JPS6236037A

JPS6236037A - 光学素子の製造方法

Info

Publication number: JPS6236037A
Application number: JP60174286A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sugata; 裕之菅田; Kohei Nakada; 耕平中田; Nobutoshi Mizusawa; 水澤　伸俊; Satoshi Yuasa; 聡湯浅; Masahiro Haruta; 春田　昌宏
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-08-09
Filing date: 1985-08-09
Publication date: 1987-02-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、内部に屈折率分布を有する光学素子を高品質
且つ安価に製造する方法に関する。

（従来の技術）従来、屈折率分布を有する光学素子の製造方法としては
、主として次のものがある。

（１）ガラス中のイオンを別のイオンで変換するイオン
交換法（２）ガラスの気相合成法（発明が解決しようとしている問題点）上記のイオン交
換法は、ガラス自身が変形しない温度条件でイオン交換
を行わなければならないという木質的な制約がある。す
なわち、実用的な時間内でイオン交換を行うためには、
拡散速度の＋　　　　　　　十　　　　　　　÷ 速い１価の陽イオン、例えばＴ１．Ｃｓ、Ｒｈ等しか拡
散種として用いることができない、特に大きな屈折率分
布を得ようとする場合にはＴｕ＋イオンを用いる必要が
あるが、この場合には屈折率の波長分散が大きくなるこ
とが避けられない、また上記のような拡散速度の大きな
１価の陽イオンを用いたとしても、直径２０層１以上の
太いロッドレンズをイオン交換を応用した方法で作ると
すれば所要時間が長くなり工業的には実施不可能である
。

また、気相合成法としては、Ｖ　Ａ　Ｄ　（Ｖａｐｏｕ
ｒＡｘｉｓ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法や、ＣＶ　Ｄ　
（Ｃｈｅ＋５ｉｃａｌ　Ｖａ−ｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ　）法などがある。しかし、これらの方法は、
生産性が低く、大きな光学素子は簡単には得られない。

また、最近屈折率の異なるガラス材料粒子の混合物を容
器に入れておき、該容器に作用力を用いて材料別の濃度
分１【ｉを作り出す方法が提案されているが、この方法
は使用する材料の粒径などによって、濃度分布が決定さ
れ、使用する原料のガラス材料が限定され、粒径の選択
も難しい。

従って、本発明の目的は使用する材料に特に制限がなく
、任意の屈折率分布を有する任意のサイズの光学素子を
高品位且つ安価に提供することである。

本発明者は、上述の如き従来技術の問題点を解決して本
発明の目的を達成すべく鋭意研究の結果、２種以上の無
機粒子分散液を用意し、これらを混合比を変化させつつ
混合、供給および成形して光学素子を製造することによ
って、上記の従来技術の問題点が解決されることを知見
して本発明を完成した。

（発明の開示）すなわち、本発明は、２種以上の無機粒子をそれぞれ含
有する分散液を使用し、その混合比を変化させた混合分
散液を、成形器に供給して、軸方向に混合比変化を有す
る成形物とし、必要に応じて固化および透明化すること
を特徴とする光学素子の製造方法である。

次に本発明の原理を、本発明の好ましい一実施態様を図
解的に説明する添付図面を参照して更に詳しく説明する
。

第１図は、２種の無機粒子をそれぞれ含有する分散液を
、混合比を変化させつつ混合し、且つ成形器に供給する
ための好ましい１例の方法を示すものであり、図中の１
は、容器４中に存在するある特定の無機粒子を表わし、
２は容器５中に存在し、上記無機粒子ｌとは異なる他の
無機粒子を表わし、３．３′は撹拌手段を表わしている
。

容器４中の撹拌手段３は、無機粒子ｌの均一分散性を確
保するために設置したものであるが、その分散状態が安
定であれば必要ではない。

また、６は無機粒子ｌを含む分散液１′を容器５中に供
給するための手段であり、７は混合された分散液を第２
図に例示する成形器１０に供給するだめの供給路であり
、８は供給路７の開閉および混合分散液の供給速度を調
整する手段例えばコックであり、９は混合分散液を成形
器ｌＯに供給するための手段である。

説明の都合上、最も理解し易い例として、互いに異なる
無機粒子１および２を任意の液媒体中に分散・させた分
散液１′および２′（勿論、本発明はこれらの分散液に
限定されるものではない。）とし、また最も簡単な供給
方法として巾に重力を使用するサイホン方式（勿論、本
発明はこれらの方法に限定されるものではない、）を採
用し、更に容器４および５が同−容量且つ同形状（勿論
、本発明はこれらの条件に限定されるものではない、）
である例により説明する。

供給路６および７中に分散液１′および２′を満たし、
内部の空気を無くした状態で、コック８を適当な流速に
なるように開く。

供給路７の先端にノズル等を用いた噴出装置９を設けて
おき、流出する混合分散液を霧状に噴出する。最初に分
散液２′が噴出するに従って流出した量に相当する量の
分散液１′が供給路６を通って容器５中に流入し、撹拌
手段３′によって容器５中で分散液１′と分散液２′と
が均一に混合される。このようにすると混合分散液の累
積流出量が多くなるに従い、例えば第３図に示す如く容
器５中における無機粒子ｌの混合比率は、実線ａで示す
如くに上昇する。一方、無機粒子２の混合比率は、破線
すで示す如くに低下する。尚、第３図の横軸は混合物の
累積放出量を、縦軸は粒子混合物中の成分の存在比を示
す。

噴出装置９から書状に噴出された混合分散液は、第２図
に示すように例えば円筒形の成形器１０の中のフィルタ
ー１３上に堆積する０分散媒体である液体１６はフィル
ター１３を通過し、排気室１４にあるタンク１５にたま
る。フィルター１３上に残った混合粒子は堆積層すなわ
ち成形物１２を形成する。続いて噴出装置９より噴出し
た混合分散液は堆積層１２の上に落ち、まず混合分散液
層１１を形成するが、この層は形成されないかあるいは
できるだけ薄い層となるように混合分散液の供給量およ
び濾過速度を調整するのが好ましい。

こうしてできた成形物１２は、軸方向（すなわち、光学
素子の光軸方向）において底面から上面に向けて無機粒
子１の混合比が上昇している成形物１２どなる。この成
形物１２巾の無機粒子ｌと無機粒子２の存在比は、第４
図に示す如くに変化している。第４図において縦軸はフ
ィルター１３からの距離を表わし、横軸は無機粒子ｌと
無機粒子２の存在比を示しており、破線Ｃは無機粒子２
の存在比を、実線ｄは無機粒子１の存在比を示している
。

上記の如き方法においては、いずれかあるいはすべての
分散液中に１例えば、各種ポリマー等の有８バインダー
、コロイダルシリカ等の無４１１／＜イングー、金属塩
等を溶解しておいたり、あるいは成形中または成形後に
これらのバインダー等を用いて成形物の強度を向上させ
ることができる。これらのバインダーは、無機粒子の種
類によって不要である場合もある。また使用したバイン
ダーが有機物であるときは、後に必要に応じて行う透明
化処理等によって揮発あるいは燃焼等によって除去する
のが好ましい。

尚、フィルター１３の下部から排気口１７を通じて吸引
排気する場合には、成形器の内外の圧力差は大きいので
、フィルター１３は剛性の高いステンレス焼結体のよう
なものを使用するか、あるいは剛性の高い支持体により
支持するのが好ましい。

以上の如き原理によって、使用する無機粒子ｌと無機粒
子２とは、その種類を問わず、極めて容易に成分量が任
意に変化した成形物となる。このように成形された成形
物は、場合によってはそのまま使用し得るが、多くの場
合には常法に従い、更に固化および透明化処理を施すこ
とによって、軸方向に屈折率分布を有する光学素子とな
る。

以上が本発明の原理であるが、本発明においては上記の
原理において使用する無機粒子は２種以上であり、且つ
最終的に固化でき、場合によって透明化し得る種類の異
なる無機粒子であればいずれも使用できる。このような
異なる無機粒子は、最初からあるいは最終的には互いに
異なる屈折率を与える無゛機粒子であるのが好ましい。

本発明において有用な典型的な例としては、ガラス質を
形成し得る各種金属酸化物、例えば、Ｓ　ｉ０２　、Ｔ
ｉＯ２，５ｎ０２　、ＺｒＯ２。

Ｂ２０３　、Ａｓ２０３　、Ｓｂ２０３　、Ｖ２０５、
Ｐ２０３　、［０３、ＭｏＯ３、Ａ見２０３、Ｆｅ２０
３．Ｃｒ２Ｏ３，Ｍｎ２Ｏ３，に２０、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ
２０．Ｃｕ２０、Ｃｓ２Ｏ、Ｔ１２０、ＰｂＯ１Ｃａｂ
、ＭｇＯ，ＢａＯ１ＺｎＯ，Ｆｅｄ、Ｍｎ０１ＣｄＯ，
ＣｕＯ１Ｃｏｏ、Ｎｉ０１ＳｒＯ等あるいはこれらの金
属酸化物を生じ得る金属塩、または、ＬｉＰＯ３゜ＡＬ
　（ＰＯ３）３　、ＡｇＰＯ３等の如きリン酢塩、Ｍｇ
　（ＮＯ３）２　、Ｌ　ｉ　ＮＯ３、ＮａＮＯ３。

Ｃａ　（ＮＯ３）２、ＣｓＮＯ３、Ｃｄ（Ｎ０３）２等
の如き硝酸塩、Ｎａ２　Ｂ４０７等の如きホウ酸塩、Ｎ
ａ２　ＣＯ３，１１ａＣＯ３、ＣａＣＯ３等の如き炭酸
塩、ＢｅＦ、ＡｌＦ２　、ＣａＦ２゜ＢａＦ２　、Ｐｂ
Ｆ２、ＮａＦ等の如きハロゲン化物、その他の無機塩の
如きそのままガラス用原料として使用し得る無機塩等が
挙げられる。このような各種のガラス原料は、各種ミル
により微細に磨砕したものを使用するのが好ましい。

また、本発明において使用する好ましい無機粒子は、ガ
ラスの粒子である。前記の如き種々の金属酸化物を組合
せて溶融し、過冷却液体を形成してガラス体とすること
は周知であり、また無機粒子の組合せによって種々の屈
折率を有するガラスが得られることも良く知られている
。

本発明はこれら周知の種々のガラスを粒子化し、それら
の互いに屈折率の異なる粒子として少なくとも２種以上
使用する。これらのガラス粒子は当然の事ながら既にガ
ラス化されているので、前記原理によって成形物とした
後の固化および透明化を、前記の金属酸化物を用いた例
に比してより低温且つ短時間で実現することができる。

更に、前記の如きガラス形成性金属酸化物や金属塩と上
記の如きガラス粒子を混合して使用することもでき、こ
れらの混合物を使用することによって得られる光学素子
のノ■１折率とともにガラス自体の性質も自由に変化さ
せることができる。

また、木発１町においては、カルコゲナイドカラスの原
料となる無機物粒子１例えば、硫黄、セレン、テルルま
たはこれらの化合物の如き酸素以外のカルコゲンまたは
カルコゲナイド、ヒ素、ゲルマニウム、鉛、錫、銀、カ
ドミウム等の如き金属等の粒子も使用することができる
。

以上の例は本発明で使用する無機粒子の好ましい例であ
る。このような無機粒子は、分散媒体中の分散液として
使用する。その分散液の濃度は分散液が流動性である濃
度であればよい。また使用する分散液媒体は、特に限定
されないが、プロセス上比較的除去し易い液体（例えば
揮発性液体）が好適である。無機粒子の分散にあたって
は、その分散安定性を良くするために、後で容易に除去
し得る前記の如きバインダー、界面活性剤、分散剤、保
護コロイド等を用いてもよいのは当然である。また無機
粒子の沈降を防止するためにｆｉ＊粒子の比重に近い比
重を有する分散媒体を使用するのも好ましい方法である
。

以上の例は、本発明において特に好ましい例であり、こ
れらの無機粒子に対して副成分として他の任意の無機粒
子も当然使用し得るものである。

例えば、これらの副成分が無機粒子であれば、上記無機
粒子の１種として使用でき、水溶液等の液状であれば、
バインダー等の１種として使用してもよいし、成形後に
成形物に含浸させてもよい如くである。

以上の如き本発明で使用する無機粒子は、いずれの粒径
のものでも、またいずれの形状のものでもよいが、分散
および混合の容易性および得られる成形物の均質性を考
慮すれば、約１〜３００ｇｍ、好ましくは約１〜５７ｚ
ｍ程度の平均粒度を有するものが好適である。

以上の如き本発明で使用する無機粒子は、異なる２種以
上の混合物として使用する必要があり、２種以上であれ
ばその成分数は問わない０例えば、２種の成分を使用し
、前記の原理において説明した如く、副成分とも混合比
を変化させてもよいし、３Ｉ＆分であれば、そのうちｌ
成分は常に一定の混合比で、他の２成分の混合比を変化
させてもよく、また４成分とも混合比を変化させる等い
ずれでもよい。

前記原理においては、使用する無機粒子の好ましい混合
方法の一方法を例示したが、２種以上の無機粒子の混合
比を変化させ得る限りその他の方法も随時利用できるも
のであって、本発明は前記例示の方法に限定されるもの
ではない。

例えば、第１図の方法においては供給路６および７はで
きるだけ容積を小さくした方が好ましく、従って供給路
７の代わりに第５図に示すように容器５の底部に供給路
７を設置するのも有効である。また、第１図の容器４お
よび５は前記の例示において同−容器で且つ同形状とし
たが、いずれか一方の容器の断面積が異るようにすれば
、容器５からの流出量と容器４から容器５への供給量の
関係を変えることができ、このように容器の形状を変え
ることによっても混合比の変化を自由に変えることがで
きる。従って成形物中の材料の混合比および光学素子中
の屈折率分布を自由に変えることができる。また、第６
図に示したように密閉した混合室１８を設け、そこから
混合分散液を流出させる方法でもよい。この場合には、
流出量に相当する量の分散液が容器４および５から供給
される。この過程で供給路６および７に設けたバルブ１
９および／または２０を利用して混合分散液の混合比や
流出量を調節することができる。

尚、混合室１８は目的によって密閉系でなくてもよく、
場合によっては無くてもよい。

第７図に示した例は、ポンプ２１および２２を用いて分
散液の流量を調節し、混合室１８中での混合分散液の混
合比を変化させる方法である。この例でも混合室１８は
場合によって無くてもよいし、また密閉系でなくてもよ
い。

また第８図に示した例のように混合室を設けず、各分散
液の流出口を近づけ、ノズル等の噴出手段９を用いて分
散液を噴出させて混合する方法でもよい、更に第９〜１
０図に示す如く、第１図、第５図、第６図、第７図、第
８図に示す方法を組合せることも可使であり、混合方法
は前記例示の方法に限定されるものではない。

また、以上の如くして得られた混合分散液を成形する方
法として、前記原理の説Ｉ！１部分において第２図に例
示の１例を述べたが、本発明はこのような例示の方法に
限定されるものではなく１例えば例示の成形器ｌＯにお
いて、例示の成形器を回転させることにより噴出する無
機粒子の堆積ムラを無くす効果を出すことができる。こ
の場合、噴出装置９を回転させて同様の効果を出すこと
もできる。また、例示の排気室１４を排気口１７から排
気して減圧すると１分散媒はフィルター１３を迅速に通
過し、分散液層１１を無くすか、または非常に薄くする
ことができる。

第９図に示した例は、噴出装置９を３個設けた例である
。この方法では、ポンプ２３を用いてフィルター１３の
下部を減圧にする。この方法により、大面積の成形物１
２を短時間で作ることができる。尚、前記の如く、供給
路７、噴出装Ｍ９を含む部分を回転させることにより、
成形物１２を円板状にすることもできる。

第１θ図に示した例は、コンプレッサー２４を用いてフ
ィルター１３の上部を高圧にして強制濾過をする方法で
ある。この場合も密閉系を崩さずに成形器１０を回転さ
せれば、大面積で且つ円板上の成形物１２が得られる。

以上の如く軸方向に材料の混合比の分布を有する成形物
を得る方法は多くあり、また第２図、第９図、第１θ図
に示す方法を組合せることも可使である。すなわち、本
発明方法は混合無機粒子を軸方向に連続的に堆積して成
形できる成形方法はいずれも採用し得るものである。

また、成形器を成形中あるいは成形後に適度の温度に加
熱しておくことにより、成形物を鍜焼させたり、バイン
ダー等中の溶媒を除去させたりして成形物の強度を高め
、後の工程を容易にすることもできる。

以上の如くして、２種以上の無機粒子の存在比の変化が
軸方向に層状に存在する成形物が得られるが、該成形物
がそのままで光学素子として使用し得るものは、そのま
ま成形物から取り出して使用する。一方、無機粒子を用
いているので、多くの場合には、成形物の強度を向上さ
せるために、また透明性が不十分であるときは、その透
明性を向上させるために固化および透明化の処理を行う
ことが好ましい０例えば、使用した無機粒子が。

ガラス形成性無機粒子やガラス粒子である場合には、成
形物を例えば５００−１，６００℃程度の適当な温度で
熱処理して無機粒子を焼結させるとともに全体を透明化
させる等の従来公知の固化および透明化処理を施せばよ
い。

以上の如き本発明によれば、従来技術における如き種々
の材料の制限、得られる光学素子のサイズの制限、高価
な設備、長時間を要する欠点、それにも関わらず所望の
屈折率分布を有する目的物が得られない、製品が著しく
高価である等、種々の問題点が容易に解決された。

すなわち、本発明によれば使用する無機粒子は、フィル
ター等により成形できる限り、いずれの無機粒子でもよ
く、更に混合する成分数も何ら制限されることなく、そ
れらの混合成分の混合比が変化（直線状、曲線状、段階
状を問わず）している成形物を提供できることが明らか
である。

従って、このような成形物を必要に応じて固化および透
明化することにより、軸方向に任意の屈折率分布を有す
る光学素子が極めて簡単且つ安価に提供することができ
る。そして、本発明により得られる光学素子は、光フア
イバー用材、ロッドレンズ等種々の光学素子の製造に有
用である。

次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。尚
、文中、部または％とあるのは特に断わりのない限り重
量基準である。

実施例１この実施例では原料を５ｉ０２とＧｅＯ２の微粒子とす
る。同形状、同容量の容器を２個用意する。一方の容器
にＳ　ｉ　０２の微粒子分散液を、もう一方の容器に５
ｉ０２とＧｅＯ２の微粒子混合物（混合比ｌ：１）分散
液を同体植入れる。前述の方法に従い、２個の容器に供
給路を設け、取り出し管を５ｉ０２分散液中に連結して
混合分散液を流出させる。噴出装置により、混合分散液
を成形器中のフィルタ一部に向けて噴射する。この場合
、噴出装置を回転させて、噴出の際の噴出ムラを焦くす
る。フィルターの下部は、ポンプにより減圧化し、濾過
を促進させる。こうして成形器内で板状の成形物を得る
。これは底面方向に順次５ｉ０２濃度が高く、上面方向
に順次ＧｅＯ２濃度が高い分布を持つ、ＧｅＯ２の存在
比は底面から上面に向って０〜５０％となっている。

この成形物を以下に示すような加熱プログラムで、所望
の焼成炉中で、真空ポンプで脱気操作を行いながら焼結
し、本発明の光学素子を得た。

（１）昇温速度２℃／分で４００℃まで加熱し、この間
脱気を続ける。

（２）４００℃で５０時間、脱気状態に保持する。

（３）昇温速度２℃／分で８００℃まで加熱し、脱気を
続ける。

（４）８００℃で４時間、脱気状態に保持する。

（５）昇温速度２℃／分で１，０００℃まで脱気しなが
ら加熱する。

（６）１．０００℃で５時間、脱気状態に保持する。

（７）１．０００℃の状態で１２０ｋｇ／ｃｔｎ”（７
）圧力をかけ、８時間、脱気状態に保持する。

（８）圧力をかけるのをやめ、降温速度２℃／分で９０
０℃まで脱気しながら冷却する。

（９）９００℃から７００℃まで降温速度が０．１”０
７分で脱気しながら冷却する。

（ｌＯ）真空ポンプによる脱気操作をやめ、そのまま炉
中で自然放冷する。

上記の工程で得られた本発明の光学素子の屈折率分布を
測定した所、上面の屈折率が大きく下面に向って小さく
なる円板状の光学素子であり、これは光学素子として有
用である。

実施例２この実施例では、一方の無機粒子として組成がＮａ２Ｏ
５％、Ｋ２Ｏ１０％、３４０２７０％およびＰｂＯ１５
％のフリット系ガラス粒子を使用し、他の無機粒子とし
てＰｂＯの粒子を使用する。

両粒子をアセトン中に分散させて分散液とし、両分散液
を第８図に示した如き混合装置のそれぞれの容器にそれ
ぞれ入れ、２個の供給管の先端に設けた噴出装置を作動
させ、両分散液の時間当りの噴出量を一定にし、両分散
液の相対噴出量を変化させながら、第２図に示した如き
回転している成形器に供給する０両分散液の相対噴出量
は、その合計量を一定に保持しつつ、最初はガラス粒子
分散液のみを噴出させ、次いで徐々にＰｂｏ粒子分散液
の噴出量を増加させ、成形終了時には、ガラス粒子とＰ
ｂＯ粒子の噴出量の容積比を２５二８とする。その間１
分散媒体であるアセトンを実施例１と同様にして成形器
から除去し平面円板状の成形物を得た。

この成形物は、底面から上面方向に向かって順次ＰｂＯ
粒子の相対存在比が高くなり、上面から底面方向に向か
って順次ガラス粒子の相対存在比が高くなっている。成
分比は、ＰｂＯが１５％〜３６％となっている。

（１）昇温速度２℃／分で２００℃まで加熱し。

この間脱気を続ける。

（２）２００℃で１０時間、脱気状態に保持する。

（３）昇温速度２℃／分で５００℃まで加熱し、この間
脱気を続ける。

（４）５００℃で２５時間、脱気状態に保持する。

（５）昇温速度２℃／分で９００℃まで加熱し。

１昨間脱気を続ける。

（６）９００℃の状態で１２０ｋｇ／　ｃｒｎ”の圧力
をかけ、２時間脱気状態に保持する。

（７）圧力をかけるのをやめ、降温速度２℃／分で７０
０℃まで脱気しながら冷却する。

（８）７００℃から４００℃まで、０．１℃／分の降温
速度で脱気しながら冷却する。

（９）真空ポンプによる脱気操作をやめ、そのまま炉中
で自然放冷する。

上記の工程で得られた本発明の光学素子の屈折（シ分布
を測定した所、上面部分の屈折率が１．５７と大きく、
底面付近では１．５１と小さくなっている円板状の光学
素子であり、これは光学素子として有用である。

実施例３この実施例では、無機粒子として屈折率が異なり、粒径
が１〜１０ｐｍの２種のガラス粒子を使用する。一方は
高屈折率のフリット系ガラス（Ｆ−２）であり、他方は
低屈折率のクラウン系ガラス（Ｋ　−３）である。

第８図に示した如き混合装置の一方の容器にＦ−２ガラ
ス粒子とに−３ガラス粒子とを１＝１に混合したものを
アセトン中に分散させて入れ、他方の容器にはに−３ガ
ラス粒子のみをアセトン中に分散させて入れる。供給管
の先端に設けである噴出装置を作動させ１両者の分散液
の噴出量を制御しつつ、第２図に示した如き成形器に供
給する０両分散液の時間あたりの噴出量の合計を一定に
保持しつつ、最初はに−３ガラス粒子分散液のみを噴出
させ１次いで徐々にＦ−２とに−３の混合ガラス粒子分
散液の噴出量を増加させ、成形終了時には、Ｆ−２とに
−３の混合ガラス粒子分散液だけを噴出させるようにす
る。その間、分散媒体であるアセトンを実施例１と同様
にして成形器から除去し、平面円板状の成形物を得た。

この成形物は、上面から底面方向に向かって順次に−３
ガラス粒子の相対存在比が高く、底面から上面方向に向
かって順次Ｆ−２ガラス粒子の存在比が高くなっている
。Ｆ−２ガラス粒子の存在比は底面から上面に向かって
０〜５０％となっている。

（２）４００℃で３０時間、脱気状態に保持する。

（３）昇温速度２℃／分で９００℃まで加熱し、１時間
脱気を続ける。

（４）９００℃の状態で１２０ｋｇ／　ｃｒｒｙ’の圧
力をかけ、２時間脱気状態に保持する。

（５）圧力をかけるのをやめ、降温速度２℃／分で７０
０℃まで脱気しながら冷却する。

（８）４００℃まで０．１℃／分の降温速度で脱気しな
がら冷却する。

（７）真空ポンプによる脱気操作をやめ、そのまま炉中
で自然放冷する。

上記の工程で得られた本発明の光学素子の屈折率分布を
測定した所、上面付近の屈折率が１．５７と大きく、底
面付近が１．５２と小さくなっている円板状の光学素子
であり、これは光学素子として有用である。

実施例４この実施例では、一方の無機粒子（Ａ）として組成がＮ
ａ２Ｃ０３６，０％、Ｋ２　Ｃ０３６、９％、５ｉ０２
４３．５％、Ｐｂ０４３．０％およびＡ３２０３０．６
％の粒子混合物とし、他方の無機粒子（Ｂ）として組成
がＮａ２　ＣＯ３７、８％、Ｋ２ＣＯ３１３，５％、５
ｉ０２６０．２％およびＰｂＯ１８，５％の粒子混合物
を使用する。

両粒子混合物をそれぞれアセトン中に分散させた分散液
とし１両分散液を第８図に示した如き混合装置の２つの
容器にそれぞれ入れ、２個の供給管の先端に設けた噴出
装置を作動させ、両分散液の時間当りの噴出量を一定に
し、両分散液の相対噴出量を変化させながら、第２図に
示した如き成形器に供給する０両分散液の相対噴出量は
、その合計量を一定に保持しつつ、最初はＡ分散液のみ
を噴出させ、その後Ａ分散液の噴出量を減少させ、次い
で徐々に８分散液の噴出量を増加させ。

成形終了時には、８分散液のみを噴出させる。その間、
分散媒体であるアセトンを実施例１と同様にして成形器
から除去し平面円板状の成形物を得た。

この成形物は、上面から底面方向に向かって順次Ａ粒子
混合物の相対存在量が高くなり、底面から−Ｌ面方向に
向かって順次Ｂ粒子混合物の相対存在比が高くなってい
る。

この成形物の各成分濃度は底面から上面方向に向って次
のように変化している。

Ｎａ２ＣＯ３；５．４％→５．９％に２ＣＯ３；４．９％→７．８％５ｉ０２；７０．６％→７９．７％ＰｂＯ；１８．８％→６．６％ＡＳ２０３．０．３％→ｏ％この成形物を以下に示すような加熱プログラムで、所望
の焼成炉中で、真空ポンプで脱気操作を行いながら焼結
し、本発明の光学素子を得た。

（１）昇温速度２℃／分で２００”０まで加熱し、この
間脱気を続ける。

（２）２００℃で１０時間、脱気状態に保持する。

（３）昇温速度２℃／分で９００’０まで加熱し。

この間脱気を続ける。

（４）９００℃の状Ｍ　テ１２０　ｋｇ／　ｃ　ｍ′ノ
圧カをかけ、２時間脱気状態に保持する。

（５）圧力をかけるのをやめ、降温速度２℃／分で４５
０℃まで脱気しながら冷却する。

（６）４５０℃から２００℃まで降温速度０．１℃／分
で脱気しながら冷却する。

上記の工程で得られた本発明の光学素子の屈折率分布を
測定したところ、上面付近の屈折率が１．５３と小さく
底面に向って１．６２と大きくなる円板状の光学素子で
あり、これは光学素子として有用である。

実施例５この実施例では、一方の無機粒子として組成がヒ素２０
モル％、硫黄６０モル％およびセレン２０モル％のカル
コゲナイドガラス用混合粒子を使用し、他の無機粒子（
Ｂ）として組成がヒ素２０モル％、ｉ［３０モル％およ
びセレン５０モル％のカルコゲナイドガラス用混合粒子
を使用する。

両粒子混合物をそれぞれアセトン中に分散させた分散液
とし、両分散液を第８図に示した如き混合装置にそれぞ
れ入れ、２個の供給管の先端に設けた噴出装置を作動さ
せ、両分散液の時間当りの噴出量を一定にし、両分散液
の相対噴出量を変化させながら、第２図に示した如き成
形器に供給する８両分散液の相対噴出量は、その合計量
を一定に保持しつつ、最初は８分散液のみを噴出させ、
次いで徐々にＡ分散液の噴出量を増加させ、成形終了時
には、Ａ分散液のみを噴出させる。その間１分散媒体で
あるアセトンを成形器から真空ポンプを用いて除失し、
平面円板状の成形物を得た。

この成形物は、底面から上面方向に向かって順次セレン
粒子の相対存在比が高くなり、上面から底面方向に向か
って順次硫黄粒子の相対存在比が高くなっている。セレ
ンの濃度変化は２０モル％から５０モル％であり、硫黄
の濃度変化は３０モル％から６０モル％である。

この成形物を以下に示すような加熱プログラムで焼結し
、本発明の光学素子を得た。

（１）成形物を真空容器中に入れ、真空状態にする。

（２）２℃／分で４００℃まで加熱する。

（３）４００℃で１時間保持する。

（４）放冷する。

上記の工程で得られた本発明の光学素子の赤外線屈折率
分布を測定したところ、底面付近の屈折率が大きく、上
面に向って小さくなる円板状の光学素子であり、これは
光学素子として有用である。

【図面の簡単な説明】

第１−１０図は、本発明方法を説明するための図である
。１；無機粒子　　　　　２；無機粒子１′；分散液　　　　　２′；分散液３．３′、３″；撹拌手段　４．５；容器６．７：供給
路　　　　８；コック９；噴出装置　　　　ｌＯ；成形器１１；分散液層　　　　１２；成形物（堆積層）１３；
フィルター　　　１４：排気室１５、排水タンク　　　１６；溶媒（分散媒）１７；排
気口　　　　　１８；混合室１９．２０；バルブ２１．２２．２３；ポンプ２４；コンプレッサー特許出願人　　　キャノン株式会社代理人　　弁理士　青　１）勝　広第１図第２図代理人　　岩　１）勝　広≧逃よ− １、＋−へ一二゛第３図　　　　　　第４図第５図７Ｘ６図第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２種以上の無機粒子をそれぞれ含有する分散液を
使用し、その混合比を変化させた混合分散液を、成形器
に供給して、軸方向に混合比変化を有する成形物とし、
必要に応じて固化および透明化することを特徴とする光
学素子の製造方法。
（２）無機粒子が、ガラス形成性金属酸化物粒子である
特許請求の範囲第（１）項に記載の光学素子の製造方法
。
（３）無機粒子が、ガラス粒子である特許請求の範囲第
（１）項に記載の光学素子の製造方法。
（４）無機粒子が、ガラス原料となる無機塩の粒子であ
る特許請求の範囲第（１）項に記載の光学素子の製造方
法。
（５）無機粒子が、カルコゲナイドガラスの原料となる
カルコゲン、カルコゲナイドまたは金属の粒子である特
許請求の範囲第（１）項に記載の光学素子の製造方法。
（６）成形器が、回転式成形器である特許請求の範囲第
（１）項に記載の光学素子の製造方法。
（７）成形器が、静止式成形器である特許請求の範囲第
（１）項に記載の光学素子の製造方法。
（８）混合分散液を噴霧して成形器へ供給する特許請求
の範囲第（１）項に記載の光学素子の製造方法。