(MgO+ZnO)が2モル%以上であるように、MgO及びZnOの含有率が調整される。加えて、MgO及びZnOの含有率の合計に対するZnOの含有率の比(ZnO/(MgO+ZnO)が、0.07≦ZnO/(MgO+ZnO)≦0.93となるように、MgO及びZnOの含有率が調整される。ガラス組成物及び屈折率分布型レンズの耐候性をより高める観点から、ZnOの含有率は、望ましくは3%モル以上15モル%以下である。この場合、MgO+ZnOが6モル%以上であってもよく、0.12≦ZnO/(MgO+ZnO)≦0.93の条件が満たされうる。耐失透性の観点から、ZnOの含有率は、望ましくは8モル%以下である。ガラス組成物及び屈折率分布型レンズの耐候性をさらに高める観点から、ZnOの含有率は、より望ましくは4モル%以上15モル%以下である。この場合、MgO+ZnOが6モル%以上であってもよく、MgO+ZnOが6モル%以上22モル%以下でありうる。MgO+ZnOは、15モル%以下であってもよい。また、ZnO/(MgO+ZnO)は、望ましくは0.07以上0.9以下であり、より望ましくは0.25以上0.85以下であり、さらに望ましくは0.25以上0.8以下であり、とりわけ望ましくは0.3以上0.8以下である。
(ZnO, MgO + ZnO, ZnO / (MgO + ZnO))
ZnO has an effect of improving the weather resistance of the glass composition and the refractive index distribution type lens. In the glass composition according to the present invention, ZnO may be added to replace a part of MgO. From the viewpoint of enhancing the weather resistance of the glass composition and the refractive index distribution type lens, the ZnO content is 0.15 mol% or more and 15 mol% or less. At this time, the content of MgO and ZnO is adjusted so that the total content of MgO and ZnO (MgO + ZnO) is 2 mol% or more. In addition, the content of MgO and ZnO so that the ratio of the content of ZnO to the total content of MgO and ZnO (ZnO / (MgO + ZnO) is 0.07 ≦ ZnO / (MgO + ZnO) ≦ 0.93). From the viewpoint of further enhancing the weather resistance of the glass composition and the refractive index distribution type lens, the ZnO content is preferably 3% mol or more and 15 mol% or less. In this case, MgO + ZnO is 6 mol%. The above may be satisfied, and the condition of 0.12 ≦ ZnO / (MgO + ZnO) ≦ 0.93 can be satisfied. From the viewpoint of devitrification resistance, the ZnO content is preferably 8 mol% or less. From the viewpoint of further enhancing the weather resistance of the glass composition and the refractive index distribution type lens, the ZnO content is more preferably 4 mol% or more and 15 mol% or less. In this case, MgO + ZnO is 6 mol% or more. MgO + ZnO may be 6 mol% or more and 22 mol% or less. MgO + ZnO may be 15 mol% or less. Also, ZnO / (MgO + ZnO) is preferably 0.07 or more and 0.9 or less. Yes, more preferably 0.25 or more and 0.85 or less, further preferably 0.25 or more and 0.8 or less, and particularly preferably 0.3 or more and 0.8 or less.

(Li2O)
Li2Oは、必須成分であり、本発明のガラス組成物をイオン交換して屈折率分布型レンズを得るために、最も重要な成分の一つである。従来、ガラス組成物におけるLi2Oの含有率が少ないと、イオン交換によって、十分な濃度分布、即ち十分な屈折率分布を発現できず、適切な屈折率分布型レンズを得ることができないと考えられていた。しかし、本発明者らは、Li2Oの含有率が4モル%以下であるガラス組成物であっても、所定の条件でイオン交換を行うことにより、適切な屈折率分布を有し、かつ、大きなDOFを有する屈折率分布型レンズを作製できることを新たに見出した。Li2Oの含有率が4モル%以下を超えると、得られる屈折率分布型レンズの開口角が大きくなりやすく、DOFが小さくなりやすい。Li2Oの含有率は、0.5モル%以上であり、望ましくは0.7モル%以上であり、より望ましくは1モル%以上である。また、Li2Oの含有率は、4モル%以下であり、望ましくは3.5モル%以下であり、より望ましくは3モル%以下であり、さらに望ましくは2モル%以下である。
(Li 2 O)
Li 2 O is an essential component and is one of the most important components for ion-exchange the glass composition of the present invention to obtain a refractive index distribution type lens. Conventionally, if the content of Li 2 O in the glass composition is low, it is considered that a sufficient concentration distribution, that is, a sufficient refractive index distribution cannot be developed by ion exchange, and an appropriate refractive index distribution type lens cannot be obtained. Was being done. However, the present inventors have an appropriate refractive index distribution by performing ion exchange under predetermined conditions even in a glass composition having a Li 2 O content of 4 mol% or less. , It has been newly found that a refractive index distribution type lens having a large DOF can be produced. When the content of Li 2 O exceeds 4 mol% or less, the aperture angle of the obtained refractive index distribution type lens tends to be large, and the DOF tends to be small. The content of Li 2 O is 0.5 mol% or more, preferably 0.7 mol% or more, and more preferably 1 mol% or more. The Li 2 O content is 4 mol% or less, preferably 3.5 mol% or less, more preferably 3 mol% or less, and further preferably 2 mol% or less.

屈折率分布型レンズ1bの特徴の一つは、Li2Oの含有率が様々な先行技術より少ないことである。従前は、Li2Oの含有率を少なくできない製造工程上の理由があった。本発明者らは、イオン交換法による1バッチあたりのガラス素線の処理量を制限すること及び溶融塩におけるLiの当初の含有量を少なくすること等の新たな工夫により、像面湾曲等のレンズの収差を抑制しつつ、開口角が従前より小さく、かつ実用的な解像度を備える屈折率分布型レンズが得られることを新たに見出した。 One of the features of the refractive index distribution type lens 1b is that the content of Li 2 O is lower than that of various prior arts. Previously, there was a manufacturing process reason that the Li 2 O content could not be reduced. The present inventors have made new efforts such as limiting the amount of glass wire processed per batch by the ion exchange method and reducing the initial content of Li in the molten salt to reduce curvature of field, etc. It has been newly found that a refractive index distribution type lens having a smaller aperture angle than before and having a practical resolution can be obtained while suppressing the aberration of the lens.

(Na2O)
Na2Oは、イオン交換の際に、いわゆる混合アルカリ効果によって、Liと、Liイオンを置換するイオン交換種のイオン(溶融塩中に含有されるイオン)とのイオン交換を助け、イオンの易動度を適度に保つ。イオン易動度を適度に保つことで、イオン交換速度を適度に調整でき、屈折率分布型レンズの光学特性を調整できる。ガラス組成物中のNa2Oの含有率が2モル%未満であると、ガラス成形時にガラスが硬くなるので、成形が困難となる。加えて、ガラスの溶融温度が著しく上昇し、レンズの作製が困難となる。また、イオンの易動度を適度に保つ効果を十分に得ることが難しい。一方、Na2Oの含有率が20%を超えると、ガラスの化学耐久性が低下し、実用性に欠ける。したがって、Na2Oの含有率は、2モル%以上であり、望ましくは5モル%以上であり、より望ましくは10モル%以上である。また、Na2Oの含有率は、20モル%以下であり、望ましくは17モル%以下である。
(Na 2 O)
Na 2 O assists ion exchange between Li and ion-exchange species ions (ions contained in the molten salt) that replace Li ions by the so-called mixed alkali effect during ion exchange, and is easy to ionize. Keep the motility moderate. By maintaining the ion mobility appropriately, the ion exchange rate can be adjusted appropriately, and the optical characteristics of the refractive index distribution type lens can be adjusted. If the content of Na 2 O in the glass composition is less than 2 mol%, the glass becomes hard during glass molding, which makes molding difficult. In addition, the melting temperature of the glass rises significantly, making it difficult to manufacture the lens. In addition, it is difficult to sufficiently obtain the effect of maintaining the mobility of ions appropriately. On the other hand, if the Na 2 O content exceeds 20%, the chemical durability of the glass is lowered and the glass is not practical. Therefore, the Na 2 O content is 2 mol% or more, preferably 5 mol% or more, and more preferably 10 mol% or more. The Na 2 O content is 20 mol% or less, preferably 17 mol% or less.

(Li2O+Na2O)
上記の通り、ガラス組成物におけるLi2Oの含有率とNa2O含有率との合計(Li2O+Na2O)は、2.5モル%以上24モル%未満である。Li2O+Na2Oがこの範囲であると、このガラス組成物を用いて製造された屈折率分布型レンズによって良好な解像度の画像を得ることができる。Li2O+Na2Oは、望ましくは6モル%以上であり、より望ましくは10モル%以上である。
(Li 2 O + Na 2 O)
As described above, the total (Li 2 O + Na 2 O) of the Li 2 O content and the Na 2 O content in the glass composition is 2.5 mol% or more and less than 24 mol%. When Li 2 O + Na 2 O is in this range, a good resolution image can be obtained by a refractive index distribution type lens manufactured by using this glass composition. Li 2 O + Na 2 O is preferably 6 mol% or more, and more preferably 10 mol% or more.

(Li2O/Na2O)
Na2Oの含有率に対するLi2Oの含有率の比(Li2O/Na2O)が大きいと、ガラス組成物を用いて製造された屈折率分布型レンズの解像力が向上することがある。一方、Li2O/Na2Oが過剰に大きい(例えば1.0以上)と、ガラス組成物を用いて製造された屈折率分布型レンズの開口角が大きくなり、そのDOFが小さくなる傾向にある。このため、Li2O/Na2Oは、例えば、0.2以下であり、望ましくは0.15以下であり、より望ましくは0.1以下である。
(Li 2 O / Na 2 O)
When Na 2 O Li 2 O ratio of content of the relative content of (Li 2 O / Na 2 O ) is large, it is possible to improve resolution of refractive index distribution type lenses produced using the glass composition .. On the other hand, when Li 2 O / Na 2 O is excessively large (for example, 1.0 or more), the aperture angle of the refractive index distribution type lens manufactured by using the glass composition tends to be large, and its DOF tends to be small. is there. Therefore, Li 2 O / Na 2 O is, for example, 0.2 or less, preferably 0.15 or less, and more preferably 0.1 or less.

上記のガラス組成物は、さらに以下の成分を含んでいてもよい。 The above glass composition may further contain the following components.

(B23
23は、ガラスの網目構造を形成する任意成分であり、得られる屈折率分布型レンズの解像力及び開口角θをほとんど変化させることなく、ガラス組成物のガラス化を促進し、その粘性を調整する作用を有する。また、若干ではあるが、ガラス組成物のイオン交換速度を遅くする作用も有する。B23は、例えば、上述した各必須成分の含有率は本発明の範囲内であるが、組成物として見たときに一部の成分の含有率が相対的に大きくなり、ガラスとしての安定性が低下する(例えば失透を生じやすくなる)場合に、加えてもよい。B23の添加により、必須成分間の含有率の比率を変えることなく、相対的に大きくなった上記一部の成分の含有率を小さくすることができる。得られる屈折率分布型レンズの解像力及び開口角を変化させることなく添加できるB23の含有率は、例えば、20%モル以下である。このため、B23の含有率は、0%モル以上20モル%以下である。当該含有率は、望ましくは0モル%以上10モル%以下であり、ガラス組成物がB23を含有する場合、その含有率は望ましくは1モル%以上10モル%以下である。
(B 2 O 3 )
B 2 O 3 is an optional component that forms the network structure of glass, and promotes vitrification of the glass composition with almost no change in the resolution and aperture angle θ of the obtained refractive index distributed lens, and its viscosity. Has the effect of adjusting. It also has a slight effect of slowing the ion exchange rate of the glass composition. In B 2 O 3 , for example, the content of each of the above-mentioned essential components is within the range of the present invention, but when viewed as a composition, the content of some components becomes relatively large, and as a glass. It may be added when stability is reduced (eg, devitrification is likely to occur). By adding B 2 O 3 , it is possible to reduce the relatively large content of some of the above components without changing the ratio of the content of the essential components. The content of B 2 O 3 that can be added without changing the resolution and aperture angle of the obtained refractive index distributed lens is, for example, 20% by mole or less. Therefore, the content of B 2 O 3 is 0% mol or more and 20 mol% or less. The content is preferably 0 mol% or more and 10 mol% or less, and when the glass composition contains B 2 O 3 , the content is preferably 1 mol% or more and 10 mol% or less.

(Al23
屈折率分布型レンズ用ガラス組成物は、任意成分としてAl23を含んでいてもよく、その含有率は、0モル%以上10モル%以下である。
(Al 2 O 3 )
The glass composition for a refractive index distribution type lens may contain Al 2 O 3 as an optional component, and the content thereof is 0 mol% or more and 10 mol% or less.

(SiO2+TiO2+B23
屈折率分布型レンズ用ガラス組成物において、SiO2、TiO2、及びB23の含有率の合計(SiO2+TiO2+B23)は、例えば41モル%以上70モル%以下であり、望ましくは50モル%以上70モル%以下である。
(SiO 2 + TiO 2 + B 2 O 3 )
In the glass composition for a refractive index distribution type lens, the total content of SiO 2 , TiO 2 and B 2 O 3 (SiO 2 + TiO 2 + B 2 O 3 ) is, for example, 41 mol% or more and 70 mol% or less. , Desirably 50 mol% or more and 70 mol% or less.

(Y23、ZrO2、Nb25、In23、La23、Ta25
屈折率分布型レンズ用ガラス組成物は、イオン交換後に得られる屈折率分布型レンズの屈折率の調整、あるいは耐候性の向上を目的として、Y23、ZrO2、Nb25、In23、La23、及びTa25からなる群より選択される少なくとも1つの成分を含んでいてもよい。これらの成分の含有率の合計は0モル%以上11モル%以下であり、屈折率分布型レンズ用ガラス組成物がこれらの成分を含む場合、これらの成分の含有率の合計は、望ましくは0.2モル%以上6モル%以下である。また、これらの成分の含有率とZnOの含有率との合計が15モル%以下であることが望ましい。
(Y 2 O 3 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , In 2 O 3 , La 2 O 3 , Ta 2 O 5 )
The glass composition for a refractive index distribution type lens is Y 2 O 3 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , In for the purpose of adjusting the refractive index of the refractive index distribution type lens obtained after ion exchange or improving the weather resistance. It may contain at least one component selected from the group consisting of 2 O 3 , La 2 O 3 , and Ta 2 O 5. The total content of these components is 0 mol% or more and 11 mol% or less, and when the glass composition for a refractive index distributed lens contains these components, the total content of these components is preferably 0. .2 mol% or more and 6 mol% or less. Further, it is desirable that the total of the content of these components and the content of ZnO is 15 mol% or less.

(Y23
23の含有率は、望ましくは0モル%以上5モル%以下である。
(Y 2 O 3 )
The content of Y 2 O 3 is preferably 0 mol% or more and 5 mol% or less.

(ZrO2
ZrO2の含有率は、望ましくは0モル%以上2モル%以下であり、屈折率分布型レンズ用ガラス組成物がZrO2を含む場合、その含有率は0.2モル%以上2モル%以下である。
(ZrO 2 )
The content of ZrO 2 is preferably 0 mol% or more and 2 mol% or less, and when the glass composition for a refractive index distribution type lens contains ZrO 2 , the content is 0.2 mol% or more and 2 mol% or less. Is.

Nb25、In23、La23、及びTa25の含有率のそれぞれは、望ましくは0モル%以上5モル%以下である。 The contents of Nb 2 O 5 , In 2 O 3 , La 2 O 3 , and Ta 2 O 5 are each preferably 0 mol% or more and 5 mol% or less.

(K2O、Cs2O)
2O及びCs2Oは、混合アルカリ効果により、MgO、CaO、SrO、及びBaOと同様に、アルカリイオンの易動度を小さくする作用を有する任意成分である。K2O及びCs2Oの含有率のそれぞれは、例えば、0モル%以上3モル%以下である。屈折率分布型レンズ用ガラス組成物の耐水性を高める観点から、Cs2Oの含有率は、望ましくは2モル%未満であり、より望ましくは0モル%以上1モル%以下であり、さらに望ましくは0.5モル%以下である。屈折率分布型レンズ用ガラス組成物の耐水性を高める観点から、屈折率分布型レンズ用ガラス組成物は、Cs2Oを実質的に含まないことが望ましい。本明細書において「実質的に含まない」とは、当該成分の含有率が0.1モル%未満であることを意味する。
(K 2 O, Cs 2 O)
K 2 O and Cs 2 O are optional components having an action of reducing the mobility of alkaline ions by the mixed alkali effect, like MgO, CaO, SrO, and BaO. The contents of K 2 O and Cs 2 O are, for example, 0 mol% or more and 3 mol% or less, respectively. From the viewpoint of increasing the water resistance of the glass composition for a refractive index distribution type lens, the content of Cs 2 O is preferably less than 2 mol%, more preferably 0 mol% or more and 1 mol% or less, and more preferably. Is 0.5 mol% or less. From the viewpoint of increasing the water resistance of the glass composition for a refractive index distribution type lens, it is desirable that the glass composition for a refractive index distribution type lens substantially does not contain Cs 2 O. As used herein, "substantially free" means that the content of the component is less than 0.1 mol%.

(その他の成分)
屈折率分布型レンズ用ガラス組成物において、その他の成分として、GeO2を含んでいてもよい。GeO2の含有率は0モル%以上10モル%以下でありうる。また、屈折率分布型レンズ用ガラス組成物は、添加物として、SnO2、As23、及びSb23からなる群より選択される少なくとも1つを含んでいてもよい。SnO2、As23、及びSb23の含有率のそれぞれは、0モル%以上1モル%以下でありうる。屈折率分布型レンズ用ガラス組成物は、実質的に上記の成分からなってもよい。この場合、ガラス組成物が含む各成分の含有率、ならびに各成分の含有率間の関係(合計及び含有比)は、上述した各条件を満たす。本明細書において、「実質的に〜からなる」とは、含有率にして0.1モル%未満の不純物を許容することを意味する。
(Other ingredients)
GeO 2 may be contained as another component in the glass composition for a refractive index distribution type lens. The content of GeO 2 can be 0 mol% or more and 10 mol% or less. Further, the glass composition for a refractive index distribution type lens may contain at least one selected from the group consisting of SnO 2 , As 2 O 3 , and Sb 2 O 3 as an additive. The contents of SnO 2 , As 2 O 3 , and Sb 2 O 3 can each be 0 mol% or more and 1 mol% or less. The glass composition for a refractive index distributed lens may substantially consist of the above components. In this case, the content of each component contained in the glass composition and the relationship (total and content ratio) between the contents of each component satisfy the above-mentioned conditions. As used herein, "substantially consisting of" means that impurities having a content of less than 0.1 mol% are allowed.

(PbO)
屈折率分布型レンズ用ガラス組成物は、実質的に鉛(代表的な化合物としてはPbO)を含まない。また、屈折率分布型レンズ1bも実質的に鉛を含まない。
(PbO)
The glass composition for a refractive index distributed lens is substantially free of lead (typically PbO). Further, the refractive index distribution type lens 1b also contains substantially no lead.

屈折率分布型レンズ用ガラス組成物において、例えば、日本光学硝子工業会規格(JOGIS)06-2009に準拠して決定される耐水性が1級である。この場合、屈折率分布型レンズ用ガラス組成物が高い耐水性を有し、屈折率分布型レンズ用ガラス組成物を用いて製造された屈折率分布型レンズも高い耐水性を有しやすい。屈折率分布型レンズをなすガラスにおいても、JOGIS 06-2009に準拠して決定される耐水性が1級であってもよい。 In the glass composition for a refractive index distribution type lens, for example, the water resistance determined in accordance with the Japan Optical Glass Industry Association Standard (JOGIS) 06-2009 is first grade. In this case, the glass composition for a refractive index distribution type lens has high water resistance, and the refractive index distribution type lens manufactured by using the glass composition for a refractive index distribution type lens also tends to have high water resistance. Even in the glass forming the refractive index distribution type lens, the water resistance determined in accordance with JOBIS 06-2009 may be first grade.

屈折率分布型レンズ用ガラス組成物は、第一アルカリ金属元素の酸化物を含む。屈折率分布型レンズ1bは、例えば、以下の工程(I)及び(II)を含む方法によって製造できる。
(I)上記の屈折率分布型レンズ用ガラス組成物からなるガラス素線1aを形成する。
(II)屈折率分布型レンズ用ガラス組成物に含まれる第一アルカリ金属元素Qとは異なる第二アルカリ金属元素Rを含む溶融塩Sにガラス素線1aを浸漬して、ガラス素線1a中の第一アルカリ金属元素Qと溶融塩中の第二アルカリ金属元素Rとをイオン交換処理することにより、ガラス素線1aに屈折率分布を形成する。
The glass composition for a refractive index distribution type lens contains an oxide of a primary alkali metal element. The refractive index distribution type lens 1b can be manufactured, for example, by a method including the following steps (I) and (II).
(I) A glass wire 1a made of the above glass composition for a refractive index distribution type lens is formed.
(II) A glass wire 1a is immersed in a molten salt S containing a second alkali metal element R different from the first alkali metal element Q contained in the glass composition for a refractive index distribution type lens, and the glass wire 1a is contained. By ion-exchange treatment of the first alkali metal element Q and the second alkali metal element R in the molten salt, a refractive index distribution is formed on the glass wire 1a.

(II)の工程において、例えば、図3Aに示す通り、容器Vの内部の溶融塩Sにガラス素線1aを投入し、溶融塩Sにガラス素線1aを所定時間浸漬する。溶融塩Sにおいて、例えば、硝酸カリウム及び硝酸ナトリウムの少なくとも1つが溶融している。ガラス素線1aを溶融塩Sに浸漬すると、例えば、ガラス素線1aに含まれるLi(リチウム)等の第一アルカリ金属元素Qの陽イオンが溶融塩S中に溶け出す。一方、溶融塩S中のK(カリウム)等の第二アルカリ金属元素Rの陽イオンがガラス素線1aに侵入する。溶融塩Sの温度及び溶融塩Sへのガラス素線1aの浸漬時間を調整することにより、第一アルカリ金属元素Qの陽イオンと第二アルカリ金属元素Rの陽イオンとのイオン交換を適切に制御できる。ガラス素線1aの内部には、特定の1価の陽イオンの濃度分布が生じ、この濃度分布に応じて、図3Bに示すような屈折率分布がガラス素線1aに形成される。これにより、ガラス素線1aから屈折率分布型レンズ1bを製造できる。 In the step (II), for example, as shown in FIG. 3A, the glass wire 1a is put into the molten salt S inside the container V, and the glass wire 1a is immersed in the molten salt S for a predetermined time. In the molten salt S, for example, at least one of potassium nitrate and sodium nitrate is melted. When the glass wire 1a is immersed in the molten salt S, for example, the cations of the first alkali metal element Q such as Li (lithium) contained in the glass wire 1a are dissolved in the molten salt S. On the other hand, cations of the second alkali metal element R such as K (potassium) in the molten salt S invade the glass wire 1a. By adjusting the temperature of the molten salt S and the immersion time of the glass wire 1a in the molten salt S, the ion exchange between the cations of the first alkali metal element Q and the cations of the second alkali metal element R can be appropriately performed. Can be controlled. A specific monovalent cation concentration distribution is generated inside the glass wire 1a, and a refractive index distribution as shown in FIG. 3B is formed on the glass wire 1a according to this concentration distribution. As a result, the refractive index distribution type lens 1b can be manufactured from the glass wire 1a.

本発明に係る光学製品は、屈折率分布型レンズ1bを備える限り、特定の製品に限定されない。屈折率分布型レンズ1bを用いて、例えば、所定のレンズアレイを提供できる。この場合、レンズアレイは、屈折率分布型レンズ1bの配列に関し、0次元の配列、1次元の配列、又は2次元の配列を有し得る。0次元の配列とは、例えば、単一の屈折率分布型レンズ1bが配置された構成であり、単一の屈折率分布型レンズ1bからなる光学製品によって所望の作用を期待するものである。1次元の配列とは、特定方向に複数の屈折率分布型レンズ1bが一列に配列された構成である。その特定方向を主走査方向といい、主走査方向に垂直であり、かつ、光軸に垂直な方向を副走査方向という。複数の屈折率分布型レンズ1bは、それらの光軸が略平行になるように配列される。2次元の配列とは、1次元の配列に加え、それとは異なる方向にレンズが複数配列された構成である。例えば、主走査方向に沿って複数の屈折率分布型レンズ1bが二列以上に配列された構成が2次元の配列に該当し得る。レンズアレイ10bによれば、個々の屈折率分布型レンズの径が小さくても、広範囲の正立等倍像を得ることができる。 The optical product according to the present invention is not limited to a specific product as long as it includes the refractive index distribution type lens 1b. A predetermined lens array can be provided, for example, by using the refractive index distribution type lens 1b. In this case, the lens array may have a 0-dimensional array, a 1-dimensional array, or a 2-dimensional array with respect to the arrangement of the refractive index distribution type lens 1b. The zero-dimensional array is, for example, a configuration in which a single refractive index distribution type lens 1b is arranged, and an optical product composed of a single refractive index distribution type lens 1b is expected to have a desired effect. The one-dimensional arrangement is a configuration in which a plurality of refractive index distribution type lenses 1b are arranged in a row in a specific direction. The specific direction is called the main scanning direction, and the direction perpendicular to the main scanning direction and perpendicular to the optical axis is called the sub-scanning direction. The plurality of refractive index distributed lenses 1b are arranged so that their optical axes are substantially parallel to each other. The two-dimensional array is a configuration in which a plurality of lenses are arranged in a direction different from the one-dimensional array. For example, a configuration in which a plurality of refractive index distribution type lenses 1b are arranged in two or more rows along the main scanning direction may correspond to a two-dimensional arrangement. According to the lens array 10b, a wide range of upright equal magnification images can be obtained even if the diameter of each refractive index distributed lens is small.

例えば、屈折率分布型レンズ1bを用いて、図4に示すレンズアレイ10bを提供できる。レンズアレイ10bにおいて、複数の屈折率分布型レンズ1bが、それらの光軸が略平行になるように配列されている。レンズアレイ10bにおいて、複数の屈折率分布型レンズ1bは、2次元の配列をなすように二列に配置されている。レンズアレイ10bにおいて、複数の屈折率分布型レンズ1bは、例えば、一対の繊維強化プラスチック(FRP)基板5の間に配置されている。一対のFRP基板5の間において、複数の屈折率分布型レンズ1b同士の間の空間及びFRP基板5と屈折率分布型レンズ1bとの間の空間には黒色樹脂7が充填されている。これにより、一対のFRP基板5の間において、複数の屈折率分布型レンズ1bが一体化されている。このようなレンズアレイ10bは、例えば、下記のように作製できる。まず、一方のFRP基板5の表面に、複数の屈折率分布型レンズ1bをほぼ平行に配列させ、他方のFRP基板5によってレンズを狭持する。その後、一対のFRP基板5の間の空間に黒色樹脂7を充填し、全体を一体化する。さらに、必要に応じて屈折率分布型レンズ1bの端面が研磨される。 For example, the lens array 10b shown in FIG. 4 can be provided by using the refractive index distribution type lens 1b. In the lens array 10b, a plurality of refractive index distributed lenses 1b are arranged so that their optical axes are substantially parallel to each other. In the lens array 10b, the plurality of refractive index distributed lenses 1b are arranged in two rows so as to form a two-dimensional array. In the lens array 10b, the plurality of refractive index distributed lenses 1b are arranged, for example, between a pair of fiber reinforced plastic (FRP) substrates 5. Among the pair of FRP substrates 5, the space between the plurality of refractive index distributed lenses 1b and the space between the FRP substrate 5 and the refractive index distributed lenses 1b are filled with the black resin 7. As a result, a plurality of refractive index distribution type lenses 1b are integrated between the pair of FRP substrates 5. Such a lens array 10b can be manufactured, for example, as follows. First, a plurality of refractive index distribution type lenses 1b are arranged substantially in parallel on the surface of one FRP substrate 5, and the lenses are sandwiched by the other FRP substrate 5. After that, the space between the pair of FRP substrates 5 is filled with the black resin 7 to integrate the whole. Further, if necessary, the end face of the refractive index distribution type lens 1b is polished.

レンズアレイ10bは、様々な観点から変更可能であり、レンズアレイを構成する各部分の材料には、レンズアレイの作製において公知の材料を用いてもよい。また、複数の屈折率分布型レンズ1bの配列は、二列に限定されない。複数の屈折率分布型レンズ1bは、一列に配列されていてもよいし、三列以上に配列されていてもよい。屈折率分布型レンズ1bを多数列に配列すると、大面積に対応可能なレンズアレイを提供できる。 The lens array 10b can be changed from various viewpoints, and a material known in the production of the lens array may be used as the material of each part constituting the lens array. Further, the arrangement of the plurality of refractive index distribution type lenses 1b is not limited to two rows. The plurality of refractive index distribution type lenses 1b may be arranged in one row, or may be arranged in three or more rows. By arranging the refractive index distribution type lenses 1b in a large number of rows, it is possible to provide a lens array that can handle a large area.

屈折率分布型レンズ1bは、上記の光学性能を備えるプラスチック製ロッドレンズでありうる。プラスチック製ロッドレンズは、例えば共重合法、ゾル−ゲル法、及び相互拡散法などの方法で作製できる。特に相互拡散法では、中心から外周に向かって屈折率が段階的に小さくなる樹脂を同心円状に積層したうえで、屈折率が連続的になるように層間の物資の相互的な拡散を行う。このような処理を行った後にさらに加熱延伸して棒状のロッドレンズを得る。プラスチック製ロッドレンズは、その材質の特性上、取扱いが簡便で一般的に廉価であり、場合によってはメリットがある。 The refractive index distribution type lens 1b may be a plastic rod lens having the above optical performance. The plastic rod lens can be manufactured by a method such as a copolymerization method, a sol-gel method, or a mutual diffusion method. In particular, in the mutual diffusion method, resins whose refractive index gradually decreases from the center to the outer circumference are laminated concentrically, and then the materials between the layers are mutually diffused so that the refractive index becomes continuous. After performing such a treatment, further heating and stretching is performed to obtain a rod-shaped rod lens. Due to the characteristics of the material of the plastic rod lens, it is easy to handle and generally inexpensive, and in some cases, it has an advantage.

屈折率分布型レンズ1bを備えたレンズアレイは、大きなDOFを有し、場合によっては耐候性に優れ、スキャナ、複写機、ファクシミリ、プリンタ、CIS、及びラインカメラ等の光学機器に幅広く用いることができる。さらには、屈折率分布型レンズ1bを備えたレンズアレイは、特に耐水性(耐湿性)に優れることから、オフィスなどの一般空調だけでなく、高温多湿な状況に晒される工場、保管倉庫又は輸送トラックなどの物流を含めた多様な環境においても、上記の光学機器などに適用可能である。 A lens array provided with a refractive index distribution type lens 1b has a large DOF and, in some cases, has excellent weather resistance, and can be widely used in optical instruments such as scanners, copiers, facsimiles, printers, CIS, and line cameras. it can. Furthermore, since the lens array equipped with the refractive index distribution type lens 1b is particularly excellent in water resistance (moisture resistance), it is not only used for general air conditioning in offices, but also for factories, storage warehouses or transportation exposed to high temperature and humidity conditions. It can be applied to the above-mentioned optical equipment even in various environments including distribution such as trucks.

レンズアレイ10bを用いて、例えば、図5に示すCISスキャナ100を提供できる。CISスキャナ100は、例えば、レンズアレイ10bと、筐体11と、ライン状受光素子12、ライン状照明装置13、原稿台14とを備える。ライン状受光素子12は、レンズアレイ10bの主走査方向に延びている。図5においてX軸に平行な方向が主走査方向であり、Y軸に平行な方向が副走査方向である。ライン状照明装置13は、レンズアレイ10bの主走査方向に延びている。原稿台14はガラス板によって形成されている。原稿台14をなすガラス板は、筐体11の開口を覆うように配置される。レンズアレイ10b、ライン状受光素子12、及びライン状照明装置13は、筐体11の内部に配置されている。ライン状照明装置13から原稿台14の上に置かれた原稿Pへ、線状に照明光が照射される。原稿Pの表面で反射した光が、ライン状受光素子12に入射するようにレンズアレイ10bが配置されている。レンズアレイ10b及びライン状受光素子12を含むスキャナ機構を副走査方向に走査すること又は原稿台14の上に置かれた原稿Pを副走査方向に搬送することによって、原稿Pに関する二次元の画像データを得ることができる。 Using the lens array 10b, for example, the CIS scanner 100 shown in FIG. 5 can be provided. The CIS scanner 100 includes, for example, a lens array 10b, a housing 11, a line-shaped light receiving element 12, a line-shaped lighting device 13, and a document base 14. The line-shaped light receiving element 12 extends in the main scanning direction of the lens array 10b. In FIG. 5, the direction parallel to the X-axis is the main scanning direction, and the direction parallel to the Y-axis is the sub-scanning direction. The line-shaped illumination device 13 extends in the main scanning direction of the lens array 10b. The platen 14 is formed of a glass plate. The glass plate forming the platen 14 is arranged so as to cover the opening of the housing 11. The lens array 10b, the line-shaped light receiving element 12, and the line-shaped lighting device 13 are arranged inside the housing 11. Illumination light is linearly irradiated from the line-shaped illumination device 13 to the document P placed on the platen 14. The lens array 10b is arranged so that the light reflected on the surface of the document P is incident on the line-shaped light receiving element 12. A two-dimensional image of the document P by scanning the scanner mechanism including the lens array 10b and the line-shaped light receiving element 12 in the sub-scanning direction or by transporting the document P placed on the platen 14 in the sub-scanning direction. You can get the data.

レンズアレイ10bは、大きなDOFを有する屈折率分布型レンズ1bを備えているので、例えば、皺又は見開きの部分などにより、原稿Pの一部が浮いた部分においても、読み取られた画像の品質が良好になりやすい。 Since the lens array 10b includes a refractive index distribution type lens 1b having a large DOF, the quality of the read image can be improved even in a portion where a part of the document P is floated due to, for example, a wrinkle or a spread portion. It tends to be good.

レンズアレイ10bを用いて、例えば、図6に示すスキャナ300を提供できる。スキャナ300は、筐体31と、ライン状受光素子32と、ライン状照明装置33と、第一スペーサ34aと、第二スペーサ34bと、基板35とを備えている。スキャナ300では、ライン状照明装置33が筐体31の外部に配置されている。例えば、スキャナ300において、読取を予定する原稿Pの部分とライン状受光素子32との光学的配置を適切に調整するために、レンズアレイ10bは、第一スペーサ34a及び第二スペーサ34bによって筐体31に対し位置決めされて固定されている。スキャナ300は、被検体の外観を検査する装置に適用されてもよく、原稿Pの代わりに被検体(検査対象物)からの画像を得るために使用されてもよい。この場合、ライン状照明装置33から出射された光線が被検体に照射され、被検体の表面で反射した光はレンズアレイ10bの結像作用によって、ライン状受光素子32に結像される。ライン状受光素子32は、被検体の表面の1次元の画像情報を逐次電気信号に変換し、出力できる。 Using the lens array 10b, for example, the scanner 300 shown in FIG. 6 can be provided. The scanner 300 includes a housing 31, a line-shaped light receiving element 32, a line-shaped lighting device 33, a first spacer 34a, a second spacer 34b, and a substrate 35. In the scanner 300, the line-shaped lighting device 33 is arranged outside the housing 31. For example, in the scanner 300, in order to appropriately adjust the optical arrangement of the portion of the document P to be read and the line-shaped light receiving element 32, the lens array 10b is housing with the first spacer 34a and the second spacer 34b. It is positioned and fixed with respect to 31. The scanner 300 may be applied to an apparatus for inspecting the appearance of a subject, or may be used to obtain an image from a subject (inspection object) instead of the manuscript P. In this case, the light beam emitted from the line-shaped illumination device 33 irradiates the subject, and the light reflected on the surface of the subject is imaged on the line-shaped light receiving element 32 by the imaging action of the lens array 10b. The line-shaped light receiving element 32 can sequentially convert one-dimensional image information on the surface of the subject into an electric signal and output it.

レンズアレイ10bを用いて、例えば、図7に示すプリンタ500を提供できる。プリンタ500は、書込ヘッド51と、感光ドラム52と、帯電器53、現像器54と、転写器55と、定着器56と、消去ランプ57と、清掃器58と、給紙カセット59とを備えている。レンズアレイ10bは、書込ヘッド51の内部に配置されている。プリンタ500は、電子写真方式のプリンタである。書込ヘッド51は、レンズアレイ10bと、発光素子アレイ(図示省略)とを備えている。レンズアレイ10bは、発光素子アレイから発せられた光を、感光ドラム52上に露光させる結像光学系を構成している。詳細には、レンズアレイ10bは、その焦点が感光ドラム52の表面に位置しており、正立等倍光学系を構成している。感光ドラム52の表面には、アモルファスSiなどの光導電性を有する材料(感光体)からなる感光層が形成されている。最初に、回転している感光ドラム52の表面が帯電器53によって均一に帯電する。次に、書込ヘッド51によって、形成する画像に対応するドットイメージの光が感光ドラム52の感光層に照射され、感光層において光が照射された領域の帯電が中和され、感光層に潜像が形成される。次に、現像器54によって感光層にトナーを付着させると、トナーは感光層の帯電状態に従って、感光層における潜像が形成された部分に付着する。次に、付着したトナーを、転写器55によって、カセットから送られてきた用紙に転写し、その後、定着器56によって用紙を加熱すると、トナーが用紙に定着して画像が形成される。一方、転写の終了した感光ドラム52の帯電は消去ランプ57によって全領域にわたって中和され、その後、清掃器58によって感光層上に残ったトナーが除去される。 Using the lens array 10b, for example, the printer 500 shown in FIG. 7 can be provided. The printer 500 includes a writing head 51, a photosensitive drum 52, a charger 53, a developing device 54, a transfer device 55, a fixing device 56, an erasing lamp 57, a cleaning device 58, and a paper feed cassette 59. I have. The lens array 10b is arranged inside the writing head 51. The printer 500 is an electrophotographic printer. The writing head 51 includes a lens array 10b and a light emitting element array (not shown). The lens array 10b constitutes an imaging optical system that exposes the light emitted from the light emitting element array onto the photosensitive drum 52. Specifically, the focal point of the lens array 10b is located on the surface of the photosensitive drum 52, which constitutes an upright 1x optical system. A photosensitive layer made of a photoconducting material (photoreceptor) such as amorphous Si is formed on the surface of the photosensitive drum 52. First, the surface of the rotating photosensitive drum 52 is uniformly charged by the charger 53. Next, the writing head 51 irradiates the photosensitive layer of the photosensitive drum 52 with the light of the dot image corresponding to the image to be formed, neutralizes the charge in the light-irradiated region in the photosensitive layer, and lurks in the photosensitive layer. An image is formed. Next, when the toner is attached to the photosensitive layer by the developing device 54, the toner adheres to the portion of the photosensitive layer where the latent image is formed according to the charged state of the photosensitive layer. Next, the adhered toner is transferred to the paper sent from the cassette by the transfer device 55, and then the paper is heated by the fixing device 56, so that the toner is fixed to the paper and an image is formed. On the other hand, the charge of the photosensitive drum 52 for which the transfer has been completed is neutralized over the entire region by the erasing lamp 57, and then the toner remaining on the photosensitive layer is removed by the cleaner 58.

レンズアレイ10bを用いて、例えば、図8に示す検査装置700を提供できる。検査装置700は、CISスキャナ71と、ライン状状照明装置72と、制御器73と、出力装置74と、搬送装置75と、搬送制御装置76とを備えている。CISスキャナ71の内部にはレンズアレイ10bが配置されている。搬送装置75は、例えばベルトコンベヤーである。搬送装置75は、プリント基板、テキスタイル、及び紙等の被検体Tを搬送する。搬送制御装置76は、搬送装置75を制御するためのデジタルコンピュータであり、搬送装置75の搬送速度を調整するための制御信号を搬送装置75に向かって出力する。CISスキャナ71及びライン状照明装置72は、例えば、搬送装置75の上方に配置されており、被検体Tは、搬送装置75によってCISスキャナ71の真下を通過する。CISスキャナ71及びライン状照明装置72は、被検体Tの明瞭な画像データが得られるように配置されている。制御器73は、被検体Tの画像データを形成するためのデジタルコンピュータである。被検体TがCISスキャナ71の真下を通過するときに、制御器73は、CISスキャナ71から1次元の画像情報を連続的に取得する。加えて、制御器73は、搬送制御装置76から被検体Tの搬送位置情報を取得する。制御器73は、CISスキャナ71から取得した1次元の画像情報と、搬送制御装置76から取得した搬送位置情報とに基づいて計算処理を行い、2次元の画像情報を形成する。形成された2次元の画像情報は、制御器73に予め記憶された、異物、ワレ、ピンホール等の欠陥を特徴づける情報と比較される。これにより、制御器73は、被検体Tにおける欠陥の有無、欠陥の数、及び欠陥の位置を特定する。制御器73は、この比較結果に基づいて、被検体Tの良否を判断してもよい。出力装置74は、例えばモニターであり、制御器73によって形成された2次元の画像情報を表示する。 Using the lens array 10b, for example, the inspection device 700 shown in FIG. 8 can be provided. The inspection device 700 includes a CIS scanner 71, a line-shaped lighting device 72, a controller 73, an output device 74, a transfer device 75, and a transfer control device 76. A lens array 10b is arranged inside the CIS scanner 71. The transport device 75 is, for example, a belt conveyor. The transport device 75 transports a subject T such as a printed circuit board, textile, and paper. The transfer control device 76 is a digital computer for controlling the transfer device 75, and outputs a control signal for adjusting the transfer speed of the transfer device 75 toward the transfer device 75. The CIS scanner 71 and the line-shaped lighting device 72 are arranged above the transport device 75, for example, and the subject T passes directly under the CIS scanner 71 by the transport device 75. The CIS scanner 71 and the line-shaped illumination device 72 are arranged so that clear image data of the subject T can be obtained. The controller 73 is a digital computer for forming image data of the subject T. When the subject T passes directly under the CIS scanner 71, the controller 73 continuously acquires one-dimensional image information from the CIS scanner 71. In addition, the controller 73 acquires the transport position information of the subject T from the transport control device 76. The controller 73 performs a calculation process based on the one-dimensional image information acquired from the CIS scanner 71 and the transfer position information acquired from the transfer control device 76 to form two-dimensional image information. The formed two-dimensional image information is compared with the information characterizing defects such as foreign matter, cracks, and pinholes stored in advance in the controller 73. As a result, the controller 73 identifies the presence / absence of defects, the number of defects, and the position of defects in the subject T. The controller 73 may determine the quality of the subject T based on the comparison result. The output device 74 is, for example, a monitor and displays two-dimensional image information formed by the controller 73.

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The present invention is not limited to the following examples.

(ガラス組成物の調製及び屈折率分布型レンズの作製)
表1に示す組成となるようにガラス原料を混合し、混合物を熔融して、実施例1〜4、比較例1〜3、及び参考例1に係る熔融ガラス(ガラス組成物)を得た。表1における数値はモル%を示す。各ガラス組成物における所定の成分のモル%基準の含有率の関係を表2に示す。各熔融ガラスを紡糸してファイバー状に成形し、得られたガラスファイバーを所定の長さで切断し、切断面を研磨した。これにより、各実施例、各比較例、及び参考例1に係るガラス素線を得た。各ガラス素線の直径(線径)は、560μmであった。次に、各ガラス素線を構成するガラス組成物のガラス転移温度付近に加熱した硝酸ナトリウム溶融塩に各ガラス素線を浸漬し、イオン交換処理を行った。これにより、各ガラス素線に屈折率分布を形成した。その後、イオン交換処理後のガラス素線を1周期長に切断し、切断した端面を研磨して、各実施例、各比較例、及び参考例1に係る屈折率分布型レンズを得た。
(Preparation of glass composition and fabrication of refractive index distributed lens)
The glass raw materials were mixed so as to have the compositions shown in Table 1, and the mixture was melted to obtain molten glass (glass composition) according to Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 3, and Reference Example 1. The numerical values in Table 1 indicate mol%. Table 2 shows the relationship between the content of a predetermined component in each glass composition based on the mol%. Each molten glass was spun and formed into a fiber shape, the obtained glass fiber was cut to a predetermined length, and the cut surface was polished. As a result, the glass strands according to each Example, each Comparative Example, and Reference Example 1 were obtained. The diameter (wire diameter) of each glass wire was 560 μm. Next, each glass wire was immersed in a molten sodium nitrate heated near the glass transition temperature of the glass composition constituting each glass wire, and ion exchange treatment was performed. As a result, a refractive index distribution was formed on each glass wire. Then, the glass wire after the ion exchange treatment was cut to a length of one cycle, and the cut end face was polished to obtain a refractive index distribution type lens according to each Example, each Comparative Example, and Reference Example 1.

(特性評価)
上記のように作製した屈折率分布型レンズを適当な長さに切断して得られたサンプルの切断面を鏡面研磨した。次に、このサンプルの一方の端面に格子状のパターンが記載されたシートを接触させ、サンプルの他方の端面からそのパターンの正立像を観察して、各屈折率分布型レンズの周期長Pを決定した。次に、√A=2π/Pの関係に基づいて、各屈折率分布型レンズの屈折率分布係数√Aを決定した。次に、屈折率分布係数√A、屈折率分布型レンズの半径r0、及びイオン交換処理前のガラス素線の屈折率Ncの値と、下記の式(1)に示す関係に基づいて、各屈折率分布型レンズの開口角θを決定した。結果を表3に示す。なお、屈折率Ncは、1.60であり、各屈折率分布型レンズの光軸における屈折率とみなすことができた。
θ=sin-1{√A・Nc・r0} 式(1)
(Characteristic evaluation)
The cut surface of the sample obtained by cutting the refractive index distribution type lens produced as described above to an appropriate length was mirror-polished. Next, a sheet on which a grid pattern is described is brought into contact with one end face of this sample, an erect image of the pattern is observed from the other end face of the sample, and the period length P of each refractive index distribution type lens is determined. Decided. Next, the refractive index distribution coefficient √A of each refractive index distribution type lens was determined based on the relationship of √A = 2π / P. Next, based on the relationship between the refractive index distribution coefficient √A, the radius r 0 of the refractive index distribution type lens, and the refractive index Nc of the glass wire before the ion exchange treatment, and the relationship shown in the following equation (1). The aperture angle θ of each refractive index distribution type lens was determined. The results are shown in Table 3. The refractive index Nc was 1.60, which could be regarded as the refractive index in the optical axis of each refractive index distribution type lens.
θ = sin -1 {√A ・ Nc ・ r 0 } Equation (1)

屈折率Ncは、各実施例、各比較例、及び参考例1に係るガラス組成物の屈折率を評価することで求めた。ガラス組成物からなる母材ガラスを切り出して15mm平方の断面積を有する直方体状の試料を作製し、JIS B 7071-2:2018に記載のVブロック法に従って屈折率Ncを評価した。本方法ではVブロックプリズムに試料を載せ、分光された光線を通した際に試料で曲げられた光線の偏角を測定する。本方法は、この偏角の値と既知のVブロックプリズムの屈折率から、相対的に試料の屈折率を計算する方法である。評価には島津製作所製のKPR-3000を用いた。 The refractive index Nc was determined by evaluating the refractive index of the glass composition according to each Example, each Comparative Example, and Reference Example 1. A rectangular parallelepiped sample having a cross-sectional area of 15 mm square was prepared by cutting out a base glass made of a glass composition, and the refractive index Nc was evaluated according to the V block method described in JIS B 7071-2: 2018. In this method, a sample is placed on a V-block prism, and the declination of the light rays bent by the sample when passed through the dispersed light rays is measured. This method is a method of relatively calculating the refractive index of a sample from the value of this declination and the refractive index of a known V-block prism. KPR-3000 manufactured by Shimadzu Corporation was used for the evaluation.

(耐水性評価)
JOGIS 06-2009に準拠して各ガラス組成物の耐水性を評価した。各ガラス組成物から作製した試料を沸騰水中に1時間置いて減量率を測定し、減量率に応じて各ガラス組成物の耐水性を評価した。JOGIS 06-2009における耐水性は、1級から6級に区分されており、耐水性が1級であるガラスは、耐候性、特に水分に対して優れた耐久性を持つといえる。
(Water resistance evaluation)
The water resistance of each glass composition was evaluated according to JOBIS 06-2009. A sample prepared from each glass composition was placed in boiling water for 1 hour to measure the weight loss rate, and the water resistance of each glass composition was evaluated according to the weight loss rate. The water resistance of JOBIS 06-2009 is classified into grades 1 to 6, and it can be said that glass having a water resistance of grade 1 has weather resistance, particularly excellent durability against moisture.

(DOFの測定)
各屈折率分布型レンズに対し、その側面にノイズ光の除去を目的に所定の処理(凹凸形成処理)を施した。その後、複数の各屈折率分布型レンズを2次元に配列して、図4に示すような複数の屈折率分布型レンズが2列に配列されたレンズアレイを作製した。このようにして、各実施例、各比較例、及び参考例1に係るレンズアレイを得た。1mmの間隔に6組の黒白のラインペアを有するラインパターンを準備した。すなわち、このラインパターンは、6本/mmの空間周波数を有していた。ハロゲンランプからの出射光をカラーフィルター(透過中心波長:530nm、半値全幅15nm)を通過させてラインパターンに照射した。図1に示すように、MTFの値が最大となる位置に、ラインパターン、各レンズアレイ、及び受光素子を配置した。このときの、レンズアレイと受光素子との間の距離をレンズ−結像位置間距離Loと決定した。結果を表3に示す。その後、ラインパターンを光軸方向に移動させながら、各位置でMTFの値を求め、ΔLとMTFの値との関係からMTFの値が30%以上となる作動距離の範囲を特定した。そのうえで、作動距離の最大値から最小値を差し引いて、各屈折率分布型レンズの被写界深度(DOF)を決定した。結果を表3に示す。また、図9に、実施例2、比較例3、及び参考例1に係るレンズアレイにおける、MTFの値とΔLとの関係を示す。
(Measurement of DOF)
Each refractive index distributed lens was subjected to a predetermined treatment (concavo-convex formation treatment) on its side surface for the purpose of removing noise light. After that, a plurality of each refractive index distribution type lens was arranged two-dimensionally to prepare a lens array in which a plurality of refractive index distribution type lenses as shown in FIG. 4 were arranged in two rows. In this way, the lens arrays according to each Example, each Comparative Example, and Reference Example 1 were obtained. A line pattern having 6 pairs of black and white lines at 1 mm intervals was prepared. That is, this line pattern had a spatial frequency of 6 lines / mm. The light emitted from the halogen lamp was passed through a color filter (transmission center wavelength: 530 nm, full width at half maximum 15 nm) to irradiate the line pattern. As shown in FIG. 1, the line pattern, each lens array, and the light receiving element were arranged at the position where the MTF value became maximum. Was determined imaging position distance L o - in this case, the distance between the lens array and the light receiving element lens. The results are shown in Table 3. Then, while moving the line pattern in the optical axis direction, the MTF value was obtained at each position, and the range of the working distance at which the MTF value was 30% or more was specified from the relationship between ΔL and the MTF value. Then, the depth of field (DOF) of each refractive index distributed lens was determined by subtracting the minimum value from the maximum value of the working distance. The results are shown in Table 3. Further, FIG. 9 shows the relationship between the MTF value and ΔL in the lens array according to Example 2, Comparative Example 3, and Reference Example 1.

表1に示す通り、各実施例に係る屈折率分布型レンズを備えたレンズアレイにおけるDOFは、1.5〜3.0mmの範囲にあり、各実施例に係る屈折率分布型レンズが所望のDOFを有することが示唆された。加えて、各実施例に係るガラス組成物の耐水性は1級であった。一方、各比較例に係る屈折率分布型レンズを備えたレンズアレイにおけるDOFは小さかった。参照例1に係る屈折率分布型レンズを備えたレンズアレイにおけるDOFは2.4mmであった。しかし、参照例1に係るガラス組成物の耐水性は4級であり、参照例1に係るガラス組成物は各実施例に係るガラス組成物と比べると耐水性の点で劣っていることが示唆された。 As shown in Table 1, the DOF in the lens array provided with the refractive index distribution type lens according to each embodiment is in the range of 1.5 to 3.0 mm, and the refractive index distribution type lens according to each embodiment is desired. It was suggested to have a DOF. In addition, the water resistance of the glass composition according to each example was first grade. On the other hand, the DOF in the lens array provided with the refractive index distribution type lens according to each comparative example was small. The DOF in the lens array provided with the refractive index distribution type lens according to Reference Example 1 was 2.4 mm. However, the water resistance of the glass composition according to Reference Example 1 is grade 4, suggesting that the glass composition according to Reference Example 1 is inferior in water resistance to the glass composition according to each example. Was done.

Figure 0006875431
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Figure 0006875431
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1a ガラス素線
1b 屈折率分布型レンズ
2 受光素子
3 ラインパターン
10a、10b レンズアレイ
100 CISスキャナ
300 スキャナ
500 プリンタ
700 検査装置
1a Glass wire 1b Refractive coefficient distribution type lens 2 Light receiving element 3 Line pattern 10a, 10b Lens array 100 CIS scanner 300 Scanner 500 Printer 700 Inspection device

Claims (7)

1.5〜3.0mmの被写界深度を有する屈折率分布型レンズであって、
前記被写界深度は、当該屈折率分布型レンズと結像位置との距離を一定に保った状態で作動距離の最大値から最小値を差し引いて決定され、
前記作動距離において、6本/mmの空間周波数における変調伝達関数(MTF)の値が30%以上であり、かつ、前記変調伝達関数の最大値は73.1〜76.7%であり、
当該屈折率分布型レンズの半径rにおける屈折率n(r)及び当該屈折率分布型レンズの中心における屈折率n0は、近軸領域でn(r)=n0×[1−(A/2)×r2]の関係を満たし、
前記関係におけるAの平方根である屈折率分布定数は、0.130〜0.230mm-1であり、
正立像の結像距離が47〜80mmであり、
中心部が以下の組成を有する、屈折率分布型レンズ。
モル%で示して、
40%≦SiO 2 ≦65%
1%≦TiO 2 ≦10%
0.1%≦MgO≦22%
0.15%≦ZnO≦15%
0.5%≦Li 2 O<4%
2%≦Na 2 O≦20%
0%≦B 2 3 ≦20%
0%≦Al 2 3 ≦10%
0%≦K 2 O≦3%
0%≦Cs 2 O≦3%
0%≦Y 2 3 ≦5%
0%≦ZrO 2 ≦2%
0%≦Nb 2 5 ≦5%
0%≦In 2 3 ≦5%
0%≦La 2 3 ≦5%
0%≦Ta 2 5 ≦5%、を含み、
CaO、SrO、及びBaOからなる群より選ばれる少なくとも2つを、それぞれ0.1モル%以上15モル%以下含み、
モル%で表示して、
2%≦MgO+ZnO、
0.07≦ZnO/(MgO+ZnO)≦0.93、
2.5%≦Li 2 O+Na 2 O<24%、及び
0%≦Y 2 3 +ZrO 2 +Nb 2 5 +In 2 3 +La 2 3 +Ta 2 5 ≦11%を満たす。
A refractive index distributed lens having a depth of field of 1.5 to 3.0 mm.
The depth of field is determined by subtracting the minimum value from the maximum value of the working distance while keeping the distance between the refractive index distribution type lens and the imaging position constant.
At the working distance, the value of the modulation transfer function (MTF) at a spatial frequency of 6 lines / mm is 30% or more, and the maximum value of the modulation transfer function is 73.1 to 76.7%.
The refractive index n (r) at the radius r of the refractive index distribution type lens and the refractive index n 0 at the center of the refractive index distribution type lens are n (r) = n 0 × [1- (A /) in the near axis region. 2) Satisfy the relationship of × r 2]
The refractive index distribution constant, which is the square root of A in the above relationship, is 0.130 to 0.230 mm -1 .
Imaging distance erect is Ri 47~80mm der,
A refractive index distribution type lens having the following composition in the center.
Shown in mol%,
40% ≤ SiO 2 ≤ 65%
1% ≤ TiO 2 ≤ 10%
0.1% ≤ MgO ≤ 22%
0.15% ≤ ZnO ≤ 15%
0.5% ≤ Li 2 O <4%
2% ≤ Na 2 O ≤ 20%
0% ≤ B 2 O 3 ≤ 20%
0% ≤ Al 2 O 3 ≤ 10%
0% ≤ K 2 O ≤ 3%
0% ≤ Cs 2 O ≤ 3%
0% ≤ Y 2 O 3 ≤ 5%
0% ≤ ZrO 2 ≤ 2%
0% ≤ Nb 2 O 5 ≤ 5%
0% ≤ In 2 O 3 ≤ 5%
0% ≤ La 2 O 3 ≤ 5%
Including 0% ≤ Ta 2 O 5 ≤ 5%,
At least two selected from the group consisting of CaO, SrO, and BaO are contained in an amount of 0.1 mol% or more and 15 mol% or less, respectively.
Display in mol%,
2% ≤ MgO + ZnO,
0.07 ≤ ZnO / (MgO + ZnO) ≤ 0.93,
2.5% ≤ Li 2 O + Na 2 O <24%, and
Satisfy 0% ≤ Y 2 O 3 + ZrO 2 + Nb 2 O 5 + In 2 O 3 + La 2 O 3 + Ta 2 O 5 ≤ 11%.
前記被写界深度は、1.8〜2.8mmである、請求項1に記載の屈折率分布型レンズ。 The refractive index distribution type lens according to claim 1, wherein the depth of field is 1.8 to 2.8 mm. 前記屈折率分布定数は、0.140〜0.210mm-1である、請求項1又は2に記載の屈折率分布型レンズ。 The refractive index distribution type lens according to claim 1 or 2, wherein the refractive index distribution constant is 0.140 to 0.210 mm -1. 3〜6°の開口角を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の屈折率分布型レンズ。 The refractive index distribution type lens according to any one of claims 1 to 3, which has an aperture angle of 3 to 6 °. 前記開口角は、3.5〜5.5°である、請求項4に記載の屈折率分布型レンズ。 The refractive index distribution type lens according to claim 4, wherein the aperture angle is 3.5 to 5.5 °. 請求項1〜のいずれか1項に記載の屈折率分布型レンズを備えた、光学製品。 An optical product comprising the refractive index distribution type lens according to any one of claims 1 to 5. 請求項に記載の光学製品を備えた、光学機器。 An optical device comprising the optical product according to claim 6.
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